一種將液體催化劑在線地分散於粘稠原料油中的分散技術的製作方法
2023-12-03 01:15:16
專利名稱：一種將液體催化劑在線地分散於粘稠原料油中的分散技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種將液體催化劑在線地分散於粘稠原料油中的分散技術，他主要是專為各種重質原油、特稠、超稠原油及其渣油，包括含有高硫、高金屬(鎳、鈣、釩等)的重油以及高金屬、高殘炭、高粘度、高氮的稠油渣油(例如遼河稠油、新疆稠油和孤島稠油渣油等)和特稠、超稠原油(例如遼河超稠油、新疆特稠油等)以及各種含硫重油所開發的懸浮床加氫裂化工藝過程中的液體催化劑的分散工藝。
目前，世界上已經開發的懸浮床加氫裂化工藝或處於開發階段的懸浮床加氫裂化工藝使用的催化劑大都是固體粉末(礦物粉末、廢催化劑粉末、載有活性金屬的媒粉)，催化劑分散屬液固混合，分散過程連續性差，動力消耗大，催化劑分散度有限；有些催化劑需還要在分散前進行預硫化或分散後進行高溫硫化。雖然在現場的實際實施中，有些常用的催化劑分散方法(如間隙式的普通攪拌分散、單臺管式剪切乳化機分散)的分散效果往往都不能令人滿意，；高速攪拌分散效果尚可，但間隙式的分散方式處理量太小，無法連續運轉。尤其是對液體催化劑與粘稠原料油的分散現在還沒有發現比較行之有效的分散技術，而該催化劑與粘稠原料油分散程度的好壞，直接影響後續工藝(即重油懸浮床加氫裂化工藝)的質量。
所以，本發明的目的就在於避免上述現有技術的不足之處而提供了一種將液體催化劑在線地分散於粘稠原料油中的分散技術，該技術主要是將液體催化劑注入原料渣油中，採用管式剪切乳化機(單級或多級)串連或並聯循環的方式進行分散，並配有低溫(≤200℃)硫化、脫水工藝以及與之配套的催化劑分配系統，通過上述過程，使催化劑分散成極細微狀態(微米級或納米級)，從而達到是液體催化劑高度、在線地分散在待加工的粘稠原料油中的目的。該技術的主要技術特點是首先將液體催化劑和助劑經由分配器注入原料油中，然後經過在線串聯的靜態混合器進行第一級混合、分散，然後再經過在線串聯的剪切乳化機組進行第二級混合、分散，使液體催化劑能夠在線地、高度分散在原料油中，最後通過脫水塔脫去冷凝水、氣體夾帶油，並同時進行氣體回收；在操作的過程中，其工藝條件的要求是液體催化劑的加入量與粘稠原料油的體積比是0.05～12∶100，助劑與粘稠原料油的體積比為0.001～5.0∶100，催化劑與原料油的混合溫度為110±40℃，脫水塔的入口溫度可以是190±40℃。
為了更好地實現本發明的上述目的，本發明的設計者對在線串聯的剪切乳化機組設計為可以是1～7級的多級剪切乳化泵；同時該剪切乳化機組可以是一臺多級剪切乳化泵，也可以是多臺多級剪切乳化泵並聯構成剪切乳化機組。其剪切乳化機可以是工業上常用的管式剪切乳化機。
附圖
即為本發明的工藝流程圖。
