一种劣质原油轻质化生产汽油、柴油和沥青的系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种劣质原油轻质化生产汽油、柴油和沥青的系统，该系统将劣质原油预处理单元、重质原料处理单元、催化轻质化单元和气体脱硫单元有机组合起来，能将劣质原油最大限度转化为优质的轻质燃料油品(汽油和柴油)和市场前景广阔的高等级重交沥青，满足多领域发展需要，且该系统简化了工艺流程，降低了整体能耗。
【专利说明】一种劣质原油轻质化生产汽油、柴油和沥青的系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于炼油、石油化工、煤化工领域，涉及一种劣质原油轻质化的系统， 具体的说是将劣质原油预处理单元、重质原料处理单元、催化轻质化单元和气体脱硫单元 有机组合的轻质化系统。
【背景技术】
[0002] 随着世界范围内的原油性质变重、变劣，以及经济持续发展的要求和环保法规的 日益严格，人们对轻质清洁燃料的需求越来越大，这些都要求对现有的炼油技术进行完善 和改进，以最低的成本加工劣质原油生产出符合要求的产品。
[0003] 因劣质原油黏度高、比重大、重金属和含硫量以及胶质、浙青质高，利用现有的炼 油技术进行劣质原油加工，存在汽油和柴油收率低，热能损耗大，设备投资高等不利因素。 根据劣质原油的特点，采用新技术，将劣质原油最大限度的转化成轻质油品，且简化工艺流 程，降低整体能耗，对我国经济持续发展有重大意义。
[0004] 随着我国汽车制造业和高速公路的飞跃发展，我国重交浙青的消费总量也呈现大 幅增长。目前国内重交浙青还需大量进口，利用劣质原油生产重交浙青对满足我国经济发 展有着一定意义。
[0005] 专利CN1746265A公开了一种劣质油料催化裂化的加工工艺。劣质油料经催化裂 化得到的轻柴油馏分返回催化裂化装置进行回炼，得到的重柴油馏分进行溶剂抽提，抽提 出的重芳烃作为产品，抽余油返回催化裂化装置回炼。该工艺方法对劣质原油轻质化不够 充分，对催化裂化油浆没有充分利用。
[0006] 现有的系统对劣质原油轻质化不够充分，对催化裂化油浆没有充分利用，而且，难 以对减压渣油进行充分有效的利用，不能生产出高等级重交浙青。
【发明内容】
[0007] 本实用新型的目的是在现有技术基础上，提供一种将劣质原油预处理、重质原料 处理、催化轻质化和气体脱硫单元有机组合的轻质化系统，最大限度的将劣质原油转化成 轻质油品和我国急需的高等级重交浙青，简化工艺流程，降低整体能耗。
[0008] 本实用新型的目的是通过以下方式实现的：
[0009] -种劣质原油轻质化生产汽油、柴油和浙青的系统，该系统包括劣质原油预处理 单元、气体脱硫单元、重质原料处理单元和催化轻质化单元；
[0010] 劣质原油预处理单元分别通过管路与重质原料处理单元、催化轻质化单元以及气 体脱硫单元相连接；
[0011] 重质原料处理单元通过管路与催化轻质化单元相连接；
[0012] 催化轻质化单元通过管路与气体脱硫单元相连接。
[0013] 劣质原油预处理单元包括原料油储罐、电脱盐罐、换热器、加热炉和常压分馏塔； 劣质原油预处理单元的常压分馏塔的多个出口分别通过管路连接气体脱硫单元、催化轻质 化单元和重质原料处理单元；常压分馏塔的入口连接加热炉。
[0014] 重质原料处理单元包括溶剂抽提装置和浙青调合装置。
[0015] 催化轻质化单元包括反应器、催化剂再生器和分馏塔；劣质原油预处理单元的常 压分馏塔的多个出口分别通过管路连接气体脱硫单元的气体脱硫设备，催化轻质化单元的 催化反应器，重质原料处理单元的溶剂抽提装置。
[0016] 重质原料处理单元中的溶剂抽提装置的出口通过管路与催化轻质化单元的反应 器的入口相连接，溶剂抽提装置的入口与催化轻质化单元的分馏塔的出口相连接，重质原 料处理单元中的浙青调合装置与催化轻质化单元的分馏塔的出口相连接。
