CN100580057C - 用于改善喷雾雾化的流化催化裂化的乳化原料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于在烃加工中增加雾化效率的原料组合物，其包括烃油包水乳液，该乳液含有能够使该乳液稳定并且具有大于约12的亲水亲油平衡值的非离子型表面活性剂。该乳液包括直径约为5-10微米的水滴，该水滴大体上均匀地分散在烃油相中。这些表面活性剂能够在与烃加工相关的温度和压力条件下使烃油包水乳液稳定，本发明原料组合物提供了亚稳态油包水乳液，其中膨胀水蒸汽在系统压力释放的喷雾状态下爆炸，破坏了大油滴并产生了小油滴。
Description
发明领域
本申请涉及一种适于在压力型雾化器中处理的烃原料组合物。特别是，本发明涉及一种用于在烃加工中改善雾化作用的原料组合物，其包括乳化的烃油包水乳液。
发明背景
催化裂化包括利用催化剂裂解碳-碳键的瓦斯油加工，特别是催化裂化包括将饱和C12+分子断裂成C2-C4烯烃类和石蜡烃类，汽油，轻油，以及焦炭。裂化可用于降低平均分子量和产出较高产量的燃料产物。大多数反应是吸热的并且必须为裂化过程提供热量。裂化可以是纯热的或者热和催化的。通常，由于热裂化产生不需要的副产品，比起热裂化来，理想的是推广催化裂化。
附图是典型的流化床催化裂化(FCC)装置10的简图。特别是，这些装置包括提升管反应器16，其相当于活塞流反应器，在操作温度约为950-1000°F时发生催化裂化；以及包括催化剂再生器14，其可用于除去覆盖于催化剂之上由裂化反应产生的焦炭状的过量碳。在提升管反应器16中，用蒸汽19稀释来自催化剂再生器的热再生催化剂18并且通过该提升管反应器底部上的喷雾嘴21注射预热的进料组合物20(通常为300°F或更高)。通过阀门控制催化剂流并且用蒸汽19改变竖管23中的密度。再生催化剂18从再生器通过竖管23流下，该再生剂将被蒸汽19和新进料20举升到反应器16。在温度约为750°F时催化剂22的稀相向上流过提升管并且将热反应物排到提升管反应器16的上部。然后从用过的催化剂24浓相中分离出反应烃蒸汽。具体地说，将该反应烃蒸汽通过旋流分离器12以减少微粒含量和分离蒸汽来将其提纯，其构成催化产物25，被送至分馏器。具有焦结表面的催化剂滴入再生器14，在此其呈现为稀相26。在再生器14中，焦炭在温度约为1200°-1300°F时烧尽，并且再生催化剂18浓相回流以进行另一反应历程。
众所周知，基于流化床催化裂化(FCC)提升管反应器的进料雾化是烃加工中的一个问题。特别是，使每小时许多吨数的热再生裂化催化剂与大容积的重油进料接触，同时又要保证该提升管反应器底部的进料完全汽化，这是困难的。这个问题的部分可归于在流化床催化裂化(FCC)装置中使用了重质进料。特别是重质进料由于其高沸点更难于汽化，并且重质进料由于其高粘度，即使在存在于流化床催化裂化(FCC)提升管反应器中的高温条件下，也难于雾化。
在烃加工中几个处理设备操作的有效性取决于烃蒸汽雾化的能力。优选催化裂化装置中的反应在催化剂的小孔内发生。这需要将进料汽化。在固定不变的反应器温度下，汽化动力学主要由引入反应器的液滴大小确定，特别是对于流化床催化裂化装置，在提升管反应器底部用烃喷雾催化剂的流化床。在喷雾中产生小的烃液滴是决定设备效率的主要因素，因为比起热裂解来其加速了催化裂解。进料注射系统应该提供迅速的汽化以及油和催化剂之间的密切接触。快速汽化需要原料雾化为具有窄粒度分布的小液滴。
用于这些烃加工的有效雾化是很多机械加工变化的焦点。例如，机械性改进包括精炼，例如包括流化床催化裂化装置的内部阻挡层、防冲块的改善以及喷雾鼓风方法的改进。所有这些方法依赖于增强在喷雾雾化中已知为重要的各种因素。另一种方法引入了另一雾化机理。通常，这称为次级雾化。初级雾化依赖于喷雾流体的内聚性和冲击液滴并引起其分散的气动力之间的平衡。然而，在次级雾化中引入了第二种因素，即引起液滴分散。
