一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝的製作方法
2023-05-29 03:31:31
專利名稱：一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種重油處理工藝，尤其是涉及一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝。
背景技術：
隨著原油劣質化趨勢的發展，各國都在努力提高重油利用率。重油利用率取決於重油的加工技術。傳統的延遲焦化等重油脫碳加工技術在輕油產率與產品質量方面表現較差，固定床加氫等重油加氫處理技術在原料適應性方面又不能令人滿意，尤其是在加工劣質重油時，上述重油加工技術的缺點體現的更加突出。上世紀50年代開始出現了漿態床重油加氫技術。漿態床重油加氫是在氫氣的存在下，將混有催化劑的重油通過空筒式或有簡單內構件的反應器，進行加氫熱裂化反應，把重油轉化為石腦油、汽油餾分、柴油餾分、蠟油餾分等輕質油分。它的工藝流程簡單，催化劑加入量小，分散度高，活性高，隨重油一次通過反應器，生焦少，原料適應性強，輕油產率高，產品質量好，為劣質重油的加工處理提供了一條有效途徑。德國VEBA公司在50年代初開發了 VCC漿態床重油加氫工藝，採用褐煤或焦粉擔載硫酸亞鐵作催化劑，加入量小於5%。原料油與催化劑混合後，加入氫氣，預熱後進入反應器，在440 485°C和25MPa的條件下反應，反應產物分離後得到產品，排渣量約為原料油的6%，轉化率大於90%。加拿大Alberta Research開發了(HC) 3 眾態床重油加氫工藝,採用羰基化合物結構的膠體/分子催化劑。催化劑可以和浙青質締合，促進浙青質的加氫轉化，並抑制生焦。此工藝過程如下:原料油用200-455°C餾分油稀釋，稀釋劑/原料油的比值為1: 1-10，然後加入羰基鈷，或鑰、鎳、鐵等的羰基化合物，在氫壓7-15MPa，溫度420-480°C，液體空速
0.2-21Γ1的條件下進行反應。當反應溫度為525°C時，遼河減渣和孤島減渣的轉化率達到80% -90%。然而現有漿態床重油加氫技術雖然具有較高的轉化率，但也會生成大量的尾渣，尾渣量可達10%左右。漿態床重油加氫尾渣的烴類組分性質穩定，難於轉化；固體含量大，粘度大，流動性差，價值低，不便於運輸，其高昂的處理成本，阻礙了漿態床重油加氫技術的發展。另外，漿態床重油加氫反應需要消耗氫氣，使其發展又受到氫源的制約。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種不需外供氫源，無尾渣外排，經濟效益好且無汙染的對重油進行綜合利用的不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
本發明提供一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，包括漿態床重油加氫處理單元和尾渣氣化制氫單元，漿態床重油加氫處理單元把重油原料轉化為輕質油品和尾渣,尾渣氣化制氫單元利用漿態床重油加氫處理單元的尾渣生產氫氣,尾渣氣化制氫單元生產的氫氣供漿態床重油加氫處理單元使用，並可向外部耗氫單元供氫。漿態床重油加氫處理單元是在氫氣的存在下，將混有催化劑的重油通過空筒式或有簡單內構件的反應器，進行加氫熱裂化反應。催化劑高度分散在重油中，隨重油一次通過反應器。反應產物經過分離過程，分成輕質油品和加氫尾渣。尾渣氣化制氫單元是尾渣在氧氣與水蒸氣的作用下，部分氧化，生成CO和H2,再經過轉化提純過程，生產可以應用的氫氣。本發明一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，漿態床重油加氫處理單元的尾渣作為尾渣氣化制氫單元的原料生產氫氣，不需要外供氫源，無尾渣外排，重油被100%的轉化成高價值的產品，綜合利用率高，氫氣原料的成本可降低50%以上。本發明一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝漿態床重油加氫處理單元中，催化劑和氫氣的加入量與原料性質、催化劑活性和反應器結構有關，一般催化劑加入量為原料油的0.1(W) % IO(W) %，氫油體積比為400: I 2000: I。本發明一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝漿態床重油加氫處理單元中，反應物料通過反應器的反應條件隨原料性質、處理目標的變化而變化，一般反應溫度為300°C 600°C，反應壓力為8 16MPa，體積空速為I IOh'本發明一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝尾渣氣化制氫單元中，氧氣、水蒸氣的加入量隨原料油的性質變化而變化，一般氧油質量比為0.1:1 10: 1，水油質量比為0.1:1 10:1。本發明一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝尾渣氣化制氫單元中，氣化反應條件隨原料油的性質、氣化反應器形式的變化而變化，一般氣化反應壓力為4 lOMPa，氣化反應溫度為1000°C 2000°C，體積空速為10 IOOh-1。與現有技術相比，本發明如下優點:1.無需外供氫源，裝置的建設不受氫源的限制。2.無尾渣外排，消除了企業尾渣處理的費用。3.原料利用率高，不產出低價值產品，經濟效益好。4.原料中的硫、氮汙染物都在閉合迴路中脫除，對環境無汙染。
