專利名稱：一種脫除原料油中固體顆粒的針焦生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種在不存在氫的情況下烴油的非催化熱裂化方法，更具體地說(shuō)，是一種生產(chǎn)針狀石油焦的方法。
常規(guī)的針焦生產(chǎn)方法為原料油經(jīng)換熱器和加熱爐對(duì)流段預(yù)熱后，先進(jìn)入分餾塔底，與來(lái)自焦炭塔頂?shù)慕够蜌庠诜逐s塔內(nèi)換熱，在分餾塔底原料油和重質(zhì)餾分油混合后泵入加熱爐輻射段經(jīng)變溫操作，變溫的范圍為430～520℃，循環(huán)比為0.2～1.2，加熱后的原料油進(jìn)入焦炭塔進(jìn)行焦化反應(yīng)，焦炭塔頂壓力為0.1～3.0MPa，焦炭塔頂溫度380℃～460℃，針焦留在焦炭塔內(nèi)，一般24小時(shí)后切換至另一焦炭塔繼續(xù)焦化。生成的焦化油氣從焦炭塔頂溢出進(jìn)入分餾塔底部與原料油換熱后，經(jīng)分餾得到氣體、汽油、柴油和瓦斯油引出裝置，不易氣化的重餾分油與原料油混合后進(jìn)行循環(huán)。
針焦生產(chǎn)技術(shù)以中間相小球體生成機(jī)理為理論基礎(chǔ)，一般采用的原料富含芳烴如催化裂化油漿、熱裂化渣油、潤(rùn)滑油糠醛精制抽出油或乙烯焦油等。其中催化裂化油漿作為原料，必須先除去其中的催化劑粉末等固體雜質(zhì)，否則對(duì)針焦生產(chǎn)過(guò)程中中間相小球的生長(zhǎng)有不利的影響，也不利于中間相小球融并成廣域中間相。
脫除FCC油漿中的固體顆粒(以催化劑粉末為主)的方法大約有五種自然沉降法、絮凝沉降法、靜電分離法、過(guò)濾分離法和離心分離法。他們主要都利用了懸浮液中，固體顆粒和溶液之間密度的差異來(lái)分離。
USP4,407,707公開(kāi)了一種脫除烴油中固體顆粒的方法，該方法是先在烴油中加入磺酸或磺酸鹽，然后經(jīng)水洗分離出固體顆粒。該方法中，固體顆粒不是從油中沉降出來(lái)，而是轉(zhuǎn)移到水中再沉降。盡管用水洗出固體顆粒比較有效，但由于工藝?yán)щy而阻礙了工業(yè)應(yīng)用。
USP4,686,048公開(kāi)了一種脫除FCC油漿中催化劑粉末的方法，先用沸點(diǎn)低于100℃的烴油稀釋油漿，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、水洗分離出油含量2％的催化劑粉末，通過(guò)蒸餾分離出油漿中的稀釋劑，得到的油漿作為碳黑原料。
USP4,919,792公開(kāi)的脫除流化催化裂化(FCC)中催化劑粉末的方法是在FCC分餾塔底部抽出的高溫油漿中加入煤、焦炭、FCC催化劑、移動(dòng)床催化裂化(TCC)催化劑、氧化鋁或氧化硅等沉降劑，該劑能促進(jìn)催化劑粉末快速沉降、脫除。沉降可在油漿沉降器或離心機(jī)中進(jìn)行。
USP5,593,572公開(kāi)了一種脫除FCC油漿中廢催化劑粉末的方法，在油漿中加入足量的雜原子標(biāo)點(diǎn)的脂肪族聚合物，進(jìn)行絮凝沉降分離。
USP5,645,711公開(kāi)了一種組合工藝，它將焦化瓦斯油通過(guò)固液分離裝置，通過(guò)脫除瓦斯油中的焦粉和固體顆粒，改善焦化瓦斯油性質(zhì)，從而達(dá)到提高催化裂化和加氫預(yù)處理等裝置的操作周期。
WO97/04042公開(kāi)了一種從烴油中分離不溶于水的固體顆粒的方法。用烷基酚乙氧基物作為絮凝劑，加入有效劑量進(jìn)行沉降分離，油漿中固含量降至500ppm以下，該油漿可作為碳黑原料。
本發(fā)明的目的是提供一種脫除原料油中固體顆粒的針焦生產(chǎn)方法。
