掺炼沸腾床加氢未转化油对焦化产品及性质影响

初人庆 郭丹 刘继华 宋永一 乔凯 杨涛

摘 要：在中型延迟焦化试验装置上考察了减压渣油掺炼沸腾床加氢未转化油后，焦化产品分布及产品性质变化情况，结果表明：VR经沸腾床加氢处理后的未转化油馏分中，胶质含量大幅降低，饱和分含量明显提高，焦化原料性质有所改善；在相同的焦化试验条件下，随着未转化油掺炼比例提高，干气、液化气、汽油产率提高，柴油、重油及焦炭产率降低，产品分布有所改善。

关 键 词：延迟焦化； 沸腾床； 未转化油； 掺炼

中图分类号：TE 624 文献标识码：A 文章编号： 1671-0460（2016）04-0697-03

Abstract： Under normal industrial delayed coking conditions， the vacuum residue was processed in an experimental delayed coking installation by blending unconverted oil， the effect on the product state and product quality were investigated. The results show that resin content is greatly reduced， saturates content increases significantly， coking feedstock properties are improved. Under the same coking conditions， with increasing of unconverted oil blending ratio， the dry gas， liquefied gas and gasoline yields increase， the diesel oil， gas oil and coke yields reduce.

Key words： Delayed coking； Ebullated-bed； Unconverted oil； Blending

沸腾床渣油加氢技术是加工处理高残碳、高硫及高金属含量等劣质原料油的重要技术之一[1]，该技术可使劣质渣油达到较高的转化率及脱杂质率，较传统的固定床渣油加氢技术，沸腾床渣油加氢装置运转周期更长[2，3]。随着全球原油质量越来越劣质化，作为可有效实现渣油最大转化技术之一的沸腾床渣油加氢工艺过程，将会越来越得到炼厂的广泛应用[4，5]，但关于沸腾床加氢未转化油的进一步深加工处理鲜有文献报道。延迟焦化工艺过程因其技术成熟、原料适应性强、产品灵活性大、操作可靠性高以及投资和操作费用相对较低，已成为全球渣油加工主要过程之一[6-8]。本文考察了减压渣油经过沸腾床加氢裂化后未转化油性质变化以及延迟焦化装置掺炼未转化油后焦化产品分布及性质影响。

1 实验部分

1.1 原料

减压渣油（VR）及VR经沸腾床加氢后的未转化油均由某石化企业提供，VR及VR中分别掺炼10%、30%（占混合原料质量百分比）加氢未转化油的混合油分别作为三种延迟焦化装置进料。

1.2 试验装置

延迟焦化试验装置原则流程见图1。该装置采用了常见的两炉一塔式设计，具体包括进料、加热、反应及接收等四个系统。焦化原料经原料泵引入，并由预热炉预热至一定温度后进入加热炉，焦化原料在加热炉中被迅速加热至490～500 ℃后进入焦炭塔内，对焦炭塔进行充焦过程。焦炭塔顶的高温油气降温后引入第一分离塔，塔底分离出较重馏分油，较轻馏分（包括焦化气）则由塔顶排出引入第二分离塔，轻馏分油由塔底排出，焦化气体则经塔顶排出计量并放空。

1.3 实验部分

1.3.1 工艺条件

中型延迟焦化试验采用了常规的工业焦化操作条件，具体试验条件见表1。

1.3.2 产品分析

焦化生成油在6 kg实沸点蒸馏装置上切割出<180 ℃的焦化汽油、180～350 ℃焦化柴油以及>350 ℃焦化蜡油，并分别对焦化产品（包括焦炭）进行性质分析。

2 结果讨论

2.1 VR及VR沸腾床加氢未转化油性质对比

VR经沸腾床加氢后，>500 ℃未转化油性质变化见表2。未转化油较VR来说，灰分含量由0.161%提高至0.257%，可认为加氢催化剂携带引起，残碳值由15.43%降低至14.97%，略有降低，硫含量由2.52%降低至0.75%，氮含量则由7 198 μg·g-1降低至4 975 μg·g-1，降低幅度明显。目前，针对中国新的大气污染防治法等环保新规对高硫石油焦生产、经营和应用的限制，部分炼厂延迟焦化装置已无法加工高硫原料，沸腾床加氢未转化油中硫含量大幅降低，有望解决新环保法对高硫石油焦的生产限制。

