摻煉沸騰床加氫未轉化油對焦化產品及性質影響

初人慶 郭丹 劉繼華 宋永一 喬凱 楊濤

摘 要：在中型延遲焦化試驗裝置上考察了減壓渣油摻煉沸騰床加氫未轉化油后，焦化產品分布及產品性質變化情況，結果表明：VR經沸騰床加氫處理后的未轉化油餾分中，膠質含量大幅降低，飽和分含量明顯提高，焦化原料性質有所改善；在相同的焦化試驗條件下，隨著未轉化油摻煉比例提高，干氣、液化氣、汽油產率提高，柴油、重油及焦炭產率降低，產品分布有所改善。

關 鍵 詞：延遲焦化； 沸騰床； 未轉化油； 摻煉

中圖分類號：TE 624 文獻標識碼：A 文章編號： 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

沸騰床渣油加氫技術是加工處理高殘碳、高硫及高金屬含量等劣質原料油的重要技術之一[1]，該技術可使劣質渣油達到較高的轉化率及脫雜質率，較傳統的固定床渣油加氫技術，沸騰床渣油加氫裝置運轉周期更長[2，3]。隨著全球原油質量越來越劣質化，作為可有效實現渣油最大轉化技術之一的沸騰床渣油加氫工藝過程，將會越來越得到煉廠的廣泛應用[4，5]，但關于沸騰床加氫未轉化油的進一步深加工處理鮮有文獻報道。延遲焦化工藝過程因其技術成熟、原料適應性強、產品靈活性大、操作可靠性高以及投資和操作費用相對較低，已成為全球渣油加工主要過程之一[6-8]。本文考察了減壓渣油經過沸騰床加氫裂化后未轉化油性質變化以及延遲焦化裝置摻煉未轉化油后焦化產品分布及性質影響。

1 實驗部分

1.1 原料

減壓渣油（VR）及VR經沸騰床加氫后的未轉化油均由某石化企業提供，VR及VR中分別摻煉10%、30%（占混合原料質量百分比）加氫未轉化油的混合油分別作為三種延遲焦化裝置進料。

1.2 試驗裝置

延遲焦化試驗裝置原則流程見圖1。該裝置采用了常見的兩爐一塔式設計，具體包括進料、加熱、反應及接收等四個系統。焦化原料經原料泵引入，并由預熱爐預熱至一定溫度后進入加熱爐，焦化原料在加熱爐中被迅速加熱至490～500 ℃后進入焦炭塔內，對焦炭塔進行充焦過程。焦炭塔頂的高溫油氣降溫后引入第一分離塔，塔底分離出較重餾分油，較輕餾分（包括焦化氣）則由塔頂排出引入第二分離塔，輕餾分油由塔底排出，焦化氣體則經塔頂排出計量并放空。

1.3 實驗部分

1.3.1 工藝條件

中型延遲焦化試驗采用了常規的工業焦化操作條件，具體試驗條件見表1。

1.3.2 產品分析

焦化生成油在6 kg實沸點蒸餾裝置上切割出<180 ℃的焦化汽油、180～350 ℃焦化柴油以及>350 ℃焦化蠟油，并分別對焦化產品（包括焦炭）進行性質分析。

2 結果討論

2.1 VR及VR沸騰床加氫未轉化油性質對比

VR經沸騰床加氫后，>500 ℃未轉化油性質變化見表2。未轉化油較VR來說，灰分含量由0.161%提高至0.257%，可認為加氫催化劑攜帶引起，殘碳值由15.43%降低至14.97%，略有降低，硫含量由2.52%降低至0.75%，氮含量則由7 198 μg·g-1降低至4 975 μg·g-1，降低幅度明顯。目前，針對中國新的大氣污染防治法等環保新規對高硫石油焦生產、經營和應用的限制，部分煉廠延遲焦化裝置已無法加工高硫原料，沸騰床加氫未轉化油中硫含量大幅降低，有望解決新環保法對高硫石油焦的生產限制。

