CN104059690B - 一种页岩油提质液体石蜡和汽柴油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用页岩油提质获取液体石蜡和汽柴油的方法，属于石油化工及能源技术领域。其特征是将页岩油经减压蒸馏分离成低于420℃的馏出油和渣油。其中渣油经催化蒸馏裂化后与低于420℃的馏出油一起经装有硫化物催化剂固定床反应器加氢脱蜡，反应产物再经蒸馏得到高品质的液体石蜡和汽柴油馏分油。本发明所使用减压蒸馏-加氢脱蜡耦合工艺方法对页岩油进行处理，获取高品质的液体石蜡和汽柴油。通过提取液体石蜡，以达到降低页岩油比重、增加有经济价值副产品，提高经济效益。本发明具有工艺简单，耗能低、高环保、投资省，有利于就地深加工增加附加值，为页岩油的利用提供了新的途径，且具有良好的经济效益及工业应用前景。
Description
技术领域
本发明属于石油化工和能源技术领域，涉及到一种利用页岩油提质生产液体石蜡和汽柴油的方法。
背景技术
页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源，是油页岩干馏时有机质受热分解生成的一种褐色、有特殊刺激气味的粘稠状液体产物。我国油页岩资源储量丰富，其中油页岩可采资源2432.4亿吨；页岩油资源476.4亿吨，页岩油可采资源159.7亿吨，页岩油可回收资源119.8亿吨。我国页岩油中约含有40％左右的轻柴油馏分，其十六烷值较高，经过精制后可作高速柴油机燃料。页岩重柴油馏分含有大量石蜡，也称为含蜡油，从中脱出的石蜡可作为商品出售。脱蜡油精制后可作为中速柴油机燃料，热裂化或加氢裂化的原料油。然而，我国最大的油页岩储存地是内蒙的鄂尔多斯盆地和新疆的准噶尔盆地，这些地方地广人稀，自然条件极为恶劣，交通十分不便。因此，页岩油的当地深加工，增加附加值，开拓使用市场，是非常有经济前景的。
类似天然石油，富含烷烃和芳烃，但含有较多的烯烃组分，并且还含有含氧、氮、硫等的非烃类组分。页岩油的性质因各地油页岩组成和热加工条件的差异而有所不同。正因为非烃化合物的存在，页岩油产品的安定性极差，储存时容易受空气中氧的影响以及光和金属的催化作用而生成胶质，故必须进行深度精制才能得到合格的产品。以页岩油生产洁净能源和可替代石油化工的产品，如液体石蜡、柴油、汽油等，可与能源、化工技术结合，形成页岩油—能源化工一体化的新兴产业，是今后重要发展方向。
随着油页岩的开采，页岩油资源化利用引起了广泛关注，其清洁加工和有效利用变得越来越重要。根据页岩油的化学组成，其中轻馏分较少，汽油馏分仅为2.5～2.7％，360℃以前馏分约占40～50％，含蜡重油馏分约占25～30％，渣油约占20～30％，页岩油中含有大量石蜡，我们成功开发了页岩油减压蒸馏-加氢脱蜡耦合工艺方法生产液体石蜡和汽柴油。将页岩油经减压蒸馏分离成低于420℃的馏出油和渣油。其中渣油经催化蒸馏裂化后与低于420℃的馏出油一起经装有硫化物催化剂固定床反应器加氢脱蜡，降低油品中的硫氮含量，调节酸值，反应产物再经蒸馏得到高品质的液体石蜡和汽柴油。在该处理过程中中无三废产生，是一个绿色的、资源化利用的过程。
下述的已知技术，都存在一些不足：
中国专利，公开号：CN101067089A，介绍了一种连续加氢处理页岩油的加工方法，经分离获取汽柴油。该方法加氢条件压力高、能耗大、且催化剂容易积碳而导致失活。
中国专利，公开号：CN102286291A，介绍了一种页岩油的催化转化方法，包括将页岩油催化裂化，增加液化气和汽油的收率，但该方法采用流化床反应器，催化剂容易磨损而流失。此外，该方法未考虑对页岩油进行脱蜡，以达到降低页岩油比重、增加有经济价值副产品。
中国专利，公开号：CN101492605A，介绍了一种页岩油加氢工艺的方法，主要采用加氢精制，将高氮含量的页岩油加工为低氮含量的精制页岩油，该方法只是将页岩油进行脱氮处理，并未将页岩油加工成高附加值的化学品。
