原油连续改质减粘工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种原油连续改质减粘工艺。油砂沥青等原油首先进入蒸馏塔A，得到轻馏分油和重馏分油。重馏分进入减粘反应器，以芳烃为代表的溶剂辅助完成快速高效减粘。减粘产物通过闪蒸塔分离出溶剂循环回减粘反应器重复利用，闪蒸塔底油进入蒸馏塔B，分离出塔顶轻油和侧线馏分油和塔底渣油，塔顶轻油和侧线馏分油进加氢反应器加氢饱和烯烃。加氢后的馏分油、减粘塔塔底渣油与蒸馏塔A切割得到的轻馏分油混合，最终获得原油减粘改质产品。原油经过上述工艺改质减粘后，可直接采用管道或者油轮进行长途输运。该工艺具有气体产率低，沥青质增量低，不生焦，反应温度低，反应时间短，裂解深度可控，溶剂可与产品轻松分离循环利用，损失率低等特点。率低等特点。率低等特点。

【技术实现步骤摘要】
原油连续改质减粘工艺


[0001]本专利技术涉及一种改质减粘工艺，尤其涉及一种原油连续改质减粘工艺，经深度高效减粘、加氢后的改质产物可直接采用管道或者油轮进行长途输运。

技术介绍

[0002]2018年中国的原油加工量超过6亿吨，其中对外依存度达到70％。为了确保国家能源安全，包括委内瑞拉、厄瓜多尔、乍得、苏丹、加拿大油砂沥青在内的重质原油也被列入重要的潜在的能源来源。
[0003]对重质原油、稠油、超稠原油、油砂沥青、湖沥青等非常规原油进行加工处理的前提是将油砂沥青通过管道或者油轮长途输运至国内或其他国家炼厂。常规条件下超稠油一般呈固态，性质接近减压渣油，具有高S、N、Ni和V含量、高粘度、高残碳和高沥青质特征。为了能够以流体方式输送该类重质原油，需要采用包括掺稀释剂、溶剂脱沥青和热加工等物理或者化学方法对油砂沥青进行减粘改质。
[0004]掺稀释剂法简单有效，但一般而言石油开采现场稀释剂来源有限，无法满足需求。另一方面稀释剂价格昂贵，对于重质原油、稠油、超稠原油、油砂沥青、湖沥青等非常规原油而言，为了达到常温流动性所需要的掺稀量非常大，当原油粘度太大时，所掺入的稀释剂比例非常大，当重油价格和稀释剂价差过大时，受经济性影响该方法应用受限。
[0005]以正构C
3-C5烷烃为溶剂的溶剂脱沥青工艺是一种物理减粘方式。基于油砂沥青所含饱和分、芳香分、胶质和沥青质在超临界正构烷烃中溶解度的差异，可以将油砂沥青所含重组分(主要是沥青质和胶质)从原油中分离出，所得脱沥青油能够满足远程输送的要求。必须指出的是，正构短链烷烃脱沥青工艺副产的脱油沥青(往往只能用作铺路材料)的收率可高达20-40wt％。该工艺受沥青销路的影响应用受到一定限制。
[0006]专利ZL 201110145021.9提供了一种包含溶剂脱沥青在内的重油加工处理组合工艺，该工艺是重油原料首先经过溶剂脱沥青工艺分为脱沥青油和脱油沥青，脱油沥青与其中掺混溶剂一起进行热裂化处理，优化的热裂化温度为470-530℃，该过程为焦化过程，可以是流化焦化、灵活焦化或延迟焦化，生成较大量的焦炭在600-730℃条件下部分氧化燃烧后返回焦化反应器作为供热介质。从热裂化反应产物中分离出沸点低于450℃以及高于掺混溶剂沸点的馏分得到热裂化油，热裂化油和脱沥青油混合得到改质油，改质油进行固定床加氢处理，工艺条件如下：反应温度360-450℃，反应压力6-20MPa，氢油体积比200-1200：1，条件接近渣油固定床加氢反应条件。该专利中热裂化反应产物中分离出的溶剂和沸点在450℃以上的重蜡油分别返回溶剂脱沥青过程循环使用和作为混合进料脱除沥青质进一步分离出其中的馏分油。该专利采取的溶剂脱沥青-脱油沥青流化焦化-固定床加氢组合工艺，一方面解决了溶剂脱沥青过程中高软化点沥青与溶剂难分离的问题；第二方面由于重油中可萃取的油分不需经热反应，利于保证产品的稳定性和提高改质油收率，使API度有较大提高；第三方面由于渣油经过溶剂脱沥青过程，沥青质脱除率高于96％，金属镍加钒脱除率达80-90％，得到的改质油的残炭值、C7沥青质和金属含量显著降低，可以作为渣油固定
