专利名称：：一种煤焦油重油焦化方法
技术领域：
：本发明涉及一种煤焦油重油焦化方法；特别地讲本发明涉及一种中温煤焦油重油或低温煤焦油重油的焦化方法；更特别地讲本发明涉及一种提高载热油加热炉出口温度，有效降低煤焦油重油加热炉出口温度的焦化方法。
背景技术：
：众所周知，延迟焦化是一种成熟的重油加热裂解工艺，重质油经过加热炉升温至焦化温度，然后进入焦炭塔，在焦炭塔中完成热裂解和焦化反应，转化为气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭。通常焦炭塔至少设置两台，通过切换操作实现装置生产的连续化。已知的低温煤焦油或中温煤焦油焦化工艺是将全馏分低温煤焦油或中温煤焦油作为焦化反应器进料。然而，上述工艺直接用于劣质重油如低温煤焦油、中温煤焦油焦化过程存在如下缺点①低温煤焦油重馏分或中温煤焦油重馏分(比如常压沸点^51(TC馏分)沥青质含量高、结焦起始温度低，如用加热炉直接加热使其达到适宜的焦化反应温度，通常该温度下上述煤焦油重馏分极易在加热炉管内高温段结焦，导致装置停工等；因此，简单的移植石油重油延迟焦化工艺，存在上述缺点。②低温煤焦油或中温煤焦油，烃类组分主要是多环芳烃、胶质、沥青质，分子中硫、氮、金属含量高。其焦化反应的主导特征是热解断链、断侧链，产生小分子气体，多环芳烃向胶质转化，胶质向沥青质转化，沥青质縮合生焦，同时灰分进入焦碳中。直接用初始全馏分低温煤焦油或中温煤焦油作为焦化反应器进料，其后果是煤焦油中的轻组分(常压沸点低于50(TC)裂解产生大量气体烃，从提高液体产品收率角度讲，是不利的，相当部分的大分子裂解出气体烃后变成的较小分子新生一些不饱和键，保留不饱和度更高的芳香基主体或一定程度上縮合成更大的芳烃，在加氢转化过程中还要增加氢气耗量、增加反应热；因此全馏分低温煤焦油或中温煤焦油作为焦化反应器进料是不经济的。因此，本发明提出一种提高载热油加热炉出口温度，有效降低煤焦油重油加热炉出口温度的焦化方法，该方法未见报道。对于具有结焦起始温度低的任一种焦化原料油，本发明都是适用的。与本发明技术方案相似的重油热加工工艺是石油重油双炉选择性热裂化工艺。双炉选择性热裂化工艺，设置两台炉子以分别加热反应塔的轻重进料，操作时原料油直接进入分馏塔下部，与塔进料油气换热蒸出原料中所含少量轻质油和反应产物中的汽油、柴油后形成塔底重循环油，在塔中部抽出轻循环油，两者分别送往轻油加热炉、重油加热炉(为避免在炉管中结焦，故将轻、重循环油分别在两炉中加热到不同温度)，然后进入反应塔进行热裂化反应，反应温度为48550(TC，压力1.82.OMPa;反应产物经闪蒸塔分出裂化渣油后，进入分馏塔分馏，汽油和柴油总产率约为6065%，汽油辛烷值较低(马达法辛烷值约556Q)且安定性差；柴油凝点-2(TC以至-3(TC、十六烷值约60;热裂化渣油是生产针状焦的良好原料。该工艺不产生焦碳，其产品性质、操作条件与焦化过程相差甚大。因此，本发明的目的在于提供一种提高载热油加热炉出口温度，有效降低煤焦油重油加热炉出口温度的焦化方法。
发明内容本发明一种煤焦油重油焦化方法，其特征在于包含以下步骤①所述煤焦油重油在重油加热炉HF预热至温度Tl成为物流HFE;②载热油LR0在载热油加热炉LF加热至温度T2成为物流LFE，T2高于Tl;③物流HFE和物流LFE混合后达到煤焦油重油焦化反应温度进入焦化反应器CR发生焦化反应；④焦化反应器CR排出的油汽进入焦化产物油汽分离回收部分RR。本发明特征进一步在于⑤至少一部分焦化产物蜡油作为载热油使用。本发明特征进一步在于⑥至少一部分焦化产物重油循环至重油加热炉HF加热后进入焦化反应器CR。本发明特征进一步在于⑥至少一部分焦化产物重油循环至重油加热炉HF入口与煤焦油重油混合。本发明特征进一步在于温度T2比温度Tl至少高l(TC。本发明特征进一步在于①物流HFE温度T1为375515。C，压力为0.151.0MPa;②物流LFE温度T2为425600°C，压力为0.152.0MPa;温度T2比温度Tl至少高l(TC;③物流HFE和物流LFE混合后达到的焦化反应温度为425520°C，焦化反应压力为0.151.0MPa。