一种重质油热接触轻质化的方法技术

本发明专利技术涉及一种重油热接触轻质化的方法；原料油与固体热载体在内循环流化床裂化反应器上行区底部接触，上行至上部，过程中反应生成油气产品和附着在热载体表面的焦炭，气固分离后油气产品离开反应器，固体热载体一部分进入上行区底部，再次与原料油接触、反应，一部分从反应器底部进入汽提器移出；送至气化反应器，使用含水蒸气和氧气的气体与热载体表面的焦炭发生反应，生成含H2和CO的气化产品，反应后的热载体从气化反应器中连续移出；送至反应器的下行区，至上行区底部，部分与原料油接触、反应，部分从反应器底部连续移出；本方法降低了干气、焦炭的产率和提高了轻质油品的收率，有利于内循环流化床裂化反应器的稳定操作。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种重油热接触轻质化的方法；原料油与固体热载体在内循环流化床裂化反应器上行区底部接触，上行至上部，过程中反应生成油气产品和附着在热载体表面的焦炭，气固分离后油气产品离开反应器，固体热载体一部分进入上行区底部，再次与原料油接触、反应，一部分从反应器底部进入汽提器移出；送至气化反应器，使用含水蒸气和氧气的气体与热载体表面的焦炭发生反应，生成含H2和CO的气化产品，反应后的热载体从气化反应器中连续移出；送至反应器的下行区，至上行区底部，部分与原料油接触、反应，部分从反应器底部连续移出；本方法降低了干气、焦炭的产率和提高了轻质油品的收率，有利于内循环流化床裂化反应器的稳定操作。【专利说明】
本专利技术涉及石油炼制工艺，具体是指重质油与固体颗粒的热接触轻质化，即流化床热裂化耦合生焦气化的工艺方法。
技术介绍
利用热的固体热载体与重油接触，实现重油的热转化，生产轻质油品以及焦炭，最早由Exxon公司开发并工业化，即流化焦化技术，美国专利US2606861，US2700642等公开了这一技术的要点。流化焦化生产粉焦产品，其应用有很大的局限性，因此Exxon公司之后提出了流化焦化+焦炭气化工艺，即灵活焦化技术，美国专利US2700642、US3752658、US3759676、US3901667、US4169018A、US4213848A、US4269696A、US18343580 等一系列文件和中国专利申请CN97182246.8公开了灵活焦化技术和各种改进方法。其工艺为:在一个流化床内利用热的焦炭颗粒将原料油热裂化，再将覆盖新生焦炭的焦炭颗粒在另一个流化床内部分气化生产合成气，剩余焦炭循环回反应器继续作为热载体使用。 灵活焦化工艺提出的利用流化的固体热载体对重质油原料进行热转化，并耦合气化反应，将热载体表面焦炭进行气化的方法，是一种具有重要价值的重油深加工技术。由于热裂化的温度一般在480-560°C左右，而气化温度高达900°C以上，热载体循环过程中实现热平衡和能量的充分利用，是这一工艺技术进步的关键点。灵活焦化工艺实现热平衡的方法是，在热裂化反应器和气化反应器两个流化床反应器中间设置一个流化床加热器，热裂化流出的低温焦炭和气化器流出的高温焦炭均进入加热器，混合之后再分别返回，并且加热器利用了气化器的高温气体产品热量。由于装置中含有三个流化床反应器，以及相互之间的颗粒输送设备，操作较为复杂，不适合大规模推广。中国专利CN03157570.6提出了一种重油固相热载体循环裂解和气化工艺。原料油和固相热载体在下行床中接触裂化，下行床底部将油气分离后热载体进提升管烧焦，部分烧焦之后气固分离，高温烟气去废热锅炉发生水蒸气，再和残余焦炭混合进流化床气化生产水煤气，固体循环进入下行床。这一方法的特点是下行床裂化、提升管烧焦、床层流化床气化。该工艺中，气化之后的热载体直接和原料接触，因温度太高，只适合生产液化气等气体产品，不能实现最大化的油品收率。而且下行床接触时间很短，如果采取外取热的方法降低接触温度，则无法形成稳定的焦炭，热载体容易粘结，不能顺利循环至提升管。中国专利CN200710178843.0提出了一种热裂解与气化联合加工重质油的方法，其技术特点是采用了一种新型反应器，原料油雾化后在反应器内下降，与上升的油气产品以及细焦粉接触，逐渐热解和生焦，大的焦炭颗粒下落到底部气化区域气化生产合成气，气体和细的焦粉上升与雾化的原料油液滴接触，发生热交换以及焦粒的长大和下落。该反应器结构新颖，同一个反应器内实现了裂化和气化并满足热平衡的要求，但实际应用时控制方面要求很高。中国专利CN200810167107.X提出了一种油砂直接流化床焦化的方法和装置。由于油砂中油的含量较低，流化床热裂化后生成的焦炭完全燃烧所产生的热量，可能不足以供给热裂化所需，因此更不能配置焦炭气化单元，需要向烧焦罐内喷入燃料油或者煤粉等以补充热量。