一种重质油脱碳方法技术

本发明专利技术公开了一种重质油脱碳方法。本发明专利技术所提供的重质油脱碳方法，包括如下步骤：１）重质油裂解：将重质油加热到３５０－５００℃后进入反应器中进行裂解反应，重质油在反应器中的保留时间为０．５－３小时；２）分离：将反应后重质油以碳原子数为３－７的烷烃作为溶剂进行萃取分离，分别得到富碳组分和富氢组分。本发明专利技术通过控制热反应条件和保留时间，对重质油选择性热裂解，对于所得热反应产物，采用溶剂萃取方法进行萃取分离，分别得到富碳组分和富氢组分，实现对重质油的选择性定向裁剪脱碳。本发明专利技术方法热转化过程可以控制，富氢组分分布合理，收率高，能达到８０－９０％；所得富碳组分可以作为生产碳材料的原料，应用广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种重质油脱碳方法
本专利技术涉及石油化工领域，特别是涉及一种重质油脱碳方法。
技术介绍
重质油在物理性质上，具有密度大、粘度大、胶质含量高、烷烃含量低的特点；在元素组成上，重质油中氧、硫、氮等元素含量高；在微量元素含量上，其含量是常规原油的几倍至几十倍；在组成上，其主要成分为芳香烃、非烃和部分饱和烃等。目前，国内外重质油脱碳采用焦化和溶剂脱沥青两种工艺。焦化是以减压渣油、重质油催化油浆和脱沥青油等为原料，在高温和长停留时间条件下进行裂解和缩合反应，生成焦炭和油气。其工艺路线图如图1A所示：重质油91在管式加热炉中加热，采用高流速和高热强度，使油品在加热炉中短时间达到焦化反应所需温度后，以炉出口温度(490～500℃)离开加热炉进入焦炭塔9中，得到石油焦93和油气92。该方法使焦化反应基本不在加热炉中进行，而延迟到焦炭塔中去进行加工。在延迟焦化工艺中，加热炉热效率低，装置的综合能耗高，而且不同的装置产品分布和收率的差异较大，对环境有一定程度的污染。溶剂脱沥青是一个物理过程，其工艺流程如图1B所示，是在溶剂脱沥青塔10中将重质油101能够被溶剂溶解的组分分离，得到脱沥青油102和脱油沥青103，脱沥青油102可作为二次加工的原料，脱油沥青103可作为富碳组分直接或经减粘作为燃料或作为焦化的原料。由于溶剂脱沥青是一个纯粹的物理过程，在脱沥青油102中仍含有相当数量的芳香烃化合物，而在脱油沥青103中又含有大量的饱和长侧链，使得脱碳效率和脱沥青油收率都受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种重质油脱碳方法。本专利技术所提供的重质油脱碳方法，包括如下步骤：1)重质油裂解：将重质油加热到350-500℃后进入反应器中进行裂解反应，重质油在反应器中的保留时间为0.5-5小时；2)分离：将反应后重质油以碳原子数为3-7的烷烃作为溶剂进行萃取分离，分别得到富碳组分和富氢组分。-->其中，为了减缓重质油在裂解过程中的结焦，裂解反应过程中还向反应器内通有蒸汽，蒸汽流量为重质油体积流量的0-20％，优选为0-5％。裂解反应的温度优选为420-470℃，重质油停留时间优选为1-2小时。为了能够更好的进行萃取分离，反应后重质油进行萃取分离前还经过闪蒸除去轻组分，闪蒸温度为200-500℃，压力为0-0.5MPa；优选的温度为200-350℃，压力为0-0.2MPa。溶剂萃取的采用碳原子数为3-7的烷烃作为溶剂，萃取温度为100-300℃，压力为5-15MPa，剂油的体积比为2-6∶1。本专利技术通过控制热反应条件和停留时间，对重质油选择性热裂解，对于所得热反应产物，采用溶剂萃取方法进行萃取分离，分别得到富碳组分和富氢组分，实现对重质油的选择性裂解和有效脱碳。本专利技术方法热转化过程可以控制，富氢组分分布合理，收率高，能达到80-90％，达到定向剪裁、有效脱碳、提高富氢组份收率的目的；所得富碳组分可以作为生产碳材料的原料，应用广泛。附图说明图1A为重质油焦化反应工艺图；图1B为重质油溶剂脱沥青反应工艺图；图2为本专利技术重质油脱碳工艺图；图3为本专利技术所用热裂解反应器结构示意图。具体实施方式实施例1、本专利技术重质油脱碳的工艺如图2所示，具体操作流程如下：将重质油1001经加热炉加热到350-500℃，优选为420-470℃，然后进入反应器100，在反应器100中保留0.5-5h，优选为1-2h；同时，可以通入蒸汽1002，以减缓重质油在裂解过程中的结焦。反应后的物料进入闪蒸塔110，脱去其中的轻组份油气1101，然后，进入溶剂萃取塔120，选择碳原子数为3—7的烷烃作为溶剂进行萃取，得到两种组份：富氢组分(烃类组份)1202和富碳组分(芳烃类组份)1203。