專利名稱：一種重?zé)N原料加氫處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種重?zé)N原料加氫處理方法，特別是重?zé)N原料脫雜質(zhì)和輕、重油分離同時(shí)進(jìn)行的加氫處理方法。
背景技術(shù)：
隨著原油的日益變劣、變重以及對(duì)輕質(zhì)油品需求的日益增加，重油輕質(zhì)化已成為煉油工作者的主要任務(wù)。重油加氫改質(zhì)是重油輕質(zhì)化的主要方法之一，不但能大量脫去渣油中的金屬、硫、氮等有害雜質(zhì)，還能使重、渣油裂解為高價(jià)值的低沸點(diǎn)組分。目前，世界上已工業(yè)化或技術(shù)成熟的渣油加氫工藝有固定床、移動(dòng)床、沸騰床及懸浮床四大類，其中固定床工藝應(yīng)用最廣，也最成熟。移動(dòng)床、沸騰床和懸浮床雖可加工劣質(zhì)重油，但操作復(fù)雜且投資較高，裝置的穩(wěn)定性較差。固定床加氫技術(shù)是將不同功能的催化劑級(jí)配裝填于不同的反應(yīng)器或不同床層中，渣油原料通過(guò)床層時(shí)與催化劑接觸進(jìn)行加氫反應(yīng)。這種渣油加氫工藝的不足在于對(duì)原料油有嚴(yán)格的限制，隨著催化劑上焦炭和金屬沉積量的增加，催化劑迅速失活，特別是在加工含有大量雜質(zhì)特別是殘?zhí)亢徒饘俚牧淤|(zhì)重油、渣油原料時(shí)，催化劑床層容易堵塞，另外，固定床加氫裝置的產(chǎn)品分布基本上是由催化劑和原料油決定，難以隨市場(chǎng)變化而調(diào)整。目前，固定床加氫裝置的改進(jìn)主要集中有催化劑性能的優(yōu)化，以及不同性能催化劑的級(jí)配裝填，以進(jìn)一步延長(zhǎng)催化劑的使用壽命和加氫裝置的開(kāi)工周期。CN1335369公開(kāi)了一種重、渣油固定床加氫處理技術(shù)的改進(jìn)方法，該方法先采用重、渣油緩和熱裂化生成渣油中間相，然后將中間相分離，脫除渣油進(jìn)料中金屬含量較多的浙青質(zhì)和/或部分膠質(zhì)，使其金屬含量降低，再進(jìn)行加氫處理。該工藝的缺點(diǎn)是不但熱裂化反應(yīng)深度和渣油中間相的形成難以控制，并且很難保證原料油在反應(yīng)器內(nèi)由上而下一直到反應(yīng)器出口都是中間相。CN1362494公開(kāi)了一種渣油加氫處理方法，該方法在加氫處理反應(yīng)器下部設(shè)置溶劑分離區(qū)域，將渣油中的較重組分進(jìn)行分離而排出，剩余的油進(jìn)行加氫處理。該工藝的缺點(diǎn)是一方面重組分抽出時(shí)由于壓力高，必然攜帶大量輕組分而造成輕油的損失，另一方面輕油在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反復(fù)裂化反應(yīng)降低了液收。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種重?zé)N原料加氫處理方法，本發(fā)明方法具有深度轉(zhuǎn)化重?zé)N原料，以及延長(zhǎng)加氫裝置運(yùn)轉(zhuǎn)壽命等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明重?zé)N原料加氫處理方法包括如下內(nèi)容采用固定床加氫反應(yīng)器，固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)至少設(shè)置兩個(gè)催化劑床層，在至少一個(gè)相鄰催化劑床層之間引入溶劑，溶劑與反應(yīng)物料混合并將輕組分抽提出來(lái)，在相鄰兩個(gè)催化劑床層間的抽提分離區(qū)將輕組分引出反應(yīng)器，重組分進(jìn)入下一催化劑床層繼續(xù)反應(yīng)。本發(fā)明方法中，重?zé)N原料可以是各種劣質(zhì)、重質(zhì)的原料，如各種原油的渣油、重質(zhì)原油、煤液化油、煤焦油等。固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)的催化劑床層一般為3 5個(gè)，加氫處理催化劑可以使用本領(lǐng)域常規(guī)的催化劑，可以根據(jù)原料的性質(zhì)使用一種加氫處理催化劑，也可以使用多種加氫處理催化劑。