溶剂脱沥青讲义-课件(PPT演示)

溶剂脱沥青技术讲座内容1溶剂脱沥青技术发展概况1.1国外概况1.2国内概况2溶剂脱沥青工艺过程2.1基本流程2.2原料油2.3主要操作参数2.4关键设备2.5能耗和节能3溶剂脱沥青工艺的作用3.1产品应用3.2组合工艺1溶剂脱沥青技术发展概况溶剂脱沥青技术溶剂脱沥青是一个劣质渣油的预处理过程。通过溶剂的作用把减压渣油中很难转化的沥青质和稠环化合物以及对催化转化过程有害的重金属和硫、氮化合物脱除出去，而把质量较好的脱沥青油作为润滑油、催化裂化和加氢处理/裂化的原料。溶剂脱沥青技术发展概况二十世纪三十年代溶剂脱沥青技术首次工业化。最初用于从减压渣油中生产高粘度润滑油料，后来逐渐用于生产催化裂化和催化加氢的原料，从而发展成为一种重要的重油加工工艺。溶剂脱沥青技术发展概况目前全世界溶剂脱沥青装置超过100套，总加工能力估计在5000万吨／年以上。最大的一套装置能力是260万吨／年。我国现有溶剂脱沥青装置28套，总加工能力约895万吨／年。2.1国外概况国外专利商提出的溶剂脱沥青过程过程名称KelloggLEDAUOPDemexROSEIFP-BASFDoben日本丸善Hydro-cyclone密度/g/cm31.0321.0321.0301.0221.0031.0030.957-粘度(100℃)/mm2/s305021907100-345--51S/ω%-5.05.24.04.14.63.7-残炭/ω%24.021.318.520.816.416.769.4-Ni+V/mg/kg139.9138.0131.098.080.0140.062.081.0脱沥青油收率/ω%-77.380.080.085.586.0--残炭/ω%4.512.512.713.07.911.56.9Ni+V,mg/kg1.631.029.029.022.564.020.022.4脱油沥青软化点/℃94193-177-137-国外溶剂脱沥青工业化情况KBR公司：ROSE工艺，32套，最大260万吨／年，总能力超过2500万吨／年。在运转的有19套，能力为1600万吨／年。UOP公司：Demex工艺，13套，最大210万吨／年，总能力约1300万吨／年。Foster-Wheeler公司：LEDA工艺（主要是转盘塔丙烷脱沥青），42套，总能力1250万吨／年。注：UOP和FosterWheeler的SDA技术于1996年合并。IFP：Solvahl工艺，7套，能力不详。ROSE工艺的发展Kerr-McGee从二十世纪五十年代中期开始研究超临界抽提技术，1954年建成并运行了一套750桶／天的示范装置。70年代将开发重点转为节能的研究，并建成一套1桶／天的实验装置，用于超临界回收技术研究和原料评价研究。1979年，ROSE技术工业化。1995年，KBR公司收购了ROSE技术。ROSE工艺技术特点亚临界抽提－超临界溶剂回收工艺一段／两段抽提－沉降流程早期使用乱堆填料和高压降进料分配器，后来改用高效规整填料（KOCH-GLITSCH公司提供）和低压降进料分配器（ROSEMAX）。ROSEMAX：1995年工业化，处理量提高最大达60％，循环溶剂纯度提高达90％（含油量从4.01%降到0.41%）。Demex工艺Demex工艺由UOP公司和墨西哥石油研究院(IMP)联合开发。Demex工艺主要用于从减压渣油中生产催化料，使用C4、C5等比较重的溶剂。Demex工艺采用混合－沉降－超临界回收流程，塔中进料，胶质可回炼。脱胶质塔为卧式罐。进期开发了新型抽提塔内构件：平行折流板（PIP）。LEDA工艺LEDA工艺：低能耗脱沥青工艺。主要用于生产润滑油料，也可生产催化料。主要特点：采用转盘抽提塔和双效蒸发回收流程。2.2国外概况国内溶剂脱沥青技术发展1958年采用前苏联技术，在兰炼建成了第一套丙烷脱沥青装置，能力为12万吨／年。RIPP从1961年开始研究溶剂脱沥青工艺。