阅读说明：本技术 一种化工型炼油系统及炼油工艺 (Chemical oil refining system and oil refining process ) 是由 门存贵 李大鹏 黄传峰 任健 蒋中山 于 2018-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种化工型炼油系统及炼油工艺。在炼油中技术引入介观尺度的微界面化学反应与传递过程协同强化新理念,开发了以重油乳化床加氢与馏份油乳化固定床加氢在线集成的核心加工技术,同时针对市场发展趋势,耦合集成了生产全化工产品的炼油新工艺,具有原料适应性强、工艺流程短、投资和生产成本低、能效和资源利用率高、清洁环保等优势。根据本发明所公开的工艺和方法,未来化工型炼油厂无需建设催化裂化、加氢裂化、延迟焦化、重油加氢预处理等加工装置,同时实现全化工产品的生产,是未来石油加工行业应对新能源冲击时转型发展的新方向。(The invention discloses a chemical oil refining system and an oil refining process. The technology introduces a new concept of synergistic reinforcement of a mesoscale micro-interface chemical reaction and a transfer process in oil refining, develops a core processing technology of on-line integration of heavy oil emulsion bed hydrogenation and distillate oil emulsion fixed bed hydrogenation, simultaneously couples and integrates a new oil refining process for producing a full chemical product aiming at the market development trend, and has the advantages of strong raw material adaptability, short process flow, low investment and production cost, high energy efficiency and resource utilization rate, cleanness, environmental protection and the like. According to the process and the method disclosed by the invention, the future chemical oil refineries do not need to build processing devices such as catalytic cracking, hydrocracking, delayed coking, heavy oil hydrogenation pretreatment and the like, and the production of full chemical products is realized, so that the process and the method are a new direction for the transformation development of the petroleum processing industry in response to new energy impact in the future.)

一种化工型炼油系统及炼油工艺

技术领域

本发明属于石油化工领域，涉及一种石油炼制的全新技术，尤其是一种化工型炼油系统及炼油工艺。

背景技术

石油炼制工业可生产汽油、煤油、柴油、BTX、烯烃等燃料和化学工业原料，是国民经济最重要的支柱产业之一，关系着国家的经济命脉和能源安全，在国民经济、国防和社会发展中具有极其重要的地位和作用。

炼油技术发展到今天，整体比较成熟。但随着技术进步、环保水平的提升，清洁的新能源行业越来越受到行业和社会的重视。一方面，新能源车的快速发展，未来对车用油市场可能造成严重的冲击；另一方面，因为燃料油税负过重，大大削弱了成品油的利润。因此，未来炼油厂亟需要转型发展，生产全化工品的炼油厂将是未来的发展趋势，其关键就是开发出具有较低成本的新加工工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有原料适应性强、工艺流程短、投资和生产成本低、能效和资源利用率高、清洁环保等优势的化工型炼油系统及炼油工艺。

为达到上述目的，本发明采用的炼油系统包括带有原油入口的常压蒸馏装置，常压蒸馏装置下端的常压渣油、催化剂、氢气系统来的氢气通过管路与乳化床加氢反应装置的入口相连，乳化床加氢反应装置反应后的产物进入在线分离系统，在线分离系统分离的液相产物进入减压蒸馏装置进行液固分离，从减压蒸馏装置底部抽出的含固体物质的尾油去制氢装置，从减压蒸馏塔侧线抽出减压馏份油与常压蒸馏装置侧线抽出的直馏柴油、在线分离系统分离的气相产物以及氢气系统来的氢气一并进入乳化固定床加氢装置，经乳化固定床加氢装置反应后的产物进入分离系统的气液分离器进行气液分离，分离出的气体混合物进入气气分离装置得到干气、LPG和经循环氢压缩机进入氢气系统的未反应的氢气，分离出的液体混合物进入分馏塔，得到石脑油、轻柴油、重柴油和蜡油，重柴油和蜡油返回到乳化固定床加氢装置，石脑油、轻柴油和常压蒸馏装置得到的直馏石脑油进入芳烃联合装置生产芳烃和副产余油，常压蒸馏装置得到的直馏石脑油、LPG、蜡油以及副产余油进入蒸汽裂解装置生产烯烃，副产裂解油进入芳烃联合装置生产芳烃。