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，加氫處理催化劑最好按沿反應(yīng)物流動(dòng)方向孔徑依次減少、活性金屬組分依次升高的順序級(jí)配裝填，具體催化劑可以選擇市售商品催化劑，也可以按本領(lǐng)域常規(guī)方法制備。加氫處理催化劑一般以氧化鋁為載體，以W、 Mo、Ni、Co中的一種或幾種為加氫活性組分。本發(fā)明方法中，加氫處理反應(yīng)條件一般為反應(yīng)溫度為360-480°C，反應(yīng)壓力為 10. 0-21. OMPa，進(jìn)料體積空速為0. 1-2. OtT1，反應(yīng)器入口氫油體積比為500 1-1500 1。 具體操作條件可以根據(jù)原料性質(zhì)和所需的反應(yīng)深度進(jìn)行調(diào)整確定。本發(fā)明方法中，相鄰兩個(gè)催化劑床層之間可以采用冷氫控制反應(yīng)溫度，也可以用冷油控制反應(yīng)溫度，為了溶解重組分中的浙青質(zhì)，優(yōu)選采用冷油控制反應(yīng)溫度，冷油如 C20 C40的各類油料或其混合物，冷油引入量按設(shè)計(jì)的床層最高溫度確定。冷油優(yōu)選為催化裂化澄清油、本裝置加氫處理后的渣油等。本發(fā)明方法中，溶劑為丙烷和/或丁烷，相鄰兩個(gè)催化劑床層間的溶劑用量為原料油進(jìn)料質(zhì)量的5% 50%，優(yōu)選10% 30%。溶劑對(duì)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的輕組分在反應(yīng)器內(nèi)的抽提分離區(qū)進(jìn)行抽提分離，抽提出的輕組分引出反應(yīng)器。溶劑可以和冷油一同引入反應(yīng)器，也可分別引入反應(yīng)器。反應(yīng)器內(nèi)的抽提分離區(qū)為自然沉降或離心沉降等適宜方式。本發(fā)明方法中，在反應(yīng)器的不同位置抽出原料油加氫處理過(guò)程中裂解產(chǎn)生的輕油，以增加剩余的重質(zhì)原料與催化劑的接觸幾率來(lái)提高轉(zhuǎn)化率；在冷油與溶劑混合物注入口下方設(shè)置溶劑抽提區(qū)域進(jìn)行器內(nèi)抽提，將抽提后的輕油自輕油抽出口抽出，冷油與溶劑混合物的注入一方面通過(guò)降低反應(yīng)溫度可以抑制重、渣油中浙青質(zhì)的過(guò)度反應(yīng)而堵塞催化劑孔口，另一方面可以溶解反應(yīng)過(guò)程中析出的浙青質(zhì)而減緩催化劑結(jié)焦堵塞床層，延長(zhǎng)后續(xù)的渣油加氫過(guò)程的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，另外對(duì)反應(yīng)混合物中的輕油進(jìn)行溶劑抽提而實(shí)現(xiàn)輕、重油的分離。本發(fā)明方法不但能優(yōu)化后續(xù)的固定床加氫處理工藝的操作，擴(kuò)大固定床加氫原料的來(lái)源，而且還能大大延長(zhǎng)固定床加氫裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命。具體地說(shuō)，本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、通過(guò)采用注入冷油與溶劑混合物稀釋渣油加氫反應(yīng)生成物的工藝，可以將反應(yīng)生成的高活性的部分浙青質(zhì)及其中間生成物部分溶解并適當(dāng)冷卻而降低其活性，從而延緩催化劑結(jié)焦堵塞床層，在通過(guò)加氫反應(yīng)而脫掉重金屬雜質(zhì)的同時(shí)，延長(zhǎng)加氫催化劑的使用壽命，延長(zhǎng)加氫處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)周期。對(duì)原料的適應(yīng)性更廣，擴(kuò)大了原料的來(lái)源。2、溶劑的加入可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)物中輕重油的分離，避免輕油深度裂化，提高渣油加氫的液收，抽高裝置的經(jīng)濟(jì)效益。3、通過(guò)采用在反應(yīng)器不同位置連續(xù)抽出經(jīng)過(guò)溶劑抽提后的輕油的工藝，回收了部分質(zhì)量較好的輕油，提高了渣油的利用率，并使余下重油與催化劑的接觸機(jī)會(huì)增加而提高了渣油的轉(zhuǎn)化率。4、反應(yīng)產(chǎn)物放出的熱量被冷油吸收，因此不用注入冷氫給產(chǎn)物降溫，節(jié)省能耗，而且冷油的注入使反應(yīng)器床層流態(tài)更加穩(wěn)定，物流分布更均勻，從而使整個(gè)反應(yīng)器從上至下的反應(yīng)溫度能夠保持均勻，反應(yīng)不易飛溫，易于控制。5、通過(guò)渣油加氫處理工藝，使處理后的渣油更適合于下游裝置的使用。


