本發明屬于超臨界萃取
技術領域：
，特別涉及一種超臨界渣油和/或催化油漿處理系統及處理方法。
背景技術：
：溶劑分離過程是用一種適當的溶劑處理液體或液固混合物，利用混合物各組分在溶劑中溶解度不同的特性，及相似相容原理，使混合物中待分離的組分溶解于溶劑中，從而達到與其他組分分離的目的。溶劑分離過程是煉油、化工工業中一類重要的過程，在煉油工業中被廣泛應用。例如從渣油中取得殘渣潤滑油原料和催化裂化原料的溶劑脫瀝青、生產潤滑油時采用的溶劑精制和溶劑脫蠟、從重整生成油或催化裂化循環油中抽取芳烴的芳烴抽提等都屬于溶劑分離過程。在煉油工業中，溶劑脫瀝青過程主要是用于從減壓渣油制取高粘度潤滑油基礎油和催化裂化原料油，在原料合適的情況下脫油瀝青可用于生產道路瀝青。其中，溶劑脫瀝青過程的主要作用是除去渣油中的瀝青以獲得較低殘炭值的脫瀝青油并改善色澤。在催化裂化原料瓦斯油中參入減壓渣油是提高輕質油收率的一個重要途徑，但是許多減壓渣油含有較多的金屬及易生成焦炭的物質，不易直接參入催化裂化原料中去，通過溶劑脫瀝青可以把大部分金屬和易生焦物質除去，從而顯著地改善重油催化裂化進料的質量。傳統的溶劑脫瀝青過程是在溶劑的臨界點以下的溫度、壓力條件下進行操作的。此過程使用大量的溶劑，采用的溶劑比一般為3-5(質量比)，必須回收并循環使用。溶劑回收部分的投資和操作費用對整個裝置的經濟效益有重要影響。需回收的溶劑量中，約90％來自提取液(脫瀝青油相)，其余則來自提余液(脫油瀝青相)。因此，溶劑回收的重點是回收提取液中的溶劑。近年來，對在溶劑的臨界點以上的溫度、壓力條件下進行操作的超臨界溶劑抽提和超臨界溶劑回收的研究及技術開發有了較大的進展。相對于傳統溶劑脫瀝青技術，超臨界萃取技術在能耗及操作可靠性等方面均發生了質的飛躍。技術實現要素：有鑒于此，本發明的目的在于提供一種超臨界渣油和/或催化油漿處理系統，以改善傳統溶劑脫瀝青技術能耗高的弊端，通過超臨界分離技術簡化流程操作，提高裝置的在線率及可靠性，降低投資和裝置占地，為下游工藝裝置提供高品質進料。為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：一種超臨界渣油和/或催化油漿處理系統，所述系統包括：混合器，用于將待處理的渣油和/或催化油漿的油料與第一部分萃取溶劑混合，并將得到的稀釋油料送入瀝青分離塔頂部；萃取溶劑進料管，用于將第二部分萃取溶劑送入瀝青分離塔的底部；瀝青分離塔，用于使所述稀釋油料與第二部分萃取溶劑逆流接觸進行亞臨界液液萃取，從而在塔頂得到脫瀝青油與萃取溶劑的萃取相，在塔底得到萃余相；第一加熱器，用于使所述萃取相升溫至萃取溶劑的臨界溫度以上；脫瀝青油分離塔，用于使來自所述第一加熱器的萃取相中的萃取溶劑在超臨界狀態下與脫瀝青油分離，并將分離出的萃取溶劑自塔頂引出；第一汽提塔，用于利用蒸汽對來自所述脫瀝青油分離塔的塔底分離產物進行汽提處理，以脫除所述塔底分離產物中夾帶的萃取溶劑，在塔底得到脫瀝青油產品。根據本發明的系統，優選地，所述瀝青分離塔的上部設有用于使所述稀釋油料向下均勻分布的頂部分布器，下部設有用于使所述第二部分萃取溶劑向上均勻分布的底部分布器；所述頂部分布器與底部分布器之間設有用于使所述稀釋油料與所述第二部分萃取溶劑充分接觸的填料，從而大大地提高了萃取效果。