重瓦斯油溶剂抽提抽余油蒸汽裂解制烯烃的方法 本发明涉及溶剂抽提重瓦斯油脱芳烃及胶质,所得抽余油蒸汽裂解制烯烃的方法。技术上属专利分类C10g 21/00,C10g 9/00。
石油烃蒸汽裂解制乙烯及其它烯烃是石油化工的主要原料来源,通常采石脑油及轻柴油为原料。由于市场需要不断增长,石脑油、轻柴油供不应求,扩大重质油利用范围成为当务之急。
已有技术对重质油改质优化大多选择加氢裂化和物理抽提的技术路线,但加氢装置建设投资和生产成本都比较高,因此,重质油抽提改性优化受到重视。
美国TEXACO公司专利4333824;4342646及4390418提出了N-甲基吡咯烷酮(NMP)抽提润滑油原料的方法,其目的明确是制造润滑油的基础油,但未考虑其抽余油(raffnate)质量适用热裂解制烯烃的要求。
Gulf开发公司的美国专利3691061提出了轻柴油溶剂抽提的精油与催化裂化结合的工艺,其目的是增产汽油,提高汽油的辛烷值,没有结合蒸汽裂解制烯烃的需要。
本发明的目的在于避免现有技术不足之处,提供一种重质石油烃通过抽提改性制造适用于蒸汽裂解原料的方法。
本发明的目的可以通过以下措施来达到:重瓦斯油用溶剂抽提脱芳烃及胶质后,蒸汽裂解制烯烃的方法,其中重瓦斯油的沸程在175-500℃,采用极性溶剂抽提,脱除芳烃及胶质后,抽余油用作蒸汽裂解进料。
所述的重瓦斯油是常压蒸馏三线油、减压蒸馏一线油、减压蒸馏二线油。
本发明地目的还可以通过以下措施来达到:所述的极性溶剂可从N-烷基吡咯烷酮、糠醛、烷基吗啉、苯酚、亚砜化合物、二元醇及其醚类中选出一种或其混合物。最好的溶剂是NMP。用过的溶剂可以回收。
抽提温度,视选用溶剂而定。采用NMP时可定在60-90℃。重瓦斯油与抽提溶剂的体积比为1∶1~1∶4。
按本发明重瓦斯油抽提后抽余油含芳烃的芳烃指数(BMCI)在20以下,甚至达到16以下。抽余油含胶质接近于0.0%(重量)。
按本发明的抽余油在通常裂解条件下蒸汽裂解,裂解条件如下:
炉出口温度 785
炉出口压力(绝对) 207Kpa
停留时间 0.47秒
水/油比(m%) 0.75运行96小时证明可明显提高乙烯和三烯收率,裂解炉各部位的结焦量也明显降低,有利于延长操作周期。
附图的图面说明如下:
I-待抽提处理的重瓦斯油进料;
II-抽提溶剂;
III-抽余油;
IV-抽出油;
V-抽余液和抽出液汽提塔顶馏出的湿溶剂;
VI-脱水;
VII-蒸汽;
VIII-裂解产品;
1-抽提塔;
2-抽余液汽提塔;
3-抽出液蒸发塔;
4-抽出液汽提塔;
5-干燥塔;
6-循环溶剂罐;
7-蒸汽裂解炉。
本发明下面将结合实例作进一步详述。
实施例1 NMP抽提重瓦斯油脱除芳烃及胶质制备抽余油
本发明实施例所用重瓦斯油的常压沸程为175-500℃。
大庆常压三线油 取自燕化公司炼油厂二蒸馏车间
大庆减压一线油 取自燕化公司炼油厂二蒸馏车间
大庆减压二线油 取自燕化公司炼油厂二蒸馏车间
抽提前重瓦斯油质量如表1所示:
表1抽提前重瓦斯油的组成数据大庆常压三线油大庆常压一线油大庆常压二线油平均分子量 280 285 340芳烃指数 15.84 21.94 20.24密度(20℃)g/cm3 0.8305 0.8450 0.8537ASTM-86馏程 初馏点(℃) 干点(℃) 177 395 277 440 335 490组成分析m% 链烷烃 环烷烃 芳烃 胶质 50.5 36.9 12.0 0.6 43.9 37.2 18.5 0.4 44.3 36.3 18.0 1.4
溶剂NMP 金陵石油化工公司产品(纯度>99%);
抽提采用多降液管筛板塔
塔高 5.2米;
塔内径 100毫米;
抽提段高 4.00米。
抽提实验过程如下:
将重瓦斯油和NMP加热到65-85℃,先将重瓦斯油通入塔内直至充满全塔,然后通入NMP,逐步将两相流量调至工艺值:
重瓦斯油 20升/小时
NMP 40升/小时运转40分钟后塔内传质基本达到平衡,开始取样分析,抽提结果如表2所示:
表2 重瓦斯油NMP抽提结果实施例序号 1 2 3原料油大庆常三抽余油大庆减一抽余油大庆减二抽余油平均分子量 268 277 323芳烃指数(BMCI) 10.55 13.95 15.14密度(20℃),g/cm3 0.824 0.8316 0.8431ASMT-86馏程 初馏点(℃) 干点(℃) 299 387 253 437 252 462组成分析m% 链烷烃 环烷烃 芳烃 胶质 69.9 29.8 0.3 0.0 5 5.2 42.3 2.5 0.0 52.1 42.6 5.3 0.0脱芳率*m% 97 87 70* ASIMD 2786-71,ASTMD 3239-76
