高液收延迟焦化工艺(ADCP)研究

改善延迟焦化装置进料性质、延长加热炉的运行周期、提高液体产品收率是延迟焦化工艺的发展方向。利用一套装置的一个加热炉把浅度和深度热裂化反应结合起来加工劣质重油可优化延迟焦化工艺的产品收率。在中试装置上考察了重油浅度热裂化后作为焦化加热炉辐射段进料对延迟焦化产品分布和性质的影响,结果表明:在相同工艺条件下,重油经浅度热裂化反应其黏度降低80.65%后的混合油气作为辐射段进料,焦化液体产品收率提高1.64百分点,其中柴油收率提高2.07百分点,产品性质与常规工艺无明显不同,不会对后续加工过程产生影响。     

重油浅度热裂化反应深度对延迟焦化过程的影响

为了提高延迟焦化的液体产品收率,中国石化洛阳工程有限公司对现有工艺进行改进,把浅度热裂化反应和深度热裂化反应有机地结合在一起,开发出了ADCP新工艺。在新研制的减黏-焦化-连续蒸馏联合试验装置上考察了劣质重油浅度热裂化深度对焦化产品分布的影响。结果表明,当重油的减黏率分别为33.03%,52.43%,78.21%时,与常规工艺相比,液体产品收率分别提高了0.48,0.97,1.71百分点,其中轻质油收率分别提高了1.04,1.11,2.19百分点,轻质油收率的提高主要体现在柴油馏分收率提高上,而焦化汽油、柴油和蜡油等产品的性质与常规工艺的产品无明显区别,不会影响各产品的后续加工过程。     

催化裂化油浆作为补热剂对延迟焦化工艺的影响

针对延迟焦化装置掺炼催化裂化(FCC)油浆及如何提高延迟焦化反应温度的问题,提出了FCC油浆作为补热剂的延迟焦化工艺。即在现有的延迟焦化装置中单独设置油浆进料系统及加热炉,加热后油浆在延迟焦化装置转油线处与减压渣油混合。该工艺不仅可以使油浆加热到更高的温度作为补热剂使用,而且避免了传统工艺中油浆与减压渣油混合后对泵和炉管磨损的问题,可明显提高进焦炭塔原料的温度,进而提高了延迟焦化液体产品收率、降低焦炭产率及改善焦化蜡油品质。中试结果表明:FCC油浆作为补热剂的延迟焦化工艺,其液体产品收率增加0.85百分点,焦炭产率降低0.91百分点,焦化蜡油性质得到明显改善,其馏程中95%点由467℃降低至457℃,经济效益得到提高。     

重油浅度热裂化反应深度对延迟焦化过程的影响

为了提高延迟焦化的液体产品收率,中国石化洛阳工程有限公司对现有工艺进行改进,把浅度热裂化反应和深度热裂化反应有机地结合在一起,开发出了ADCP新工艺。在新研制的减黏-焦化-连续蒸馏联合试验装置上考察了劣质重油浅度热裂化深度对焦化产品分布的影响。结果表明,当重油的减黏率分别为33.03%,52.43%,78.21%时,与常规工艺相比,液体产品收率分别提高了0.48,0.97,1.71百分点,其中轻质油收率分别提高了1.04,1.11,2.19百分点,轻质油收率的提高主要体现在柴油馏分收率提高上,而焦化汽油、柴油和蜡油等产品的性质与常规工艺的产品无明显区别,不会影响各产品的后续加工过程。     

延迟焦化过程掺炼催化裂化油浆进料方式的影响

在延迟焦化中型装置上,采用相同的原料,在焦炭塔塔顶操作压力、加热炉注汽量、循环比等工艺条件基本相同的情况下,对催化裂化油浆直接掺炼到减压渣油中(常规工艺)与催化裂化油浆和减压渣油分别加热后再混合(新工艺)两种进料方式进行试验研究,对两种进料方式下的产品分布及产品性质进行对比。结果表明:与常规工艺相比,新工艺可提高焦炭塔内重油的反应深度,具有提高液体产品收率及降低焦炭产率的技术优势;采用新工艺时气体产率增加了0.16百分点,汽油馏分和柴油馏分收率分别增加了0.23和0.56百分点,焦化蜡油收率降低了0.35百分点,焦炭产率降低了0.64百分点,从而使轻油收率增加了0.79百分点,液体产品收率增加了0.44百分点;在产品性质方面,气体、汽油馏分、柴油馏分和焦炭的性质变化不大,而焦化蜡油的性质则有所改善。     