從四組分組成來看，加氫未轉化油較VR飽和分含量大幅提高，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%，膠質含量大幅降低，由32.59%降低至19.40%，瀝青質含量略有降低，由2.94%降低至2.00%。VR經沸騰床加氫后的未轉化油中，瀝青質、膠質及芳香分發生了整體前移，從各組分變化幅度變化來看，VR經過沸騰床加氫處理后，可大幅降低膠質含量，提高飽和分含量，作為延遲焦化進料，性質改善明顯。

2.2 未轉化油摻煉對焦化產品分布影響

VR、VR摻煉10%、30%未轉化油所得焦化產品收率列于表3，對應試驗編號分別為試驗1、試驗2、試驗3。由表3可見，在相同的焦化試驗條件下，隨著未轉化油摻煉比例的提高，干氣、液化氣、石腦油產率提高，干氣產率由3.73%分別提高至3.98%、4.42%，液化氣產率由2.55%分別提高至2.69%、2.78%，焦化石腦油產率則由13.16%分別提高至15.38%、16.80%，柴油、重油及焦炭產率降低，柴油產率由30.45%分別降低至29.38%、28.04%，重油產率則由29.67%分別降低至28.39%、28.10%，焦炭產率由20.24%分別降低至20.01%、19.56%，以上分析可以看出，延遲焦化裝置通過摻煉沸騰床加氫未轉化油，可明顯提高焦化汽油收率，降低柴油產率，降低焦化裝置柴汽比，同時焦化重油及焦炭產率降低，干氣、液化氣產率提高，產品分布有所改善。

2.3 產品性質

VR、VR摻煉10%、30%未轉化油焦化試驗獲得的焦化汽油、柴油產品性質對比列于表4、表5。可見，VR摻煉10%、30%未轉化油后，與VR單獨焦化相比，焦油汽油餾分硫含量隨著摻煉比例提高降低，由0.65%分別降低至0.52%、0.45%，氮含量則表現出與之相反的變化趨勢，由164.6μg/g分別提高至184.5μg/g、225.7μg/g，盡管未轉化油中氮含量較低，但經過焦化處理過程，未轉化油中的氮更趨近于滯留在汽油餾分中。焦化柴油餾分中硫含量降低明顯，由0.56%分別降低至0.45%、0.32%，氮含量略有減低，由0.18%分別降低至0.16%、0.15%，十六烷值則由49提高至53、55。

表6為石油焦性質分析數據，沸騰床加氫未轉化油摻煉比例提高后，石油焦中硫含量降低，由2.98%分別降低至2.54%、1.70%，與未轉化油中硫含量低一致。因此，若工業延遲焦化裝置加工高硫減壓渣油，通過摻煉沸騰床加氫未轉化油，一定程度可以緩解新環保法對高硫石油焦的生產限制。

4 結 論

（1）VR經過沸騰床加氫處理后的未轉化油中，膠質含量大幅降低，飽和分含量明顯提高，作為延遲焦化原料性質有所改善；

（2）VR摻煉沸騰床加氫未轉化油，隨著摻煉比例的提高，干氣、液化氣及焦化汽油產率提高，而焦化柴油、蠟油及焦炭產率降低，明顯降低焦化裝置柴汽比，產品分布有所改善；

（3）VR摻煉沸騰床加氫未轉化油，隨著摻煉比例的提高，焦油汽油、柴油餾分中硫含量降低明顯，但焦化汽油中氮含量大幅提高，未轉化油中的氮更趨近于滯留在汽油餾分中，焦化柴油餾分中氮含量略有降低，十六烷值提高明顯；

（4）沸騰床加氫未轉化油摻煉比例提高后，石油焦中硫含量降低，工業延遲焦化裝置加工高硫減壓渣油，通過摻煉沸騰床加氫未轉化油，一定程度可以緩解新環保法對高硫石油焦的生產限制。

參考文獻：

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