借助于沥青质高分散化的重质油转化方法技术

本发明专利技术涉及借助于沥青质高分散化的重质油转化方法，包括如下步骤：将两亲性添加剂与上述重质油混合而制备混合物；以及对上述混合物实施加氢反应，其中，上述两亲性添加剂包含极性基团和非极性基团两者。

Heavy Oil Conversion by High Dispersion of Asphaltene

The invention relates to a conversion method of heavy oil with highly dispersed asphaltene, which comprises the following steps: mixing amphiphilic additives with the heavy oil to prepare a mixture; and hydrogenation reaction of the mixture, in which the amphiphilic additives include polar and non-polar groups.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】借助于沥青质高分散化的重质油转化方法
本专利技术涉及制造在实施重质油的加氢反应工序时用于使原料内沥青质成分高分散化的材料的方法以及应用其的重质油转化方法。
技术介绍
用于通过重质油的轻质化而进行高加成化的反应技术、尤其加氢反应由于最终制品的收率极限以及对于原料的限制性低，因此为了提高精制工序的余量，正在进行着大量的开发新型材料和新型工序的研究。重质油中存在大量的巨大分子、例如沥青质，沥青质在加氢裂化反应工序中容易转化成焦炭，从而不仅降低最终制品的选择性而且沉淀在设备内，导致工序的稳定运行方面的问题。现有技术中有使用由亲油性前体活化的纳米尺寸分散催化剂的浆相加氢裂化反应工序。该工序中，分散催化剂均匀分布于馏分而能够以高概率接近作为分解对象的巨大分子。但是，就浆相加氢裂化反应工序而言，分散催化剂虽然价格高但无法直接诱导沥青质的主动分散，因此在最终制品的收率和经济性方面可能存在局限。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的在于，提供一种通过添加同时具有极性官能团和非极性官能团的有机化合物(以下称为两亲性物质)而诱导沥青质的高分散，由此能够在加氢裂化反应中抑制焦炭生成的同时提高反应性能的重质油转化方法。技术方案上述本专利技术的目的通过如下手段来实现：在借助于沥青质高分散化的重质油转化方法中，包括：将两亲性添加剂与上述重质油混合而制备混合物的步骤；以及对上述混合物实施加氢反应的步骤，其中，上述两亲性添加剂包含极性基团和非极性基团这两者。上述极性基团的偶极矩可以为1.1德拜以上，上述非极性基团的偶极矩可以为0.5德拜以下，上述两亲性添加剂的净偶极矩可以为0.6德拜以上。上述两亲性添加剂可以为数均分子量(Thenumberaveragemolecularweight)为100至500,000的聚合物形态。上述极性基团可以包含选自胺(amine)、酰亚胺(imide)、酰胺(amide)、醇、酚、酯和甲基丙烯酸酯(methacrylate)中的至少一者，上述非极性基团可以包含衍生自乙烯、丙烯、异丁烯、二烯(diene)和苯乙烯(styrene)中的任一者或组合的高分子。在所述混合物中可以使用0.01重量％至5重量％的所述两亲性添加剂。上述两亲性添加剂可以包含聚异丁烯琥珀酰亚胺、聚异丁烯酚系分散剂和聚丙烯酸系分散剂中的至少一者。上述两亲性添加剂可以包含从将废油蒸馏而形成的塔底流获得的物质。可以进一步包括获得包含上述塔底流的加氢裂化反应催化剂的步骤，上述加氢裂化反应可以利用上述加氢裂化反应催化剂来实施，上述废油可以包含钼、铁、锌和铜中的至少一种金属成分。上述塔底流可以包含钼50-3,000ppm。上述塔底流可以进一步包含铁100-5,000ppm、锌1000-5,000ppm和铜50-5,000ppm。可以进一步包括在上述塔底流中混合VIII(b)族、VI(b)族、II(b)族、I(b)族过渡金属、VI(a)族、V(a)族、VII(a)族、IV(a)族元素以及包含其的化合物中的至少一者的步骤。上述混合可以以钼的含量增加而在上述加氢裂化反应催化剂中钼的含量达到150-5,000ppm的方式实施。上述混合步骤可以在施加超声波的状态下实施。上述塔底流可以包含有机物90.0至99.5重量％。上述本专利技术的目的通过如下手段来实现：在借助于沥青质高分散化的重质油转化方法中，上述重质油包含沥青质成分，上述借助于沥青质高分散化的重质油转化方法包括：准备净偶极矩为0.6德拜以上的两亲性添加剂的步骤；以及将上述重质油与上述两亲性添加剂混合并利用催化剂使上述重质油进行加氢反应的步骤，上述加氢反应在上述沥青质成分被两亲性添加剂分散的状态下实现。上述极性基团的偶极矩可以为1.1德拜以上，上述非极性基团的偶极矩可以为0.5德拜以下。有益效果根据本专利技术，提供包含两亲性物质的催化剂的制造方法，以及使沥青质高分散、抑制焦炭生成、提高反应性能的重质油转化方法。附图说明图1用于说明根据本专利技术的一实施例由废油制造具有对于沥青质高分散和加氢裂化反应有效的成分的催化剂的过程。