一种重油加工方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种重油加工方法及系统。一种重油加工方法，包括以下步骤：步骤A：使富氢气体与重油原料在低温冷等离子体反应器中发生反应，生成第一产物；所述富氢气体与所述重油原料的重量比为0.001～0.2:1，优选0.005～0.15:1；步骤B：使所述第一产物进行延迟焦化，生成第二产物；步骤C：对所述第二产物中的气液相组分进行分馏，获得不同馏分的产品。本发明专利技术正是基于等离子体的独特活性，用其强化传统延迟焦化反应过程，来活化原料油，进而提高液体油收率，同时本发明专利技术焦化加热炉无需注入水蒸气，工艺废水排放量显著降低，更加环保。

A method and system for heavy oil processing

The invention provides a heavy oil processing method and system. A heavy oil processing method includes the following steps: step A: making the hydrogen rich gas and heavy oil raw material reacting in the low temperature cold plasma reactor to produce the first product; the weight ratio of the hydrogen rich gas and the heavy oil raw material is 0.001 to 0.2:1, preferably 0.005 to 0.15:1; step B: the first product is delayed coke. The second product is formed; step C: fractionation of the gas-liquid phase components of the second products, and products of different fractions are obtained. The invention is based on the unique activity of the plasma, which is used to strengthen the traditional delayed coking reaction process, to activate the raw oil and to improve the liquid oil yield. At the same time, the coke oven does not need to inject water vapor, and the discharge of the wastewater is significantly reduced and more environmentally friendly.

