一种光催化辅助渣油热反应方法

摘要

本发明公开了一种光催化辅助渣油热反应方法，包括如下步骤：①将经过脱水前处理的渣油放入光化学高压反应釜内，加热搅拌；②在连续紫外光作用下，加热反应；③反应结束后，关闭光源，停止加热，循环水急速冷却反应器以阻止产品进一步反应，温度降至室温，除焦，过滤得液体产品。本发明方法是在传统渣油热反应生成轻质油的工艺中，增加光催化辅助作用，具有如下优点：1、可部分降低反应过程中生成干气及焦炭的产率，提高轻质油的收率及反应效率。2、紫外光照有助于高温裂解过程中自由基的加速形成，加快了反应速度，缩短了反应时间。3、可有效的降低渣油热反应的反应温度至460℃，降低了热能损耗。

权利要求

1.一种光催化辅助渣油热反应方法，其特征在于包括如下步骤：①将经过脱水前处理的渣油放入光化学高压反应釜内，以20℃/分钟的升温速度加热至100℃，再以100-200转/分钟转速搅拌20分钟；

②在紫外光作用下，继续以5℃/分钟的升温速率加热至350℃，打开反应釜出口，继续加热至460-500℃的反应温度，反应35分钟；

③反应结束后，关闭光源，停止加热，循环水急速冷却反应釜以阻止产品进一步反应，温度降至室温，除焦，过滤得液体产品；

所述的紫外光作用方式是采用功率为600-1200W高压汞灯。

2.根据权利要求1所述的一种光催化辅助渣油热反应方法，其特征是所述的液体产品呈深棕色透明状液体；液体产品包括汽油馏分、柴油馏分及蜡油馏分。

说明书

一种光催化辅助渣油热反应方法

技术领域

[0001] 本发明属于化工技术领域，具体涉及一种光催化辅助渣油热反应方法。本发明方法适于各种渣油的热反应裂化过程。

背景技术

[0002] 近年来，随着国内成品油需求量的持续走高，对重质油资源再加工的倾向越来越明显。据世界重油大会资料表明，全球炼化渣油等重质油的储备量相当巨大。剑桥能源研究协会曾经预测，到2015年新增成品油产能中，渣油作为原料油的比例预计为20％以上。这些结果表明，在未来的炼油生产过程中渣油等重质油的加工比例将越来越大。目前渣油加工工艺比较成熟的技术有加氢和脱碳等工艺。虽然加氢工艺的渣油转化深度较高，资源利用率高，但渣油选择面窄，适应性差，开工时间短。而较为常用的热反应转化法(包括减粘裂化和焦化)能很好地解决渣油的复杂化、劣质化、多元化等难题，提高了加氢型炼油企业的原料渣油的选择面。特别是在大规模加氢装置后增设热反应转化(比如延迟焦化等工艺)装置可以有效提高项目加工流程中掺炼劣质渣油的比例，增加了生产工艺的操作灵活性和经济效益。

[0003] 渣油组分十分复杂，是分离原油过程中切割大于500℃的馏分。主要成分包括：饱和馏分、芳香馏分、胶质和沥青质等。其中胶质和沥青质比例占一半以上。采用热转化法时，通常需要较高的反应温度。根据自由基反应机理，胶质和沥青质在高温(500℃)下，由于“笼效应”的影响会反应生成高达15％-20％以上的干气及焦炭，严重影响轻质油的收率，造成资源浪费。同时，高温也造成大量热能浪费。如若解决该难题，必须在保证生成有效自由基的前提条件下，有效的降低渣油热反应的反应温度。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种光催化辅助渣油热反应方法，采用该方法可部分降低反应过程中生成干气及焦炭的产率，提高轻质油的收率及反应效率，减少反应时间。同时，采用光催化辅助的方法，可有效的降低渣油热反应的反应温度至460℃，降低了热能损耗。

[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括如下步骤：

[0006] ①将经过脱水前处理的渣油放入光化学高压反应釜内，以20℃/分钟的升温速度加热至100℃，再以100-200转/分钟转速搅拌20分钟；

[0007] ②在紫外光作用下，继续以5℃/分钟的升温速率加热至350℃，打开反应釜出口，继续加热至460-500℃的反应温度，反应35分钟；

[0008] ③反应结束后，关闭光源，停止加热，循环水急速冷却反应釜以阻止产品进一步反应，温度降至室温，除焦，过滤得液体产品。

[0009] 步骤②中的紫外光作用方式是采用功率为600-1200W高压汞灯。

[0010] 步骤③中液体产品为：汽油馏分、柴油馏分及蜡油馏分；呈深棕色透明状液体。

[0011] 本发明方法是在传统渣油热反应生成轻质油的工艺中，增加光催化辅助作用，具有如下优点：1、光催化辅助渣油热反应法可部分降低反应过程中生成干气及焦炭的产率，提高轻质油的收率及反应效率。2、紫外光照有助于高温裂解过程中自由基的加速形成，加快了反应速度，缩短了反应时间。3、采用光催化辅助的方法，可有效的降低渣油热反应的反应温度至460℃，降低了热能损耗。