[0017] 催化轻质化单元的分馏塔通过管路和气体脱硫单元的气体脱硫设备相连接，催化 轻质化单元的分馏塔的入口连接催化反应器的出口。
[0018] 所述的原料油储罐内设蒸汽加热盘管。
[0019] 上述系统可实现劣质原油轻质化生产汽油、柴油和浙青的方法，该方法包括劣质 原油预处理、重质原料处理、催化轻质化和气体脱硫过程，具体步骤如下：
[0020] (a)劣质原油预处理：将劣质原油进行水洗、脱盐、脱水和脱固体，换热到200°C? 240°C，再通过加热炉加热到360°C?390°C，进入分馏塔：分离出气体、汽油、柴油、330°C? 350°C常压瓦斯油和> 350°C渣油；
[0021] (b)重质原料处理：将步骤（a)得到的> 350°C渣油经过溶剂抽提和浙青调和得到 催化轻质化原料以及高等级道路浙青；
[0022] (c)催化轻质化：将步骤（b)得到的催化轻质化原料和步骤（a)得到的330°C? 350°C常压瓦斯油在催化剂的作用下发生裂化反应，从而得到干气、液化气、汽油、柴油和催 化油浆；催化油浆进行步骤（b)的重质原料处理；
[0023] (d)气体脱硫：步骤（a)分离出的气体以及步骤（c)得到的干气分别进行脱硫。
[0024] 上述劣质原油为石蜡基劣质原油或中低温煤焦油或含有中低温煤焦油的石蜡基 劣质原油。上述石蜡基劣质原油为原始油藏温度下脱气油粘度为10000?50000mPa. S、相 对密度大于〇. 93、硫含量大于2. 0 %的石蜡基劣质原油；所述的中低温煤焦油的热解温度 分别为 700°C?900°C和 500°C?700°C。
[0025] 本实用新型步骤（b)中溶剂抽提采用常规的混合C4做溶剂，采用较低的操作压 力，抽提温度为90°C?140°C，抽提压力为2. 8MPa?4. 2MPa，溶剂比为4:1?7:1。脱浙青 油收率达到70?85%，残炭值低至1. 8?2. 5%，并且Ni、V含量低；溶剂回收采用超临界 工艺，回收溶剂温度高，装置能耗低。设浙青调和装置，用催化油浆作浙青调和原料，得到的 浙青25°C时针入度为40?140(0. 1mm)，软化点为40?55°C，15°C时延度> 150cm。
[0026] 步骤（c)中所采用的催化剂为分子筛、耐热无机氧化物、分子筛与粘土组合物、耐 热无机氧化物与粘土组合物、分子筛、耐热无机氧化物和粘土组合物中的一种或多种；优选 催化剂为分子筛中的一种或多种。分子筛选自含或不含稀土元素的Y型沸石、含或不含稀 土元素的超稳Y型沸石、具有五元环结构的高硅沸石、0沸石，丝光沸石、Q沸石中的一种 或几种，优选具有五元环结构的高硅沸石是ZSM-5沸石或ZRP沸石；耐热无机氧化物选自氧 化铝、氧化硅、无定型硅铝、氧化锆、氧化钛、氧化硼和碱土金属氧化物中的一种或几种；粘 土选自高岭土、多水高岭土、蒙脱土、硅藻土、埃洛石、皂石、累脱土、海泡石、凹凸棒石、水滑 石和硼润土中的一种或几种。优选分子筛裂化催化剂，其活性高，生焦量少，汽油产率高、转 化率高。
[0027] 步骤（c)中裂化反应条件为：反应温度470°C?550°C，再生温度600°C?800°C， 催化剂与原料油的质量比3?18,反应时间0? 5s?5s，压力0? IMPa?0? 5MPa。
[0028] 步骤（a)中先将劣质原油在80°C?140°C条件下脱水、固体沉降后再进行水洗、脱 盐、脱水和脱固体。
