CN1459487A - 一种将液体催化剂在线地分散于粘稠原料油中的分散技术 - Google Patents
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Abstract
一种适用于重质油及各种劣质稠油悬浮床加氢催化剂的分散工艺。该工艺采用剪切乳化机，使液体催化剂与原料渣油混合后在管路流动中进行分散，同时对催化剂进行低温硫化和脱水。该工艺过程使催化剂分散成极细微状态(微米级或纳米级)、而且装置处理能力强、占地少、造价低廉，可以连续操作。分散后的油样经悬浮床加氢裂化试验表明，在生焦量较低的情况下，有较高的渣油转化率和馏份油收率并获得性质优良的石脑油、柴油产品及蜡油。
Description
本发明涉及一种将液体催化剂在线地分散于粘稠原料油中的分散技术，他主要是专为各种重质原油、特稠、超稠原油及其渣油，包括含有高硫、高金属(镍、钙、钒等)的重油以及高金属、高残炭、高粘度、高氮的稠油渣油(例如辽河稠油、新疆稠油和孤岛稠油渣油等)和特稠、超稠原油(例如辽河超稠油、新疆特稠油等)以及各种含硫重油所开发的悬浮床加氢裂化工艺过程中的液体催化剂的分散工艺。
目前，世界上已经开发的悬浮床加氢裂化工艺或处于开发阶段的悬浮床加氢裂化工艺使用的催化剂大都是固体粉末(矿物粉末、废催化剂粉末、载有活性金属的媒粉)，催化剂分散属液固混合，分散过程连续性差，动力消耗大，催化剂分散度有限；有些催化剂需还要在分散前进行预硫化或分散后进行高温硫化。虽然在现场的实际实施中，有些常用的催化剂分散方法(如间隙式的普通搅拌分散、单台管式剪切乳化机分散)的分散效果往往都不能令人满意，；高速搅拌分散效果尚可，但间隙式的分散方式处理量太小，无法连续运转。尤其是对液体催化剂与粘稠原料油的分散现在还没有发现比较行之有效的分散技术，而该催化剂与粘稠原料油分散程度的好坏，直接影响后续工艺(即重油悬浮床加氢裂化工艺)的质量。
所以，本发明的目的就在于避免上述现有技术的不足之处而提供了一种将液体催化剂在线地分散于粘稠原料油中的分散技术，该技术主要是将液体催化剂注入原料渣油中，采用管式剪切乳化机(单级或多级)串连或并联循环的方式进行分散，并配有低温(≤200℃)硫化、脱水工艺以及与之配套的催化剂分配系统，通过上述过程，使催化剂分散成极细微状态(微米级或纳米级)，从而达到是液体催化剂高度、在线地分散在待加工的粘稠原料油中的目的。该技术的主要技术特点是首先将液体催化剂和助剂经由分配器注入原料油中，然后经过在线串联的静态混合器进行第一级混合、分散，然后再经过在线串联的剪切乳化机组进行第二级混合、分散，使液体催化剂能够在线地、高度分散在原料油中，最后通过脱水塔脱去冷凝水、气体夹带油，并同时进行气体回收；在操作的过程中，其工艺条件的要求是：液体催化剂的加入量与粘稠原料油的体积比是0.05～12∶100，助剂与粘稠原料油的体积比为0.001～5.0∶100，催化剂与原料油的混合温度为110±40℃，脱水塔的入口温度可以是190±40℃。
为了更好地实现本发明的上述目的，本发明的设计者对在线串联的剪切乳化机组设计为可以是1～7级的多级剪切乳化泵；同时该剪切乳化机组可以是一台多级剪切乳化泵，也可以是多台多级剪切乳化泵并联构成剪切乳化机组。其剪切乳化机可以是工业上常用的管式剪切乳化机。
附图即为本发明的工艺流程图。
在实际运行中，本发明的设计者是这样实施工艺工程的：
