一种利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法，该方法通过将部分原料油与悬浮床加氢裂化催化剂混合形成混合料，再对混合料依次进行一级剪切和二级剪切，由此可实现催化剂和原料油的高分散混合而得到催化剂浆液，确保催化剂更好地发挥其加氢催化活性，从而有利于提高原料油的转化率及轻质油收率；而后将该催化剂浆液与剩余原料油及氢气混合后送入悬浮床加氢反应器中，控制悬浮床加氢条件得到悬浮床加氢产物，并根据其组成和性质采取合理的分离工艺，不仅大幅降低了固定床的加氢负荷，更重要的是最大限度地提高了轻质油的收率和品质，而且还能有效延长固定床催化剂的使用寿命，有利于整个工艺的节能减排。

A Method of Lightweight Heavy Oil by Suspension Bed Hydrogenation

The invention provides a method for lightening heavy oil by using suspension bed hydrogenation process. By mixing part of feed oil with suspension bed hydrocracking catalyst to form a mixture, and then shearing the mixture in order of first and second order, the catalyst slurry can be obtained by highly dispersed mixing of catalyst and feed oil to ensure that the catalyst can play a better role in its addition. Hydrogen catalytic activity is conducive to improving the conversion of feed oil and the yield of light oil. Then the catalyst slurry is mixed with the remaining feed oil and hydrogen and sent into the suspended bed hydrogenation reactor. The suspended bed hydrogenation products are obtained by controlling the conditions of suspended bed hydrogenation, and reasonable separation process is adopted according to its composition and properties, which not only greatly reduces the hydrogenation load of the fixed bed, but also makes it heavier. The most important thing is to maximize the yield and quality of light oil, but also can effectively prolong the service life of fixed bed catalyst, conducive to energy saving and emission reduction of the entire process.

【技术实现步骤摘要】
一种利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法
本专利技术涉及煤炭及石油化工
，具体涉及一种利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法。
技术介绍
近年来，随着世界范围内石油资源的日益紧缺、原油重质劣质化趋势的日渐严重、市场对重质燃料油需求的迅速减少以及对轻质燃料油需求的持续快速增长，促使重质劣质油的深加工技术成为炼油工业发展的重点与难点。再加之我国贫油富煤的基本国情，而一些石油化工产品同样能够从煤的气化、干馏等产物中获得，因此利用先进的煤炭转化技术生产轻质油和化工产品，不仅对化工行业的产业结构调整、提升产业能级具有积极推动作用，更是21世纪减轻我国对石油进口依存度、发展循环经济、减少环境污染、保障我国能源安全和经济可持续发展的战略举措。悬浮床加氢工艺是实现重油轻质化的理想方法之一，其工艺过程一般为分散型催化剂与原料油均匀混合形成浆料，而后浆料与高压氢气一同进入悬浮床反应器内在临氢条件下进行催化加氢和裂解反应，最终制得石脑油、轻质油等轻质油品。例如，中国专利文献CN104388117A公开了一种重油加氢裂化生产高品质燃料油的方法，该方法包括如下步骤：(1)将重油与悬浮床加氢裂化催化剂、氢气混合后进入悬浮床加氢裂化反应器中，悬浮床加氢裂化反应器操作压力12-20MPa，温度400-500℃，氢油体积比500-1500，催化剂添加量0-3.0％(占原料油)，空速为0.3-1.0h-1；(2)将步骤(1)的反应物在热高压分离器中进行分离，气相产物直接进入固定床反应装置加氢反应，液相产物进入减压蒸馏塔；减压蒸馏塔得到轻组分产物和重组分产物，轻组分产物进入固定床反应装置，重组分排出；(3)固定床反应装置得到的产物经过分离氢气、轻烃后进入分馏塔，得到汽油、柴油，从分馏塔塔底出来的重组分油循环进入固定床反应装置。