[0029] 上述方法步骤（a)因劣质原油中胶质、浙青质含量高，轻组分少，所述的劣质原油 预处理单元采用"一炉一塔"流程，由原料油储罐、电脱盐罐、换热器、加热炉和常压分馏塔 等主要设备组成。劣质原油在原料油储罐内被加热到80?140°C，进入电脱盐罐，经过水 洗、脱盐、脱水和脱固体后与成品油换热到200?240°C (1. 2?1. 7MPa)用泵送至加热炉， 加热到360?390°C进入常压分馏塔。分离出的气体进入气体脱硫单元，分离出的汽油和柴 油作为产品外送到加氢精制装置；分离出330?350°C常压瓦斯油进入催化轻质化单元，分 离出的>350°C渣油进入重质原料处理单元。与常规常压蒸馏不同之处在于增加了 330? 350°C常压瓦斯油和>350°C渣油分离功能，将重馏分分成催化轻质化原料和重质原料处理 原料油。在满足催化轻质化原料要求的基础上降低重质原料处理单元的处理量，达到节省 操作费用和能耗的目的。
[0030] 本实用新型重质原料处理单元由溶剂抽提装置和浙青调合装置组成，>350°C渣油 经过溶剂抽提，将胶质、浙青质脱出，得到催化轻质化原料和脱油浙青。催化轻质化原料送 入催化轻质化单元，脱油浙青进入浙青调合装置，用催化油浆作浙青调和原料，生产市场前 景广阔的高等级道路浙青。
[0031] 本实用新型催化轻质化单元主要由反应器、催化剂再生器，分馏塔组成。催化原料 进入反应器，在催化剂的作用下发生裂化反应，大分子裂化成小分子、长链断裂为短链。反 应产物进入分馏塔，经分馏得到干气、液化气、汽油、柴油和催化油浆。干气进入气体脱硫单 元，液化气、汽油、柴油作为产品出装置，催化油浆进入重质原料处理单元。催化剂参加反应 后进入催化剂再生器，经过烧焦再生后返回到反应器继续使用。
[0032] 本实用新型中劣质原油预处理、催化轻质化单元所产气体全部送入气体脱硫单 元。气体脱硫单元所产脱硫气体用作加热炉燃料或作为产品出售，干气中的乙烯可用于合 成苯乙烯等。劣质原油质量检测按照（GB/T18609-2011原油酸值的测定电位滴定法；SY/ 17550-2012原油中蜡、胶质、浙青质含量的测定；GB/T17280-2009原油蒸馏标准试验方法 15-理论板蒸馏柱；GB/T17280-2009原油蒸馏标准试验方法15-理论板蒸馏柱）进行，本实 用新型未详细所述的设备及操作方法均可以按照本领域一般知识实现。
[0033] 与现有技术比较本实用新型的有益效果：
[0034] (1)本实用新型将劣质原油预处理、重质原料处理、催化轻质化和气体脱硫单元有 机组合起来，能将劣质原油最大限度转化为优质的轻质燃料油品（汽油和柴油）和市场前 景广阔的高等级重交浙青。产品种类多，可满足多领域发展需要，且可简化工艺流程，降低 整体能耗。
[0035] (2)劣质原油预处理单元增加了 330?350°C常压瓦斯油和>350°C渣油分离功能， 将重馏分分成催化轻质化原料和重质原料处理原料。在满足催化轻质化原料要求的基础上 降低重质原料处理单元的处理量，达到节省操作费用和能耗的目的。
[0036] (3)劣质原油预处理单元将重馏分分馏成330?350°C常压瓦斯油和>350°C渣油。 330?350°C常压瓦斯油进入催化轻质化单元，不宜用作催化轻质化原料的>350°C渣油经 过重质原料处理单元处理后再用于催化轻质化单元原料，既提高汽油、柴油的收率，又降低 了催化轻质化的技术难度和延长催化轻质化单元的操作周期。
[0037] (4)把催化轻质化单元的重组分送至重质原料处理单元，经处理脱出含有的稠环 和多环芳烃，增加了催化轻质化单元的原料，同时，催化轻质化单元的重组分含有的稠环和 多环芳经进入浙青中，改善了浙青的质量。
[0038] (5)重质原料处理单元设浙青调合装置，用催化油浆作浙青调和原料，提高浙青的 质量，生产市场前景广阔的高等级道路浙青，增加了产品种类。
[0039] (6)劣质原油预处理、催化轻质化单元所产气体全部进入脱硫塔，脱出H2S后可用 作加热炉燃料，最大程度利用了体系内部产品。
[0040] (7)劣质原油预处理、重质原料处理、催化轻质化和气体脱硫单元联合运行，既减 少投资，又提高了全厂热量利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0041] 图1是本实用新型劣质原油轻质化生产汽油、柴油和浙青的系统示意图。
