专利名称：一种提高延迟焦化液体产品收率的方法
技术领域：
本发明属于延迟焦化过程，更具体地说，是在延迟焦化操作过程中提高液体产品收率的一种方法。
2、背景技术延迟焦化作为重油加工手段之一，在炼油工业中已应用多年了。该工艺是以重质、劣质渣油为原料，经加热炉加热后进入焦化塔，在焦化塔内热分解生成气体产品、不同沸点的液体产品和焦炭产品。
目前炼厂延迟焦化装置处理的原料愈来愈重，焦炭产率高达30w％-40w％，液体产品相当少。延迟焦化装置受焦炭产率的限制，增加操作温度只能靠加热炉来完成。增加加热炉温度势必加速炉管结焦，导致炉管堵塞，造成停工。为了改善和缓解炉管结焦速度，延长炉管使用周期，以前的技术是向新鲜原料油中加入5w％-40w％的重瓦斯油循环。尽管循环油能减少炉管结焦量，但是它的焦化结果是焦炭产率增加。为了解决这一问题，美国专利US4,455,219公开了一种延迟焦化方法。该方法是用部分沸点低于重循环油的烃类烯释剂代替重循环油，使焦化液体收率增加，焦炭产率下降。
美国专利US4,518,487在US4,455,219的基础上将重循环油全部用低沸点烃类稀释剂取代取得了较好的效果。
美国专利US4,661,241中揭示了一种改进的延迟焦化提高液收的方法，该方法为单程通过(无重循环油)，同时在原料中加入部分沸点低于450℃的烃类稀释剂(或在加热炉出口处加入)。这种方法即缓解了炉管结焦的问题又增加了液体产品收率，降低焦炭产品产率，但是单程通过的问题是重组分含量高，导至残炭和重金属含量较高，给下游装置加工带来一定的难度。
以上所述这些方法都不同程度地改善了加热炉工况，延长了加热炉的使用周期，但是不能有效地提高焦化塔内的液体反应温度，达到大幅度增加液体产品产率，降低焦炭产品产率的目的。美国专利US5,645,712对延迟焦化工艺作了进一步的改进，该专利用一种高温不结焦的烃类(168-450℃馏分)作为稀释剂。在原有延迟焦化工艺流程中又增设了另一加热炉，单独加热该稀释剂，使其温度高于焦化塔内液体温度大约10-300°F，然后进入焦化塔，使焦化塔内液体原料温度提高至少1-50°F。这种改进的延迟焦化方法提高了液体产品收率约1w％，降低了焦炭产品产率3.48％。尽管该方法与上述专利方法相比，在提高液体收率和降低焦炭产率方面取得了较大的进步，但该方法也存在着一定的不足。首先，该方法中提到的另设一加热炉用来单独加热不结焦烃类稀释剂，增加了设备投资，同时使流程复杂化；另外，该方法中使用的不结焦烃类稀释剂是168-450℃馏分，该馏分包含了部分柴油馏分和部分蜡油馏分，用柴油馏分作稀释剂是不经济的，用蜡油作稀释剂对降低焦炭产率贡献不大，另外该馏分较重，热焓值相对较轻馏分的热焓值低。
3、发明内容本发明的目的是克服现有技术的缺点，提出一种改进的延迟焦化工艺方法，旨在进一步提高液体产品产率，降低焦炭产品产率。
本发明所述改进的延迟焦化工艺方法，包括焦化原料被加热到450-530℃，最好是490-510℃，进入到焦化塔中进行反应，其特点在于还向焦化塔中注入约0.1w％-20w％(占新鲜焦化原料)的轻烃供热剂，最好是5w％-10w％。轻烃供热剂一般应被加热至大约500-580℃，优选510-545℃。与上述被加热后的焦化原料混合(在转油线处或焦化塔内)，使焦化塔内反应温度至少提高1℃，一般应是3-8℃，由于焦化塔内充入了供热剂，使得焦化塔内的反应温度一般在465-525℃，通常是485-510℃，该温度比常规延迟焦化反应温度高，操作压力一般是0.01-1.5Mpa，最好是0.15-0.25Mpa，循环比一般为0-1，最好是0.15-0.45。
本发明所述循环比是指循环油重量与新鲜原料油重量之比，循环油是指所述分离系统分出的尾油，其初馏点一般大于450℃。
本发明所述焦化原料是初馏点＞350℃的重、渣油原料，一般可选自常减压蒸馏装置的渣油、脱沥青装置的重脱沥青油、催化裂化油浆、稠油、拔头原油，当然也可选自其它类似的原料，如煤、页岩及油砂加工后的重质烃类原料等。
以上所述的轻烃供热剂主要是指沸点＜180℃的单体烃或干点＜180℃的混合烃，一般可以是C3-C12范围内的单体烃或混合烃，其沸程大约在0-180℃，例如可以是焦化反应后分离的C3、C4馏分和/或C5以上焦化汽油的部分或全部，当然也可以使用其它装置的馏分作为本发明所述的轻烃供热剂，如催化裂化轻汽油等。