上述技术通过对悬浮床加氢产物中的轻组分再次进行固定床加氢裂化、精制及改质处理，虽然最终可获得高品质的轻质油，但上述技术仍然存在如下不足：1)重油与悬浮床加氢裂化催化剂经简单混合后即送入悬浮床加氢裂化反应器中，如果催化剂密度较大则容易沉淀在容器底部，而若催化剂密度较小则易漂浮在油相表面形成包囊物，这两种情况均会影响固液混合效果，进而影响悬浮床加氢性能，最终将导致轻质油品的收率较低；2)由于只采用一个悬浮床反应器，故而无法保证裂化、加氢和吸附焦炭三种反应均能在各自适宜的环境条件下进行，造成裂化不彻底、加氢不充分、吸焦不完全，从而导致整体工艺的液收低、产焦量大，并且当裂化反应温度越高时油品缩合结焦的倾向也就越大，结焦还会导致加氢催化剂的失活及装置无法长周期稳定运转；3)悬浮床加氢产物未经合理分离而过早进入固定床反应器，增大了固定床的加氢负荷，不仅影响了液收和油品，还不利于节能减排。鉴于此，本领域迫切需要对现有的悬浮床加氢工艺进行改进以加强催化剂与原料油的混合效果、确保各反应的顺利进行并优化分离方法，从而在提高液收和轻质油品质的同时还能实现节能减排，最大幅度地降低工艺成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有的悬浮床加氢工艺所存在的催化剂与原料油的混合不均匀、反应不充分、加氢产物分离效果不理想的缺陷，进而提供一种催化剂与原料油的混合均匀、反应充分、分离效果好、轻质油品收率高且品质好、沥青收率高且品质好、并可节能减排的利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法。为此，本专利技术实现上述目的所采用的技术方案如下：一种利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法，包括如下步骤：(1)将部分原料油与悬浮床加氢裂化催化剂混合形成混合料，对所述混合料依次进行一级剪切和二级剪切，得到催化剂浆液；(2)将所述催化剂浆液与剩余原料油及氢气混合后送入悬浮床加氢反应器中，控制所述悬浮床加氢反应器内的操作压力为18～22.5MPa、温度为390～460℃、氢油体积比为800～1500以进行加氢裂化反应；(3)对步骤(2)得到的悬浮床加氢产物进行热高压分离，分别收集热高分气和热高分油；所述热高分气依次经冷高压分离和冷低压分离后得到冷低分油，所述热高分油经热低压分离后得到热低分气和热低分油，所述热低分气与所述冷低分油再经汽提分离后均转变为干气、石脑油及塔底油；(4)对所述热低分油进行减压蒸馏，将所得减一线油、减二线油及所述塔底油送入固定床加氢反应器中再次进行加氢处理，而后对固定床加氢产物进行分离，得到＜350℃的轻质油品。优选地，在所述催化剂浆液中，所述悬浮床加氢裂化催化剂的质量百分含量为0.1～10％，粒径为5μm～500μm。优选地，所述悬浮床加氢裂化催化剂包括复合载体及负载于所述复合载体上的活性金属氧化物，所述复合载体和所述活性金属氧化物中的活性金属的质量比为100：(0.5～10)，其中：所述活性金属为第VIII族和/或第VIB族金属；所述复合载体包括兰炭扩孔材料、分子筛和催化裂化废催化剂，所述兰炭扩孔材料、所述分子筛和所述催化裂化废催化剂的质量比为(1-5):(2-4):(0.5-5)；所述兰炭扩孔材料的比表面积为150～300m2/g，平均孔径为70～80nm；所述分子筛的比表面积为200～300m2/g，平均孔径为5～10nm；所述催化裂化废催化剂的比表面积为50～300m2/g，平均孔径为3～7nm。优选地，所述催化裂化废催化剂包括如下重量份数的组分：Y型分子筛15-55份；氧化铝15-55份；镍、钒或铁中的至少一种0.5-1份。优选地，所述原料油为经净化处理后的油品，所述净化处理包括如下步骤：将原料油与处于流化态的吸附剂接触以产生吸附作用，待吸附完成后收集液相即可；所述吸附剂为兰炭和/或高岭土。优选地，所述吸附作用是在50～100℃、0～1.0MPa下进行的，所述原料油与所述吸附剂的质量比为1：(0.05-0.2)，所述兰碳的比表面积为100-500m2/g，所述高岭土的比表面积为50-200m2/g。优选地，所述悬浮床加氢反应器包括两个串联的反应器，其中一个为悬浮床加氢裂化反应器，另一个为悬浮床加氢稳定反应器，所述悬浮床加氢稳定反应器内的操作温度较所述悬浮床加氢裂化反应器内的操作温度低20～50℃。优选地，所述催化剂浆液与剩余原料油及氢气混合后进入所述悬浮床加氢裂化反应器中发生加氢裂化反应，得到加氢裂化产物；再将所述加氢裂化产物送入所述悬浮床加氢稳定反应器内，在悬浮床加氢稳定催化剂的存在下进行加氢精制，从而形成所述悬浮床加氢产物；所述悬浮床加氢稳定催化剂是以氧化铝为载体负载有加氢活性金属的负载型催化剂，所述加氢活性金属为第VIII族和/或第VIB族金属。优选地，步骤(4)中，先在常压下对所述热低分油进行蒸馏处理，分别收集150℃～250℃馏分和大于250℃馏分；再将所述大于250℃馏分加热后进行所述减压蒸馏，所述150℃～250℃馏分与所述石脑油合并。优选地，所述减压蒸馏还得到减三线油，将80～90wt％的所述减三线油与5～20wt％的所述减二线油合并后作为减三线洗涤液，剩余10～20wt％的所述减三线油用作热低分洗涤液在对所述热低压分离产生的油气进行洗涤得到所述热低分气的同时还得到热低分洗涤回收液，将30～90wt％的所述热低分洗涤回收液循环用作热低分洗涤液；所述减三线油的馏程与所述热低压分离的操作温度一致。