本发明属于石油化工，特别是涉及一种通过沸腾床和固定床加氢技术深度加工重油的组合工艺和系统。
背景技术：
1、当前炼厂正处于“炼油型”向“化工型”转型的关键时期，并且炼油企业呈现“集成化和规模化”的趋势，无论是新建炼厂还是现有炼厂升级改造，都围绕如何调整产品结构，将更多的油品转化成清洁化学品。其中，重油加氢技术在炼油结构转型中扮演重要角色，当前成熟的重油加氢技术主要为固定床加氢技术和沸腾床加氢技术。随着加工原油的重质化、劣质化逐年加剧，沸腾床加氢技术越来越受到重视，这主要得益于沸腾床在渣油轻质化方面具有原料适应强、运转周期长、装置操作灵活等优点，可适应固定床难以加工的劣质重油原料，并且转化率较高，能够将更多重质组分转化成轻质馏分。
2、然而，目前沸腾床加氢技术在渣油转化领域也存在较难攻克的难题，即在高转化率下加氢生成油体系稳定性较低，容易在反应和分馏系统析出结焦前驱物，随着运行时间延长，逐渐形成焦块，影响装置长周期平稳运行。当然，沸腾床加氢技术并不是保证高转化率运行其经济效益最高，需考虑其运行周期长短。但是较低转化率下，渣油中较重组分难以转化成轻质馏分，必然会影响重劣质渣油到化学品的转化。同时，由于沸腾床加氢体系全返混模式，其生成油不能满足产品指标，需要进一步加工处理。而现有加工工艺与沸腾床装置耦合度较低，缺乏将沸腾床加氢与其他加氢工艺或脱碳工艺组合的集成技术，实现装置从劣质渣油到化学品和清洁油品的高效转化。
3、cn106947523a公开了一种沸腾床渣油加氢裂化方法。该方法包括两个串联的沸腾床反应器，第一和第二沸腾床反应器中分别采用渣油加氢处理催化剂和渣油加氢裂化催化剂。该发明中采用的工艺和催化剂配置方案导致产物性质较差，并且存在高转化率模式下长周期运行难以保证的问题。
4、cn103102944a公开了一种渣油加氢处理及轻质化的组合工艺方法，渣油和氢气在第一沸腾床加氢转化反应器系统中反应后进入分馏系统，减压渣油进溶剂脱沥青系统得到脱油沥青和脱沥青油，其中脱油沥青和脱沥青油分别在进行加氢处理，加氢后生成油再进入分馏系统。该发明中沸腾床加氢转化率的提高势必会增加结焦风险，并且沸腾床加氢生成油和脱沥青油需要单独的加氢装置加工，加工流程相对较长，集成度相对较低，能耗较高。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种重油加工组合工艺和系统。所述工艺能够灵活生产清洁油品，且工艺流程短，各单元耦合程度高，能耗和投资低。
2、本发明第一方面提供一种重油加工组合工艺，所述组合工艺包括如下内容：
3、（1）在氢气存在条件下，重油进入沸腾床加氢单元，反应流出物经分离后得到第一气相料流和第一液相料流；
4、（2）步骤（1）得到的第一气相料流与氢气混合进入到第一固定床加氢反应单元，反应流出物经分离后得到第二气相料流和第二液相料流，第二液相料流经分馏后得到轻烃、石脑油和柴油产品；
5、（3）步骤（1）得到的第一液相料流与氢气混合进入到第二固定床加氢反应单元，反应流出物经分离后得到第三气相料流和第三液相料流，第三液相料流经分馏得到轻烃、加氢石脑油、加氢柴油和加氢渣油；
6、（4）步骤（3）得到的加氢渣油进入催化裂化单元，反应流出物经分离后得到催化液化气、催化石脑油、催化柴油、催化循环油和催化油浆。
7、上述组合工艺中，步骤（1）中所述重油原料为常压渣油、减压渣油、重质沥青中的至少一种。
8、上述组合工艺中，步骤（1）中所述沸腾床加氢单元设置至少一个沸腾床反应器，优选设置一个沸腾床反应器；所述沸腾床反应器可为带有循环杯的反应器，也可为中石化（大连）石油化工研究院有限公司开发的内置三相分离器的strong沸腾床反应器。
9、上述组合工艺中，步骤（1）中所述沸腾床加氢单元中的沸腾床反应器装填沸腾床加氢催化剂，所述沸腾床加氢催化剂包括载体和活性金属组分，所述活性金属组分为镍、钴、钼或钨中的一种或几种；载体可以为氧化铝、氧化硅、氧化铝-氧化硅、氧化钛中的一种或几种。
