CN105505448A - 一种超声波作用下的渣油临氢加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波作用下的渣油临氢加工方法。该方法采用高压釜作为反应器，超声波与渣油加氢工艺相结合，包括如下步骤：将渣油做为反应原料放入高压反应釜内；开启超声波发射装置，加热，向反应釜内通入氢气；继续加热，并保持恒温；停止加热，通入高压氢气；产品罐中取得气体产物和液相产物，在高压釜内取出固态产物。本发明可降低反应过程中气相产品及焦炭的产率，提高轻组份液相产品的收率。加快了反应速率，缩短反应时间，降低了反应能耗和设备投资。
Description
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，本发明涉及一种加工渣油的方法，具体涉及一种超声波作用下的渣油临氢加工方法。本发明方法适于各种渣油的临氢热反应裂化过程。
发明背景
随着原油日益变重、变劣，越来越多的渣油需要加工处理。重、渣油的加工处理不但要将其裂化为低沸点的产物，如石脑油、中间馏分油及减压瓦斯油等，而且还要提高它们的氢碳比，这就需要通过脱碳或加氢的方法来实现。其中脱碳工艺包括焦化、溶剂脱沥青、重油催化裂化等；加氢包括加氢裂化、加氢精制等。加氢法既能加氢转化渣油，提高液体产品的产率，而且还能脱除其中的杂原子，有利于提高产品的质量。但加氢法为催化加工工艺，存在加氢催化剂失活问题，尤其加工劣质、重质烃类原料时，催化剂失活问题更加严重。目前，为了降低重质、劣质渣油加工的成本，增加炼油企业利润，加工重质、劣质渣油的工艺仍以脱碳工艺为主，但其产品质量差，需要进行后处理才能利用，虽然加氢工艺的渣油转化深度较高，资源利用率高，但渣油选择面窄，适应性差，开工时间短；而较为常用的热反应转化法(包括减粘裂化和焦化)能很好地解决渣油的复杂化、劣质化、多元化等难题，提高了加氢型炼油企业的原料渣油的选择面。
渣油组分十分复杂，是分离原油过程中切割大于500℃的馏分。主要成分包括：饱和分、芳香分、胶质和沥青质等。其中胶质和沥青质比例占一半以上。采用热转化法时，通常需要较高的反应温度。根据自由基反应机理，胶质和沥青质在高温(500℃)下，由于“笼效应”的影响会反应生成高达15％-20％以上的干气及焦炭，严重影响轻质油的收率，造成资源浪费。同时，高温也造成大量热能浪费。
CN101885979B公开了一种渣油热反应方法，该方法中，渣油在超声波作用进行高温的热反应，但是反应中无法引入氢气，简单的热反应生焦量高，液相产品中含有不饱和双键较多，导致产品化学性质不稳定。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种超声波作用下的渣油临氢加工方法。该方法通过采用高压釜作为反应器，超声波与渣油加氢工艺相结合，降低反应过程中气相产品及焦炭的产率，提高轻组份液相产品的收率。加快了反应速率，缩短反应时间，可有效的降低渣油临氢热反应的反应条件。
为实现上述目的，本发明采用的技术方法包括如下步骤：
步骤1、将渣油做为反应原料放入带有超声波发射装置的高压反应釜内；
步骤2、开启超声波发射装置，高压反应釜加热至100℃，使渣油具有流动性后，向高压反应釜内通入3-10Mpa氢气；
步骤3、高压反应釜继续加热至380-420℃的反应温度，并保持恒温30-120分钟；
步骤4、高压反应釜停止加热，保持超声波发射装置开启并持续通入高压氢气至釜内温度降至60-100℃；
步骤5、用产品罐收集气体产物和轻组份液相产物，在高压反应釜内取出固态产物。
所述的步骤1中，渣油原料包括常压渣油或减压渣油。
所述的步骤1中，渣油原料中同时含有部分焦化蜡油、脱沥青油、重质馏分油中的一种或者几种。
所述的步骤1中，带有超声波发射装置的高压反应釜结构为，包括超声波换能器、超声波放射体、超声波变幅杆、高压釜法兰、超声波放射体法兰，高压釜釜体和加热炉；所述超声波换能器与超声波变幅杆一端相连，所述超声波放射体与超声波变幅杆另一端相连，超声波放射体放于高压釜釜体内通过超声波放射体法兰与高压釜法兰密封；所述高压釜釜体位于加热炉中，高压釜釜体和加热炉之间通过高压釜法兰密封。