本发明特征进一步在于④在分离回收部分RR，焦化反应生成油汽进入分馏塔。本发明特征进一步在于④在分离回收部分RR，焦化反应生成油汽经过冷凝冷却分离为气体和油；本发明特征进一步在于④在分离回收部分RR，焦化反应生成油汽在高温分离部分分离为热油汽和热油；热油汽在常温分离部分分离为常温油气和常温油。本发明特征进一步在于④在分离回收部分RR，焦化反应生成油汽在一级高温分离部分分离为一级热油汽和一级热油；一级热油在二级高温分离部分分离为二级热油汽和二级热油；二级热油汽在常温分离部分分离为常温油气和常温油。本发明特征进一步在于③焦化反应部分设置两台焦化反应器切换操作，焦化反应器的完整操作周期包含一个生焦阶段、一个除焦阶段，除焦阶段包含抽真空回收焦化反应器内油汽步骤。本发明特征进一步在于初始煤焦油在煤焦油分离部分得到主要由常压沸点低于51(TC组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于51(TC组分组成的煤焦油重油，所述煤焦油轻馏分油的加氢精制装置Kl得到的至少一部分加氢蜡油用作载热油。本发明特征进一步在于焦化产物轻质油进入煤焦油轻馏分油的加氢精制装置PH的加氢反应器与催化剂接触。本发明特征进一步在于，各步骤较佳的操作条件为①物流HFE温度Tl为400460°C，压力为0.150.8MPa;③物流HFE物流LFE混合后达到的焦化反应温度为450520。C，焦化反应压力为0.150.8MPa。本发明特征进一步在于，优化的操作条件为①物流HFE温度Tl为400460°C，压力为0.150.25MPa;③物流HFE和物流LFE混合后达到的焦化反应温度为460495。C，焦化反应压力为0.150.25MPa。具体实施例方式以下详细描述本发明。本发明所述压力为绝对压力。本发明所述的常规沸点指的是物质在一个大气压力下的汽液平衡温度。本发明所述的常规气体烃指的是常规条件下呈气态的烃类，包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷o本发明所述的常规液体烃指的是常规条件下呈液态的烃类，包括戊烷及其沸点更高的烃类。本发明所述的比重，除非特别说明，指的是常压、15.6t:条件下液体密度与常压、15.6t:条件下水密度的比值。本发明所述的石脑油指的是常规沸点低于20(TC的常规液体烃。本发明所述的柴油组分指的是常规沸点为200375t:的烃类。本发明所述的蜡油组分指的是常规沸点为37553(TC的烃类。本发明所述的渣油组分指的是常规沸点为530°C以上的烃类。本发明所述的重油组分指的是常规沸点为51(TC以上的烃类。本发明所述的组分的组成或浓度或含量或收率值，除非特别说明，均为重量基准值。初始煤焦油分离装置得到主要由常压沸点低于51(TC组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于51(TC组分组成的煤焦油重油。本发明所述的煤焦油轻馏分油，通常含有石脑油组分、柴油组分、蜡油组分、更重组分中的一个或几个组分。本发明所述的煤焦油轻馏分油，可以是一个产品，也可以是两个或多个窄馏分产品，也可以是多个窄馏分产品中的一个产品或几个产品的混合物。本发明所述的煤焦油重油，指的是主要由常压沸点高于51(TC组分组成的煤焦油重油，通常主要指的是中温煤焦油重油或低温煤焦油重油，含有大量多环芳烃、胶质、沥青质、灰分、金属。本发明所述载热油LRO，指的是结焦温度比配合使用的煤焦油重油的结焦温度高的油品，该结焦温度差额越大越好。同时，载热油LRO最好是待裂解的蜡油或重油，比如煤焦油轻馏分油的加氢精制装置ra得到的加氢蜡油。表l典型中温煤焦油重油分析结果项目结果硫J%0.436<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本发明所述的煤焦油重油焦化生成油，指的是煤焦油重油原料焦化过程生成的常规液体烃，通常它含有石脑油组分、柴油组分、蜡油组分和更重组分。