[發明專利]一種劣質重油改質和制氫聯合加工方法

有效

• 申請號: 201310529112.1
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN104593041A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 王子軍;張書紅;李延軍;李子鋒;任磊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C10G11/02
• 分類號: C10G11/02;C10G47/02;C10L3/00;C01B3/12;C01B3/40
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于一種劣質重油加工方法。更具體地說，是一種將重油接觸裂化和焦炭氣化、甲烷重整制氫有機結合的組合加工方法。

背景技術

世界上原油的重質化和劣質化日趨明顯，今后煉油加工的對象將逐漸轉向重油或含硫原油，加工過程將越來越困難。原油的重質化和劣質化主要體現在密度大、殘炭高、硫含量高、膠質和瀝青質含量高以及重金屬鎳和釩含量高等方面，如沙重減壓渣油的瀝青質含量高達15％。加工重油可分為催化加工和非催化加工。催化加工工藝包括重油催化裂化、重油加氫等工藝。非催化加工包括減粘裂化、焦化和溶劑脫瀝青等工藝。其中焦化工藝由于技術成熟、渣油轉化率高、原料適應性強、生產成本低，被廣泛用于重油深加工。焦化工藝（包括延遲焦化和流化焦化）作為重油加工的主要手段之一，其加工能力逐年遞增，不可避免的產生大量的石油焦，除了一部分優質石油焦可用作煉鋁煉鋼的電極、燃料等領域外，日益增多的含硫原油產生的高硫石油焦（如國內加工進口高硫原油的企業生產的石油焦硫含量高達5.9％），以及流化焦化所產生的粉末焦，其利用問題亟待解決。

加氫處理是發展綠色加工工藝和生產環境友好油品的重要方法，不論從日益嚴格的環保要求來看，還是從原油重質化、劣質化的趨勢來看，煉廠的耗氫量還會不斷增加，原有煉油廠重整裝置副產的氫氣量已不能滿足需求，我國氫氣總需求量已高達約45.8萬噸/年，我國煉油行業氫氣的需求量將以每年5%左右的速度增長。

氫氣主要是由化石能源天然氣（CH₄）、煉廠干氣、石腦油、重油、瀝青、焦炭或煤等原料，與水蒸汽在高溫下經蒸汽重整法或部分氧化法等工藝生成。其中較為常用的是輕烴水蒸汽轉化法，它具有工藝流程短、操作簡單、技術成熟和投資較低等特點，但是，輕烴是寶貴的燃料、化工原料，并且這些原料價格較高，使得制氫的成本居高不下。另外，煉油廠和一些化工過程也會副產一些氫氣，但是能夠提供廉價氫氣工藝過程的產氣量往往有限，如催化重整供氫和干氣制氫，通常無法滿足煉廠對氫氣的需求，因此尋找新的生產氫氣途徑并保持合理的經濟性就成為現代化煉油廠所要考慮的主要問題之一。

此外，甲烷水蒸氣重整制氫反應是一個強吸熱反應，要求在750℃～900℃高溫下進行，同時為了提高轉化率要增大壓力，反應條件是1.5～3MPa。重整反應所需熱量由部分燃料在外部燃燒產生和供給。在整個系統中，參與燃燒反應的燃料大約占總燃料的25%。

煉油行業是高能耗、高二氧化碳排放行業。二氧化碳作為溫室氣體的主要成分而導致的全球氣候問題，已嚴重影響到人類的生存。二氧化碳減排的要求和能源可持續發展的需要，歸根結底是如何實現新的碳循環問題。根據我國能源結構和可持續發展戰略，能源技術的發展趨勢將從高碳向低碳乃至無碳化利用發展，實現碳資源的充分利用和最低排放，達到資源高效利用和環境友好的共贏。

石油資源短缺、國際油價居高不下、石油資源劣質、重質化和環保要求日益嚴格為煉油技術提出了新的挑戰：發展我國重質油的高效綠色煉制技術。重質油的高效綠色轉化，一方面要求對原料油盡可能的“吃干榨凈”，另一方面就是要環保。

靈活焦化是一種流態化加工劣質渣油，同時對裂化產生的焦炭氣化制取低熱值煤氣的工藝，該工藝采取三器流化，分別是裂化反應器、加熱器和氣化器。該工藝以焦炭作為流化粒子，裂化后生成的焦炭沉積在焦炭粒子上，然后在氣化器內950℃左右以水蒸氣和空氣作為氣化劑發生氣化反應，氣化后的高溫焦粒進入加熱器與從裂化反應器來的低溫焦炭粒子直接換熱，得到滿足裂化反應需要的較高溫度的粒子進入裂化反應器。

US4331529公開了一種流化焦化和氣化聯合的工藝，該工藝以焦炭作為熱載體，在該工藝中一部分焦炭在存在含氧氣體的第一氣化器內產生熱的氣體和熱的焦炭，一部分產生熱焦炭在存在蒸氣的第二氣化器內產生H₂和CO組成的氣體。第一、二氣化器內的溫度為825～1093℃，該工藝生成焦炭的有效利用率不高，空氣氣化器中燃燒生成焦炭的約69%，蒸汽氣化器中氣化生成焦炭的約28%，同時采用四器（裂化反應器、加熱器、燃燒器、氣化器）流化，操作很復雜。

發明內容

本發明目的在于提供一種劣質重油加工方法，用來解決劣質重油接觸裂化-焦炭氣化過程中能量優化利用問題以及沉積在接觸劑上的金屬利用問題。

該方法的具體步驟包括：

（1）在接觸裂化單元，重油原料進入臨氫或非臨氫接觸裂化反應器，在接觸劑的存在下進行接觸裂化反應，接觸裂化反應器的流出物包括干氣、液化氣、汽油餾分、柴油餾分、蠟油餾分和帶炭的待生劑；