一種接觸劑和重質(zhì)石油烴的加工方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種接觸劑以及使用該接觸劑加工重質(zhì)石油烴的方法，該接觸劑含有碳化硅和活性炭。該接觸劑具有較高導(dǎo)熱系數(shù)、可以在流化床或提升管加工重質(zhì)石油烴過程中實(shí)現(xiàn)高反應(yīng)溫度、短停留時(shí)間的接觸裂化反應(yīng)，從而可以有效提高液體收率和降低干氣和焦炭產(chǎn)率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種接觸劑以及使用該接觸劑的重質(zhì)石油烴的加工方法。
技術(shù)介紹
隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)能源的需求量日益增加，而石油資源短缺、國(guó)際油價(jià)居高不下、石油資源劣質(zhì)、重質(zhì)化和環(huán)保要求日益嚴(yán)格為煉油技術(shù)提出了更高的要求：重質(zhì)油的高效綠色轉(zhuǎn)化。一方面要求對(duì)原料油盡可能的“吃干榨凈”，另一方面就是要節(jié)能。目前，以流化床或提升管加工重質(zhì)、劣質(zhì)原料油的工藝包括重油的催化裂化、流化焦化、靈活焦化等日益受到重視。此類工藝加工重質(zhì)油時(shí)，流化介質(zhì)不僅作為催化中心，同時(shí)作為熱量和焦炭的載體。以高反應(yīng)溫度、短停留時(shí)間為特點(diǎn)的熱裂化工藝在重油改質(zhì)、催化裂化等諸多領(lǐng)域都有應(yīng)用。在以流化床或提升管作為反應(yīng)器加工重油原料油時(shí)，原料油通過噴嘴高速噴入，與熱接觸劑接觸后快速反應(yīng)，生成的輕質(zhì)油氣與接觸劑快速分離，而載炭接觸劑進(jìn)入再生單元進(jìn)行再生，此過程通過高溫裂化和短停留時(shí)間來抑制裂化產(chǎn)物在高溫條件下發(fā)生二次裂化反應(yīng)，以得到最大的液體收率和較小的焦炭和干氣產(chǎn)率。國(guó)內(nèi)外就此類工藝進(jìn)行了大量的研究，開發(fā)了各種短停留時(shí)間裂化工藝，如斯通韋伯斯公司開發(fā)的快速裂解工藝，其專利顯示可根據(jù)原料和目標(biāo)產(chǎn)物選擇載熱體；IvanhoeEnergyInc.開發(fā)的HLT工藝；道達(dá)爾提出的流化催化裂化技術(shù)，該工藝反應(yīng)器屬于下流化床反應(yīng)器，其專利性為特殊的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)有利于原料和再生劑迅速混合達(dá)到高反應(yīng)溫度。此類技術(shù)中的接觸劑含有具有催化活性的催化劑，惰性的石英砂、焦炭、低比表面積的煅燒高嶺土等。這些技術(shù)都是以相應(yīng)的專利設(shè)備來達(dá)到高反應(yīng)溫度及短停留時(shí)間，對(duì)反應(yīng)過程的載熱劑或者催化劑本身的導(dǎo)熱性質(zhì)并不關(guān)注。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種新的能夠大幅提高液體收率的接觸劑以及使用該接觸劑的重質(zhì)石油烴的加工方法。碳化硅機(jī)械強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性和傳熱性能好，作為一種半導(dǎo)體材料、結(jié)構(gòu)陶瓷和增強(qiáng)材料早已引起人們的廣泛關(guān)注，但作為催化材料尚未引起人們的重視。本專利技術(shù)的專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，使用含有碳化硅和活性炭的物料作為接觸劑，使用現(xiàn)有的流化床或提升管反應(yīng)器作為接觸裂化反應(yīng)器即可獲得高的液體收率和較低的干氣、焦炭產(chǎn)率，從而大大降低對(duì)設(shè)備的要求。根據(jù)本專利技術(shù)的一方面，本專利技術(shù)提供了一種接觸劑，該接觸劑含有碳化硅和活性炭。