阅读说明：本技术 催化裂化原料预处理方法、轻质油生产方法及系统 (Catalytic cracking raw material pretreatment method, light oil production method and system ) 是由 李治 刘丹禾 雷杰 李康 韩海波 陈曼桥 王文柯 樊麦跃 魏小波 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及催化裂化技术领域,公开了催化裂化原料预处理方法、轻质油生产方法及系统。催化裂化原料预处理方法,包括,对催化裂化原料进行空化预处理。轻质油生产方法,包括按照上述的预处理方法进行空化预处理后,再进行催化裂化反应。轻质油生产系统,包括空化预处理装置以及催化裂化反应系统,空化预处理装置与催化裂化反应系统的提升管连通。上述方法及系统,操作简单,成本低,能提高轻质油收率。(The invention relates to the technical field of catalytic cracking, and discloses a catalytic cracking raw material pretreatment method, a light oil production method and a system. The pretreatment method of the catalytic cracking raw material comprises the step of carrying out cavitation pretreatment on the catalytic cracking raw material. The light oil producing process includes the cavitation pre-treatment and the catalytic cracking reaction. The light oil production system comprises a cavitation pretreatment device and a catalytic cracking reaction system, wherein the cavitation pretreatment device is communicated with a riser of the catalytic cracking reaction system. The method and the system have the advantages of simple operation and low cost, and can improve the yield of the light oil.)

催化裂化原料预处理方法、轻质油生产方法及系统

技术领域

本发明涉及催化裂化技术领域，具体而言，涉及催化裂化原料预处理方法、轻质油生产方法及系统。

背景技术

随着国内外原油的日益匮乏以及原油重质化和劣质化程度的加快，原油加工过程中多产轻质油品已经成为一种长期趋势，而催化裂化工艺作为主要的原油二次加工工艺，其技术发展顺应这一趋势显得更为重要。为了更大程度的提高催化裂化过程中轻质油品的收率，国内外学者进行了大量的研究，提出了很多的改进方法。

中国专利CN1224672C公开了一种改善催化原料雾化效果、缓解金属污染同时增产汽油的催化裂化工艺方法。本发明主要是利用乳化技术，把催化原料与乳化剂、钝化剂混合形成油包水的乳化原料，通过一次雾化后与高温催化剂充分接触形成二次微爆雾化，瞬间把液滴外部的油相***为粒径更小的油滴，可以使得雾化的液滴直径由60-120um降低到5um以下，从而达到改善产品分布、提高轻质油品收率的目的。专利CN106701148A公开了一种催化原料预处理方法用于提高轻质油收率同时提升汽油辛烷值。其主要方法是在常规催化原料中混合一种环状含氧有机物，例如：酮类、醚类、酯类，醇类等中的一种或者多种用以改善催化原料性能，从而可以达到提高轻质油收率的目的，同时有效提高了汽油中的芳烃含量。美国专利USP5462652公开了一种短时间反应催化裂的装置的方法。该方法主要是通过大幅度缩短反应管长度来达到超短反应时间-毫秒的目的，进一步也降低了反应管中油气与催化剂的返混接触反应，有效避免了催化过程中中间产物的二次反应问题来达到提高轻质油收率的目的，但是存在由于反应深度不够也导致汽油中烯烃含量较高的问题。

目前，现有的催化裂化工艺提高轻质油品收率的方法均存应用于工业生产中，对原装置改动较大，成本较高，操作麻烦。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明提供的催化裂化原料预处理方法，旨在无需改动原有催化裂化反应装置的前提下提高催化裂化反应轻质油收率。

