和加氢轻质化反应单元。
15. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括重质原料前置处 理单元和产物后置处理单元。
16. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在催化浆料制备单元和 加氢轻质化反应单元中，优选在催化流体制备单元、催化浆料制备单元和加氢轻质化反应 单元中于脱水或无水环境下进行，更优选地所述方法全程在脱水或无水环境下完成。
17. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述的催化流体包含或由下列组 分组成：多组分的溶剂、含有两种或两种以上的金属元素的多元金属化合物、络合剂和任选 的络合助剂，其中所述金属元素在催化流体中的总含量为所述催化流体的〇. 〇5wt%-5.Owt% 并且所述多元金属化合物与络合剂形成络合物或螯合物。
18. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述金属元素选自元素周期表的 IA族到VA族、IB族到VIIB族和VIII族以及镧系稀土元素。
19. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述金属元素选自铁、镍、钥、铜、 锌、锡、铝、钨、锰、钛、钒、铬、钴、金、镉、汞、铈以及镧系稀土元素，优选选自铁、镍、钥、钨、 钛、锌、铝以及镧系稀土元素，特别是选自铁、镍、铝、钛以及镧系稀土元素。
20. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述多元金属化合物是无机盐和 /或有机盐，优选盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、羧酸盐、C1-C18的脂族酸盐和/或C6-C2tl的 芳族酸盐。
21. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述多元金属化合物以离子状 态、分子状态、络合状态、多分子聚合状态溶解或分散于所述溶剂中。
22. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述溶剂具有的平均芳化率 fa彡0. 60、密度彡0. 95g/cm3和范氏粘度彡5MPa?s(50°C)，其中溶剂中的有机杂原子N、 S、0的总含量彡8.Owt%。
23. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述溶剂包含MO重量％的中性 组分，5重量％~25重量％的酸性组分，5重量％~25重量％的碱性组分以及5重量％~ 15重量％的尚子液体。
24. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，对所述重质原料催化浆料进行催 化和供氢时所述的加氢反应条件为：反应压力5MPa-30MPa和反应温度380°C_520°C。
25. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述的重质原料催化浆料为油基 重质原料催化浆料，对其进行催化和供氢时的加氢反应条件为：反应压力8.OMPa-18.OMPa 和反应温度380°C_470°C。
26. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述的重质原料催化浆 料为煤基重质原料催化浆料，对其进行催化和供氢时的加氢反应条件为：反应压力 12.OMPa-18.OMPa和反应温度 400°C_470°C。
27. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述的重质原料是油基原料，其 选自API°彡25的重质原油、加工重油、煤焦油、生物垃圾油脂等以及它们的混合油品，其 中彡350°C的馏分含量>90wt%。
28. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述的重质原料是煤基原料，其 选自成熟度R°彡0.85、如R°彡0.75的腐泥煤与以镜质组含量30~70wt%的腐植煤以及 它们的不同煤质的混合煤。
29. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的重质原料是生物基原料，其选自含 氢量> 6. 5wt%、含氧量< 30%的高热值有机生物质。
30. 如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述的重质原料是混合基原料， 其为如权利要求25所述的油基、如权利要求26所述的煤基、如权利要求27所述的生物基 的三类重质原料的任意混合物。
31. -种用于实施如上述权利要求任一项所述的方法的装置，该装置至少依次包括以 下三个工艺单元：催化流体制备单元、催化浆料制备单元和加氢轻质化反应单元。
32. 如权利要求31所述的装置，其中在催化浆料制备单元和加氢轻质化反应单元中分 别进行使用催化流体对重质原料进行溶解、分散和/或稀释并再经处理制得重质原料催化 浆料的步骤和在加氢反应条件下对所述重质原料催化浆料进行催化和供氢的步骤。