根據本發明的系統，優選地，所述系統還包括：第二加熱器，用于對所述萃余相進行加熱升溫；第二汽提塔，用于利用蒸汽對來自所述第二加熱器的萃余相進行汽提處理，以脫除所述萃余相中夾帶的萃取溶劑，在塔底得到脫油瀝青。根據本發明的系統，優選地，所述系統還包括：第一換熱器，用于使所述萃取相在進入第一加熱器前與離開所述脫瀝青油分離塔塔頂的萃取溶劑換熱升溫；優選地，所述系統還包括第二換熱器，所述第二換熱器用于使離開所述第一換熱器的萃取相在進入第一加熱器前與離開所述第一汽提塔的脫瀝青油換熱升溫。根據本發明的系統，優選地，所述系統還包括：第一冷卻器，用于使來自第一汽提塔和第二汽提塔的塔頂物料冷卻并冷凝；溶劑緩沖罐，用于接收來自所述第一冷卻器的冷凝物料并使所述冷凝物料中水與萃取溶劑靜置分層；溶劑回收泵，用于輸送所述溶劑緩沖罐中的萃取溶劑。根據本發明的系統，優選地，所述系統還包括：第一換熱器，用于使所述萃取相在進入第一加熱器前與離開所述脫瀝青油分離塔塔頂的萃取溶劑換熱升溫；第二冷卻器，用于使來自所述第一換熱器的萃取溶劑進一步冷卻降溫；溶劑循環泵，用于接收來自所述溶劑回收泵與第二冷卻器的萃取溶劑，并將部分萃取溶劑作為第一部分萃取溶劑送入所述混合器、將部分萃取溶劑作為第二部分萃取溶劑送入所述瀝青分離塔。根據本發明的系統，優選地，所述系統還包括：第一閃蒸罐，所述第一閃蒸罐設置在所述脫瀝青油分離塔與第一汽提塔之間，用于對來自所述脫瀝青油分離塔的塔底分離產物進行閃蒸處理，并將閃蒸出的萃取溶劑自罐頂取出，剩余物料作為汽提進料送入所述第一汽提塔，從而來自所述脫瀝青油分離塔的塔底分離產物在進入第一汽提塔之前可以先經閃蒸處理，有利于提高后續分離效果；第二閃蒸罐，所述第二閃蒸罐設置在所述瀝青分離塔與第二汽提塔之間，用于對來自所述瀝青分離塔的萃余相進行閃蒸處理，并將閃蒸出的萃取溶劑自罐頂取出，剩余物料作為汽提進料送入所述第二汽提塔，從而來自所述瀝青分離塔的萃余相在進入第二汽提塔之前可以先經閃蒸處理，有利于提高后續分離效果。根據本發明的系統，優選地，所述系統還包括：催化油漿氧化塔，用于在所述催化油漿進入所述混合器之前對所述催化油漿進行輕度氧化處理，以使所述催化油漿中的至少部分不飽和烴氧化飽和。本領域技術人員了解，所述催化油漿通常為催化裂化裝置所得，其中所含芳烴和不飽和烴，由于易產生縮合反應的原因，容易導致萃取過程中結焦等不良后果，因此，優選在所述催化油漿進入所述混合器之前利用所述催化油漿氧化塔對其進行輕度氧化，以使所述催化油漿中的至少部分不飽和烴氧化飽和。上述氧化處理過程為本領域所熟知，例如利用空氣在氧化塔中，于220-280℃，常壓條件下通過與油漿進行逆流形式的接觸，實現芳烴和不飽和烴氧化的效果。在進一步優選的實施方式中，所述系統還可以設置澄清罐，用于在所述催化油漿進入所述混合器之前去除所述催化油漿中的至少部分催化劑顆粒。本發明還提供了利用上述系統進行渣油和/或催化油漿處理的方法。根據本發明的方法，優選地，所述萃取溶劑為c3至c6烷烴中的一種或多種的混合物；進一步優選地，所述萃取溶劑為c3烷烴與異丁烷的混合溶劑、c4烷烴的混合溶劑、或者c4與c5烷烴的混合溶劑。