【技术实现步骤摘要】
一种重油加工方法及系统
本专利技术涉及化工
，尤其是涉及一种重油加工方法及系统。
技术介绍
随着世界石油资源的日益减少，原油呈现出重质化、劣质化趋势，加工过程产生的重油(常压渣油和减压渣油)比例越来越高。如何提高现有资源尤其是重油的综合利用效率已经成为炼油工业急需解决的一个重大问题。传统重油加工技术主要有加氢和脱碳两类工艺。重油加氢工艺主要包括固定床加氢、沸腾床加氢和悬浮床加氢三种技术。其中固定床加氢技术工艺流程与设备结构较为简单成熟，装置操作简便，产品收率高，技术缺陷主要是催化剂易结焦、中毒，运行周期短(一般为12个月)，对劣质原料的适应性差；沸腾床加氢技术可以实现催化剂的在线补充与外排，能够保持反应器中催化剂的较高活性，与固定床加氢技术相比能够加工高硫、高残炭、高金属的劣质重油，具有较高的转化率，但是该技术存在装置投资大，设备结构复杂，催化剂损耗大，运行成本高等不足；悬浮床加氢技术是近年来重油加工领域的研究热点，其适合于加工高金属、高残炭、高硫、高酸值、高粘度的劣质重油，具有转化率高、轻油收率高、反应器结构相对简单、装置运行费用较低等优势，但该技术产品中硫含量较高，需要进行后期处理，另外尾油中金属与残炭较高且含有催化剂粉末，尾油能否合理利用成为限制该工艺应用的一个重要技术难点。重油脱碳工艺主要有延迟焦化、减粘裂化、溶剂脱沥青以及重油催化裂化等。目前，炼油工业应用最多的重油脱碳工艺仍然是延迟焦化工艺技术。延迟焦化技术具有工艺简单、技术成熟、设备投资与操作费用低、原料适应性强等优点，在重油加工工艺中占有至关重要的地位，然而延迟焦化也存在焦炭产率高等问题。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种重油加工方法，该重油加工方法相比传统延迟焦化方法，焦炭生成率低，液体收率显著提高。本专利技术的第二目的在于一种重油加工系统，该系统对现有重油加工系统的改动小，降低了更新难度。为了实现以上目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种重油加工方法，包括以下步骤：步骤A：使富氢气体与重油原料在低温冷等离子体反应器中发生反应，生成第一产物；所述富氢气体与所述重油原料的重量比为0.001～0.2:1，优选0.005～0.15:1；步骤B：使所述第一产物进行延迟焦化，生成第二产物；步骤C：对所述第二产物中的气液相组分进行分馏，获得不同馏分的产品。等离子体是除气、液、固三态物质之外的第四态物质。等离子体由几种典型粒子组成，即电子、正离子、负离子、激发态的原子或分子、基态的原子或分子等。由于其中的负电荷总数等于正电荷总数，宏观呈电中性，因此被称作等离子体。等离子体中含有大量离子、高能电子、激发态的原子或分子等，可以提供大量易于发生化学反应的活性基团。按照温度不同，等离子体可分为两类：高温等离子体(如太阳、核聚变等离子体等)以及低温等离子体。而低温等离子体又可以分为热等离子体(如电弧放电和燃烧产生的等离子体)和冷等离子体(如辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电等产生的等离子体)。等离子体作为一种新型分子活化方式，被认为是新型清洁能源技术。随着等离子体技术的发展，其在化工领域的应用也越来越多。本专利技术正是基于等离子体的独特活性，用其强化传统延迟焦化反应过程，来活化原料油，进而提高液体油收率。本专利技术中，先在步骤A中，富氢气体生成等离子体，转化为激发态粒子或自由基，同时，部分原料重油分子进行裂化反应，裂解为两个以上的短链自由基，利用富氢气体的等离子态保护这些短链自由基，避免短链自由基再次耦合，同时激发态富氢气体粒子还可与部分活性态的重油分子发生加氢反应。由此可见，本专利技术的低温冷等离子体反应一方面活化了重油原料，进而提高后续延迟焦化的反应速率和降低反应能耗；另一方面发生了部分加氢反应，进而减少了后续延迟焦化的反应量，还提高了液体收率。之后，本专利技术在步骤B中发生延迟焦化反应，即将活化的原料重油经过加热炉加热迅速升温至焦化反应温度，进入焦炭塔进行焦化反应。最后的分馏根据产品需要确定馏分区间，常见的有价值的产品有汽油、柴油、蜡油、重蜡油、气体等。本专利技术中，所述富氢气体与所述重油原料的重量比为0.001～0.2:1，例如0.001:1、0.003:1、0.005:1、0.007:1、0.01:1、0.05:1、0.1:1、0.15:1、0.17:1、0.2:1等，优选0.005～0.15:1。本专利技术的以上加工方法相比传统的延迟焦化方法，液体收率至少提高4个百分点，相应地，焦炭率至少降低5个百分点。本专利技术的以上加工方法还可以从以下方面改进：优选地，所述低温冷等离子体反应器中的反应温度为100℃～400℃，优选180℃～350℃；低温冷等离子体反应器中的反应温度关系原料重油的活化程度和加氢程度，并非反应温度越高，液体收率越高。反应温度过高可能会发生碳链加长，不利于重油改质。经筛选，优化的反应温度为100℃～400℃，例如100℃、120℃、140℃、150℃、200℃、250℃、300℃、330℃、350℃、370℃、400℃等，优选180℃～350℃。优选地，所述延迟焦化的反应温度为400℃～550℃，优选475℃～525℃。延迟焦化的反应温度既与原料重油的品质有关，也与前一步的等离子体反应有关，经筛选，为获得较高的液体收率，优选的反应温度为475℃、480℃、490℃、500℃、510℃、520℃或525℃等(请根据权力要求范围修改)。优选地，在所述低温冷等离子体反应器中发生反应之后和所述延迟焦化反应之前还进行：对所述第一产物进行分馏，分为轻组分和重组分；使所述重组分进行所述延迟焦化。此时将等离子体反应后生产的轻质油提前分离出来，而只将重组分进行延迟焦化，可以提高生产效率。优选地，使所述轻组分的气体返回所述低温冷等离子体反应器继续反应。轻质组分中含有大量富氢气体，将这些富氢气体返回低温冷等离子体反应器，既可以回收利用，提高资源利用率，又可以使其充当传统延迟焦化工艺中水蒸气的作用，提高流体线速，减缓积碳现象。本专利技术对轻质组分中气体的返回量不作限制，例如按照初始反应时原料油与富氢气体的比例，此部分可返回的气体与原料重油的比例也位于该范围内，且由于损失导致比例可能更小。优选地，所述富氢气体为氢气、甲烷、乙烷和丙烷中的一种或多种混合。这些富氢气体不会引入外来杂质，降低产品品质。本专利技术仅对富氢气体作上述列举，实际应用并不限于此。优选地，所述重油原料为常压渣油、减压渣油、催化油浆、重质原油、重质稠油、脱油沥青和炼厂圬油中的一种或几种。这些重油原料为常规劣质原料，本专利技术仅作上述列举，实际应用并不限于此。优选地，还包括：将所述步骤C中分馏出的气体返回所述低温冷等离子体反应器继续反应。同样，将这部分气体回用，既可以回收利用，提高资源利用率，又可以使其充当传统延迟焦化工艺中水蒸气的作用，提高流体线速，减缓积碳现象。本专利技术对最终馏分中的气体返回量不作限制，例如按照初始反应时原料油与富氢气体的比例，此部分可返回的气体与原料重油的比例也位于该范围内，且由于损失导致比例可能更小。优选地，在所述步骤A之前还包括：将所述富氢气体预热至50℃～300℃，优选120℃～260℃；将所述重油原料预热至100℃～400℃，优选180℃～350℃。通过预热提高富氢气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重油加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：使富氢气体与重油原料在低温冷等离子体反应器中发生反应，生成第一产物；所述富氢气体与所述重油原料的重量比为0.001～0.2:1，优选0.005～0.15:1；步骤B：使所述第一产物进行延迟焦化，生成第二产物；步骤C：对所述第二产物中的气液相组分进行分馏，获得不同馏分的产品。

【技术特征摘要】
1.一种重油加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：使富氢气体与重油原料在低温冷等离子体反应器中发生反应，生成第一产物；所述富氢气体与所述重油原料的重量比为0.001～0.2:1，优选0.005～0.15:1；步骤B：使所述第一产物进行延迟焦化，生成第二产物；步骤C：对所述第二产物中的气液相组分进行分馏，获得不同馏分的产品。2.根据权利要求1所述的重油加工方法，其特征在于，所述低温冷等离子体反应器中的反应温度为100℃～400℃，优选180℃～350℃；优选地，所述延迟焦化的反应温度为400℃～550℃，优选475℃～525℃。3.根据权利要求1所述的重油加工方法，其特征在于，在所述低温冷等离子体反应器中发生反应之后和所述延迟焦化反应之前还进行：对所述第一产物进行分馏，分为轻组分和重组分；使所述重组分进行所述延迟焦化；优选地，使所述轻组分的气体返回所述低温冷等离子体反应器继续反应。4.根据权利要求1所述的重油加工方法，其特征在于，所述富氢气体为氢气、甲烷、乙烷和丙烷中的一种或多种混合；优选地，所述重油原料为常压渣油、减压渣油、催化油浆、重质原油、重质稠油、脱油沥青和炼厂圬油中的一种或几种。5.根据权利要求1或3所述的重油加工方法，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪彬，郑应绪，黄新龙，张婧帆，庞晓飞，亚飞，冯凌，周文琳，张国库，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11