本发明所述的煤焦油重油焦化生成油，可以是一个产品，也可以是两个或多个窄馏分产品，也可以是多个窄馏分产品中的一个产品或几个产品的混合物。本发明所述的煤焦油重油焦化产物轻质油，指的是煤焦油重油原料焦化过程生成的轻质常规液体烃，通常它含有石脑油组分、柴油组分、蜡油组分。本发明所述的煤焦油重油焦化产物轻质油，可以是一个产品，也可以是两个或多个窄馏分产品，也可以是多个窄馏分产品中的一个产品或几个产品的混合物。按照本发明所述煤焦油重油焦化方法，包含以下步骤①所述煤焦油重油在重油加热炉HF预热至温度Tl成为物流HFE;②载热油LR0在载热油加热炉LF加热至温度T2成为物流LFE，T2高于Tl;③物流HFE和物流LFE混合后达到煤焦油重油焦化反应温度进入焦化反应器CR发生焦化反应；④焦化反应器CR排出的油汽进入焦化产物油汽分离回收部分RR。可以将至少一部分焦化产物蜡油作为载热油使用。可以将至少一部分焦化产物重油循环至重油加热炉HF加热后进入焦化反应器CR。可以将至少一部分焦化产物重油循环至重油加热炉HF入口与煤焦油重油混合。本发明温度T2比温度Tl至少高l(TC。本发明各步骤操作条件为①物流HFE温度Tl为375515。C，压力为0.151.0MPa;②物流LFE温度T2为425600°C，压力为0.152.0MPa;温度T2比温度Tl至少高l(TC;③物流HFE和物流LFE混合后达到的煤焦油重油焦化反应温度为425520°C，焦化反应压力为0.151.0MPa。各步骤较佳的操作条件为①物流HFE温度Tl为40046(TC，压力为0.150.8MPa;③物流HFE和物流LFE混合后达到的焦化反应温度为450520°C，焦化反应压力为0.150.8MPa。优化的的操作条件为①物流HFE温度Tl为400460°C，压力为0.150.25MPa;③物流HFE和物流LFE混合后达到的焦化反应温度为460495。C，焦化反应压力为0.150.25MPa。分离部分的一种操作方式是④在分离回收部分RR，焦化反应生成油汽进入分馏塔。焦化反应生成油汽在分馏塔被分离为气体、石脑油、柴油、蜡油、渣油等。分离部分的一种操作方式是④在分离回收部分RR，焦化反应生成油汽经过冷凝冷却分离为气体和油(含有石脑油、柴油、蜡油、渣油等组分)。分离部分的一种操作方式是④在分离回收部分RR，焦化反应生成油汽在高温分离部分分离为热油汽和热油；热油汽在常温分离部分分离为常温油气和常温油。焦化反应生成油汽被分离为气体、低沸点油(常温油)、高沸点油(热油)。分离部分的一种操作方式是④在分离回收部分RR，焦化反应生成油汽在一级高温分离部分分离为一级热油汽和一级热油；一级热油汽在二级高温分离部分分离为二级热油汽和二级热油；二级热油汽在常温分离部分分离为常温油气和常温油。焦化反应生成油汽被分离为气体、低沸点油(常温油)、中沸点油(二级热油)、高沸点油(一级热油)。本发明焦化反应部分设置两台焦化反应器切换操作，焦化反应器的完整操作周期包含一个生焦阶段、一个除焦阶段，除焦阶段包含抽真空回收焦化反应器内油汽步骤。按照本发明，初始煤焦油在煤焦油分离部分得到主要由常压沸点低于51(TC组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于51(TC组分组成的煤焦油重油，所述煤焦油轻馏分油的加氢精制装置ra得到的至少一部分加氢精制蜡油用本发明焦化装置用载热油，实现加氢蜡油的联合热裂化。本发明特征进一步在于焦化产物轻质油进入煤焦油轻馏分油的加氢精制装置PH的加氢反应器与催化剂接触。当煤焦油轻馏分油加氢精制装置ra生成的加氢蜡油用作载热油，焦化产物轻质油去ra加氢反应器时，形成了煤焦油重油裂解组合工艺。本发明重油加热炉HF和载热油加热炉LF，可以是二合一加热炉，以降低投资。为了发挥本发明方法的优点，已知的合适的各种焦化技术均可应用或组合应用，8比如减缓加热炉炉管结焦等技术。