最大化提高石脑油和轻柴油收率的延迟焦化方法

摘要

一种最大化提高石脑油和轻柴油收率的延迟焦化方法，原料油经加热炉加热后进入焦炭塔，反应生成的焦炭留在焦炭塔内，焦化油气经分离得到气体、石脑油、轻柴油、重柴油、焦化蜡油，其中焦化蜡油和重柴油进入另一加热炉加热至505～650℃进行热裂化，热裂化产物经分离为气体、石脑油、轻柴油产品及部分重质物，这部分重质物回焦化系统。该方法的石脑油和轻柴油的收率比常规的延迟焦化增加30多个百分点，比大循环比延迟焦化增加15个百分点以上。

说明书

                       技术领域

本发明属于一种在不存在氢的情况下烃油的非催化热裂化方法，更具体地说，是一种提高石脑油和轻柴油收率的延迟焦化的方法。

                       技术背景

我国的裂解原料油以石脑油和中馏分油为主，延迟焦化产出的石脑油可作为乙烯原料。通过改进延迟焦化工艺可提高石脑油和轻柴油的收率，对增产裂解原料具有重要的意义。

焦化蜡油在延迟焦化产品中占10～30重％，由于其硫、氮特别是碱性氮化物含量高，决定了它不是催化裂化的好原料。目前，焦化蜡油的处理方法主要有溶剂抽提法或循环回炼，但这需要建立溶剂抽提或回收装置，投资和操作费用都相当大。

US4455219公开了一种延迟焦化方法，用轻焦化蜡油来代替与原料油合并的重焦化蜡油的一部分，这使得液体的收率提高，焦炭收率下降。

US4518487对上一专利作了进一步改进，该专利用一种低沸程烃馏分稀释剂将所有重质循环物代替，重蜡油在塔底排出，同样提高了液体收率并降低了焦炭收率。

CN1214074A和US5645712提出用一种加热的不结焦烃稀释剂来提高焦炭塔中的液体温度，它本身并不在加热炉内反应，加热后的不结焦稀释剂可以加到加热炉出口，或直接加到焦炭塔中，提高焦炭塔温度，使液体收率增加，焦炭收率减少。这些专利的目的都是提高液体收率，实质上只是提高了轻重蜡油的收率，对石脑油和柴油的收率影响很小。

CN1246512A公开了一种重油的热裂化工艺，该工艺是将延迟焦化和缓和热裂化的工艺进行联合，即让焦化蜡油进入另一个加热炉和反应塔内进行缓和热裂化反应，生成的油气和焦化油气一起被分馏。该工艺的柴油收率比单独的延迟焦化增加5％～15％，柴油的十六烷值可达到50左右。

CNP92113510.6公开了一种用渣油制取乙烯原料油的方法。其特征在于经过焦化及分馏后的焦化蜡油在另一加热炉加热后，进入裂化塔裂化，大部分被裂化成石脑油及轻柴油，焦化的石脑油及轻柴油可以不需要精制而直接作为水蒸汽裂解的原料油。

在CN1087665A、CN1246512A公开的两种方案中，焦化蜡油在裂化塔内的裂化温度仍然维持在370～510℃，压力在1～1.5MPa，反应的停留时间在10～180分钟，属于缓和热裂化过程，该过程的焦化蜡油的单程转化率低。当加热后的反应油气进入反应塔内后温度进一步降低，增加了反应物停留时间，物料在进一步发生裂解反应的同时还会发生缩聚反应，在反应塔内结焦，因此需要添加一套清焦和焦炭处理设备。

                       发明内容

本发明的目的是在现有技术基础上提供一种最大化提高石脑油和轻柴油收率的延迟焦化方法，将低价值的焦化蜡油转化为高价值的石脑油和轻柴油。

本发明提供的最大化提高石脑油和轻柴油收率的延迟焦化方法包括：

原料油经加热炉加热后进入焦炭塔，反应生成的焦炭留在焦炭塔内，焦化油气经分离得到气体、石脑油、轻柴油、重柴油、焦化蜡油，其中焦化蜡油和重柴油进入另一加热炉加热至505～650℃进行热裂化，热裂化产物经分离为气体、石脑油、轻柴油产品及部分重质物，这部分重质物回焦化系统。

该方法的石脑油和轻柴油的收率比常规的延迟焦化增加30多个百分点，比大循环比延迟焦化增加15个百分点以上。

                       附图说明

图1为常规的一炉二塔延迟焦化工艺流程示意图。

图2是本发明提供的最大化提高石脑油和轻柴油收率的延迟焦化方法示意图。

                       具体实施方式

本发明提供的方法是这样具体实施的：

原料油经加热炉加热至490～515℃后进入焦炭塔，反应生成的焦炭留在焦炭塔内，焦化油气经分离得到气体、石脑油、轻柴油、重柴油、焦化蜡油，其中焦化蜡油和重柴油进入另一加热炉加热至505～650℃进行热裂化，在该加热炉出口增设急冷系统和节流装置。急冷系统主要用于保持需要的转化率和抑制二次反应的发生，节流装置可以用来提高焦化加热炉炉管操作压力和停留时间，使加热炉炉管变成加热兼反应的炉管。在高温、一定的操作压力下，利用焦化加热炉炉管，加热焦化蜡油和重柴油到深度热裂化的温度，使得焦化蜡油、重焦化柴油裂解为轻焦化柴油和石脑油以及少量的焦化气及部分重质物，这些产物再经分馏塔分馏为气体、石脑油、轻柴油产品，这部分重质物回焦化系统。

