阅读说明：本技术 一种重油催化裂化原料油乳化的工艺路线 (Process route for emulsifying heavy oil catalytic cracking raw oil ) 是由 刘和来 刘坤 王庆 唐清辉 黄中华 庄永强 景文珩 于 2020-09-08 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种重油催化裂化原料油乳化的工艺路线,涉及油品加工技术领域。该重油催化裂化原料油乳化的工艺路线如下：在二级重油加热器前将重油催化裂化装置的原料油分成两部分:a.一部分较低温度170℃-205℃原料油进膜乳化器,膜乳化器采用孔径为20nm-200nm的陶瓷膜作为乳化介质,原料油为连续相,水为分散相,在相对较低温度下及相应的跨膜压差下将分散相压过膜孔,形成均匀的油包水乳化原料油,乳化油液滴粒径为0.5μm-8.0μm。本发明工艺路线具有运行安全、能耗低、操作方便,在相对较低的温度下进行膜乳化操作,可获得粒径分布均匀、相对稳定的符合重油催化裂化进料条件的高温乳化原料油等优点,该工艺路线可大规模应用于重油催化裂化过程的原料预处理中。(The invention provides a process route for emulsifying heavy oil catalytic cracking raw oil, and relates to the technical field of oil product processing. The process route of emulsifying the heavy oil catalytic cracking raw oil is as follows: the raw oil of the heavy oil catalytic cracking device is divided into two parts in front of a secondary heavy oil heater, wherein a part of raw oil with a lower temperature of 170-205 ℃ enters a membrane emulsifier, the membrane emulsifier adopts a ceramic membrane with the aperture of 20-200 nm as an emulsifying medium, the raw oil is a continuous phase, water is a dispersed phase, and the dispersed phase is pressed through a membrane hole at a relatively lower temperature and a corresponding transmembrane pressure difference to form uniform water-in-oil emulsified raw oil, wherein the particle size of emulsified oil droplets is 0.5-8.0 mu m. The process route has the advantages of safe operation, low energy consumption and convenient operation, membrane emulsification operation is carried out at relatively low temperature, high-temperature emulsified raw oil and the like which have uniform particle size distribution and relatively stable and meet the feeding condition of heavy oil catalytic cracking can be obtained, and the process route can be applied to raw material pretreatment in the heavy oil catalytic cracking process on a large scale.)

一种重油催化裂化原料油乳化的工艺路线

技术领域

本发明涉及油品加工技术领域，具体为一种重油催化裂化原料油乳化的工艺路线。

背景技术

随着常规石油资源的日益减少，原油重质化和劣质化程度不断加剧，将重质、劣质重油提炼成汽油、柴油已越来越迫切。但由于在重油催化裂化反应过程中，提升管内反应体系处于气-液-固相混合状态，因此原料油和催化剂颗粒接触前的雾化、蒸发过程对整个反应起着十分重要的作用。

采用乳化重油作为重油催化裂化反应的原料油，乳化重油经喷嘴雾化后，乳化重油内的过热的小水滴会受热和压力降低时快速汽化，瞬间把油滴爆开，产生“微爆作用”形成原料油油雾，增大油滴比表面积，改善进料雾化效果，改变原料油与催化剂的接触效果，使原料油雾在催化剂上的分布更均匀。因此,采用乳化进料后,将大大促进重油催化裂化反应的进行，提高反应深度、转化率和选择性，改善产品分布。

常见的重油乳化方式主要有：高压均布器乳化、机械搅拌乳化、电超声波乳化等。但传统方法主要存在着装置能耗高、液滴粒径大、乳液稳定性差、设备复杂性及运行维护费用高等缺点。而且传统的乳化技术的乳化效率低，特别是重油催化裂化装置原料油的进料温度达210℃～240℃，乳化液液滴聚并、汽化、高温破乳等很不稳定，难以工业化。