10、上述组合工艺中，步骤（1）中所述第一气相料流和第一液相料流切割点为280～350℃，控制石脑油和柴油馏分分离到第一气相料流中。
11、上述组合工艺中，步骤（1）中所述沸腾床加氢单元操作条件为：反应温度350～450℃，优选360～410℃，反应压力10.0～19.0mpa，优选13.0～18.0mpa，氢油体积比300～1000，优选400～600，液时体积空速0.1～3.0h-1，优选0.3～1.0h-1。
12、上述组合工艺中，步骤（2）中所述第一固定床加氢反应单元设置至少1台固定床加氢反应器，优选设置单台固定床加氢反应器。
13、上述组合工艺中，步骤（2）中所述第一固定床加氢反应单元包括加氢精制反应区和加氢裂化反应区；第一气相料流与氢气混合进入加氢精制反应区，加氢精制反应区沿液相物流方向一般设置1～3个加氢精制催化剂床层，与床层中的加氢精制催化剂接触反应；加氢精制反应流出物进入加氢裂化反应区，加氢裂化反应区沿液相物流方向一般设置1～3个加氢裂化催化剂床层，与床层中的加氢裂化催化剂接触反应。
14、上述组合工艺中，加氢精制催化剂包括载体和活性金属，其中活性金属可以为镍、钴、钼或钨中的一种或几种；载体可以为氧化铝、氧化硅、氧化铝-氧化硅、氧化钛中的一种或几种。加氢裂化催化剂包括载体和活性金属，其中活性金属可以为镍、钴、钼或钨中的一种或几种；载体可以为氧化铝、氧化硅、氧化铝-氧化硅、氧化钛、分子筛中的一种或几种；所述加氢精制催化剂和/或加氢裂化催化剂可以采用市售商品或者按照现有公开的方法进行制备，具体到本发明中，加氢精制催化剂可以采用中石化（大连）油化工研究院有限公司开发的ff-66牌号加氢精制催化剂，加氢裂化催化剂可以采用中石化（大连）油化工研究院有限公司开发的fc-76牌号加氢裂化催化剂。
15、上述组合工艺中，步骤（2）中控制所述石脑油干点不高于200℃，可作为蒸汽裂解制乙烯原料；所述柴油可作为清洁燃料外出装置，也可返回到固定床加氢裂化单元转化。
16、上述组合工艺中，步骤（2）中所述第一固定床加氢反应单元操作条件：平均反应温度340～390℃，优选350～380℃，反应压力为10.0～18.0mpa，优选13.0～17.0mpa；入口氢油体积比为800～2000，优选800～1500，体积空速0.8～2.0h-1，优选1.0～1.5h-1。
17、上述组合工艺中，步骤（3）中所述第二固定床加氢反应单元设置至少2台固定床加氢反应器，优选设置3～6个反应器，进一步优选设置4～5个反应器串联；所述第二固定床加氢反应器设置1～2个催化剂床层，优选设置1个催化剂床层。
18、上述组合工艺中，步骤（3）中所述第二固定床加氢反应器按照液相料流流向依次装填加氢保护催化剂、脱金属催化剂、脱硫催化剂和脱残炭催化剂；所述加氢保护催化剂、脱金属催化剂、脱硫催化剂和脱残炭催化剂包括载体和活性金属，其中活性金属可以为镍、钴、钼或钨中的一种或几种；载体可以为氧化铝、氧化硅、氧化铝-氧化硅、氧化钛中的一种或几种。所述加氢保护催化剂、脱金属催化剂、脱硫催化剂和脱残炭催化剂可以采用市售商品或者按照现有公开的方法进行制备。
19、上述组合工艺中，步骤（3）中加氢石脑油和加氢柴油的切割点为160℃～210℃，优选180℃～200℃。
20、上述组合工艺中，步骤（3）中所述第二固定床加氢反应单元操作条件：平均反应温度340～430℃，优选350～410℃，入口氢油体积比为600～2000，优选800～1500，体积空速0.1～1.5h-1，优选0.2～0.8h-1。
21、上述组合工艺中，步骤（4）中所述催化裂化单元设置至少一套催化裂化装置；所述催化裂化装置包括提升管反应器、沉降器、再生器和旋风分离器；所述提升管反应器操作条件：反应温度500～780℃，优选为550～700℃；水蒸汽与进料的质量比为0.05: 1～1:1，优选为0.10:1～0.5:1；反应压力为0.10～1.0mpa，优选0.10～0.5mpa；与催化剂接触时间0.1～15.0秒，优选0.5～5.0秒。
