一种用于加工原油的组合工艺和系统的制作方法

1.本发明属于石油化工技术领域，特别是涉及一种用于直接加工原油生产化工原料的方法和系统，通过将加氢、溶剂脱沥青和催化裂解工艺有机结合，实现原油高效转化成化工原料。


背景技术：

2.目前我国石油化工面临诸多挑战，石油对外依存度逐年上升，能源安全问题备受关注，炼油能力明显过剩，成品油消费增速放缓，已从成品油进口大国转变为亚太地区主要净出口国，同时我国对高端化工产品的需求旺盛，带动乙烯、丙烯、对二甲苯等基本有机原料消费需求旺盛，而长期以来我国这几种基本原料的产能一直不足、自给率低。基于此，炼油向化工转型成为行业普遍共识，炼化企业转型升级步伐加快。
3.炼油向化工转型的关键就是如何实现原油轻质化，为化工生产装置提供原料。然而随着原油重质劣质化加剧，常减压蒸馏、催化裂化、固定床加氢等常规加工方法难以实现原油高效轻质转化，存在原料适应性差、装置容易堵塞、催化剂使用寿命较短、原料转化率较低等诸多问题，进而导致装置难以平稳运行；此外，目前炼厂加工流程比较复杂，原油需要经过常减压蒸馏和诸多二次加工装置来加工，存在能耗等运行成本较高的问题，不能够高效地实现原油直接生成化工原料，经济效益不高。
4.cn104711015a公开了一种使用全馏分油作为烯烃生产装置的热解炉的原料的方法，主要加工全馏分油为凝析油、轻质原油等轻质馏分，难以加工重质原油。cn104093820a公开了一种针对与溶剂脱沥青区相整合的水蒸气热解区、以允许直接加工原油原料以便生产包括烯烃和芳香族化合物的石油化学产品的方法，但是难以将原油中较重烃类进一步转化，化学产品收率较低cn108884397a公开了一种将原油转化成石油化学产品的综合方法，其中包括原油蒸馏、加氢裂化和蒸汽裂化，然而加工过程中较重馏分难以满足蒸汽裂化的进料要求，影响石油化学产品收率，尤其丙烯收率。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种用于直接加工原油生产化工原料的组合工艺和系统，所述组合工艺可以直接以原油为原料生产化工原料。
6.本发明第一方面提供一种用于加工原油的组合工艺，所述组合工艺包括如下内容：（1）将原油进行闪蒸处理，得到第一轻馏分和第一重馏分；（2）将所述第一重馏分进料至沸腾床加氢处理单元，在氢气和沸腾床加氢催化剂存在下，反应流出物经分离后得到气体、第一轻石脑油、第一重石脑油、第二重馏分和第一渣油；（3）将第一渣油和溶剂一起进料至溶剂脱沥青单元，处理后得到油相和脱油沥青；（4）将油相通过第一进料口进料至催化裂解装置中的第一提升管反应器，与来自第二提升管反应器反应后的催化剂接触进行反应；
（5）将第二重馏分通过第二进料口进料至催化裂解装置中的第一提升管反应器，与步骤（4）中反应后物料一起继续进行反应；（6）将第一轻馏分和第一轻石脑油进料至催化裂解装置中的第二提升管反应器进行反应，反应流出物经分离后得到的反应后催化剂输送到第一提升管反应器底部参与反应，分离后得到的油气相与第一提升管反应器流出物一起经沉降分离后进行分馏，得到低碳烯烃混合气体、第二轻石脑油、第二重石脑油、循环油和油浆。
7.上述用于加工原油的组合工艺中，第二轻石脑油可以作为产品外排或者循环回第二提升管反应器作为进料，还可以作为溶剂进入溶剂脱沥青装置使用。
8.上述用于加工原油的组合工艺中，第一重石脑油和第二重石脑油可以进芳烃抽提装置进行后续处理。
9.上述用于加工原油的组合工艺中，循环油可以循环回沸腾床加氢处理单元作为进料与闪蒸得到的第一重馏分一起处理。
10.上述用于加工原油的组合工艺中，油浆可以循环回溶剂脱沥青装置进行处理。
11.上述用于加工原油的组合工艺中，所述催化裂解装置设置一套以上，所述催化裂解装置包括第一提升管反应器、第二提升管反应器、沉降器、再生器和旋风分离器；第一提升管反应器设置有两个进料口，其中，第一进料口设在第一提升管反应器的底部，第二进料口设在第一进料口的上方，且第二进料口与第一进料口之间的距离占第一提升管反应器高度的1/25～1/4，优选为1/15～1/8。催化裂解装置设置分馏塔，可以每套催化裂解装置分别设定，也可以共用。
