一种炼油与气化相结合的工艺方法技术

一种炼油与气化相结合的工艺方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（１）．石油烃与焦炭转移剂在反应器内接触、反应；（２）．分离所生成的反应油气和反应后积炭的焦炭转移剂，反应油气送入后续烃类产品分离系统，积炭的焦炭转移剂经汽提后送至气化炉；（３）．在气化炉内，积炭的焦炭转移剂与水蒸汽和含氧气体在气化条件下接触，以生产合成气体，同时使积炭的焦炭转移剂得到再生；（４）．经步骤（３）再生后的焦炭转移剂返回步骤（１）所述的反应器中循环使用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种炼油与气化相结合的工艺方法
本专利技术涉及一种炼油与气化相结合的工艺方法。
技术介绍
世界范围内原油重质化、劣质化的发展趋势以及有关环保法规的日益严格，给石油加工行业提出了许多新问题。例如，原料油中硫、氮、镍、钒等有害元素的含量较高，需要进行加氢预处理；原料油的氢碳比较低，为了提高汽、柴油等高价值产品的收率，必须进行加氢处理；原料的劣质化必然会影响到产品的性质，为了改善汽、柴油的品质，不得不进行加氢精制。因此，加氢过程已成为一种必不可少的二次加工手段，它在炼油企业中起着非常重要的作用。但是，“如何获得足够量的廉价氢源？”是困扰炼油企业的一个难题。虽然催化重整过程能副产高纯度的氢气，但这部分氢气量已远远不能满足加氢工艺的需求。现有技术还提供了甲烷蒸汽裂解制氢、重油制氢、煤制氢等多种其它的制氢方法，但这些方法所生产的氢气成本较高，在整个加氢成本中占有相当大的比例(参见表1)，这无疑会影响整个加氢过程的经济效益。因此，在发展加氢工艺的同时注重氢气，特别是廉价氢气的来源是一件很有意义的事情。表1装置类型    加氢裂化    汽油加氢    柴油加氢装置规模，Mt/a    0.8    0.3    0.4氢气占成本，％    58    56    40USP5,362,380披露了一种催化裂化制氢方法。该方法是使待生催化剂首先在不存在氧的情况下与水蒸汽在537～649℃下反应足够长的时间，以生成含有氢气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷的气体物流，同时使待生催化剂上的碳含量降至0.3～0.8重％；分离上述气体物流和催化剂，气体物流冷却后进一步-->分离为含有90～97v％氢气的富氢物流。催化剂与含氧气体接触、再生，再生后的催化剂循环使用。采用该方法制氢，水蒸汽与待生催化剂的接触时间长、反应速率慢，不仅会影响该方法的经济性，还会加速催化剂的水热老化，使催化剂的活性和寿命受到影响，所以实用性很低。这是限制此类技术工业化的主要因素，因为在实际操作中必须首先考虑催化裂化催化剂的水热稳定性，温度一般不超过700℃。在催化裂化过程中，不管是单段再生，还是两段再生，再生烟气中都含有CO气体。CO在再生烟气中的浓度一般为7v％左右。这部分CO气体会形成尾燃，释放大量的反应热，并使再生器局部过热、催化剂失活加剧。减少尾燃的最简单的办法就是控制烟气中氧气的含量。不过，这种做法是以牺牲烧焦速率或烧焦强度为代价的。尾燃得到控制后，还需要解决烟气排放问题。CO随烟气排入大气，不仅会对环境带来不良影响，而且造成CO化学能的损失。为此，炼油企业曾应用造价和操作费用都很昂贵的CO燃烧锅炉，Amoco还专利技术了UltraCat再生技术以完全燃烧CO。1974年Mobil开始应用铂CO助燃剂。助燃剂效果令人满意，但成本较高。迫于环保要求和工艺需要，时至今日国内大部分厂家还在使用CO助燃剂。因此，再生烟气中CO的问题一直没有得到妥善解决。大家知道，渣油较重部分的催化裂化性能变差，这部分组成的康氏残碳(CCR)高、金属和硫氮含量也高，进入FCCU的后果是催化剂结焦失活和金属失活加剧、硫氮污染严重、再生器热负荷增加，成为FCCU“难啃的骨头”。对炼油业来说，目前有两种途径可以解决高残碳、高金属和高硫氮问题，一种是通过补氢或加氢来提高系统的H/C比例，这是目前正在大力发展的一种方法，国外有些专利技术(如USPAppl.20020005374)还将这部分组成分离出来进行加氢；另一种是通过脱碳来调整系统的H/C比例，已经商业化的IGCC技术就是将原料油中的沥青质分离出来进行气化。一般采用的脱沥青技术为溶剂脱沥-->青，需要一定的操作费用。恩格哈德的ART技术利用了边反应，边脱碳的浅度催化裂化处理重质油品，该技术将脱出的焦炭燃烧放热，能量利用率不高。IGCC采用Texaco的气化技术气化重质油中分离出来的特重组分，虽然该技术可能成为广泛应用的技术，但是它对气化炉进料系统有一定的要求，从而对其发展空间造成影响。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种全新的炼油与气化相结合的工艺方法，以便在处理重质石油烃的同时，为制氢过程提供廉价的原料气。