33. 如前述权利要求任一项所述的装置，所述装置依次包括至少五个工艺单元，即重质 原料前置处理单元、催化流体制备单元、催化浆料制备单元、加氢轻质化反应单元、产物后 置处理单元，从而制取例如< 350°C的轻质化馏分油与裂解气。
34. 如前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，在所述的加氢轻质化反应单元中 包括加氢反应器，该反应器选自管式反应器、还空反应器、全返混环流反应器、滴流床反应 器、逆向对流式反应器、浆液床反应器、悬浮床反应器或者井下反应器中的一种或几种。
35. 如前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述加氢反应器是设置于井下的 反应器。
36. -种催化流体，其特征在于，所述的催化流体包含或由下列组分组成：多组分的溶 齐U、含有两种或两种以上的金属元素的多元金属化合物、络合剂和任选的络合助剂，其中所 述金属元素在催化流体中的总含量为所述催化流体的〇. 〇5wt%-5.Owt%并且所述多元金属 化合物与络合剂形成络合物或螯合物。
37. 如权利要求36所述的催化流体，其特征在于，所述金属元素选自铁、镍、钥、铜、锌、 锡、错、鹤、猛、钦、钥；、络、钻、金、铺、萊、铺以及綱系稀土兀素，优选选自铁、镇、钥、鹤、钦、 锌、铝以及镧系稀土元素，特别是选自铁、镍、铝、钛以及镧系稀土元素。
38. 如前述权利要求任一项所述的催化流体，其特征在于，以多元金属化合物的所有 金属元素的重量计，铁、错和/或钛元素(优选铁元素）含量为>50wt%、优选>65wt%、特别是 >70wt%和例如70wt-80wt%,并且镧系稀土元素的含量为基于所有金属元素的重量计0~ 5wt%、优选0? 1~3wt%、更优选0? 1~lwt%和特别是0? 2~0? 5wt%。
39. 如前述权利要求任一项所述的催化流体，其特征在于，所述溶剂具有的平均芳化率 fa彡0. 60、密度彡0. 95g/cm3和范氏粘度彡5MPa?s(50°C)，其中溶剂中的有机杂原子N、 S、0的总含量彡8.Owt%。
40. 如前述权利要求任一项所述的催化流体，其特征在于，所述溶剂包含MO重量％的 中性组分，5重量％~25重量％的酸性组分，5重量％~25重量％的碱性组分以及5重 量％~15重量％的尚子液体。
41. 如权利要求40所述的催化流体，其特征在于，所述酸性组分是选自苯酚、C3-C4烷 基酚、萘酚和茚酚、高酚油等中的一种或多种，优选两种或更多种。
42. 如权利要求40所述的催化流体，其特征在于，所述碱性组分是选自苯胺类、喹啉 类、吲哚、吡啶、吖啶等氮杂环化合物等中的一种或多种，优选两种或更多种。
43. 如权利要求40所述的催化流体，其特征在于，所述离子液体是选自咪唑盐类、吡啶 盐类、季铵盐类和季膦盐类等中的一种或多种，优选两种或更多种。
44. 如权利要求40所述的催化流体，其特征在于，所述中性组分是选自含重质芳烃含 量> 50wt%的重质芳烃类油、多环芳烃、部分或全部氢化的多环芳烃类油等中的一种或多 种，优选两种或更多种。
45. 如权利要求40所述的催化流体，其特征在于，在所述的溶剂中包含重质芳烃类油、 优选占溶剂总量的60wt%-90wt%的重质芳烃类油作为溶剂的基础溶剂油。
46. 如前述权利要求任一项所述的催化流体，其特征在于，所述络合剂选自包含杂原子 如N、0或S的杂环化合物(例如具有6-40个或6-30个碳原子的）且其可以被任选取代(如 羟基或巯基)，C1-C18的脂族醇、脂族胺、脂族羧酸和脂族磺酸且其各自可以被一个或多个羟 基、竣基或疏基取代，以及硫脈或硫脈衍生物。
47. 如权利要求46所述的催化流体，其特征在于，所述的络合剂选自以下这些的一种 或多种：1，10-邻二氮菲，EDTA，二巯基丙醇，二巯基丙烷磺酸钠，巯基乙胺，巯基乙酸，硫 脲，8-羟基喹啉。
48. 如前述权利要求任一项所述的催化流体，其特征在于，所述络合助剂为选自氰化 物，柠檬酸，酒石酸，草酸，磺基水杨酸，三乙醇胺、醇钠、甲基硅醇钠、NaOH、KOH的一种或几 种。
49. 一种重质原料催化浆料，其特征在于，其由如权利要求36至48任一项所述的 催化流体对重质原料进行溶解、分散和/或稀释，并再经处理后制得，其具有范氏粘度 彡2000MPa ? s (80°C)、静切应力彡35MPa ? HT2 (80°C)和工业稳定比彡0? 80。
50. 如权利要求49所述的催化浆料，其特征在于，该浆料是在胶体尺度上均相稳定的。
51. 如权利要求49或50所述的催化浆料，其特征在于，在所述的催化浆料中，油基重质 原料与催化流体的混合比例为40~70wt% :60~30wt%，粉体煤基或生物基重质原料与催 化流体的混合比例为30~55wt% :70~45wt%，或者混合基重质原料与催化流体的混合比 例为 40 ~70wt% :60 ~30wt%。
【专利摘要】本发明涉及一种通用型重质原料催化浆料加氢轻质化的方法以及实施该方法的装置，此外还涉及适用于该方法的一种催化流体和由此制得的重质原料催化浆料。所述的重质原料可以是油基、煤基、生物基及其混合基重质原料。
【IPC分类】C10G47-02, C10G1-06
【公开号】CN104789252
【申请号】CN201410028794
【发明人】金军
【申请人】北京金菲特能源科技有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年1月21日