[发明专利]改进的流化床焦化工艺

说明书

发明范围

本发明涉及一种改进的流化床焦化工艺，其中将渣油原料送入由蒸汽短接触时间反应器组成的第一段，所述反应器有流化热颗粒的水平移动床。在与热颗粒接触时，碳质材料沉积在热颗粒上，同时生成蒸汽产物。将含有碳质沉积物的热颗粒送入第二段流化床焦化工艺。

发明背景

虽然炼油厂生产各种各样的产品，但是最想要的产品是运输燃料：汽油、柴油和喷气燃料，以及轻质取暖用油，所有这些产品都是大吨位高价值产品。虽然轻质取暖用油不是运输燃料，但是它们的烃类组分是可与柴油和喷气燃料互换的，主要在其添加剂方面有所不同。因此，由于经济上的原因，石油炼厂的一个主要目标是将更多的原油转化成运输燃料。由于原油的硫含量、金属含量以及密度不断增加，预计原油的质量会慢慢变差。密度越大意味着原油中有更多的组分在约560℃以上沸腾，因此含有更高数量的康氏残炭和/或金属组分。历史上，这一高沸点材料、即渣油用作重质燃料油，但是由于更加严格的环保要求，这种重质燃料油的需求量不断减少。这样就使炼油厂更加重视将所有的原油加工成更有价值的较低沸程的产品。

目前，焦化工艺是炼油厂将重质原料如渣油转化成更有价值的较低沸程产品的主要工艺，但是为了得到优化数量的汽油和馏分油沸程产品，同时又不生成超过希望数量的焦炭和轻质气体，焦化工艺通常是太苛刻的。在焦化以前，希望首先蒸馏、即汽化渣油中挥发性材料，以便得到更高产率的所希望的运输燃料产品。

在工业上最常用的两类焦化是延迟焦化和流化床焦化。在延迟焦化中，将渣油在加热炉中加热，然后送入维持在约415至540℃的大型焦化塔中。在这样的温度下、在焦化塔中长时间停留过程中，渣油转化成焦炭。液体产物从塔顶取出，以便回收“焦化汽油”、“焦化瓦斯油”以及焦化气体。传统的流化床焦化工艺装置通常包括焦化反应器和燃烧塔。将石油原料送入装有热固体，优选焦炭的流化床焦化反应器，并均匀地分布在所述的焦炭颗粒的表面上，在表面上石油原料裂化成蒸汽产物和碳质材料，后者沉积在所述的颗粒上。蒸汽产物通过旋风分离器，除去大部分夹带的焦炭颗粒。然后将蒸汽产物送入洗涤段，在那里除去剩余的焦炭颗粒，并使产物冷却，以便使重质液体冷凝。生成的油浆通常含有约1至约3％(重量)焦炭颗粒，将它循环到焦化段，以便将它全部转化。

焦化段中的焦炭颗粒向下流动到焦化反应器底部的汽提段，在那里用汽提气体例如水蒸汽从焦炭颗粒中或焦炭颗粒之间除去间隙产物蒸汽，以及从焦炭颗粒中除去某些被吸附的液体。然后焦炭颗粒向下流过立管并进入提升管，在那里使焦炭颗粒移动到燃烧塔，将充足的空气送入燃烧塔，以便至少烧掉一部分焦炭，同时使剩余的焦炭加热，以满足焦化段的热量需要，未燃烧的热焦炭在焦化段中循环。超过在燃烧塔中消耗掉的净生成焦炭作为焦炭产品被取出。

虽然流化床焦化已取得巨大的工业成功，但是在工业上仍然对可进一步提高液体产物产率、液体产物质量或者两者的各种焦化方法有需求。

发明概述

根据本发明，提供了一种将康氏残炭含量至少为约5％(重量)的重质烃类原料转化成较低沸程产品的两段工艺；该方法包括：

(a)通过将原料送入所述的第一段，将原料部分地转化成较低沸程的产品，所述的第一段有一个或多个由流化热颗粒的水平移动床组成的蒸汽短接触时间反应器，在反应器中，当原料与热颗粒接触时生成蒸汽相产物，同时碳质材料沉积在热颗粒上，所述的第一段在以下条件下操作：(i)温度约450至约700℃；(ii)在独立控制固体停留时间和蒸汽停留时间的条件下，其蒸汽停留时间小于约2秒，而固体停留时间为约5至约60秒；以及

(b)所述的部分转化的原料在第二段中进一步转化成较低沸程的产品，第二段由有焦化反应器和燃烧塔的流化床焦化工艺装置组成，所述的焦化反应器包括焦化段、在焦化段上方用于收集蒸汽相产物的洗涤段以及在焦化段下方用于从焦化段向下流过的颗粒中汽提出烃类的汽提段，所述的第二段按如下操作：

(i)所述的第一段的蒸汽相产物通过所述的流化床焦化工艺装置的洗涤段，在那里除去夹带的颗粒，并作为塔顶产物收集转化产物；

(ii)收集来自洗涤段的、平均沸点等于或小于约510℃的轻质产物流；

(iii)收集来自洗涤段的平均沸点大于约510℃的产物流；

(iv)使来自第一段的、其上沉积有碳质材料的颗粒通入流化床焦化工艺装置的焦化段、通过汽提段，在汽提段用汽提气体将烃类汽提出；