根據本發明的方法，優選地，所述萃取溶劑與油料的用量體積比為6:1-8:1，對裝置抵御進料波動極為有利；進一步優選地，在混合器中混合時，所述第一部分萃取溶劑與油料的體積比為0.8:1-2:1，比如1:1或1.5:1。與現有技術相比，本發明在亞臨界條件下對渣油和/或催化油漿進行萃取，然后在超臨界條件下進行溶劑回收，大大地降低了裝置能耗；同時，本發明的原料進料靈活(進料可為：常渣，減渣，常渣-減渣混合，參混催化油漿)，加工能力大。另外，通過設置換熱器，本發明具有高度的熱集成(進出料換熱)。此外，利用本發明處理渣油和/或催化油漿，可獲得高質量的脫瀝青油(低金屬和ccr，高氫碳比)，并且在線率超過95％，檢修周期可達10年，溶劑損失極低。本發明可參混催化油漿，只需催化油漿澄清罐，便可將催化油漿中的催化劑顆粒在進入本發明的裝置前有效地去除，避免了裝置堵塞及對產品質量產生影響。附圖說明圖1為本發明的系統的一種實施方式的示意圖。具體實施方式以下進一步對本發明進行詳細說明，但本發明并不僅限于此。本發明利用萃取溶劑對渣油和/或催化油漿進行亞臨界萃取，然后在超臨界條件下對萃取相進行分離，以回收溶劑。以下分別對圖1所示的系統的各部分進行說明。1、進料所述處理系統的進料油料可以是渣油和/或催化油漿，其中渣油是來自原油分離的減壓渣油和/或常壓渣油。此處以減壓渣油為例進行說明。減壓渣油被送至本系統的界區處，并在液位控制下送入進料緩沖罐3。進料緩沖罐3壓力可以由液面上的氣封燃料氣(或氮氣)維持，罐內超壓時燃料氣排放至煉廠火炬系統。進料泵4從進料緩沖罐中吸入渣油，并加壓輸送到預稀釋混合器22中。在混合器22中，減壓渣油與第一部分溶劑按諸如1:1或1.5:1的標準體積比例在預稀釋混合器22中進行混合，以稀釋渣油，得到稀釋油料。通過預稀釋，可以降低瀝青分離塔6頂部分布器進料溶液的粘度，提高進料的分布效果、降低分布器堵塞風險。2、瀝青分離塔瀝青分離塔6的上部設有用于使稀釋油料向下均勻分布的頂部分布器(圖中未示出)，下部設有用于使第二部分萃取溶劑向上均勻分布的底部分布器(圖中未示出)；所述頂部分布器與底部分布器之間設有用于使所述稀釋油料與第二部分萃取溶劑充分接觸的填料(圖中未示出)。經預稀釋的稀釋油料經由混合器22進入瀝青分離塔6的頂部分布器。瀝青分離塔6的處理能力可以由進料泵4出口管線上的流量控制閥控制。第二部分溶劑經由萃取溶劑進料管23進入瀝青分離塔6的底部分布器。萃取溶劑與稀釋油料進料以逆流的方式在seda萃取填料中相互接觸。總溶劑量(第一部分萃取溶劑與第二部分萃取溶劑)與進料渣油的體積比為諸如6:1或8:1(按標準體積)。瀝青分離塔6在萃取溶劑的亞臨界條件下操作，進行亞臨界液液萃取(例如在4-5mpag，80-110℃進行亞臨界萃取)，此狀態有助于在后續分離塔中較易實現溶劑的超臨界狀態，渣油中的瀝青在溶劑中是不溶的。瀝青從溶劑中脫離出來，在界面計的控制下從瀝青分離塔6底部流出。其中，1標準體積的流出瀝青會夾帶大約略低于1標準體積(比如0.8標準體積)的萃取溶劑。瀝青分離塔6底部排出的瀝青-溶劑混合物(萃余相)后續可以進入第二汽提塔15回收瀝青中的溶劑。在瀝青分離塔6中，較輕的脫瀝青油會溶于萃取溶劑。