[发明专利]一种重油深度轻质化-合成气联产的方法及装置

说明书

本发明提供一种重油深度轻质化‑合成气联产的方法及装置，采用内部具有烧焦段、裂解段以及气化段的耦合反应器，烧焦段通过降料系统与裂解段连通，裂解段与气化段连通，方法包括：使重油原料进入裂解段与流化焦粉接触，生成轻质油气和焦粉颗粒；焦粉颗粒经排出耦合反应器并输送至烧焦段进行烧焦处理，一部分未完全烧焦焦粉颗粒下行返回裂解段，另一部分未完全烧焦焦粉颗粒输送至气化段生成合成气；合成气上行至裂解段与轻质油气合并后实施分离处理并对输出的净化油气产物实施油气分馏，收取轻质油和合成气产品。该方法通过对重油原料裂解反应中生成的焦炭的循环路径进行优化，降低了裂解反应的能耗，提高了轻质油的品质和收率。

技术领域

本发明涉及一种重油深度轻质化-合成气联产的方法及装置，属于石油加工技术领域。

背景技术

随着原油重质化与劣质化，劣质重油(稠油、超稠油、油砂沥青、减压渣油、油浆、脱油沥青等)产量剧增。劣质重油通常具有H/C比低，硫、氮及重金属含量高，残炭值大等特点，内部富集的残炭与沥青质组分导致重油在加工过程中生焦倾向严重。由于催化剂失活、氢耗高与长周期操作等问题，直接采用催化裂化或催化加氢等手段难以满足大量劣质重油的直接加工处理需求。采用溶剂脱沥青、减粘裂化、催化裂化、加氢处理与延迟焦化等技术组合的方式加工劣质重油，与一步法重油加工技术相比，总体工艺流程较长，投资成本也较高。

其中，延迟焦化工艺作为当前广泛应用的劣质重油加工技术，存在炉管结焦、除焦过程环保压力大、液收低等问题。此外，延迟焦化工艺副产大量的固体焦，特别是高硫焦的价值较低，最新出台的环保要求对硫含量3％的高硫焦采取限制出厂措施。国内部分炼厂将延迟焦化产生的石油焦用于循环流化床燃烧发电或气化多联产工艺，实现焦炭的转化利用。重油先转化为低活性的石油焦，然后通过冷却、研磨并再次加热转化，但总体工艺流程复杂，效率较低。

此外，由于劣质重油原料具有较低的H/C原子比，因此必须通过加氢过程才能最大化生产轻质油品，并满足清洁油品的质量要求，故而，炼厂在加工劣质重油过程中氢源缺乏问题更加突出，催化重整等工艺过程产生的氢气不足以满足油品清洁化生产的氢气需求。劣质重油的直接气化虽然可将重油直接转化为合成气等小分子，但没有充分利用重油中赋存的油气分子与氢元素，也在一定程度上造成重油的资源浪费。

针对上述一系列问题，许多研究者提出相应的短流程技术方案用于劣质重油加工转化。Exxon公司开发的以流化焦粉作为重油裂解反应床料的灵活焦化系列工艺就是其中一种。

灵活焦化工艺以焦粉作为重油裂解反应热载体，生成的焦炭附着在焦粉表面，要输送到气化/燃烧反应器中去除，因此反应中焦炭物料要在焦化、燃烧与气化等反应器之间返料，不仅增加了焦炭物料在多个反应器之间的返料操作难度，更是增加了裂解反应的能耗。

发明内容

本发明提供一种重油深度轻质化-合成气联产的方法，该方法通过对重油原料裂解反应中生成的焦炭的循环路径进行优化，不仅提高了焦炭的利用价值，降低了裂解反应的能耗，更是提高了轻质油的品质和收率，同时，降低了工艺操作难度。

本发明还提供一种实现上述方法的装置。

为实现上述目的，一方面，本发明提供一种重油深度轻质化-合成气联产的方法，采用内部具有相互导通的烧焦段、裂解段以及气化段的耦合反应器，所述烧焦段的底部通过降料系统与所述裂解段的顶部连通，所述气化段的顶部至所述裂解段的底部单向导通，所述方法包括：

使重油原料进入所述耦合反应器中部的裂解段与流化焦粉接触发生裂解反应，生成轻质油气和焦粉颗粒；

所述焦粉颗粒经所述裂解段排出所述耦合反应器并输送至所述耦合反应器上部的烧焦段进行烧焦处理，所述烧焦段内未完全烧焦的焦粉颗粒分为两部分，一部分焦粉颗粒通过所述降料系统下行返回所述裂解段参与对所述重油原料的裂解，另一部分焦粉颗粒排出所述耦合反应器并输送至所述耦合反应器下部的气化段发生气化反应生成合成气；