[发明专利]农田废秆协同劣质超重油水热减黏的方法及装置

说明书

本发明涉及一种农田废秆协同劣质超重油水热减黏的方法及装置，将超重油和农田废秆按质量比1～20∶1加入反应器中，再加入室温至100℃的水，水与超重油的质量比0.2～2∶1；密封反应器，反应温度370～410℃，在搅拌下使反应进行10～60分钟，反应器内压力为自生压；迅速从反应器排放出流体混合物至冷凝器，使该混合物经过换热单元降温至20℃以下，收集冷凝液，该凝液包括减黏油和水；利用油水密度差，通过离心或者静置分离油相和水相，分离的油相作为超重油的减粘产物，水相经过净化处理后再循环利用。反应器包括回转管式反应器或釜式反应器；该工艺技术简单，易于控制，无需供氢剂，无需催化剂，能解决农田废秆的处理问题。

技术领域

本发明涉及一种农田废秆协同劣质超重油水热减黏的方法及装置，属于能源和环保技术领域。

背景技术

在石油资源中，超重油(如各种劣质稠油和油砂沥青等)的开采比例逐年增加。这类高密度、高黏度、高含硫、高含氮、高残炭、高酸值、高重金属含量的劣质原油常温不流动，必须降低黏度才能实现运输或进入现有的炼厂加工装置。目前工业中采用的以轻油稀释减黏的方法大大增加了原油加工的成本，从而抵消了炼油企业的经济效益，尤其对于油砂沥青的管输需要循环大量的轻油，造成了采油即亏损的结果，因此迫切需要开发低成本的劣质超重油减黏改质技术。

现有的重油处理方法主要有：催化裂化、加氢裂化、延迟焦化、减黏裂化、溶剂脱沥青等方法。在加工含高杂质的超重油时，不适合加催化剂，因为催化剂会被黏度大的反应物堵塞活性中心，很快失活且不易再生。加氢装置风险较高，耗氢量大，且需要额外的供氢装置，工艺复杂，投资高。焦化装置液相体积收率低，且生产的高硫石油焦质量较差，缺少市场。热裂化降黏工艺的问题在于产品油中轻组分收率低，热生焦严重，易堵塞反应器管路，无法长周期稳定运行。溶剂脱沥青法处理油砂沥青油的液相收率也较低，所得脱油沥青一般通过沥青气化装置生产合成气，产生的废渣难以处理，环境成本高，此外溶剂脱沥青法需要不断分离溶剂，加工费用高。

超临界水是一种良好的反应介质。利用水在超临界条件下对有机物溶解度较大的特点，重油裂解产生的小分子烃类和大分子自由基碎片不断地由油相向超临界水相转移，使得容易相互碰撞结焦的自由基碎片得到良好的分散，减少焦炭的生成。此外，重油的超临界水热改质工艺不用催化剂，还兼具脱硫、脱氮、降低重金属含量的效果。但是当处理黏度很高的超重油时，若仅用超临界水热方法需要在很高的温度(420℃以上)下才能产生较好的减黏效果，然而在这样高温的超临界水热条件下处理超重油时容易生成大量的焦炭，不利于装置连续运行。

已有报道公开了通过添加供氢剂来减少超重油减黏处理过程结焦问题。一种供氢剂是四氢萘或十氢萘，如专利CN101724441、CN101942337和CN102041047公开的方法。另一种供氢剂是催化裂化澄清油，如专利CN011154950、CN102686708和EP01333774公开的方法。上述方法所用的供氢剂成本高，而且供氢剂与产物分离采用蒸馏手段能耗高，给产业化带来困难。

还有报道公开了以小分子烃类为稀释剂或溶剂掺混超重油，降低超重油的黏度，再进行水热处理或减黏裂化，如专利CN1325605、CN1195822、CN107022373和CN101597511公开的方法。

专利CN104039434公开了一种用于改质石油的超临界水工艺，该方法是向石油的超临界水改质工艺中加入苯、甲苯、二甲苯或乙苯作为起始剂以促进石油原料和水的混合，从而减少或消除焦炭、焦炭前驱体和於浆的产生。

专利US4298455公开了一种降低重油黏度的方法，该方法是通过向反应体系中添加自由基引发剂和链转移剂来促进重油裂解，所述的的链转移剂为四氯化物，引发剂为二异丁腈和过氧化苯甲酰。

综上所述，现有的超重油水热减黏方法是在处理过程中添加轻油或化工产品，都会增加重油降黏改质的成本。