中国专利，公开号：101899326A，介绍了一种页岩油催化提质的方法，该方法耦合催化蒸馏-加氢精制，制备出高品质的汽油、柴油和煤油。但该专利并未涉及从页岩油中获取液体石蜡。
中国专利，公开号：CN103450937A，介绍了一种用煤焦油生产低凝柴油和液体石蜡的方法，采用缓和加氢-脱蜡耦合工艺方法对煤焦油进行处理，从而制得低凝柴油和液体石蜡。但该方法对煤焦油直接加氢处理，容易导致催化积碳而失活，且加氢条件苛刻，能耗大。此外，该工艺方法并未涉及对页岩油的加工处理。
发明内容
本发明公开了一种利用页岩油提质获取液体石蜡和汽柴油的方法，属于石油化工及能源技术领域。其特征是将页岩油经减压蒸馏分离成低于420℃的馏出油和渣油。其中渣油经催化蒸馏裂化后与低于420℃的馏出油一起经装有硫化物催化剂固定床反应器加氢脱蜡，降低油品中的硫氮含量，调节酸值，反应产物再经蒸馏得到高品质的液体石蜡和汽柴油。
本发明的技术方案如下：
将页岩油经减压蒸馏-加氢脱蜡耦合工艺对页岩油进行处理，获取液体石蜡和汽柴油；将页岩油经减压蒸馏分离成低于420℃的馏出油和渣油；将渣油注入催化蒸馏塔，温度为250-500℃，蒸馏出来的油气与分子筛/氧化铝催化剂接触反应和精馏，剂油比为1-20；催化精馏的溜出油与低于420℃的馏出油混合通过原料泵与氢气混合后经换热器加热，再进入装有加氢脱蜡催化剂的加氢脱蜡反应塔，控制进料温度为280-380℃；氢气分压为5-15MPa，体积空速为0.5-4.0h－1和氢油体积比为300-1200：1；加氢脱蜡后的馏分油经常压蒸馏，根据馏出温度切割成汽油(<150℃)、柴油(>150℃，<220℃)和液体石蜡(>220℃)。
所述的加氢脱蜡催化剂以SiO2、Al2O3或TiO2等为载体，以VIII镍的金属硫化物、VIB镍的金属硫化物、VIII钴的金属硫化物、VIB钴的金属硫化物、VIII钼的金属硫化物、VIB钼的金属硫化物、VIII钨的金属硫化物、VIB钨的金属硫化物中的一种或两种以上混合为活性成分。
通过本发明的方法生产得到液体石蜡符合国家重质液体石蜡标准SH/T0416-1992，收率为25％左右。汽油馏分(<150℃)的收率在5-10％，辛烷值为75-85，密度0.70-0.76g/cm3，可以作为汽油的调和组分。柴油馏分(150-360℃)的收率在60-65％，十六烷值为51，密度0.83-0.86g/cm3，凝点低于-20℃，可以作为10号低凝柴油。燃气和焦渣产率不高于10％。
本发明所使用减压蒸馏-加氢脱蜡耦合工艺方法对页岩油进行处理，获取高品质的液体石蜡和汽柴油。通过提取液体石蜡，以达到降低页岩油比重、增加有经济价值副产品，提高经济效益。本发明具有工艺简单，耗能低、高环保、投资省，有利于就地深加工增加附加值，为页岩油的利用提供了新的途径，且具有良好的经济效益及工业应用前景。
附图说明
附图为本发明的工艺流程示意图。
图中：1减压蒸馏塔；2催化蒸馏塔；3加氢脱蜡反应塔；4蒸馏塔。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
实施例1
将页岩油经减压蒸馏切割成低于420℃的馏出油和渣油。其中渣油注入催化蒸馏塔，釜温度控制在450℃。蒸馏出来的油气与分子筛/氧化铝催化剂接触反应和精馏。催化蒸馏溜出油与低于420℃的馏出油混合通过原料泵进入与氢气混合后经换热器加热进入加氢脱蜡反应器，控制进料温度380℃；氢气分压8MPa，体积空速1.0h-1和氢油体积比为800：1。加氢精制后的馏分油经常压蒸馏，根据馏出温度切割成汽油(<150℃)、柴油(>150℃，<220℃)和液体石蜡(>220℃)。
本实施例所得液体石蜡和汽柴油的收率及其性质分别见表1、表2和表3。
表1为所得各种产品的收率
| 汽油/wt％ | 柴油/wt％ | 液体石蜡/wt％ | 损失/wt％ |
| 8.7 | 66.2 | 24.6 | 0.5 |
表2为所得汽柴油的性质
表3为所得液体石蜡的性质
| 分析项目 | 液体石蜡 |
| 馏程 | |
| 初馏点，℃ | 228 |
| 98％馏出温度，℃ | 307 |
