本實用新型專利技術提供了一種在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，所述半連續裝置包括反應裝置、溶劑預處理裝置和分離裝置，所述溶劑預處理裝置包括溶劑儲罐、高效液相泵和預熱器，所述溶劑儲罐的出口端通過管道經高效液相泵、預熱器后與主反應器的入口端相連。本實用新型專利技術在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，將超臨界流體連續輸送至主反應器，增強傳質過程，連續輸送增強了超臨界流體的溶解能力，裂解產生的輕質油品不斷溶解進入溶劑中并被帶出主反應器，從而調節重油反應向裂解方向移動，促進裂化反應，抑制縮合反應。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及重油煉制
，特別涉及一種在超臨界溶劑環境中重質油輕 質化的半連續裝置。
技術介紹
眾所周知，石油在世界能源結構中占主導地位，是社會賴以生存和發展的基礎。由 于世界政治等因素影響，原油價格始終保持在一個較高的位置。而伴隨著原油儲量的減少 以及過度開采，原油質量在不斷下降，高密度，高含硫量的劣質原油已經占世界原油儲量的 2/3(如表1所示）。當前，常規原油劣質重質化和石油產品的輕質化清潔化這一突出的能源 供需矛盾正促進著渣油、高溫煤焦油、瀝青、油砂這些高粘度、高雜原子含量的劣質重油的 開發利用。重質原油的加工改質是21世紀煉油工藝發展面臨的一個重要戰略問題，也是規 避石油資源風險的有效辦法。 表1.世界原油質量高硫化、重質化趨向 傳統的重質油加工工藝可分為脫碳與加氫兩種工藝。其中脫碳工藝包括熱裂解、 催化裂化等過程。加氫工藝包括加氫裂化、加氫精制等過程。重油熱裂解需要較高溫度，最 高可超過1273K，而且伴隨著強烈的縮合，結焦率可高達80%。與熱裂解相比，催化裂化與加 氫過程反應溫度更低，選擇性也更好，輕質產物產率高，但是由于積碳和金屬沉積所造成的 催化劑失活會造成催化裂化與加氫裂化的不穩定。此外，催化裂化過程，對原料油有較高的 要求，重質原油粘度大，硫含量高，難以滿足催化裂化對原料的高要求。加氫過程對溫度、壓 力、安全均有要求，而且制氫工段是煉廠成本最高的生產單元之一，使得加氫工藝生產成本 過高。除此之外，傳統原油加工工藝僅對重油中某些餾分段進行加工，對其較重組分利用不 足，會造成能源的浪費。因此，開發新的高效環保的重質油加工工藝迫在眉睫。 超臨界流體(水、甲醇、二氧化碳等)兼有液體和氣體的物理化學特征，特別是其溶 劑能力與反應性與液體相近、擴散性能與傳質特征接近于氣體，而其表面張力接近于零，這 意味著超臨界流體是一種新型高效的分離介質以及反應介質。另外，超臨界流體技術在應 用過程中，易于回收再生并可循環使用，不會造成溶劑殘留或是嚴重的三廢處理問題，具有 綠色化工的特點與優勢。在能源化工、微納米材料制備、環境保護以及食品安全、生物制藥 領域有著成功的應用與廣闊的前景。 超臨界水(Supercritical Water，簡寫為SCW)具有廉價、無毒、無污染和產物易于 分離等特點。近年來，sew技術得到了研究者的廣泛重視，已經證明在萃取煤、油頁巖和重質 油制取油品及廢塑料油化等方面具有獨特的優勢。重油在超臨界水中反應具有以下優勢： 1)不使用價格昂貴的氫氣和有機溶劑就能對重質礦物燃料進行輕質化，可望降低 成本。由于不使用氫氣及有機溶劑，既可以減少生焦又增加了安全性。 2)抑制了縮合反應的發生使焦碳等副產物減少。 3)轉化過程不使用有可能造成環境污染的有機溶劑，水本身又是清潔的，反應又 是在完全密閉的體系中，有益于環保。 4)可預期有脫除硫等雜原子的可能性，有利于生產環境友好的燃料。但是，SCW改 質反應的工作條件較為苛刻:溫度在374°C以上、壓力大于22.4MPa;另外，SCW具有較強的腐 蝕性，這意味著對于反應設備的設計要求較高，加工成本也較高；以及過程中可能會出現的 無機鹽沉淀堵塞問題是制約SCW技術推廣的主要障礙。此外，目前國內外有關SCW輕質化反 應的研究都是基于間歇反應過程，欠缺對連續反應過程的研究，而后者對于工業化而言，更 有現實意義。 研究發現，超臨界情況下醇類的羥基可以切斷醚橋鍵而使某些聚合物解聚，已廣 泛應用于油脂、PET、聚氨酯的回收和生物柴油的制備。因此本項目擬采用超臨界甲醇作為 輕質化反應的介質。甲醇臨界溫度239°C、壓力8. IMPa，相比于SCW，臨界條件較為溫和;此外 超臨界甲醇無明顯腐蝕性，對設備、管道無防腐要求，成本較低；同樣在超臨界條件下，甲醇 對大分子有機物的溶解性強于水，同時甲醇的供氫能力與水相當。這意味著:在保證相同輕 質化效率的前提下，使用超臨界甲醇將明顯減少設備成本并提高過程安全性，此外，甲醇中 的羥基自由基具有極強的反應特性，可以作為重油熱裂化過程中的啟動自由基，使反應在 較低的溫度下進行。但是重油在超臨界流體中的反應仍是熱裂解過程，結焦難以避免。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是針對現有技術的上述缺陷，提供一種在超臨界 溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，以增強超臨界流體的溶解能力，使裂解產生的輕 質油品不斷溶解進入溶劑中并被帶出反應器，從而調節重油反應向裂解方向移動，促進裂 化反應，抑制縮合反應。 