专利名称：重质油轻质化处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种重质油轻质化处理工艺；尤其涉及一种减压渣油降粘轻质化的超声波处理工艺。 技术背景随着对石油开采程度的加深，原油变稠、变重已成为世界性不可逆转的趋势。 我国新增探明储量中的低渗透与稠油所占比例也逐年加大，油田挖潜效果变差， 采油与集输成本上升，原油加工困难。我国工业化步伐的加快，从国际石油市场 进口原油比例也将迅速增加，而这些进口原油大多是粘稠、超稠原油。超稠原油 包括含蜡量较高的石蜡基原油(含蜡原油)以及胶质、沥青质含量较高、密度较大 的重质原油(稠油)。我国的大庆、胜利、中原、南海等主要油田生产的原油大多 为高蜡原油，辽河、新疆、渤海等油田均有大量的稠油，新近发现的亿吨级渤海蓬莱油田也是稠油油田。我国所产原油80%以上为凝点较高的含蜡原油和粘稠的 重质原油(稠油)，这种原油在石油炼制中，渣油收率很高。因此对于减压渣油有 效处理一直是我国面临的主要技术难题。渣油色黑粘稠，常温下呈半固体状。减压渣油是原油经减压蒸馏所得的残余 油。常压渣油是常压蒸馏塔底所得的残余油。渣油的组分非常复杂，包含了高分子量的芳香烃、沥青质、焦炭、树脂、小 环的芳香烃和饱和物。目前，由于技术瓶颈，渣油的用途十分有限，现在已经开 发了许多转化方法(分离、热转化、加氢转化或加氢处理、流化床和固定床催化 裂化)来增加渣油中有用的产物，但是这些方法会产生甚至比初始渣油更重的含 碳副产物，涉及到催化剂的处理方法也由于催化剂本身的成本以及使用后回收和 再循环催化剂的花费造成成本较高。因此，寻找经济有效的渣油加工方法是整个 石油工业的急需解决的问题。超声作为一种经济有效的处理技术正广受关注，把超声应用渣油的处理装置 也应运而生。2004年10月公开的专利CN1534080将超声应用于天然气与重质油 联合加工中，使重质油轻质化，天然气转化为合成油。2008年2月公开的专利 CN101124303将石油残渣与水或水溶液混合，形成乳液，然后用超声以足够的强 度和足够的时间处理该乳液，使渣油中的重烃组分转化为较轻的组分。以上专利虽然均用到超声，但是都未用到超声聚焦，超声声能的利用效率低，声场强度不够强，不能更有效的对减压渣油轻质化处理。发明内容本发明的目的是为了改进现有减压渣油轻质化工艺中处理成本高、声能利用 效率低和声场强度不够等不足而提出了一种含有超声波聚能装置的重质油轻质 化处理工艺；此工艺能够有效地降低渣油粘度，增加渣油中的轻组分，为后续催 化裂化或加氢裂化进行预处理。本发明所采用的技术方案是通过超声波将电能转化为机械能，将这种机械 振动传递到球形或柱形处理装置使装置产生径向振动，换能器在球面或柱面上呈 均匀对称分布，致使声能分别在在球形装置的球心区域或柱形装置的轴线区域产 生聚焦，声强达到最大。减压渣油在这高强度超声作用下，发生分子裂解，使渣 油粘度降低，轻组分增加。本发明的具体技术方案为 一种重质油轻质化工艺，其具体歩骤为将重质 油抽入预热罐(1)中预热，将预热后的重质油泵入超声波聚能反应装置(2)中 超声辐射处理，再将超声辐射处理后的减压渣油泵入减压渣油储罐(3);其中所 述的超声波聚能反应装置为球形或柱形。其中所述的超声波聚能反应装置包括超声波发生器和超声波换能器；换能器 在球面或柱面上呈均匀对称分布。超声波换能器为磁致伸縮或压电陶瓷换能器， 超声换能器为单个或多个阵列。本发明中减压渣油经过超声处理20 60min，超声波频率为10 40kHz，超 声波声强为1 40w/cm2。均应根据减压渣油性质而变，声功率根据处理量不同 而变。超声波在处理装置中发生声能聚焦是本技术的关键。本发明的技术工艺路线如图l所示。包括预热罐(1)、超声反应装置(2)、 渣油储藏罐(3)三个单元。其具体步骤为将减压渣油抽入预热罐(1)中预热， 然后将渣油通过超声处理装置入口 (6)泵入超声反应装置(2)中进行超声辐射， 处理后的渣油通过超声反应装置出口 (7)进入储藏罐(3)中。其中上述的超声反应装置如图2、图3、图4和图5所示。其中图2和图3 分别为超声球形反应装置的剖面图和侧视图；图4和图5分别为超声柱形反应装 置的剖面图和俯视图。其中(8)为超声波反应装置的单头换能器或换能器阵列，换能器在球面或柱面上呈均匀对称分布，以便声能更好的聚焦到球心或轴线区 域。