本發(fā)明屬于石油化工，具體涉及以重油為原料生產(chǎn)化學(xué)品的加氫組合工藝。

背景技術(shù)：

1、世界范圍內(nèi)新能源汽車快速普及、公眾共享出行意識(shí)增強(qiáng)以及相關(guān)國(guó)家環(huán)保政策法規(guī)的出臺(tái)，煉油產(chǎn)品需求增長(zhǎng)大幅減緩。據(jù)國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)未來(lái)五年，全球?qū)κa(chǎn)品的需求增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將是燃料的3～6倍，全球汽油需求量復(fù)合年均增長(zhǎng)率將低于1％，但丙烯增長(zhǎng)約4％，對(duì)二甲苯增長(zhǎng)約5％。減油增化是當(dāng)前煉油行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型的主流趨勢(shì)，在我國(guó)煉油化工結(jié)構(gòu)中，油制化學(xué)品路線依然占據(jù)絕對(duì)領(lǐng)先地位。

2、在現(xiàn)有加工路線中，加氫工藝路線具有反應(yīng)過(guò)程環(huán)境優(yōu)化、目標(biāo)產(chǎn)品收率高、品質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)，在重油轉(zhuǎn)化輕質(zhì)化學(xué)品方面占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前，利用現(xiàn)有成熟技術(shù)，通過(guò)重新配置，使得基本石化原料收率大幅提高到40％～50％。但是，目前技術(shù)都是獨(dú)立地利用單個(gè)裝置單元來(lái)進(jìn)行運(yùn)行，裝置耦合性較差。

3、雙碳目標(biāo)和煉油結(jié)構(gòu)調(diào)整，給加氫技術(shù)提出了新的要求和挑戰(zhàn)。如何能夠高效地將加氫技術(shù)應(yīng)用到重油制化學(xué)品中亟待開發(fā)，在整個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程中，需加強(qiáng)各過(guò)程單元物流、能流等方面集成耦合，減少中間過(guò)程物耗能耗，降低加工過(guò)程苛刻度，開發(fā)出重油制化學(xué)品的加氫集成技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全過(guò)程綠色環(huán)保和經(jīng)濟(jì)高效，助力企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、重油制化學(xué)品加氫技術(shù)核心關(guān)鍵是如何在低苛刻度下提高重油到石腦油高效轉(zhuǎn)化，為蒸汽裂解和催化重整-芳烴聯(lián)合裝置提供充足的原料，進(jìn)而增產(chǎn)烯烴和芳烴化學(xué)品的關(guān)鍵，同時(shí)能夠降低過(guò)程能耗物耗。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明主要目的是提供一種重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝和系統(tǒng)，將分離單元、沸騰床重油加氫單元、固定床加氫單元耦合，實(shí)現(xiàn)重油向化工原料輕石腦油和重石腦油的高效轉(zhuǎn)化。本發(fā)明工藝流程中基于不同油品反應(yīng)特性將各反應(yīng)單元高效有機(jī)耦合起來(lái)，裝置能耗和投資低。

2、本發(fā)明第一方面提供一種重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝，所述組合加氫工藝包括如下步驟：

3、(1)在接觸條件下，重油和氫氣進(jìn)入第一沸騰床反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)生成物料經(jīng)分離后得到第一氣相料流和第一液相料流；

4、(2)在接觸條件下，步驟(1)得到的第一液相料流和氫氣進(jìn)入第二沸騰床反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)生成物料經(jīng)分離后得到第二氣相料流和第二液相料流；

5、(3)步驟(1)得到的第一氣相料流和步驟(2)得到的第二氣相料流混合并經(jīng)分離后得到第三氣相料流和第三液相料流；

6、(4)高芳烴餾分、步驟(2)得到的第二液相料流和步驟(3)得到的第三液相料流混合經(jīng)分離后得到第一輕餾分、第二輕餾分、第三輕餾分、中間餾分和重餾分；

7、(5)在接觸條件下，步驟(4)得到的第二輕餾分和中間餾分、步驟(3)得到的第三氣相料流和氫氣進(jìn)入固定床反應(yīng)區(qū)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成物料經(jīng)分離后得到第四氣相料流和第四液相料流；其中第四液相料流經(jīng)分離后得到輕烴、輕石腦油、重石腦油和加氫重油。