从四组分组成来看，加氢未转化油较VR饱和分含量大幅提高，由35.46%提高至47.70%，芳香分含量略有提高，由29.02%提高至30.90%，胶质含量大幅降低，由32.59%降低至19.40%，沥青质含量略有降低，由2.94%降低至2.00%。VR经沸腾床加氢后的未转化油中，沥青质、胶质及芳香分发生了整体前移，从各组分变化幅度变化来看，VR经过沸腾床加氢处理后，可大幅降低胶质含量，提高饱和分含量，作为延迟焦化进料，性质改善明显。

2.2 未转化油掺炼对焦化产品分布影响

VR、VR掺炼10%、30%未转化油所得焦化产品收率列于表3，对应试验编号分别为试验1、试验2、试验3。由表3可见，在相同的焦化试验条件下，随着未转化油掺炼比例的提高，干气、液化气、石脑油产率提高，干气产率由3.73%分别提高至3.98%、4.42%，液化气产率由2.55%分别提高至2.69%、2.78%，焦化石脑油产率则由13.16%分别提高至15.38%、16.80%，柴油、重油及焦炭产率降低，柴油产率由30.45%分别降低至29.38%、28.04%，重油产率则由29.67%分别降低至28.39%、28.10%，焦炭产率由20.24%分别降低至20.01%、19.56%，以上分析可以看出，延迟焦化装置通过掺炼沸腾床加氢未转化油，可明显提高焦化汽油收率，降低柴油产率，降低焦化装置柴汽比，同时焦化重油及焦炭产率降低，干气、液化气产率提高，产品分布有所改善。

2.3 产品性质

VR、VR掺炼10%、30%未转化油焦化试验获得的焦化汽油、柴油产品性质对比列于表4、表5。可见，VR掺炼10%、30%未转化油后，与VR单独焦化相比，焦油汽油馏分硫含量随着掺炼比例提高降低，由0.65%分别降低至0.52%、0.45%，氮含量则表现出与之相反的变化趋势，由164.6μg/g分别提高至184.5μg/g、225.7μg/g，尽管未转化油中氮含量较低，但经过焦化处理过程，未转化油中的氮更趋近于滞留在汽油馏分中。焦化柴油馏分中硫含量降低明显，由0.56%分别降低至0.45%、0.32%，氮含量略有减低，由0.18%分别降低至0.16%、0.15%，十六烷值则由49提高至53、55。

表6为石油焦性质分析数据，沸腾床加氢未转化油掺炼比例提高后，石油焦中硫含量降低，由2.98%分别降低至2.54%、1.70%，与未转化油中硫含量低一致。因此，若工业延迟焦化装置加工高硫减压渣油，通过掺炼沸腾床加氢未转化油，一定程度可以缓解新环保法对高硫石油焦的生产限制。

4 结 论

（1）VR经过沸腾床加氢处理后的未转化油中，胶质含量大幅降低，饱和分含量明显提高，作为延迟焦化原料性质有所改善；

（2）VR掺炼沸腾床加氢未转化油，随着掺炼比例的提高，干气、液化气及焦化汽油产率提高，而焦化柴油、蜡油及焦炭产率降低，明显降低焦化装置柴汽比，产品分布有所改善；

（3）VR掺炼沸腾床加氢未转化油，随着掺炼比例的提高，焦油汽油、柴油馏分中硫含量降低明显，但焦化汽油中氮含量大幅提高，未转化油中的氮更趋近于滞留在汽油馏分中，焦化柴油馏分中氮含量略有降低，十六烷值提高明显；

（4）沸腾床加氢未转化油掺炼比例提高后，石油焦中硫含量降低，工业延迟焦化装置加工高硫减压渣油，通过掺炼沸腾床加氢未转化油，一定程度可以缓解新环保法对高硫石油焦的生产限制。

参考文献：

[1] 姜来，卜继春，浦海宁，等. STRONG沸腾床渣油加氢技术开发[J].当代化工，2014，43（7）： 1139-1141.

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[3] 贾丽，杨涛，胡长禄. 国内外渣油沸腾床加氢技术的比较[J].炼油技术与工程，2009，39（4）：16-19.

[4] 朱赫礼，朱 宇. 沸腾床渣油加氢技术的工业应用及展望[J].石化技术，2014，21（2）： 58-62.

[5]曹湘洪. 我国炼油石化产业应对石油短缺时代的科技对策思考[J].石油炼制与化工，2006，37（6）：1-8.

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