经超声波聚能反应装置(2)处理后的重质油可再经预热和超声辐射循环处 理，循环处理的次数为1 3次。 有益效果1、 本发明利用超声球形或柱形反应器的径向振动使声能在处理器中发 生聚焦，使声强在球形的球心或柱形的轴线区域得到最大，會旨{吏减压渣油中长链石蜡分子、沥青质分子断裂，分子量减小，或使沥青质的非化学键缔合网络结 构中小分子烃得到释放，粘度降低，增加渣油轻组分。2、 本发明采用超声聚焦后，减压渣油可在常压和不投加任何药剂的情 况下发生部分裂解反应。3、 本发明操作简单，设备要求低，易于实施，具有较高的经济价值。
图1为减压渣油轻质化处理流程图，其中A —抽入减压渣油；B —减压渣油 回流处理，C一后续处理；l一预热罐；2 —超声聚能处理装置；3 —减压渣油储 罐。图2为超声球形处理装置剖面图，其中6 —减压渣油入口； 7 —减压渣油出 口； 8 —超声波单头换能器或换能器阵列。图3为超声球形处理装置侧视图。图4为超声柱形处理装置剖面图。图5为超声柱形处理装置俯视图。 具体实施例实施例1超声波频率10kHz，发生器输出电压为250v。取样减压渣油40'C时粘度为 10200 mPa.s，在超声波球形处理装置中(其中球中心声强约为3.7w/cm2)，对减 压渣油进行超声处理20min后，测得处理后渣油在40'C时的粘度为7800 mPa-s， 相对于取样渣油的原始粘度而言，粘度下降23.5%。实施例2超声波频率20 kHz,发生器输出电压为250v。取样减压渣油4(TC时粘度为8200 mP&s，在超声波柱形处理装置中(其中柱中心轴线声强约为8.4w/cm2)， 对减压渣油进行超声处理50min后，测得处理后渣油在4CTC时的粘度为 6000mPa's，相对于取样渣油的原始粘度而言，粘度下降26.8%。在真空lOmmHg下，测得50(rc前的轻组分增加了 i%，凝点下降rc。实施例3超声波频率28kHz，发生器输出电压为250v。取样减压渣油4(TC时粘度为 8600 mPa's，在超声波柱形处理装置中(其中柱中心轴线声强约为9.2w/cm2)， 对减压渣油进行超声处理lh后，测得处理后渣油在4(TC时的粘度为6550mPa-s， 相对于取样渣油的原始粘度而言，粘度下降23.8%。在真空lOmmHg下，测得5ocrc前的轻组分增加了 1%左右，凝点下降rc左右。
权利要求
1、一种重质油轻质化工艺，其具体步骤为将重质油抽入预热罐(1)中预热，将预热后的重质油泵入超声波聚能反应装置(2)中超声辐射处理，再将超声辐射处理后的减压渣油泵入减压渣油储罐(3)；其中所述的超声波聚能反应装置为球形或柱形。
2、 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于经超声波聚能反应装置(2)后的重质油再经预热和超声辐射循环处理，循环处理的次数为1 3次。
3、 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于超声波聚能反应装置包括超声波发 生器和超声波换能器；换能器在球面或柱面上呈对称分布。
4、 根据权利要求2所述的工艺，其特征在于超声换能器为单个或多个阵列。
5、 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于减压渣油经过超声处理20 60min， 超声波频率为10 40kHz，超声波声强为1 40w/cm2。
全文摘要
本发明涉及一种重质油轻质化方法，尤其是涉及一种减压渣油降粘轻质化的超声波处理方法。其具体步骤为将重质油抽入预热罐(1)中预热，再经超声波聚能反应装置(2)中超声辐射处理，泵入减压渣油储罐(3)。经过处理后的减压渣油粘度明显大幅度下降，同时有少量轻组分增加。本发明采用超声聚焦后，减压渣油可在常压和不投加任何药剂的情况下发生部分裂解反应。本发明操作简单，设备要求低，易于实施，具有较高的经济价值。
文档编号C10G32/00GK101240187SQ20081001970
公开日2008年8月13日 申请日期2008年3月12日 优先权日2008年3月12日
发明者仲伟华, 叶国祥, 吕效平, 孟书凤, 张春方, 阳 焦, 王爱祥, 钱志刚, 韩萍芳 申请人:南京工业大学