22、上述组合工艺中，步骤（4）中所述催化裂化装置中采用的催化裂化催化剂包括沸石、无机氧化物和任选的粘土；所述沸石选自含或不含稀土的y型或hy型沸石、含或不含稀土的超稳y型沸石、具有mfi结构的沸石中的至少一种。
23、上述组合工艺中，步骤（4）中所述催化裂化装置优选采用双提升管工艺，步骤（2）得到的石脑油可作为第二提升管的进料。
24、上述组合工艺中，步骤（4）中所述催化石脑油和催化柴油的切割点为160~220℃，优选180℃~210℃；催化柴油和催化循环油切割点为310~370℃，优选330℃~350℃；催化循环油和催化油浆的切割点为360℃~420℃，优选370~400℃。
25、上述组合工艺中，步骤（4）中所述催化循环油部分或全部循环到沸腾床加氢单元。
26、上述组合工艺中，步骤（4）中所述催化循环油部分循环到沸腾床加氢单元；催化循环油分为第一催化循环油和第二催化循环油，所述第一催化循环油循环到沸腾床加氢单元，第二催化循环油在催化裂化单元自循环；第一催化循环油和第二催化循环油质量比为1：5-5：1，优选为1：1-3：1。
27、上述组合工艺中，步骤（4）中所述催化油浆经过脱固处理后全部或部分循环到沸腾床加氢单元。
28、上述组合工艺中，步骤（3）得到的加氢柴油和/或步骤（4）得到的催化柴油循环到第一固定床加氢反应单元进行处理。
29、上述组合工艺中，步骤（2）中所述第二气相料流和/或步骤（3）第三气相料流经过冷高分、循环氢脱硫、膜分离进行处理，膜分离处理后得到的富氢气体中氢气浓度达到95%以上，通过压缩机升压后进行循环利用。
30、上述组合工艺中，所述的分离为高温高压分离方式，具体到本发明中采用热高分；所述热高分设备采用立式结构，优选增设热氢汽提管线。
31、本发明第二方面提供一种重油加工组合系统，所述系统包括沸腾床加氢单元、第一高温高压分离单元、第一固定床加氢反应单元、第二高温高压分离单元、第一分馏单元、第二固定床加氢反应单元、第三高温高压分离单元、第二分馏单元、催化裂化单元、第三分馏单元；
32、沸腾床加氢单元，其用于接收重油原料，与氢气接触进行反应；
33、第一高温高压分离单元，其用于接收并分离来自沸腾床加氢单元的反应流出物，经分离后得到第一气相料流和第一液相料流；
34、第一固定床加氢反应单元，其用于接收来自第一高温高压分离单元的第一气相料流，与氢气接触进行反应；
35、第二高温高压分离单元，其用于接收并分离来自第一固定床加氢反应单元的反应流出物，经分离后得到第二气相料流和第二液相料流；
36、第一分馏单元，其用于接收并分离来自第二高温高压分离单元的第二液相料流，经分馏后得到轻烃、石脑油和柴油产品；
37、第二固定床加氢反应单元，其用于接收来自第一高温高压分离单元的第一液相料流，与氢气接触进行反应；
38、第三高温高压分离单元，其用于接收来自第二固定床加氢反应单元的反应流出物，经分离后得到第三气相料流和第三液相料流；
39、第二分馏单元，其用于接收来自第三高温高压分离单元的第三液相料流，经分馏得到轻烃、加氢石脑油、加氢柴油和加氢渣油；
40、催化裂化单元，其用于接收来自第二分馏单元的加氢渣油，与催化裂化催化剂接触进行反应；
41、第三分馏单元，其用于接收来自催化裂化单元的反应流出物，经分离后得到催化液化气、催化石脑油、催化柴油、催化循环油和催化油浆。
42、上述系统中，作为一种具体实施方式，第三分馏单元得到的催化循环油经管线部分或全部进入沸腾床加氢单元。
43、上述系统中，作为一种具体实施方式，所述重油加氢系统还包括循环氢单元，其用于接收来自第二高温高压分离单元的第二气相料流和/或第三高温高压分离单元的第三气相料流，处理后作为循环氢循环到各反应单元使用；循环氢单元一般包括脱硫装置、膜分离装置和循环氢压缩机。
