劣質重油的溶劑脫瀝青工藝裝置的製作方法

2023-09-21 01:50:15

本實用新型涉及一種石油煉製領域工藝裝置，具體是一種處理劣質重油的溶劑脫瀝青工藝裝置。

背景技術：

隨著輕質油可採儲量的減少以及石油開採技術的不斷提高，21世紀劣質重油供應的比重將會不斷增大，委內瑞拉超重油、加拿大油砂瀝青等非常規原油的加工量逐年攀升。這部分原油顯著的特點是：比重大，瀝青質含量高，金屬含量和殘炭值較高，採用常規加工流程，會帶來設備結焦、催化劑失活、產品質量難以達標等一系列問題，需要採用預處理工藝，脫除其中的劣質組分，同時，脫油殘渣合理利用也關乎能源利用效率和加工過程經濟效益。

溶劑脫瀝青技術是重油脫碳預處理的有效手段，目前全世界溶劑脫瀝青裝置超過100套(超臨界回收溶劑脫瀝青裝置+常規蒸發回收溶劑的脫瀝青裝置)，總加工能力在5000×104t/年以上，最大的一套裝置是260×104t/a。通過調整溶劑體系和工藝條件，可以脫除重油原料中的瀝青質和重金屬等雜質，獲得品質改善的脫瀝青油(deasphalted oil,DAO)，進一步作為加氫處理、催化裂化等過程原料。為了提高DAO收率，需要提高抽提深度，該過程產生的脫油瀝青(deoiled asphalt,DOA)軟化點必然隨之升高，這部分產物不僅利用價值低，在裝置管線中的輸送也存在困難。

CN01141462.6公開了一種脫除石油渣油中高軟化點瀝青的溶劑萃取工藝及設備，採用碳原子數較高的輕烴(戊烷或戊烷餾分)作溶劑，以獲得較高收率的脫瀝青油(DAO)。進入萃取塔分離得到脫瀝青油相和瀝青相，瀝青相通過直接節流快速膨脹方法，使高軟化點瀝青噴霧分散為固體微粒，在特殊的氣固分離器中實現瀝青與溶劑分離。該發明對不同的減壓渣油脫瀝青油(DAO)收率可達70％－90％以上，但是所產生瀝青微粒堆密度很低。CN201110353557.X公開了一種高軟化點脫油瀝青造粒回收溶劑的裝置和方法，具體是將溶劑脫瀝青塔底出來的高軟化點脫油瀝青通過螺旋杆擠出系統造粒，並將顆粒狀脫油瀝青直接導入脫油瀝青溶劑富集室。溶劑富集室頂部設有溶劑氣體回收管道並連通於溶劑回系統，室內設有脫油瀝青固體顆粒入水滑道等設施，避免脫油瀝青直接落入冷卻水中，以延長粒狀脫油瀝青釋放溶劑的時間。該方法雖然解決了高軟化點瀝青溶劑回收問題，但是尚沒有實現DOA加工利用。

通過耦合熱等離子體反應器，藉助溶劑脫瀝青裝置體系中的部分溶劑，將高軟化點瀝青輸送並轉化為氫氣和乙炔等石油化工業所需的小分子產品，即可以解決溶劑脫瀝青脫碳預處理過程的殘渣處理和利用難題，又能夠生產高價值氣體產品。瀝青氣化由成熟的煤氣化以及渣油氣化技術發展而來，尤其是隨著能源供應日趨緊張，劣質殘渣作為原料生產高附加值產品越來越受到重視。CN94104601.x公開了一種用於含烴燃料部分氧化的方法，將脫油瀝青通過多噴嘴噴入氣化爐，部分氧化製得合成氣。德士古申請的一篇專利文獻CN1330696A中，提出了將溶劑脫瀝青與氣化技術組合的方法，將脫除的瀝青質作為氣化原料，需要對整個過程進一步優化。

針對液態烴、煤、焦油等多種原料的熱等離子體轉化利用，國內外科研機構和企業已開展了廣泛的實驗研究和工業探索。上世紀60到70年代，Bond和Nickolson等人首先實現了煤的熱等離子體轉化。1985年，美國AVCO公司完成了1MW中試規模試驗，證實了熱等離子體過程的工業可行性。針對其他碳氫原料，德國Huels公司和美國DuPont公司於分別建成兆瓦級烴類裂解裝置；Chen和Beiers等亦針對汽油、柴油、液體石蠟以及部分烴類模型化合物進行了熱等離子體實驗探究。

技術實現要素：

本實用新型的目的是解決劣質重油脫瀝青裝置與等離子體氣化裝置耦合過程中，高軟化點殘渣難於連續輸送、高壓物料難於均勻分散的問題，提出利用系統中少量溶劑輸送，通過連接管線上設置三通閥門，變壓變徑後進入熱等離子體反應器，同時在將閥後管線與熱等離子體反應器垂直連接，減少流動死區。實現溶劑脫瀝青裝置難以處理的高軟化點瀝青，直接轉化為氫氣和烴類(乙炔等)氣體的裂解產品。基於該工藝裝置，可以有效克服溶劑脫瀝青裝置高軟化點DOA難於輸送的技術瓶頸並實現高價值利用。