為了實現上述目的，本技術提供了一種在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的 半連續裝置，包括： 一溶劑預處理裝置，包括一溶劑儲罐，高效液相栗和預熱器， 所述高效液相栗的出口端、入口端分別與所述預熱器、所述溶劑儲罐連接，所述預 熱器的出口端與所述高效液相栗的入口端連接； -反應裝置，與所述溶劑預處理裝置的出口連接，所述反應裝置進一步包括一主 反應器和一產品緩沖罐，所述主反應器的出口端與所述產品緩沖罐的入口端連接，所述主 反應器的入口端與所述預熱器的出口端連接； -分離裝置，與所述反應裝置的出口連接，所述分離裝置進一步包括:一水洗塔、 一精餾塔與一產品儲罐，所述水洗塔的入口端與所述產品緩沖罐的出口端連接，所述水洗 塔的出口端分別與所述精餾塔的入口端、所述產品儲罐的入口端連接，所述精餾塔的頂部 出氣口與所述預熱器連接，所述精餾塔的底部排水口與所述水洗塔的塔頂進料口連接； -監測裝置，與所述主反應器連接、所述預熱器連接。 所述的在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，所述主反應器的外側設 有可拆卸的電熱夾套。 所述的在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，所述監測裝置包括一測 溫裝置、一測壓裝置、一控制器，所述測溫裝置、所述測壓裝置分別與所述主反應器的入口 端、出口端連接，所述測溫裝置、所述測壓裝置均與所述控制器電性相連。 所述的在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，所述預熱器的出口端包 括第一出口端、第二出口端，所述第一出口端與所述主反應器的入口端連接，所述第二出口 端分別與所述高效液相栗的入口端、所述測溫裝置連接、所述測壓裝置連接，所述預熱器的 入口端包括第一入口端、第二入口端，所述第一入口端與所述高效液相栗的出口端連接，所 述第二入口端與所述精餾塔的頂部出氣口連接。 所述的在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，所述測溫裝置與所述主 反應器內部連接。 所述的在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，所述水洗塔的出口端包 括第三出口端、第四出口端，所述第三出口端與所述精餾塔的入口端連接，所述第四出口端 與所述產品儲罐的入口端連接。 所述的在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，所述產品儲罐設置于計 量稱上 所述的在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，所述主反應器的上蓋、 下蓋上均設有燒結板。 所述的在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，所述主反應器的上蓋、 下蓋上均設有燒結板。 所述的在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，所述燒結板焊設置于所 述上蓋、下蓋的內側。 所述的在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，所述燒結板由涂布有吸 附劑和玻璃粉的玻璃板本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種在超臨界溶劑環境中重質油輕質化的半連續裝置，其特征在于，包括：一溶劑預處理裝置，包括一溶劑儲罐，高效液相泵和預熱器，所述高效液相泵的出口端和入口端分別與所述預熱器、所述溶劑儲罐連接，所述預熱器的出口端與所述高效液相泵的入口端連接；一反應裝置，與所述溶劑預處理裝置的出口連接，所述反應裝置進一步包括一主反應器和一產品緩沖罐，所述主反應器的出口端與所述產品緩沖罐的入口端連接，所述主反應器的入口端與所述預熱器的出口端連接；一分離裝置，與所述反應裝置的出口連接，所述分離裝置進一步包括：一水洗塔、一精餾塔與一產品儲罐，所述水洗塔的入口端與所述產品緩沖罐的出口端連接，所述水洗塔的出口端分別與所述精餾塔的入口端、所述產品儲罐的入口端連接，所述精餾塔的頂部出氣口與所述預熱器連接，所述精餾塔的底部排水口與所述水洗塔的塔頂進料口連接；一監測裝置，與所述主反應器連接、所述預熱器連接。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張艷梅，方濤，王麗濤，閆挺，崔晨曦，劉銀東，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11
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