本实用新型专利技术提供了一种在超临界溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，所述半连续装置包括反应装置、溶剂预处理装置和分离装置，所述溶剂预处理装置包括溶剂储罐、高效液相泵和预热器，所述溶剂储罐的出口端通过管道经高效液相泵、预热器后与主反应器的入口端相连。本实用新型专利技术在超临界溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，将超临界流体连续输送至主反应器，增强传质过程，连续输送增强了超临界流体的溶解能力，裂解产生的轻质油品不断溶解进入溶剂中并被带出主反应器，从而调节重油反应向裂解方向移动，促进裂化反应，抑制缩合反应。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及重油炼制
，特别涉及一种在超临界溶剂环境中重质油轻 质化的半连续装置。
技术介绍
众所周知，石油在世界能源结构中占主导地位，是社会赖以生存和发展的基础。由 于世界政治等因素影响，原油价格始终保持在一个较高的位置。而伴随着原油储量的减少 以及过度开采，原油质量在不断下降，高密度，高含硫量的劣质原油已经占世界原油储量的 2/3(如表1所示）。当前，常规原油劣质重质化和石油产品的轻质化清洁化这一突出的能源 供需矛盾正促进着渣油、高温煤焦油、沥青、油砂这些高粘度、高杂原子含量的劣质重油的 开发利用。重质原油的加工改质是21世纪炼油工艺发展面临的一个重要战略问题，也是规 避石油资源风险的有效办法。 表1.世界原油质量高硫化、重质化趋向 传统的重质油加工工艺可分为脱碳与加氢两种工艺。其中脱碳工艺包括热裂解、 催化裂化等过程。加氢工艺包括加氢裂化、加氢精制等过程。重油热裂解需要较高温度，最 高可超过1273K，而且伴随着强烈的缩合，结焦率可高达80%。与热裂解相比，催化裂化与加 氢过程反应温度更低，选择性也更好，轻质产物产率高，但是由于积碳和金属沉积所造成的 催化剂失活会造成催化裂化与加氢裂化的不稳定。此外，催化裂化过程，对原料油有较高的 要求，重质原油粘度大，硫含量高，难以满足催化裂化对原料的高要求。加氢过程对温度、压 力、安全均有要求，而且制氢工段是炼厂成本最高的生产单元之一，使得加氢工艺生产成本 过高。除此之外，传统原油加工工艺仅对重油中某些馏分段进行加工，对其较重组分利用不 足，会造成能源的浪费。因此，开发新的高效环保的重质油加工工艺迫在眉睫。 超临界流体(水、甲醇、二氧化碳等)兼有液体和气体的物理化学特征，特别是其溶 剂能力与反应性与液体相近、扩散性能与传质特征接近于气体，而其表面张力接近于零，这 意味着超临界流体是一种新型高效的分离介质以及反应介质。另外，超临界流体技术在应 用过程中，易于回收再生并可循环使用，不会造成溶剂残留或是严重的三废处理问题，具有 绿色化工的特点与优势。在能源化工、微纳米材料制备、环境保护以及食品安全、生物制药 领域有着成功的应用与广阔的前景。 超临界水(Supercritical Water，简写为SCW)具有廉价、无毒、无污染和产物易于 分离等特点。近年来，sew技术得到了研究者的广泛重视，已经证明在萃取煤、油页岩和重质 油制取油品及废塑料油化等方面具有独特的优势。重油在超临界水中反应具有以下优势： 1)不使用价格昂贵的氢气和有机溶剂就能对重质矿物燃料进行轻质化，可望降低 成本。由于不使用氢气及有机溶剂，既可以减少生焦又增加了安全性。 2)抑制了缩合反应的发生使焦碳等副产物减少。 3)转化过程不使用有可能造成环境污染的有机溶剂，水本身又是清洁的，反应又 是在完全密闭的体系中，有益于环保。 4)可预期有脱除硫等杂原子的可能性，有利于生产环境友好的燃料。但是，SCW改 质反应的工作条件较为苛刻:温度在374°C以上、压力大于22.4MPa;另外，SCW具有较强的腐 蚀性，这意味着对于反应设备的设计要求较高，加工成本也较高；以及过程中可能会出现的 无机盐沉淀堵塞问题是制约SCW技术推广的主要障碍。此外，目前国内外有关SCW轻质化反 应的研究都是基于间歇反应过程，欠缺对连续反应过程的研究，而后者对于工业化而言，更 有现实意义。 研究发现，超临界情况下醇类的羟基可以切断醚桥键而使某些聚合物解聚，已广 泛应用于油脂、PET、聚氨酯的回收和生物柴油的制备。因此本项目拟采用超临界甲醇作为 轻质化反应的介质。甲醇临界温度239°C、压力8. IMPa，相比于SCW，临界条件较为温和;此外 超临界甲醇无明显腐蚀性，对设备、管道无防腐要求，成本较低；同样在超临界条件下，甲醇 对大分子有机物的溶解性强于水，同时甲醇的供氢能力与水相当。这意味着:在保证相同轻 质化效率的前提下，使用超临界甲醇将明显减少设备成本并提高过程安全性，此外，甲醇中 的羟基自由基具有极强的反应特性，可以作为重油热裂化过程中的启动自由基，使反应在 较低的温度下进行。但是重油在超临界流体中的反应仍是热裂解过程，结焦难以避免。