次级雾化被确定作为改善燃烧过程的方法。例如美国专利NO.3,672,853描述了一种适合于在压力型雾化器中处理的液体燃料制备方法，该方法利用一种含烃进料作为原材料，在该方法中将一种气体溶解在进料中改善了燃料的雾化。由于压力型雾化器中的压力非常迅速地下降，该气体的溶解度也降低。由此放出的气体使液滴达到较大程度的分散。
美国专利NO.6,368,367公开了一种用于内燃机的含水柴油燃料组合物，其包括柴油连续相；由平均直径为1.0微米或更小的含水液滴构成的不连续水相；以及乳化量的乳化剂组合物，其包括亲水亲油平衡值(HLB)在约为1-20范围内的离子或非离子化合物。
就适当确定的作为改善燃烧过程方法的次级雾化而言，该技术如果有也很少被有效转用到烃加工领域。
Oil and Gas Journal，March 30，1991该文章的pp90-107中描述了一种通过进料一种乳化燃料来将蒸汽混入流化床催化裂化器的进料中的方法，该乳化燃料在提升管反应器底部的喷嘴之前分离成两相流(即水汽和液体油)。该两相方法提供了额外的混合能量，意味着该油和催化剂混合较快，使该油具有较少的机会发生热裂解。然而，该两相方法并不影响烃进料的输送性能。此外，因为在喷雾嘴的进料侧是两相流，所以经过喷嘴没有相变来提高雾化效率。
Petroleum Refinery Engineering，vol.31(11)pp.19-21，2001中的文章公开了使用表面活性剂来使油包水乳液稳定的用途。特别是公开的一种用于重油催化裂化的原料通过非离子型表面活性剂化合物被乳化形成稳定的油包水乳液。该水均匀地分散在油中，液滴约为5微米。特别是，由泵送乳化原料通过喷嘴首先将其雾化。在随后与高温催化剂接触之后，该水滴迅速汽化，产生次级雾化作用，由此油滴分散为更小的油滴，其更易于进入催化剂的反应通道。记录的轻油产量增加了，而干气和焦炭产量减少了，其中作为产品的柴油和汽油的质量保持不变。该表面活性剂的性能没有公开，除了公开了它是一种HLB为5.8的原料混合物。根据从表面活性剂配制索引得到的数据，记录的具有该范围内的HLB的表面活性剂可以使油包水乳液稳定。将该参考文献中的乳化原料在中试装置中测试，其操作条件与工厂采用的条件差别很大。例如，该参考文献公开了采用的乳化原料温度约为85-90℃。在运转的烃加工工厂采用的适当温度和压力条件下，HLB为5.8的非离子型表面活性剂不能使油包水乳液稳定，如本发明人所发现。
因此，供给烃加工装置的原料组合物液滴尺寸小，对于油包水乳液在通常采用的加工(或改进的加工)条件下形成和稳定是有好处的。特别有利的是能产生雾化性能改善的油包水乳液，该雾化性能在FCC系统的相关条件下是稳定的。这样的条件可包括高温(大于300°F)和在该工作温度下的高压条件(压力大于蒸汽压力)。
发明概述
本发明提供一种用于在烃加工中增加雾化效率的原料组合物。特别是，本发明提供一种烃油包水乳液，其包括能够使该乳液稳定并具有大于约12的亲水亲油平衡值的非离子型表面活性剂。
此外提供一种雾化效率增加的原料乳液组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：(a)提供水源；(b)提供烃燃料油源；(c)提供亲水亲油平衡值大于约12的非离子型表面活性剂；以及(d)在足以形成烃燃料油包水乳液的条件下将组分(a)，(b)和(c)合并，该非离子型表面活性剂以适于使乳液稳定的量存在。
此外，本发明提供一种控制液态烃雾化的方法，该方法包括以下步骤：(a)提供水源；(b)提供烃燃料油源；(c)提供亲水/亲油平衡大于约12的非离子型表面活性剂；以及(d)在喷嘴的进料侧将组分(a)，(b)和(c)合并；以及(e)使所述合并组分通过所述喷雾嘴来产生受控的烃液滴大小和分布。
因此，本申请包括：