优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法，包括如下步骤：(1)将部分原料油与悬浮床加氢裂化催化剂混合形成混合料，对所述混合料依次进行一级剪切和二级剪切，得到催化剂浆液；(2)将所述催化剂浆液与剩余原料油及氢气混合后送入悬浮床加氢反应器中，控制所述悬浮床加氢反应器内的操作压力为18～22.5MPa、温度为390～460℃、氢油体积比为800～1500以进行加氢裂化反应；(3)对步骤(2)得到的悬浮床加氢产物进行热高压分离，分别收集热高分气和热高分油；所述热高分气依次经冷高压分离和冷低压分离后得到冷低分油，所述热高分油经热低压分离后得到热低分气和热低分油，所述热低分气与所述冷低分油再经汽提分离后均转变为干气、石脑油及塔底油；(4)对所述热低分油进行减压蒸馏，将所得减一线油、减二线油及所述塔底油送入固定床加氢反应器中再次进行加氢处理，而后对固定床加氢产物进行分离，得到＜350℃的轻质油品。

【技术特征摘要】
1.一种利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法，包括如下步骤：(1)将部分原料油与悬浮床加氢裂化催化剂混合形成混合料，对所述混合料依次进行一级剪切和二级剪切，得到催化剂浆液；(2)将所述催化剂浆液与剩余原料油及氢气混合后送入悬浮床加氢反应器中，控制所述悬浮床加氢反应器内的操作压力为18～22.5MPa、温度为390～460℃、氢油体积比为800～1500以进行加氢裂化反应；(3)对步骤(2)得到的悬浮床加氢产物进行热高压分离，分别收集热高分气和热高分油；所述热高分气依次经冷高压分离和冷低压分离后得到冷低分油，所述热高分油经热低压分离后得到热低分气和热低分油，所述热低分气与所述冷低分油再经汽提分离后均转变为干气、石脑油及塔底油；(4)对所述热低分油进行减压蒸馏，将所得减一线油、减二线油及所述塔底油送入固定床加氢反应器中再次进行加氢处理，而后对固定床加氢产物进行分离，得到＜350℃的轻质油品。2.根据权利要求1所述的利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法，其特征在于，在所述催化剂浆液中，所述悬浮床加氢裂化催化剂的质量百分含量为0.1～10％，粒径为5μm～500μm。3.根据权利要求1或2所述的利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法，其特征在于，所述悬浮床加氢裂化催化剂包括复合载体及负载于所述复合载体上的活性金属氧化物，所述复合载体和所述活性金属氧化物中的活性金属的质量比为100：(0.5～10)，其中：所述活性金属为第VIII族和/或第VIB族金属；所述复合载体包括兰炭扩孔材料、分子筛和催化裂化废催化剂，所述兰炭扩孔材料、所述分子筛和所述催化裂化废催化剂的质量比为(1-5):(2-4):(0.5-5)；所述兰炭扩孔材料的比表面积为150～300m2/g，平均孔径为70～80nm；所述分子筛的比表面积为200～300m2/g，平均孔径为5～10nm；所述催化裂化废催化剂的比表面积为50～300m2/g，平均孔径为3～7nm。4.根据权利要求3所述的利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法，其特征在于，所述催化裂化废催化剂包括如下重量份数的组分：Y型分子筛15-55份；氧化铝15-55份；镍、钒或铁中的至少一种0.5-1份。5.根据权利要求1-4任一项所述的利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法，其特征在于，所述原料油为经净化处理后的油品，所述净化处理包括如下步骤：将原料油与处于流化态的吸附剂接触以产生吸附作用，待吸附完成后收集液相即可；所述吸附剂为兰炭和/或高岭土。6.根据权利要求5所述的利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法，其特征在于，所述吸附作用是在50～100℃、0～1.0MPa下进行的，所述原料油与所述吸附剂的质量比为1：(0.05-0.2)，所述兰碳的比表面积为100-500m2/g，所述高岭土的比表面积为50-200m2/g。7.根据权利要求1-6任一项所述的利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法，其特征在于，所述悬浮床加氢反应器包括两个串联的反应器，其中一个为悬浮床加氢裂化反应器，另一个为悬浮床加氢稳定反应器，所述悬浮床加氢稳定反应器内的操作温度较所述悬浮床加氢裂化反应器内的操作温度低20～50℃。8.根据权利要求7所述的利用悬浮床加氢工艺实现重油轻质化的方法，其特征在于，所述催化剂浆液与剩余原料油及氢气混合后进入所述悬浮床加氢裂化反应器中发生加氢裂化反应，得到加氢裂化产物；再将所述加氢裂化产物送入所述悬浮床加氢稳定反...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，林科，
申请(专利权)人：北京华石联合能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11