8、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，步驟(1)中的重油可為種屬和來(lái)源的原油的重質(zhì)餾分，如常壓渣油、減壓渣油、脫瀝青油、瀝青中的至少一種或幾種的混合原料。

9、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，步驟(4)中的高芳烴餾分中總芳烴質(zhì)量含量不低于55％，雙環(huán)及以上環(huán)數(shù)芳烴質(zhì)量含量不低于30％，優(yōu)選總芳烴質(zhì)量含量高于70％，雙環(huán)及以上芳烴質(zhì)量含量高于40％。

10、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，步驟(4)中的高芳烴餾分可以是來(lái)自于重油催化裂化裝置的重催化柴油、來(lái)自于重油催化裂化裝置的催化循環(huán)油、來(lái)自于重油催化裂化裝置的催化油漿、來(lái)自于蒸汽裂解裝置的乙烯焦油餾分，來(lái)自于糠醛抽提裝置的抽出油餾分中的一種或幾種。

11、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，高芳烴餾分與重油的重量比為1∶20～1∶4，優(yōu)選為1∶15～1∶5。

12、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，第一沸騰床反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)條件如下：反應(yīng)溫度為350～450℃，反應(yīng)壓力為12.0～20.0mpa，氫油體積比為300～1000，液時(shí)體積空速為0.1～2.0h-1；

13、第一沸騰床反應(yīng)區(qū)的優(yōu)選反應(yīng)條件如下：反應(yīng)溫度為380～430℃，反應(yīng)壓力為15.0～19.0mpa，氫油體積比為300～800，液時(shí)體積空速為0.15～0.5h-1。

14、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，第二沸騰床反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)條件如下：反應(yīng)溫度為350～450℃，反應(yīng)壓力為12.0～20.0mpa，氫油體積比為300～1000，液時(shí)體積空速為0.1～2.0h-1；

15、第二沸騰床反應(yīng)區(qū)的優(yōu)選反應(yīng)條件如下：反應(yīng)溫度為380～430℃，反應(yīng)壓力為15.0～19.0mpa，氫油體積比為300～800，液時(shí)體積空速為0.15～0.5h-1。

16、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，第一沸騰床反應(yīng)區(qū)、第二沸騰床反應(yīng)區(qū)均可以設(shè)置單臺(tái)沸騰床反應(yīng)器，或者也可以設(shè)置兩臺(tái)以上沸騰床反應(yīng)器，當(dāng)設(shè)置兩臺(tái)以上沸騰床反應(yīng)器時(shí)，優(yōu)選以串聯(lián)方式連接，更進(jìn)一步的沸騰床反應(yīng)器之間設(shè)置氣液分離器；沸騰床反應(yīng)器可以采用外帶有循環(huán)杯的反應(yīng)器，也可為中石化(大連)石油化工研究院有限公司開發(fā)的帶有三相分離器的strong沸騰床反應(yīng)器。

17、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，第一沸騰床反應(yīng)區(qū)、第二沸騰床反應(yīng)區(qū)中的沸騰床反應(yīng)器中裝填有沸騰床加氫催化劑，催化劑包括載體和活性金屬，其中活性金屬可以為鎳、鈷、鉬、鎢中的一種或幾種；載體可以為氧化鋁、氧化鋁-氧化硅、氧化硅、氧化鈦中的一種或幾種。所述沸騰床加氫催化劑可以采用市售商品或者按照現(xiàn)有公開的方法進(jìn)行制備，如采用中石化(大連)油化工研究院有限公司開發(fā)的fem-10或fes-31牌號(hào)沸騰床加氫催化劑。

18、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，第三輕餾分可以全部或部分循環(huán)回第一沸騰床反應(yīng)區(qū)處理，當(dāng)部分循環(huán)回第一沸騰床反應(yīng)區(qū)處理時(shí)，剩余部分進(jìn)入固定床反應(yīng)區(qū)進(jìn)行處理；第一輕餾分和第二輕餾分切割溫度為150～250℃，優(yōu)選為180～210℃；第二輕餾分和第三輕餾分切割溫度為240～330℃，優(yōu)選為270～310℃；第三輕餾分和中間餾分的切割溫度為310～400℃，優(yōu)選為330～380℃；中間餾分和重餾分的切割溫度為480～550℃，優(yōu)選為500～540℃。

