一種加工高酸原油的兩段催化裂化新方法

2023-10-11 07:59:59

專利名稱：一種加工高酸原油的兩段催化裂化新方法
技術領域：
本發明涉及一種加工高酸原油的兩段催化裂化新方法。屬於石油加工過程的工藝改進。
背景技術：
高酸原油是指酸值大於I. 0mgK0H/g的原油。高酸原油除了酸值較高以外，還具有高密度、高粘度、高殘炭、高金屬含量等特點，密度一般大於O. 9g · cm-3，80°C的運動粘度接近甚至超過100_2 · s-1,鎳、f凡、|丐等金屬含量超過100 μ g · g_l。除此之外,高酸原油的輕餾分含量比較低，一般不超過20 %。
採用常規的加工工藝加工高酸原油容易造成設備的酸腐蝕。高酸原油中的酸性化合物主要是環烷酸，而環烷酸對金屬的腐蝕有一定的溫度範圍。環烷酸的腐蝕溫度範圍一般為200 450°C，當溫度低於200°C，環烷酸基本不發生腐蝕；當溫度高於450°C，環烷酸會發生分解，腐蝕也很弱；在2801左右和350°C左右，環烷酸的腐蝕最嚴重。常規的常減壓工藝恰好處於環烷酸的腐蝕溫度範圍，因此採用常減壓裝置加工高酸原油時，會引起常減壓加熱爐出口附近爐管、轉油線、常減壓塔進料段及餾分側線的嚴重腐蝕。為了降低高酸原油腐蝕的影響，煉廠一般採用將高酸原油與低酸值原油混合降低總體酸值的方法。但是隨著原油酸值的不斷升高，可混合的量越來越少，高酸原油的加工量受到限制。向高酸原油中加入鹼性物質中和環烷酸是高酸原油加工的另一種選擇，鹼性物質包括苛性鹼溶液、氨/醇溶液及其他金屬氧化物等。US3806437、US4199440提出用苛性鹼溶液中和環烷酸，反應可在瞬間完成，但是反應過程中容易產生乳化，而且鹼液大量流失，二次汙染嚴重。US4634419用氨/乙醇溶液進行環烷酸的中和反應可以改善乳化現象，但是氨的鹼性較弱，脫酸效果有限。US5985137、US6022494提出用CaO中和原油中的石油酸，但是生成的固體石油酸鈣的分離比較困難。US5891325、US6086715、CN101191077A、CN101314733A 等均提出採用催化加氫的方法脫除環烷酸的方法。催化加氫法雖然能夠脫除原油中的環烷酸，但是對硫、氮、重金屬和殘炭的脫除率比較低，而且容易造成催化劑的金屬中毒、床層結焦等，導致運轉周期縮短。同時，催化加氫需要耐高壓高溫設備，並且需要氫源，設備和工藝投資大。熱處理可以使環烷酸分解，達到脫除原油中環烷酸的目的。US6086751指出高酸原油在385°C下反應I小時的脫酸率為80. 6%, US5820750、US5891325指出通入惰性氣體吹掃反應生成的水蒸氣、二氧化碳和一氧化碳，高酸原油的熱處理脫酸率可以提高到90%以上。CN1580193A、CN1814704A、CN101280212A、CN101280213A、CN101629093A 均提出用延遲焦化裝置加工高酸原油的方法。雖然方法有所不同，但是都改變不了熱處理脫酸效果較差的現實。同時，延遲焦化過程不能完全避開環烷酸的腐蝕溫度範圍，產物分布也比較差，生成的汽柴油均需要進行進一步的加氫處理，而蠟油則需要加氫後進行催化加工，增加了生產的成本。採用催化裂化可以直接加工高酸原油。專利CN1990829A報導了採用催化劑脫除原油中的環烷酸進行高酸原油預處理的方法，但脫酸後的原油還需進行常規的加工，使加工工藝複雜化。專利CN1827744A提出了採用傳統的提升管催化裂化技術直接加工高酸原油的方法，然而傳統的催化裂化提升管過長，同時高酸原油直接與高溫再生劑接觸，導致其中間餾分的過度裂化，損失了品質較好的直餾柴油餾分，影響產物分布。