图2是使用按照ASTMD7061-04准备的溶解有重质油的试样，根据利用光谱方法观察的透过度，随着时间显示沥青质的相对分散度变化的图。图3中显示取决于两亲性物质存在与否的沥青质的分散性。图4是根据本专利技术的一实施例，将由废油准备的蒸馏残留成分应用于加氢裂化反应后收集甲苯不溶成分，用透射电子显微镜(TEM)拍摄该甲苯不溶成分的图。具体实施方式本专利技术中的重质油包含在原油的精制工序、石油化学工序、钢铁产业中产生的重质油分或被分类为低级原油的低价机会原油(Opportunitycrudeoil)的全部，还包含超重质油。以极性和非极性烃物质的混合形态存在的重质油含有大量的沥青质。沥青质大部分由芳香族烃构成，油分内沥青质凝聚物为具有1,000至2,000,000的分子量范围的巨大分子，是具有极性的化合物。沥青质具有低的氢/碳(H/C)比率，在高温热裂化过程中可能容易转化为固体碳或焦炭，这不仅降低最终制品的选择性，而且可能导致在输送管、反应和分离工序中沉淀的一系列问题。存在于油分内的沥青质分子为了维持热力学上稳定的相而以彼此凝聚的形态存在，暴露于高温反应条件时因聚芳构化(polyaromatization)而可能加速或促进焦炭的形成。如果在加氢裂化反应工序中诱导沥青质均匀分散，则不仅能够抑制焦炭的生成，而且能够提高所使用的催化剂的接触有效面积，也能够顺利地实现作为过量反应物(excesscountingreactant)供给的包含氢的多种反应化合物的物质传递。重质油中沥青质为极性相对高的物质，虽然在一部分油分中观察到例外，但是一般而言，树脂因部分非极性官能团的构成比高而具有比沥青质低的极性。已知，重质油分中的构成成分呈如下核壳(core-shell)结构的胶态(colloidalstate)：极性高的沥青质以凝聚的形态位于中心，树脂限制性地包围该沥青质，由非极性烃物质形成边界层。如果添加本专利技术中的两亲性物质，则极性官能团朝向具有极性的物质排列，根据显示出偶极矩的向量值的抵消而能够诱导沥青质的高分散。表1中整理了对于构成作为反应物的氢和重质油分原料的分子和官能团的偶极矩。[表1]对于构成反应物的分子和官能团的偶极矩[1]R.Reid等/ThePropertiesofGases&Liquids/4thEd./McGraw-Hill/(1988)[2]L.GoualandA.Firoozabadi/MeasuringAsphaltenesandResins、andDipoleMomentinPetroleumFluids/AIChEJournal/第48卷/2646-2663/(2002)表2中以根据量子力学计算的值表示对于由多分子构成的两亲性物质的极性官能团的偶极矩。根据密度泛函理论(Densityfunctionaltheory，DFT)进行计算，系统势能分别使用作为交换相关函数(Exchange-correlationfunctionals)的GGA-PBE(generalizedgradientapproximations(广义梯度近似)，Perdew-Burke-Ernzerhof)以及作为杂化泛函(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种借助于沥青质高分散化的重质油转化方法，包括如下步骤：将两亲性添加剂与所述重质油混合而制备混合物；以及对所述混合物实施加氢反应，其中，所述两亲性添加剂包含极性基团和非极性基团两者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.18 KR 10-2016-0032943;2016.07.20 KR 10-2011.一种借助于沥青质高分散化的重质油转化方法，包括如下步骤：将两亲性添加剂与所述重质油混合而制备混合物；以及对所述混合物实施加氢反应，其中，所述两亲性添加剂包含极性基团和非极性基团两者。2.根据权利要求1所述的转化方法，其特征在于，所述极性基团的偶极矩为1.1德拜以上，所述非极性基团的偶极矩为0.5德拜以下，所述两亲性添加剂的净偶极矩为0.6德拜以上。3.根据权利要求2所述的转化方法，其特征在于，所述两亲性添加剂为数均分子量为100至500,000的聚合物形态。4.根据权利要求3所述的转化方法，其特征在于，所述极性基团包括选自胺(amine)、酰亚胺(imide)、酰胺(amide)、醇、酚、酯和甲基丙烯酸酯(methacrylate)中的至少一者，所述非极性基团包含衍生自乙烯、丙烯、异丁烯、二烯(diene)和苯乙烯(styrene)中的任一者或组合的高分子。5.根据权利要求2所述的转化方法，其特征在于，在所述混合物中使用0.01重量％至5重量％的所述两亲性添加剂。6.根据权利要求2所述的转化方法，其特征在于，所述两亲性添加剂包含聚异丁烯琥珀酰亚胺、聚异丁烯酚系分散剂和聚丙烯酸系分散剂中的至少一者。7.根据权利要求2所述的转化方法，其特征在于，所述两亲性添加剂包含从将废油蒸馏而形成的塔底流获得的物质。8.根据权利要求7所述的转化方法，其特征在于，还包括如下步骤：获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲伟，曺正模，朴宣映，
申请(专利权)人：韩国化学研究院，
类型：发明
国别省市：韩国,KR