圖1是本發(fā)明工藝方法流程示意圖。1為經(jīng)過(guò)加熱的渣油和氫氣的進(jìn)料管線；2、3、4、5分別為第一至第四催化劑床層冷油與溶劑的注入管線；6、7、8、9分別為第一至第四催化劑床層的輕質(zhì)油抽出管線；14、15、16、17分別為第一至第四催化劑床層的冷油與溶劑和反應(yīng)物的混合區(qū)域；10、11、12、13分別為第一至第四催化劑床層的溶劑抽提分離區(qū)，既輕重組分的抽提分離區(qū)域。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的重?zé)N原料加氫處理方法中，采用在重?zé)N原料加氫處理過(guò)程中設(shè)置冷油與溶劑混合物注入口和溶劑抽提后的輕油抽出口，一方面實(shí)現(xiàn)輕、重油的分離，提高渣油轉(zhuǎn)化率和處理量，另一方面由于冷油的注入溶解了部分浙青質(zhì)，減緩了催化劑床層結(jié)焦速度，通過(guò)各個(gè)床層的逐漸加氫反應(yīng)而脫掉大部分的金屬而實(shí)現(xiàn)固定床加氫處理反應(yīng)，還實(shí)現(xiàn)了輕油與重油的分離，避免了輕油深度加氫而提高液體產(chǎn)品收率。具體地說(shuō)，首先將渣油原料和氫氣混合物的溫度加熱到反應(yīng)所需的溫度，再進(jìn)入固定床反應(yīng)器第一催化劑床層進(jìn)行反應(yīng)，第一催化劑床層出口設(shè)置冷油和溶劑混合物，與第一催化劑床層反應(yīng)產(chǎn)物混合降溫并進(jìn)行溶劑抽提，抽提得到的輕組分引出反應(yīng)器，重組分進(jìn)入第二催化劑床層繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)直到反應(yīng)器出口。冷油與溶劑混合物的注入適當(dāng)降低了重油的溫度，抑制重油的過(guò)度裂解反應(yīng)，同時(shí)冷油的注入溶解了重油中即將析出的浙青質(zhì)，防止催化劑孔口堵塞，另外可以對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物中的輕油進(jìn)行溶劑抽提而抽出。加氫處理反應(yīng)器的最主要操作條件是冷油與溶劑混合物性質(zhì)和注入量。冷油性質(zhì)及注入量對(duì)渣油加氫處理的影響很明顯，冷油對(duì)反應(yīng)物中的浙青質(zhì)的溶解性越強(qiáng)，催化劑床層越不容易堵塞；冷油的注入量越大，冷油與混合物混合后的溫度越低，越能夠抑制浙青質(zhì)的過(guò)度反應(yīng)，防止浙青質(zhì)結(jié)焦，但同時(shí)溫度不能過(guò)低，否則會(huì)達(dá)不到下一床層渣油加氫處理反應(yīng)所需要的溫度，影響加氫處理效果及轉(zhuǎn)化率；溶劑對(duì)輕油的溶解度越大，則輕重油的分離效果越好。因此本發(fā)明中根據(jù)渣油加氫處理反應(yīng)所需的溫度來(lái)確定冷油的注入量，根據(jù)裂化反應(yīng)程度確定溶劑的加入量，且溶劑的加入量與輕油有一個(gè)合適的比例。冷油和溶劑的混合溫度一般為150 250°C。