19、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，固定床反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)條件如下：反應(yīng)溫度為350～400℃，優(yōu)選為360～390℃；氫油體積比為700～1500，優(yōu)選為800～1200；液時(shí)體積空速為0.5～3.0h-1，優(yōu)選為1.0～2.0h-1；反應(yīng)壓力為12.0～17.0mpa，優(yōu)選為13.0～16.0mpa。

20、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，步驟(4)得到的第一輕餾分可以與步驟(5)得到的輕石腦油混合作為蒸汽裂解裝置制乙烯的原料使用。

21、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，步驟(4)得到的第三輕餾分循環(huán)到第一沸騰床反應(yīng)區(qū)進(jìn)行處理。

22、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，步驟(4)中的重餾分可以循環(huán)到第一沸騰床反應(yīng)區(qū)和/或第二沸騰床反應(yīng)區(qū)中進(jìn)行處理，或者也可以外排作為焦化、溶劑脫瀝青、部分氧化法制氫(pox)等裝置的原料。具體的，其可作為焦化原料生產(chǎn)低硫石油焦，或者作為pox制氫原料，或者進(jìn)溶劑脫瀝青裝置后生成脫瀝青油和脫油瀝青，脫瀝青油進(jìn)加氫裂化裝置處理，脫油瀝青作為pox制氫原料。

23、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，步驟(5)中的輕石腦油可以作為蒸汽裂解裝置制乙烯的原料使用，重石腦油可以作為芳烴原料。

24、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，固定床反應(yīng)區(qū)可設(shè)置單臺(tái)固定床反應(yīng)器，或者也可以設(shè)置兩臺(tái)以上固定床反應(yīng)器，優(yōu)選兩臺(tái)以上固定床反應(yīng)器之間以串聯(lián)方式配置，更進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)置兩個(gè)串聯(lián)配置的固定床反應(yīng)器；采用兩個(gè)固定床反應(yīng)器設(shè)置時(shí)，第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器分別設(shè)置為精制反應(yīng)器和裂化反應(yīng)器。固定床反應(yīng)區(qū)可以采用單段串聯(lián)一次通過(guò)流程、單段串聯(lián)部分循環(huán)流程、單段串聯(lián)全循環(huán)流程中的任一種，優(yōu)選采用單段串聯(lián)全循環(huán)流程。

25、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，固定床反應(yīng)區(qū)設(shè)置兩臺(tái)以上固定床反應(yīng)器時(shí)，根據(jù)加工原料中雜質(zhì)含量可設(shè)置汽提塔用來(lái)脫除h2s、nh3等，汽提塔得到的氣相進(jìn)入后續(xù)冷高分、循環(huán)氫凈化回收單元進(jìn)行處理。

26、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，固定床反應(yīng)區(qū)的固定床反應(yīng)器中裝填有固定床加氫催化劑，具體可以是加氫精制催化劑和/或加氫裂化催化劑。所述催化劑可以采用市售商品，也可以按照現(xiàn)有技術(shù)公開的方法進(jìn)行自制。

27、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，步驟(5)中的第四氣相料流經(jīng)過(guò)凈化處理后作為循環(huán)氫使用，凈化處理一般包括脫硫處理、膜分離等氫氣凈化處理，膜分離后的富氫氣體中氫氣濃度一般要求達(dá)到95％以上，通過(guò)循環(huán)氫壓縮機(jī)升壓后作為循環(huán)氫循環(huán)到各反應(yīng)單元使用。

28、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，第一氣液分離器、第二氣液分離器分離時(shí)引入循環(huán)氫和/或新氫作為氣提介質(zhì)與反應(yīng)生成物料一起進(jìn)行分離。

29、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝中，作為一種具體實(shí)施方式，步驟(5)中的加氫重油循環(huán)回固定床反應(yīng)區(qū)進(jìn)行處理。

