CN106147836B

CN106147836B - 一种重油改质降粘的方法及应用

Info

Publication number: CN106147836B
Application number: CN201510141522.8A
Authority: CN
Inventors: 侯经纬; 付兴国; 王东明; 张艳梅; 于志敏; 刘银东; 颜璐洁
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2018-05-04
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: CN106147836A

Abstract

本发明公开一种重油改质降粘的方法及应用，该方法包括(1)重油原料在蒸馏装置中脱除气体和直馏轻馏分油，得到API度小于7的馏出物；(2)将(1)中馏出物与均相催化剂混合，于悬浮床反应器发生加氢反应，反应馏出物经分离后得到气体和液相产物；(3)将(2)中的液相产物在分馏塔中分馏得到气体、轻馏分油和加氢尾油，加氢尾油返回至悬浮床反应器；(4)将(1)中直馏轻馏分油，(3)中轻馏分油和重油原料中的一种或几种调和至API度大于12的合成原油。本发明的优点为重油经轻度改质即可有效降低粘度，满足管输、船运及槽车运输条件，解决劣质油品的输运问题，改质过程中无焦炭产生，并且改质降粘油稳定性好无需再进行加氢处理。

Description

一种重油改质降粘的方法及应用

技术领域

本发明涉及一种重油改质降粘的方法，特别是劣质重油改质降粘的方法。

背景技术

随着常规石油资源日益减少和重油开采技术日臻成熟，重油特别是劣质重油资源成为我国进口石油的重要选择。随着劣质重油开发产量日益提高，面临的最大问题是如何解决劣质重油的输运问题，面临的最大挑战是如何将粘度高，流动性差的劣质原油低成本的改质成易于输运的低粘度流体。

CN101724441A公开了一种重油改质的组合工艺方法，该发明将沸腾床加氢处理和超临界处理有机结合，充分发挥了两种工艺的优点，可以处理更劣质的原料。其目的是可以预处理杂质更高的原料为后续处理提供便利，不是减低粘度解决输送问题，另外，供氢剂四氢萘或十氢荼成本高，产业化困难。

CN102746869A公开了沥青和重油改质方法和体系用于生产合成原油，该方法主要侧重于将Fischer-Tropsch技术与气化和富氢气流整合，优化了氢源。但工艺复杂，投资及操作费用高，不适合重油改质降粘。

CN102686708A涉及设置在井场处的部分改质装置，其通过使API比重为20或更少的重油热裂化获得轻馏份，并且大量地产生燃料源以产生蒸汽，从而通过在储集层中注入蒸汽而回收重油。主要目的为提高重油采收率。

CN102041047A公开了一种重油改质方法，将重油原料与均相催化剂和超临界供氢溶剂混合；重油原料与催化剂及供氢溶剂的混合物在氢气存在下，在一定反应条件下进行重油的加氢裂化反应。该发明重油改质方法将悬浮床加氢裂化和超临界处理有机结合，充分发挥各自的优点，达到协同配合效果，既降低了结焦倾向，提高了脱除杂质能力，又同时提高了悬浮床加氢裂化的操作稳定性。该发明也同时阐明了，如果悬浮床在缓和条件下操作，则转化率较低，失去悬浮床加氢裂化技术的优势，并且由于悬浮床加氢裂化尾油中含有较多的固体物质，如加入的分散型催化剂和生成的焦炭等，这些固体物质难以有效分离，尾油无法进一步利用，低转化率的悬浮床加氢裂化不具有实际操作价值。

CN101942337A公开了一种重油改质的组合工艺方法，重油原料首先进行溶剂脱沥青处理，溶剂脱沥青得到的脱沥青油进行催化裂化或加氢裂化处理；溶剂脱沥青得到的脱油沥青进行超临界处理，脱油沥青进行超临界处理方法为脱油沥青与供氢溶剂混合进行超临界处理，供氢溶剂包括四氢萘或十氢萘。该发明方法可以有效提高劣质重油的利用率，结焦率低，生产过程平稳，可以用于各种重质、劣质原料的轻质化处理，但是成本较高，工业化困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重油改质降粘的方法及应用，特别是一种使用悬浮床加氢的改质降粘方法，以解决现有技术油品粘度高、稳定性差的问题。