圖1為本發明的工藝流程示意圖。其中:1-漿態床重油加氫單元、2-尾渣氣化制氫單元、3-氫氣壓縮機、11-重油原料、12-催化劑、13-漿態床重油加氫產物、14-漿態床重油加氫尾渣、15-氧氣、16-水蒸氣、17-灰分、18-氫氣、19-反應用氫、20-外送氫。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例1本發明一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，由漿態床重油加氫處理單元和尾渣氣化制氫單元組 成，適合於加工高硫高酸劣質重油。加氫催化劑可以選擇已有文獻報導的各種催化劑，也可根據現有技術製備。本發明一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，漿態床重油加氫處理單元的催化劑用量一般為原料油的0.1 (w) % IO(W) %，氫氣的用量為400:1 2000: I氫油體積比。本發明一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，對於漿態床重油加氫處理單元，反應物料通過反應器的反應條件隨原料性質、處理目標的變化而變化，一般反應溫度為300°C 600°C，反應壓力為8 16MPa，體積空速為I IOh'本發明一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，漿態床重油加氫處理單元的尾渣進入尾渣氣化制氫單元制氫。由於尾渣中含有催化劑和多種金屬元素，比常規原料更容易在氣化反應設備內形成結垢。在氣化反應過程中，要控制氣化反應的炭黑生產率，減少金屬鹽類在廢熱鍋爐等設備上結垢。氣化反應壓力控制為4 lOMPa，氣化反應溫度控制為1000°C 2000°C，體積空速控制為10 IOOh'本發明的特點是重油綜合利用率高，不需外供氫源，無尾渣排放，經濟效益好，不汙染環境為便於進一步說明本發明的工藝過程，下面對本發明的工藝流程進行描述。如圖1所示，重油原料11與催化劑12和反應用氫19混合後進入眾態床重油加氫處理單元I進行加氫熱裂化反應，並進行產物分離，漿態床重油加氫產物13去後續的加工處理單元，漿態床重油加氫尾渣14進入尾渣氣化制氫單元2與氧氣15、水蒸氣16進行氣化反應，進行氣化反應，並進行變換、淨化和提純，除去灰分17，生產的氫氣18分成兩部分，一部分經過氫氣壓縮機3加壓後，成為反應用氫19進入漿態床重油加氫處理單元I，剩餘部分作為外送氫20，送出裝置供其他耗氫裝置使用。按圖1的操作流程，對漿態床重油加氫處理單元採用空桶反應器和閃蒸罐、分餾塔、離心分離器分離設備；對尾渣氣化制氫單元採用謝爾氣化爐氣化設備、中溫CO變換設備、胺吸收合成氣淨化設備和變壓吸附氫氣提純設備，以380燃料油為原料，所得的結果如下:表I原料油的性質
權利要求
1.一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，其特徵在於，該工藝包括漿態床重油加氫處理單元和尾渣氣化制氫單元，所述的漿態床重油加氫處理單元把重油原料轉化為輕質油品和尾渣，尾渣氣化制氫單元利用漿態床重油加氫處理單元的尾渣生產氫氣，尾渣氣化制氫單元生產的氫氣供漿態床重油加氫處理單元使用，並可向外部耗氫單元供氫。
2.根據權利要求1所述的一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，其特徵在於，所述的漿態床重油加氫處理單元所需要的氫氣由尾渣氣化制氫單元提供，不需要外供氫源。
3.根據權利I要求所述的一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，其特徵在於，所述的漿態床重油加氫處理單元的尾渣由尾渣氣化制氫單元轉化利用，無尾渣外排。
4.根據權利I要求所述的一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，其特徵在於，所述的漿態床重油加氫處理單元是在氫氣的存在下，將混有催化劑的重油通過空筒式或有簡單內構件的反應器，進行加氫熱裂化反應，催化劑高度分散在重油中，隨重油一次通過反應器，反應產物經過分離過程，分成輕質油品和加氫尾渣。
5.根據權利I要求所述的一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，其特徵在於，漿態床重油加氫處理單元中，催化劑加入量為原料油的0.3 IOwt %，氫油體積比為400:1 2000: I。
6.根據權利I要求所述的一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，其特徵在於，漿態床重油加氫處理單元反應條件為:反應溫度300°C 600°C，反應壓力8 16MPa，體積空速I IOtT1。
7.根據權利I要求所述的一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，其特徵在於，所述的尾渣氣化制氫單元是將尾渣在氧氣與水蒸氣的作用下，部分氧化，生成CO和H2,再經過轉化提純過程，生產可以應用的氫氣。`
8.根據權利I要求所述的一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，其特徵在於，在尾渣氣化制氫單元中，氧氣、水蒸氣的加入量隨原料油的性質變化而變化，氧油質量比為0.1: I 10: 1，水油質量比為0.1: I 10:1。
9.根據權利I要求所述的一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，其特徵在於，尾渣氣化制氫單元反應條件為:氣化反應壓力4 lOMPa，氣化反應溫度1000°C 2000°C，體積空速10 IOOh'
全文摘要
本發明涉及一種不需外供氫源的重油漿態床加氫組合工藝，包括懸浮床重油加氫處理單元和尾渣氣化制氫單元，懸浮床重油加氫處理單元把重油原料轉化為輕質油品和尾渣，尾渣氣化制氫單元利用懸浮床重油加氫處理單元的尾渣生產氫氣，尾渣氣化制氫單元生產的氫氣供懸浮床重油加氫處理單元使用，並可向外部耗氫單元供氫。與現有技術相比，本發明無需外供氫源，無尾渣外排，原料利用率高，經濟效益好，對環境無汙染。
文檔編號C10J3/00GK103242894SQ20121020245
公開日2013年8月14日 申請日期2012年6月18日 優先權日2012年6月18日
發明者武長江, 張明會 申請人:上海河圖工程股份有限公司