44、上述系统中，作为一种具体实施方式，所述沸腾床加氢单元设置至少一个沸腾床反应器，优选设置一个沸腾床反应器；所述沸腾床反应器可为带有循环杯的反应器，也可为中石化（大连）石油化工研究院有限公司开发的内置三相分离器的strong沸腾床反应器。
45、上述系统中，作为一种具体实施方式，所述第一固定床加氢反应单元设置至少1台固定床加氢反应器，优选设置单台固定床加氢反应器。
46、上述系统中，作为一种具体实施方式，所述第二固定床加氢反应单元设置至少1台固定床加氢反应器，优选设置3～5个反应器，进一步优选设置4～5个反应器串联；所述第二固定床加氢反应器设置1～2个催化剂床层，优选1个催化剂床层。
47、上述系统中，作为一种具体实施方式，来自第三分馏单元的催化油浆经管线与经沸腾床加氢单元连通。
48、上述系统中，作为一种具体实施方式，来自第二分馏单元的加氢柴油和/或来自第三分馏单元的催化柴油经管线与第一固定床加氢反应单元连通。
49、上述系统中，作为一种具体实施方式，各分馏单元可集成设置或者分开设置，优选分开设置。
50、与现有技术相比，本发明组合工艺具有以下优点：
51、本发明充分利用沸腾床加氢在转化大分子沥青质和脱除重金属方面的优势，为固定床加氢单元提供优质的原料，能够更好地发挥固定床在芳烃饱和和加氢精制方面的优势，提高催化裂化装置进料品质，同时能够大幅延长装置运行周期。
52、传统沸腾床工艺将反应流出物分离成石脑油、柴油、蜡油和未转化油，存在如下问题：一是在高转化率下加氢生成油体系稳定性较低，容易在反应和分馏系统析出结焦前驱物，导致结焦；二是各馏分产品采用单独工艺进行加工，装置集成度不强。本发明组合工艺中重油原料经过沸腾床加氢后进行快速分离得到第一气相料流（轻馏分）和第一液相料流（重馏分），并且根据轻、重馏分性质特点分别采用不同催化剂级配和反应床层设置的固定床加氢技术进行加工处理，可有效避免上述问题。
53、本发明根据沸腾床加氢单元反应流出物中第一气相料流（轻馏分）和第一液相料流（重馏分）性质特点分别采用不同催化剂级配和反应床层设置的固定床加氢技术加工处理。对于轻馏分，其主要为柴油馏分（含有部分石脑油），采用固定床加氢精制-裂化体系配置即可实现该馏分段向化工原料石脑油的转化。
54、4、本发明将加氢技术和催化裂化技术进行巧妙组合，将催化循环油和催化油浆循环到沸腾床体系。基于反应动态平衡机理，催化循环油主要组成为重柴油，将其引入到沸腾床反应体系中，可有效抑制重组分向重柴油组分转化，更多地转化为石脑油、轻柴油和蜡油馏分，从而提供更为优质的化工原料；并且催化循环油中2~4环芳烃在加氢过程中部分承担着供氢载体的作用，能够促进沥青质等大分子的转化。催化油浆引入到沸腾床体系中，可有效改善加氢渣油体系稳定性，有效减缓反应系统结焦。
55、5、本发明技术耦合性强，沸腾床加氢单元、第一固定床加氢单元和第二固定床加氢单元都是高压高温相连，前序反应的高分气相组分直接进后续装置流程，同时各加氢装置公用循环氢脱硫塔等循环氢净化提浓装置，大幅降低装置投资和能耗。
1.一种重油加工组合工艺，其特征在于：所述组合工艺包括如下内容：
2.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（1）中所述重油原料为常压渣油、减压渣油、重质沥青中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（1）中所述沸腾床加氢单元设置至少一个沸腾床反应器，优选设置一个沸腾床反应器。
4.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（1）中所述沸腾床加氢单元中的沸腾床反应器装填沸腾床加氢催化剂，所述沸腾床加氢催化剂包括载体和活性金属组分，所述活性金属组分为镍、钴、钼或钨中的一种或几种；载体为氧化铝、氧化硅、氧化铝-氧化硅、氧化钛中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（1）中所述第一气相料流和第一液相料流切割点为280～350℃。
