本公开涉及一种劣质重油临氢转化方法及系统。
背景技术:
1、近年来,原油的重质化和劣质化趋势日益严重。劣质重油的主要特征表现为高密度、高硫氮含量、高残碳、高酸值、高重金属含量等。与此同时,环境保护要求日益严格、市场对轻质油品需求增加、石油产品清洁化要求不断提高,给炼化企业带来了技术、经济和环保的多重挑战。
2、劣质重油加工有脱碳和加氢两大类工艺,脱碳工艺主要是延迟焦化、减粘裂化等;而加氢工艺主要有固定床加氢、沸腾床加氢、移动床加氢和浆态床加氢。在重油加氢技术中,固定床工艺流程简单成熟且易于操作,是应用最广泛的工艺。该工艺对原料油残碳、重金属等含量具有严格限制,容易引起催化剂失活、堵塞床层等现象。沸腾床和移动床技术可以加工劣质重油,原料适应性相对较宽,不足之处在于控制复杂、运行费用和投资均较高等不足。而浆态床加氢技术同样可以加工劣质重油,反应压力较移动床和沸腾床低,操作弹性范围大,投资相对较低,同样存在控制复杂、能耗较高等弊端。
3、由于劣质重油中存在的大量沥青质组分以及硫氮含量高等特点,经过加氢后的石脑油、柴油馏分等还需要送下游装置进行处理,不仅增加了处理能耗、投资和加工成本,还大大降低了重劣油高效利用水平。现有技术从工艺、设备等方面进行了改进,虽然能够在一定程度上能够改善产品性质,但是仍存在着转化率低、产品质量不稳定、操作复杂、系统稳定性差、设备投资增加以及安全隐患等问题。
技术实现思路
1、本公开的目的是提供一种劣质重油临氢转化方法及系统,以提升劣质重油转化率、液体产物收率及产品质量。
2、为了实现上述目的,本公开第一方面,提供一种劣质重油加氢方法,该方法包括以下步骤:
3、(1)将劣质重油、含氢气体与第一加氢催化剂接触,进行第一加氢反应,得到第一加氢产物;
4、(2)将所述第一加氢产物进行第一气液分离,得到第一气相产物和第一液相产物;并将至少部分所述第一液相产物进行第二气液分离,得到第二气相产物和第二液相产物;
5、(3)将所述第二液相产物进行第一分馏,得到第一塔底馏出物和第一分馏产物,所述第一分馏产物的沸点范围为80-360℃;
6、(4)将所述第一气相产物、所述第二气相产物和所述第一分馏产物合并后与第二加氢催化剂接触,进行第二加氢反应,得到第二加氢产物;
7、(5)将所述第二加氢产物进行第三气液分离,得到第三气相产物和第三液相产物;并将所述第三气相产物进行第四气液分离,得到第四气相产物和第四液相产物;
8、(6)将所述第三液相产物和所述第四液相产物合并后进行第二分馏,得到第二塔底馏出物和第二分馏产物。
9、可选地,步骤(1)中,所述劣质重油选自重油、渣油、脱油沥青、脱沥青油、煤焦油、油砂、页岩油和原油中的至少一种;
10、所述劣质重油的性质包括镍的含量为5-120μg/g,钒的含量为20-1200μg/g,残碳值不低于5重量%,沥青质含量大于2.2重量%,终馏点大于360℃以及api度小于25中的至少一项;
11、所述第一加氢催化剂的活性组分包括金属组分和非金属组分,其中,所述金属组分选自iiib、ivb、vb、vib、viii族金属化合物中的至少一种,优选自iiib、vb、vib、viii族金属化合物中的至少一种;所述非金属组分选自va、iva、via、viia族非金属化合物中的至少一种,优选自va、iva、via族非金属化合物中的至少一种;
12、以100重量份的所述劣质重油为基准,所述第一加氢催化剂的用量为0.001-1.0重量份;
13、所述第一加氢反应的条件包括:温度330-435℃,氢分压8-24mpa,新鲜原料的体积空速为0.005-1.5h-1,氢油体积比为650-3000。
14、可选地,步骤(2)中,所述第一气液分离的条件包括:温度330-435℃,压力9-26mpa;
15、所述第二气液分离的条件包括:温度330-435℃,压力9-26mpa。
16、可选地,该方法还可以包括:将至少部分所述第一液相产物返回进行所述第一加氢反应;