1.一种用于在烃加工中增加雾化效率的原料组合物，由烃油包水乳液组成，该乳液含有能够使所述乳液稳定并且具有大于12的亲水亲油平衡值的非离子型表面活性剂，其中所述组合物中的水量为全部组合物体积的3-15％，所述烃油的量为全部组合物体积的84-97％，其中所述表面活性剂能够在乳化条件下使所述烃油包水乳液稳定，该乳化条件包括温度大于200-300°F。
2.项1的组合物，其中所述亲水亲油平衡值为15-16。
3.项1的组合物，其中所述烃油包水乳液含有连续烃油相和不连续水相。
4.项1的组合物，其中所述乳液含有直径为5-10微米的水滴，所述水滴均匀地分散在所述烃油相中。
5.项1的组合物，其中该乳化条件还包括压力条件大于蒸汽压。
6.项1的组合物，其中所述非离子型表面活性剂选自乙氧基化的烷基酚、环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物、聚合的醇和聚合的胺、部分氟化的链烃、及其组合。
7.项1的组合物，其中所述表面活性剂的量为10ppm。
8.项1的组合物，其中所述表面活性剂的量为全部组合物体积的1％。
9.一种雾化效率增加的原料乳液组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供水源；
(b)提供烃燃料油源；
(c)提供亲水亲油平衡值大于12的非离子型表面活性剂；以及
(d)在足以形成烃燃料油包水乳液的条件下将组分(a)，(b)和(c)合并，所述非离子型表面活性剂以适于使所述乳液稳定的量存在。
10.项9的方法，其中所述合并是在乳化条件下进行，该乳化条件包括温度为大于200-500°F。
11.项9的方法，其中所述合并是在乳化条件下进行，该乳化条件包括压力条件为大于蒸汽压。
12.项9的方法，其中所述合并包括将所述组分(a)、(b)和(c)在喷雾嘴的进料侧进行混合。
13.项9的方法，其中所述合并包括首先将所述表面活性剂与所述水混合以形成表面活性剂液，随后将所述表面活性剂液与所述烃燃料油混合以形成所述乳液。
14.一种控制液态烃雾化的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供水源；
(b)提供烃燃料油源；
(c)提供亲水-亲油平衡大于12的非离子型表面活性剂；以及
(d)在喷雾嘴的进料侧将组分(a)、(b)和(c)合并；以及
(e)使所述合并组分通过所述喷雾嘴来产生受控的烃液滴大小和分布。
附图的简要说明
该附图是表示流化床催化裂化装置(FCCU)的简图。
详细说明书
如上所述，催化裂化是一种包括饱和C12+分子裂解成C2-C4烯烃类和石蜡烃类，汽油、轻油、以及焦炭的方法。催化裂化的主要目的是制造汽油和柴油并且最大限度地减小重质燃料油、气体和焦炭的产生。与催化裂化相关的基础反应是石蜡烃、环烷烃和芳族环烃的碳-碳断裂而形成烯烃和低分子量石蜡烃、环烷烃和芳族环烃。
如上所述，流化床催化裂化方法是一种烃进料组合物是在提升管反应器中催化裂化以产生裂解产物和废催化剂的方法。将废催化剂汽提除去油并且在催化剂再生器中再生以产生热再生催化剂，其随后再循环到提升管反应器。FCC装置包括在提升管反应器底部注射进料的进料喷雾嘴。通过使含有液态烃的流动蒸汽从喷雾嘴的进料侧流到催化剂侧来将其雾化。这种类型的初级雾化依赖于被喷雾流体的内聚性和冲击液滴并引起分散的气动力之间的平衡。
在典型的烃加工条件下，将进料组合物在压力(通常小于蒸汽压力)下送到雾化器，其导致微小液滴的形成，该液滴离开雾化器来与催化剂接触。减少大的烃液滴是重要的，因为大液滴汽化缓慢并且降低了对于燃料的催化剂位点的利用率。因此，通过减少大液滴数，FCC装置转化(即，汽油和柴油的产量)增加。此外，众所周知，提高反应器温度会增加转化。利用催化剂循环率、再生催化剂温度以及进料预热来控制反应器的热量。通常，在反应器底部进料的温度至少约为300°F-400°F。