具体实施方式

[0012] 实施例一

[0013] ①将经过脱水前处理的渣油100g放入光化学高压反应釜内，以20℃/分钟的升温速度加热至100℃，再以100-200转/分钟转速搅拌20分钟；

[0014] ②在紫外光作用下，继续以5℃/分钟的升温速率加热至350℃，打开反应釜出口，继续加热至500℃的反应温度，反应35分钟；紫外光作用方式是采用功率为600-1200W高压汞灯；

[0015] ③反应结束后，关闭光源，停止加热，循环水急速冷却反应器以阻止产品进一步反应，温度降至室温，除焦，过滤得液体产品；液体产品为汽油馏分、柴油馏分及蜡油馏分；呈深棕色透明状液体。

[0016] 采用本发明光催化辅助热反应和传统热反应的反应结果如表1所示。

[0017] 实施例二

[0018] ①将经过脱水前处理的渣油100g放入光化学高压反应釜内，以20℃/分钟的升温速度加热至100℃，再以100转/分钟转速搅拌20分钟；

[0019] ②在紫外光作用下，继续以5℃/分钟的升温速率加热至350℃，打开反应釜出口，继续加热至490℃的反应温度，反应35分钟；紫外光作用方式是采用功率为600W高压汞灯；

[0020] ③反应结束后，关闭光源，停止加热，循环水急速冷却反应器以阻止产品进一步反应，温度降至室温，除焦，过滤得液体产品。液体产品为汽油馏分、柴油馏分及蜡油馏分；呈深棕色透明状液体。

[0021] 采用本发明光催化辅助热反应和传统热反应的反应结果如表2所示。

[0022] 实施例三

[0023] ①将经过脱水前处理的渣油100g放入光化学高压反应釜内，设置程序升温，以20℃/分钟的升温速度加热至100℃，再以200转/分钟转速搅拌20分钟；

[0024] ②在紫外光作用下，继续以5℃/分钟的升温速率加热至350℃，打开反应釜出口，继续加热至480℃的反应温度，反应35分钟；紫外光作用方式是采用功率为1200W高压汞灯；

[0025] ③反应结束后，关闭光源，停止加热，循环水急速冷却反应器以阻止产品进一步反应，温度降至室温，除焦，过滤得液体产品。液体产品为汽油馏分、柴油馏分及蜡油馏分；呈深棕色透明状液体。

[0026] 采用本发明光催化辅助热反应和传统热反应的反应结果如表3所示。

[0027] 实施例四

[0028] ①将经过脱水前处理的渣油100g放入光化学高压反应釜内，以20℃/分钟的升温速度加热至100℃，再以150转/分钟转速搅拌20分钟；

[0029] ②在紫外光作用下，继续以5℃/分钟的升温速率加热至350℃，打开反应釜出口，继续加热至470℃的反应温度，反应35分钟；紫外光作用方式是采用功率为900W高压汞灯；

[0030] ③反应结束后，关闭光源，停止加热，循环水急速冷却反应器以阻止产品进一步反应，温度降至室温，除焦，过滤得液体产品。液体产品为汽油馏分、柴油馏分及蜡油馏分；呈深棕色透明状液体。

[0031] 采用本发明光催化辅助热反应和传统热反应的反应结果如表4所示。

[0032] 实施例五

[0033] ①将经过脱水前处理的渣油100g放入光化学高压反应釜内，设置程序升温，以20℃/分钟的升温速度加热至100℃，再以120转/分钟转速搅拌20分钟；

[0034] ②在紫外光作用下，继续以5℃/分钟的升温速率加热至350℃，打开反应釜出口，继续加热至460℃的反应温度，反应35分钟；紫外光作用方式是采用功率为1200W高压汞灯；

[0035] ③反应结束后，关闭光源，停止加热，循环水急速冷却反应器以阻止产品进一步反应，温度降至室温，除焦，过滤得液体产品。液体产品为汽油馏分、柴油馏分及蜡油馏分；呈深棕色透明状液体。

[0036] 采用本发明光催化辅助热反应和传统热反应的反应结果如表5所示。

[0037] 步骤①中光化学高压反应釜可设置多个采用超硬合成石英的通光孔，可实现全光透过反应釜。反应釜外部可以根据实验要求进行高温加热或冷却。以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果。只要满足使用需要，都在本发明的保护范围内。

[0038] 表1渣油热反应结果

[0039]

[0040] 表2渣油热反应结果

[0041]

[0042] 表3渣油热反应结果

[0043]

[0044] 表4渣油热反应结果

[0045]

[0046] 表5渣油热反应结果