本發(fā)明提供的方法包括催化裂化油漿與焦化餾分油進(jìn)入至少一個(gè)熱沉降器中，沉降溫度為80～200℃，沉降時(shí)間為8～36小時(shí)，脫除固體顆粒后的催化裂化油漿(簡(jiǎn)稱澄清油)與任選的其它針焦原料一起進(jìn)入焦化分餾塔的底部進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)分離出澄清油中的焦化餾分油；從焦化分餾塔底出來(lái)的澄清油與任選的其它針焦原料進(jìn)入加熱爐經(jīng)變溫操作，變溫的范圍為430～520℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為460～510℃，焦炭塔頂壓力為0.1～3.0MPa，充焦時(shí)間為16～40小時(shí)，反應(yīng)生成的針焦沉積在焦炭塔內(nèi)；從焦炭塔頂部出來(lái)的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油，其中部分汽油和/或部分柴油進(jìn)入熱沉降器，這部分汽油和/或柴油可以單獨(dú)進(jìn)入熱沉降器后與催化裂化油漿進(jìn)行靜態(tài)混合，也可以與催化裂化油漿先進(jìn)行動(dòng)態(tài)混合后再進(jìn)入熱沉降器。
在本發(fā)明提供的方法中，進(jìn)入熱沉降器的焦化餾分油沸點(diǎn)范圍為150～430℃。當(dāng)焦化餾分油較輕如沸點(diǎn)為150～200℃時(shí)，最好選擇較低的沉降溫度如80～150℃，否則較輕的餾分油會(huì)氣化，起不到稀釋催化裂化油漿的作用；當(dāng)焦化餾分油較重如沸點(diǎn)為200～430℃時(shí)，最好選擇較高的沉降溫度如150～200℃，較高的沉降溫度有利于稀釋催化裂化油漿。該餾分油與催化裂化油漿的重量比為0.01～0.6∶1。
其它針焦原料選自減壓渣油、常壓渣油、催化裂化澄清油、重質(zhì)原油、乙烯焦油、潤(rùn)滑油抽出油和熱裂化渣油之中的一種或一種以上的混合物。在本發(fā)明提供的方法中，其它針焦原料可以使用，也可以不用。
當(dāng)針焦原料為單一的催化裂化油漿時(shí)，至少采用兩個(gè)熱沉降器，一般為二至四個(gè)，其中一個(gè)熱沉降器中的油漿沉降完畢后作為針焦原料使用，熱沉降期間切換循環(huán)使用，其它熱沉降器中的油漿沉降備用。
當(dāng)針焦原料除了催化裂化油漿外還有其它針焦原料時(shí)，可以只使用一個(gè)熱沉降器，熱沉降器的大小根據(jù)催化裂化油漿與其它針焦原料的相對(duì)比例確定。也可使用一個(gè)以上的熱沉降器，其操作方法與上述單一針焦原料的情況相同。
下面結(jié)合附圖
對(duì)本發(fā)明所提供的方法進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
附圖是本發(fā)明所提供的一種脫除原料油中固體顆粒的針焦生產(chǎn)方法示意圖，但并不限制本發(fā)明提供的方法。
催化裂化油漿經(jīng)管線1與來(lái)自管線22的焦化餾分油進(jìn)入熱沉降器2，沉降后的殘?jiān)徒?jīng)管線4出裝置，脫除固體顆粒后的油漿經(jīng)管線3引出，單獨(dú)或與來(lái)自管線5的其它針焦原料一起依次經(jīng)泵6、管線7進(jìn)入焦化裝置分餾塔8底部。在焦化分餾塔8中，脫固體顆粒后混合油含有的焦化餾分油組分被分離出來(lái)，循環(huán)使用。
從焦化分餾塔底8出來(lái)的原料油，依次經(jīng)管線9、泵10、管線11進(jìn)入加熱爐12中，加熱至430～520℃后，由管線13進(jìn)入焦炭塔14中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口操作溫度為460～510℃，焦炭塔頂壓力為0.1～3.0MPa，充焦時(shí)間為16～40小時(shí)。反應(yīng)生成的針焦沉積在焦炭塔內(nèi)。焦?jié)M切換后，由常規(guī)的延遲焦化水力除焦系統(tǒng)進(jìn)行除焦。
焦化油氣經(jīng)管線15進(jìn)入分餾塔8分餾成氣體、汽油、柴油、瓦斯油，分別經(jīng)管線16、17、18、19出裝置，其中部分汽油依次經(jīng)管線20、22進(jìn)入熱沉降器2，和/或部分柴油依次經(jīng)管線21、22進(jìn)入熱沉降器2。這部分汽油和/或柴油可以單獨(dú)進(jìn)入熱沉降器后與油漿進(jìn)行靜態(tài)混合，也可以與油漿先進(jìn)行動(dòng)態(tài)混合后再進(jìn)入熱沉降器。這部分汽油和/或柴油具體餾程和數(shù)量可以由實(shí)際操作決定。