本发明提供一种进料组合物，其通过引入可诱发沉积物分散的表面活性剂改善了烃加工中高温条件下的雾化。特别是，本发明涉及一种适于在压力型雾化器中处理的进料组合物，该组合物包括一种油包水乳液，该乳液含有HLB大于约12的表面活性剂。已经发现该表面活性剂对于进料组合物的雾化具有有利的影响。特别是，该表面活性剂用于在烃加工工厂中采用的高温和压力条件下使乳液稳定。特别地，水滴均匀地分散在油相中并且直径约为5-10微米。在喷雾嘴进料侧上的高压将水保持为于油相中的液滴。通过将乳化原料泵送通过喷雾嘴首先将其变成雾状，在此气动力冲击液滴，驱使其分散。由于经过喷雾器喷嘴压力下降非常迅速，因此气体放出，其有助于烃油滴进行分裂。随后该乳化原料在喷雾嘴后与高温再生催化剂接触。由于该乳化原料在提升管反应器底部被催化剂加热，水由于其沸点比油低首先蒸发，并且其体积迅速膨胀。因此，短时间内小油滴分裂达到更大的程度，该过程称为次级雾化。迫使油滴分裂成小得多的油滴改善了其进入催化剂反应通道的能力。通常，由于反应接触表面积增加，催化裂化反应也增加。
次级雾化引入了诱发液滴分裂的次级因素，本发明提供了产生亚稳态油包水乳液的方法，该乳液在喷雾状态下爆炸，在此系统压力被释放。本发明乳液的主要特征是小水滴(5-10微米)以足够大的分散相浓度在油中均匀分布，该分散相浓度足够大使通过液滴爆炸进行的膨胀行为足以克服烃的内聚能。膨胀气体爆炸，破坏了大液滴而产生小液滴。如上所述，虽然适当地建立好了作为改善燃烧过程方法的次级雾化，但是该技术即使有，也很少能有效用于该加工领域。对于烃加工装置，重要的标准是在工艺(或改进的工艺)条件下形成和稳定小液滴尺寸的均匀油包水乳液。这是与燃烧系统相比的一种主要限制，在此通常温度低。
本发明提供了在烃加工装置，特别是在流化床催化裂化器中典型的高温条件下具有小液滴尺寸的亚稳态均匀油包水乳液。特别是，本发明提供一种用于在烃加工中增大雾化效率的原料组合物，其包括烃油包水乳液，该乳液含有能够使乳液稳定和亲水亲油平衡值大于约12的非离子型表面活性剂。
在一个实施方式中，该组合物中的水量约为全部组合物体积的1-15％。在另外的实施方式中，烃油量约为全部组合物体积的84-99％。在又一实施方式中，表面活性剂的量约为10ppm。优选表面活性剂约为全部组合物体积的500ppm-1％，水浓度为全部进料的3％-6％。
理想的是，烃进料源选自以下：汽油、真空汽油、塔底(也称为残油)氢化处理的料液、蜡、溶剂残液、焦化汽油、减粘裂化汽油、润滑油提取液以及脱沥青油。这些原料可单独使用和作为混合物使用。
可取的是，非离子型表面活性剂选自以下之一：乙氧基化的(exthoxylated)烷基酚(例如壬基苯酚乙氧基化物(exthoxylate)，辛基苯酚乙氧基化物(exthoxylate))，环氧乙烷(ethylene oxido)氧化丙烯嵌段共聚物(EOPO嵌段共聚物)、聚合的醇和聚合的胺(例如聚乙烯醇)，以及部分氟化的链烃。可用的非离子化合物的其它例子公开在McCutcheon’s Emulsifiers andDetergents，1998，North American and International Edition中。
在优选实施方式中，非离子型表面活性剂的亲水亲油平衡值约为15-16。该表面活性剂在本发明中起乳化剂的作用，其防止乳液分离。乳液是两种不互溶的物质，一种以液滴形式存在并包含在另一种中。在本发明中，乳液包括油包水，其中液态水成为分散相并且连续相是烃油。不连续水相包括直径约为5-10微米的液态水滴。这些液滴大体上均匀地分散在烃油相中。
合适的表面活性剂具有对水有亲和力的(亲水的)极性基团和对油有吸引力的(亲油的)非极性基团。在不希望受任何一种理论束缚的同时，人们认为该表面活性剂在两种物质(即油和水)的界面上被吸收，提供了一种起稳定乳液作用的界面膜，其在与烃加工相关的高温和压力条件下有助于原料的均匀性或一致性。特别是，HLB值大于约12的非离子型表面活性剂在约为200-300°F的温度和蒸汽压力下使乳液稳定。