12.上述用于加工原油的组合工艺中，步骤（1）中所述的原油包括来自于常规来源的全原油，包括已经进行了一定预处理后的原油。所述预处理后的原油通常包括已经进行了油水分离和/或气-油分离和/或脱盐的原油。
13.上述用于加工原油的组合工艺中，步骤（1）中所述的闪蒸可以采用目前本领域现有常规的闪蒸工艺，所述第一轻馏分和第一重馏分的分馏点为160～260℃，优选160～185℃。
14.上述用于加工原油的组合工艺中，步骤（2）中涉及的沸腾床加氢处理单元中设置至少一个沸腾床反应器，当设置两个以上反应器时，反应器以串联方式连接。所述沸腾床反应器中装填有沸腾床加氢催化剂，所述沸腾床加氢催化剂是指具有渣油加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮和加氢裂化等功能的单一催化剂或组合催化剂。所述沸腾床加氢催化剂包括载体和活性金属，活性金属可以为镍、钴、钼或钨中的一种或几种，载体可以为氧化铝、氧化硅、氧化铝-氧化硅或氧化钛中的一种或几种。催化剂的堆密度为0.3～0.8g/cm3，颗粒直径（球形直径或条形直径）为0.3～1.0mm，比表面积为80～120m2/g。同时，催化剂具有双峰分布的孔结构，孔直径在5～50nm 的孔容占总孔容的30～65%，孔直径大于100nm的孔容占总孔容的20～35%。当设置多个串联反应器时，催化剂装填顺序一般按照原料流动方向依次加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮催化剂，也可以将这几种催化剂混合填装。
15.上述用于加工原油的组合工艺中，步骤（2）中沸腾床加氢处理单元的反应条件通常为：反应温度350～450℃，优选380～440℃，反应压力5.0～18.0mpa，优选10.0～18.0mpa，氢油体积比500～2000，优选600～1500，液时体积空速0.1～5.0h-1
，优选0.2～2.0 h-1
。
16.上述用于加工原油的组合工艺中，所述第二重馏分和第一渣油分馏点为450～550℃，优选为480～550℃。
17.上述用于加工原油的组合工艺中，所述溶剂脱沥青可以采用本领域现有常规技术，所用的溶剂包括c3～c7的烷烃或石脑油馏分至少一种，操作条件为：温度为80～200℃，优选100～160℃，压力为2.0～6.0mpa，优选3.0～5.0mpa，溶剂体积比为1.0～10.0，优选3.0～8.0。油相重量收率控制在40%-80%，同时油相中金属含量不大于120μg/g。
18.上述用于加工原油的组合工艺中，所述催化裂解装置中使用的催化裂解催化剂中包括沸石、无机氧化物以及任选的粘土，以所述催化裂解催化剂的总重量计，沸石的含量为10～50wt%，无机氧化物的含量为5～90wt%，粘土的含量为0～70wt%。催化裂解催化剂中的活性组分选自含或不含稀土的y型或hy型沸石、含或不含稀土的超稳y型沸石、具有mfi结构的沸石中的至少一种。
19.上述用于加工原油的组合工艺中，第一提升管反应器的反应温度500～780℃，优选的为580～700℃；所述水蒸汽与进料的质量比为0 .05: 1～1:1，优选为0 .15:1～0 .5:1，反应压力为0.10～1.0mpa，优选0.10～0.5mpa，与催化剂接触时间0.1～15.0秒，优选0.5～5.0秒。
20.上述用于加工原油的组合工艺中，第二提升管反应器的反应温度比第一提升管反应器的反应温度高10～50℃，优选30～50℃，所述水蒸汽与进料的质量比为0 .05: 1～1:1，优选为0 .15:1～0.5:1，反应压力为0.10～1.0mpa，优选0.10～0.5mpa，与催化剂接触时间0.1～15.0秒，优选0.3～5.0秒。