1965年,两段沉降法丙烷脱沥青工艺在锦西石化总厂实现工业化。1966年,丙烷临界回收技术在兰州炼油厂实现工业化，此后，该技术在中国的溶剂脱沥青装置上广泛应用。国内溶剂脱沥青技术发展1978年,高效抽提塔在锦西石化总厂应用成功。1980年,C3/C4混合溶剂脱沥青技术在大连石油七厂工业应用。1987年,一段超临界混合C4溶剂脱沥青技术在吉林化学工业公司投入工业应用。1992年,两段超临界混合C4溶剂脱沥青技术在天津炼油厂实现工业应用。国内溶剂脱沥青技术发展90年代，开发了溶剂脱沥青和其他重油加工的组合工艺以及软沥青乳化和硬沥青制浆技术。“七五”和“八五”期间，石油大学开发了超临界溶剂脱沥青技术，对渣油－轻烃溶剂的相平衡进行了一些实验和基础理论研究。“八五”期间，清华大学开发了格栅填料，用于丙烷脱沥青装置。蜂窝格栅填料的应用已用于锦西、兰州、高桥、茂名等炼厂的丙烷脱沥青塔的改造，尚未用于丁烷脱沥青装置。锦西丙烷脱沥青装置使用填料效果：在相同条件下，塔的比负荷增加12～15％；轻脱油收率提高4％，总的脱沥青油收率提高3.5%；生产催化料时，溶剂比（质量）从3.0降到2.6，装置处理能力提高44％。国内溶剂脱沥青的装置水平我国现有溶剂脱沥青装置28套（22个炼厂)，其中丙脱19套（能力502.5万吨／年），丁烷脱沥青8套（能力390万吨／年，异丙醇脱沥青1套（2.5万吨／年）。最大能力：丙脱60万吨／年（国外100万吨／年，Exxon公司Bayton炼厂），丁脱80万吨／年（国外最大260万吨／年，波兰）。能耗：丙脱1170~2295.6MJ/t，丁脱2284.6~1017.8MJ/t。与国外溶剂脱沥青技术的差距大型化内构件工艺模拟软件换热优化硬沥青处理2溶剂脱沥青工艺过程溶剂脱沥青过程溶剂脱沥青的核心就是液-液萃取，在炼油界将它称之为抽提。抽提塔是一个多段接触器，通常装有一定数量的内构件，以保证有足够的分离效率。抽提时，渣油以分散相的形式由上往下移动，而溶剂则作为连续相由下往上流动，这时渣油中的油分就溶解在溶剂中，沥青则沉降到塔的底部。脱沥青的相平衡2.1基本流程丙烷脱沥青的抽提和油的回收丙烷脱沥青的沥青回收部分国外主要的脱沥青工艺LEDA工艺Demex工艺ROSE工艺LEDA工艺流程带回收胶质的Demex工艺流程图Demex过程的脱沥青效果举例-1原料566℃的沙轻减压渣油566℃的沙重减渣密度1.02241.052S/ω%4.06.0N/ω%0.310.48残炭/ω%13.327.7Ni＋V/mg/kg98269沥青质/ω%1015DMO收率/φ%4060783055DMO性质密度0.94060.96380.98610.95760.9861S/%2.342.833.253.534.29N/%0.10.10.210.140.2残炭/%2.856.3610.74.7910.1Ni＋V/mg/kg37191638Demex过程的脱沥青效果举例-2沙轻减渣沙重减渣沥青收率6040227045密度1.0771.1101.1541.091.133S/ω%4.965.526.316.937.82Ni＋V/mg/kg154216341364515软化点/℃88102177104149ROSE两段脱沥青的工艺流程R0SE三段脱沥青流程ROSE过程的脱沥青效果举例沙特西德克萨斯加利弗尼亚加拿大中东中东原料密度/g/cm31.02320.98611.02691.00281.03211.0138残炭/ω%15.012.122.218.924.019.798.8℃粘度/mm2/s1700012020003203000690金属Nimg/kg73.616.013946.629.929.7Vmg/kg365.027.613630.9110.089脱沥青油收率/φ%对进料49.866.052.867.845.654.8密度/g/cm30.94590.93650.94480.