6.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（1）中所述沸腾床加氢单元操作条件为：反应温度350～450℃，优选360～410℃，反应压力10.0～19.0mpa，优选13.0～18.0mpa，氢油体积比300～1000，优选400～600，液时体积空速0.1～3.0h-1，优选0.3～1.0h-1。
7.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（2）中所述第一固定床加氢反应单元设置至少1台固定床加氢反应器，优选设置单台固定床加氢反应器。
8.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（2）中所述第一固定床加氢反应单元包括加氢精制反应区和加氢裂化反应区；加氢精制反应区沿液相物流方向设置1～3个加氢精制催化剂床层，与床层中的加氢精制催化剂接触反应；加氢精制反应流出物进入加氢裂化反应区，加氢裂化反应区沿液相物流方向设置1～3个加氢裂化催化剂床层，与床层中的加氢裂化催化剂接触反应。
9.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（2）中控制所述石脑油干点不高于200℃；所述柴油作为清洁燃料外出装置，或者返回到固定床加氢裂化单元。
10.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（2）中所述第一固定床加氢反应单元操作条件：平均反应温度340～390℃，优选350～380℃，反应压力为10.0～18.0mpa，优选13.0～17.0mpa，入口氢油体积比为800～2000，优选800～1500，体积空速0.8～2.0h-1，优选1.0～1.5h-1。
11.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（3）中所述第二固定床加氢反应单元设置至少2台固定床加氢反应器，优选设置3～6个反应器，进一步优选设置4～5个反应器串联；所述第二固定床加氢反应器设置1～2个催化剂床层，优选设置1个催化剂床层。
12.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（3）中所述第二固定床加氢反应器按照液相料流流向依次装填加氢保护催化剂、脱金属催化剂、脱硫催化剂和脱残炭催化剂；所述加氢保护催化剂、脱金属催化剂、脱硫催化剂和脱残炭催化剂包括载体和活性金属，其中活性金属为镍、钴、钼或钨中的一种或几种；载体为氧化铝、氧化硅、氧化铝-氧化硅、氧化钛中的一种或几种。
13.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（3）中加氢石脑油和加氢柴油的切割点为160℃～210℃，优选180℃～200℃。
14.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（3）中所述第二固定床加氢反应单元操作条件：平均反应温度340～430℃，优选350～410℃，入口氢油体积比为600～2000，优选800～1500，体积空速0.1～1.5h-1，优选0.2～0.8h-1。
15.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（4）中所述催化裂化单元设置至少一套催化裂化装置；所述催化裂化装置包括提升管反应器、沉降器、再生器和旋风分离器。
16.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：所述提升管反应器操作条件：反应温度500～780℃，优选为550～700℃；水蒸汽与进料的质量比为0.05: 1～1:1，优选为0.10:1～0.5:1；反应压力为0.10～1.0mpa，优选0.10～0.5mpa；与催化剂接触时间0.1～15.0秒，优选0.5～5.0秒。