响应面分析法优化掺炼乙烯裂解焦油的延迟焦化研究

研究了减压渣油掺炼乙烯裂解焦油的延迟焦化工艺。采用响应面分析法确定了对延迟焦化液体收率影响显著的因素,获得了延迟焦化掺炼乙烯裂解焦油的优化工艺条件为焦化反应温度为517℃,掺炼比为20%,焦化反应时间为175min。在此工艺条件下,液体收率可以达到74.16%,较单独采用减压渣油为延迟焦化原料时,液体收率增加7.49个百分点。掺炼乙烯裂解焦油后,对焦化汽油馏分中,正己烷等直链饱和烃类增加,芳香烃类的含量有所增加,而正壬烷等直链饱和烃类有所减少;焦化柴油中的饱和烃类含量基本不变,而芳香烃含量增加,尤以中芳烃的增加量最为明显,增加19.42个百分点,胶质含量减少6.66个百分点。     

一种基于结构导向集总的延迟焦化动力学模型

采用22个新结构向量描述渣油分子,构建了7 004种渣油分子集总,结合模拟退火算法提出了一种模拟计算渣油分子组成的方法.制定了92条反应规则用以描述渣油延迟焦化的分子反应行为.在对工业化延迟焦化工艺进行一定程度简化和假设的基础上,建立了一个用以预测延迟焦化产物分布的结构导向集总模型.比对模型预测结果与小试试验结果发现,用建立的模型预测不同原料在不同工艺条件下的延迟焦化产物分布可靠性较好.模型计算结果表明,焦化温度上升10℃,液体收率平均提高2.5个百分点,相当于原料n(H)/n(C)提高0.15;循环比下降0.15,液体收率平均提高3.5个百分点,相当于原料残炭值下降5个百分点;反应压力下降0.03 MPa,液体收率平均提高0.6个百分点.     

利用添加剂提高延迟焦化液体产品收率的研究

通过实验室小型焦化评价装置考察了金属化合物、富芳组分和自由基生成剂等3种添加剂对延迟焦化液体产品分布的影响，发现不同添加剂对提高液体产品收率的效果和机理不同，其中富芳组分催化裂化油浆在掺兑量（w）小于10%时对焦化原料反应产物分布影响不大，掺10%时液体产率略增；自由基生成剂四氢萘添加后抑焦效果明显，焦炭产率降低1.32百分点，液体产品收率提高5.21百分点,但其成本高,不宜推广应用；综合考虑，具有应用前景的是金属化合物添加剂，液体收率可提高1.2百分点。     

单程焦化—溶剂抽提组合工艺试验

本文提出了单程焦化－溶剂抽提组合新工艺。与常规延迟焦化相比，单程焦化可大大提高焦化装置处理能力，增加液体产物收率，降低焦炭产等。管输原油渣油中型试验结果表明，液收增加５．０７个百分点，焦炭减少３．３５个百分点。但单程焦化蜡油占液体产物的比例增加，且质量更差。     

减压渣油溶剂脱沥青-焦化总液体收率的研究

以减压渣油为原料采用溶剂脱沥青过程，得到了不同m（H）／m（C）的脱油沥青，利用重油热加工精确评价装置，对4种焦化原料进行焦化行为研究，研究不同W／（H）／m（C）的沥青的焦化行为和产品分布。结果表明：随着焦化原料W／（H）／m（C）的增加，瓦斯气收率变化不大，馏出油收率明显增加，残渣油收率明显降低，m（H）／m（C）每增加1个百分点，馏出油收率增加10个百分点，残渣油收率降低10个百分点；饱和分、芳香分、胶质含量能够显著影响液体油品的收率。对于溶剂脱沥青一焦化组合工艺，在溶剂脱沥青过程中，提高脱沥青油的抽出率，组合工艺的总液体油品收率就会增加，在可实现的范围内，脱沥青油抽出率每提高20个百分点左右，则总的液体油品收率增加5个百分点左右；对实验数据进行回归分析，得到了实验所用渣油焦化转化率的数学归纳式。     