絕大部分為溶劑的脫瀝青油和溶劑組成的溶液(萃取相)從瀝青分離塔6的頂部排出。瀝青分離塔6中的操作溫度、溶劑組成、溶劑－渣油比和影響程度較小的操作壓力均會影響產品收率和品質。由于一些工藝參數(即總的溶劑－渣油比，溶劑組成和操作壓力)是恒定的或設定在相對恒定的數值，因此，運行時，瀝青分離塔6的操作溫度就成為了主要的性能控制變量。脫瀝青油的收率可以通過瀝青分離塔6的操作溫度進行有效控制的。較高的操作溫度會導致分離塔頂部萃取的脫瀝青油收率下降。較低的操作溫度會提高脫瀝青油收率；但脫瀝青油品質較差。溶劑空冷器(第二冷卻器)21可以控制瀝青分離塔6塔頂溫度，從而控制脫瀝青油的收率。高壓低溫有利于液液萃取，瀝青分離塔6對萃取溫度的控制直接影響到脫瀝青油和瀝青的產品指標，所以瀝青分離塔6是該系統保證產品質量的重要設備。3、瀝青分離塔至脫瀝青油分離塔瀝青分離塔6塔頂萃取相首先在第一換熱器7中與離開脫瀝青油分離塔9塔頂的萃取溶劑換熱升溫，最后在進入脫瀝青油分離塔9之前，經由第一加熱器8中熱油(用作加熱介質)最終加熱到萃取溶劑的臨界溫度以上，以便在脫瀝青油分離塔9于超臨界狀態回收萃取溶劑，其中，可選地離開第一換熱器7后進第一加熱器8之前在第二換熱器(圖中未示出)中與離開第一汽提塔17的脫瀝青油換熱進一步升溫。4、脫瀝青油分離塔將溶劑溫度升高到臨界溫度以上的目的是利用溶劑在超臨界狀態下的低密度性質。在臨界溫度以上，溶劑溫度升高時，溶劑密度明顯降低，數值接近密相氣體的密度，從而可以利用密度差獲得良好的分離效果。在最終的設定溫度下，脫瀝青油實際上是不溶于溶劑的，從而產生了相分離。在萃余相中，大約90％的溶劑可通過超臨界狀態下(例如4-5mpag，100-170℃，比如120-160℃)的相分離方法回收。脫瀝青油分離塔9的塔底分離產物(脫瀝青油產品夾帶的溶劑與脫瀝青油產品的標準體積比小于1)在界面計的控制下從脫瀝青油分離塔9底部抽出，送至第一汽提塔17回收其中夾帶的溶劑。5、循環溶劑回路脫瀝青油分離塔9回收的超臨界溶劑被用作循環溶劑。循環溶劑的大部分熱量在第一換熱器7中被回收利用。循環溶劑在溶劑空冷器(第二冷卻器)21進一步冷卻后返回以用于第一部分萃取溶劑和/或第二部分萃取溶劑。可以通過調節溶劑空冷器21旁路和(或)風扇速度來控制最終進入瀝青分離塔6的循環溶劑所需的溫度。本領域技術人員理解，此處也可根據現場實際情況或業主要求由水冷器代替空冷器，通過旁路和流量控制使循環溶劑達到所需溫度。6、脫瀝青油產品脫瀝青油分離塔9的塔底分離產物進入第一汽提塔17頂部塔板，其流量由脫瀝青油分離塔9的界面液位計控制。塔底分離產物進入第一汽提塔17后，壓力降低，大部分溶劑從塔頂閃蒸出來。脫瀝青油在第一汽提塔17中下行與水蒸汽(比如過熱蒸汽)接觸，汽提出產品中殘余的溶劑，從而降低產品中夾帶的溶劑含量。汽提蒸汽通過流量控制進入第一汽提塔17底部塔板下面。流量控制是為了實現更有效地汽提。汽提蒸汽的溫度不應低于第一汽提塔17的操作溫度。蒸汽溫度不夠時會冷卻脫瀝青油，削弱汽提效果。非過熱蒸汽會導致系統發泡和塔操作方面的問題，可以適當注入消泡劑來消除潛在的發泡問題。