公开号CN 202621042 U的专利公开了一种重油的乳化装置，其将水、乳化剂和重油分别用泵抽至混合流道混合，混合后再进入油切混合器进行机械切割乳化。但该方法面临乳化液液滴粒径大且分布不均，乳液易聚并、运行能耗成本高等问题。

公开号CN 201643995 U的专利公开了一种重油的乳化装置，其将水、乳化剂和重油加入预混罐进行机械搅拌式预混合，再将预混液通过装在乳化罐内的两道平行的微孔材料制成的乳化膜。但该方法面临乳化液液滴粒径大，乳化膜面积小乳化效率低，重油经过微孔乳化膜时容易堵塞膜孔等问题。

公开号CN 02214565.6的专利公开了一种重油的乳化装置，其将水、乳化剂和重油加入预混罐进行机械搅拌式初乳化，再将初乳化液通过静态混合器进行进一步乳化的装置。但该方法同样面临乳化液液滴粒径大，粒径分布宽，加水量低，高温时乳液稳定性差，易产生管道、设备振动等问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种重油催化裂化原料油乳化的工艺路线，解决了乳化成本高、乳化膜膜孔容易堵塞和高温乳化液稳定性差等问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种重油催化裂化原料油乳化的工艺路线，重油催化裂化原料油乳化的工艺路线如下：在二级重油加热器前将重油催化裂化装置的原料油分成两部分:

a.一部分较低温度170℃-205℃原料油进膜乳化器，膜乳化器采用孔径为20nm-200nm的陶瓷膜作为乳化介质，原料油为连续相，水为分散相，在相对较低温度下及相应的跨膜压差下将分散相压过膜孔，形成均匀的油包水乳液，乳液液滴粒径为0.5μm-8μm；

b.另外一部分未经乳化原料油经过二级加热器升温后，与乳化原料油经安装在提升管进料喷嘴紧前位置的混合器混合得到符合重油催化裂化装置原料油进料条件的乳化原料油。

优选的，主要操作流程如下：

S1.安装乳化器内陶瓷膜组件，乳化器气密性检查；

S2.通入循环热水或蒸汽预热系统装置；

S3.采用三通控制阀调节乳化器管路，温度为170℃-205℃原料油经二级加热器加热，油温达到240℃；

S4.乳化器蒸汽升压至原料油系统操作压力，调节三通控制阀，逐步让温度为170℃-205℃原料油进乳化器管程后至管道混合器；

S5.将160℃水加到乳化器的壳程，控制乳化水的加入量，观察乳化器膜前后压差变化；

S6.调节二级加热器加热量，使其出口原料油与乳化原料油混合后油温达到210℃-230℃；

S7.调节三通控制阀，让总重油质量约50％的原料油进入乳化器，乳化水加入量在1％-6％，乳化器膜前后压差保持在0.1MPa-0.4MPa；

S8.打开提升管喷嘴入口进料阀，观察系统装置运行情况，做好装置的运行记录。

优选的，进陶瓷膜乳化器原料油的流量为总原料油流量的40％-60％，原料油流量可通过三通流量控制阀来实现。

优选的，采用陶瓷膜作为乳化介质制备乳化原料油，陶瓷膜的孔径为20nm-200nm，其材质包括Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、SiO₂中一种或多种复合。

优选的，所述分散相为经精密过滤高温水，水与乳化器进口原料油的温度差不大于50℃。

优选的，通过控制原料油的膜面流速为0.2m/s-2.0m/s；控制跨膜压差为0.10MPa-0.40MPa，使分散相经膜孔以近似射流方式进入原料油。

优选的，控制经过膜乳化器的水油质量比为1％-6％。

优选的，静态管道混合器选用中等混合强度，乳化原料油在流道内压力变化梯度适中；静态管道混合器安装在重油催化裂化提升管进料喷嘴紧前位置，经混合后的高温乳化原料油快速到达提升管的喷嘴，减少高温破乳率。