乳化剂的亲水/亲油性能受分子结构的影响。这些性能由亲水/亲油平衡(HLB)值确定，其确定如下，
HLB＝20(1-S/A)
其中S是皂化值以及A是酸值。该HLB值是通过本领域熟知的方法在室温下确定的。
配制方面的常识认为低HLB值(4-6)表示亲油性大，其已经在以前用于使油包水乳液稳定，而高HLB值(8-18)表示亲水性乳化剂，通常用于水包油乳液(见以下实施例)。相反，本发明人发现在与烃加工相关的条件下，具有高HLB值(大于约12)的乳化剂可用于使油包水乳液稳定。这个发现是令人惊奇和出乎意料的。
通常，本发明乳液需要剪切以保证稳定剂(非离子型表面活性剂)分散适当。例如，机械剪切可用于形成水、烃油和HLB值大于约12的非离子型表面活性剂的均匀混合物。此外，剪切可降低在FCC装置的喷雾嘴前面的进料组合物的粘度，其改善了雾化作用。
除了本发明原料组合物的前述组分之外，也可以使用本领域技术人员熟知的其它添加剂，例如，这些添加剂可包括阳离子型和阴离子型表面活性剂、稀释剂以及其它高蒸汽压组分，例如醇类。
人们注意到流化床催化裂化器对于添加剂的使用具有其它限制，其中应该避免许多杂原子物质，以使催化中毒减至最小，并且应该注意将腐蚀性物质减至最小。例如，FCC催化剂的主要活性组分是Y型沸石。该沸石分散在相对无活性的基体中以减轻沸石的活性。沸石是含有[SiO4]4-和[AlO4]5-四面体单元的结晶铝硅酸盐结构。
如以下的进一步详述，已知几种典型的离子型表面活性剂组分可引起催化剂中毒或腐蚀。例如，氮、卤素、特别是氯和氟，以及钠是催化剂毒物，它们是许多离子型表面活性剂的组分。特别是，钠对于裂化催化剂是常用和严重的毒物，并且不知道有什么方法可除去钠而保持催化剂的催化性能，其中精炼物有裂化残油能力。相反，可用于形成本发明油包水乳液的非离子型表面活性剂是良性的，其中对于催化剂的腐蚀和中毒影响是极小的。通过消除这些物质的中毒影响增加催化剂活性提高了转化率(即汽油和柴油产物的产量)。因此，使用非离子型表面活性剂与烃加工中使用离子型表面活性剂相比具有显著的优点。
本发明还涉及一种雾化效率增高的原料乳液组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：(a)提供水源；(b)提供烃燃料油源；(c)提供亲水/亲油平衡大于约12的非离子型表面活性剂；以及(d)在足以形成烃燃料油包水的条件下将上述这些组分混合，该非离子型表面活性剂以适于使乳液稳定的量存在。
水、烃燃料油和非离子型表面活性剂优选按照喷雾嘴的进料量大小进行混合。在一个实施方式中，将这些组分在包括温度大于约200-300°F的乳化作用条件下混合。此外，理想的是这些组分在约大于蒸汽压的压力条件下混合，这是为了在喷雾嘴的进料侧使水保持在液态。在一个实施方式中，乳液组分的混合是通过首先将具有HLB大于约12的非离子型表面活性剂与原料水混合以形成表面活性剂液，随后将该表面活性剂液与烃燃料油源混合以形成乳液。
例如，在FCC装置中，将乳液从喷嘴的进料侧(feed size)送至催化剂侧，在此其接触热再生催化剂，产生可控的烃液滴大小和分布，其提高了催化转化率。油在喷嘴前面优选以流动液相进入FCC提升管反应器。此外，理想的是使含有表面活性剂的液态水通过独立的线路入口横向进入流动烃液，该入口位于喷雾嘴前面。合并的组分受到机械剪切力(例如混合器叶片)而进行混合，由此在温度约为200-300°F和压力约为蒸汽压或更大的条件下形成稳定的乳液。混合之后，当稳定的乳液通过喷嘴时进行初步雾化，这是由于低压力在喷雾嘴中下降。在喷雾嘴的催化剂侧与高温再生催化剂接触之后水滴汽化并且其体积迅速膨胀。该次级雾化方法在提升管中形成了甚至更小的烃油液滴，从而促进催化剂转化。
实施例
实施例1
测定可使油包水乳液稳定的表面活性剂效力
