一种节能的超临界水改质油品的方法技术

本发明专利技术公开了一种节能的超临界水改质油品的方法，该方法包括对油品和水加热、增压和混合后传输到超临界水热解反应器，油品在超临界水中发生热解反应，出口流体经过降温和降压后，传递到热高压分离器分离为高分气和热高分油；将高分气冷却被分离为裂化气、冷高分油和高分水；高分水经增压和加热后，与供氧剂一起输送至超临界水氧化反应器内，高分水中的有机物发生氧化反应放出大量的热使水的温度升高；热高分油传输到冷低压分离器减压后再传输到冷低压分离器，冷低压分离器的上出口排出裂化气，下出口排出改质油。本方法可以实现油品的改质降粘，采用连续式反应形式，处理量大，适于工业生产，采用超临界水氧化工艺，节能效果突出。出。出。

【技术实现步骤摘要】
一种节能的超临界水改质油品的方法


[0001]本专利技术涉及油品改质的
，具体涉及一种利用超临界水进行油品改质并且利用超临界水氧化技术降低能耗的方法。

技术介绍

[0002]超临界流体，指高于临界温度和临界压力的流体，其没有明显的气液分界面，具有特殊的物理性质，粘度低，密度大，有良好的流动、传质、传热和溶解性能。目前，比较成熟的超临界流体技术有超临界水氧化技术、超临界流体萃取技术和超临界水液化技术等。其中利用超临界水氧化处理有机废水和难以处理的固体危废的技术较为成熟，在国内外多套工业生产装置已被利用。
[0003]超临界水可以用来进行油品改质处理，属于一项新兴的研发技术。经过国内外学者大量的小试试验研究和机理研究发现，超临界水改质油品可以取得非常好的轻质化和降粘效果。
[0004]有些专利公开了可以实现连续超临界水反应的装置及工艺方法等。
[0005]CN106170532A公开了一种使用超临界水石油提质加工系统对石油原料进行提质加工的方法，合并石油原料和水形成混合的石油原料，并分别同时引入上升流超临界水反应器的下部。该方法的一个实施方案包括运行该超临界水石油提质加工系统，此系统包括上升流超临界水反应器和可任选的下降流超临界水反应器，以将上升流反应器产品流体引入下降流超临界水反应器的上部。下降流反应器中所容纳的流体的温度维持为比上升流反应器中所容纳的流体的温度高0℃至100℃。此方法实施例可以使石油原料API比重增加11，沥青质含量由4.88wt％降低到0.62wt％。此专利提出的方法提高了反应器内的温度，可以一定程度上增加改质效果，但是提高温度也会增加生焦量，增加堵塞管线和反应器的风险。
[0006]CN103920428A公开了一种超临界反应装置及其工艺方法，其实施例中采用超临界反应装置进行水煤浆的超临界水气化反应，反应温度为700℃，反应压力为25MPa，反应停留时间为4min，反应产物从超临界反应装置排出后进入换热器进行初步冷却降温，初步冷却后的产物进入旋风分离装置进行气液相的分离，可以实现87.68％的转化率。此专利提出的方法不适用于超临界水改质油品的反应，因为超临界水改质油品生成的裂化气的量比较小，当超临界水转化为液态水之后，反应产物难以有足够的气相流速实现气液分离。
[0007]CN103013550A公开了一种利用超临界水对焦油渣改质制备燃料油的系统和方法，将物料和氧源分别输送至超临界水反应器中，开启反应器内的加热装置，反应温度为370～800℃，反应压力为22～32MPa，使焦油渣在超临界水中进行改质反应。反应后的固体残渣从反应器底部排渣口经背压阀进入储渣池，反应后的流体经换热器冷凝后进入高压气液分离器，此专利技术可以实现焦油渣的资源化利用。此专利提出将加热装置设置在超临界水反应器内部，焦油渣与水的混合物料输入反应器后需要升温几百度，加热时间长，这将导致此系统处理量低，同时，加热装置附近局部温度过高，焦油渣易生焦，堵塞反应器内部空间。
[0008]CN106513421公开了一种超临界水氧化处理油气田油基钻屑的节能降耗方法，利
用超临界水氧化有机废水产生的余热高温流体在浸洗釜内将油基钻屑中的有机物洗脱并转移至水中，形成有机废水，有机废水经增压和预热后，与氧化剂混合进入超临界水氧化反应器，将有机污染物彻底氧化降解，气液产物进入浸洗釜，开始下一循环。节省了用于冷却高温流体所需的冷却水。
[0009]超临界水改质油品的装置需要承受高压、高温和耐腐蚀，超临界水反应多在间歇式反应装置内进行，报道过的一些超临界水连续反应装置功能不够完善，另外，存在易结焦、堵塞和能耗高等问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种利用超临界水改质油品的方法，具体地说，是一种利用超临界水氧化工艺进行节能的超临界水改质油品的方法。该方法在超临界水热解反应器内使超临界水与油品发生热解反应，油品中的沥青质和胶质等大分子发生烷基侧链的断链反应和多环芳烃的缩合反应等，实现油品的轻质化转化，促使油品质量得到提升。产生的有机废水通过超临界水氧化处理，不仅解决了有机废水的净化问题，而且实现了热量自给，降低了装置的能耗。