(三)有益效果

本发明提供了一种重油催化裂化原料油乳化的工艺路线。具备以下有益效果：

1、本发明工艺路线采用温度为170℃-205℃原料油进行乳化，比普通的膜乳化低35℃，在这个温度下重油的流动性依然很好，粘度为1cP-3cP对膜乳化没有影响，保证乳化过程在水的相变温度下进行，减少了乳化水的汽化，减少了原料油的热量损失，减少膜管的气阻，提高乳化效率，且有效的降低了陶瓷膜管高温下产生热冲击裂纹的风险；降低了膜管密封泄露的风险；较大的降低了设备管板及法兰等部件的温差应力，降低了设备投资，提高了设备运行安全。

2、本发明工艺路线乳化液在工艺管道内运行的平均温度比普通的乳化法要低约35℃，高温部分乳化液在管道内运行的时间更短，使得乳化液的聚集、分层、汽化、高温破乳率降低，减小了原料油管道的振动。

3、本发明工艺路线结合陶瓷膜制乳低能耗、乳液液滴粒径均匀、乳液稳定性好等优点，优化工艺路线，使得在较低的温度下实现乳化，获得较高温度的乳化液，为重油催化裂化装置高效、稳定运行提供了有益保障。

附图说明

图1为本发明重油催化裂化原料油乳化工艺流程示意图；

图2为重油黏度随温度的变化曲线；

图3为不同含水量的乳化原料油的金相显微镜照片；

图4为不同压差下的陶瓷膜乳化通量图；

图5为乳化油加热前后的晶相显微镜对比图；

图6为80℃乳化油与130℃的原料油混合前后的晶相显微镜对比图；

图7为断裂陶瓷膜管；

图8为现场乳化原料油采样照片。

其中，1、三通流量控制阀；2、膜乳化器；3、静态管道混合器；4、乳化原料油喷嘴；5、二级加热器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

重油催化裂化原料油乳化试验装置。采用标称孔径为100nm、的单通道管式陶瓷膜为膜乳化介质，其孔径分布比较集中，最小孔径为80nm，最大孔径为0.75μm，陶瓷膜先浸泡于分散相中12h，电加热器控制原料油相温度为160℃，采用循环油泵提供膜面剪切力，控制膜面流速为1.0m/s。在0.12MPa的压差下，分散相透过膜孔的通量为140L·m-2·h-1。控制乳化器内原料油中掺水量为6％。经与高温240℃原料油混合后，得到200℃乳化水含量为3％乳液的粒径范围为0.5～8μm乳化原料油。所制备乳液金相显微镜照片如图所示，图片3为未经混合器混合的含水6％乳化液，图片4为经混合器混合后的含水3％乳化液。

对比例1：

某乳化小试试验，当用220℃原料油进乳化膜组件时，由于原料油流量小，温度难以精准控制导致陶瓷膜开裂。图片7试验时断裂的陶瓷膜管照片。

实施例二：

重油催化裂化装置采用标称孔径为100nm的多通道管式陶瓷膜作为膜乳化介质，二级加热器前的原料油温度为170℃，原料油进料压力为0.9MPa，乳化器进水的温度140℃，乳化器中原料油掺水比例为3％，乳化膜前后压差0.10MPa，乳化油膜面流速为0.9m/s，原料油经二级加热器后油温为245℃，经与乳化油混合后乳化原料油的温度为203℃，经喷嘴进提升管反应器后，系统运行稳定。现场取样初部观察，油品中有大量的均匀小气包溢出，这是由于乳化油从管道取出后压力降低，过热的小水滴部分汽化所至。图片8是现场乳化原料油样品照片。

对比例2

某重油催化裂化装置由于安装有催化剂取热装置，主装置要求乳化原料油的进料温度在230℃以上，实际进乳化器的原料油温度达到235℃，乳化水在乳化器内吸热大量汽化，跨膜压差达到0.35MPa以上任不能稳定，乳化油管道内疑似有较多气体存在。分析是由于分散相大量汽化导致陶瓷膜气阻增加，以及乳化原料油的高温破乳所至。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。