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，本專利技術(shù)提供了一種重質(zhì)石油烴的加工方法，該方法包括在臨氫或非臨氫條件下，將重質(zhì)石油烴與接觸劑在接觸裂化反應(yīng)器內(nèi)接觸傳熱，使重質(zhì)石油烴發(fā)生接觸裂化反應(yīng)，其特征在于，所述接觸劑為本專利技術(shù)提供的上述接觸劑。本專利技術(shù)提供的接觸劑能夠快速傳遞熱能，能夠用以實(shí)現(xiàn)高反應(yīng)溫度、短停留時(shí)間為特征的熱裂化反應(yīng)，從而用于加工重質(zhì)、劣質(zhì)原料時(shí)無需對(duì)設(shè)備進(jìn)行像技術(shù)那樣的復(fù)雜的改進(jìn)即可生產(chǎn)更多輕質(zhì)油品和最少焦炭和干氣。例如，從下述實(shí)施例1可以看出，使用本專利技術(shù)提供的接觸劑對(duì)劣質(zhì)重油進(jìn)行接觸裂化，在常規(guī)的重油固定流化床中即可獲得高達(dá)83.72％的液體收率，和低至1.16％和14.74％的干氣、焦炭產(chǎn)率。本專利技術(shù)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。具體實(shí)施方式以下對(duì)本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本專利技術(shù)，并不用于限制本專利技術(shù)。根據(jù)本專利技術(shù)的一方面，本專利技術(shù)提供了一種接觸劑，該接觸劑含有碳化硅和活性炭。優(yōu)選情況下，以所述接觸劑的總量為基準(zhǔn)，碳化硅的含量為10-99重量％，活性炭的含量為1-90重量％。根據(jù)本專利技術(shù)的一種實(shí)施方式，本專利技術(shù)的接觸劑還含有不超過30重量％優(yōu)選5-30重量％更優(yōu)選10-30重量％的粘結(jié)劑。所述粘結(jié)劑優(yōu)選為氧化鋁或鋁溶膠。進(jìn)一步優(yōu)選情況下，以所述接觸劑的總量為基準(zhǔn)，碳化硅的含量為50-90重量％，活性炭的含量各自為1-40重量％，粘結(jié)劑的含量為5-30重量％。使用上述優(yōu)選含量配比獲得的接觸劑進(jìn)行接觸裂化能夠進(jìn)一步提高液體收率，降低焦炭和干氣產(chǎn)率。進(jìn)一步優(yōu)選情況下，該接觸劑的比表面積>50m2/g，孔容為0.2-0.8cm3/g。更進(jìn)一步優(yōu)選情況下，該接觸劑的比表面積為70-200m2/g，孔容為0.2-0.4cm3/g。可以通過選擇合適的碳化硅和活性炭以及適當(dāng)?shù)卣{(diào)整二者之間的比例來獲得上述結(jié)構(gòu)參數(shù)。在上述優(yōu)選的比表面積和孔容條件下，可以進(jìn)一步提高液體油品的品質(zhì)。為了獲得更好的流化性能，優(yōu)選所述接觸劑外形為微球形狀，進(jìn)一步優(yōu)選所述接觸劑的平均粒徑為50-75μm，更進(jìn)一步優(yōu)選所述接觸劑的粒徑范圍為20-200μm。進(jìn)一步優(yōu)選情況下，所述接觸劑的導(dǎo)熱系數(shù)為10-93W/(m·K)，優(yōu)選50-90W/(m·K)。在上述優(yōu)選范圍內(nèi)，接觸劑本身具有良好的導(dǎo)熱性能，從而在所述接觸劑與重油石油烴在流化床或提升管反應(yīng)器中接觸時(shí)，接觸劑能夠更快速地將自身攜帶的熱量傳遞給接觸劑表面油層，并使油層在較高的溫度發(fā)生熱裂化，熱裂化輕質(zhì)產(chǎn)物快速轉(zhuǎn)移至氣相，防止二次裂化反應(yīng)的發(fā)生，從而降低焦炭和干氣的產(chǎn)率。本專利技術(shù)中，除非另有說明，比表面積和孔容采用Quantachrome公司AS-6全自動(dòng)比表面積及孔隙度分析儀，由靜態(tài)低溫容量吸附法測(cè)定，根據(jù)BET方程計(jì)算得出；導(dǎo)熱系數(shù)使用瑞典HotDiskAB公司生產(chǎn)熱常數(shù)分析儀，采用瞬間態(tài)方式測(cè)得。本專利技術(shù)提供的接觸劑，具有較好的抗磨強(qiáng)度和較高的導(dǎo)熱系數(shù)，在接觸裂化過程中作為裂化過程的熱載體和焦炭載體和流化劑，可以在最短的時(shí)間內(nèi)將接觸劑所攜帶的熱量傳遞于表面油層，用以實(shí)現(xiàn)高反應(yīng)溫度和短接觸時(shí)間。本專利技術(shù)提供的接觸劑特別適用于以高反應(yīng)溫度和短接觸時(shí)間為主要特征的流化床或提升管加工重質(zhì)石油烴方法中。