专利名称：一种重油加工组合工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于烃油加工领域，特别涉及一种重油深加工工艺。
背景技术：
随着国民经济的飞速发展，对轻质石油产品的需求量快速增加，而原油却逐渐变重、变劣，轻质油收率逐渐降低，这就迫使石油加工行业利用重油生产轻质油。渣油加工是提高原油轻质油收率的关键，也是炼油技术水平的一种体现。在渣油加工工艺中，有加氢和脱炭两种方案，无论是脱炭技术还是加氢技术其目的都是改变渣油中的碳氢比例，使碳氢重新组合，将氢含量较低的渣油加工成氢含量较高的轻质产品，满足国民经济的需要。
渣油加氢处理(RHT)是利用加氢的方法改质渣油，包括固定床加氢、沸腾床加氢、悬浮床加氢等工艺，目前比较常用的是固定床加氢，如减压渣油加氢脱硫(VRDS)、常压渣油加氢脱硫(ARDS)、加氢脱金属(HDM)等。固定床加氢是将加氢催化剂装填在反应器中，氢气与渣油混合后在300～450℃高温、4.0～20.0MPa高压条件下以涓流的形式流过催化剂床层，同时进行加氢反应，脱除渣油中的金属和残炭，提高了烃中的氢含量，使渣油得到改质。
渣油加氢技术包括减压渣油脱硫(VRDS)[《石油炼制与化工》1998(6)，P17～21；《石油化工设备技术》1995(1)，P10～12]和常压渣油加氢脱硫(ARDS)[《炼油设计》1994(2)P31～34]。VRDS采用多段固定床渣油加氢脱硫技术，在较高氢分压下操作脱除金属和杂质，氢分压至少为15.0MPa，将加氢脱金属和加氢脱硫反应分布在不同的催化剂上进行，而脱除的金属沉积在催化剂上，该技术适于加工硫和金属含量较高的原料，优点是脱金属和脱硫能力较强，缺点是脱金属催化剂不能再生，脱残炭能力较弱。ARDS采用固定床渣油加氢脱硫技术，将脱金属和脱硫分别在两种催化剂上进行，操作氢分压要求在12.0MPa以上，特点是对金属和硫含量较高的原料比较适应，催化剂的使用寿命为一年，催化剂不能再生，脱金属和脱硫比较好，但脱残炭功能较差。固定床加氢处理的特点是通过加氢脱除了渣油中的硫化物、重金属和部分残炭，缺点是投资和操作费用比较高。S-RHT技术[《炼油设计》2000(4)P2～7；《炼油设计》2001(6)P39～43]是与VRDS类似的固定床加氢处理技术。采用固定床加氢技术，脱除渣油中的金属、硫化物等杂质，通过增加渣油氢含量的方法生产轻质产品。
脱炭技术包括FCC、焦化、溶剂脱沥青等工艺，利用将渣油中含碳量较高的大分子缩合成焦的方式脱除渣油中的炭，同时脱除渣油中的金属、硫化物等杂质，提高燃料中氢的含量生产高品质燃料油，脱炭技术的优点是投资和操作费用低，缺点是将一部分渣油转化成了低品质的焦炭。
沥青渣油处理(ART)是通过沥青质的热破坏分解使渣油改质(oil andgas，1984，82(52)54)，同时使其中含有的馏分油转化减小到最低程度，是选择性气化与流化脱金属、脱炭相结合的工艺，该工艺装置结构与FCC装置类似，操作条件为0.1～0.3MPa、450～530℃，与FCC操作条件相近。采用一种廉价的称为(ARTCAT)热载体作为吸附剂，该剂的粒度、密度和流化性能与FCC催化剂基本相同，比表面和活性较小，它能容纳3％(重量)的金属。
流化脱炭处理渣油(ROP)工艺是利用一种活性很低的热载体在提升管中与渣油接触(陈俊武等《催化裂化工艺与工程》，中国石化出版社，1995，2，北京，P343)。渣油中含氢较多的组分在与热载体接触后迅速蒸发，含有残炭的高沸点组分不易气化，即发生裂化，缩合成焦炭的组分沉积在热载体上，含在大分子中的金属污染物和部分硫氮也沉积在热载体上，热载体与脱炭、脱金属油气进行分离并汽提，汽提后的热载体输送到再生器中烧焦再生，循环使用。将脱除炭和金属的油气分离出气体、汽油和柴油后，重馏分油(沸点大于350℃)馏分的性质与其原料油相比有较大程度的改善，残炭和金属含量大幅降低，对于含硫量较低的原料油经ROP处理后的重馏分油可以作为FCC等的原料，但对于硫含量较高的原料油，经ROP处理后的重馏分油中的硫含量仍比较高，不能直接作为FCC等的原料。
