[发明专利]一种提高重油品质和轻油产率的方法

说明书

本发明提供了一种提高重油品质和轻油产率的方法，属于能源化工技术领域。该方法利用Ni基催化剂同时催化甲烷重整和重油裂解的特点，将富甲烷气体和重油(或富重油油品)同时在Ni基催化剂上进行反应，实现耦合提质，达到同时提高轻油含量和轻油产率的目的。该方法解决了传统重油轻质化过程中油产率显著降低和轻质油品产率提高有限等问题，对提高重油品质、解决由于重质组分含量高而引起的系统堵塞等问题具有重要意义，也为甲烷综合利用提供了新的途径。

技术领域

本发明涉及一种提高重油品质和轻油产率的方法和应用，属于能源技术领域。

背景技术

重油具有粘度大、难挥发等特点，因此在加工利用过程中存在易堵塞系统或者覆盖催化剂表面导致催化剂活性低、易失活等问题。热解是实现煤分级转化、清洁、高效利用的重要途径之一，除获得清洁煤气外，还可得到高热值半焦及富含多种化学品的煤焦油。但是，低温热解过程目前存在的主要问题之一是产生的焦油重质组分(沸点大于360℃)含量高，通常占到焦油组成的50％以上，这些重质组分给下游设备和操作带来一系列问题。如在管壁和过滤器处冷凝造成管路或设备阻塞、结垢和腐蚀；与热解粉尘混合致使气液分离单元堵塞和油尘分离困难，影响系统的长期运行稳定性，阻碍了热解技术的工业化应用。为实现焦油轻质化，研究者以Ni或炭材料为催化剂，在惰性气氛下进行焦油催化裂解，使轻质焦油含量提高，但是在焦油轻质化同时导致焦油总产率明显降低，轻质焦油产率没有明显提高或提高有限。中国发明专利CN103773425A公开了一种重油的加工方法，其公开了重油在接触裂化反应单元参与接触裂化反应，以劣质重油为原料，利用劣质重油中沉积在接触剂上的镍金属以及气化后进入变换单元产生的CO₂与富甲烷气体在干重整单元与含Ni的再生接触剂进行催化反应生成CO和H₂，但是此种方法是以CO和H₂的混合气为气氛进行重油裂化；并不能保证甲烷生成的活性物质直接与重油裂解形成的基团原位耦合，达到提高轻质油品的产率以及焦油总产率的目的。因此，本领域亟需一种高效简便的方法，提高重油品质和轻油产率。

发明内容

针对目前存在的问题，本发明利用Ni基催化剂可同时催化重油裂解和甲烷催化重整的特性，提供了一种提高重油品质和轻油产率(简称提质)的方法。本发明在提质反应装置中，将甲烷催化重整与重油催化裂解在Ni基催化剂上进行原位耦合，达到提高轻质油品含量和轻质油品产率的目的。

本发明采用的技术方案为：将用于甲烷催化重整的富甲烷气体和富含重油组分的油品从反应装置入口进入，在400-900℃下、Ni含量为0.1-30wt.％的Ni基催化剂上进行耦合提质，提质后的油品经冷阱冷却后收集。油品中的轻质组分(沸点小于360℃)的含量经模拟蒸馏分析后获得。

进一步的，本发明所述重油提质反应装置为固定床、流化床、气流床或移动床中的一种。

本发明所述的反应温度为500-750℃。

本发明所述甲烷催化重整包含甲烷二氧化碳重整、甲烷水蒸气重整或甲烷部分氧化。

进一步的，所述重油为煤原位热解焦油、煤焦油或常压渣油中一种或几种。

进一步的，所述的Ni基催化剂中的Ni含量为1～20wt.％。

本发明有益效果为：利用Ni基催化剂可同时催化甲烷重整和重油裂解的特点，借助甲烷重整过程中产生的富氢活性自由基来稳定重油催化裂解过程中产生的自由基，实现轻质油品含量和轻质油品产率的双重提高。该方法解决了传统重油轻质化过程中，在无外加氢条件下由于H/C原子比提高而导致总油产率显著降低和轻质油品产率提高有限的问题，对于解决目前由重油引起的系统堵塞和提高油品品质等工业应用具有重要意义，同时也为甲烷综合利用提供了新途径。

附图说明

图1为提高重油品质和轻油产率示意图；

图2为实施例和对比例中使用的固定床反应器示意图；