实施例2
试验条件同例1,只是用大庆减一线油代替例1的大庆常三线油。抽提结果见表2。
实施例3
试验条件同例1,只是用大庆减二线油代替例1的大庆常三线油。抽提结果见表2。
实施例4、5、6
大庆减二线油用糠醛及NMP-糠醛二元溶剂做不同温度和溶剂组成比的试验,所得抽余油组成如表3所示,说明糠醛或糠醛-NMP二元溶剂都可以用。
表3 大庆减二线柴油二元溶剂抽提结果对比试验结果 实施例 4 5 6减二线原料油抽提温度(℃) 60 73 81溶剂组成(v/v) 纯K K/N=3 K/N=1* 纯K K/N=3 K/N=2 纯K K/N=3 K/N=2溶剂/油(v/v) 1∶1 1∶1 1∶1抽余油组成 总芳烃% 胶质% 总链烷 总环烷 14.1 14.0 12.5 0.9 0.8 0.6 42.5 43.3 43.3 42.4 41.0 43.6 13.5 130 12.7 10 0.8 0.6 43.0 43.1 43.3 42.3 43.2 43.2 13.0 12.6 12.5 1.0 0.8 0.9 42.8 43.5 43.0 43.3 43.6 43.6 组成 15.8 1.7 40.5 41.5
*注:K代表糠醛;N代表-甲基吡咯烷酮。
由表1、2可以看出减一原料油、减二原料油的BMCI值高。三种油干点都很高,油品的性质较差,但经溶剂抽提后三种油的平均分子量和密度及芳烃含量都有所下降,尤其稠环芳烃及胶质等成分被部分或全部抽出,油品的性质得到优化,BMCI值下降比较明显,三种油都达到合格裂解原料BMCI值小于20的水平。作为裂解原料要求生烯前身物高,生焦前身物低的性能明显改善。
裂解实验实施例9、11、13及比较例7、8、10、12
裂解实验在模拟STR-II型试验装置上进行,装置由进料(对流段)、反应(幅射段)、冷却(急冷段)三部分组成,整套装置由一台计算机控制操作和监测运行。裂解控制条件如下:
炉出口温度(℃) 785
炉出口压力(Kpa,绝对) 207
停留时间(秒) 0.40~0.47
水/油比(m%) 0.75
处理量(公斤/小时) 1~3裂解试验条件及结果如表4所示。
表4 重瓦斯油抽提前后抽余油裂解试验结果 对比例7对比例8实施例9对比例10实施例11对比例12实施例13裂解原料常压轻柴油 (AGO)大庆常压三线油 大庆减压一线油 大庆减压二线油抽出前 抽余油 抽出前 抽余油 抽出前抽余油解工艺条件 炉出口温度(℃) 炉出口压力(KPa) 785 207 785 207 785 207 785 207 785 207 785 207 785 207 停留时间(秒) 水油比(m%) 0.47 0.75 0.47 0.74 0.47 0.75 0.45 0.80 0.47 0.80 0.47 0.79 0.47 0.80裂解结果 裂解气收率(m%) 其中乙烯 丙烯 丁二烯 三烯收率 裂解油收率(m%) 总三苯的收率(m%)* 67.87 25.73 15.70 4.82 46.21 32.13 9. 26 70.56 27.20 16.37 5.52 49.09 29.44 9.00 74.23 28.92 16.70 5.50 51.12 25.77 6.13 67.87 25.73 15.70 4.82 46.25 32.13 9.26 72.85 27.55 17.22 5.98 50.75 27.15 7.07 67.87 25.73 15.70 4.82 46.25 32.13 9.26 71.22 27.12 17.06 5.82 50.00 28.78 8.33相对结焦量** 对流段 幅射段 冷却段 100 100 100 98 121 103 88 81 79 125 189 108 104 150 82 147 328 131 117 193 97*三苯是指苯、甲苯、二甲苯;**以燕山90年AGO为优质原料裂解,炉出口温度为790℃,运行96小时结焦量为100%作基准。由裂解实验的实施例及对比例可以看出:经过抽提的重瓦斯油抽余液提高了脱芳脱胶质的程度,裂解气收率提高,特别是乙烯收率提高,抽余油相对结焦量低于或接近于优质AGO裂解料,从而达到扩大裂解原料的目的。