本發(fā)明提供的方法優(yōu)點(diǎn)在于1、本發(fā)明通過(guò)低粘度焦化餾分油和原料油的混合，有效降低了原料油的粘度，大大提高了熱沉降器的固體顆粒脫除效率，灰份脫除率達(dá)到80％以上；2、本發(fā)明不需要額外補(bǔ)充低粘度的餾分油組分，所須的低粘度物質(zhì)來(lái)源于延遲焦化裝置自產(chǎn)的焦化餾分油，省去了聯(lián)合裝置操作對(duì)外補(bǔ)組分的需求；3、本發(fā)明摻兌入原料油的低粘度焦化餾分油可循環(huán)使用，由于脫除固體顆粒后混合油進(jìn)入焦化分餾塔底分餾，所以其中所含的焦化餾分油可先被分離出來(lái)，然后循環(huán)使用。
下面的實(shí)施例將對(duì)本方法予以進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不因此限制本方法。
對(duì)比例1本對(duì)比例說(shuō)明催化裂化油漿不經(jīng)過(guò)分離固體顆粒，而是直接進(jìn)行焦化生產(chǎn)針焦的情況。
催化裂化油漿先進(jìn)入焦化分餾塔底經(jīng)焦化餾分油預(yù)熱后，進(jìn)入加熱爐經(jīng)變溫操作，變溫的范圍為430～520℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為460～510℃，焦炭塔頂壓力為0.3MPa，充焦時(shí)間為24小時(shí)，反應(yīng)生成的焦炭沉積在焦炭塔內(nèi)，從焦炭塔頂部出來(lái)的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油。
油漿和焦炭的性質(zhì)如表1所示，從表1可以看出，油漿的粘度為51.24mm2/s，灰分(根據(jù)GB/T 508提供的方法測(cè)試，下同)為3300ppm，焦炭的熱膨脹系數(shù)(簡(jiǎn)稱CTE，按照1000℃炭棒制樣法測(cè)試，下同)為2.71×10-6/℃，作為針焦產(chǎn)品是不合格的。
對(duì)比例2本對(duì)比例說(shuō)明催化裂化油漿經(jīng)過(guò)分離固體顆粒，但沒(méi)有加入焦化餾分油稀釋生產(chǎn)針焦的情況。
催化裂化油漿先進(jìn)入兩個(gè)熱沉降器中，在150℃下沉降24小時(shí)，脫除固體顆粒后的催化裂化油漿再進(jìn)入焦化分餾塔底經(jīng)焦化餾分油預(yù)熱后，進(jìn)入加熱爐經(jīng)變溫操作，變溫的范圍為430～520℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為460～510℃，焦炭塔頂壓力為0.3MPa，充焦時(shí)間為24小時(shí)，反應(yīng)生成的焦炭沉積在焦炭塔內(nèi)，從焦炭塔頂部出來(lái)的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油。
澄清油和焦炭的性質(zhì)如表1所示，從表1可以看出，澄清油的粘度仍為51.24mm2/s，灰分降為690ppm，灰份脫除率為79.1％；焦炭的CTE為2.63×10-6/℃，作為針焦產(chǎn)品是不合格的。
實(shí)施例1催化裂化油漿與焦化柴油按重量比10∶1進(jìn)入兩個(gè)熱沉降器中，沉降溫度為150℃，沉降時(shí)間為24小時(shí)，脫除固體顆粒后的催化裂化油漿進(jìn)入焦化分餾塔的底部進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)分離出澄清油中的焦化柴油；從焦化分餾塔底出來(lái)的的澄清油進(jìn)入加熱爐經(jīng)變溫操作，變溫的范圍為430～520℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為460～510℃，焦炭塔頂壓力為0.7MPa，充焦時(shí)間為24小時(shí)，反應(yīng)生成的針焦沉積在焦炭塔內(nèi)；從焦炭塔頂部出來(lái)的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油，其中部分柴油進(jìn)入熱沉降器。
