专利名称：用石油沥青裂解制造有机轻组分气体的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明属于石油化工技术领域，特别涉及用石油沥青制取石油液化气和石蜡的技术和设备。
石油沥青是石油精炼过程中的最后产品，其成分分子量很大，里面的轻组分已全部提出。对于沥青的利用目前仅限于做建筑材料或用于修公路，其使用价值很低。能否将沥青这种石油中的重组分转变为轻组分(如丙烷、丁烷、戊烷和其它烯烃等)，提高该产品的使用价值这个问题，在报刊上虽有所报导，但其具体方法从未见报导过。
本发明的目的是提供一种能将石油沥青中的大部分有机重组分物质裂解转变为有机轻组分物质-易挥发气体(如丙烷、丁烷、戊烷和其它烯烃等)，利用沥青这种低级石油原料，制造石油液化气(或高级有机气体)和石蜡的方法和设备，提高这种低级石油原料的使用价值和经济价值。
本发明采用的方法是将沥青置于温度350～1000℃的反应炉中，用生石灰、纯碱两种化工原料为催化剂，其比例为沥青∶生石灰∶纯碱＝1∶0～0.15∶0～0.02(均为重量比)，将催化剂同沥青充分混匀，此裂解反应即可进行，反应气体中含有大量的石蜡，经冷却过滤可将反应气体中的轻组分气体和石蜡分离。轻组分气体再经冷却压缩而成为液体，它的组成同液化石油裂化气的组成极为相似，它可以作为民用燃料或者将它进一步提纯成为单组分的高级有机化工原料。
图1为本发明方法的工艺流程示意图。石油沥青在温度350～1000℃和催化剂(生石灰、纯碱)存在等条件作用下，裂解反应成为石蜡混合气，石蜡混合气经冷却过滤，可将石蜡同有机轻组分气体分离，轻组分气体为便于保存和运输，可采用冷却压缩的手段将其液化。也还可进一步将这种液化气体提纯为高级有机化工原料。催化剂(生石灰、纯碱)的用量随着温度的升高而减少，一般在温度为650℃以上时，可将催化剂(生石灰、纯碱)取消掉，此反应仍可持续反应，直到反应结束。裂解反应后的残渣是整个反应结束后的固体废物，它可用来填路或用于做建筑玉制板的填料。
该工艺流程简单，容易控制和掌握，也容易实施，轻组分气体和石蜡的转化率高(大约70%以上为气体，10%以上成为石蜡)其经济效益和社会效益显著，为提高石油沥青使用价值找到了一条很好的利用途径。
图2为本发明的设备示意图。该设备包含有制气系统、冷却分离系统和冷却压缩液化系统等三部分。制气系统由反应塔(1)、加热炉(2)、气压表(3)等三部分构成。在反应塔(1)上设有进料口(4)、残渣出口(7)和石蜡混合气管(6)。在石蜡混合气管(6)上安装有一个气阀(5)，起到一个截止或开通石蜡混合气的作用。在加热炉(2)上设有烟筒(8)和燃料入口(9)。将已按比例混匀后的石油沥青和催化剂(生石灰和纯碱)(或在高温下不要催化剂)从进料口(4)倒入到反应塔(1)中，加热炉(2)对反应塔(1)进行缓慢升温，当升至反应控制温度时则停止升温，维持恒温反应，此时沥青开始熔融裂解，在进料口(4)未封闭时可看到白烟冒出，这个白烟就是石蜡混合气，这时就应封闭反应塔(1)，随着反应的进行，气压表(3)上的压力开始上升，石蜡混合气便通过石蜡混合气管(6)进入冷却分离系统。
冷却分离系统由冷却分离塔(11)，吸热介质(14)、石蜡吸收过滤介质(15)等三部分组成。冷却分离塔(11)是供吸热介质(14)和石蜡吸收过滤介质(15)降温分离石蜡的场所。吸热介质(14)可用水和风均可。石蜡吸收过滤介质(15)可采用沸石、塑料、陶瓷等填料均可。如一级冷却分离达不到要求，可采用多级冷却分离就可达到要求。在冷却分离塔(11)上设有进气口(10)、出气口(12)、排蜡口(13)。
冷却压缩液化系统由制冷机(16)、液化泵(17)、贮液罐(18)等三部分构成。制冷机(16)是对裂解出来的轻组分气体进行降温，使之达到冷凝临界温度，以便液化泵(17)能对它进行压缩液化。贮液罐(18)是用于贮存轻组分气体液体的，它上面设有液体进口(19)和液体出口(20)。
图1也可作为本发明方法的实施例流程示意图。温度控制在400℃左右、沥青∶生石灰∶纯碱的比例选择为1∶0.10∶0.015。冷却过滤的介质采用水。冷却压缩采用氨冷冻机的形式即可。
图2也可作为本发明设备的实施例示意图。加热炉(2)里面采用煤作燃料，吸热介质(14)选用水，石蜡吸收过滤介质(15)选用陶瓷填料。制冷机(16)选择氨冷冻机，液化泵(17)选择活塞式的空压机即可。
该设备具有结构简单，易于控制掌握，能耗低，是该发明方法的最理想的配套设备。
权利要求
1.一种用石油沥青裂解制造有机轻组分气体的方法，其特征是将沥青置于温度在350～1000℃的反应炉中，用生石灰、纯碱两种化工原料为催化剂，其比例为沥青∶生石灰∶纯碱=1∶0～0.15∶0～0.02(重量比)，进行裂解反应制取有机轻组分气体和石蜡。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是裂解反应制取有机轻组分气体和石蜡的流程分为三步。第一步为裂解反应;第二步为冷却过滤;第三步为冷却压缩。
3.根据权利要求1、2所述的方法，裂解反应过程中的催化剂(生石灰、纯碱)的用量随着温度的升高而减少，温度在650℃以上时，可将催化剂(生石灰、石蜡)取消掉。
4.一种用石油沥青裂解制造有机轻组分气体的设备，其特征是该设备包含有制气系统、冷却分离系统和冷却压缩液化系统等三部分。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征是制气系统由反应塔(1)、加热炉(2)、气压表(3)等三部分构成。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征是冷却分离系统由冷却分离塔(11)、吸热介质(14)和石蜡吸收过滤介质(15)等三部分构成。
7.根据权利要求4所述的设备，其特征是冷却压缩液化系统由制冷机(16)、液化泵(17)、贮液罐(18)等三部分构成。
8.根据权利要求4、5所述的设备，其特征是反应塔(1)上设有进料口(4)、残渣出口(7)和石蜡混合气管(6)。
9.根据权利要求4、6所述的设备，其特征是吸热介质(14)可用水和风，石蜡吸收过滤介质(15)可采用沸石、塑料、陶瓷等填料。
10.根据权利要求4、7所述的设备，其特征是贮液罐(18)上设有液体进口(19)的液体出口(20)。
全文摘要
本发明属于石油化工技术领域，特别涉及用石油沥青制取有机轻组分气体的技术和设备。这种有机轻组分气体的组分同石油液化气组分相似，因而它可作为燃料，又可作为有机化工原料。该发明的方法是将沥青置于温度在350-1000℃的反应炉中，以生石灰、纯碱两种化工原料为催化剂使石油沥青裂解为有机轻组分气体和石蜡。该发明的设备含有制气系统、冷却分离系统和冷却压缩液化系统三部分。
文档编号C10G73/02GK1048882SQ8910606
公开日1991年1月30日 申请日期1989年7月17日 优先权日1989年7月17日
发明者李明海 申请人:李明海