与已知煤焦油焦化工艺相比，本发明的优点在于①降低重油加热炉HF出炉温度，显著延长焦化装置运行周期；②加氢精制尾油作为载热油，可实现其热裂化；③焦化产物轻质油进入煤焦油轻馏分油的加氢精制装置ra的加氢反应器与催化剂接触，以简便的流程，完成加氢改质；可构成"煤焦油分离一煤焦油轻馏分油+焦化产物轻质油的加氢精制一煤焦油重油焦化和加氢精制尾油热裂解"组合工艺，与设置加氢精制尾油的加氢裂化装置相比，具有投资省、能耗低、操作简便、煤焦油利用率高的综合优点。实施例性质如表2的中温煤焦油减压蒸馏分离轻组分(常压沸点低于510°C)后得到收率约为12.0%的煤焦油重油，性质如表1。中温煤焦油减压蒸馏分离所得轻组分(常压沸点低于510°C)收率约为84%，经过煤焦油轻组分加氢改质装置完成加氢精制，得到的收率约为18.4%(相对于全馏分中温煤焦油)、性质如表3的加氢精制尾油。加氢精制尾油数量与煤焦油重油重量之比为1.53:1。在煤焦油分离部分，操作温度为295t:的减压塔底油作为煤焦油重油，通过重油加热炉HF预热至温度Tl(约43(TC、焦化反应压力为0.2MPa)成为炉后煤焦油重油物流HFE;加氢精制尾油作为载热油LR0通过载热油加热炉LF加热至温度T2(约553°C、压力为0.5MPa)成为载热油物流LFE，T2高于Tl的温度差额为123°C;物流HFE和载热油物流LFE混合后温度为约495°C(高出Tl约65°C)，然后进入焦化反应器CR发生焦化反应；两台焦化反应器切换操作实现生产的连续化，焦化反应器排出的油汽进入分离部分分离回收，分离回收方法可以是本发明任一种方案。煤焦油重油通过重油加热炉HF预热后的温度Tl、加氢精制尾油LRO通过载热油加热炉LF加热后的温度T2、物流HFE和载热油物流LFE混合后温度值，根据预期的产品分布确定，可以在一定范围内优选。本实施例数据主要是表示有效降低了重油加热炉HF出炉温度。与已知煤焦油焦化工艺相比，本发明显著降低了重油加热炉HF出炉温度，可显著延长焦化装置运行周期。可以看出，加氢精制尾油中烷烃占71.7%，芳烃占28.3%，热裂化过程主要产物是石脑油、柴油、轻蜡油，气体产率会很低，由于三环、四环芳烃含量仅3.1%，縮合反应比例很低。加氢精制尾油热裂化过程产生的大量自由基和少量氢气，对煤焦油重油焦化过程的反应速度和产品分布将带来有利影响。焦化产物轻质油进入煤焦油轻馏分油的加氢精制装置ra的加氢反应器与催化剂接触。焦化产物重油循环至重油加热炉HF入口与煤焦油重油混合。本实施例总体形成了煤焦油重油裂解组合工艺。与设置加氢精制尾油加氢裂化装置相比，具有投资省、能耗低、操作简便、煤焦油利用率高的综合优点。表2中温焦油全馏分分析结果项目数值备注馏分全馏分密度(20°C)，kg/m31.0981C/H，％84.86/9.07残炭，％5.11重金属，卯m67表3加氢精制尾油项目结果馏分范围，°c>330密度(20°C)，g.cm—30.8991馏程，°CIBP/10%/30%/50%247/329/356/37970%/90%/95%/EBP403/435/457/529硫，iig.g—112.9氮，yg.g—114.5凝点，°c28芳烃，％28.3单环13.5双环8.5三环2.110<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求一种煤焦油重油焦化方法，其特征在于包含以下步骤①所述煤焦油重油在重油加热炉HF预热至温度T1成为物流HFE；②载热油LRO在载热油加热炉LF加热至温度T2成为物流LFE，T2高于T1；③物流HFE和物流LFE混合后达到煤焦油重油焦化反应温度进入焦化反应器CR发生焦化反应；④焦化反应器CR排出的油汽进入焦化产物油汽分离回收部分RR。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于⑤至少一部分焦化产物蜡油作为载热油使用。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于⑥至少一部分焦化产物重油循环至重油加热炉HF加热后进入焦化反应器CR。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于⑥至少一部分焦化产物重油循环至重油加热炉HF入口与煤焦油重油混合。5.