本发明提供的轻质油生产方法，旨在提供一种简单的可以提高轻质油收率的方法。

本发明提供的轻质油生产系统，操作简单，轻质油收率高。

本发明是这样实现的：

第一方面，实施例提供一种催化裂化原料预处理方法，包括：

在催化裂化原料进行催化裂化反应之前进行空化预处理。

在可选的实施方式中，进行空化预处理用到的装置包括文丘里管式、液哨式、节流孔板式或射流管式空化装置。

在可选的实施方式中，空化预处理的条件为：反应压力2-20Mpa；

优选地，反应压力4-12Mpa。

在可选的实施方式中，进行空化预处理之前向催化裂化原料中掺混催化粗汽油。

在可选的实施方式中，催化粗汽油掺混量占催化裂化原料质量的0.5％-10％；

优选地，催化粗汽油掺混量占催化裂化原料质量的1％-5％。

在可选的实施方式中，催化裂化原料为馏分油、常压渣油和掺炼减压渣油中至少一种。

第二方面，实施例提供一种轻质油生产方法，包括按如前述实施方式任一项的催化裂化原料预处理方法对催化裂化原料进行空化预处理；

将空化预处理后的催化裂化原料进行催化裂化反应。

在可选的实施方式中，催化裂化反应进行的操作为单程裂化、部分回炼操作或全回炼操作。

第三方面，实施例提供一种轻质油生产系统，包括空化预处理装置以及催化裂化反应系统，空化预处理装置与催化裂化反应系统的提升管连通；

在可选的实施方式中，空化预处理装置为文丘里管式、液哨式、节流孔板式或射流管式空化装置。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过上述设计得到的催化裂化原料预处理方法：由于在催化裂化原料进行催化裂化反应之前进行空化预处理。

1)工艺简便，仅需在常规催化裂化工艺前段增加空化处理装置，无需对现行催化裂化工艺进行大规模改造，且发生装置简单，能源消耗低，维护成本低，易实现工业化等优点。

2)本发明在空化过程中的空化-冲击波可以使得催化原料中部分沥青质、胶质小型化，降低了胶质沥青质的缔合度，使得胶体体系更加松散，降低了结焦性能，使得该方法处理后的催化裂化原料进行催化裂化后轻质油收率高。

3)本发明在空化过程中使得部分长链大分子断链，芳烃、环烷烃开环，实现催化原料轻质化，原料粘度也得到大幅下降，提高了催化原料的雾化性能，进一步使得空化后的原料进行催化裂化反应的轻质油的收率得到提到。

本发明通过上述设计得到的轻质油生产方法，由于催化裂化反应之前进行了空化处理，因此，该生产方法轻质油产量高，并成本低，操作方便。

本发明通过上述设计得到的轻质油生产系统，由于在催化裂化反应系统之前设置有空化处理系统，因此该生产系统产出轻质油的产率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施方式提供的轻质油生产系统的第一种工艺流程图；

图2为本发明实施方式提供的轻质油生产系统的第一种工艺流程图。

图标：1-空化预处理装置；2-再生器；3-催化裂化反应沉降器；4-加热炉；5-分馏塔；6-冷凝器；7-三相分离器；8-汽提塔；9-换热器；10-富气排出管；11-粗汽油排出管；12-轻柴油排出管；13-掺炼粗汽油输送管；14-重柴油排出管；15-催化油浆排出管；16-回炼油管道；17-原料进管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明提供的催化裂化原料预处理方法、轻质油生产方法以及轻质油生产系统进行具体说明。

本发明实施例提供的一种催化裂化原料预处理方法，包括：

在催化裂化原料进行催化裂化反应之前进行空化预处理。

空化技术主要是利用催化原料流动过程中经过管径急剧缩小的区域时，由于流速的增加而使得流体内部压力降低，当压力降低到该流体所处环境温度的饱和蒸气压以下时发生气化，在液体内部会出现气泡的产生、成长，随着流体下游管径的增大、压力恢复，大量的气泡会急剧溃灭，在气泡溃灭的瞬间会在周围极其狭小的空间内产生高温、高压、高射流以及高剪切力等极端能量。这种巨大的微观能量一方面可以使得部分长链大分子断链，部分芳烃、环烷烃开环，从而实现催化原料轻质化以及提升催化裂化原料催化性能；另一方面破坏了催化原料中胶质沥青质的超级分子结构，降低大分子基团的缔合度，使得部分沥青质向胶质以及更小分子结构转化，从而导致催化原料的胶体体系变得更加松散，降低了其结焦性能，而结焦性能的降低使得催化裂化原料在进行催化裂化反应时轻质油的收率能得到有效提高。

因此，本发明提供的催化裂化原料预处理方法，对催化裂化原料进行空化预处理，能提高后续进行催化裂化反应轻质油的收率。

具体地，进行空化预处理的装置为文丘里管式、液哨式、节流孔板式或射流管式空化装置。

优选地，空化预处理的反应压力为2-20Mpa。该压力条件下进行空化预处理效果较好，更进一步地，为保证更好的空化效果，反应压力为4-12MPa。

优选地，进行空化预处理之前向催化裂化原料中掺混供氢剂。供氢剂占所述催化裂化原料质量的0.5％-10％。

在进行空化预处理之前掺混合适的供氢剂，在空化过程中，供氢体小分子与重油大分子分别断链产生小分子自由基和重油分子自由基，在自由基重新组合的过程中，更多的小分子自由基能够与重油分子自由基相结合，产生更多小分子物质以达到轻质的目的。