本专利技术所提供的炼油与气化相结合的工艺方法包括以下步骤：(1).石油烃与焦炭转移剂在反应器内接触、反应；(2).分离所生成的反应油气和反应后积炭的焦炭转移剂，反应油气送入后续烃类产品分离系统，积炭的焦炭转移剂经汽提后送至气化炉；(3).在气化炉内，积炭的焦炭转移剂与水蒸汽和含氧气体在气化条件下接触，以生产合成气体，同时使积炭的焦炭转移剂得到再生；(4).经步骤(3)再生后的焦炭转移剂返回步骤(1)所述的反应器中循环使用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要体现在以下几方面：首先，由于本专利技术所述步骤(3)的再生过程是在气化条件下，即800～1100℃下进行的，且采用的是气化工艺操作，该温度明显高于常规的催化裂化再生温度，其反应速度很快，所生成的合成气体中CO+H2的含量将大于60v％，为后续制氢过程提供高品位的原料，是FCCU再生过程制氢技术难以达到的。其次，本专利技术旨在加工处理重质油料，将难以催化裂化的特重组分用做气化原料，以焦炭形式在气化炉内气化生成合成气体。因此，该方法为劣质-->烃类原料的处理提供了一种有效途径。第三，与现有的催化裂化制氢技术相比，本专利技术所述气化反应的操作温度高、反应速率大，步骤(3)所需的反应时间短，一个气化炉既可再生焦炭转移剂，又可发生合成气体。这些特点使得本专利技术提供的方法更加易于在工业装置上实施。第四，本专利技术的焦炭转移剂有两个重要作用，一个是弱裂化作用，另一个是脱碳作用。其设计概念中强调了焦炭转移剂在高温下的水热稳定，与FCC催化剂有本质上的不同。第五，本专利技术利用焦炭转移剂在反应器里处理渣油，一方面进行浅度催化裂化或热裂化，生成以柴油或低碳烃类为主的轻质组分；另一方面就是同步脱碳，使焦炭与金属、硫氮等一起附着在焦炭转移剂上。然后，在气化炉内气化焦炭转移剂上的焦炭，产生合成气体，为加氢单元操作提供合格的氢气，同时使焦炭转移剂再生。附图说明图1是本专利技术所提供方法的原则流程图。具体实施方式本专利技术所提供的炼油与气化相结合的工艺方法可结合附图进一步详细地描述如下：(1).石油烃，特别是重质石油烃与焦炭转移剂在反应器1内接触并反应。所采用的反应器既可以是常规催化裂化反应器，例如，提升管反应器、下行式反应器、流化床反应器、移动床反应器等，也可以是在上述反应器基础上改进的其它形式的反应器。重质石油烃经上述反应过程后，可实现脱碳、脱金属。-->(2).分离所生成的反应油气和积炭的焦炭转移剂，所采用的分离方法可以是沉降法(设沉降段)，也可以是旋风分离法或其它适于分离气固两相的方法。反应油气送往后续石油烃产品分离系统，而积炭的焦炭转移剂送往汽提器2，经水蒸汽汽提后送往气化炉3。石油烃产品分离系统分离出的产品包括气体产品和液体产品，其中气体产品包括低碳烯烃和烷烃，液体产品包括汽油、柴油以及馏程在柴油馏分之上的重质油，柴油与汽油的产率之比大于1.0。上述馏程在柴油馏分之上的重质油馏分可用做FCC原料或加氢裂化原料，也可作为重质石油烃进料在系统内循环利用。(3).在气化炉中，积炭的焦炭转移剂与水蒸汽和含氧气体在800～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1、一种炼油与气化相结合的工艺方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1).石油烃与焦炭转移剂在反应器内接触、反应；(2).分离所生成的反应油气和反应后积炭的焦炭转移剂，反应油气送入后续烃类产品分离系统，积炭的焦炭转移剂经汽提后送至气化炉；(3).在气化炉内，积炭的焦炭转移剂与水蒸汽和含氧气体在气化条件下接触，以生产合成气体，同时使积炭的焦炭转移剂得到再生；(4).经步骤(3)再生后的焦炭转移剂返回步骤(1)所述的反应器中循环使用。2、按照权利要求1的方法，其特征在于步骤(1)所述的反应器选自：提升管反应器、下行式反应器、流化床反应器、移动床反应器以及在上述反应器基础上改进的其它形式的反应器。3、按照权利要求1的方法，其特征在于步骤(3)所述积炭的焦炭转移剂与水蒸汽和含氧气体在800～1100℃、空床气速0.2～5.0m/s的条件下接触0.5～25秒。4、按照权利要求1或3的方法，其特征在于所述水蒸汽和含氧气体是指以水蒸汽和含氧气体为主要成分的混合气体。5、按照权利要求1的方法，其特征在于步骤(4)所述的再生后的焦炭转移剂经冷却、使其温度降至200～700℃后返...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴治国，张久顺，汪燮卿，张瑞驰，谢朝钢，朱根全，高永灿，马建国，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：