所述的超声波变幅杆上设有超声波变幅杆冷却水出口和超声波变幅杆冷却水入口。
所述的高压釜法兰上设有进气针阀和排气针阀。
所述的高压釜釜体内设有热偶套管和进料口，高压釜釜体上端设有安全阀和压力表。
所述的加热炉连接加热炉控制器，所述的超声波换能器连接有超声波发生器。
所述的步骤5中，液相产物为汽油馏分、柴油馏分及蜡油馏分，液相产物呈深棕色透明状液体；固态产物为石油焦。
本发明具有如下优点：1、超声波作用下的渣油临氢加工方法可部分降低反应过程中气相产品及焦炭的产率，提高轻组份液相产品的收率。2、超声波的空化作用产生了瞬间的高温高压，为反应提供了辅助能量，加快了反应速率，缩短反应时间。3、超声波作用可有效的降低渣油临氢热反应的反应条件，在达到同等产品收率的反应条件，反应温度可降低5-10℃，反应压力可低1Mpa-2Mpa，降低了反应能耗和设备投资。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
图2为本发明带有超声波发射装置的高压反应釜结构示意图。
图中，1、超声波换能器，2、超声波放射体，3、超声波变幅杆，4、高压釜法兰，5、超声波放射体法兰，6、高压釜釜体，7、热偶套管，8、进料口，9、安全阀，10、压力表，11、超声波变幅杆冷却水出口，12、超声波变幅杆冷却水入口，13、加热炉，14、针阀，15、加热炉控制器，16、超声波发生器；17、产品罐，18、尾气表，19、质量流量计，20、过滤器。
具体实施方式
实施例1
该实施例采用本发明提供的超声波作用下的渣油临氢加工方法，具体流程见图1。
1、将国内某炼厂常压渣油做为反应原料，取120g放入带有超声波发射装置的高压反应釜内。
2、开启超声波发射装置，并加热至100℃，使渣油具有一定流动性后，向反应釜内通入5Mpa氢气。
3、继续加热至420℃的反应温度，并保持恒温60分钟。
4、停止加热，保持超声波发射装置开启并持续通入高压氢气至釜内温度降至60℃。
5、在产品罐中收集气体产物和轻组份液相产物，在高压釜内取出固态产物。
渣油热反应结果见表1。
实施例2
该实施例采用本发明提供的超声波作用下的渣油临氢加工方法，具体流程见图1。
1、将国内某炼厂常压渣油做为反应原料，取120g放入带有超声波发射装置的高压反应釜内。
2、开启超声波发射装置，并加热至100℃，使渣油具有一定流动性后，向反应釜内通入3Mpa氢气。
3、继续加热至380℃的反应温度，并保持恒温30分钟。
4、停止加热，保持超声波发射装置开启并持续通入高压氢气至釜内温度降至60℃。
5、在产品罐中收集气体产物和轻组份液相产物，在高压釜内取出固态产物。
渣油热反应结果见表2。
实施例3
本发明超声波作用下的渣油临氢加工方法包括如下步骤：
步骤1、将渣油做为反应原料放入带有超声波发射装置的高压反应釜内；
步骤2、开启超声波发射装置，高压反应釜加热至100℃，使渣油具有流动性后，向高压反应釜内通入10Mpa氢气；
步骤3、高压反应釜继续加热至420℃的反应温度，并保持恒温120分钟；
步骤4、高压反应釜停止加热，保持超声波发射装置开启并持续通入高压氢气至釜内温度降至100℃；
步骤5、用产品罐收集气体产物和轻组份液相产物，在高压反应釜内取出固态产物。液相产物为汽油馏分、柴油馏分及蜡油馏分，液相产物呈深棕色透明状液体；固态产物为石油焦。
实施例4
本发明超声波作用下的渣油临氢加工方法包括如下步骤：
步骤1、将渣油做为反应原料放入带有超声波发射装置的高压反应釜内；
步骤2、开启超声波发射装置，高压反应釜加热至100℃，使渣油具有流动性后，向高压反应釜内通入7Mpa氢气；
步骤3、高压反应釜继续加热至400℃的反应温度，并保持恒温75分钟；
步骤4、高压反应釜停止加热，保持超声波发射装置开启并持续通入高压氢气至釜内温度降至80℃；
步骤5、用产品罐收集气体产物和轻组份液相产物，在高压反应釜内取出固态产物。液相产物为汽油馏分、柴油馏分及蜡油馏分，液相产物呈深棕色透明状液体；固态产物为石油焦。