优选地，为进一步保证产生较多的小分子物质，而使得后续轻质油的产量进一步提高，供氢剂掺混量占所述催化裂化原料质量的1％-5％。

进一步地，供氢剂为催化粗汽油；催化粗汽油价格便宜，原料易得。

优选地，催化裂化原料为馏分油、常压渣油和掺炼减压渣油中至少一种。

上述几种原料采用本发明提供的空化预处理方法处理后进行催化裂化反应效果显著。

本发明提供的轻质油生产方法，包括：

按照本发明提供的催化裂化原料预处理方法对催化裂化原料进行空化预处理。

然后将空化预处理后的催化裂化原料进行催化裂化反应。

该轻质油生产方法，由于在催化裂化反应之前先进行了空化预处理，因此，该轻质油生产方法产量高。

优选地，催化裂化反应用到的催化剂通常选用微反应活性为55～65的催化剂即可。具体例如SY分子筛、REHY分子筛、SRY分子筛、ZRP分子筛、ZSM-5分子筛中至少一种。本发明实施例中优选SRY分子筛中的CC-20D催化裂化工业平衡催化剂，微反应活性为65。

优选地，催化裂化反应进行的操作为单程裂化、部分回炼操作或全回炼操作。上述的催化裂化反应操作均可生产得到轻质油。

本发明提供的一种轻质油生产系统，包括空化预处理装置以及催化裂化反应系统，空化预处理装置与催化裂化反应系统的提升管连通。该生产系统由于在催化裂化反应系统之前增设有空化预处理装置，因此，该生产系统轻质油产量高。

具体地，空化预处理装置为文丘里管式、液哨式、节流孔板式或射流管式空化装置。

更具体地，如图1和图2所示，图1和图2为本发明提供的轻质油生产系统的两种具体结构。轻质油生产系统包括空化预处理装置1、再生器2、催化裂化反应沉降器3、加热炉4、分馏塔5、冷凝器6、三相分离器7、汽提塔8。再生器2与催化裂化反应沉降器3连接，催化裂化反应沉降器3的上部与分馏塔5的下部连通。

分馏塔5的上部与三相分离器7连通，与三相分离器7连通的管道上设置有冷凝器6，三相分离器7连接有富气排出管10和粗汽油排出管11。

分馏塔的中部与汽提塔8连通，汽提塔8连接有轻柴油排出管12、重柴油排出管14。

分馏塔5的底部通过回炼油管道16与催化裂化反应沉降器3连通，并连接有催化油浆排出管15，并且底部还连接有回流至分馏塔5下部的回流管。回炼油管道16、催化油浆排出管15和回流管之间设置有换热器9。

如图1所示，图1为第一种轻质油生产系统的具体结构。催化裂化反应沉降器3的下部与加热炉4连通，加热炉4与空化预处理装置1连通，空化预处理装置1与原料进管17连通。催化裂化原料经原料进管17进入系统，经过空化预处理装置1预处理后进入加热炉4加热，然后通过催化裂化反应沉降器3下部的提升(图未示)管进入催化裂化反应系统内。在粗汽油排出管11和原料进管17之间连接掺炼粗汽油输送管13，以方便生产时，将轻质油生产系统产生出的催化粗汽油掺入至原料中。

如图2所示，图2提供的轻质油生产系统为以轻质油生产系统产生出的回炼油浆作为原料的工艺流程图。将空化预处理装置1设置于回炼油管道16上，使回炼油浆在回炼之前经空化预处理装置1进行空化预处理。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供了一种轻质油生产方法。具体如下：

催化裂化原料为混合蜡油掺炼常油压渣，其主要性质及成分如表1所示，催化剂为SRY分子筛中的CC-20D催化裂化工业平衡催化剂，微反应活性65。

将催化裂化原料进行空化预处理，空化预处理装置为文丘里管式空化装置，空化预处理反应条件为：反应压力4Mpa。

催化裂化反应过程中操作方式为单程裂化，反应条件：反应器出口温度490℃，再生器温度685℃，原料预热温度234℃，反应压力0.131Mpa，剂油比5.9，反应时间为2.85s。

