[发明专利]一种采用等离子体对馏分油进行加氢的工艺

说明书

本发明一种采用等离子体对馏分油进行加氢的工艺，涉及一种石油馏分加氢工艺，包括在加氢催化剂存在下，将等离子体与石油馏分在加氢反应区进行接触，等离子体产生于等离子体发生装置，加氢催化剂位于加氢反应区，其中，所述等离子体发生装置与加氢反应区相对独立，所述加氢催化剂为固体颗粒。本发明不仅可以在有效避免结焦反应的同时实现重油高效加氢以及低碳烷烃气体的有效利用，还有望副产高附加值低碳烯烃产品，同时减少装置操作和维护费用以及降低装置长周期运转所面临的环保风险。

技术领域

本发明涉及烃油加工领域，尤其涉及一种加氢处理工艺，具体地，涉及一种采用等离子体对石油馏分进行加氢处理的工艺。

背景技术

近年，随着轻质原油资源的逐渐减少和其价格的不断攀升，加工储量丰富、来源广泛和价格低廉的重油已成全球趋势。与此同时，市场对轻质油品的需求则不断增加，环保法规对油品质量要求也日益严格。上述形势迫使炼油厂必须认真面对重油深加工这一世界性技术难题，传统的重油加工技术正面临严峻的挑战。在各种重油加工技术中，加氢技术因可以处理高硫、高残炭、高金属的劣质重油，同时可以提高液体收率和液体产品质量，是目前工业上发展较快和采用较多的重油加工技术。

在加氢工艺中，一般采用催化剂活化氢气，所得活化氢一方面与重油分子发生加氢转化、加氢脱硫、加氢脱氮以及加氢脱金属等反应，另一方面及时终止重油大分子热裂解所形成的自由基之间的缩合和生焦反应，提高轻质油收率。

等离子体技术作为一种高效的分子活化手段，可以生产各种在理论上可以直接与重油分子进行反应的高活性粒子，如电子、自由基、正离子、负离子、激发态的原子或分子、基态的原子或分子，为突破传统重油加工技术瓶颈带来了新的机会，目前已引起炼油领域研究人员的高度关注。

美国专利US 6896854B2公开了一种低温等离子体技术用于同时转化天然气和重质烃的方法及其等离子体转化碳烃化合物反应装置，其特征在于，将天然气和重质烃的反应区域设置在介质阻挡放电(DBD)等离子体发生装置中，装置两端设有加热设备，可根据反应需要进行加热。在天然气或其他其它低碳烷烃与重质烃原料一起通入装置后，在DBD电场作用下，一定反应温度下，这些物质均会得到活化，其中天然气等低碳烃会生成高浓度、高活性的自由基，而重质烃也会被活化进而转化成较小的分子碎片，前者生成的自由基与后者生成的分子碎片反应生成汽油、柴油等燃料型产品分子。

中国专利CN 102942950A公开了一种提质重质碳氢化合物生产轻质油品的方法及其等离子体加氢反应器。该等离子体加氢反应器包括由低压电极反应管围成的腔体，与传统催化加氢相比，等离子体加氢可以成倍提高的活性氢自由基量，并可以通过调节放电参数调控活性氢自由基产生的量和速度，通过调节温度来调控重油自由基的产生的量和速度，使二者达到匹配。

上述研究均将原料油置于等离子体电场中进行处理，石油大分子在高电场下极易发生裂解，远比CH₄等低碳烷烃容易，形成自由基碎片，而自由基一旦产生，将不可避免发生一定程度的结焦反应。因此，目前采用等离子体技术加工重油加工的研究和应用还仅处于初步探索阶段，如何避免等离子体处理石油馏分反应过程中的结焦反应是首要解决的技术难题。

发明内容

本发明的发明人经过研究发现，当物料反应区域在等离子体发生区域相对独立时，可以避免反应物料置于强电场中，不会对等离子体放电性能产生影响，保证等离子体连续平稳产生，在降低能耗的同时，大大提高等离子体的电子密度，提高效应效率，并保证装置连续稳定运行。同时，在反应区域加入催化剂，利用等离子体和催化剂的协同作用，可以进一步提高加氢反应效率。本发明的发明人基于前述发现完成了本发明，具体的，本发明涉及以下方面的内容：

1、本发明提供了一种石油馏分加氢工艺，包括在加氢催化剂存在下，将等离子体与馏分油在加氢反应区进行接触，其中，等离子体产生于等离子体发生装置，加氢催化剂位于加氢反应区，所述等离子体发生装置与加氢反应区相对独立，所述加氢催化剂为固体颗粒。