一种高效重油转化工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种高效重油转化工艺，原料油导入混相发生器，与催化剂和氢气混合形成气液混相，由气液混相喷嘴喷入导流式浆液床加氢反应器发生加氢裂解反应，含有固体颗粒的难裂解重馏分进入热解器与气化器来的高温焦粉颗粒发生热裂解反应，生成的焦炭随焦粉颗粒循环流入气化器与气化剂接触发生气化反应，生成的合成气从顶部离开气化器，剩余高温焦粉颗粒循环进入热解器。与现有技术相比，本发明专利技术具有催化剂耗费低，分散效果好，无尾渣外排且无污染等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高效重油转化工艺
本专利技术涉及一种重质烃类加工处理工艺，尤其是涉及一种高效重油转化工艺。
技术介绍
随着原油劣质化趋势的发展，各国都在努力提高重油利用率。重油利用率取决于重油的加工技术。传统的延迟焦化等重油脱碳加工技术在轻油产率与产品质量方面表现较差，固定床加氢等重油加氢处理技术在原料适应性方面又不能令人满意，尤其是在加工劣质重油时，上述重油加工技术的缺点体现的更加突出。上世纪50年代开始出现了浆态床重油加氢技术。浆态床重油加氢是在氢气的存在下，将混有催化剂的重油通过空筒式或有简单内构件的反应器，进行加氢热裂化反应，把重油转化为石脑油馏分、柴油馏分、蜡油馏分等轻质油分。它的工艺流程简单，生焦少，原料适应性强，轻油产率高，产品质量好，为劣质重油的加工处理提供了一条有效途径。德国VEBA公司在50年代初开发了VCC浆态床重油加氢工艺，采用褐煤或焦粉担载硫酸亚铁作催化剂，加入量小于5％。原料油与催化剂混合后，加入氢气，预热后进入反应器，在440～485℃和25MPa的条件下反应，反应产物分离后得到产品，排渣量约为原料油的6％，转化率大于90％。加拿大AlbertaResearch开发了(HC)3TM浆态床重油加氢工艺，采用羰基化合物结构的胶体/分子催化剂。催化剂可以和沥青质缔合，促进沥青质的加氢转化，并抑制生焦。此工艺过程如下：原料油用200-455℃馏分油稀释，稀释剂/原料油的比值为1:1-10，然后加入羰基钴，或钼、镍、铁等的羰基化合物，在氢压7-15MPa，温度420-480℃，液体空速0.2-2h-1的条件下进行反应。当反应温度为525℃时，辽河减渣和孤岛减渣的转化率达到80％-90％。加氢催化剂在浆液床反应体系中悬浮分散，是浆液床工艺区别于其他重油加氢工艺的主要特征。加氢催化剂的分散效果在很大程度上影响浆液床加氢反应效率。当前,浆液床加氢催化剂有非均相催化剂和均相催化剂,均相分散型催化剂又分为水溶性催化剂和油溶性催化剂。非均相催化剂成本低，但存在分散度较低、加入量大的缺点。均相分散型催化剂分散度较高,比表面积大,加入量少，但成本高，经济效益较低。另一方面，现有浆态床重油加氢技术虽然具有较高的转化率，但也会生成大量的尾渣，尾渣量可达10％左右。浆态床重油加氢尾渣的烃类组分性质稳定，难于转化；固体含量大，粘度大，流动性差，价值低，不便于运输，其高昂的处理成本，阻碍了浆态床重油加氢技术的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种催化剂耗费低，分散效果好，无尾渣外排且无污染的一种高效重油转化工艺。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高效重油转化工艺，采用焦炭负载铁基或焦炭负载铁、钴、钼基催化剂，进行重油浆液床加氢反应，生产轻质油品，具体采用以下步骤：(1)将原料油导入混相发生器，混相发生器设有混合内构件，氢气、原料油和催化剂在混合内构件的作用下，形成气液混相；(2)气液混相由气液混相喷嘴喷入导流式浆液床加氢反应器，在导流板和流体动能的作用下，环流扰动，形成全返混反应体系并发生加氢裂解反应；(3)反应生成的加氢裂化气从顶部离开导流式浆液床加氢反应器去后续处理步骤，含有固体颗粒的难裂解重馏分从导流式浆液床加氢反应器底部抽出，进入热解器；(4)难裂解重馏分在热解器中与气化器来的高温焦粉颗粒混合接触，吸热并发生热裂解反应，生成的热解气从顶部离开热解器去后续步骤，热解生成的焦炭随焦粉颗粒一起循环流入气化器，同时部分焦粉颗粒被抽出用于配制焦炭负载铁、钴、钼基催化剂；(5)焦炭在气化器中与气化剂接触发生气化反应，生成的合成气从顶部离开气化器，剩余高温焦粉颗粒循环进入热解器。所述的催化剂为焦炭负载铁、钴、钼基催化剂，所述的铁、钴、钼元素的质量比为30～100:0～70:0～70。所述的催化剂还可以在进入混相发生器之前与原料油混合，所述的氢气还可以在进入混相发生器之前与原料油混合。所述的催化剂的加入量为原料油的0.1％～10wt％，氢气与原料油的体积比为10:1～2000:1。所述的混相发生器内置丝网填料、螺旋导流板、文丘里管喷嘴、折流板或筛孔板中的一种或几种的组合。混相发生器可以设置在加热炉之前或者之后。所述的气液混相喷嘴为将压力能转化为流体动能的部件，包括缩径中心圆管或开孔圆管。所述的导流式浆液床加氢反应器为内置导流板的圆筒形反应器，所述的导流板为一整块或分成几块的平板和弧形板，沿反应器轴向布置，在导流式浆液床加氢反应器上设置多点氢气注入点，为反应器内部气液流动提供动能。