21.本发明第二方面提供一种用于加工原油的组合系统，所述组合系统包括：闪蒸单元，其用于接收并处理原油，处理后得到第一轻馏分和第一重馏分；沸腾床加氢处理单元，其用于接收来自闪蒸单元的第一重馏分和氢气，在沸腾床加氢催化剂作用下进行反应；第一分馏单元，其用于接收并处理来自沸腾床加氢处理单元的反应流出物，分离后得到气体、第一轻石脑油、第一重石脑油、第二重馏分、第一渣油；溶剂脱沥青单元，其用于接收溶剂和来自第一分馏单元的第一渣油，处理后得到油相和脱油沥青；催化裂解装置，所述催化裂解装置包括第一提升管反应器、第二提升管反应器、沉降器、再生器和旋风分离器；其中，第一提升管反应器设置有两个进料口，其中，第一进料口设在第一提升管反应器的底部，第二进料口设在第一进料口的上方；其中，来自溶剂脱沥青单元的油相通过第一进料口进料至第一提升管反应器，与来自第二提升管反应器反应后的催化剂接触进行反应，第二重馏分通过第二进料口进料至第一提升管反应器，与油相反应后物料一起继续进行反应；来自闪蒸单元的第一轻馏分和来自第一分馏单元第一轻石脑油混合后进料至第二提升管反应器进行反应，反应流出物进入旋风分离器进行分离，分离得到的反应后催化剂经管线进入到第一提升管反应器底部，分离得到的油相进入第一提升管反应器上部的沉降器；第二分馏单元，其用于接收来自沉降器的油气物料，分离后得到低碳烯烃混合气体、第二轻石脑油、第二重石脑油、循环油和油浆。
22.再生器，其用于接收来自沉降器底部的含有待再生催化剂物料，处理后得到的再
生催化剂经管线输送至第一提升管反应器和第二提升管反应器。
23.上述用于加工原油的组合系统中，第一提升管反应器的第二进料口与第一进料口之间的距离占第一提升管反应器高度的1/25～1/4，优选为1/15～1/8。
24.与现有技术相比，本发明所述用于加工原油的组合工艺和系统具有以下优点：1、本发明组合工艺中，催化裂解装置中的第一提升管反应器设置有两个进料口，其中来自溶剂脱沥青单元的油相通过第一进料口与来自第二提升管反应器的反应后催化剂（有部分焦炭的，活性较低）在相对缓和的条件下在第一提升管反应器入口处先进行裂解反应，将较大烃类分子裂解成相对较小的烃类，避免了油相中的大分子稠环芳烃直接吸附到催化剂上进而导致催化剂的快速失活。而将第二重馏分和活性较高的再生催化剂从第二进料口进入第一提升管反应器，与从第一提升管反应器下部反应后的油剂混合，在高活性催化剂作用下进一步发生裂解反应。本发明组合工艺中通过分段进料和不同活性催化剂的合理利用，降低c1/c2等干气和焦炭收率，提高目的产品选择性，同时延长装置运转周期。
25.2、本发明组合工艺中，通过设置单独的第二提升管反应器对第一轻石脑油和闪蒸轻馏分进行催化裂解处理，可根据烃类组成差异针对性地设定反应条件，实现石脑油定向转化成烯烃化工原料，同时反应后的催化剂活性略微降低，比较适宜与较重的脱沥青后的油相在第一提升管反应器入口段进行缓和裂化，实现不同活性催化剂的分级利用。
26.3、本发明组合工艺中，将催化裂解装置得到的循环油和催化油浆分别循环到沸腾加氢处理单元和溶剂脱沥青装置，增大反应过程中传质效率，同时实现原油中各组分的全部转化，提高转化率，尽可能多地将原油转化成高价值化工产品。
27.4、本发明工艺流程大为简化，相对于传统炼厂原油加工流程，即常减压-固定床加氢裂化-催化裂化等系列加工流程，可将原油直接生产化工产品的转化率大幅提高，显著提高炼厂经济效益。
附图说明
28.图1为用于加工原油组合工艺和系统示意图。
29.其中1-原油，2-闪蒸单元，3-第一轻馏分，4-第一重馏分，5-沸腾床加氢处理单元，6-第一分馏单元，7-气体，8-第一轻石脑油，9-第一重石脑油，10-第二重馏分，11-第一渣油，12-溶剂脱沥青单元，13-油相，14-脱油沥青，15-第一提升管反应器下部反应区，16-第一提升管反应器上部反应区，17-沉降器，18-再生器，19-混合轻石脑油，20-第二提升管反应器，21-旋风分离器，22-第二分馏单元，23-低碳烯烃混合气体，24-第二轻石脑油，25-第二重石脑油，26-循环油，27-催化油浆。
30.图2为对比例1用于加工原油组合工艺和系统示意图。