下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明所述渣油加氫處理過(guò)程的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是原料油與氫氣經(jīng)加熱爐加熱至渣油加氫反應(yīng)所需的溫度后，由進(jìn)料管線1進(jìn)入反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)第一床層反應(yīng)后，在14區(qū)域與冷油及溶劑混合，使物料降溫，混合后進(jìn)入10區(qū)進(jìn)行溶劑抽提實(shí)現(xiàn)輕油和重油的分離，輕油從管線6抽出，剩余的重油進(jìn)入第二床層發(fā)生加氫反應(yīng)，然后在15區(qū)域進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)物與冷油及溶劑的混合，到11區(qū)域進(jìn)行溶劑抽提后將輕油自管線7抽出，剩余的重油進(jìn)入第三床層發(fā)生加氫反應(yīng)，然后在16區(qū)域進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)物與冷油及溶劑的混合，到12區(qū)域進(jìn)行溶劑抽提后將輕油自管線8抽出，剩余的重油進(jìn)入四床層發(fā)生加氫反應(yīng)。在14、15、16、17區(qū)域可以設(shè)置混合器實(shí)現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)物與冷油及溶劑的高效混合，增強(qiáng)溶劑抽提效果；在10、11、12、13區(qū)域設(shè)置溶劑抽提裝置，可以是抽提箱或抽提罐等。不同的原料及不同的加氫處理要求對(duì)應(yīng)不同的操作參數(shù)，本發(fā)明可以根據(jù)原料性質(zhì)改變輕油抽出量和冷油及溶劑注入的量及操作條件。本專利方法的工藝參數(shù)選擇如下原料油可以選擇常壓或減壓渣油，渣油中的浙青質(zhì)相對(duì)較多，越能夠體現(xiàn)本專利的優(yōu)勢(shì)。所述方法的冷油可以選擇C30左右的各類油料及其混合物，最好是窄餾分油，便于溶解浙青質(zhì)，也可以用本裝置進(jìn)料，便于操作，溶劑可以為丙烷等。抽出的輕油可以去汽、 柴油加氫精制。在溶劑抽提區(qū)域內(nèi)，物料處于較高的溫度，溫度高渣油粘度低，更易于實(shí)現(xiàn)輕油、 重油的抽提分離，但分離溫度要控制在渣油的結(jié)焦溫度以下；總壓力與加氫反應(yīng)區(qū)域壓力相同，防止渣油的結(jié)焦。輕油的抽出量取決于渣油裂解的程度，在反應(yīng)過(guò)程中要使渣油裂解程度比較緩和，一方面提高液收，另一方面使進(jìn)入下一床層的反應(yīng)溫度易于控制。在冷油及溶劑混合物注入?yún)^(qū)域內(nèi)，溫度一般在360-400°C之間，通過(guò)冷油的注入量控制，盡量接近于反應(yīng)器進(jìn)料的入口溫度，冷油的注入要有效地控制浙青質(zhì)的反應(yīng)活性，并溶解部分析出的浙青質(zhì)。因此冷油與反應(yīng)產(chǎn)物混合后的溫度越低，對(duì)浙青質(zhì)的抑制作用越好，但溫度不能過(guò)低，否則會(huì)使下一床層的入口溫度達(dá)不到渣油加氫所需的反應(yīng)溫度。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本技術(shù)發(fā)明方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制。實(shí)施例所用的原料為渣油，其性質(zhì)見(jiàn)表1所示，所用的加氫處理催化劑A性質(zhì)見(jiàn)表 2所示，分離后的液體產(chǎn)品性質(zhì)見(jiàn)表3所示。實(shí)施例1固定床渣油加氫反應(yīng)器共設(shè)三個(gè)床層，三個(gè)床層催化劑種類和用量相同，渣油和氫氣經(jīng)加熱后進(jìn)入固定床反應(yīng)器的第一床層發(fā)生加氫反應(yīng)，反應(yīng)條件如下溫度---360°C ； 壓力15. OMPa，渣油進(jìn)料體積空速0.證―1 ；反應(yīng)器入口氫油比為1300 (V/V)。溶劑為丙烷，冷油為320 420°C石油餾分，第一床層和第二床層出口引入溶劑和冷油。每個(gè)床層溶劑引用量為原料進(jìn)料質(zhì)量的15%。每個(gè)催化劑床層入口溫度均控制為360°C。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，用該方法回收的輕油中雜質(zhì)含量較低，可以作為汽柴油加氫裝置的進(jìn)料，提高了渣油的利用率和處理量，從而提高煉廠的經(jīng)濟(jì)效益。表1原料主要性