在一個實施例中，第一汽提塔17塔底的部分脫瀝青油產品在流量控制下由脫瀝青油泵輸送至第一汽提塔加熱器由熱油提供的熱量加熱升溫，并在出口溫度控制下返回第一汽提塔17的中間塔板，以更好地維持要求的第一汽提塔17塔底操作溫度。脫瀝青油產品從第一汽提塔17塔底抽出，經脫瀝青油產品泵輸送到第二換熱器通過換熱冷卻脫瀝青油產品。如果有需求，可以在其他換熱器中進一步冷卻脫瀝青油產品。脫瀝青油產品在流量與汽提塔液位串級控制作用下送入下游處理裝置。7、瀝青產品可選地，可先將來自瀝青分離塔6底部的萃余相(瀝青與溶劑的混合物)與進料原料或產品通過熱量整合(換熱)進行預熱。所述萃余相進第二汽提塔15之前的最后加熱是由第二加熱器12內的熱油在溫度控制下實現。加熱可以降低瀝青的粘度，能更有效地進行溶劑閃蒸和產品汽提。來自瀝青分離塔6的萃余相被送至第二汽提塔15頂部塔板，其流量可以由瀝青分離塔6的界面液位計來控制。進入第二汽提塔15后，壓力降低，萃余相中夾帶的大部分溶劑從塔頂閃蒸出來。瀝青在第二汽提塔15中下行與水蒸汽(比如過熱蒸汽)相互接觸，汽提出產品中的剩余溶劑，從而降低產品中夾帶的溶劑含量。汽提蒸汽通過流量控制進入汽提塔底部塔板下面。流量控制是為了實現更有效地汽提。汽提蒸汽的溫度應該不低于第二汽提塔15的操作溫度。蒸汽溫度不夠時會冷卻脫瀝青油，削弱汽提效果。非過熱蒸汽會導致系統發泡和塔操作方面的問題，可以注入消泡劑來消除潛在的發泡問題。在一個實施例中，第二汽提塔15塔底的部分脫油瀝青(瀝青產品)在流量控制下由瀝青泵經第二汽提塔加熱器最終送回第二汽提塔15的中間塔板。加熱器提供足夠的熱量來更好地維持汽提塔塔底的操作溫度。瀝青產品在液位控制下從第二汽提塔15底部抽出，并由瀝青產品泵送出。瀝青產品可送至道路瀝青調和裝置、電廠氣化裝置或燃料油裝置。8、溶劑回收第一汽提塔17和第二汽提塔15塔頂的溶劑和水蒸汽混合后進入溶劑空冷器(第一冷卻器)18進行冷卻。冷凝的溶劑和水進入溶劑緩沖罐19中進行溶劑-水分離。溶劑緩沖罐19排放的酸水中含有h2s。酸水在液位控制下從溶劑緩沖罐19底部的集液包中抽出，然后由酸水泵送至界區外酸水處理裝置。溶劑緩沖罐19設有不凝氣的排放口，不凝氣體可以排放到火炬系統或煉廠其他處理裝置。儲存在溶劑緩沖罐1,9中的溶劑用來進行萃取操作和壓力控制。溶劑緩沖罐19中回收的溶劑由溶劑回收泵20送至溶劑循環泵5的入口。回收溶劑與來自脫瀝青油分離塔9的循環溶劑在溶劑循環泵5入口混合。混合后通過溶劑循環泵5升壓以用作第一部分萃取溶劑和/或第二部分萃取溶劑。在另一種實施方式中，所述系統還包括第一閃蒸罐11和第二閃蒸罐13，所述第一閃蒸罐11設置在所述脫瀝青油分離塔9與第一汽提塔17之間，來自所述脫瀝青油分離塔9的塔底分離產物經第一閃蒸加熱器10加熱后送入第一閃蒸罐11進行閃蒸處理，并將閃蒸出的萃取溶劑自罐頂取出送往第一冷卻器18冷卻，罐底剩余物料經第一汽提加熱器16加熱后作為汽提進料送入所述第一汽提塔17，從而來自所述脫瀝青油分離塔9的塔底分離產物在進入第一汽提塔17之前先經閃蒸處理，有利于提高后續分離效果；所述第二閃蒸罐13設置在所述瀝青分離塔6與第二汽提塔15之間，來自所述瀝青分離塔6的萃余相經第二閃蒸加熱器12加熱后送入第二閃蒸罐13進行閃蒸處理，并將閃蒸出的萃取溶劑自罐頂取出送往第一冷卻器18冷卻，罐底剩余物料經第二汽提加熱器14加熱后作為汽提進料送入所述第二汽提塔15，從而來自所述瀝青分離塔6的萃余相在進入第二汽提塔15之前先經閃蒸處理，有利于提高后續分離效果。