流化催化裂化(FCC)工艺，是属于脱炭工艺，在提升管反应器中原料油与催化剂在0.1～0.3MPa，450～530℃条件下接触，经裂化生成气体、汽油、柴油、重质油和焦炭，重质油可以循环作为原料。
发明内容
本发明为了克服现有的加氢和脱炭技术的缺点，提供了一种重油加工组合工艺，该方法由流化预处理(ROP)、渣油加氢处理(RHT)和渣油流化催化裂化(RFCC)组成，将加氢和脱炭技术有机的结合在一起，降低设备投资和操作费用。
本发明重油加工组合工艺包括下列步骤1)ROP处理重油在反应温度420～600℃，最好450～550℃，剂油重量比2～15，最好为5～15，油气停留时间为0.5～4秒，最好为1.5～3秒，反应绝对压力为0.18～0.35MPa、最好为0.2～0.3MPa条件下与无定型硅酸铝催化剂接触，脱除其中的金属、残炭、硫化物和氮化物，分离反应油气，得沸点≥350℃的重油和沸点＜350℃的轻质油；2)RHT处理将经步骤1)ROP处理后的沸点≥350℃的重油，在氢分压4.0～12.0MPa，最好6.0～10.0MPa；反应温度300～450℃，最好为330～420℃；氢油体积比为300～1000，最好为500～800；液时空速为0.4～2.0h-1，最好为0.6～1.5h-1条件下与加氢催化剂接触，进一步脱除其中的金属、硫化物、残炭和氮化物，分离反应油气，得沸点≥350℃的重油和沸点＜350℃的轻质油；3)RFCC处理将经步骤2)RHT处理后的沸点≥350℃的重油，在反应温度450～600℃，最好为470～550℃；剂油重量比4～15，最好为5～10；油气停留时间为0.5～4秒，最好为1.5～3秒；反应绝对压力为0.18～0.35MPa，最好为0.2～0.3MPa条件下与催化裂化催化剂接触，分离反应油气得各种石油产品。
上述RHT处理中的加氢催化剂中的活性组分选自铂、钯、镍、钨、钼、钴金属中的至少一种，最好是选自镍、钨、钼、钴金属中的至少一种；载体选自氧化铝、氧化硅、氧化钛或者其混合物。
本发明所述的重油为原油、常压渣油、减压渣油、直馏蜡油、加压蜡油、焦化蜡油、页岩油、合成油、煤焦油、回炼油、油浆或脱沥青油。
与现有技术相比，本发明中经ROP工艺脱除重油中的金属和残炭，提高了RHT原料的质量，可以延长RHT催化剂的使用寿命，这样一方面可以降低RHT的操作压力，使压力降到8.0MPa以下，将加氢处理装置的操作压力从高压降到了中压，大幅度降低了设备投资和操作费用；另一方面，重油经过ROP，生产部分轻组分和焦炭，减少了RHT的处理量，即减小装置规模；第三方面重油经过ROP脱除了大部分金属和残炭，使RHT脱金属和残炭压力减小，可以简化RHT工艺，仅采用一个反应器即可。RHT工艺可脱除ROP重油中的硫化物，因此减少了RFCC处理过程的SOx污染。
具体实施例方式
下面用实施例来详细说明本发明，但并不限制本发明的范围。
实施例11)ROP的原料为伊朗减压渣油，RHT的原料为ROP产物中大于350℃的馏分(ROP重油)，而RFCC的原料为RHT产物中大于350℃的馏分(RHT重油)。伊朗减压渣油性质见表1。ROP采用LTA-1热载体为催化剂、RHT采用AKZO公司的RF-100催化剂、RFCC采用CC-16催化剂，物化性质见表2，所用氢气纯度为99.9％，表3为ROP试验条件和物料平衡数据，ROP产品性质见表4，表5为RHT操作条件和脱硫氮效果，RHT的产品分布和重油性质见表6。RFCC试验条件和产品分布见表7，产品性质见表8。