30、本發(fā)明第二方面提供一種重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一沸騰床反應(yīng)區(qū)、第一氣液分離器、第二沸騰床反應(yīng)區(qū)、第二氣液分離器、第一分餾單元、固定床反應(yīng)區(qū)、第三氣液分離器、第四氣液分離器、第二分餾單元；

31、第一沸騰床反應(yīng)區(qū)，其用于接收重油原料，重油與氫氣接觸進(jìn)行反應(yīng)；

32、第一氣液分離器，其用于接收并分離來(lái)自第一沸騰床反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)生成物料，經(jīng)分離后得到第一氣相料流和第一液相料流；

33、第二沸騰床反應(yīng)區(qū)，其用于接收來(lái)自第一氣液分離器的第一液相料流，第一液相料流與氫氣接觸進(jìn)行反應(yīng)；

34、第二氣液分離器，其用于接收來(lái)自第二沸騰床反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)生成物料，經(jīng)分離后得到第二氣相料流和第二液相料流；

35、第三氣液分離器，其用于接收來(lái)自第一氣液分離器的第一氣相料流和第二氣液分離器的第二氣相料流，經(jīng)分離后得到第三氣相料流和第三液相料流；

36、第一分餾單元，其用于接收高芳烴餾分、來(lái)自第二氣液分離器的第二液相料流和來(lái)自第三氣液分離器的第三液相料流，經(jīng)分離后得到第一輕餾分、第二輕餾分、第三輕餾分、中間餾分和重餾分；

37、固定床反應(yīng)區(qū)，其用于接收來(lái)自第一分餾單元的第二輕餾分、來(lái)自第一分餾單元的中間餾分、來(lái)自第三氣液分離器的第三氣相料流，與氫氣接觸進(jìn)行反應(yīng)；

38、第四氣液分離器，其用于接收來(lái)自固定床反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)生成物料，經(jīng)分離后得到第四氣相料流和第四液相料流；

39、第二分餾單元，其用于接收來(lái)自第四氣液分離單元的第四液相料流分離后得到輕烴、輕石腦油、重石腦油和加氫重油。

40、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫系統(tǒng)中，作為一種具體實(shí)施方式，第二分餾單元得到的加氫重油經(jīng)管線進(jìn)入固定床反應(yīng)區(qū)。

41、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫系統(tǒng)中，作為一種具體實(shí)施方式，固定床反應(yīng)區(qū)可設(shè)置單臺(tái)固定床反應(yīng)器，或者也可以設(shè)置兩臺(tái)以上固定床反應(yīng)器，優(yōu)選兩臺(tái)以上固定床反應(yīng)器之間以串聯(lián)方式配置，更進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)置兩個(gè)串聯(lián)連接的固定床反應(yīng)器；采用兩個(gè)固定床反應(yīng)器設(shè)置時(shí)，第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器分別設(shè)置為精制反應(yīng)器和裂化反應(yīng)器。固定床反應(yīng)區(qū)可以采用單段串聯(lián)一次通過(guò)流程、單段串聯(lián)部分循環(huán)流程、單段串聯(lián)全循環(huán)流程中的任一種，優(yōu)選采用單段串聯(lián)全循環(huán)流程。

42、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫系統(tǒng)中，作為一種具體實(shí)施方式，第一分餾單元得到的第一輕餾分可以與第二分餾單元得到的輕石腦油混合作為蒸汽裂解裝置制乙烯的原料使用。

43、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫系統(tǒng)中，作為一種具體實(shí)施方式，第一分餾單元得到的第三輕餾分經(jīng)管線循環(huán)到第一沸騰床反應(yīng)區(qū)進(jìn)行處理。

44、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫系統(tǒng)中，作為一種具體實(shí)施方式，第一沸騰床反應(yīng)區(qū)、第二沸騰床反應(yīng)區(qū)均可以設(shè)置單臺(tái)沸騰床反應(yīng)器，或者也可以設(shè)置兩臺(tái)以上沸騰床反應(yīng)器，優(yōu)選兩臺(tái)以上沸騰床反應(yīng)器之間以串聯(lián)方式配置，更進(jìn)一步的反應(yīng)器之間設(shè)置氣液分離器；沸騰床反應(yīng)器可以采用外帶有循環(huán)杯的反應(yīng)器，也可為中石化(大連)石油化工研究院有限公司開發(fā)的帶有三相分離器的strong沸騰床反應(yīng)器。