根据附图所设计的工艺流程，悬浮床加氢裂化液体催化剂通过本发明工艺在渣油原料中分散，分散后催化剂液滴平均直径为20～25μm、脱水硫化后平均直径为3～5μm。与之对照的其它分散方法(如间隙式的普通搅拌分散、单台管式剪切乳化机分散)的分散效果明显低于本发明的多台剪切乳化机分散法；高速搅拌分散效果尚可，但间隙式的分散方式处理量太小，无法连续运转。悬浮床加氢裂化反应结果也表明，液体催化剂经剪切乳化机分散、脱水、低温硫化后，在所选择的条件下(反应温度445℃、氢分压10.0MPa、氢油比为800Mm3/m3、总体积空速为1.0hr-1)，克拉玛依稠油常压渣油单程转化＜524℃馏份收率可达80.3m％，而生焦量很低0.50m％，其它分散方法和低温不硫化所得油样反应生焦量都较高，进一步验证该方法使液体催化剂在渣油原料中分散效果良好，催化剂的抑焦活性和加氢活性都得到充分发挥。表1即为克拉玛依稠油常压渣油悬浮床加氢催化剂分散和低温硫化实验。
表1克拉玛依稠油常压渣油悬浮床加氢催化剂分散和低温硫化实验
| 催化剂分散方式 | 普通搅拌分散 | 高速搅拌分散 | 单台剪切乳化机分散(不循环) | 多台剪切乳化机分散 | |
| 催化剂液滴平均直径，μm | ＞200 | 20～40 | 100～200 | 20～25 | |
| 低温硫化 | 是 | 是 | 是 | 是 | 否 |
| 分散方式 | 间隙分散 | 间隙分散 | 连续分散 | 连续分散 | |
| 脱水硫化后催化剂平均直径，μm | ＞50 | 5～10 | 40～50 | 3～5 | / |
| 反应产物分布(单程)，m％＜524℃馏份收率合成油生焦量氢耗量 | 87.72.50.5 | 81.50.751.1 | 84.11.80.7 | 80.30.501.1 | 80.70.681.1 |
与现有技术相比，本发明具有以下突出的特点：
1.首创性的在催化剂的在线分散上采用管式剪切乳化机串连或并联循环技术，使得液体催化剂在渣油流动管路中进行均匀分散。
2.通过使用低温硫化添加剂，使得催化剂得以低温硫化(≤200℃)。本发明通过添加助剂可以使悬浮床加氢裂化催化剂进行低温硫化。
3.原料处理能力强，可以连续操作，装置占地少，能耗低。
4.原料适应性强，能适应各种粘度的劣质稠油渣油及高硫渣油。
Claims (4)
1.一种将液体催化剂在线分散于粘稠原料油中的分散技术，它主要是采用了将液体催化剂通过混合设备在线地与粘稠原料油进行混合、分散来达到将催化剂高度分散于粘稠原料油中的目的，其工艺流程的特征在于：首先将液体催化剂和助剂经由分配器注入原料油中，然后经过在线串联的静态混合器进行第一级混合、分散，然后再经过在线串联的剪切乳化机组进行第二级混合、分散，使液体催化剂能够在线地、高度分散在原料油中，最后通过脱水塔脱去冷凝水、气体夹带油，并同时进行气体回收；在操作的过程中，其工艺条件的要求是：液体催化剂的加入量与粘稠原料油的体积比是0.05～12∶100，助剂与粘稠原料油的体积比为0.001～5.0∶100，催化剂与原料油的混合温度为110±40℃，脱水塔的入口温度可以是190±40℃。
2.根据权利要求1所述的将液体催化剂在线地分散于粘稠原料油中的分散技术，其特征在于所述的在线串联的剪切乳化机组可以是多级剪切乳化泵。
3.根据权利要求2所述的将液体催化剂在线地分散于粘稠原料油中的分散技术，其特征在于所述的在线串联的剪切乳化机组可以是一台多级剪切乳化泵，也可以是由多台多级剪切乳化泵并联构成剪切乳化机组。
4.根据权利要求2所述的将液体催化剂在线地分散于粘稠原料油中的分散技术，其特征在于所述的剪切乳化机可以是管式剪切乳化机。
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