[发明专利]一种重油催化裂化富产丙烯的方法及装置

说明书

本发明公开一种将生物质重油和化石基重油混合乳化后经催化裂化多产丙烯降低生焦的方法。在高温状态下将一定比例的生物质重油和化石基重油搅拌混合均匀，作为在高温膜乳化装置中的连续油相，再将去离子水通过一定压力压过膜孔，在油相的剪切力下形成粒径均一的小液滴。液滴尺寸是通过，膜管的孔径大小、连续相的流速和分散相的压力进行控制。该方法制备的乳液粒径均一，稳定性好不易分层破乳，且能耗低、工艺简单，易于放大进行工业化。制备的W/O乳液作为催化裂化原料，能够提高丙烯收率降低结焦。

技术领域

本发明公开了一种重油催化裂化富产丙烯、降低生焦的方法及装置，涉及生物质资源和化石资源的利用和重油催化裂化的领域。

背景技术

能源问题一直是世界各国面临的主要问题之一。煤炭、石油、天然气，这类化石能源在全球能源结构中占比87％，是当今世界的主力能源。然而这类能源的储备在地球上是有限的，短时间内无法再生，以及使用化石能源过程中产生的环境污染和温室效应等，对人类的生态环境造成了不可逆的伤害。寻找一种环境友好型的可再生的能源补充或替代化石能源是非常有必要的。与风能、太阳能、水能等可再生能源相比，生物质能源类似于化石能源，可以直接转化为液体燃料和具有高附加值的化学产品，从而广泛受到人们关注。

生物柴油是典型的“绿色能源”，具有十六烷值高、燃烧稳定、环保可再生等优点。因此，生物柴油的全球总产量从2014年的3054万吨上涨到了2021年的4159万吨，并且产量还会逐年上涨。然而每生产一定的生物柴油，就会产生大约10％～15％的生物重油，它是制取生物柴油时产生的重质组分，是各种高沸点含氧有机物的混合物，它具有类似于化石重油的黑褐色、粘度大、流动性差等的物理特性。如果将生物重油高效利用，不但可以降低生产生物柴油的生产成本，而且可以减少化石能源的消耗，对于实现低碳排放也具有重要意义。

生物重油相同是含氧有机混合物，主要包括酚类、酮类、醛类、醇类、酸类、醚类以及呋喃类，粘度大、热值低、酸性强、化学稳定性差，因此想要对生物重油高效利用必须对其进行精制。油品精制的方法有乳化法、催化裂化、催化加氢等方法，乳化法比较新颖，催化裂化工艺较为成熟，将乳化技术和催化裂化技术相结合，能够使生物重油的精制达到更好的效果。膜乳化法因其低能耗、乳液粒径可控、尺寸分布窄、体系稳定易工业化等优点，已被广泛用于水包油、油包水、规整材料等的制备。

发明内容

本发明的目的是针对生物重油和化石重油进行催化裂化升级油品质的过程中，催化剂易结焦而丧失催化性能，并且低碳烯烃收率低等问题，以及生物质重油和化石基重油共掺炼后虽丙烯收率有所增加，但生焦量也同时增加，而催化剂的结焦增加，会进一步影响产品分布，降低轻质组分收率，没有实现生物重油的高效利用，提出了一种将生物重油和化石重油混合乳化后共同进行催化裂化以多产低碳烯烃和降低结焦的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：本发明先将一定比例的生物重油和化石重油在高温下混合均匀，再将混合重油作为乳化原料，通过膜乳化装置将去离子水以一定的粒径的液滴均匀分散在油相之中，其特征是以陶瓷膜为介质，水相为分散相，油相为连续相。在高温膜乳化装置的高温环境下，重油能够增加其流动性，使用蠕动泵将其循环，通过重油流动的剪切力将过膜压出的水相剪切成小液滴，水滴在油相中分散均匀，粒径为0.5～10 μm。通过膜结构和膜孔径大小来控制油相中水滴尺寸大小，借助乳化油的“微爆”效应，增加催化裂化反应中原料和催化剂的接触面积，提高剂油比，改善产品分布。采用高温膜乳化法将生物质重油和化石基重油混合后进行乳化，作为催化裂化工艺的进料原料是本发明的创新点，该方法装置要求简单、易操作、制得乳液尺寸分布窄、稳定性好等优点可大规模应用于炼油工业。

一种重油催化裂化富产丙烯的方法，包括如下步骤：

步骤1，将化石重油和生物重油分别脱水处理后进行混合；

步骤2，将步骤1中获得的重油混合物作为连续相流经过多孔膜的一侧，同时将水作为分散相从多孔膜的另一侧压过膜孔后，在连续相中形成W/O乳液；