45、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫系統(tǒng)中，作為一種具體實(shí)施方式，來(lái)自第一分餾單元的重餾分經(jīng)管線可以與第一沸騰床反應(yīng)區(qū)和/或第二沸騰床反應(yīng)區(qū)連通，進(jìn)入其中進(jìn)行處理，或者也可以外排經(jīng)管線與焦化裝置、溶劑脫瀝青裝置、pox裝置(pox指部分氧化法制氫)連通，作為裝置進(jìn)料使用。

46、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫系統(tǒng)中，作為一種具體實(shí)施方式，來(lái)自第四氣液分離器的第四氣相料流經(jīng)管線與凈化裝置連通，處理后作為循環(huán)氫使用，凈化裝置一般包括脫硫裝置、膜分離裝置，一般控制膜分離后的富氫氣體中氫氣濃度一般要求達(dá)到95％以上，通過(guò)循環(huán)氫壓縮機(jī)升壓后作為循環(huán)氫循環(huán)到各反應(yīng)單元使用。

47、上述重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫系統(tǒng)中，作為一種具體實(shí)施方式，循環(huán)氫壓縮機(jī)出口經(jīng)管線與第一氣液分離器、第二氣液分離器連通。

48、本發(fā)明提供的重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝和系統(tǒng)的技術(shù)效果主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

49、(1)本發(fā)明提供的重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝和系統(tǒng)中，通過(guò)將沸騰床和固定床反應(yīng)單元高效耦合，充分利用油品分子加氫轉(zhuǎn)化難易程度，將沸騰床反應(yīng)后的氣相組分直接送到后續(xù)固定床反應(yīng)區(qū)，合理高效的利用反應(yīng)壓力等級(jí)，降低裝置能耗。整個(gè)工藝流程各加氫裝置公用分餾系統(tǒng)、循環(huán)氫脫硫塔等裝置，大幅降低裝置投資和能耗。

50、(2)本發(fā)明提供的重油生產(chǎn)化學(xué)品的組合加氫工藝和系統(tǒng)中，在第一分餾單元引入高芳烴餾分，主要有三方面的優(yōu)點(diǎn)：其一，巧妙利用沸騰床裝置本身配置的分離裝置將其與沸騰床反應(yīng)區(qū)得到的液相物料一起進(jìn)行初分離，并將分離得到的第三輕餾分(2～3環(huán)芳烴組分)返回到第一沸騰床反應(yīng)區(qū)內(nèi)，該餾分段為重柴油餾分，由于渣油加氫裂化過(guò)程遵循反應(yīng)動(dòng)態(tài)平衡理論，在反應(yīng)體系中引入重柴油餾分(沸騰床自身生成和外引入兩部分)，會(huì)改變?cè)娃D(zhuǎn)化過(guò)程中組分轉(zhuǎn)化平衡，使得渣油往蠟油餾分和石腦油餾分平衡轉(zhuǎn)化率增加，降低柴油收率，有利于提高化學(xué)品收率。其二，相比直接將該高芳烴餾分引入到反應(yīng)體系中，本發(fā)明將其引入分餾單元是考慮沸騰床單元后續(xù)的分餾單元是最容易發(fā)生結(jié)焦的部分，加氫生成油中加入高芳烴餾分后，體系的穩(wěn)定性會(huì)增強(qiáng)，并且將芳環(huán)數(shù)更高的芳烴保留在加氫重油中，可顯著減緩減壓分餾系統(tǒng)結(jié)焦問題。其三，高芳烴餾分中兩環(huán)和三環(huán)芳烴具有良好的載氫效果，比如兩環(huán)芳烴中萘系和三環(huán)芳烴中的蒽系物質(zhì)，在沸騰床加氫過(guò)程中能夠快速飽和部分芳環(huán)作為氫載體，其快速能夠與渣油中瀝青質(zhì)等大分子接觸提供氫分子，促進(jìn)瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)化，提升渣油轉(zhuǎn)化率，同時(shí)也增強(qiáng)體系穩(wěn)定性。