[0011]本专利技术所述的节能的超临界水改质油品的方法，处理步骤包括：
[0012]1)将去离子水增压到14～16MPa，与来自冷高压分离器的高分水混合组成混合水流，将混合水流增压到23～40MPa，再加热到60～300℃后，输送到超临界水氧化反应器入口，高分水中有机物的质量含量不低于1％；
[0013]2)将供氧剂增压到23～40MPa，输送到超临界水氧化反应器入口，步骤1)所述的混合水流和供氧剂在超临界水氧化反应器内发生超临界水氧化反应，将超临界水氧化反应器的流出物输送至到混合器的入口；
[0014]3)将油品原料加热到50～90℃，增压到23～40MPa，所述的油品原料被输送至混合器入口，油品原料的质量流量为步骤1)所述的混合水流的质量流量的0.2～2倍，在混合器内油品原料与步骤2)所述的超临界水氧化反应器的流出物混合得到混合液，根据油品原料性质的不同和超临界水热解反应温度的需要，通过控制步骤1)所述的高分水中有机物的质量含量和步骤2)所述的供氧剂的加入量，使混合液的温度达到380～500℃，然后输送到超临界水热解反应器的入口；
[0015]4)油品原料在超临界水热解反应器中发生热解反应，油品原料在超临界水热解反应器内的停留时间为1～40min，超临界水热解反应器排出的流体与步骤1)所述的混合水流换热，再降温到240～260℃，降压到14～16MPa后传递到热高压分离器，经热高压分离器分离为高分气和热高分油；
[0016]5)步骤4)得到的高分气冷却至40～60℃后传递到冷高压分离器，被分离为裂化气、冷高分油和高分水，热高分油降压至2～4MPa后传输到冷低压分离器，冷高分油降压至2～4MPa后传输到冷低压分离器，冷低压分离器的上出口排出裂化气，下出口排出改质油。
[0017]在上述节能的超临界水改质油品的方法中，优选地，步骤1)所述的混合水流增压后的压力、步骤2)所述的供氧剂增压后的压力和步骤3)所述的油品原料增压后的压力均为23～30MPa。
[0018]在上述节能的超临界水改质油品的方法中，优选地，步骤1)所述的高分水中有机
物的质量含量为1～3％。
[0019]在上述节能的超临界水改质油品的方法中，优选地，步骤2)所述的油品原料的质量流量为步骤1)所述的混合水流的质量流量的1～2倍。
[0020]在上述节能的超临界水改质油品的方法中，优选地，步骤2)所述的供氧剂为空气、氧气中的一种或两种。
[0021]在上述节能的超临界水改质油品的方法中，优选地，步骤3)所述的输送到超临界水热解反应器的混合液达到的温度优选为380～420℃。
[0022]在上述节能的超临界水改质油品的方法中，优选地，步骤4)所述的油品原料在超临界水热解反应器内的停留时间为5～10min。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能的超临界水改质油品的方法，所述方法包括以下步骤：1)将去离子水增压到14～16MPa，与来自冷高压分离器的高分水混合组成混合水流，将混合水流增压到23～40MPa，再加热到60～300℃后，输送到超临界水氧化反应器入口，高分水中有机物的质量含量不低于1％；2)将供氧剂增压到23～40MPa，输送到超临界水氧化反应器入口，步骤1)所述的混合水流和供氧剂在超临界水氧化反应器内发生超临界水氧化反应，将超临界水氧化反应器的流出物输送至到混合器的入口；3)将油品原料加热到50～90℃，增压到23～40MPa，所述的油品原料被输送至混合器入口，油品原料的质量流量为步骤1)所述的混合水流的质量流量的0.2～2倍，在混合器内油品原料与步骤2)所述的超临界水氧化反应器的流出物混合得到混合液，根据油品原料性质的不同和超临界水热解反应温度的需要，通过控制步骤1)所述的高分水中有机物的质量含量和步骤2)所述的供氧剂的加入量，使混合液的温度达到380～500℃，然后输送到超临界水热解反应器的入口；4)油品原料在超临界水热解反应器中发生热解反应，油品原料在超临界水热解反应器内的停留时间为1～40min，超临界水热解反应器排出的流体与步骤1)所述的混合水流换热，再降温到240～260℃，降压到14～16MPa后传递到热高压分离器，经热...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福双，臧甲忠，刘冠锋，范景新，辛利，唐成义，李滨，于瑞香，李佳，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，
类型：发明
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