試驗(yàn)結(jié)果列于表2，從表2可以看出，澄清油的粘度從沉降前的51.24mm2/s下降到30.18mm2/s，澄清油的灰分從沉降前的3300ppm下降到580ppm，灰份脫除率為82.4％；焦炭的CTE為2.58×10-6/℃，可作為合格的針焦產(chǎn)品。而對(duì)比例2由于在熱沉降時(shí)沒(méi)有加入焦化餾分油稀釋，所以沒(méi)有得到合格的針焦產(chǎn)品。
實(shí)施例2催化裂化油漿與焦化柴油按重量比10∶2進(jìn)入兩個(gè)熱沉降器中，沉降溫度為90℃，沉降時(shí)間為32小時(shí)，脫除固體顆粒后的催化裂化油漿進(jìn)入焦化分餾塔的底部進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)分離出澄清油中的焦化柴油；從焦化分餾塔底出來(lái)的的澄清油進(jìn)入加熱爐經(jīng)變溫操作，變溫的范圍為430～520℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為460～510℃，焦炭塔頂壓力為0.7MPa，充焦時(shí)間為24小時(shí)，反應(yīng)生成的針焦沉積在焦炭塔內(nèi)；從焦炭塔頂部出來(lái)的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油，其中部分柴油進(jìn)入熱沉降器。
試驗(yàn)結(jié)果列于表2，從表2可以看出，澄清油的粘度從沉降前的51.24mm2/s下降到19.30mm2/s，澄清油的灰分從沉降前的3300ppm下降到420ppm，灰份脫除率為87.3％；焦炭的CTE為2.56×10-6/℃，可作為合格的針焦產(chǎn)品。
實(shí)施例3催化裂化油漿與焦化柴油按重量比10∶3進(jìn)入兩個(gè)熱沉降器中，沉降溫度為90℃，沉降時(shí)間為16小時(shí)，脫除固體顆粒后的催化裂化油漿進(jìn)入焦化分餾塔的底部進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)分離出澄清油中的焦化柴油；從焦化分餾塔底出來(lái)的的澄清油進(jìn)入加熱爐經(jīng)變溫操作，變溫的范圍為430～520℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為460～510℃，焦炭塔頂壓力為1.0MPa，充焦時(shí)間為24小時(shí)，反應(yīng)生成的針焦沉積在焦炭塔內(nèi)；從焦炭塔頂部出來(lái)的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油，其中部分柴油進(jìn)入熱沉降器。
試驗(yàn)結(jié)果列于表3，從表3可以看出，澄清油的粘度從沉降前的51.24mm2/s下降到12.73mm2/s，澄清油的灰分從沉降前的3300ppm下降到280ppm，灰份脫除率為91.5％；焦炭的CTE為2.54×10-6/℃，可作為合格的針焦產(chǎn)品。
實(shí)施例4催化裂化油漿與焦化汽油按重量比10∶5進(jìn)入一個(gè)熱沉降器中，沉降溫度為90℃，沉降時(shí)間為24小時(shí)，脫除固體顆粒后的催化裂化油漿與乙烯焦油(前者與后者的重量比為10∶1)進(jìn)入焦化分餾塔的底部進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)分離出澄清油中的焦化汽油；從焦化分餾塔底出來(lái)的的澄清油進(jìn)入加熱爐經(jīng)變溫操作，變溫的范圍為430～520℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為460～510℃，焦炭塔頂壓力為1.0MPa，充焦時(shí)間為24小時(shí)，反應(yīng)生成的針焦沉積在焦炭塔內(nèi)；從焦炭塔頂部出來(lái)的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油，其中部分汽油進(jìn)入熱沉降器。
