CN102010743A - 一种重质催化裂化原料乳化连续进料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种重质催化裂化原料乳化连续进料的方法，是将催化裂化原料与复合乳化剂和水混合并乳化，乳化后的乳化油直接进入催化装置进行催化反应，所述乳化条件为：常压，温度50～95℃，加水量占乳化油质量的1％～15％，复合乳化剂加入量占乳化油质量的0.01％～2％，搅拌速度15000r/min以上。本发明将乳化后的乳化油作为催化原料直接进入催化装置进行催化反应，中间不经缓冲油罐，乳化后停留时间短，不存在破乳问题。重油催化裂化原料经乳化后，改善了催化裂化进料的分散性和雾化程度，提高了雾化效率，大幅度降低进料油滴的粒径，使油剂有效接触，提高裂化深度，可以达到提高轻质油收率和总液收，降低焦炭产率的目的。

Description

一种重质催化裂化原料乳化连续进料的方法
技术领域
本发明涉及一种重质催化裂化原料乳化连续进料的方法。
背景技术
国内催化裂化的发展已经非常成熟，近年来特别是有关重油催化裂化的技术发展相当迅速。原料重，不宜于雾化，更难以完全汽化，使重油催化裂化过程成为更复杂的气液固三相反应体系，给油剂有效接触带来困难；另外，原料的加重一般也会导致胶质和沥青质含量高，残炭高，会显著增加焦炭产率，给催化剂的汽提和再生带来困难，渣油中镍、钒等金属的含量高，直接影响到催化剂的活性、选择性和稳定性。因而，重油催化裂化使传统催化裂化(以下简称FCC)过程面临严峻挑战，对催化剂、油剂接触、油剂快分、待生剂汽提和再生等提出了更高的要求。国内外炼油公司和相关科研单位针对目前存在的问题相继开发了多种新技术，包括高活性重油催化裂化催化剂；干气预提升技术；终止剂技术和两段提升管工艺技术等，这些新技术的应用都对催化裂化产品分布有所改善。
重油催化裂化的乳化式进料方法，采用独特的二次“爆破”雾化技术，提高了雾化效果，极大的改善了原料与催化剂的接触；通过乳化的方式改变催化裂化原料油在进入提升管反应器前的物理性质，以使其在进入提升管反应器中与高温催化剂充分接触，并产生二次爆破雾化，从而达到提高反应深度、改善产品分布和提高目的产品收率的目的。
例如，专利CN1534081公开了在石油烃催化裂化过程中烃油原料的预处理方法，将混有乳化剂、钝化剂和水的催化裂化原料油送入乳化器进行乳化，制备成油包水型的乳化原料。专利CN1775916公开了用于石油催化裂化的乳化油及其制备方法，乳化油进行催化裂化反应，乳化油轻油收率比纯渣油提高约3％，产品质量及对裂化催化剂的影响不大。专利US4405445公开了一种改进减压原油转化为轻质产品的方法，通过选择蒸发、雾化重油进料的高沸点组分来提高催化裂化效率。
以上专利均采用乳化催化裂化原料的方法来提高催化裂化效率，但其进料方式均为非连续式进料，即先将催化裂化原料乳化，存放于缓冲罐中，通过原料泵注入提升管反应器，对乳化原料稳定性要求很高，且存放时间不能过长，否则将会出现破乳现象，不能达到改善产品分布的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种重质催化裂化原料乳化连续进料的方法，采用连续进料方式改善催化裂化进料的分散性和雾化程度，提高裂化深度，提高轻质油收率和总液收，降低焦炭产率。
本发明一种重质催化裂化原料乳化连续进料的方法，其特征在于将催化裂化原料与复合乳化剂和水混合并乳化，乳化后的乳化油直接进入催化装置进行催化反应，所述乳化条件为：常压，温度50～95℃，加水量占乳化油质量的1％～15％，复合乳化剂加入量占乳化油质量的0.01％～2％，搅拌速度15000r/min以上。
本发明将乳化后的乳化油作为催化原料直接进入催化装置进行催化反应，中间不经缓冲油罐，乳化后停留时间短，不存在破乳问题。重油催化裂化原料经乳化后，改善了催化裂化进料的分散性和雾化程度，提高了雾化效率，大幅度降低进料油滴的粒径，使油剂有效接触，提高裂化深度，可以达到提高轻质油收率和总液收，降低焦炭产率的目的，经济效益十分显著。
在提升管(催化装置)进料喷嘴前新建均质乳化装置(公知设备)，将催化裂化原料与乳化剂和水混合并乳化，乳化后的催化裂化原料为油包水型乳化油，经喷嘴雾化后的油滴内包含着许多0.5～5μm的水珠微粒，每个小水滴被油相包围着。当油滴喷出被加热时，乳化油被一次雾化，由于水和油的沸点相差较大，水先汽化，体积急剧膨胀，产生了巨大的压力，瞬间把油滴爆开，变成许多小油滴，这一过程称之为“微爆”或二次雾化。二次雾化提高了催化裂化原料的雾化效果，极大的改善了原料与催化剂的接触，提高原料油的汽化率，从而提高催化裂化反应效果。
所述复合乳化剂由乳化剂和金属钝化剂组成，乳化剂由吐温、醇胺类表面活性剂和助溶剂组成，以乳化剂总量为100％计，吐温占30-60％、醇胺类表面活性剂占35-60％、助溶剂占5-10％，金属钝化剂为金属锑有效质量含量为20-40％的普通市售金属钝化剂，乳化剂与钝化剂混合的质量比例为20-40∶60-80。优选的一种组成为：所述乳化剂由吐温80，三乙醇胺和C9以下轻芳烃(助溶剂)组成，质量比例为50∶40∶10，金属钝化剂中金属锑有效含量为20％，乳化剂与钝化剂混合比例为20∶80。
所述的乳化温度优选为65～85℃，最好为75℃；乳化油中加水量优选为3％～10％，最好为8％；复合乳化剂加入量优选0.05％～0.1％；搅拌速度优选20000r/min以上。
本发明的优点：