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于温度T2比温度Tl至少高l(TC。6.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于①物流HFE温度Tl为375515。C，压力为0.151.0MPa;②物流LFE温度T2为425600°C，压力为0.152.0MPa;温度T2比温度Tl至少高l(TC;③物流HFE和物流LFE混合后达到的煤焦油重油焦化反应温度为425520°C，焦化反应压力为0.151.0MPa。7.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于④在分离回收部分RR，焦化反应生成油汽进入分馏塔。8.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于④在分离回收部分RR，焦化反应生成油汽经过冷凝冷却分离为气体和油。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于④在分离回收部分RR，焦化反应生成油汽在高温分离部分分离为热油汽和热油；热油汽在常温分离部分分离为常温油气和常温油。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于④在分离回收部分RR，焦化反应生成油汽在一级高温分离部分分离为一级热油汽和一级热油；一级热油汽在二级高温分离部分分离为二级热油汽和二级热油；二级热油汽在常温分离部分分离为常温油气和常温油。11.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于③焦化反应部分设置两台焦化反应器切换操作，焦化反应器的完整操作周期包含一个生焦阶段、一个除焦阶段，除焦阶段包含抽真空回收焦化反应器内油汽步骤。12.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于煤焦油分离部分得到主要由常压沸点低于51(TC组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于51(TC组分组成的煤焦油重油，所述煤焦油轻馏分油的加氢精制装置Kl得到的至少一部分加氢精制蜡油用作载热油。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于焦化产物轻质油进入煤焦油轻馏分油的加氢精制装置ra的加氢反应器与催化剂接触。14.根据权利要求6所述的方法，其特征在于①物流HFE温度Tl为400460°C，压力为0.150.8MPa;③物流HFE和物流LFE混合后达到的焦化反应温度为450520°C，焦化反应压力为0.150.8MPa。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于①物流HFE温度Tl为400460°C，压力为0.150.25MPa;③物流HFE和物流LFE混合后达到的焦化反应温度为460495°C，焦化反应压力为0.150.25MPa。全文摘要一种煤焦油重油焦化方法，煤焦油重油在重油加热炉HF预热至温度T1成为物流HFE，载热油LRO在载热油加热炉LF加热至温度T2成为物流LFE，T2高于T1。物流HFE和物流LFE混合后达到煤焦油重油焦化反应温度进入焦化反应器CR完成焦化反应。焦化产物蜡油可以作为载热油使用。焦化产物重油至重油加热炉HF入口，实现部分或全部热裂化。本发明特别适合于中低温煤焦油重油的焦化过程，可有效降低重油加热炉HF出口温度T1，减缓重油加热炉HF炉管结焦，延长操作周期。当煤焦油轻馏分加氢精制装置PH生成的加氢精制蜡油用作载热油，焦化产物轻质油去PH加氢反应器时，形成了煤焦油重油裂解组合工艺。文档编号C10G69/00GK101747926SQ20091021511公开日2010年6月23日申请日期2009年12月26日优先权日2009年12月26日发明者何巨堂申请人:何巨堂