所述的乳化固定床加氢装置包括沿物流方向设置的串联的乳化固定床加氢精制反应器和乳化固定床加氢裂化反应器。

本发明的炼油工艺包括：

a、原油进入常压蒸馏装置，在常压蒸馏塔的塔顶抽出直馏石脑油，侧线抽出直馏柴油，塔底抽出常压渣油；

b、常压渣油与颗粒催化剂、氢气系统来的氢气一并进入乳化床加氢装置，在乳化床加氢装置中进行高效加氢反应，操作条件为压力2～14MPa、温度400℃～470℃、空速为0.5～2.0h^-1、氢油比为定量供氢，反应产物进入在线分离系统，分离产生气相产物和含有固体物质的液相产物；

c、所述步骤b)在线分离的液相产物进入减压蒸馏装置进行液固分离，从减压蒸馏塔侧线抽出减压馏份油，从塔底抽出含固体物质的尾油作为气化原料去制氢装置；

d、步骤c)减压蒸馏塔侧线抽出减压馏份油与步骤a)常压蒸馏装置侧线抽出的直馏柴油、步骤b)在线分离的气相产物以及氢气系统来的氢气一并进入乳化固定床加氢装置，通过下进上出的方式，先后经过串联的乳化固定床加氢精制反应器和乳化固定床加氢裂化反应器进行加氢反应，操作条件为压力2～14MPa、温度300℃～420℃、空速为1.0～2.0h^-1、氢油比为定量供氢，反应后的产物进入分离系统进行气液分离；

e、乳化固定床加氢装置的反应产物进入分离系统后，先由气液分离装置进行气液分离，分离出的气体混合物进入气气分离装置得到未反应的氢气、干气和LPG，未反应的氢气经循环氢压缩机进入氢气系统；分离出的液体混合物进入分馏塔，得到石脑油、轻柴油、重柴油、蜡油；

f、步骤e)所得的重柴油和蜡油返回到乳化固定床加氢装置，进入到乳化固定床加氢裂化反应器将其转化石脑油和轻柴油；

g、步骤a)所得的直馏石脑油和步骤e)所得石脑油、轻柴油进入芳烃联合装置生产芳烃，副产抽余油；

h、步骤a)所得的直馏石脑油、步骤e)所得的LPG、蜡油以及步骤g)所得抽余油进入蒸汽裂解装置生产烯烃，副产裂解油；

i、步骤h)所得的裂解油进入芳烃联合装置生产芳烃。

所述的步骤b)乳化床加氢装置所采用的催化剂为铁系或钼系催化剂，催化剂粒径分布范围10～300μm。

所述的乳化床加氢装置和乳化固定床加氢装置中作为分散相的氢气微气泡尺寸介于10～1000μm，气-液相界面积2000～20000m²/m³。

所述的乳化床加氢装置能够加工高金属含量、高沥青质含量、高含固、高残炭、高硫氮含量的重油，重油中硫含量0.1～8wt％，氮含量0.1～1.0wt％，固含量0.01～1wt％，金属(Fe+Ni+V)含量10～2000ppm，沥青质含量0.1～25wt％，残炭含量1～40wt％。

所述的乳化床加氢装置重油总转化率为85％～99％，沥青质转化率75％～95％，氢耗1～3wt％；总液收85-95wt％，尾油产率2-6wt％，所述的总液收中，石脑油馏分占比为5-15wt％，柴油馏分占比为30-40wt％，蜡油馏分占比为30-40wt％；脱硫率50-85wt％，脱氮率30-50wt％，脱金属率＞90wt％。

所述的乳化固定床加氢装置总液收93-98％，脱硫率90-99％。

所述的乳化固定床加氢装置采用活性组分为钼、镍、钨、钴中的一种或多种混合的催化剂级配而成，催化剂形状为三叶草、四叶草、齿球形中的一种或多种分层填装。

所述的分馏塔得到的石脑油芳潜＞40％，蜡油的BMCI值6～18。

本发明通过引入介观尺度的微界面化学反应与传递过程协同强化新理念，开发了以重油乳化床加氢与馏份油乳化固定床加氢在线集成的核心加工技术，同时针对市场发展趋势，耦合集成了生产全化工产品的炼油新工艺，具有原料适应性强、工艺流程短、投资和生产成本低、能效和资源利用率高、清洁环保等优势。根据本发明所公开的工艺，化工型炼油厂无需建设催化裂化、加氢裂化、延迟焦化、重油加氢预处理等加工装置，同时实现全化工产品的生产，是未来石油加工行业应对新能源冲击时转型发展的新方向。