经乳化及催化裂化装置评价，结果表明：在乳化工艺条件为加水量8％，复合乳化剂加入量0.5％，乳化温度75℃的条件下制得的乳化油，进入催化裂化评价试验装置，在反应温度505℃，再生温度700℃，剂油比5.0的工艺条件下，与未经乳化的重油催化裂化原料相比较，干气收率减少0.14个百分点，液化气收率增加0.26个百分点，汽油收率增加1.09个百分点，柴油收率增加0.60个百分点，重油收率减少0.98个百分点，焦炭产率(生焦率)减少0.83个百分点，轻质油收率增加1.69个百分点，总液收增加1.95个百分点，转化率增加0.98个百分点。说明催化裂化原料油乳化后可明显提高轻质油收率和总液收，焦炭产率有显著降低。且重油催化裂化原料乳化后对产品性质影响不大。同时，催化裂化原料乳化后采用连续进料方式，存放时间短，不存在乳化原料的破乳问题。
重油催化裂化原料经乳化连续进料后，改善了催化裂化进料的分散性和雾化程度，提高了雾化效率，大幅度降低进料油滴的粒径，使油剂有效接触，提高裂化深度，可以达到提高轻质油收率和总液收，降低焦炭产率的目的，经济效益十分显著。
具体实施方式
乳化试验采用的原料油为某炼油厂FCC原料，其性质分析见表1。
表1原料性质
Figure B2009100185115D0000041
乳化试验采用的乳化剂为非离子-非离子型复合乳化剂。由乳化剂和金属钝化剂组成，乳化剂由吐温80，三乙醇胺和C9以下轻芳烃组成，质量比例为50∶40∶10，金属钝化剂采用金属锑有效含量为20％的普通市售金属钝化剂，乳化剂与钝化剂混合比例为20∶80。复合乳化剂物化性质见表2。
表2复合乳化剂物化性质
  项目   复合乳化剂
  外观   黄色透明液体
  溶解性   溶于水
  密度(20℃)，g/cm3   1.00～1.15
  运动粘度(50℃)mm2/s   18～25
在加水量8％，复合乳化剂加入量0.5％，乳化温度75℃条件下制得了FCC原料乳化油，其油性质分析见表3。
表3FCC评价试验原料乳化油性质
  项目   乳化油
  密度，20℃，g/cm3   0.9166
  残炭，％   6.02
  开口闪点，℃   /
  凝点，℃   22～30
  硫，mg/L   6078
  运动粘度，100℃，mm2/s   22～30
分别用FCC原料和乳化原料在提升管装置上进行催化裂化评价试验，试验所用催化剂为某炼油厂催化装置用催化剂。工艺条件为，反应温度505℃，再生温度700℃，剂油比5.0。评价试验均为连续进油10小时，进油量为8kg；乳化原料进料方式为连续进料，在提升管喷嘴前加装均质乳化设备，搅拌速度可调，乳化油处理量为0～50L。所得生成油进行实沸点蒸馏切割得到汽油、柴油和重油。评价试验所得产物分布见表4。
表4FCC评价试验所得产品分布，m％
  项目   FCC原料   乳化原料
  干气   4.35   4.21
  液化气   17.86   18.12
  汽油   41.31   42.4
  柴油   20.90   21.50
  重油   7.77   6.79
  焦炭   7.81   6.98
  总计   100.00   100.00
  轻质油收率，％   62.21   63.90
  总液收，％   80.07   82.02
  转化率，％   92.23   93.21
将评价所得生成油进行油样积累，生成油在实沸点蒸馏装置上经蒸馏切割得到催化汽油和催化柴油(其中催化汽油馏分为初馏点～200℃，催化柴油馏分为200℃～350℃)，对切割所得催化汽油进行性质分析，分析结果见表5。
表5评价试验所得催化汽油的性质
Figure B2009100185115D0000061
将蒸馏切割所得的催化柴油进行性质分析，分析结果见表6。
表6评价试验所得催化柴油性质
  项目   FCC原料   乳化原料
  密度/g.cm-3(20℃)   0.9733   0.9935
  硫，mg/L   6988   7335
  凝点，℃   ＜-30   ＜-30

Claims (4)

1.一种重质催化裂化原料乳化连续进料的方法，其特征在于将催化裂化原料与复合乳化剂和水混合并乳化，乳化后的乳化油直接进入催化装置进行催化反应，所述乳化条件为：常压，温度50～95℃，加水量占乳化油质量的1％～15％，复合乳化剂加入量占乳化油质量的0.01％～2％，搅拌速度15000r/min以上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述复合乳化剂由乳化剂和金属钝化剂组成，乳化剂由吐温、醇胺类表面活性剂和助溶剂组成，以乳化剂总质量为100％计，吐温占30-60％、醇胺类表面活性剂占35-60％、助溶剂占5-10％，金属钝化剂为金属锑有效质量含量为20-40％的金属钝化剂，乳化剂与钝化剂混合的质量比例为20-40∶60-80。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述乳化剂由吐温80，三乙醇胺和C9以下轻芳烃组成，质量比例为50∶40∶10，金属钝化剂中金属锑有效含量为20％，乳化剂与钝化剂混合比例为20∶80。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于乳化温度为65～85℃，乳化油中加水量为3％～10％，复合乳化剂加入量为0.05％～0.1％，搅拌速度为20000r/min以上。
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