所述原料油选自常压渣油、减压渣油、重馏分油、催化裂化油浆或澄清油、乙烯裂解渣油、热裂化渣油中的一种或几种。其中重馏分油的馏程为270～560℃。

所述焦化蜡油和重柴油的馏程为250～490℃。

加热焦化蜡油和重柴油所使用的加热炉可以是管式裂解炉、方箱炉或圆筒炉。

焦化蜡油和重柴油在加热炉管内加热到505～650℃，注水量占进料的0～30％。

在加热炉与分馏塔之间增加的节流装置是指减压阀、节流阀、旋塞阀、限流孔板，要确保裂解后的焦化油气在分馏塔以0.05～0.3MPa(表压)较低的压力下分离操作，并要求物料在加热炉辐射炉管的停留时间为0.5～15分钟。

所述急冷系统可以是急冷剂、蒸汽发生器。为了防止结焦，可以采用并联二到四台换热器，灵活切换操作。

增加的高温热裂化工艺的产物可以直接进入分馏塔或直接进入焦炭塔。

炉管采用多排管式，多点注剂，实现在线清焦或停工清焦。

下面结合附图对本发明所提供的方法进一步加以说明，本发明以一炉二塔为实例，但实际上并不因此而限制二炉四塔和三炉六塔应用本发明的方法。

图1为常规的一炉二塔延迟焦化工艺流程示意图。

常规的一炉二塔延迟焦化工艺流程如下：原料由管线11进入焦化分馏塔12下部与焦化油气部分换热，塔底物料由管线13经辐射进料泵升压后进焦化加热炉15a，加热到焦化温度，在加热炉入口前由管线14a向炉管内的焦化物料注入水以减缓炉管结焦，出加热炉的焦化物料由管线18经四通阀19进焦炭塔16(或焦炭塔17)，焦化原料在焦炭塔内发生裂解反应，生成的焦炭留在焦炭塔内，焦化油气出焦炭塔顶由管线20进焦化分馏塔12分离出气体、石脑油、轻柴油、重柴油、焦化蜡油，分馏塔顶物料由管线31导出，依次经冷却器32、回流罐34分离后，气体、水、石脑油分别由管线37、36、35导出，回流物料经管线38返回分馏塔12上部；轻柴油依次经管线29、30导出，重柴油依次经管线27、28导出；焦化蜡油依次经管线21、取热器22、管线26导出，其中部分焦化蜡油经管线23返回焦炭塔顶管线20防止其结焦；焦化循环油回焦化系统。焦炭塔16、17以一个焦化周期24小时为时间间隔进行操作切换，一个焦化周期结束后，焦炭塔16充满焦炭，加热炉出口物料由四通阀切换到焦炭塔17重复焦炭塔16的充焦过程，焦炭塔16进行冷焦、除焦等操作。

图2是本发明提供的最大化提高石脑油和轻柴油收率的延迟焦化方法示意图。

在上述常规的一炉二塔焦化工艺基础上进行改进，将产品重柴油和焦化蜡油混合后依次经管线39、40送到加热炉15b，在加热炉入口前由管线14b向炉管内的焦化物料注入水以减缓炉管结焦，混合油被加热到530℃～650℃迅速发生裂化，裂解后的产物经管线41进入急冷系统冷却后，进入节流装置42减压到分馏塔12，在分馏塔12中分离出气体、石脑油、轻柴油，分别由管线37、35、30导出，分离出的部分重质物回焦化系统。

下面的实施例将对本方法予以进一步的说明，但并不因此而限制本方法。

试验所用的原料油为减压渣油，其性质如表1所示。按照附图2的流程进行试验，焦化加热炉15a的出口温度为500℃，加热炉15b的出口温度为535℃，注水量占进料的6％，焦化蜡油和重柴油在炉管的停留时间为5分钟，分馏塔塔顶的操作压力为0.12MPa(表压)，经过分馏塔分馏为焦化气体、石脑油、轻柴油，得到的产品性质见表2，焦化蜡油和重柴油性质见表3。

表4中的数据可以看出，本发明提出的延迟焦化和热裂化组合工艺的石脑油和轻柴油的收率比常规的延迟焦化增加33.67个百分点，比大循环比延迟焦化增加17.25个百分点。

表1、减压渣油的性质

  油品名称  减压渣油  密度(20℃)，g/cm³  0.9717  运动粘度(100℃)，mm²/s  549.9  残炭，m％  14.0          元素分析，m％  C  87.54  H  11.55  S  0.31  N  0.60          烃类组成，m％  饱和烃  29.2  芳烃  36.4  胶质  32.3  沥青质  2.1

表2、石脑油、轻柴油性质

         油品名称  石脑油  轻柴油  密度(20℃)，g/cm³  0.7401  0.8355  溴价，gBr/100g  56.8  35.0  硫含量，ppm  1100  1900          馏程，℃  初馏点  58  190  10％  88  205  50％  128  240  90％  164  285  干点  201  356

表3、焦化蜡油和重柴油性质

         油品名称  焦化蜡油  重柴油  密度(20℃)，g/cm³  0.8851  0.8532          馏程，℃  初馏点  311  253  10％  365  276  50％  402  292  90％  468  318  干点  487  336

表4、不同延迟焦化操作的条件和产品分布

  工艺流程  常规延迟焦  化  大循环比延  迟焦化  本发明的组  合工艺  联合循环比  1.40  2.00  1.51  产  品  收  率  /  wt％  气体  8.10  10.10  15.10  石脑油  13.10  17.90  29.03  轻柴油  11.08  22.70  28.82  重柴油  19.11  20.49  0  焦化蜡油  24.89  2.00  0  焦炭  23.72  25.01  27.05  合计  100  100  100 石脑油+轻柴油收  率(wt％)  24.18  40.60  57.85