| 密度(20℃)，g/mL | 0.7859 |
| 硫含量，ppm | 16 |
| 闪点(闭口)，℃ | 132 |
| 颜色 | +20 |
| 芳烃含量，％ | 0.64 |
| 溴值，gBr/100g | 0.83 |
实施例2
将页岩油经减压蒸馏切割成低于420℃的馏出油和渣油。其中渣油注入催化蒸馏塔，釜温度控制在480℃。蒸馏出来的油气与分子筛/氧化铝催化剂接触反应和精馏。催化蒸馏溜出油与低于420℃的馏出油混合通过原料泵进入与氢气混合后经换热器加热进入加氢脱蜡反应器，控制进料温度380℃；氢气分压10MPa，体积空速0.5h-1和氢油体积比为1000：1。加氢精制后的馏分油经常压蒸馏，根据馏出温度切割成汽油(<150℃)、柴油(>150℃，<220℃)和液体石蜡(>220℃)。
本实施例所得液体石蜡和汽柴油的收率及其性质分别见表4、表5和表6。
表4为所得各种产品的收率
| 汽油/wt％ | 柴油/wt％ | 液体石蜡/wt％ | 损失/wt％ |
| 10.4 | 58.2 | 30.8 | 0.6 |
表5为所得汽柴油的性质
表6为所得液体石蜡的性质
| 分析项目 | 液体石蜡 |
| 馏程 | |
| 初馏点，℃ | 223 |
| 98％馏出温度，℃ | 302 |
| 密度(20℃)，g/mL | 0.7763 |
| 硫含量，ppm | 20 |
| 闪点(闭口)，℃ | 136 |
| 颜色 | +20 |
| 芳烃含量，％ | 0.61 |
| 溴值，gBr/100g | 0.82 |
实施例3
将页岩油经减压蒸馏切割成低于420℃的馏出油和渣油。其中渣油注入催化蒸馏塔，釜温度控制在450℃。蒸馏出来的油气与分子筛/氧化铝催化剂接触反应和精馏。催化蒸馏溜出油与低于420℃的馏出油混合通过原料泵进入与氢气混合后经换热器加热进入加氢脱蜡反应器，控制进料温度360℃；氢气分压12MPa，体积空速0.5h-1和氢油体积比为600：1。加氢精制后的馏分油经常压蒸馏，根据馏出温度切割成汽油(<150℃)、柴油(>150℃，<220℃)和液体石蜡(>220℃)。
本实施例所得液体石蜡和汽柴油的收率及其性质分别见表7、表8和表9。
表7为所得各种产品的收率
| 汽油/wt％ | 柴油/wt％ | 液体石蜡/wt％ | 损失/wt％ |
| 6.4 | 68.2 | 24.6 | 0.8 |
表8为所得汽柴油的性质
表9为所得液体石蜡的性质
| 分析项目 | 液体石蜡 |
| 馏程 | |
| 初馏点，℃ | 231 |
| 98％馏出温度，℃ | 320 |
| 密度(20℃)，g/mL | 0.7984 |
| 硫含量，ppm | 18 |
| 闪点(闭口)，℃ | 136 |
| 颜色 | +20 |
| 芳烃含量，％ | 0.64 |
| 溴值，gBr/100g | 0.86 |
Claims (2)
1.一种页岩油提质液体石蜡和汽柴油的方法，将页岩油经减压蒸馏-加氢脱蜡耦合工艺对页岩油进行处理，获取液体石蜡和汽柴油；其特征在于，
将页岩油经减压蒸馏分离成低于420℃的馏出油和渣油；将渣油注入催化蒸馏塔，温度为250-500℃，蒸馏出来的油气与分子筛/氧化铝催化剂接触反应和精馏，剂油比为1-20；催化精馏的馏出油与低于420℃的馏出油混合通过原料泵与氢气混合后经换热器加热，再进入装有加氢脱蜡催化剂的加氢脱蜡反应塔，控制进料温度为280-380℃；氢气分压为5-15MPa，体积空速为0.5-4.0h－1和氢油体积比为300-1200：1；加氢脱蜡后的馏分油经常压蒸馏，根据馏出温度切割成汽油、柴油和液体石蜡。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的加氢脱蜡催化剂以SiO2、Al2O3或TiO2为载体，以VIII镍的金属硫化物、VIII钴的金属硫化物中的一种或二种复合物为活性成分。
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