本发明的目的是这样实现的，一种重油改质降粘的方法，依次包括下述步骤：

步骤一：重油原料在蒸馏装置中进行脱除气体和直馏轻馏分油处理，得到API度小于7的馏出物；

步骤二：步骤一中API度小于7的馏出物与均相催化剂混合，于悬浮床反应器发生加氢反应，反应馏出物经分离后得到气体和液相产物；

步骤三：步骤二得到的液相产物在分馏塔中分馏得到气体、轻馏分油和加氢尾油，加氢尾油返回至悬浮床加氢反应器；

步骤四：将步骤一中直馏轻馏分油，步骤三中轻馏分油和重油原料所组成群组中的一种或几种在调和装置中调和至API度大于12的改质降粘油。

其中，所述的重油原料为稠原油、合成原油、常压渣油、减压渣油和油砂沥青所组成群组中的至少一种。

其中，所述的悬浮床加氢转化率控制为5％～50％，优选20％～40％，较低的转化率可以保证悬浮床加氢技术不结焦和长周期稳定运转。

其中，步骤三所述的轻馏分油和加氢尾油的切割点在350℃～580℃范围内，优选在490℃～560℃范围内。

其中，悬浮床加氢所需均相催化剂，一部分来自反应后催化剂的循环使用，一部分来自新催化剂的补充。

其中，所述均相催化剂为本领域通常使用的分散型催化剂，其活性组分为Mo、Ni、Co、W、Cr和Fe中的一种或几种，所述分散型催化剂既可以为上述金属的硝酸盐、杂多酸盐、铵盐等水溶性的无机盐，也可以是上述金属的环烷酸盐、多羟基化合物等有机盐。催化剂在重油原料中的加入量以金属计为10～1000μg/g，优选为30～900μg/g，最优选为50～400μg/g。

其中，所述的悬浮床加氢条件为：反应压力为4～50MPa，优选为5～20MPa，反应温度为300～500℃，优选为为380～430℃，体积空速为0.2～6.0h^-1，优选为0.5～1.5h^-1，氢油体积比(标准压力下)为100～2000，优选为200～1000。

其中，所述悬浮床反应器为单一空筒式反应器，径高比为0.1～0.2，流化速度为0.05～0.5m/s

为实现上述目的，本发明还提供了所述的重油改质降粘的方法于重油原料运输中的应用。

本发明的有益效果：

1、本发明将常减压蒸馏得到的直馏轻馏分油、悬浮床加氢得到的轻馏分油与重油原料以一定比例混合形成改质降粘油，可有效降低原油粘度，增加其稳定性满足原油的管输、船运及槽车运输条件。

2、重油原料经过轻度改质即可满足劣质油品的输送问题，操作简单，成本低，适于工业生产。

3、在操作过程中无焦炭产生，可以保证设备长周期稳定运转。

4、改质减粘后的合成原油稳定性好，可以长时间保存，无需再进行加氢处理。

附图说明

图1是本发明一种重油改质降粘方法的示意流程图。

其中：10蒸馏装置，11重油原料，12直馏气体，13直馏轻馏分油，14直馏渣油，20悬浮床加氢反应器，21氢气，22加氢反应产物，23新催化剂，30分离器，31循环使用的催化剂，32加氢反应的液相产物，33杂质及替换催化剂，34加氢反应产物中的气体，40分馏塔，41轻馏分油，42加氢尾油，43分馏气体，50调和装置，51改质降粘油

具体实施方式

以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。

悬浮床加氢转化率：

本发明中，悬浮床加氢转化率通常控制为5％～50％，优选20％～40％，较低的转化率可以保证悬浮床加氢技术不结焦和长周期稳定运转。

悬浮床加氢催化剂：

本发明中，对悬浮床加氢催化剂没有特别的限定，催化剂活性组分通常为Mo、Ni、Co、W、Cr和Fe中的一种或几种，催化剂在重油原料中的加入量以金属计为10～1000μg/g，优选50～400μg/g。

悬浮床加氢反应条件：

本发明中，悬浮床加氢反应条件通常为：反应压力4～50MPa，反应温度300～500℃，体积空速0.2～6.0h^-1，氢油体积比(标准压力下)100～2000；优选为反应压力5～20MPa，反应温度380～430℃，体积空速0.5～1.5h^-1，氢油体积比(标准压力下)200～1000。