在再一種實施方式中，所述系統還設有催化油漿氧化塔1，其中進料油料如含有催化油漿，催化油漿可首先在催化油漿氧化塔1中與空氣接觸進行輕度氧化，所得氧化油漿隨后經氧化油漿泵2送入進料緩沖罐3中，與渣油(當進料油料中包括渣油時)混合。本發明改善了現有傳統溶劑脫瀝青技術能耗高的弊端，通過超臨界分離技術簡化流程操作，提高裝置的在線率及可靠性，降低投資和裝置占地。為下游工藝裝置提供高品質進料，延長下游裝置催化劑壽命，使煉廠的利潤得到大幅提升。以下結合實施例進一步對本發明進行說明。實施例1進料渣油及催化油漿性質見表1；萃取溶劑為異丁烷。本發明的超臨界渣油-催化油漿處理在如圖1所示的系統中進行。其中，所述催化油漿在進入進料緩沖罐3與渣油混合前，首先在催化油漿氧化塔內與空氣逆流接觸進行輕度氧化，氧化條件為：常壓，220-280℃；稀釋油料中萃取溶劑與渣油-催化油漿的體積比為1:1；進入瀝青分離塔的總萃取溶劑與渣油-催化油漿的體積比為8:1；其中，瀝青分離塔的操作條件為4-5mpag，80-110℃；脫瀝青油分離塔的操作條件為4-5mpag，120-160℃。經上述系統處理后，所得瀝青產品和脫瀝青油產品見表1。表1產品收率進料渣油-油漿瀝青脫瀝青油工況收率，wt％wt％1008020lv％10077.822.2比重@15.5℃1.0331.06290.929api重度5.51.620.8氮wt％0.710.830.23硫wt％1.712.00.43康氏殘碳wt％19.9251.5鎳wppm173.22163.7釩wppm310.53880.7粘度：@100℃cst51621174700077@135℃cst18682154020@180℃cst169899.3-@205℃cst--環球法軟化點℃-102-瀝青wppm--<100本實施例的脫瀝青油作為下游加氫處理裝置進料，瀝青用于氣化裝置進料，所用溶劑為異丁烷(ic4)。可見，采用本發明的seda技術，可顯著降低脫瀝青油中的康氏殘碳和金屬鎳、釩的含量，大大地提高了脫瀝青油的質量，同時也使瀝青產品的環球法軟化點及粘度滿足下游裝置的要求。實施例2進料渣油性質見表2；萃取溶劑為混合丁烷(50％ic4，50％nc4)。本發明的超臨界渣油處理在如圖1所示的系統中進行。其中，稀釋油料中萃取溶劑與渣油的體積比為1.5:1；進入瀝青分離塔的總萃取溶劑與渣油的體積比為6:1；其中，瀝青分離塔的操作條件為4-5mpag，80-110℃；脫瀝青油分離塔的操作條件為4-5mpag，120-160℃。經上述系統處理后，所得瀝青產品和脫瀝青油產品見表2。表2本實施例的脫瀝青油作為下游潤滑油裝置進料，生產高粘度潤滑油，瀝青用于氣化爐進料，所用溶劑為混合丁烷(50％ic4，50％nc4)。可見，采用本發明的seda技術，可顯著降低脫瀝青油中的康氏殘碳和金屬鎳、釩的含量，大大地提高了脫瀝青油的質量，高質量的進料可提高下游裝置催化劑的壽命，提高下游裝置的在線率。當前第1頁12