31.图3为对比例2用于加工原油组合工艺和系统示意图。
具体实施方式
32.下一步通过实施例并结合附图进一步描述本发明的技术特点，但这些实施例不能限制本发明。
33.如图1所示，本发明提供一种用于加工原油的组合工艺，所示组合工艺内容如下：原油1进入闪蒸单元2中闪蒸处理，得到第一轻馏分3和第一重馏分4；第一重馏分4进料至沸
腾床加氢处理单元5，在氢气和沸腾床加氢催化剂存在下，反应流出物经第一分馏单元6后得到气体7、第一轻石脑油8、第一重石脑油9、第二重馏分10和第一渣油11；第一渣油11和溶剂一起进料至溶剂脱沥青单元12，处理后得到油相13和脱油沥青14；将油相通过第一进料口进料至催化裂解装置中的第一提升管反应器下部反应区15，与来自第二提升管反应器20反应后的催化剂接触进行反应；第二重馏分10通过第二进料口进料至催化裂解装置中的第一提升管反应器，与油相反应后物料一起继续在第一提升管反应器上部反应区16进行反应；第一轻馏分3、第一轻石脑油8以及第二轻石脑油24混合成物流19，物流19至催化裂解装置中的第二提升管反应器20进行反应，反应流出物经旋风分离器21分离后得到的反应后催化剂输送到第一提升管反应器底部参与反应，分离后得到的油气相与第一提升管反应器流出物一起经沉降器17分离后进入第二分馏单元22进行分馏，得到低碳烯烃混合气体23、第二轻石脑油24、第二重石脑油25、循环油26和油浆27，所示循环油26循环回沸腾床加氢反应单元，油浆27循环回溶剂脱沥青单元12。
34.本发明实施例和对比例中使用原油的基本性质，见表1。
35.表1 原油的基本性质实施例1本实施例采用图1所示的工艺流程图进行，其中原油经闪蒸单元后，第一重馏分的初馏点为210℃；沸腾床加氢单元设置两个沸腾床反应器，以串联方式连接，反应压力16mpa，氢油体积比800，其中第一反应器反应温度410℃，液时体积空速0.35 h-1
，第二反应器反应温度420℃，液时体积空速0.4h-1
。两个反应器中装填的催化剂相同，均为抚顺石油化工研究院研发的fes-30催化剂；溶剂脱沥青单元选择正丁烷溶剂，抽提温度135℃，压力4.0mpa，剂油体积比5.0；催化裂解单元第一提升管反应器下部反应区15的反应温度560℃，重时空速为160h-1
，水蒸汽与进料的质量比为0.2:1，反应压力为0.2mpa，第一提升管反应器上部反应区的反应温度600℃，第二提升管反应器反应温度650℃，重时空速为4.0h-1
，剂油比40，催化裂解催化剂选用mmc-2催化剂，反应结果见表1。
36.实施例2与实施例1采用相同的流程，不同之处在于反应条件有所不同，沸腾床加氢单元反应压力18mpa，氢油体积比1000，其中第一反应器反应温度410℃，液时体积空速0.35 h-1
，第二反应器反应温度430℃，液时体积空速0.4h-1
。溶剂脱沥青单元选择正丁烷溶剂，抽提温度130℃，压力4.0mpa，剂油体积比6.0；催化裂解单元第一提升管反应器下部反应区15的反应温度580℃，重时空速为160h-1
，水蒸汽与进料的质量比为0.2:1，反应压力为0.2mpa，第一提升管反应器上部反应区的反应温度620℃，第二提升管反应器反应温度650℃，重时空速为4.0h-1
，剂油比40，催化裂解催化剂选用mmc-2催化剂，反应结果见表1。
37.对比例1本对比例采用图2所示的工艺流程图进行，对比例1与实施例1的区别主要为催化裂解第一提升管不设第二进料口，第二重馏分10和溶剂脱沥青单元12处理后的油相13直接进到催化裂化装置的第一提升管，其他工艺流程同实施例1，反应结果见表2。
38.对比例2本对比例采用图3所示的工艺流程图进行，对比例2与实施例1的区别在于不设溶剂脱沥青单元，沸腾床加氢生成油经第一分馏单元6后得到干气7、第一轻石脑油8、第一重石脑油9和第二重馏分11，催化裂解第一提升管不设第二进料口，第二重馏分11直接进到催化裂化装置的第一提升管，其他工艺流程同实施例1，反应结果见表2。
39.表2 反应结果