本實用新型提供一種劣質重油的溶劑脫瀝青工藝裝置，包括溶劑脫瀝青單元，第一溶劑分離回收單元，第二溶劑分離回收單元，氣體淬冷分離單元，熱等離子體反應器，壓力調節閥以及壓力傳感器；

所述溶劑脫瀝青單元與所述第一溶劑分離回收單元通過管線連接；

所述瀝青輸送管線上設置有所述壓力調節閥以及所述壓力傳感器；

所述溶劑脫瀝青單元、所述第二溶劑分離回收單元以及所述熱等離子體反應器通過所述瀝青輸送管線、所述壓力調節閥以及所述壓力傳感器連接；

所述氣體淬冷分離單元通過管線與所述熱等離子體反應器相連。

本實用新型所述的劣質重油的溶劑脫瀝青工藝裝置，其中，所述熱等離子體反應器優選還設置有節流噴嘴。

本實用新型所述的劣質重油的溶劑脫瀝青工藝裝置，其中，所述壓力調節閥優選為三通閥門，所述瀝青輸送管線經過所述三通閥門後在上方垂直進入所述熱等離子體反應器。

本實用新型所述的劣質重油的溶劑脫瀝青工藝裝置，其中，所述三通閥門的閥後管徑d2優選為閥前管徑d1的1-3倍。

本實用新型所述的劣質重油的溶劑脫瀝青工藝裝置，其中，所述溶劑脫瀝青單元優選包括萃取抽提塔和相界面控制系統。

本實用新型所述的劣質重油的溶劑脫瀝青工藝裝置，其中，所述第一溶劑分離回收單元以及所述第二溶劑分離回收單元優選分別各自包括溶劑回收塔和沉降分離塔。

本實用新型所述的劣質重油的溶劑脫瀝青工藝裝置，其中，所述氣體淬冷分離單元優選包括氣體淨化分離器。

在脫油瀝青輸送管線上設置壓力調節閥，閥門為三通閥門，傳輸管線經過所述閥門後在上方垂直進入等離子體反應器，閥後部分管徑d2為閥前管徑d1的1-3倍。通過設置該結構，可以大幅度提高溶劑脫瀝青過程的抽提深度，節省低壓溶劑回收成本，得到高價值氣體。

附圖說明

圖1為本實用新型劣質重油的溶劑脫瀝青工藝裝置的示意圖。

附圖標記：

1 原料

2 溶劑

3 溶劑脫瀝青單元

4 第一溶劑分離回收單元

5 瀝青輸送管線

6 熱等離子體發生器

7 淬冷劑

8 氣體淬冷分離單元

9 第二溶劑分離回收單元

10 壓力調節閥

11 壓力傳感器

12 節流噴嘴。

具體實施方式

以下對本實用新型的實施例作詳細說明：本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本實用新型的保護範圍不限於下述的實施例，下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，通常按照常規條件。

實施例1

參照附圖1，本實施例為劣質重油的溶劑脫瀝青工藝裝置的示意圖，包括溶劑脫瀝青單元3，第一溶劑分離回收單元4，第二溶劑分離回收單元9，氣體淬冷分離單元8，熱等離子體反應器6，壓力調節閥10以及壓力傳感器11；

所述溶劑脫瀝青單元3與所述第一溶劑分離回收單元4通過管線連接；

所述瀝青輸送管線5上設置有所述壓力調節閥10以及所述壓力傳感器11；

所述溶劑脫瀝青單元3、所述第二溶劑分離回收單元9以及所述熱等離子體反應器6通過所述瀝青輸送管線5、所述壓力調節閥10以及所述壓力傳感器11連接；

所述氣體淬冷分離單元8通過管線與所述熱等離子體反應器6相連。

所述熱等離子體反應器還設置有節流噴嘴12。

所述壓力調節閥10為三通閥門，所述瀝青輸送管線經過所述三通閥門後在上方垂直進入所述熱等離子體反應器6；三通閥門的閥後管徑d2為閥前管徑d1的2倍，當然，在其它實施例中也可以是1倍或者3倍。

所述溶劑脫瀝青單元包括萃取抽提塔和相界面控制系統。

所述第一溶劑分離回收單元4以及所述第二溶劑分離回收單元9分別各自包括溶劑回收塔和沉降分離塔。

所述氣體淬冷分離單元8包括氣體淨化分離器。

實施例2

為了實現重油深度脫碳處理，對某煉廠一套40萬噸/年溶劑脫瀝青裝置進行了技術改造。在萃取塔下部增設排料側線，並增加了一套10萬噸/年熱等離子體反應裝置及配套系統，通過傳輸管線與熱等離子體反應器垂直連接，傳輸管線上設置壓力調節閥和壓力傳感器，閥後管線直徑為閥前的1.5倍。

裝置運行方式：原料與溶劑分別進入萃取塔，分離形成脫瀝青油和脫油瀝青兩相；脫油瀝青相在萃取塔底沉降後，攜帶部分溶劑，在4.5MPa的系統壓力推動下，最終通過與傳輸管線連接的壓力調節閥，壓力減低至1.5MPa後經節流噴嘴霧化進入等離子體反應器。在正常工況下，物料連續進入，當管線壓力出現波動時，在壓力調節閥的作用下，物料以脈衝式進入等離子體反應器。在等離子體反應器檢維修時，通過三通閥門，瀝青相切入分離塔。