下面结合附图和实施例对本发明的悬浮床加氢改质降粘方法做详细描述。

重油原料11进入蒸馏装置10分离出直馏气体12进入气体管网或气体处理装置、直馏轻馏分油13进入原油调和装置50和直馏渣油14进入悬浮床加氢反应器20与氢气21和催化剂23、31反应，反应器20出来的物流22经分离器30得到气体34进入到气体管网或气体处理装置，得到液相产物32进入到分馏塔40，得到的催化剂颗粒31返回悬浮床加氢反应器20参与加氢反应，部分杂质及替换催化剂33外排处理；分馏塔40分馏得到气体43、轻馏分油41和加氢尾油42，气体43进入到气体管网或气体处理装置，轻馏分油41进入到原油调和装置50，加氢尾油42返回至悬浮床加氢反应器20继续参与加氢反应，轻馏分油41和加氢尾油42的切割点在350℃～580℃(优选490℃～560℃)；直馏馏分油13、改质后轻馏分油41以及部分重油原料11在调和装置50调合至API度12以上的改质降粘油51进行运输。

为进一步说明本发明诸要点，列举以下实施例。本实施例只为了说明本发明的要点，其原料不限于实施例中原料，实施例中涉及的百分比均为重量百分比。

试验使用的原油或渣油原料性质列于表1。

表1原料性质

	委内瑞拉超重油	加拿大油砂沥青
			密度(20℃)g/cm³	1.0102	1.008
API度	8.6	8.7
			运动粘度(50℃)cSt	16520	14207

实施例1

委内瑞拉超重油井口油经蒸馏处理后进行悬浮床加氢反应，条件为温度390℃，压力8MPa，空速0.8h^-1，氢油比500:1，悬浮床加氢的转化率为10％，悬浮床加氢可以在该较低转化率下长周期稳定运转。

反应后的产物22经过滤后进入分离器30，将气相34和液相32进行分离，液相进入分馏塔40，分馏塔分馏出大于540℃馏分循环回反应器20，分馏出小于540℃馏分，进入调和装置。反应结果见表2。

实施例2

委内瑞拉超重油井口油经蒸馏处理后进行悬浮床加氢反应，条件为温度410℃，压力8MPa，空速0.8h^-1，氢油比500:1，悬浮床加氢的转化率为20％，悬浮床加氢可以在该较低转化率下长周期稳定运转。

实施例3

委内瑞拉超重油井口油经蒸馏处理后进行悬浮床加氢反应，条件为温度425℃，压力8MPa，空速0.8h^-1，氢油比500:1，悬浮床加氢的转化率为20％，悬浮床加氢可以在该较低转化率下长周期稳定运转。

实施例4

加拿大油砂沥青蒸馏处理后进行悬浮床加氢反应，条件为温度为390℃，压力8MPa，空速0.8h^-1，氢油比500:1，悬浮床加氢反应的转化率为10％，悬浮床加氢反应可以在该较低转化率下长周期稳定运转。

实施例5

加拿大油砂沥青蒸馏处理后进行悬浮床加氢反应，条件为温度410℃，压力8MPa，空速0.8h^-1，氢油比500:1，悬浮床加氢反应的转化率为20％，悬浮床加氢反应可以在该较低转化率下长周期稳定运转。

反应后的产物22经过滤后进入分离器30，将气相34和液相32进行分离，液相进入分馏塔40，分馏塔分馏出大于540℃馏分循环回反应器20，分馏出小于540℃馏分，进入调和装置。反应结果见表2

实施例6

加拿大油砂沥青蒸馏处理后进行悬浮床加氢反应，条件为温度425℃，压力8MPa，空速0.8h^-1，氢油比500:1，悬浮床加氢反应的转化率为30％，悬浮床加氢反应可以在该较低转化率下长周期稳定运转。