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种在超临界 溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，以增强超临界流体的溶解能力，使裂解产生的轻 质油品不断溶解进入溶剂中并被带出反应器，从而调节重油反应向裂解方向移动，促进裂 化反应，抑制缩合反应。 为了实现上述目的，本技术提供了一种在超临界溶剂环境中重质油轻质化的 半连续装置，包括： 一溶剂预处理装置，包括一溶剂储罐，高效液相栗和预热器， 所述高效液相栗的出口端、入口端分别与所述预热器、所述溶剂储罐连接，所述预 热器的出口端与所述高效液相栗的入口端连接； -反应装置，与所述溶剂预处理装置的出口连接，所述反应装置进一步包括一主 反应器和一产品缓冲罐，所述主反应器的出口端与所述产品缓冲罐的入口端连接，所述主 反应器的入口端与所述预热器的出口端连接； -分离装置，与所述反应装置的出口连接，所述分离装置进一步包括:一水洗塔、 一精馏塔与一产品储罐，所述水洗塔的入口端与所述产品缓冲罐的出口端连接，所述水洗 塔的出口端分别与所述精馏塔的入口端、所述产品储罐的入口端连接，所述精馏塔的顶部 出气口与所述预热器连接，所述精馏塔的底部排水口与所述水洗塔的塔顶进料口连接； -监测装置，与所述主反应器连接、所述预热器连接。 所述的在超临界溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，所述主反应器的外侧设 有可拆卸的电热夹套。 所述的在超临界溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，所述监测装置包括一测 温装置、一测压装置、一控制器，所述测温装置、所述测压装置分别与所述主反应器的入口 端、出口端连接，所述测温装置、所述测压装置均与所述控制器电性相连。 所述的在超临界溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，所述预热器的出口端包 括第一出口端、第二出口端，所述第一出口端与所述主反应器的入口端连接，所述第二出口 端分别与所述高效液相栗的入口端、所述测温装置连接、所述测压装置连接，所述预热器的 入口端包括第一入口端、第二入口端，所述第一入口端与所述高效液相栗的出口端连接，所 述第二入口端与所述精馏塔的顶部出气口连接。 所述的在超临界溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，所述测温装置与所述主 反应器内部连接。 所述的在超临界溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，所述水洗塔的出口端包 括第三出口端、第四出口端，所述第三出口端与所述精馏塔的入口端连接，所述第四出口端 与所述产品储罐的入口端连接。 所述的在超临界溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，所述产品储罐设置于计 量称上 所述的在超临界溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，所述主反应器的上盖、 下盖上均设有烧结板。 所述的在超临界溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，所述主反应器的上盖、 下盖上均设有烧结板。 所述的在超临界溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，所述烧结板焊设置于所 述上盖、下盖的内侧。 所述的在超临界溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，所述烧结板由涂布有吸 附剂和玻璃粉的玻璃板本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在超临界溶剂环境中重质油轻质化的半连续装置，其特征在于，包括：一溶剂预处理装置，包括一溶剂储罐，高效液相泵和预热器，所述高效液相泵的出口端和入口端分别与所述预热器、所述溶剂储罐连接，所述预热器的出口端与所述高效液相泵的入口端连接；一反应装置，与所述溶剂预处理装置的出口连接，所述反应装置进一步包括一主反应器和一产品缓冲罐，所述主反应器的出口端与所述产品缓冲罐的入口端连接，所述主反应器的入口端与所述预热器的出口端连接；一分离装置，与所述反应装置的出口连接，所述分离装置进一步包括：一水洗塔、一精馏塔与一产品储罐，所述水洗塔的入口端与所述产品缓冲罐的出口端连接，所述水洗塔的出口端分别与所述精馏塔的入口端、所述产品储罐的入口端连接，所述精馏塔的顶部出气口与所述预热器连接，所述精馏塔的底部排水口与所述水洗塔的塔顶进料口连接；一监测装置，与所述主反应器连接、所述预热器连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张艳梅，方涛，王丽涛，闫挺，崔晨曦，刘银东，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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