表1试验用原料性质
表2催化剂性质
续表-2催化剂性质
表3 ROP操作条件和物料平衡
表4 ROP产品性质
表5 RHT工艺条件的影响
表6 RHT产品分布和产品性质
表7 RFCC试验条件和产品分布
表8 RFCC产品性质
实施例2与实施例1相同，只是ROP的原料为伊朗常压渣油，其伊朗常压渣油性质见表9。表10为ROP试验条件和物料平衡数据，ROP产品性质见表11，表12为RHT操作条件和脱硫氮效果，RHT的产品分布和重油性质见表13。RFCC试验条件和产品分布见表14，产品性质见表15。
表9试验原料性质
表10 ROP试验条件和物料平衡
表11 ROP产品性质
表12 RHT工艺条件和脱硫氮效果
表13 RHT产品分布和产品性质
表14 RFCC试验，试验条件和产品分布
表15 RFCC产品性能
权利要求
1.一种重油加工组合工艺，其特征在于包括如下步骤1)ROP处理重油在反应温度420～600℃，剂油重量比2～15，油气停留时间为0.5～4秒，反应绝对压力为0.18～0.35MPa条件下与无定型硅酸铝催化剂接触，分离反应油气，得沸点≥350℃的重油和沸点＜350℃的轻质油；2)RHT处理将经步骤1)ROP处理后的沸点≥350℃的重油，在氢分压4.0～12.0MPa，反应温度300～450℃，氢油体积比为300～1000，液时空速为0.4～2.0h-1的条件下与加氢催化剂接触，分离反应油气，得沸点≥350℃的重油和沸点＜350℃的轻质油；所述加氢催化剂中的活性组分选自铂、钯、镍、钨、钼、钴金属中的至少一种，载体选自氧化铝、氧化硅、氧化钛中的至少一种；3)RFCC处理将经步骤2)RHT处理后的沸点≥350℃的重油，在反应温度450～600℃，剂油重量比4～15，油气停留时间为0.5～4秒，反应绝对压力为0.18～0.35MPa的条件下与催化裂化催化剂接触，分离反应油气得各种石油产品。
2.根据权利要求1所述的重油加工组合工艺，其特征在于所述重油为原油、常压渣油、减压渣油、直馏蜡油、减压蜡油、焦化蜡油、页岩油、合成油、煤焦油、回炼油、油浆和脱沥青油。
3.根据权利要求1所述的重油加工组合工艺，其特征在于ROP处理重油的条件为反应温度450～550℃，剂油重量比5～15，油气停留时间为1.5～3秒，反应绝对压力为0.2～0.3MPa。
4.根据权利要求1所述的重油加工组合工艺，其特征在于RHT的处理条件为氢分压6.0～10.0MPa，反应温度为330～420℃，氢油体积比为500～800，液时空速为0.6～1.5h-1。
5.根据权利要求1所述的重油加工组合工艺，其特征在于RFCC的处理条件为反应温度470～550℃，剂油重量比5～10，油气停留时间为1.5～3秒，反应绝对压力为0.2～0.3MPa。
全文摘要
一种重油加工组合工艺，利用重油流化脱炭(ROP)、渣油加氢处理(RHT)和渣油流化催化裂化(RFCC)组合工艺从重油中生产轻质燃料油，该发明将脱炭和加氢有机的结合起来，并充分发挥各自的优势生产轻质燃料油，该发明投资和操作费用低，产品质量高，环境污染小。
文档编号C10G67/00GK1546613SQ20031011020
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月9日 优先权日2003年12月9日
发明者王月霞, 汤海涛, 赵晓青, 齐国泉 申请人:中国石油化工集团公司, 中国石化集团洛阳石油化工工程公司