附图说明

图1是本发明的生产工艺图。

具体实施方式

下面结合图1对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明的系统包括带有原油入口的常压蒸馏装置，常压蒸馏装置下端的常压渣油、催化剂、氢气系统来的氢气通过管路与乳化床加氢反应装置的入口相连，乳化床加氢反应装置反应后的产物进入在线分离系统，在线分离系统分离的液相产物进入减压蒸馏装置进行液固分离，从减压蒸馏装置底部抽出的含固体物质的尾油去制氢装置，从减压蒸馏塔侧线抽出减压馏份油与常压蒸馏装置侧线抽出的直馏柴油、在线分离系统分离的气相产物以及氢气系统来的氢气一并进入乳化固定床加氢装置，乳化固定床加氢装置包括串联的乳化固定床加氢精制反应器和乳化固定床加氢裂化反应器，经乳化固定床加氢装置反应后的产物进入分离系统的气液分离器进行气液分离，分离出的气体混合物进入气气分离装置得到干气、LPG和经循环氢压缩机进入氢气系统的未反应的氢气，分离出的液体混合物进入分馏塔，得到石脑油、轻柴油、重柴油和蜡油，重柴油和蜡油返回到乳化固定床加氢装置，石脑油、轻柴油和常压蒸馏装置得到的直馏石脑油进入芳烃联合装置生产芳烃和副产余油，常压蒸馏装置得到的直馏石脑油、LPG、蜡油以及副产余油进入蒸汽裂解装置生产烯烃，副产裂解油进入芳烃联合装置生产芳烃。

参见图1，本发明的工艺过程包括以下步骤：

a、原油进入常压蒸馏装置，在常压蒸馏塔的塔顶抽出直馏石脑油，侧线抽出直馏柴油，塔底抽出常压渣油；

b、常压渣油与颗粒催化剂、氢气系统来的氢气一并进入乳化床加氢反应器，在乳化床加氢装置中进行高效加氢反应，操作条件为压力2～14MPa、温度400℃～470℃、空速为0.5～2.0h^-1、氢油比为定量供氢，反应后的产物进入在线分离系统，分成气相产物和含有固体物质的液相产物；

c、所述步骤b)在线分离的液相产物进入减压蒸馏装置进行液固分离，从减压蒸馏塔侧线抽出减压馏份油，从塔底抽出含固体物质的尾油作为气化原料去制氢装置；

d、步骤c)减压蒸馏塔侧线抽出减压馏份油与步骤a)常压蒸馏装置侧线抽出的直馏柴油、步骤b)在线分离的气相产物以及氢气系统来的氢气一并进入乳化固定床加氢装置，通过下进上出的方式，先后经过串联的乳化固定床加氢精制反应器和乳化固定床加氢裂化反应器进行加氢反应，操作条件为压力2～14MPa、温度300℃～420℃、空速为1.0～2.0h^-1、氢油比为定量供氢，反应后的产物进入分离系统进行气液分离；

e、乳化固定床加氢装置的反应产物进入分离系统后，先由气液分离装置进行气液分离，分离出的气体混合物进入气气分离装置得到未反应的氢气、干气和LPG，未反应的氢气经循环氢压缩机进入氢气系统；分离出的液体混合物进入分馏塔，得到石脑油、轻柴油、重柴油、蜡油；

f、步骤e)所得的重柴油和蜡油返回到乳化固定床加氢装置，进入到乳化固定床加氢裂化反应器将其转化石脑油和轻柴油；

g、步骤a)所得的直馏石脑油和步骤e)所得石脑油、轻柴油进入芳烃联合装置生产芳烃，副产抽余油；

h、步骤a)所得的直馏石脑油、步骤e)所得的LPG、蜡油以及步骤g)所得抽余油进入蒸汽裂解装置生产烯烃，副产裂解油；

i、步骤h)所得的裂解油进入芳烃联合装置生产芳烃。

本发明的步骤b)乳化床加氢装置所采用的催化剂为铁系或钼系催化剂，催化剂粒径分布范围10～300μm。所述的乳化床加氢装置和乳化固定床加氢装置中分散相的氢气微气泡尺寸介于10～1000μm，气-液相界面积2000～20000m²/m³。构建的介观反应体系中液膜扩散阻力大幅削减、相界面间大幅提高、溶氢传氢能力得到强化，显著提高了加氢反应效率。