其中，反应器100的结构示意图如图3所示，它主要包括有：一壳体1，呈圆柱状，其上部11和下部12略向内收缩；一间隔套筒2，其设置在壳体1内；-->一锥形套筒3，其设置在间隔套筒2的底部；一物料入口4，其设置在壳体1上部的侧壁上；一气体入口5，其设置在壳体1上部的侧壁上，并正对所述物料入口4；一反应产物出口6，其设置在壳体1下端部；一物料管道7，其一端连接于物料入口4，其另一端延伸至锥形套筒3上部的开口31处；一气体管道8，其一端连接与气体入口5，其另一端延伸至锥形套筒3上部的开口31处。上述的间隔套筒2，其设置在壳体1内，一般来讲间隔套筒2的直径为壳体1的直径的1/3至2/3。这样才能保证物料管道7和气体管道8通过壳体和间隔套筒2之间，也才能混合的物料回流时通过壳体和间隔套筒2之间。在具体实施的时候，锥形套筒3的底部连接于间隔套筒2的底部，并且锥形套筒3的上部向内倾斜延伸，其倾斜的角度可以为15°至75°，本实施例中为45°。在本实施例中，物料管道7呈“J”型，其设置于壳体1与间隔套筒2之间，它的上端口连接于物料入口4，它的下端口设置于锥形套筒3上部的开口31处；相应的，气体管道8也呈“J”型，其设置于壳体1与间隔套筒2之间，它的上端口连接于气体入口5，它的下端口设置于锥形套筒3上部的开口31处。上述实施例中的壳体1高度与直径的高径比以5∶1至1∶2为宜，可以根据不同的使用需要来进行具体的设定，本实施例中的高径比为2.5∶1。反应物料1001从物料入口4进入，然后，反应物料1001通过物料管道7的内部，从锥形套筒3上部的开口31处排出；气体1002从气体入口5进入，然后，气体1002通过气体管道8的内部，从锥形套筒3上部的开口31处排出。这样，就使得反应物料1001和气体1002在锥形套筒3上部的开口31处混合；混合的物料，一起向上移动，并且在向上移动的过程中不断混合，混合的物料到达壳体1的顶部后，便从壳体1与间隔套筒2之间通道13返回，混合的物料在向下返回的过程中也是在不断混合，当混合物料到达壳体1的底部后，由于锥形套筒3上部的开口31处的虹吸作用，会使部分的混合物料再次向上移动，并在向上移动的过程中与新加入的反应物料和反应气体混合，如此这样，循环往复，当然，每次循环也会有部分混合好的物料从反应产物出口6排出，而当反应器100运行一段时间后，反应产物出口6排出混合好的物料都是经过多次循环混合之后的物料，其混合十分均匀，反应也十分充分了。在该反应器中，反应后物料采用下出料的方式，重质油在反应器中不易结焦；另-->外，重质油在反应器中进行反应时，由于多次混合，具有自催化作用，能降低反应诱导期，加速反应进程。具体的操作过程如下：天然的或石油加工过程中得到的20℃密度为0.9-1.2g/cm3重质油，经加热炉加热到420℃，进入反应器，控制其流速使重质原油在反应器内的保留时间为2h，使重质油在反应器内进行反应，同时，通入蒸汽，其流量为重质油体积流量的3％；反应后的物料进入闪蒸塔，在温度为200℃，常压下气化除去少量的轻组分，闪蒸后的物料进入溶剂萃取塔，以戊烷烃类馏分作为萃取溶剂，剂油比为4比1(体积比)，压力为5MPa，塔顶温度为140℃，塔底温度为120℃进行萃取分离，得到芳烃含量为85％的富碳组分和饱和烃含量为65％的富氢组分，两者的比例为85∶15。实施例2、所用反应器与实施例1相同。天然的和原油加工过程中产生的20℃密度为0.9-1.2g/cm3的重质原油，经加热炉加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重质油脱碳方法，包括如下步骤：１）重质油裂解：将重质油加热到３５０－５００℃后进入反应器中进行裂解反应，重质油在反应器中的保留时间为０．５－５小时；２）分离：将反应后重质油以碳原子数为３－７的烷烃作为溶剂进行萃取分离，分 别得到富碳组分和富氢组分。

【技术特征摘要】
1、一种重质油脱碳方法，包括如下步骤：1)重质油裂解：将重质油加热到350-500℃后进入反应器中进行裂解反应，重质油在反应器中的保留时间为0.5-5小时；2)分离：将反应后重质油以碳原子数为3-7的烷烃作为溶剂进行萃取分离，分别得到富碳组分和富氢组分。2、根据权利要求1所述的重质油脱碳方法，其特征在于：所述裂解反应过程中还向反应器内通有蒸汽，蒸汽流量为重质油体积流量的0-20％。3、根据权利要求2所述的重质油脱碳方法，其特征在于：蒸汽流量为重质油体积流量的0-5％。4、根据权利要求1或2或3所述的重质油脱碳方法，其特征在于：所述裂解反应的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉贞，包昕勤，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油气开发利用公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]