CNlO 1580732A提出採用提升管兩級進料工藝，下部進普通催化裂化原料，中部進高酸原油。此種方法雖能避免高酸原油與高溫再生劑直接接觸，但會降低高酸原油的加工量，而且催化劑與普通催化裂化原料接觸反應後活性下降較大，將造成高酸原油脫酸和轉化效果的下降。CN101580733A提出採用惰性載體代替常規催化裂化催化劑的流化熱裂化方法加工高酸原油，雖然可以降低加工成本，但是由於是熱裂化反應，產物分布比較差，而且脫酸效果有限。CN101580734A提出採用雙提升管技術，第一提升管加工常規催化裂化原料，第二提升管加 工高酸原油，第二提升管採用一段再生的催化劑，該法雖然避免兩種原料的競爭反應，但是與CN1827744A存在同樣的問題。

發明內容
本發明的目的就在於避免上述現有技術的不足之處而提供了一種利用兩段提升管加工高酸原油的新技術，該技術是在兩段提升管催化裂化技術(CN1302483A)的基礎上，實現高酸原油的直接催化裂化加工生產高品質汽柴油的技術。其主要的技術特點是採用兩段提升管直接催化裂化加工高酸原油，其發明內容包括以下三個方面I.再生劑降溫減活與直餾石腦油改質。高溫再生催化劑對減少高酸原油中直餾柴油的過度裂化是不利的，因此要在高酸原油與催化劑接觸之前使高溫再生催化劑降溫，同時降低其活性。將直餾石腦油在常溫下直接霧化進入一段提升管底部與高溫再生催化劑接觸反應，使其改質的同時降低催化劑的溫度，同時適當降低催化劑的活性。2.高酸原油的低溫、小劑油比和超短停留時間脫酸反應。採用兩段提升管技術直接催化裂化加工高酸原油，一段提升管的主要目的是脫酸。環烷酸的催化脫酸反應非常容易，僅需要非常緩和的反應條件。為了避免直餾柴油的過度裂化，預處理後的高酸原油預熱至100 200°C，經過水蒸氣霧化後進入一段提升管的中上部，與較低溫度的催化劑接觸反應。一段提升管出口溫度控制在450 480°C，停留時間氺Is。反應產物與二段提升管反應產物一起經沉降器進入分餾塔分離。3.高酸原油中重組分的深度催化裂化。高酸原油中的重組分(> 350°C )含量約為80%，除去一段提升管中轉化的部分，約有50%需要在二段進行轉化，因此二段提升管的處理量大於常規的兩段提升管催化裂化技術。分餾塔分離出的回煉油經過換熱和霧化後進入二段提升管底部，與高溫再生催化劑接觸反應，提升管出口溫度控制在480 530°C，停留時間2 4s。反應產物與一段提升管產物經沉降器後進入分餾塔。與現有的技術相比，本發明的優勢主要體現在以下方面①與現有催化裂化加工高酸原油的技術相比，本發明能夠在環烷酸充分脫酸、重組分充分轉化的同時避免高品質直餾柴油餾分的過度裂化。②本發明實現全高酸原油的進料，不需要低酸值催化裂化原料的補充，僅需要少量的石腦油，可以提聞聞酸原油的處理量。③本發明使環烷酸的轉化反應和重組分的裂化反應在不同的反應器內進行，解決了環烷酸轉化需要較低溫度、較低活性催化劑、較短停留時間和重組分轉化需要高溫、高活性催化劑、較長停留時間的矛盾。④本發明中石腦油改質可以提高其辛烷值，同時也可以降低裝置生產的汽油烯烴含量，還可以解決企業直餾石腦油的出路。⑤本發明可以在保證脫酸率接近100%的前提下實現汽油烯烴含量< 30%，柴油密度< O. 90g · cm_3。ο圖面說明附圖
即為本發明採用兩段提升管催化裂化技術加工高酸原油的流程示意圖。其中，
I-沉降器；2_再生器；3_燒焦罐；4_分餾塔；5_ —段提升管；6- 二段提升管；7_煙氣；8-空氣；9_汽提蒸汽；10-高酸原油入口 ；11-石腦油入口 ； 12-反應油氣；13-回煉油入口 ； 14-富氣；15-粗汽油；16_催化柴油；17_催化油漿