中国专利CN200910244214.2提出了一种重油轻质化加工方法和装置，与煤的热解气化工艺基本一致。原料油和热载体在流化床中接触裂化，获得油气产品；携带焦炭的热载体进入提升管燃烧和气化，获得气化合成气产品；气化后的热载体经分配阀分成2股，一股进裂化反应器与原料油接触裂化，另一股返回提升管进一步燃烧和气化。由于气化采用的是提升管反应器，反应时间较短，而石油焦气化活性不高，因此热载体存在大量循环。而且气化后热载体为900-950°C，直接用于裂化反应，温度较高，不利于轻质油品的收率。内循环流化床在石油炼制领域很少见，但在燃烧领域有广泛应用。《电站系统工程》1999年第5期综述了内循环流化床的研究和应用进展，包括带垂直隔板的内循环流化床，内置提升管的内循环流化床，非均匀分布风流化床等，其中提升管内循环流化床研究最为广泛，与外循环流化床CFB可以比拟。使用内循环流化床将反应器分成多个功能区，可以实现不同的反应要求，并且强化了传质和传热效果，对于重质油热接触裂化反应的温度和热平衡要求尤为符合。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。本专利技术的目的是通过以下措施来达到:提供一种重质油与固体热载体的热接触裂化与生焦气化的联合工艺方法，包含以下步骤:(I)重质原料油与固体热载体在内循环流化床裂化反应器的上行区底部接触，然后上行至内循环流化床裂化反应器上部，上行过程中反应生成油气产品和焦炭，其中焦炭主要附着在热载体表面，气固分离后油气产品离开内循环流化床裂化反应器，固体热载体及表面附着的焦炭进入下行区，在重力作用下下行，一部分进入上行区底部，再次与原料油接触、反应，一部分从内循环流化床裂化反应器底部进入汽提器，经蒸汽汽提后连续移出；( 2 )汽提后连续移出的固体热载体经颗粒输送管路输送至流化床气化反应器，使用含水蒸气和氧气的气体与热载体表面的焦炭发生反应，生成含H2和CO的气化产品，反应后的热载体从气化反应器中连续移出；( 3 )气化反应器中连续移出的固体热载体经颗粒输送管路输送至内循环流化床裂化反应器的下行区，与下行区中的固体热载体混合达到温度均匀，再下行至上行区底部，部分与原料油接触、反应，部分从内循环流化床裂化反应器底部连续移出。本专利技术的方法中使用了内循环流化床作为热接触裂化反应器，优选使用提升管内循环流化床，具体的说，就是使用中心区轴向设立的管形构件实现内循环，管形构件上下均与流化床主体区连通，上部出口与气固分离设备的入口相近但不连接，底部设置扩大段，原料油进料位置在扩大段内。内循环过程中，上行区流化状态属于快速床或提升管状态，下行区流化状态属于鼓泡床或湍动床状态。内循环流化床裂化反应器中，原料油在上行区底部与固体热载体接触，同时发生反应，由于原料油的气化和生成的油气，导致气速增加，油气组分与固体热载体颗粒在管形构件形成的上行区内上行，并且继续反应。上行区固体热载体颗粒的上行和从上行区顶部落入下行区形成固体热载体颗粒的下行，构成内循环。内循环的热载体流量与原料油进料流量质量比的范围是4-15，循环量的控制按照本领域公知的方法实现。固体热载体除了在内循环流化床中存在循环过程，在内循环流化床-汽提器-气化反应器之间存在外部循环，从气化反应器至内循环流化床裂化反应器的热载体循环量与原料油进料流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重质油热接触轻质化的方法，其特征在于：包含以下步骤：（1）重质原料油与固体热载体在内循环流化床裂化反应器的上行区底部接触，然后上行至内循环流化床裂化反应器上部，上行过程中反应生成油气产品和附着在热载体表面的焦炭，气固分离后油气产品离开内循环流化床裂化反应器，固体热载体进入下行区，在重力作用下下行，一部分进入上行区底部，再次与原料油接触、反应，一部分从内循环流化床裂化反应器底部进入汽提器，经蒸汽汽提后连续移出；（2）汽提后连续移出的固体热载体经颗粒输送管路输送至气化反应器，使用含水蒸气和氧气的气体与热载体表面的焦炭发生反应，生成含H2和CO的气化产品，反应后的热载体从气化反应器中连续移出；（3）气化反应器中连续移出的固体热载体经颗粒输送管路输送至内循环流化床裂化反应器的下行区，与下行区中的固体热载体混合达到温度均匀，再下行至上行区底部，部分与原料油接触、反应，部分从内循环流化床裂化反应器底部连续移出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周华群，董卫刚，陈静，王苑，张兆前，梅建国，白跃华，
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：