本发明所述轻烃供热剂的一个主要特点是高温下不易结焦，且具有高热焓值。通过向焦化塔中注入以上轻烃供热剂，可以在不提高原料加热炉操作温度的情况下，以增加焦化塔内反应温度，通常可将反应温度提高至少1℃，一般应提高3-8℃(该温度可在焦化塔顶部通过热偶测量)，从而增加了焦化塔内液体裂化反应温度，增加了焦化液体产品产率，降低了焦炭产品产率。所述轻烃类供热剂的用量大约占新鲜焦化原料总重量的0.1％-20％之间，优选5％-10％，供热剂在进入焦化塔之前，一般应被加热至大约500-580℃，优选510-545℃。所述轻烃供热剂被加热后，可以通过转油线与被加热后的焦化原料混合一起进入焦化塔，也可以分别进入焦化塔。
本发明所述焦化原料的加热一般可通过加热炉进行，轻烃供热剂的加热可采用任何适用的方式进行，例如也可以单独设一个加热炉来进行，本发明推荐将所述轻烃供热剂送入焦化原料加热炉的辐射区进行加热，这样即减少了设备投资，又使能量得到了充分利用。
本发明所述焦化塔反应后的产物进入分馏塔中分离后，一般可将之分离成C4以下馏分、C5-180℃汽油馏分、180℃-350℃柴油馏分、350℃-450℃蜡油馏分和450℃以上尾油。当然也可根据具体情况将C4以下馏分中的C1-C2馏分与C3-C4馏分分开，将C3-C4馏分与C5-180℃馏分中的部分或全部作为轻烃供热剂；在焦化塔中反应生成的焦炭沉积在塔底，当焦炭在焦化塔中充满后，可停止进料，切换到另一焦化塔进行同样的操作(每个焦化塔可连续操作36-48小时)。另外，可根据具体情况，将分离系统中分离出的塔底尾油部分或全部地循环回装置前部与新鲜焦化原料一起再进行处理，当然也可以采用塔底尾油不循环加工，一次通过的方案，一般可选择部分循环的方式操作，其循环比最好是0.15-0.45。
本发明方法中所述技术方案同样适用于其它延迟焦化方法中。如前面所提到的现有技术中的U.S.P No.4,455,219、U.S.P No.4,518,487和U.S.PNo.4,661,241特别适用于U.S.P No5,645,712。
本发明不仅适用于加工一般常规的焦化原料，如减压渣油，也适用于加工各种以往在低温焦化过程中难以加工的劣质渣油，如重脱沥青油、减粘裂化残渣、催化裂化油浆、稠油等。使这些劣质原料在该发明的方法中获取较高产率的高附加值产品。
本发明与相关专利技术相比具有以下优点1、与US5,645,712相比，本发明方法可提高气体产率约1w％-2w％，提高液体产率约1w％-3w％，降低焦炭产率约3w％-7w％。
2、高温下不结焦的具有高热焓值的低分子烃类供热剂单独进入焦化原料加热炉高温辐射区，加热至希望的温度，而不需要增加另一加热炉来单独加热供热剂，减少设备投资。
3、本发明所用的供热剂是沸点或干点小于180℃的低分子烃类，其热焓值较高沸点烃的高，因此在达到与相关专利方法中的温度时所需加入的量相对减少；或者是与相关专利方法中用量相同时，该供热剂不需要加热到更高的温度，从而达到了降低成本的目的。
4、本发明中所用的高温下不结焦的具有高热焓值的低分子烃类供热剂是来自焦化本身的轻汽油馏分。该馏分烯烃及各种杂质含量较高，辛烷值较低，不能作为商品出售，是价值较低的产品，但其热焓值相对较高，用它作为供热剂比用相关专利方法中的柴油馏分成本低、效果好。
5、本发明的方法提供了操作上的灵活性，以便根据市场状况确定产品分布的变化，并尽量降低焦炭产率。
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图1是本发明以下实施例中所使用的一种流程示意图。
以下结合附图和具体的实施例进一步详细解释本发明。
具体实施方式
如图1所示，原料油经管线1进入加热炉3中进行加热，低分子烃类供热剂沿管线2进入加热炉3的辐射区，经过加热到所需温度后的原料油和低分子烃类分别经过管线4和管线5一起通过管线6进入焦化炭7中发生焦化反应，焦化反应产物从焦化塔7顶通过管线8和管线9进入分馏塔11，在分馏塔11中分离出各种产品。C1、C2经管线18导出装置，C3、C4一部分经管线17导出装置，另一部分作为供热剂经管线20和21循环到原料加热炉高温辐射区循环使用；C5-180℃馏分一部分经管线16导出装置，一部分作为供热剂经管线19和管线21循环到原料加热炉高温辐射区循环使用；180-350℃柴油经管线15导出装置；蜡油经管线14导出装置，大于450℃尾油经管线12和管线1循环到原料加热炉3循环使用(大于450℃尾油可根据具体情况，采取全部循环处理，或部分循环或单程通过的方案)。焦炭产品则通过管线10和管线13出装置。焦化塔7充满后，停止进料，切换另一焦化塔7a进行同样的操作，此时经过加热后的反应原料和轻烃供热剂再分别经过管线4和管线5后一起通过管线6a进入焦化塔7a，反应产物经由管线8a进入管线9中，焦炭是通过管线10a和管线13出装置的。