焦炭塔上进料方式对延迟焦化过程的影响

在延迟焦化中型试验装置上考察了焦炭塔进料方式对延迟焦化过程的影响。结果表明:在操作条件基本一致的情况下,焦炭塔采用上进料方式与常规进料方式相比,干气产率略有降低,焦炭产率减少明显;在循环比0.50左右的条件下,液体产品产率提高了0.87百分点,其中焦化蜡油产率显著提高;通过对焦炭塔两种进料方式下的产品性质分析发现,焦化汽油、焦化柴油的性质基本一致,但上进料方式下的焦化蜡油性质略差,主要表现在密度、残炭、硫含量、金属含量有所升高,馏程变重,其50%和95%馏出温度分别高出15℃和16℃。     

延迟焦化装置分馏塔塔底防结焦技术改造

针对中国石化天津分公司延迟焦化装置分馏塔塔底的结焦问题,采用蜡油与焦炭塔油气直接换热的方法,对装置进行了改造。结果表明,改造后分馏塔蒸发段温度提高了１０℃;蜡油残炭质量分数增加了０．２０５个百分点,密度增加了６．７５ｋｇ／ｍ３,表明改造后蜡油质量略有降低;装置循环比平均值下降了０．０８个百分点,加工量提高了１３５ｔ／ｄ,液体收率增加了１．１８个百分点,装置经济效益得到提高。     

降低焦炭塔操作压力对焦化过程的影响

考察了降低焦炭塔操作压力对延迟焦化过程的影响。中试结果表明：在炉出口温度、注汽量、循环比等操作条件基本一致的情况下,当焦炭塔的操作压力由0.195MPa降低到0.115MPa时,气体和焦炭的产率降低,液体产品收率提高且表现在焦化蜡油收率的提高上,二者分别提高了2.03百分点和4.64百分点;随着操作压力的降低,焦化汽油和焦化柴油的性质基本一致,但焦化蜡油性质变差,主要表现在密度、残炭、沥青质、氮含量及金属等均有所升高,95%馏出温度提高14℃;石油焦的挥发分呈降低趋势。     

减压渣油掺炼煤焦油的共焦化性能研究

在延迟焦化实验室装置上,考察了减压渣油掺炼煤焦油的焦化性能。结果表明,在500℃下反应4 h,掺炼30%(占混合原料的质量分数)煤焦油的混合原料其总液体收率较仅以减压渣油为原料时提高5.53个百分点,柴油、蜡油馏分收率分别提高2.31,2.58个百分点,同时焦化汽油及柴油的硫、氮含量降低。热重分析表明,减压渣油和煤焦油的共热解存在一定的协同作用,掺炼煤焦油能够促进渣油的热裂解。     

比大循环比操作更有效的降低蜡油收率的延迟焦化技术

提出了有别于大循环比操作方式且更有效的降低蜡油收率的延迟焦化技术：在现有延迟焦化装置的基础上，增加焦化蜡油补人原料系统的设施，改变普通延迟焦化操作方式，在一个焦炭塔操作周期的后期一段时间内，通过切换焦化蜡油为装置进料，提高加热炉出口温度10～20℃，实现焦化蜡油深度热裂化，提高其单程转化率。该方法与循环比为0．8的普通延迟焦化操作相比，焦化蜡油收率下降到2．89％，焦化汽油收率增加了2．8个百分点，焦化柴油收率增加了4．7个百分点，焦炭加富气收率下降了2．46个百分点，焦炭的挥发分下降了1．49个百分点，综合能耗降低了82MJ／t。