床加氢进料。整体而言，该组合工艺提供了一种劣质原料经过溶剂脱沥青和焦化预处理提供固定床加氢原料，经过固定床加氢提高劣质重油的裂化性能，制备催化裂化原料。该组合工艺过程流程长，各单元工艺条件较为苛刻，可以作为炼厂加工劣质重油或者常减压渣油的加工手段。
[0007]减粘裂化是一种成熟的不生成焦炭的热加工技术，一般用于粘度较大的常规原油的常减压渣油，主要目的是改善渣油的倾点和粘度，经过减粘处理后可以为催化裂化或者焦化等工艺提供原料，也可以用于生产符合一定规格要求的燃料油。减粘裂化的原料主要是减压渣油或常压渣油，裂化反应温度在380-480℃之间，压力为0.5-1.0MPa，反应时间为几分钟至几小时。
[0008]CN 1847365 A中公开了一种重质油加工成轻质燃料油的釜式催化裂化工艺方法，该方法是将重质油装入蒸馏釜中加热至气化、焦化，其油气直接进入蒸馏釜顶部的催化裂化塔内，通过其塔内装有起催化裂化作用的催化剂床层时，大分子的油被裂化为小分子，油气再经冷凝冷却器冷凝后制成轻质燃料油。该方法是催化加工，条件比较苛刻，以生产燃料油为目的，生成目标产物的同时会产生一定的残渣。
[0009]减粘裂化反应机理为自由基反应，重质油中的烃类和非烃类的热反应同时沿两个方向进行，一为裂解，一为缩合。前者是由较大的分子分解成为较小的分子，后者则为由较小的分子脱氢缩聚为较大的分子。重质油的热转化也遵循自由基链反应历程，但其特点是液相反应，受重质原料高粘度体系的限制，烃自由基的引发和链传播效率低下。在气相中，烃类分子分裂为自由基以后随即很快分散开，而在液相中的自由基却被周围分子包围起来，很容易夺取其它分子中的氢，使得较大的分子发生脱氢缩合反应。因此，在常规的重油液相减粘过程中，重质油分子两级分化，同时朝着裂解和缩合两个方向进行反应。这也是重油通过常规的减粘热裂化，可以较为轻松实现重油的减粘。一方面大分子裂解为小分子本身粘度降低，第二是通过转化生成一些馏分油，通过稀释作用减粘。但是在这个过程中，降粘的同时密度不但不会降低反而提高。这是因为在重油热裂化过程中，氢是守恒的，在裂化生成小分子的同时也缩合生成了大分子，而密度是一个宏观的平均性质。尤其在反应温度较高的减粘条件下，会裂化生成气体小分子烃类物质，导致液体减粘产物密度增加。
[0010]为了提高减粘效率和减粘深度，研究者们不断开发新型的减粘技术，如临氢减粘、引入供氢剂的供氢热裂化减粘以及在临氢条件下引入催化剂的临氢催化减粘等。临氢减粘是指在氢气的存在下热裂化反应，氢的作用是捕获自由基而阻滞反应链的增长，由于氢对缩合反应的抑制作用比对裂解反应的抑制作用更显著，因此在达到相同转化率时，缩合产物的产率较低，因此在不生焦的限度下，临氢减粘裂化的最大转化率比常规减粘的最大转化率高。供氢热裂化是指在减粘过程中加入如四氢萘之类的部分饱和的具有环烷环的芳烃化合物，由于环烷环的亚甲基上的氢原子受相邻芳环的影响比较活泼，该类氢易于被自由基夺走，使环烷环脱氢变为芳烃，由此起到供氢的作用。在工业上，也采用富含萘系结构的馏分(如催化柴油)等作为原料，经过加氢使其中的一个芳香环饱和变成四氢萘型的结构来充当供氢剂，此类供氢剂可通过加氢循环使用。在临氢减粘裂化时为了使氢活化，引入Fe、Ni等具有催化活性的物质，通过提高产氢效率进一步抑制缩合反应，更大的提高渣油的减粘环化率。以上采取的办法都属于通过引入H自由基从一定程度上抑制缩合反应。没有从根本上解决自由基引发和扩散效率问题。