热解气和合成气可以通入导流式浆液床加氢反应器或反应器之前，作为浆液床加氢反应的热源。催化剂和氢气的加入量与原料性质有关，一般催化剂加入量为原料油的0.1(w)％～10(w)％，氢油体积比为10:1～2000:1。反应物料通过导流式浆液床加氢反应器的反应条件随原料性质、处理目标的变化而变化，一般反应温度为360℃～470℃，反应压力为10～22MPa，体积空速为1～10h-1。热解器的反应条件随原料性质、处理目标的变化而变化，一般反应温度为450℃～650℃，反应压力为0.1～22MPa，体积空速为0.1～20h-1。气化器的氧气、水蒸气的加入量随原料油的性质变化而变化，一般氧油质量比为0.1:1～10:1，水油质量比为0.1:1～10:1。气化反应条件随原料油的性质、气化器形式的变化而变化，一般气化反应压力为4～22MPa，气化反应温度为500℃～2000℃，体积空速为0.1～100h-1。与现有技术相比，本专利技术采用的焦炭与重油同源，亲和性好，并且粒径很小，在原料油中的分散性能好，效率高，耗量少。铁、钴、钼为原油中常见的金属元素，热解生成的焦炭本身就含有铁、钴、钼，可作为催化剂金属组分来源，减少了催化剂消耗量。采用内置导流板的浆液床加氢反应器，在导流板的作用下，反应器内温度分布与浓度分布均一，反应效果好。采用的热解器和气化器将难于加氢裂化的组分进一步转化成热解气和合成气，实现了重油100％转化，无低价值副产品产出，装置效益高。气化器气化反应生产合成气，可进一步可以生产氢气，弥补加氢反应所消耗的氢气，而不需额外供氢。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。图中，1-混相发生器、2-导流式浆液床加氢反应器、3-热解器、4-气化器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1一种高效重油转化工艺，采用焦炭负载铁基催化剂，进行重油浆液床加氢反应，生产轻质油品。其工艺如图1所示。生产的设备包括混相发生器1，导流式浆液床加氢反应器2、热解器3和气化器4。原料首先进入混相发生器1，与催化剂和氢气混合。混相发生器1设有混合内构件，氢气、原料油和催化剂在混合内构件的作用下，形成气液混相。气液混相由气液混相喷嘴喷入导流式浆液床加氢反应器2，在导流板和流体动能的作用下，环流扰动，形成全返混反应体系，并发生加氢裂解反应。反应生成的加氢裂化气从顶部离开导流式浆液床加氢反应器2，去后续处理步骤。含有固体颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效重油转化工艺，其特征在于，该工艺采用以下步骤：(1)将原料油导入混相发生器，与催化剂和氢气混合形成气液混相；(2)气液混相由气液混相喷嘴喷入导流式浆液床加氢反应器，在导流板和流体动能的作用下，环流扰动，形成全返混反应体系并发生加氢裂解反应；(3)反应生成的加氢裂化气从顶部离开导流式浆液床加氢反应器去后续处理步骤，含有固体颗粒的难裂解重馏分从导流式浆液床加氢反应器底部抽出，进入热解器；(4)难裂解重馏分在热解器中与气化器来的高温焦粉颗粒混合接触，吸热并发生热裂解反应，生成的热解气从顶部离开热解器去后续步骤，热解生成的焦炭随焦粉颗粒一起循环流入气化器，同时部分焦粉颗粒被抽出用于配制焦炭负载铁、钴、钼基催化剂；(5)焦炭在气化器中与气化剂接触发生气化反应，生成的合成气从顶部离开气化器，剩余高温焦粉颗粒循环进入热解器。

【技术特征摘要】
1.一种高效重油转化工艺，其特征在于，该工艺采用以下步骤：(1)将原料油导入混相发生器，与催化剂和氢气混合形成气液混相；(2)气液混相由气液混相喷嘴喷入导流式浆液床加氢反应器，在导流板和流体动能的作用下，环流扰动，形成全返混反应体系并发生加氢裂解反应；(3)反应生成的加氢裂化气从顶部离开导流式浆液床加氢反应器去后续处理步骤，含有固体颗粒的难裂解重馏分从导流式浆液床加氢反应器底部抽出，进入热解器；(4)难裂解重馏分在热解器中与气化器来的高温焦粉颗粒混合接触，吸热并发生热裂解反应，生成的热解气从顶部离开热解器去后续步骤，热解生成的焦炭随焦粉颗粒一起循环流入气化器，同时部分焦粉颗粒被抽出用于配制焦炭负载铁、钴、钼基催化剂；(5)焦炭在气化器中与气化剂接触发生气化反应，生成的合成气从顶部离开气化器，剩余高温焦粉颗粒循环进入热解器。2.根据权利要求1所述的一种高效重油转化工艺，其特征在于，所述的催化剂为焦炭负载铁、钴、钼基催化剂，铁、钴、钼元素的质量比为30～100:0～70:0～70。3.根据权利要求1所述的一种高效重油转化工艺，其特征在于，所述的催化剂还在进入混相发生器之前与原料油混合，氢气还在进入混相发生器之前与原料油混合。4.根据权利要求1所述的一种高效重油转化工艺，其特征在于，所述的催化剂的加入量为原料油的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明会，张韩，
申请(专利权)人：上海河图工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31