劣质重油加工兼产合成气的方法
【专利摘要】本发明提供一种劣质重油加工兼产合成气的方法，其中，劣质重油原料和接触剂接触进行反应，并将反应生成的油气和待生剂分离；使待生剂与含氧气体逆流接触发生烧炭反应，使待生剂上升至气化反应所需温度，得到半再生剂；半再生剂与水蒸气接触发生气化反应，生成合成气和再生剂。本发明在对劣质重油原料进行高效轻质化加工的同时，有效利用加工过程生成的焦炭，并提高生成合成气的产率。
【专利说明】劣质重油加工兼产合成气的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种劣质重油加工兼产合成气的方法，属于石油加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 随着世界经济快速发展和对石油需求的不断增长，常规石油储量日益减少，劣质 重油作为一种非常规石油资源将成为21世纪重要的能源资源之一。但是，劣质重油一方 面受到自身性质和环保法规的限制不能直接用作燃料油及道路浙青，另一方面由于残炭值 大、金属含量高，采用诸如渣油加氢技术、延迟焦化、溶剂脱浙青等传统技术加工存在许多 问题。因此，需要对劣质重油进行脱碳、脱重金属改质，从而为下游工艺提供相对清洁的原 料。
[0003] 在劣质重油改质加工过程中，由于劣质重油残炭值高，导致改质过程中焦炭产率 高，可考虑将富余的焦炭转化为有较高附加值的合成气（〇)和!1 2)，以充分利用富余的焦炭， 同时廉价地生产合成气。
[0004] 美国Exxon公司在专利USP 4213848中公开了一种灵活焦化工艺，在劣质重油加 工兼产合成气方面做出了开创性的工作。该工艺中以焦炭颗粒作为载体，承担在反应器与 气化器间的传质传热作用。具体为：重油原料与焦炭颗粒在反应器内，在接触反应条件下进 行反应，将反应得到的油气和焦炭颗粒分离，反应器中生成的焦炭颗粒进入气化器中，空气 与焦炭颗粒在高温下（760-1093°C )反应产生空气煤气。虽然此过程解决了焦炭的利用问 题，但采用空气进行烧焦产生大量的低热值的空气煤气；同时由于焦炭颗粒实际上不存在 裂化活性，只是作为传质、传热载体在反应器与气化器之间循环，在上述焦化工艺中，劣质 重油在焦炭颗粒上主要发生热裂化反应，故产物中干气量较大，焦炭产率较高，而且焦炭颗 粒容易团结成大块焦状物和破碎成细焦粉，导致装置非正常停工的可能性增大。
[0005] 借鉴流化焦化工艺技术，利用廉价的惰性固体催化微球颗粒代替焦炭颗粒进行重 油的脱碳、脱重金属及脱浙青质改质的技术被提出。专利申请CN1504404A公开了一种炼油 与气化相结合的工艺方法，该方法包括以下步骤：（1)石油烃与焦炭转移剂在反应器内接 触、反应；（2)分离所生成的反应油气和反应后积炭的焦炭转移剂，反应油气送入后续烃类 产品分离系统，积炭的焦炭转移剂经汽提后送至气化炉；（3)在气化炉内，焦炭与水蒸气和 含氧气体在气化条件下接触，以生产合成气体，同时使积炭的焦炭转移剂得到再生；(4)经 步骤（3)再生后的焦炭转移剂返回步骤（1)所述的反应器热循环使用。然而该方法中，部 分气化生成的合成气可能会与反应物中的氧气发生反应而被消耗，从而使获得的合成气产 率降低。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种劣质重油加工兼产合成气的方法，在对劣质重油原料进行高效轻 质化加工的同时,有效利用加工过程生成的焦炭,并提高生成合成气的产率。
[0007] 本发明提供一种劣质重油加工兼产合成气的方法，其中，
[0008] 劣质重油原料和接触剂接触进行反应，并将反应生成的油气和待生剂分离；
[0009] 使所述待生剂与含氧气体逆流接触发生烧炭反应，并使所述待生剂的温度上升至 气化反应所需温度，得到半再生剂；
[0010] 使所述半再生剂与水蒸气接触发生气化反应，收集气化产物和再生剂。
[0011] 进一步地，所述劣质重油原料为减压渣油、重油残渣、脱油浙青，油砂浙青、焦油、 页岩油、煤液化残渣油的一种或几种。
[0012] 进一步地，所述劣质重油原料和接触剂接触进行反应的重时空速为5-4011'剂油 比为4-12。
[0013] 进一步地，所述接触剂为含硅铝材料成分的微球，微反活性指数为5-40,比表面积 在 40_220m2 · g4,孔径 5_60nm，堆密度 0. 7-1. 50g · cnT3,骨架密度 1. 8-2. 8g · cnT3,磨损指 数小于2. 0%。