具體實施例方式下面將結合具體實施例來詳敘本發明的技術特點實施例I按照本發明所述的方法，採用高酸原油A和催化劑B在循環流化床裝置進行兩段催化裂化實驗。高酸原油A物化性質見表1，催化劑B性質見表2。高酸原油預熱至200°C，經噴嘴霧化後噴入提升管內，與較低溫度^O(TC)的再生催化劑接觸，在向上流動的過程中發生脫酸和初步裂化反應，提升管出口溫度500°C，停留時間I. Os，劑油比6。反應後的液體產物經過蒸餾分離出> 350°C的餾分，預熱至300°C，經噴嘴霧化後噴入提升管與高溫(7200C )再生催化劑接觸發生進一步裂化反應，提升管出口溫度500°C，停留時間I. 8s，劑油比7. 5。兩次實驗綜合計算產物分布。產物分布見表3。對比例I對比例I為高酸原油普通催化裂化實驗。高酸原油預熱至200°C，經噴嘴霧化後噴入提升管內，與高溫(720°C )再生催化劑接觸，在向上流動的過程中發生脫酸和裂化反應，提升管出口溫度500°C，停留時間I. 8s，劑油比6。產物分布見表3。表I
密度(20°C )/g · cnf3O. 9061
殘炭 /wt%8. 11
酸值 /mgKOH · g—1H
運動粘度(80°C )/mm2 · s_196 3
金屬元素含量/ μ g · g—權利要求
1.一種加工高酸原油的兩段催化裂化新方法，該方法是在兩段提升管催化裂化技術的基礎上，通過控制操作參數來實現高酸原油的直接催化裂化加工生產高品質汽柴油，其特徵在於工藝過程的操作條件如下 ①將經過預處理的高酸原油注入一段提升管中上部，與經過石腦油降溫的催化劑接觸進行脫酸和預裂化反應；一段提升管底部注入石腦油進行初步改質並降低催化劑的溫度，避免高溫催化劑造成高酸原油中直餾柴油的過度裂化；經過分餾塔分離出的回煉油經過霧化進入二段提升管，在較苛刻的條件下進行充分的催化裂化反應；油劑經過分離後油氣去分餾塔分離，結焦催化劑經燒焦再生後循環使用； ②高酸原油的預熱溫度為100 200°C，霧化水蒸氣的用量較常規催化裂化提高10 50%。石腦油的進料量為高酸原油進料量的10 30%，進料噴嘴優選環管型進料噴嘴，高酸原油進料位置與石腦油進料位置的距離佔提升管總長度的1/3 1/2 ； ③一段提升管出口溫度450 480°C，停留時間O.8 I. 5s，劑油比4 8 ;二段提升管出口溫度480 530°C，停留時間2. O 4. Os，劑油比8 12。
全文摘要
一種利用兩段提升管加工高酸原油的新技術，該技術是在兩段提升管催化裂化技術的基礎上，實現高酸原油的直接催化裂化加工生產高品質汽柴油的技術。本發明能夠在環烷酸充分脫酸、重組分充分轉化的同時避免高品質直餾柴油餾分的過度裂化。本發明實現全高酸原油的進料，不需要低酸值催化裂化原料的補充，僅需要少量的石腦油，可以提高高酸原油的處理量。本發明通過使環烷酸的轉化反應和重組分的裂化反應在不同的反應器內進行，解決了環烷酸轉化需要較低溫度、較低活性催化劑、較短停留時間和重組分轉化需要高溫、高活性催化劑、較長停留時間的矛盾。
文檔編號C10G55/06GK102839016SQ201110170678
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月23日 優先權日2011年6月23日
發明者劉熠斌, 李春義, 胡永慶, 陳小博, 張強, 楊朝合, 山紅紅 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油大學(華東)