[0011]从自由基反应规律看，烃类的C-H键的键能大于C-C键的，因此C-C键更易于断裂。而对于长链烷烃中而言，越靠近中间处，其C-C键能越小，也就越容易断裂。随着相对分子质量的增大，烷烃中的C-C键及C-H键的键能都呈减小的趋势，也就是说它们的热稳定性逐渐下降。因此理论上而言，烃类C-C键断裂和由于C-H键断裂发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原油连续改质减粘工艺，其特征在于，该原油连续改质减粘工艺包括以下步骤：步骤(1)：将原油在蒸馏塔A中进行切割，得到蒸馏塔A馏分油和蒸馏塔A渣油；步骤(2)：蒸馏塔A渣油与溶剂经加热炉加热，然后在管道中混合并输入减粘反应器，溶剂在减粘反应器内达到超临界状态，蒸馏塔A渣油在超临界溶剂状态下进行裂化反应，裂化产物经闪蒸塔将溶剂分离，溶剂返回减粘反应器重复使用；步骤(3)：步骤(2)得到的闪蒸塔底油输入蒸馏塔B进行馏分切割，得到蒸馏塔B馏分油和蒸馏塔B渣油；步骤(4)：将蒸馏塔B馏分油加入至加氢反应器中进行加氢反应，得到加氢馏分油，将加氢馏分油与蒸馏塔B渣油以及蒸馏塔A馏分油混合，得到改质油。2.根据权利要求1所述的原油连续改质减粘工艺，其特征在于，所述原油为非常规环烷基或环烷基-中间基原油和石蜡基原油中的至少一种。3.根据权利要求2所述的原油连续改质减粘工艺，其特征在于，所述非常规环烷基或环烷基-中间基原油为重质原油、稠油、超稠原油以及油砂沥青中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的原油连续改质减粘工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，切割温度视原油性质及馏分分布特性而定，且切割为馏分油和渣油两段。5.根据权利要求4所述的原油连续改质减粘工艺，其特征在于，所述原油为非常规环烷基或环烷基-中间基原油，切割温度为200-540℃，优选200-500℃。6.根据权利要求4所述的原油连续改质减粘工艺，其特征在于，所述原油为石蜡基原油，切割温度为350-540℃，优选420-540℃。7.根据权利要求1所述的原油连续改质减粘工艺，其特征在于，所述溶剂为低分子烷烃、单环环烷烃、单环芳烃、汽油馏分和柴油馏分中的至少一种。8.根据权利要求7所述的原油连续改质减粘工艺，其特征在于，所述单环环烷烃为环戊烷和环己烷中的至少一种；所述单环芳烃为苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。9.根据权利要求1所述的原油连续改质减粘工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，裂化反应的反应温度为320～420...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽涛，袁佩青，王路海，刘银东，李艳，宋海朋，韩爽，许倩，杨行，袁渭康，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：