以下实施例详细说明了本发明，但并不限制本发明。实施例中所有实验用原料油、供热剂均相同，原料加热炉出口温度、反应压力、循环比均相同，旨在比较供热剂加热炉出口温度和加入量对焦化反应的影响。
根据图1所述的流程示意图，在中型试验装置上做了以下几个实验。以下实验所用原料油、供热剂的性质见表1。原料加热炉出口温度为500℃，操作压力为0.17Mpa、循环比0.2(w/w)。进料量为5kg/h，运转10小时，停止进料，烘焦2小时，除去挥发分。供热剂加热炉出口温度、加入量和实验条件及试验结果见表2。
表1原料油和供热剂的性质项目 原料油 供热剂密度，(20℃)，g/cm30.9816 0.7545残炭，w％ 15.6-硫含量，w％1.180.045H/C原子比 1.58-初馏点，℃ 380 4850％，℃ 455 12895％，℃ 535 -干点，℃ - 180
表2供热剂加热炉出口温度、加入量和产品分布试验编号 12 3 4 5供热剂加热炉出口温度，℃ -510 510 515 515供热剂加入量，w％ -5 10 5 10焦化塔顶温度，℃ 440 442 445 445 448产品分布，w％H2S 0.12 0.110.100.120.11C1，C22.85 3.013.133.133.26C3，C44.62 4.764.884.905.12C5-180℃13.68 13.93 14.15 14.16 14.52180-350℃20.10 20.14 20.16 20.16 20.19350-450℃23.81 24.07 24.36 24.37 24.51＞450℃ 6.80 6.566.426.436.31焦炭 28.02 27.42 26.80 26.73 25.98合计 100.00100.00 100.00 100.00 100.00*试验1为空白试验。
权利要求
1.一种提高延迟焦化液体产品收率的方法，包括焦化原料被加热到450-530℃，进入到焦化塔中进行反应，其特征在在于还向焦化塔中注入占新鲜焦化原料重量0.1％-20％的轻烃供热剂，所述轻烃供热剂应被加热至500-580℃后与上述被加热后的焦化原料混合，使焦化塔内反应温度与不加轻烃供热剂相比，至少提高1℃，焦化塔内的反应温度为465-525℃，操作压力是0.01-1.5Mpa，循环比为0-1。
2.按照权利要求1所述的提高延迟焦化液体产品收率的方法，其特征在于所述轻烃供热剂的用量为新鲜焦化原料重量的5％-10％。
3.按照权利要求1所述的提高延迟焦化液体产品收率的方法，其特征在于所述焦化塔内反应温度是485-510℃，操作压力是0.15-0.25Mpa，循环比是0.15-0.45。
4.按照权利要求1所述的提高延迟焦化液体产品收率的方法，其特征在于所述焦化原料是初馏点＞350℃的重、渣油原料。
5.按照权利要求1所述的提高延迟焦化液体产品收率的方法，其特征在于所述轻烃供热剂是指沸点＜180℃的单体烃或干点＜180℃的混合烃。
6.按照权利要求1所述的提高延迟焦化液体产品收率的方法，其特征在于所述轻烃供热剂在进入焦化塔之前，应被加热至510-545℃。
7.按照权利要求1所述的提高延迟焦化液体产品收率的方法，其特征在于所述轻烃供热剂是通过进入所述焦化原料加热炉的辐射区进行加热达到所需温度的。
8.按照权利要求1所述的提高延迟焦化液体产品收率的方法，其特征在于所述焦化原料是被加热到490-510℃后进入到焦化塔中进行反应的。
9.按照权利要求1所述的提高延迟焦化液体产品收率的方法，其特征在于所述轻烃供热剂注入焦化塔后，焦化塔内反应温度与不加轻烃供热剂相比，提高3-8℃。
全文摘要
本发明公开了一种多产液体产品的延迟焦化工艺，其特点是在常规延迟焦化过程中，将高温下不结焦的具有高热焓值的低分子烃类供热剂加到焦化塔中，提高焦化塔内液体反应温度，使焦化液体产品产率增加，焦炭产品产率下降。
文档编号C10G9/00GK1448466SQ02109408
公开日2003年10月15日 申请日期2002年4月4日 优先权日2002年4月4日
发明者张学萍, 李宝忠, 许凤军, 勾连忠, 王凤秀 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院