[發明專利]一種重油熱轉化和生焦氣化方法和聯合裝置

有效

• 申請號: 201210169277.8
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN103450922A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 白躍華;周華群;張兆前;陳靜;董衛剛;王苑;梅建國
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C10G9/32
• 分類號: C10G9/32;C10J3/54;C10J3/56
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及石油煉制工藝，具體是指重油的流化熱轉化與焦炭氣化的方法和耦合裝置。

背景技術

利用熱的固體熱載體與重油接觸，實現重油的熱轉化，生產輕質油品以及焦炭，最早由Exxon公司開發并工業化，即流化焦化技術，美國專利US2606861，US2700642等公開了這一技術的要點。流化焦化生產粉焦產品，其應用有很大的局限性，因此Exxon公司之后提出了流化焦化+焦炭氣化工藝，即靈活焦化技術，美國專利US2700642、US3752658、US3759676、US3901667、US4169018A、US4213848A、US4269696A、US18343580等一系列文件和中國專利申請CN97182246.8公開了靈活焦化技術和各種改進方法。其工藝為：在一個流化床內利用熱的焦炭顆粒將原料油熱裂化，再將覆蓋新生焦炭的焦炭顆粒在另一個流化床內部分氣化生產合成氣，剩余焦炭循環回反應器繼續作為熱載體使用。

靈活焦化工藝提出的利用流化的固體熱載體對重質油原料進行熱轉化，并耦合氣化反應，將熱載體表面焦炭進行氣化的方法，是一種具有重要價值的重油深加工技術。由于熱裂化的溫度一般在480-560℃左右，而氣化溫度高達900℃以上，熱載體循環過程中實現熱平衡和能量的充分利用，是這一工藝技術進步的關鍵點。

靈活焦化工藝實現熱平衡的方法是，在熱裂化反應器和氣化反應器兩個流化床反應器中間設置一個流化床加熱器，熱裂化流出的低溫焦炭和氣化器流出的高溫焦炭均進入加熱器，混合之后再分別返回，并且加熱器利用了氣化器的高溫氣體產品熱量。由于裝置中含有三個流化床反應器，以及相互之間的顆粒輸送設備，操作較為復雜，不適合大規模推廣。

ExxonMobile在16th?world?petroleum?congress(June,2000)上報道了一種LR技術和流化焦化結合的SATCON工藝。其工藝核心與LR技術相似，特征是它的雙螺旋快速混合器，實現固體熱載體和原料油兩者停留時間分別可控的反應。

中國專利CN03157570.6提出了一種重油固相熱載體循環裂解和氣化工藝。原料油和固相熱載體在下行床中接觸裂化，下行床底部將油氣分離后熱載體進提升管燒焦，部分燒焦之后氣固分離，高溫煙氣去廢熱鍋爐發生水蒸氣，再和殘余焦炭混合進流化床氣化生產水煤氣，固體循環進入下行床。這一方法的特點是下行床裂化、提升管燒焦、床層流化床氣化。該工藝中，氣化之后的熱載體直接和原料接觸，因溫度太高，只適合生產液化氣等氣體產品，不能實現最大化的油品收率。而且下行床接觸時間很短，如果采取外取熱的方法降低接觸溫度，則無法形成穩定的焦炭，熱載體容易粘結，不能順利循環至提升管。

中國專利CN200710178843.0提出了一種熱裂解與氣化聯合加工重質油的方法，其技術特點是采用了一種新型反應器，原料油霧化后在反應器內下降，與上升的油氣產品以及細焦粉接觸，逐漸熱解和生焦，大的焦炭顆粒下落到底部氣化區域氣化生產合成氣，氣體和細的焦粉上升與霧化的原料油液滴接觸，發生熱交換以及焦粒的長大和下落。該反應器結構新穎，同一個反應器內實現了裂化和氣化并滿足熱平衡的要求，但實際應用時控制方面要求很高。

中國專利CN200810167107.x提出了一種油砂直接流化床焦化的方法和裝置。由于油砂中油的含量較低，流化床熱裂化后生成的焦炭完全燃燒所產生的熱量，可能不足以供給熱裂化所需，因此更不能配置焦炭氣化單元，需要向燒焦罐內噴入燃料油或者煤粉等以補充熱量。

中國專利CN200910244214.2提出了一種重油輕質化加工方法和裝置，與煤的熱解氣化工藝基本一致。原料油和熱載體在流化床中接觸裂化，獲得油氣產品；攜帶焦炭的熱載體進入提升管燃燒和氣化，獲得氣化合成氣產品；氣化后的熱載體經分配閥分成2股，一股進裂化反應器與原料油接觸裂化，另一股返回提升管進一步燃燒和氣化。由于氣化采用的是提升管反應器，反應時間較短，而石油焦氣化活性不高，因此熱載體存在大量循環。而且氣化后熱載體為900-950℃，直接用于裂化反應，溫度較高，不利于輕質油品的收率。

發明內容

本發明的目的是提供一種重油熱轉化和生焦氣化聯合裝置以及利用該裝置實現重油輕質化的方法。

本發明的目的是通過以下措施來達到：