在實際運行中，本發明的設計者是這樣實施工藝工程的根據附圖所設計的工藝流程，懸浮床加氫裂化液體催化劑通過本發明工藝在渣油原料中分散，分散後催化劑液滴平均直徑為20～25μm、脫水硫化後平均直徑為3～5μm。與之對照的其它分散方法(如間隙式的普通攪拌分散、單臺管式剪切乳化機分散)的分散效果明顯低於本發明的多臺剪切乳化機分散法；高速攪拌分散效果尚可，但間隙式的分散方式處理量太小，無法連續運轉。懸浮床加氫裂化反應結果也表明，液體催化劑經剪切乳化機分散、脫水、低溫硫化後，在所選擇的條件下(反應溫度445℃、氫分壓10.0MPa、氫油比為800Mm3/m3、總體積空速為1.0hr-1)，克拉瑪依稠油常壓渣油單程轉化＜524℃餾份收率可達80.3m％，而生焦量很低0.50m％，其它分散方法和低溫不硫化所得油樣反應生焦量都較高，進一步驗證該方法使液體催化劑在渣油原料中分散效果良好，催化劑的抑焦活性和加氫活性都得到充分發揮。表1即為克拉瑪依稠油常壓渣油懸浮床加氫催化劑分散和低溫硫化實驗。
表1克拉瑪依稠油常壓渣油懸浮床加氫催化劑分散和低溫硫化實驗
與現有技術相比，本發明具有以下突出的特點1.首創性的在催化劑的在線分散上採用管式剪切乳化機串連或並聯循環技術，使得液體催化劑在渣油流動管路中進行均勻分散。
2.通過使用低溫硫化添加劑，使得催化劑得以低溫硫化(≤200℃)。本發明通過添加助劑可以使懸浮床加氫裂化催化劑進行低溫硫化。
3.原料處理能力強，可以連續操作，裝置佔地少，能耗低。
4.原料適應性強，能適應各種粘度的劣質稠油渣油及高硫渣油。
權利要求
1.一種將液體催化劑在線分散於粘稠原料油中的分散技術，它主要是採用了將液體催化劑通過混合設備在線地與粘稠原料油進行混合、分散來達到將催化劑高度分散於粘稠原料油中的目的，其工藝流程的特徵在於首先將液體催化劑和助劑經由分配器注入原料油中，然後經過在線串聯的靜態混合器進行第一級混合、分散，然後再經過在線串聯的剪切乳化機組進行第二級混合、分散，使液體催化劑能夠在線地、高度分散在原料油中，最後通過脫水塔脫去冷凝水、氣體夾帶油，並同時進行氣體回收；在操作的過程中，其工藝條件的要求是液體催化劑的加入量與粘稠原料油的體積比是0.05～12∶100，助劑與粘稠原料油的體積比為0.001～5.0∶100，催化劑與原料油的混合溫度為110±40℃，脫水塔的入口溫度可以是190±40℃。
2.根據權利要求1所述的將液體催化劑在線地分散於粘稠原料油中的分散技術，其特徵在於所述的在線串聯的剪切乳化機組可以是多級剪切乳化泵。
3.根據權利要求2所述的將液體催化劑在線地分散於粘稠原料油中的分散技術，其特徵在於所述的在線串聯的剪切乳化機組可以是一臺多級剪切乳化泵，也可以是由多臺多級剪切乳化泵並聯構成剪切乳化機組。
4.根據權利要求2所述的將液體催化劑在線地分散於粘稠原料油中的分散技術，其特徵在於所述的剪切乳化機可以是管式剪切乳化機。
全文摘要
一種適用於重質油及各種劣質稠油懸浮床加氫催化劑的分散工藝。該工藝採用剪切乳化機，使液體催化劑與原料渣油混合後在管路流動中進行分散，同時對催化劑進行低溫硫化和脫水。該工藝過程使催化劑分散成極細微狀態(微米級或納米級)、而且裝置處理能力強、佔地少、造價低廉，可以連續操作。分散後的油樣經懸浮床加氫裂化試驗表明，在生焦量較低的情況下，有較高的渣油轉化率和餾份油收率並獲得性質優良的石腦油、柴油產品及蠟油。
文檔編號C10G47/26GK1459487SQ0211783
公開日2003年12月3日 申請日期2002年5月23日 優先權日2002年5月23日
發明者沐寶泉, 闕國和, 周家順, 鄧文安, 李庶峰, 劉 東, 文萍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 石油大學(華東)