所述的乳化床加氢装置重油总转化率为85％～99％，沥青质转化率75％～95％，氢耗1～3wt％，乳化床加氢装置总液收85-95wt％，尾油产率2-6wt％，所述的总液收中，石脑油馏分占比为5-15wt％，柴油馏分占比为30-40wt％，蜡油馏分占比为30-40wt％，所述的乳化床加氢装置的脱硫率50-85wt％，脱氮率30-50wt％，脱金属率＞90wt％。

本发明的乳化床加氢装置对原料的适应性强，可以加工高金属含量、高沥青质含量、高含固、高残炭、高硫氮含量的重油，原料中硫含量0.1～8wt％，氮含量0.1～1.0wt％，固含量0.01～1wt％，金属(Fe+Ni+V)含量10～2000ppm，沥青质含量0.1～25wt％，残炭含量1～40wt％，乳化床加氢装置单套加工能力为200～500万吨/年。

本发明的乳化固定床加氢装置总液收93-98％，脱硫率90-99％，且乳化固定床加氢装置采用活性组分为钼、镍、钨、钴中的一种或多种混合的催化剂级配而成，催化剂形状为三叶草、四叶草、齿球形中的一种或多种分层填装。

本发明的分馏塔得到的石脑油芳潜＞40％，蜡油的BMCI值6～18。

本发明步骤e)所得蜡油可以返回乳化固定床加氢装置进一步转化生产石脑油和轻柴油，也可以进入蒸汽裂解装置生产烯烃，根据市场需求进行调整，调整比例为0-1，同样的步骤a)所得直馏石脑油可以进入蒸汽裂解装置生产烯烃，也可以进入到芳烃联合装置生产芳烃，根据市场需求进行调整，调整比例为1-0。

本发明采用乳化床加氢技术能将原油中的重馏分油一步高效清洁转化成馏份油，可在炼油过程中替代重油预加氢(RDS)、加氢裂化、催化裂化、延迟焦化四种加工技术，大幅缩短传统炼油工艺流程。本发明的工艺只生产烯烃、芳烃等化工产品，不生产液体燃料油，以应对未新能源对传统炼油行业的冲击。

乳化床加氢装置、在线分离系统、乳化固定床加氢装置处于同一个体系，为在线集成工艺。

制氢装置可与燃气-蒸汽联合循环发电系统、C1化工装置相耦合。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明在炼油中技术引入介观尺度的微界面化学反应与传递过程协同强化新理念，构建的介观反应体系中液膜扩散阻力大幅削减、相界面间大幅增加、溶氢传氢能力得到强化，显著提高了加氢反应效率。

2、本发明中的乳化床加氢技术，不仅可以替代重油预加氢(RDS)、加氢裂化、催化裂化、延迟焦化四种技术，实现原油中重馏分油的一步高效清洁转化，大幅缩短石油加工的工艺流程；而且还能加工高金属含量、高沥青质含量、高残炭含量、高固体含量的重油，更好的解决世界原油重质化、轻质化的问题。

3、本发明中的乳化固定床加氢技术，与现有的固定床加氢技术相比，不仅能提升加工能力，还能增加加氢反应效果，并降低操作苛刻度和能耗。

4、按照本发明，未来化工型炼油厂将由常压蒸馏装置、减压蒸馏装置、乳化床加氢装置、固定床乳化加氢装置、芳烃联合装置、蒸汽裂解装置及制氢装置等主加工装置组成，与现有的生产化工品的石油加工技术路线相比，一方面不再需要催化裂化装置、加氢裂化装置、重油加氢预处理装置以及焦化装置，主装置数量减少2-3套；另一方面，只生产烯烃和芳烃等化工产品，不生产液体燃料油，能够很好的应对油品过剩的问题，是未来石油加工行业转型发展的新方向，具有良好的市场竞争力。