17.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（4）中所述催化裂化装置优选采用双提升管工艺，优选步骤（2）得到的石脑油作为第二提升管的进料。
18.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（4）中所述催化石脑油和催化柴油的切割点为160~220℃，优选180℃~210℃；催化柴油和催化循环油切割点为310~370℃，优选330℃~350℃；催化循环油和催化油浆的切割点为360℃~420℃，优选370~400℃。
19.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（4）中所述催化循环油部分或全部循环到沸腾床加氢单元。
20.根据权利要求20所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（4）中所述催化循环油部分循环到沸腾床加氢单元；催化循环油分为第一催化循环油和第二催化循环油，所述第一催化循环油循环到沸腾床加氢单元，第二催化循环油在催化裂化单元自循环；第一催化循环油和第二催化循环油质量比为1：5-5：1，优选为1：1-3：1。
21.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（4）中所述催化油浆经过脱固处理后全部或部分循环到沸腾床加氢单元。
22.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（3）得到的加氢柴油和/或步骤（4）得到的催化柴油循环到第一固定床加氢反应单元进行处理。
23.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：步骤（2）中所述第二气相料流和/或步骤（3）第三气相料流经过冷高分、循环氢脱硫、膜分离进行处理，膜分离处理后得到的富氢气体中氢气浓度达到95%以上，通过压缩机升压后进行循环利用。
24.根据权利要求1所述的组合工艺中，其特征在于：所述的分离采用热高分；所述热高分设备采用立式结构，优选增设热氢汽提管线。
25.一种重油加工组合系统，其特征在于：所述系统包括沸腾床加氢单元、第一高温高压分离单元、第一固定床加氢反应单元、第二高温高压分离单元、第一分馏单元、第二固定床加氢反应单元、第三高温高压分离单元、第二分馏单元、催化裂化单元、第三分馏单元；
26.根据权利要求26所述的系统，其特征在于：第三分馏单元得到的催化循环油经管线部分或全部进入沸腾床加氢单元。
27.根据权利要求26所述的系统，其特征在于：所述重油加氢系统还包括循环氢单元，其用于接收来自第二高温高压分离单元的第二气相料流和/或第三高温高压分离单元的第三气相料流，处理后作为循环氢循环到各反应单元使用。
28.根据权利要求26所述的系统，其特征在于：所述沸腾床加氢单元设置至少一个沸腾床反应器，优选设置一个沸腾床反应器。
29.根据权利要求26所述的系统，其特征在于：所述第一固定床加氢反应单元设置至少1台固定床加氢反应器，优选设置单台固定床加氢反应器。
30.根据权利要求26所述的系统，其特征在于：所述第二固定床加氢反应单元设置至少1台固定床加氢反应器，优选设置3～5个反应器，进一步优选设置4～5个反应器串联；所述第二固定床加氢反应器设置1～2个催化剂床层，优选1个催化剂床层。
31.根据权利要求26所述的系统，其特征在于：来自第三分馏单元的催化油浆经管线与沸腾床加氢单元连通。
32.根据权利要求26所述的系统，其特征在于：来自第二分馏单元的加氢柴油和/或来自第三分馏单元的催化柴油经管线与第一固定床加氢反应单元连通。