试验容器的结构是要具有测试各种表面活性剂稳定油包水乳液的能力。该试验容器是管式结构，其能使实验在适当的温度和压力条件下进行，该条件是复制烃加工中通常采用的那些条件。该试验容器配备有底部，该底部包含用于形成乳液的混合器叶片，并在顶部配备有导孔用于排出用于显微镜检查的工艺流体等分试样。通过混合器叶片产生的紊流来模拟在喷嘴进行的流体剪切。使用一种调速马达系统来控制该紊流。样品容器的顶部包括一个装置，其用于压强传感器，内部温度传感器和可用于排出样品等分试样而不用将整个系统骤冷的浸液管系统。
采用包含各种表面活性剂的乳化原料组合物在上述管式容器中进行比较试验。下表1提供了所测试原料组合物的举例说明例子。
表1
下表2提供了所测试表面活性剂及其特性的明细表，包括HLB等级。
表2
根据上面的表2，阳离子型表面活性剂具有净正电荷，并且其基于含季氮化合物。阴离子型表面活性剂具有净负电荷，并且是具有羧酸基团的长链脂肪酸的钠盐(皂类)，或者是具有硫酸盐或磷酸盐基团的长链烃(洗涤剂)。非离子型表面活性剂没有电荷并且是由长链烃醇类或羧酸与环氧乙烷反应形成的聚乙氧基化物。
用于催化裂化的烃燃料油原料与含有被测试的表面活性剂的水混合之后，定性地评估表面活性剂和剪切力的联合效果。特别是，在高温(200-300°F)和高压(大于工作温度下的蒸汽压)条件下评估表面活性剂效力。一般而言，在没有特定条件或表面活性剂的情况下，油包水乳液是不稳定的。事实上，这意味着小液滴结合形成大液滴。水滴在油中均匀分散被用作所测试表面活性剂使油包水乳液稳定的主要指标。如在此所使用的，稳定性实验是打算检查从试验容器排出的流体来查看液滴分布是“均匀”的。样品中的大水滴表示该表面活性剂对于使乳液稳定无效。
上表1中被测试原料组合物的温度开始为室温(约为70°F)，并且在混合期间升至300°F。用氮将试验容器增压以使在混合期间工作压力大于蒸汽压。由于该容器的极限温度仅为300°F，所以该试验容器在开始时被增压到50psig，是该温度下的蒸汽压。样品剪切10分钟之后，将该容器很快地冷却，并且取出乳液样品，然后利用显微镜检查来分析水相的液滴尺寸。
结果显示在FCC系统的相关条件下，列表中HLB大于约12的非离子型表面活性剂是用于使油包水乳液稳定的有效添加剂，特别是本发明人发现列表中HLB约为15-16的非离子型表面活性剂是用于使油包水乳液稳定的特别有效的添加剂。这与非离子型表面活性剂配制方面的常识相反，其通常认为HLB在较低范围内(4-6)的表面活性剂可使得油包水乳液稳定以及较高HLB(8-18)的表面活性剂可使得水包油乳液稳定。配制方面的这类现有技术知识总结在下面的比较表3中。
比较表3
本发明人得到的结果也表明HLB约为15-16的非离子型表面活性剂导致水滴直径约为5-10微米，该水滴大体上均匀地分散在烃油相中。然而，人们注意到烃油相中水滴的大小和分布可随着实验条件的变化而变化。例如，如果烃-水-表面活性剂比率改变，或者剪切量改变，那么液滴的大小和分布很可能变化。
本发明人还进一步测定了非离子型表面活性剂与阳离子型或阴离子型表面活性剂相反是良性的，其中对于催化剂的腐蚀性和中毒作用是极小的。特别是，非离子型表面活性剂含有良性的杂原子。众所周知，例如，可存在于离子型表面活性剂中的卤素，特别是氯和氟，是相当严重的催化剂毒物，并且它们很可能由于利用催化剂上的金属形成金属卤化物而导致高干气产量。此外，对于裂化催化剂，一种通常很严重的毒物是钠，它是许多离子型表面活性剂的一个组分。例如，许多阴离子型表面活性剂是具有羧酸基团(皂类)的长链脂肪酸的钠盐，如上所述。钠定量地使沸石催化剂中毒是通过与其混合和以及破坏筛网结构。特别是，当平衡催化剂上的钠超过1.0％时，该催化剂通常失活到无效的程度。另外，氮是引起催化剂活性下降的暂时催化剂毒物，并且阳离子型表面活性剂主要是基于含季氮化合物，如上所述。本发明原料组合物的优点在于不含有通常存在于离子型表面活性剂并且可导致催化剂失活的上述腐蚀性和中毒组分。
此外，包括HLB大于约12的非离子型表面活性剂的本发明原料组合物很可能增加轻油和汽油的产量并且降低焦炭和气体的产量。
