[发明专利]水热共处理甘油和重油同时得到乳酸和轻质化油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废物资源化技术和能源领域，尤其是涉及一种水热共处理甘油和重油同时得到乳酸和轻质化油的方法。

背景技术

地球上石油等化石资源是地面上有机废物缓慢沉降到地下，在地下高温高压环境以及微生物的作用下经过漫长的地质年代而逐渐形成的。从自然界碳循环的角度来看，人类过度开采使用化石能源打破了漫长地质年代形成的碳循环平衡，从而引发了一系列由于气候异常而带来的自然灾害。因此，为了节约资源和改善环境，人类必须节约利用现有的化石资源、开发新能源，以及将地面上的有机物质快速转化成资源，从而达到人类社会的可持续发展。

目前，石油仍是人类社会发展不可替代的能源之一，随着原油的重质化和对轻质油需求的增长，发展重油的深度转化、增加轻质油产量将是炼油行业主要的发展方向之一。已开发的重油处理技术包括：延迟焦化技术、催化裂化技术、溶剂脱沥青技术、减粘裂化技术和重油加氢技术等方法或其组合工艺。这些工艺技术具有各自不同的优缺点，但从炼制高品质油品的角度来看，重油加氢工艺已成为重油轻质化的重要发展方向。

生物柴油是近年来人们开发的一种可以替代石化能源的可再生清洁燃料，作为一种清洁、可再生的能源，受到世界各国的普遍重视。近年来，在包括我国在内的世界范围内生物柴油的产量快速上升。随着生物柴油产量的迅速增加，占生物柴油产量10％的副产物甘油的产量也快速增加。因此，开发合理的环境友好的新型技术将生物柴油的副产物甘油转化高附加值的产品已经变的尤其重要。虽然目前可以通过化学催化或者生物发酵等方法将生物柴油副产物甘油资源化，但是化学催化方法必须使用贵金属或者金属氧化物作为催化剂，而生物发酵方法的周期较长。

近年来，水热技术以其独特的优点，作为反应媒介在许多领域得到研究和应用。已有研究表明，利用水热技术可高效、快速地将甘油直接转化为乳酸，同时产生氢气。因此，本专利提出一种水热共处理甘油和重油同时得到乳酸和轻质化油的方法，在甘油水热转化为乳酸的同时，利用这个转化过程中产生的氢将重油轻质化，同时得到乳酸和重油的轻质化产品。

水热技术在重油改质方面的应用，中国专利CN 200610026906.6公开了一种超临界水改质减压渣油制备轻质油的方法，该方法与热裂化相比基本避免了重油的结焦反应，但由于反应体系中氢分压较低，对其它劣质重油的处理，效果仍不理想。中国专利CN 200810228351.2公开了一种在供氢溶剂的超临界或亚临界条件下改质重油的方法，由于使用供氢溶剂，生产成本较高，降低了该方法实际应用的可行性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种轻质化重油、节能、环保的水热共处理甘油和重油同时得到乳酸和轻质化油的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

水热共处理甘油和重油同时得到乳酸和轻质化油的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将甘油溶于碱的水溶液中，然后将溶有甘油的碱溶液和重油按1∶1～1∶10的体积比混合得到混合反应物，并经预热器对其进行预热；

(2)预热后的混合反应物送入水热反应器中，控制温度为200～350℃，压力为2～25MPa，处理0.3～6h；

(3)对处理后的产物经换热器换热降温后进行气、水和油三相分离，气体组分中主要含氢气，进行吸附回收利用；

(4)采用水油分离器进行水相和油相的分离，得到产物乳酸盐溶液；

(5)油相组分经换热器预热后进入分馏塔处理，不同馏分经换热器冷却后得到重油的轻质化产物。

所述的甘油为工业纯的甘油或生物柴油生产的副产物甘油。

所述的碱为氨水、Ca(OH)₂、NaOH或KOH。

所述的碱的水溶液中，碱的浓度为0.1～20wt％，甘油的浓度为1～70wt％。

所述的重油为重质原(稠)油、油砂、油母页岩或渣油中的一种或几种。

步骤(1)中所述的预热器的温度为100～200℃，该预热器采用步骤(5)中分馏时产生的余热。

所述的水热反应器为高压釜式反应器或连续流管式反应器。

所述的氢气采用变压吸附法进行吸附回收利用。

所述的水油分离器为重力式水油分离器。

步骤(5)中油相进入分馏塔前的预加热采用步骤(2)中水热反应器产生的余热。