本專利技術(shù)提供的接觸劑中的碳化硅可以是任何生產(chǎn)方式提供的碳化硅微粉。優(yōu)選所述碳化硅的平均粒徑為10-70μm。本專利技術(shù)提供的接觸劑的制備方法簡(jiǎn)單，可以通過將粒徑適當(dāng)?shù)奶蓟枧c活性炭微粉直接機(jī)械混合得到。當(dāng)所述接觸劑還含有粘結(jié)劑時(shí)，本專利技術(shù)提供的接觸劑也可以通過將碳化硅微粉和活性炭微粉與粘結(jié)劑加水打漿，再經(jīng)噴霧干燥、焙燒得到成品。具體制備過程如下：(1)將粒徑范圍在0.1μm-100μm的碳化硅微粉與活性炭微粉進(jìn)行機(jī)械混合。(2)向步驟(1)所得混合物中加入鋁溶膠和去離子水進(jìn)行打漿得到固含量在20-50重量％的漿液，其中鋁溶膠占5-30重量％。(3)將步驟(2)所得漿液經(jīng)噴霧干燥，在500-800℃進(jìn)行焙燒0.5-2小時(shí)即可得到成品。根據(jù)本發(fā)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種接觸劑，該接觸劑含有碳化硅和活性炭。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種接觸劑，該接觸劑含有碳化硅和活性炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸劑，其中，以所述接觸劑的總量為基準(zhǔn)，
碳化硅的含量為10-99重量％，活性炭的含量為1-90重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接觸劑，其中，該接觸劑還含有0-30重量％
的粘結(jié)劑，以所述接觸劑的總量為基準(zhǔn)，碳化硅的含量為50-90重量％，活
性炭的含量為1-40重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的接觸劑，其中，所述接觸劑的
導(dǎo)熱系數(shù)在10-93W/(m·K)，優(yōu)選50-90W/(m·K)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的接觸劑，其中，該接觸劑的比
表面積>50m2/g，孔容為0.2-0.8cm3/g，優(yōu)選地，該接觸劑的比表面積為
70-200m2/g，孔容為0.2-0.4cm3/g。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的接觸劑，其中，所述接觸劑的
外形為微球形狀，平均粒徑為50-75μm，且粒徑范圍為20-200μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的接觸劑，其中，所述碳化硅的
平均粒徑為10-70μm。
8.一種重質(zhì)石油烴的加工方法，該方法包括在臨氫或非臨氫條件下，
將重質(zhì)石油烴與接觸劑在接觸裂化反應(yīng)器內(nèi)接觸傳熱，使重質(zhì)石油烴發(fā)生接
觸裂化反應(yīng)，其特征在于，所述接觸劑為權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的接
觸劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加工方法，其中，在非臨氫條件下，接觸裂化
反應(yīng)的條件包括反應(yīng)溫度450-650℃，重時(shí)空速1-100h-1，接觸劑與重油原料
的質(zhì)量比為1-30：1，接觸裂化反應(yīng)器內(nèi)氣相停留時(shí)間0.5-2.0s，水蒸氣與重
油原料的質(zhì)量比為0.05-1：1；
在臨氫條件下，接觸裂化反應(yīng)的條件包括反應(yīng)溫度450-650℃，重時(shí)空
速1-100h-1，接觸劑與重油原料的質(zhì)量比為1-30：1，水蒸...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李子鋒，張書紅，李延軍，任磊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石油化工股份有限公司，中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11