[發(fā)明專(zhuān)利]一種劣質(zhì)渣油裂化與焦炭氣化的反應(yīng)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310432082.2
• 申請(qǐng)日: 2013-09-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104449805A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳雷;張書(shū)紅;黃澤川;王韶華;魯維民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C10G11/00
• 分類(lèi)號(hào): C10G11/00;C10J3/00
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專(zhuān)利事務(wù)所 11218
• 代理人: 周媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及劣質(zhì)油處理領(lǐng)域，更進(jìn)一步說(shuō)，是涉及一種劣質(zhì)渣油裂化與焦炭氣化的反應(yīng)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前，國(guó)外劣質(zhì)重油主要通過(guò)延遲焦化和流化焦化、靈活焦化來(lái)加工。延遲焦化由于具有投資和操作費(fèi)用低、流程簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、原料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今煉油廠渣油特別是劣質(zhì)渣油加工的主要手段之一。國(guó)內(nèi)劣質(zhì)重油輕質(zhì)化的主要途徑之一是延遲焦化工藝。隨著國(guó)內(nèi)外石油資源日趨變重變差，石油焦產(chǎn)品質(zhì)量也在變差——硫和金屬含量顯著增加，不能象低硫石油焦一樣適宜作煉鋁煉鋼等行業(yè)的煅燒原料，價(jià)格大幅降低，因此急需解決大量劣質(zhì)石油焦的出路問(wèn)題。盡管延遲焦化工藝近年來(lái)也取得了一些新的進(jìn)展，但是仍存在加熱爐易結(jié)焦、難以處理特別劣質(zhì)的原料、需間歇操作等問(wèn)題，因此其它焦化工藝的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用逐漸受到重視，如針對(duì)劣質(zhì)渣油加工的流化焦化、靈活焦化工藝（ExxonMobil）、ART（恩格爾哈德公司）、FTC（日本富士標(biāo)準(zhǔn)研究株式會(huì)社和富士石油公司）、HTL（Ensyn公司）等。除了劣質(zhì)渣油加工外，針對(duì)劣質(zhì)原油的加工研究也越來(lái)越多，針對(duì)劣質(zhì)原油改質(zhì)的技術(shù)如CUU(Catalytic?Crude?Upgrading)技術(shù)。其中有代表性的工藝包括：

（1）流化焦化、靈活焦化工藝——Exxon公司開(kāi)發(fā)，發(fā)展歷程較長(zhǎng)，應(yīng)用于渣油轉(zhuǎn)化，提高加工深度和資源利用率。在生產(chǎn)液體石油產(chǎn)品的同時(shí)生產(chǎn)合成氣的雙氣化靈活焦化裝置尚未見(jiàn)到工業(yè)化。

（2）ART工藝——瀝青渣油處理（ART，Asphalt?Residual?Treating）工藝由恩格哈德（Engelhard）公司開(kāi)發(fā)的工藝技術(shù)，其主要目的是為催化轉(zhuǎn)化過(guò)程提供較低殘?zhí)贾导拜^低金屬含量的原料油。ART工藝是熱加工過(guò)程。在提升管中使用一種高溫固體“接觸劑”使一部分原料油汽化，除去其中的硫、氮、重金屬和殘?zhí)浚珹RT的工藝流程、工藝設(shè)備和操作方式基本上與催化裂化過(guò)程相似。反應(yīng)生成的焦炭燃燒產(chǎn)生的熱用在ART系統(tǒng)之內(nèi)，剩余的熱量以蒸汽或電能的形式回收。不生產(chǎn)焦炭產(chǎn)品。ART工藝曾經(jīng)在Ashland?Petroleum?Refinery運(yùn)行幾年，但是由于積垢問(wèn)題最后停止使用。

（3）FTC工藝——日本富士石油公司和富士標(biāo)準(zhǔn)研究公司從1981年開(kāi)始共同開(kāi)發(fā)流化熱裂化（FTC）工藝。FTC過(guò)程是一種深度加工劣質(zhì)渣油以增產(chǎn)中間餾分油和有效利用焦炭以生產(chǎn)氫氣的先進(jìn)熱裂化技術(shù)。該工藝未見(jiàn)工業(yè)化報(bào)道。

（4）HTL技術(shù)——HTL（Heavy?oil?to?Light?oil）是由Ensyn公司發(fā)明的一種將重油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油的工藝，其核心是在反應(yīng)器內(nèi)將重質(zhì)油與熱載體（通常為硅砂）接觸，發(fā)生熱裂化和縮合反應(yīng)，將重質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)餾分的過(guò)程。結(jié)焦的硅砂送去加熱爐，循環(huán)燒去生成的焦炭，產(chǎn)生的熱量一部分用來(lái)供反應(yīng)用熱，另一大部分熱量和煙氣產(chǎn)生的能量就地產(chǎn)汽或發(fā)電。該技術(shù)對(duì)焦炭生產(chǎn)合成氣的高效利用未有涉及。

（5）原油催化改質(zhì)技術(shù)（CUU）——UOP公司于2005年開(kāi)發(fā)CCU工藝，作為改質(zhì)重質(zhì)原油和由瀝青生產(chǎn)的原油的低成本方案。該技術(shù)建成中型試驗(yàn)裝置，尚未見(jiàn)到工業(yè)化應(yīng)用。

(6)ROP工藝——由洛陽(yáng)石化工程公司發(fā)展的與ART類(lèi)似的工藝，稱(chēng)為ROP過(guò)程。該工藝未見(jiàn)中型和工業(yè)報(bào)道。

上述工藝僅涉及劣質(zhì)重油的轉(zhuǎn)化反應(yīng)和焦炭的燃燒熱利用，對(duì)制氫與合成氣制備方面的綜合利用未見(jiàn)具體方案。由于焦炭的燃燒氧化反應(yīng)、焦炭氣化后氣體組分的不同還原反應(yīng)之間存在著一系列復(fù)雜的順序、并行、逆向反應(yīng)的相互關(guān)系，各自所需的最佳反應(yīng)條件有的相同或相似，有的則相互矛盾，伴隨著不同的吸熱或放熱熱效應(yīng)，對(duì)上述多種反應(yīng)的控制、選擇成為較為復(fù)雜的技術(shù)難題。上述技術(shù)中，焦炭的氣化（包括氧化與還原）反應(yīng)在一個(gè)反應(yīng)器（或再生器）內(nèi)進(jìn)行，對(duì)目標(biāo)反應(yīng)的最優(yōu)化選擇與控制成為困難。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的氧化、還原反應(yīng)最優(yōu)化選擇與控制問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種劣質(zhì)渣油裂化與焦炭氣化的反應(yīng)系統(tǒng)及方法。本發(fā)明從反應(yīng)的根本機(jī)理出發(fā)，將氧化與還原分別獨(dú)立控制，并配套以相應(yīng)的取熱、供熱措施，使各自的最優(yōu)反應(yīng)條件得以達(dá)成。

本發(fā)明的目的之一是提供一種劣質(zhì)渣油裂化與焦炭氣化的反應(yīng)系統(tǒng)。

包括：裂化反應(yīng)器、載體再生器、焦炭氣化器，

裂化反應(yīng)器和載體再生器之間設(shè)置有載體冷卻器；

所述載體再生器內(nèi)設(shè)置有再生器內(nèi)取熱器，載體再生器外部設(shè)置有再生器外取熱器；

所述焦炭氣化器內(nèi)設(shè)置有氣化器內(nèi)取熱器，焦炭氣化器外部設(shè)置有氣化器外取熱器。