表1催化裂化原料的性质或成分含量

实施例2-10

实施例2-10与实施例1的催化裂化反应过程操作条件相同，不同之处仅在于空化预处理的操作条件不同。

实施例2空化预处理反应条件为：反应压力常压6Mpa。

实施例3空化预处理反应条件为：反应压力常压8Mpa。

实施例4空化预处理反应条件为：反应压力常压12Mpa。

实施例5空化预处理反应条件为：反应压力常压20Mpa。

实施例6空化预处理反应条件为：反应压力常压2Mpa。向催化裂化原料中添加催化粗汽油，添加量为催化裂化原料质量的0.5％。

实施例7空化预处理反应条件为：反应压力常压4Mpa。向催化裂化原料中添加催化粗汽油，添加量为催化裂化原料质量的1％。

实施例8空化预处理反应条件为：反应压力常压8Mpa。向催化裂化原料中添加催化粗汽油，添加量为催化裂化原料质量的2％。

实施例9空化预处理反应条件为：反应压力常压12Mpa。向催化裂化原料中添加催化粗汽油，添加量为催化裂化原料质量的5％。

实施例10空化预处理反应条件为：反应压力常压20Mpa。向催化裂化原料中添加催化粗汽油，添加量为催化裂化原料质量的10％。

实施例11-14

实施例11-14与实施例1基本相同，不同之处仅在于催化裂化反应条件不同：采用的回炼操作，回炼比为0.3，并且空化处理条件操作不同：

实施例11空化预处理反应条件为：反应压力常压2Mpa。向回炼催化油浆中添加催化粗汽油，添加量为回炼催化油浆质量的1％。

实施例12空化预处理反应条件为：反应压力常压4Mpa。向回炼催化油浆中添加催化粗汽油，添加量为回炼催化油浆质量的2％。

实施例13空化预处理反应条件为：反应压力常压8Mpa。向回炼催化油浆中添加催化粗汽油，添加量为回炼催化油浆质量的3％。

实施例14空化预处理反应条件为：反应压力常压12Mpa。向回炼催化油浆中添加催化粗汽油，添加量为回炼催化油浆质量的5％。

对比例

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于未进行空化预处理。

实验例

测实施例1-14和对比例制得轻质油的收率以及产品中各种成分含量。结果记录至表2中。

表2各实施例和对比例产品收率以及成分含量(％)

通过表2能够看出，催化裂化原料经空化处理后，轻质油的收率能够明显得到提高。而空化压力较大，掺混有合适量的催化粗汽油时，能更进一步使得收率得到提高。

综上所述，本发明提供的催化裂化原料预处理方法，由于是在催化裂化反应前对催化裂化原料进行空化预处理，在空化作用下空化-冲击波可以使得催化原料中部分沥青质、胶质小型化，降低了胶质沥青质的缔合度，使得胶体体系更加松散，降低了结焦性能，使得经该方法处理后的催化裂化原料进行催化裂化反应后轻质油收率高。空化作用使得部分长链大分子断链，芳烃、环烷烃开环，实现催化原料轻质化，原料粘度也得到大幅下降，提高了催化原料的雾化性能。且该方法无需对现行催化裂化工艺进行大规模改造，且发生装置简单，能源消耗低，维护成本低，易实现工业化等优点。

而进一步地，向催化裂化原料中掺混供氢剂，可进一步提高轻质油的收率。当选用的供氢剂为催化粗汽油时，由于回炼的催化油浆芳烃含量高、支链少，裂化程度低，当针对性地向回炼的催化油浆中掺混供氢剂，在提高轻质油收率的同时，可进一步降低供氢剂的用量，同时提高装置的处理量。当选用的供氢剂为催化粗汽油时，原料低廉易得。

本发明提供的轻质油生产方法，由于是在催化裂化反应前对催化裂化原料进行空化预处理，预处理后再进行催化裂化反应，因此，该生产方法轻质油产率高。

本发明还提供的轻质油生产系统，由于包括空化预处理装置以及催化裂化反应系统，所述空化预处理装置与所述催化裂化反应系统的提升管连通。使得催化裂化原料在进行催化裂化反应前先进行空化处理，因此，该系统生产得到的轻质油产量高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。