一种改善渣油轻质化性能的原料预处理方法技术

本发明专利技术提供了一种改善渣油轻质化性能的原料预处理方法。利用超声波的空化作用和复合作用，改变渣油胶体结构，优化渣油的结构组成，促进四组分分布均匀，改善胶体体系的稳定性，总体提升渣油的品质，使渣油加氢效果明显改善。不同来源的渣油，超声波处理效果差别较大。根据加氢处理后的数据可知，该方法使减压渣油的平均相对分子质量减小3～6%，粘度降低5～12%，残炭值减小21～40%左右，加氢后其渣油转化率提高8～10个百分点，轻油产率提高7～11个百分点等。该方法优势在于处理方法简单、操作方便、成本低且渣油品质改善更加明显，所处理的渣油在渣油加氢等工艺中更容易加工处理，渣油转化率大幅提升。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了。利用超声波的空化作用和复合作用，改变渣油胶体结构，优化渣油的结构组成，促进四组分分布均匀，改善胶体体系的稳定性，总体提升渣油的品质，使渣油加氢效果明显改善。不同来源的渣油，超声波处理效果差别较大。根据加氢处理后的数据可知，该方法使减压渣油的平均相对分子质量减小3～6%，粘度降低5～12%，残炭值减小21～40%左右，加氢后其渣油转化率提高8～10个百分点，轻油产率提高7～11个百分点等。该方法优势在于处理方法简单、操作方便、成本低且渣油品质改善更加明显，所处理的渣油在渣油加氢等工艺中更容易加工处理，渣油转化率大幅提升。【专利说明】
本专利技术涉及对渣油的预处理研究，属于重油轻质化领域，特别提供了一种改善渣油轻质化性能的方法。该方法以改变渣油胶体体系结构为指导思想，以超声波作为处理手段，以超声波处理时间、超声波处理温度、超声波功率和超声波处理频率作为处理变量处理渣油。这种处理方法在改善渣油品质，提高加氢处理效果等方面具有广阔的工业应用前景。
技术介绍
渣油是原油中沸点最高、相对分子质量最大、粘度最大、氢碳比最低、杂原子含量最多和化学结构最为复杂的部分。随着国内和国际形势的变化，我国的原油加工形势日益严峻，对重质渣油的加工迫在眉睫。但在渣油加工深度和对渣油的加工能力方面，由于渣油其平均分子量大，硫含量、重金属含量高的特点，对重质渣油的加工存在一定的技术难题。目前科研工作已对其展开充分研究。大部分研究强调对渣油加工工艺的改进，如RFCC (重油催化裂化技术)、FRIPP悬浮床工艺、EST工艺(渣油浆液床加氢技术)等，以及对延迟焦化、减粘裂化和重油加氢的改进工艺技术和组合工艺技术。近年来，在研究改善各种渣油加工工艺的同时，人们不断转化思路，从另一方面——改善渣油的品质着手，提高渣油的处理效果。考虑到渣油结构的复杂性以及各分子之间的相互作用等因素，人们尝试通过外界物理作用和化学处理的方法，打破大分子间部分键能较低的化学键，改变渣油胶体体系结构，使其尽可能转化成或释放出较易加工的相对较小的分子，从而提高渣油处理的效果。人们已经尝试的研究方法有:向渣油中加入水、十二烷基苯磺酸等添加物；通过电磁波、微波等处理渣油；通过超声波等处理渣油等。其中，超声波处理渣油技术有研究，但技术数据严重缺乏，缺乏相应的事实依据。与改善渣油加工工艺相比，以上几种渣油预处理研究方法具有渣油适用范围广、处理方法简单、操作方便、成本低、效果显著等特点。在实际渣油加工处理研究中，具有非常重要的理论和现实意义。其它预处理方法已有充分研究，且有相对充足的论文和专利支持，但这些方法对渣油预处理的效果非常有限。就超声波处理渣油而言，目前研究很少，且已知研究成果均只认识到超声波对渣油有影响，但对具体的影响程度和产生影响的具体原因等缺乏认识，难以起到理论指导作用，更难以指导实现工业化。超声波利用空化作用及物理化学复合作用等，可以产生瞬时高温、高压空穴，并伴随产生强烈冲击波和时速达110m/S的射流，这可有效破坏渣油的复杂大分子。因此，如何开发好超声波对渣油的预处理技术是可以视为大幅改善渣油品质，提高渣油处理效果的有效手段。
技术实现思路
常见的几种渣油预处理手段在渣油预处理效果上有非常大的局限性，本专利技术利用超声波能量高、功率密度大的优势，意在将超声波应用于渣油的预处理方面，一方面，利用超声波独特的空化作用，破坏渣油大分子结构，优化渣油的结构组成，在一定程度上提高渣油的品质，改善油品的二次加工性能；另一方面，利用超声波的分散作用，使各组分在渣油胶体体系中分布更加均匀，改善渣油胶体体系的稳定性。本专利技术的目的是利用超声波独特的能量和作用形式，特提供了一种改善渣油胶体体系的结构组成，破坏渣油胶体体系的稳定性的方法， 本专利技术提供了一种提高渣油轻质化性能的方法，其特征在于经超声波处理后渣油基本物性中平均相对分子质量减小，粘度降低，残炭值减小，密度变化不大；渣油的结构参数中平均分子总碳数C、芳碳数Ca、总环数Rt均减小，重油特性参数Kh均增大；渣油经加氢处理后其渣油转化率、轻油产率和轻质化程度均有不同程度提高。