權(quán)利要求
1.一種重?zé)N原料加氫處理方法，采用固定床加氫反應(yīng)器，固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)至少設(shè)置兩個(gè)催化劑床層，其特征在于在至少一個(gè)相鄰催化劑床層之間引入溶劑，溶劑與反應(yīng)物料混合并將輕組分抽提出來(lái)，在相鄰兩個(gè)催化劑床層間的抽提分離區(qū)將輕組分引出反應(yīng)器，重組分進(jìn)入下一催化劑床層繼續(xù)反應(yīng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)的催化劑床層為 3 5個(gè)。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加氫處理反應(yīng)溫度為360-480°C， 反應(yīng)壓力為10. 0-21. OMPa,進(jìn)料體積空速為0. 1-2. OtT1，反應(yīng)器入口氫油體積比為 500 1-1500 1。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于相鄰兩個(gè)催化劑床層采用冷油控制反應(yīng)溫度。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于冷油為C20 C40的各類油料或其混合物。
6.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于冷油為催化裂化澄清油、本裝置加氫處理后的渣油。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于溶劑為丙烷和/或丁烷。
8.按照權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征在于相鄰兩個(gè)催化劑床層間的溶劑用量為原料油進(jìn)料質(zhì)量的5% 50%。
9.按照權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征在于相鄰兩個(gè)催化劑床層間的溶劑用量為原料油進(jìn)料質(zhì)量的10% 30%。
10.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于溶劑對(duì)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的輕組分在反應(yīng)器內(nèi)的抽提分離區(qū)進(jìn)行抽提分離，抽提出的輕組分引出反應(yīng)器；溶劑和冷油一同引入反應(yīng)器，或者分別引入反應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種重?zé)N原料加氫處理方法，采用固定床加氫反應(yīng)器，固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)至少設(shè)置兩個(gè)催化劑床層，在至少一個(gè)相鄰催化劑床層之間引入溶劑，溶劑與反應(yīng)物料混合并將輕組分抽提出來(lái)，在相鄰兩個(gè)催化劑床層間的抽提分離區(qū)將輕組分引出反應(yīng)器，重組分進(jìn)入下一催化劑床層繼續(xù)反應(yīng)。抽取油可以直接進(jìn)入汽柴油加氫裝置得到合格汽柴油，也可以進(jìn)入FCC主分餾塔進(jìn)行分餾得到粗產(chǎn)品后再進(jìn)入汽柴油加氫裝置得到合格汽柴油。本發(fā)明方法不僅能有效地降低固定床加氫處理的床層壓降和延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，同時(shí)提高了固定床加氫裝置的總轉(zhuǎn)化率，同樣轉(zhuǎn)化率下可以增加裝置的處理能力，為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。
文檔編號(hào)C10G67/04GK102465031SQ201010536258
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者楊秀娜 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院