17、返回进行所述第一加氢反应的所述第一液相产物与所述劣质重油的重量比为(0.1-6):1。
18、可选地,步骤(3)中,所述第一分馏的操作条件包括:压力0.1-1.0mpa,温度280-400℃;和/或,所述第一分馏的操作条件包括:真空度5-40mmhg,温度280-400℃。
19、可选地,步骤(4)中,所述第二加氢催化剂的活性组分选自co-mo、ni-mo、ni-w、co-w、co-mo-w、ni-mo-w中的至少一种,优选自co-mo-w、ni-mo-w中的至少一种;
20、以100重量份的所述第一气相产物、所述第二气相产物和所述第一分馏产物的总重量为基准,所述第二加氢催化剂的用量为0.001-1.0重量份;
21、所述第二加氢反应的条件包括:温度330-435℃,氢分压8-22mpa,体积空速为0.01-2.0h-1,氢油体积比为650-5000。
22、可选地,步骤(5)中,所述第三气液分离的条件包括:温度330-435℃,压力9-26mpa;
23、所述第四气液分离的条件包括:温度330-435℃,压力9-26mpa。
24、可选地,该方法还包括:将所述第四气相产物进行脱硫和可选的膜分离,得到富氢气体,将至少部分所述富氢气体返回用于所述第一加氢反应。
25、可选地,步骤(6)中,所述第二分馏的操作条件包括:压力0.1-1.0mpa,温度280-360℃;
26、和/或,所述第二分馏的操作条件包括:真空度5-40mmhg,温度280-390℃。
27、可选地,该方法还包括:
28、将第一部分所述第一塔底馏出物和/或第一部分所述第二塔底馏出物返回进行所述第一加氢反应,并将第二部分所述第一塔底馏出物和/或第二部分所述第二塔底馏出物外排;
29、第一部分所述第一塔底馏出物和/或第一部分所述第二塔底馏出物与所述劣质重油的重量比为(0.01-4):1;
30、第二部分所述第一塔底馏出物和/或第二部分所述第二塔底馏出物与所述劣质重油的重量比为(0.001-0.08):1。
31、本公开第二方面,提供用于进行本公开第一方面所述方法的系统,该系统包括依次连接的第一加氢反应单元、第一分离单元、第二加氢反应单元、第二分离单元和第二分馏单元;所述第一分离单元包括相连接的第一气液分离器和第二气液分离器,所述第二分离单元包括相连接的第三气液分离器和第四气液分离器;所述第一分离单元还与第一分馏单元连接;
32、进一步地,该系统还包括原料油单元、原料油加热单元、氢气加热单元、脱硫单元、膜分离单元、含氢气体单元、抽真空单元和催化剂单元;所述原料油单元、所述含氢气体单元、所述催化剂单元分别与所述原料油加热单元连接,所述含氢气体单元通过所述氢气加热单元与所述原料油加热单元连接,所述原料油加热单元、所述氢气加热单元分别与所述第一加氢反应单元连接,以分别将升温后的物料送入第一加氢反应单元进行第一加氢反应;所述第二分离单元依次连接所述脱硫单元、所述膜分离单元和所述含氢气体单元;所述抽真空单元与所述第一分馏单元连接;所述第一分馏单元和/或所述第二分馏单元还与所述第一加氢反应单元连接;
33、进一步地,所述第一加氢反应单元所用反应器为浆态床反应器和/或移动床反应器;
34、进一步地,所述第二加氢反应单元所用反应器为固定床反应器。
35、通过上述技术方案,本公开采用两级串联加氢工艺,劣质重油经第一加氢反应进行缓和临氢热裂化,反应后产物进行两次气液分离,得到轻质馏分、中质馏分和重质馏分,重质馏分进行第一分馏,轻质馏分、中质馏分与第一分馏产物经第二加氢反应进行加氢精制,精制产物再经两次气液分离,得到的液相产物合并进行第二分馏,最终得到高品质的加氢产品,实现劣质重油的清洁高效利用,劣质重油转化率高,液体产物收率高,产品质量稳定,系统设备占地面积小,氢耗、能耗低,能够实现长周期稳定运行。
36、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。