本专利技术的优点:与目前常用的渣油预处理工艺相比，该方法简单、操作安全、成本低、效果显著。根据超声波设备不同，在处理渣油时其处理方法和形式不同。但对可调变量及参数范围要求一致。超声波处理温度范围为O~110°C，超声功率范围为O~200W，超声波频率范围为20~200kHz，超声波作用时间为O~2h。其对渣油的处理效果显著，平均相对分子质量减小3%~6%，粘度降低5%~12%，残炭值减小21%~40%，渣油经加氢处理后其渣油转化率提高8~10个百分点，轻油产率提高7~11个百分点等。本专利技术提供的技术方案是，具体处理方法包括如下步骤: A:采用水作为超声波传递介质 (1)取一定量的渣油置于一定防渗透密闭容器中； (2)将该密闭容器置于超声波仪器中，且仪器维持超声温度在O~110°C； (3)设定一定超声波处理温度(O~110°C)，采用一定超声功率(O~200W)，设定超声波频率(20~200kHz)，调节超声波作用时间(O~2h)，处理渣油； B:采用振动棒作为超声波传递介质 (1)取一定量渣油置于敞口容器中； (2)将超声波传递的振动棒插于渣油中，并将其安装于超声波装置上； (3)该敞口容器下置有保温装置，可温度在O~110°C； (4)设定一定超声波处理温度(O~110°C)，采用一定超声功率(O~200W)，设定超声波频率(20~200kHz)，调节超声波作用时间(O~2h)，处理渣油。以上两种发法调节上述4个不同的变量，处理后均可得到想要处理后的渣油。【专利附图】【附图说明】下面结合附图及实施方式对本专利技术作进一步详细的说明: 图1是以水作为传递介质的超声波处理渣油装置示意图；其中，1.超声波仪器2.保温盖3.功率控制4.温度控制5.时间控制6.开关7.防渗透密封瓶8.水作介质； 图2是以超声波传动杆为传递介质的超声波处理渣油装置示意图；1.处理油样2.功率输入口 3.功率输出口 4.超声波系统5.电脑控制终端6.温度传感器7.保温装置8.取样口 9.传动杆； 图3是超声波处理引起四种不同渣油四组分含量的变化；图4是超声波处理前后四种不同减压渣油平均相对分子量的变化； 图5是超声波处理前后四种不同减压渣油粘度(IO(TC)的变化； 图6是超声波处理前后四种不同减压渣油残炭值的变化； 图7是超声波处理前后四种不同减压渣油密度(20°C)的变化； 图8是超声波处理前后四种不同渣油结构参数的变化； 图9是超声波处理前后四种不同渣油加氢轻油产率变化； 图10是超声波处理前后四种不同渣油加氢渣油转化率变化。【具体实施方式】(I)取胜利减压渣油(SLVR)、克拉玛依减压渣油(KLVR)、沙特轻质减压渣油(STVR)、抚顺减压渣油(FSVR)作为研究对象，超声波发生器采用某厂生产的可维持温度为O~110°C的超声波仪。选取的四种减压渣油种非常具有代表性，既有石蜡基减压渣油又有环烷基减压渣油； (2)取一定量胜利减压渣油放入编号为A的防渗透密闭瓶中，克拉玛依减压渣油放入编号为B的防渗透密闭瓶中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善渣油轻质化性能的原料预处理方法，其特征在于采用超声波，在一定的超声波处理条件下，处理不同来源的减压渣油，利用超声波独特的能量形式，破环渣油体系分子间的作用力，促进SARA族组分（饱和分、芳香分、胶质和沥青质）之间的转化、溶解和吸附，使SARA族组成均发生一定程度的变化，改善了油品的二次加工性能；该方法处理的渣油具有平均相对分子质量均减小，粘度均降低，残炭值均减小，密度变化不大的特点；超声波处理后的渣油，经加氢处理后其渣油转化率、轻油产率和轻质化程度均有不同程度的提高；根据超声波处理方法不同，具体处理过程为两大类：A：采用水作为超声波传递介质（1）取一定量的渣油置于一定防渗透密闭容器中；（2）将该密闭容器置于超声波仪器中，且该仪器必须能维持超声温度在0～110℃；（3）设定一定超声波处理温度（0～110℃），采用一定超声功率（0～200W），设定超声波频率（20～200kHz），调节超声波作用时间（0～2h），处理渣油；B：采用超声波传动杆作为超声波传递介质（1）取一定量渣油置于敞口容器中；（2）将超声波传递的振动棒插于渣油中，并将其安装于超声波装置上；（3）该敞口容器下置有保温装置，可温度在0～110℃；（4）设定一定超声波处理温度（0～110℃），采用一定超声功率（0～200W），设定超声波频率（20～200kHz），调节超声波作用时间（0～2h），处理渣油。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙昱东，张强，杨朝合，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：