[发明专利]一种化学链循环部分氧化重油加工方法

说明书

本发明提供一种化学链循环部分氧化重油加工方法，通过载氧体释放晶格氧等活性氧对重油进行部分氧化生产轻质油，反应后的载氧体用空气或水蒸气进行处理以实现活性氧的再生。再生后的载氧体可循环，再次释放活性氧与重油发生部分氧化。该化学链部分氧化重油加工方法避免了气态氧与重油的直接接触，减少了空分制氧设备。该发明可高效、绿色利用重油资源生产轻质油品。

技术领域

本发明属于一种重油加工方法。更准确地说，是一种将化学链部分氧化应用于重油加工提质生产轻质油的方法。

背景技术

随着原油重质化和劣质化的逐渐加剧、市场对轻质油品需求的不断增加和环保法规的日益严格，如何将重油高效、清洁转化成优质燃料或化学品已成为炼油行业所面临的重要挑战。通过增加氢碳比，将重油加工成含氢较高的轻质油产品是目前重油加工的主要目的。传统的重油加工方法可分为加氢、脱碳两种技术路线。由于重油一般具有高硫氮含量、高镍钒含量、高残碳、高粘度、高胶质和沥青含量、H/C原子比低等特点，采用传统的重油加工工艺存在着不同的问题。加氢工艺存在投资费用和操作成本高、氢气的来源等问题。延迟焦化存在液体产物收率低、焦炭产率高和高硫石油焦的有效利用问题。因此有必要开发其它重油加工工艺以实现重油的清洁、高效利用。

部分氧化是一种深度转化重油生产轻质油的新方法。重油部分氧化工艺通过引入氧化剂以实现重油分子的深度转化，获得高产率轻质汽油、柴油等。氧化剂主要包含有水、过氧化氢、氧气等。Shvets等发现在重油裂化过程中引入氧气能够明显提高轻质油收率，当分别选用常压和减压渣油为原料时，轻质油的收率分别为60％和36％(Shvets V F,Sapunov V N,Kozlovskiy R A,et al.Cracking of heavy oil residues in acontinuous flow reactor,initiated by atmospheric oxygen[J].ChemicalEngineering Journal,2017；329:275-282)。然而当选用上述液体或气体氧化剂时，存在着氧化剂不能重复利用、纯氧的制备需要额外的空分设备和部分氧化重油连续操作困难等问题。

发明内容

针对现有重油部分氧化工艺存在的氧化剂不能重复利用、纯氧的制备需要额外的空分设备和部分氧化重油连续操作困难等问题，本发明提供了一种化学链部分氧化重油的方法：利用固体载氧体存储的活性氧(晶格氧等)与重油发生部分氧化生产轻质油，被氧化的载氧体通过空气或水蒸气反应实现再生，再生后的载氧体可再次释放氧与重油发生部分氧化。

本发明采用如下技术方案，一种化学链循环部分氧化重油加工方法，包括以下步骤：

S1.重油进入部分氧化单元与载氧体进行部分氧化反应，得部分氧化产物和还原态载氧体，氧化条件为：反应温度400～600℃，载氧体与重油的质量比为(0.1～20)：1，溶剂与重油的原料比为(0～10)：1，反应时间0.5～5小时；

S2.还原态的载氧体与空气或水蒸气在再生单元中400～700℃下反应实现载氧体再生，再生后的载氧体与重油进行部分氧化反应。

优选的，所述的载氧体是以Fe₂O₃为主要活性成分，掺杂0-30mol％的Al、Zr、Mn、Ce、Zn、Ca中的一种或两种以上的金属盐。

上述载氧体主要活性成分的制备方法为：以Fe、Al、Zr、Mn、Ce、Zn、Ca中的一种或两种以上的金属盐为前驱体，以氨水或氢氧化钠为沉淀剂，调节pH值在7～12，在25～80℃沉积沉淀反应2～24小时，经过滤洗涤，在100～150℃干燥，400～800℃焙烧2～10小时。

所述的部分氧化产物包括气体、汽油馏分、柴油馏分、真空瓦斯油馏分和部分未转化的重油。