試驗(yàn)結(jié)果列于表3，從表3可以看出，澄清油的粘度從沉降前的51.24mm2/s下降到7.2mm2/s，澄清油的灰分從沉降前的3300ppm下降到267ppm，灰份脫除率為91.9％；焦炭的CTE為2.57×10-6/℃，可作為合格的針焦產(chǎn)品。
表1
表2
表權(quán)利要求
1.一種脫除原料油中固體顆粒的針焦生產(chǎn)方法，包括催化裂化油漿與焦化餾分油進(jìn)入至少一個(gè)熱沉降器中，沉降溫度為80～200℃，沉降時(shí)間為8～36小時(shí)，脫除固體顆粒后的催化裂化油漿與任選的其它針焦原料一起進(jìn)入焦化分餾塔的底部進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)分離出澄清油中的焦化餾分油；從焦化分餾塔底出來(lái)的澄清油與任選的其它針焦原料進(jìn)入加熱爐經(jīng)變溫操作，變溫的范圍為430～520℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為460～510℃，焦炭塔頂壓力為0.1～3.0MPa，充焦時(shí)間為16～40小時(shí)，反應(yīng)生成的針焦沉積在焦炭塔內(nèi)；從焦炭塔頂部出來(lái)的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油，其中部分汽油和/或部分柴油進(jìn)入熱沉降器。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的焦化餾分油沸點(diǎn)范圍為150～430℃，該餾分油與催化裂化油漿的重量比為0.01～0.6∶1。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的其它針焦原料選自減壓渣油、常壓渣油、催化裂化澄清油、重質(zhì)原油、乙烯焦油、潤(rùn)滑油抽出油和熱裂化渣油之中的一種或一種以上的混合物。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于當(dāng)針焦原料為單一的催化裂化油漿時(shí)，采用二至四個(gè)熱沉降器，其中一個(gè)熱沉降器中的油漿沉降完畢后作為針焦原料使用，其它熱沉降器中的油漿沉降備用。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于部分汽油和/或柴油可以單獨(dú)進(jìn)入熱沉降器后與催化裂化油漿進(jìn)行靜態(tài)混合，也可以與催化裂化油漿先進(jìn)行動(dòng)態(tài)混合后再進(jìn)入熱沉降器。
全文摘要
一種脫除原料油中固體顆粒的針焦生產(chǎn)方法,催化裂化油漿與焦化餾分油進(jìn)入至少一個(gè)熱沉降器中,沉降后的油漿與任選的其它針焦原料進(jìn)入焦化分餾塔的底部,預(yù)熱后的澄清油與任選的其它針焦原料進(jìn)入加熱爐經(jīng)變溫操作后進(jìn)入焦炭塔反應(yīng),針焦沉積在焦炭塔內(nèi),分離焦化油氣,其中部分汽油和/或部分柴油進(jìn)入熱沉降器。該方法利用延遲焦化裝置內(nèi)部的低粘度餾份油降低油漿粘度,有效提高固體顆粒脫除率,從而生產(chǎn)出合格的針焦產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C10B55/00GK1382760SQ0111549
公開(kāi)日2002年12月4日 申請(qǐng)日期2001年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月28日
發(fā)明者陳清怡, 王玉章, 李銳, 馬守義, 李錚, 張國(guó)慶, 黎風(fēng) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院