[0042] 其中，1、原料油储罐，2、电脱盐罐，3、换热器，4、加热炉，5、常压分馏塔，6、溶剂抽 提装置，7、浙青调合装置，8、反应器，9、催化剂再生器，10、分馏塔，11、气体脱硫设备，12、劣 质原油预处理单元，13、重质原料处理单元，14、催化轻质化单元，15、气体脱硫单元。
【具体实施方式】
[0043] 下面结合附图对本实用新型所提供的方法进行进一步说明。
[0044] 如图1所示，一种劣质原油轻质化生产汽油、柴油和浙青的系统，该系统包括劣质 原油预处理单元12、气体脱硫单元15、重质原料处理单元13和催化轻质化单元14 ;
[0045] 劣质原油预处理单元包括原料油储罐1、电脱盐罐2、换热器3、加热炉4和常压分 馏塔5 ;劣质原油预处理单元的常压分馏塔5的多个出口分别通过管路连接气体脱硫单元、 催化轻质化单元和重质原料处理单元；常压分馏塔5的入口连接加热炉4。
[0046] 重质原料处理单元包括溶剂抽提装置6和浙青调合装置7。
[0047] 催化轻质化单元包括反应器8、催化剂再生器9和分馏塔10 ;劣质原油预处理单元 的常压分馏塔5的多个出口分别通过管路连接气体脱硫单元的气体脱硫设备11，催化轻质 化单元的催化反应器8,重质原料处理单元的溶剂抽提装置6。
[0048] 重质原料处理单元中的溶剂抽提装置6的出口通过管路与催化轻质化单元的反 应器8的入口相连接，溶剂抽提装置6的入口与催化轻质化单元的分馏塔10的出口相连 接，重质原料处理单元中的浙青调合装置7与催化轻质化单元的分馏塔10的出口相连接。
[0049] 催化轻质化单元的分馏塔10通过管路和气体脱硫单元的气体脱硫设备11相连 接，催化轻质化单元的分馏塔10的入口连接催化反应器8的出口。
[0050] 所述的原料油储罐1内设蒸汽加热盘管。
[0051] 上述劣质原油生产汽油、柴油和浙青的方法，具体包括如下步骤：
[0052] 来自装置外的劣质原油首先进入原料油储罐储存，之后送至电脱盐罐，进行水洗、 脱盐、脱水和脱固体后进入换热器，与成品油换热后进入加热炉加热，之后进入常压分馏 塔，常压分馏塔依次分离出气体、汽油、柴油、330°C?350°C常压瓦斯油和>350°C渣油。其 中气体进入气体脱硫单元，汽油和柴油作为产品外送到加氢精制装置，330°C?350°C常压 瓦斯油进入催化轻质化单元，>350°C渣油进入重质原料处理单元。
[0053] 330°C?350°C渣油馏分首先进入催化轻质化单元的反应器，进行催化轻质化反 应，使用过的催化剂进入催化剂再生器再生后返回反应器回用，反应产物进入分馏塔，依次 分离出干气、液化气、汽油、柴油和催化油浆。其中干气进入气体脱硫单元，液化气、汽油和 柴油作为产品出装置；催化油浆进入重质原料处理单元，催化油浆分为两部分，一部分作 为重质原料处理单元的原料进入溶剂抽提装置，一部分作为浙青调和原料进入浙青调和装 置。
[0054] >350°C渣油和一部分催化油浆进入重质原料处理单元的溶剂抽提装置，脱除胶 质、浙青质后得到催化轻质化原料和脱油浙青。得到的催化轻质化原料进入催化轻质化单 元的反应器，得到的脱油浙青进入浙青调和装置，最终得到浙青产品。
[0055] 常压分馏塔得到的气体和分馏塔得到的干气进入气体脱硫单元，脱除H2S后得到 燃料气作为加热炉的燃料或作为产品出售。
[0056] 下面通过具体实施例对本实用新型提供的方法做进一步的说明，但并不因此而限 制本实用新型。实施例所用的原料为劣质原油，其性质如表1所示，操作条件如表2所示。
[0057] 实施例采用劣质原油预处理、重质原料处理、催化轻质化和气体脱硫工艺有机组 合的轻质化工艺方法。劣质原油经过电脱盐、换热、加热炉加热后进入常压分馏塔，依次分 离出气体、汽油、柴油、330?350°C常压瓦斯油和>350°C渣油。气体进入气体脱硫单元， 汽油和柴油作为产品外送到加氢精制装置，330?350°C常压瓦斯油去催化轻质化单元， >350°C渣油去重质原料处理单元。