[0014] 进一步地，所述烧炭反应的反应时间为10-600S，氧气体积浓度为2-30%。
[0015] 进一步地，所述烧炭反应的反应时间为60-900S，水蒸气的线速度为0. 2-lm/s。
[0016] 进一步地，所述劣质重油原料和接触剂接触进行反应的反应器为流态化组合反应 器，所述流态化组合反应器下部为提升管，上部串联快速流化床反应器。
[0017] 进一步地，所述提升管反应器长度小于所述流态化组合反应器总长度的60 %。
[0018] 进一步地，所述烧炭反应或气化反应的反应器选自提升管反应器、流化床反应器、 移动床反应器或其中的两种以上组合而成的反应器。
[0019] 进一步地，将经气化反应得到的再生剂作为接触剂重新与劣质重油原料接触进行 反应。
[0020] 本发明方案的实施，至少具有以下优势：
[0021] 1、本发明所提供的方法结合了劣质重油加工和过程焦炭高效利用两个方面，一方 面以劣质重油为原料，经过加工后能够保持较高的液体收率，金属脱除率、浙青质脱除率和 残炭脱除率的指标先进，可以为下游工艺提供更多轻质化原料；另一方面，在待生剂再生过 程中，使其上沉积的焦炭转化有效为附加值较高的合成气，整个过程经济、高效。
[0022] 2、本发明采用了两步再生的方法，避免气化生成的合成气与反应物中的氧气发生 反应而被消耗，从而提高了获得的合成气产率。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1为本发明实施例中劣质重油加工兼产合成气的方法的流程示意图。
[0024] 附图标记说明
[0025]
【权利要求】
1. 一种劣质重油加工兼产合成气的方法，其中， 劣质重油原料和接触剂接触进行反应，并将反应生成的油气和待生剂分离； 使所述待生剂与含氧气体逆流接触发生烧炭反应，并使所述待生剂的温度上升至气化 反应所需温度，得到半再生剂； 使所述半再生剂与水蒸气接触发生气化反应，收集气化产物和再生剂。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述劣质重油原料为减压渣油、重油残渣、脱油 浙青，油砂浙青、焦油、页岩油、煤液化残渣油的一种或几种。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述劣质重油原料和接触剂接触进行反应的重 时空速为5-401^,剂油比为4-12。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述接触剂为含硅铝材料成分的微球，微反活性 指数为5-40,比表面积在40-220m2 ? g-1，孔径5-60nm，堆密度0. 7-1. 50g ? cnT3,骨架密度 1. 8-2. 8g ? cnT3,磨损指数小于 2. 0%。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述烧炭反应的反应时间为10-600S，氧气体积 浓度为2-30%。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述烧炭反应的反应时间为60-900S，水蒸气的 线速度为〇. 2-lm/s。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述劣质重油原料和接触剂接触进行反应的反 应器为流态化组合反应器，所述流态化组合反应器下部为提升管，上部串联快速流化床反 应器。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述提升管反应器长度小于所述流态化组合反 应器总长度的60%。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述烧炭反应或气化反应的反应器选自提升管 反应器、流化床反应器、移动床反应器或其中的两种以上组合而成的反应器。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中，将经气化反应得到的再生剂作为接触剂重新与 劣质重油原料接触进行反应。
【文档编号】C10G29/00GK104371756SQ201410642390
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】王刚, 高金森, 申宝剑, 徐春明 申请人:中国石油大学(北京)