94780.95800.9523残炭/ω%5.92.25.35.44.55.498.8℃粘度/mm2/s140245050102140金属Nimg/kg3.51.08.13.90.90.6Vmg/kg12.41.32.31.40.74.0脱金属率/%96.594.796.295.398.495.7续上表沙特西德克萨斯加利弗尼亚加拿大中东中东渣油原料密度/g/cm31.02320.98611.02691.00281.03211.0138残炭/ω%15.012.122.218.924.019.7粘度/98.8℃mm2/s1700012020003203000690金属Nimg/kg73.616.013946.629.929.7Vmg/kg365.027.613630.9110.089沥青收率/φ%50.234.047.232.254.445.2密度/g/cm31.08681.07521.11951.11571.08681.0927软化点/℃137771191079489针入度/1/10mm1-7000国内部分沉降法二段脱沥青工艺临界回收脱沥青工艺超临界抽提溶剂脱沥青工艺沉降法二段溶剂脱工艺沥青沉降法两段脱沥青是在常规一段脱沥青基础上发展起来的。在研究大庆减压渣油的特有性质的基础上，注意到常规的丙烷脱沥青不能充分利用好该资源，而开发出的一种新脱沥青工艺沉降法二段脱沥青工艺FirstextractorSecondextractorHeaterHeaterHeaterVacuumresiduechargeAsphaltSeparatorandstripperHDAOSeparatorandstripperLDAOSeparatorandstripperSupercriticalseparatorHDAOAsphaltLDAOSolventtankMixer进行沉降法两段丙烷脱沥青技术研究，于1965年在锦西石油五厂用大庆减压渣油进行沉降法两段丙烷脱沥青工业试验获得成功，将脱沥青油的收率提高近1倍。沉降法与萃取法脱沥青的区别沉降法两段脱沥青的效果原料油沉降法两段脱沥青一段法对比组工业生产结果抽提塔顶温度/℃-656565沉降塔顶温度/℃-87-79溶剂比/φ抽提塔/沉降塔-6.0/2.05.25.6/1.7轻脱沥青油收率/w%10034.0-36.8密度/g/cm30.92220.8816-36.8残炭/w%7.480.53-0.65粘度/（100℃）mm2/s121.6821.44-24.17重脱沥青油收率/w%-34.068.230.4密度/g/cm3-0.9050---残炭/w%-2.581.823.62粘度/（100℃）mm2/s-72.9035.23-Ni/mg/kg9.80.70.9-脱油沥青软化点/℃39525148针入度/1/10mm＞350476066延度/cm3.010088.685临界回收溶剂脱沥青工艺1965年研究丙烷脱沥青的溶剂临界回收技术。在1966年在兰州炼油厂获得工业应用。能耗降低50%以上。临界回收溶剂脱沥青的理论依据溶剂对油的溶解能力随温度的升高而降低，当温度和压力接近到临界条件时，溶剂对油的溶解能力已降到很低，这时，该丙烷溶剂经冷却后可直接循环使用，不必经过蒸发回收临界回收能耗的测算回收方式常规蒸发临界回收2.1MPa100℃4.2MPa93℃4.2MPa96.8℃回收条件下的焓H/kcal/kg1287287需要热量（H-48）/kcal/kg相对百分数8010024303950需要冷却量（H-27）/kcal/kg相对百分数10110045456060注：进入挥手系统温度70℃，液态；循环丙烷冷却到40℃临界回收的应用效果回收方法蒸汽循环水新鲜水蒸发回收0.92323.2临界回收0.6241.3超临界抽提技术超临界流体抽提是利用抽提体系在临界区附近具有反常的相平衡特性及异常的热力学性质，通过改变温度、压力等参数，使体