对比例1

委内瑞拉超重油井口油经蒸馏处理后进行减粘裂化反应，控制入口温度420℃，压力1.0MPa，反应时间25min条件下进行减粘裂化反应。

反应后的产物22经过滤后进入分离器30，将气相34和液相32进行分离，液相进入分馏塔40，分馏塔分馏出大于540℃馏分循环回减粘裂化反应器20，分馏出小于540℃馏分，进入调和装置。反应结果见表2。

对比例2

加拿大油砂沥青蒸馏处理后进行加氢裂化反应(未使用催化剂)，条件为温度425℃，压力8MPa，空速0.8h^-1，氢油比500:1，加氢反应的转化率为30％。

表2改质降粘油性质

通过将实施例1与对比例1所得数据进行分析可以看出，实施例1是在反应转化率10％，温度390℃条件下得到API度14的改质降粘油，而对比例1在420℃，停留时间25分钟条件下得到的合成油API度为10.6(粘度高于实施例1)，并且减粘裂化工艺所得油品稳定性差，需要进行稳定性试验以确定是否满足输运要求，增加了工艺过程及成本；实施例6与对比例2进行分析比较可得实施例6在反应转化率30％，反应温度425℃条件下可得到API度21的优质改质降粘油，而对比例2在无催化剂存在，其它反应条件与实施例6相同的条件下，得到的合成油API度为11，并且反应过程中有焦炭产生，影响设备长期稳定运行。

本发明的有益效果：

1、本发明的方法将直馏轻馏分油、沸腾床加氢得到的馏分油与重油原料混合形成改质降粘油，可有效降低原油粘度，满足原油的管输、船运及槽车运输条件。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种重油改质降粘的方法，其特征在于，依次包括下述步骤：

步骤三：步骤二得到的液相产物在分馏塔中分馏得到气体、轻馏分油和加氢尾油，加氢尾油返回至悬浮床加氢反应器；以及

步骤四：将步骤一中直馏轻馏分油，步骤三中轻馏分油和重油原料所组成的群组中的一种或几种在调和装置中调和至API度大于12的合成原油；

其中，悬浮床加氢转化率控制为5％～50％。

2.根据权利要求1所述的重油改质降粘的方法，其特征在于，所述的重油原料为稠原油、合成原油、常压渣油、减压渣油和油砂沥青所组成群组中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的重油改质降粘的方法，其特征在于，所述的悬浮床加氢转化率控制为20％～40％。

4.根据权利要求1所述的重油改质降粘的方法，其特征在于，步骤三所述的轻馏分油和加氢尾油的切割点在350℃～580℃范围内。

5.根据权利要求4所述的重油改质降粘的方法，其特征在于，步骤三所述的轻馏分油和加氢尾油的切割点在490℃～560℃范围内。

6.根据权利要求1所述的重油改质降粘的方法，其特征在于，悬浮床加氢所需均相催化剂，一部分来自反应后催化剂的循环使用，一部分来自新催化剂的补充。

7.根据权利要求1或6所述的重油改质降粘的方法，其特征在于，所述均相催化剂的活性组分为Mo、Ni、Co、W、Cr和Fe中的一种或几种，催化剂在重油原料中的加入量以金属计为10～1000μg/g。

8.根据权利要求7所述的重油改质降粘的方法，其特征在于，所述均相催化剂的活性组分为Mo、Ni、Co、W、Cr和Fe中的一种或几种，催化剂在重油原料中的加入量以金属计优选为50～400μg/g。

9.根据权利要求1所述的重油改质降粘的方法，其特征在于，所述的悬浮床加氢条件为：反应压力为4～50MPa，反应温度为300～500℃，体积空速为0.2～6.0h^-1，氢油体积比为100～2000。

10.根据权利要求9所述的重油改质降粘的方法，其特征在于，所述的悬浮床加氢条件为：反应压力为5～20MPa，反应温度为380～430℃，体积空速为0.5～1.5h^-1，氢油体积比为200～1000。

11.根据权利要求1所述的重油改质降粘的方法，其特征在于，所述悬浮床反应器为单一空筒式反应器，径高比为0.1～0.2，流化速度为0.05～0.5m/s，加氢反应条件为：反应压力为5～20MPa，反应温度为380～430℃，体积空速为0.5～1.5h^-1，氢油体积比为200～1000。

12.一种权利要求1所述的重油改质降粘的方法于重油原料运输中的应用。