減粘裂化

減粘裂化

減粘裂化(Visbreaking)的生產目的是將高粘度重質油料經過輕度熱裂化得到低粘度、低凝固點的燃料油。因為此項技術比較成熟,工藝簡單,投資不多,是利用渣油生產燃料油的一個可行辦法。

簡介

概述

減粘裂化作為一種成熟的不生成焦炭的熱加工技術,主要目的是改善渣油的傾點和粘度,以達到燃料油的規格要求,或者雖達不到燃料油的規格要求,但可以減少摻合油的用量。據統計世界上有60% 的渣油加工能力還是屬於熱加工範疇,其中減粘裂化約占熱加工能力的50% ,主要原因在於熱加工裝置的投資費用和操作費用比較低,技術比較成熟,不但能生產出所需要的輕質油品,而且還能為不斷增長的催化轉化工藝提供原料。

工藝原理

減粘裂化是一種靈活的渣油加工工藝。它可以處理不同性質原油的常壓和減壓渣油。減粘裂化的目的主要是為了降低殘渣燃料油粘度、改善油品的傾點、最大量生產餾分油等。其中生產合格燃料油要考慮降低渣油的粘度,並要保證減粘渣油的儲存安定性,生產餾分燃料或作為下游裝置的進料要考慮獲得最大餾分油產率。

原理流程

減壓渣油原料經換熱後進人加熱爐。為了避免爐管內結焦,向爐管內注人約l%的水。加熱爐出口溫度為400~450℃。在爐出門處可注人急冷油使溫度降低而中止反應,以免後路結焦。反應產物進人閃蒸塔,塔頂油氣進人分餾塔分離出裂化氣、汽油和柴油,柴油的一部分可作急冷油用。從閃蒸塔底抽出減粘渣油。此種流程適用於目的產品為減粘渣油的煉油廠,其流程比較簡單。當需要提高轉化率以增大輕油收率時,可將閃蒸塔換成反應塔,使爐出口的油氣進人反應塔繼續反應一段時間。反應塔是上流式塔式設備,內設幾塊篩板。為了減少軸向返混,篩板的開孔率自下而上逐漸增加。反應塔的大小由反應所需的時間決定。

原料

減粘裂化的原料主要是減壓渣油,產品主要是減粘渣油(燃料油)82%、不穩定汽油5%、柴油10%。減粘效果是顯著的,例如粘度為5800毫米2/秒的減壓渣油通過減粘處理,其粘度可降到650毫米2/秒。減粘柴油一般調入燃料油內,不作為產品。

主要減粘裂化工藝技術

減粘裂化反應屬於較為緩和的熱裂化反應,一般不用催化劑,主要的操作條件是反應溫度、停留時間和反應壓力。即是說,要想達到一定的轉化率既可以採用高溫短時間的方法,也可以採用低溫長時間的方法。對於壓力的選擇,通常是使反應體系維持在液相即可,高壓對裂化反應並不利,反而對縮合反應有利。

加熱爐反應塔式減粘裂化

原料加熱爐與反應塔串聯起來就組成加熱爐反應塔式減粘裂化工藝技術。早期的反應器大多為下流式塔式反應器或爐管式反應器,其反應溫度高,停留時間長,裝置易結焦,開工周期短。 80年代主要由Shell 公司和Lummus 公司聯合開發了上流式減粘裂化反應器,它的優越性在於反應溫度低,開工周期長,操作彈性大,減粘效果好(可將原料的100℃運動粘度從510mm/s 降低到70mm/s ),設備投資低,從而使減粘裂化工藝在國外得到迅速發展。

爐管式減粘裂化

爐管式減粘裂化工藝技術又稱加熱爐減粘裂化工藝技術。 20年代末,為解決下流式反應塔減粘裂化出現的液體產率低、裝置結焦嚴重等問題,人們開始建設具有反應爐管的加熱爐。於是爐管式減粘裂化工藝技術得到了迅速發展,經過逐步改進和完善,才發展成為現代的爐管式減粘裂化工藝技術。當原有的加熱爐不能達到預期的轉化率所要求的反應停留時間時,可增設一座反應塔。也就是說,當爐管式減粘裂化裝置的處理量不能滿足要求時,增設反應塔是進一步提高處理量的簡單而又經濟的有效途徑。

延遲減粘裂化

延遲減粘裂化(Deiayed Visbreaking)工藝技術就是減壓渣油原料在延遲減粘罐中停留一定的時間而達到粘度下降目的的一種淺度熱裂化工藝技術。其工藝特點是沒有加熱爐,只有串聯的幾個上流式反應罐,反應溫度低(370℃以上),反應時間長(約3h)。

臨氫減粘裂化

為進一步提高減粘裂化反應的苛刻度和輕質油產率,在常規減粘裂化工藝技術的基礎上研究開發出臨氫減粘裂化(Hydrovisbreaking)工藝技術和供氫劑減粘裂化(Hydrogen Donor Visbreaking)工藝技術。臨氫減粘裂化工藝是在一定壓力、一定溫度、氫氣存在的條件下進行的緩和熱裂化反應。它和常規減粘裂化一樣也是屬於熱激發的自由基鏈反應機理。氫氣的存在可以有效地捕獲烴自由基而阻滯反應鏈的增長,抑制焦炭和乾渣的形成,從而提高裂化反應的苛刻度,增加餾分油的產率。

供氫劑減粘裂化

國內外的研究者發現,在渣油中加入一定量的具有供氫效果的化合物,不僅能起到與氫氣存在時的同樣效果,而且還可以避免氫氣帶來的許多不利因素。這些化合物能在熱反應過程中提供活性氫自由基,從而有效地抑制自由基的縮合,提高裂化反應的苛刻度,增加中間餾分油的產量。供氫劑減粘裂化工藝就是在常規減粘裂化工藝基礎上加入具有供氫效果的試劑,使反應過程中液體供氫劑釋放出的活性氫與渣油熱裂化反應中產生的自由基結合而生成穩定的分子,從而抑制了自由基的縮合反應。

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