[0058] 330?350°C常压瓦斯油进入反应器，反应产物进入分馏塔，依次分离出干气、液 化气、汽油、柴油和催化油浆。干气去气体脱硫单元，液化气、汽油和柴油作为产品出装置， 催化油浆去重质原料处理单元，一部分进入溶剂抽提装置，一部分用作浙青调和原料进入 浙青调和装置。
[0059] >350°C渣油进入溶剂抽提装置，分离出的催化轻质化原料去催化轻质化单元，分 离出脱油浙青进入浙青调和装置，用催化油浆调和后，得到高等级重交浙青。
[0060] 劣质原油预处理单元和催化轻质化单元产生的气体去气体脱硫单元，脱除H2S后 去加热炉作为加热炉的燃料或作为产品出售。
[0061] 由表3、4可以看出，本工艺得到的汽油和柴油等轻组分多，得到的浙青质量好，将 劣质原油最大限度的转化为了轻质油品和高等级重交浙青。
[0062] 表1劣质原油性质 [0063]
【权利要求】
1. 一种劣质原油轻质化生产汽油、柴油和浙青的系统，其特征在于该系统包括劣质原 油预处理单元、气体脱硫单元、重质原料处理单元和催化轻质化单元； 劣质原油预处理单元分别通过管路与重质原料处理单元、催化轻质化单元以及气体脱 硫单元相连接； 重质原料处理单元通过管路与催化轻质化单元相连接； 催化轻质化单元通过管路与气体脱硫单元相连接。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，劣质原油预处理单元包括原料油储罐 (1)、电脱盐罐（2)、换热器（3)、加热炉（4)和常压分馏塔（5);劣质原油预处理单元的常压 分馏塔（5)的多个出口分别通过管路连接气体脱硫单元、催化轻质化单元和重质原料处理 单元；常压分馏塔（5)的入口连接加热炉（4)。
3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，重质原料处理单元包括溶剂抽提装置（6) 和浙青调合装置（7)。
4. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，催化轻质化单元包括反应器（8)、催化剂 再生器（9)和分馏塔（10);劣质原油预处理单元的常压分馏塔（5)的多个出口分别通过管 路连接气体脱硫单元的气体脱硫设备（11)，催化轻质化单元的催化反应器（8)，重质原料 处理单元的溶剂抽提装置（6 )。
5. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，重质原料处理单元中的溶剂抽提装置（6) 的出口通过管路与催化轻质化单元的反应器（8)的入口相连接，溶剂抽提装置（6)的入口 与催化轻质化单元的分馏塔（10)的出口相连接，重质原料处理单元中的浙青调合装置（7) 与催化轻质化单元的分馏塔（10)的出口相连接。
6. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，催化轻质化单元的分馏塔（10)通过管路 和气体脱硫单元的气体脱硫设备（11)相连接，催化轻质化单元的分馏塔（10)的入口连接 催化反应器（8)的出口。
7. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述的原料油储罐（1)内设蒸汽加热盘管。
【文档编号】C10G55/00GK204097412SQ201420209760
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年4月27日 优先权日:2014年4月27日
【发明者】张凤娇, 郑战利, 陈金樑, 崔保顺, 王楠, 芦霄然 申请人:中石化南京工程有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司