Claims (13)
1.一种用于在烃加工中增加雾化效率的原料组合物，由烃油包水乳液组成，该乳液含有能够使所述乳液稳定并且具有大于12的亲水亲油平衡值的非离子型表面活性剂，其中所述组合物中的水量为全部组合物体积的3-15％，所述烃油的量为全部组合物体积的84-97％，表面活性剂的存在量为全部组合物体积的10ppm至1％，其中所述表面活性剂能够在乳化条件下使所述烃油包水乳液稳定，该乳化条件包括温度大于或等于200至300°F和压力大于或等于蒸汽压，所述表面活性剂选自乙氧基化的烷基酚、环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物、聚合的醇和聚合的胺、部分氟化的链烃、及其组合。
2.权利要求1的组合物，其中所述亲水亲油平衡值为15-16。
3.权利要求1的组合物，其中所述烃油包水乳液含有连续烃油相和不连续水相。
4.权利要求1的组合物，其中所述乳液含有直径为5-10微米的水滴，所述水滴均匀地分散在所述烃油相中。
5.权利要求1的组合物，其中该乳化条件还包括压力条件大于蒸汽压。
6.权利要求1的组合物，其中所述表面活性剂的量为10ppm。
7.权利要求1的组合物，其中所述表面活性剂的量为全部组合物体积的1％。
8.一种雾化效率增加的原料乳液组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供水源；
(b)提供烃燃料油源；
(c)提供亲水亲油平衡值大于12的非离子型表面活性剂；以及
(d)在足以形成烃燃料油包水乳液的条件下将组分(a)，(b)和(c)合并，所述非离子型表面活性剂以适于使所述乳液稳定的量存在；
其中所述组合物中的水量为全部组合物体积的3-15％，所述烃油的量为全部组合物体积的84-97％，表面活性剂的存在量为全部组合物体积的10ppm至1％，其中所述表面活性剂能够在乳化条件下使所述烃油包水乳液稳定，该乳化条件包括温度大于或等于200至300°F和压力大于或等于蒸汽压，所述表面活性剂选自乙氧基化的烷基酚、环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物、聚合的醇和聚合的胺、部分氟化的链烃、及其组合。
9.权利要求8的方法，其中所述合并是在乳化条件下进行，该乳化条件包括温度为大于200-500°F。
10.权利要求8的方法，其中所述合并是在乳化条件下进行，该乳化条件包括压力条件为大于蒸汽压。
11.权利要求8的方法，其中所述合并包括将所述组分(a)、(b)和(c)在喷雾嘴的进料侧进行混合。
12.权利要求8的方法，其中所述合并包括首先将所述表面活性剂与所述水混合以形成表面活性剂液，随后将所述表面活性剂液与所述烃燃料油混合以形成所述乳液。
13.一种控制液态烃雾化的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供水源；
(b)提供烃燃料油源；
(c)提供亲水-亲油平衡值大于12的非离子型表面活性剂；以及
(d)在喷雾嘴的进料侧将组分(a)、(b)和(c)合并；以及
(e)使所述合并组分通过所述喷雾嘴来产生受控的烃液滴大小和分布；
其中所述组合物中的水量为全部组合物体积的3-15％，所述烃油的量为全部组合物体积的84-97％，表面活性剂的存在量为全部组合物体积的10ppm至1％，其中所述表面活性剂能够在乳化条件下使所述烃油包水乳液稳定，该乳化条件包括温度大于或等于200至300°F和压力大于或等于蒸汽压，所述表面活性剂选自乙氧基化的烷基酚、环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物、聚合的醇和聚合的胺、部分氟化的链烃、及其组合。
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