上述实施例1至实施例4中，所述的步骤1带有超声波发射装置的高压反应釜结构为，包括超声波换能器1、超声波放射体2、超声波变幅杆3、高压釜法兰4、超声波放射体法兰5，高压釜釜体6和加热炉13；所述的超声波变幅杆上设有超声波变幅杆冷却水出口11和超声波变幅杆冷却水入口12；所述超声波换能器1与超声波变幅杆3一端相连，所述超声波放射体2与超声波变幅杆3另一端相连，超声波放射体2放于高压釜釜体6内通过超声波放射体法兰5与高压釜法兰4密封；所述的高压釜釜体内设有热偶套管7和进料口8，高压釜釜体上端设有安全阀9和压力表10；所述高压釜釜体6位于加热炉13中，高压釜釜体和加热炉之间通过高压釜法兰4密封；所述的加热炉连接加热炉控制器15，加热炉为高压釜釜体6提供热源且有加热炉控制器15控制加热温度；所述的超声波换能器1连接有超声波发生器16，超声波发生器控制超声波换能器1的功率。所述的高压釜法兰上设有进气针阀和排气针阀。
所述的步骤1中渣油原料包括常压渣油或减压渣油，也可以是其它来源的渣油原料，渣油原料中也可以同时含有部分焦化蜡油、脱沥青油、重质馏分油中的一种或者几种。以上所述是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换，均属于本发明的保护范围之内。
表1渣油热反应结果
表2渣油热反应结果
Claims (9)
1.一种超声波作用下的渣油临氢加工方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1、将渣油做为反应原料放入带有超声波发射装置的高压反应釜内；
步骤2、开启超声波发射装置，高压反应釜加热至100℃，使渣油具有流动性后，向高压反应釜内通入3-10Mpa氢气；
步骤3、高压反应釜继续加热至380-420℃的反应温度，并保持恒温30-120分钟；
步骤4、高压反应釜停止加热，保持超声波发射装置开启并持续通入高压氢气至釜内温度降至60-100℃；
步骤5、用产品罐收集气体产物和轻组份液相产物，在高压反应釜内取出固态产物。
2.根据权利要求1所述的一种超声波作用下的渣油临氢加工方法，其特征在于所述的步骤1中，渣油原料包括常压渣油或减压渣油。
3.根据权利要求1所述的一种超声波作用下的渣油临氢加工方法，其特征在于所述的步骤1中，渣油原料中同时含有部分焦化蜡油、脱沥青油、重质馏分油中的一种或者几种。
4.根据权利要求1所述的一种超声波作用下的渣油临氢加工方法，其特征在于所述的步骤1中，带有超声波发射装置的高压反应釜结构为，包括超声波换能器（1）、超声波放射体（2）、超声波变幅杆（3）、高压釜法兰（4）、超声波放射体法兰（5），高压釜釜体（6）和加热炉（13）；所述超声波换能器与超声波变幅杆一端相连，所述超声波放射体与超声波变幅杆另一端相连，超声波放射体放于高压釜釜体内通过超声波放射体法兰与高压釜法兰密封；所述高压釜釜体位于加热炉中，高压釜釜体和加热炉之间通过高压釜法兰密封。
5.根据权利要求4所述的一种超声波作用下的渣油临氢加工方法，其特征在于所述的超声波变幅杆上设有超声波变幅杆冷却水出口（11）和超声波变幅杆冷却水入口（12）。
6.根据权利要求4所述的一种超声波作用下的渣油临氢加工方法，其特征在于所述的高压釜法兰上设有进气针阀和排气针阀。
7.根据权利要求4所述的一种超声波作用下的渣油临氢加工方法，其特征在于所述的高压釜釜体内设有热偶套管（7）和进料口（8），高压釜釜体上端设有安全阀（9）和压力表（10）。
8.根据权利要求4所述的一种超声波作用下的渣油临氢加工方法，其特征在于所述的加热炉连接加热炉控制器（15），所述的超声波换能器（1）连接有超声波发生器（16）。
9.根据权利要求1所述的一种超声波作用下的渣油临氢加工方法，其特征在于所述的步骤5中，液相产物为汽油馏分、柴油馏分及蜡油馏分，液相产物呈深棕色透明状液体；固态产物为石油焦。
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