[发明专利]沥青质热等离子体裂解气中烃类的循环处理方法

说明书

一种沥青质热等离子体裂解气中烃类的循环处理方法，包括如下步骤：a)沥青质通过循环烃类气体带入雾化装置，喷入热等离子体反应器；b)沥青质和循环烃类与氢热等离子体射流混合反应，反应获得裂解产物；c)所述裂解产物通过气固快分装置，获得固相产品和气相产品；d)所述气相产品进入淬冷装置，获得裂解气体；e)所述裂解气体进一步进行提浓分离，获得乙炔、氢气和副产烃类；f)部分氢气作为热等离子体炬工作气体，重新循环使用；所述副产烃类作为沥青质原料的雾化气体，或者直接循环通入所述热等离子体反应器，重新裂解。该方法可以实现裂解产品气中副产的烃类的有效回收利用，同时大幅增加乙炔和氢气的产量。

技术领域

本发明涉及一种用于沥青质热等离子体裂解气中烃类的循环处理工艺，属于石油化工领域。

背景技术

国际石油资源日益重质化和劣质化。重油作为一种非常规但储量丰富的石化资源，其高效利用越来越受到石化行业重视。溶剂脱沥青技术是重油轻质化利用的有效途径：通过溶剂分离重油原料中的残炭、沥青质和重金属等杂质，可以获得脱沥青油(DAO)，并可进一步高效处理。但是，该工艺同时得到的大量脱油沥青(DOA)。其利用成为制约现有工艺发展的一个重要瓶颈。

沥青质是石油中最复杂的组分，一般被认为是“不可转化”的重油分子。值得注意的是，沥青质含有丰富的碳氢元素，可通过热化学转化的方法，生成乙烯、乙炔等石油工业的小分子原料。从而，使其成为一种具有工业应用潜力的重要资源，创造显著的经济价值。热等离子体裂解可以一步实现沥青质到高附加值化工产品的转化。借助于热等离子体高温高焓的特性，将富含碳氢的沥青质原料高效转化为乙炔并副产氢气、甲烷等气体产物，未转化完全的沥青质原料可以进一步制造沥青粉、碳材料等。由于中国炼油能力的迅速提升，产生的沥青质的量也大幅增长。利用热等离子体裂解沥青质的工艺过程，不仅可拓展重油沥青质的应用范围，还可以在消纳重油加工残余沥青质的同时，实现其高价值转化，补充以劣质重油为原料的石油炼制产业链，具有广泛的应用前景。

然而，该工艺同时副产除乙炔外的小分子烃类，如甲烷、乙烷等。该部分副产的烃类各自产量小，若逐一分离，分离提浓成本显著增加。研究表明，甲烷、乙烷等小分子烃类在热等离子体中仍可实现向乙炔的定向转化，并且气相烃类分子的裂解难度远低于沥青质。本发明针对沥青质热等离子体裂解工艺，提出将该过程副产的烃类作为裂解原料，重新循环裂解的工艺。相较于原工艺，将副产的烃类循环通入热等离子体反应器，重新裂解的工艺。

发明内容

本发明的目的是针对沥青质热等离子体裂解产生的(除乙炔外)烃类，将其循环通入热等离子体裂解反应器，重新进行裂解，定向生成乙炔和氢气。基于该工艺，可以减少烃类进一步分离提浓的成本，并且大幅提高产品气中乙炔和氢气的产量。

本发明提供一种沥青质热等离子体裂解气中烃类的循环处理方法，包括如下步骤：

a)劣质重油溶剂脱沥青工艺产生的沥青质，通过循环烃类气体带入雾化装置，喷入热等离子体反应器；

b)在所述热等离子体反器中，沥青质和循环烃类与氢热等离子体射流混合反应，反应获得裂解产物；

c)所述裂解产物通过气固快分装置，获得固相产品和温度1600～2000K的气相产品；所述固相产品为固态碳材料；

d)所述气相产品进入淬冷装置，获得裂解气体；

e)所述裂解气体进一步进行提浓分离，获得乙炔、氢气和副产烃类；所述副产烃类包含甲烷和乙烯；

f)获得的氢气中，部分氢气作为热等离子体炬工作气体，重新循环使用，剩余部分作为产品；所述副产烃类作为沥青质原料的雾化气体，即步骤a)中所述循环烃类气体，或者直接循环通入所述热等离子体反应器，重新裂解。

本发明所述的沥青质热等离子体裂解气中烃类的循环处理方法，其中，所述热等离子体反应器优选为下行床的反应器形式。