[发明专利]一种基于超临界甲醇的重油减黏与脱硫方法

说明书

本发明公开了一种基于超临界甲醇的重油减黏与脱硫方法，在超临界甲醇环境下对重油进行改质反应，主要是通过温度与压力的控制，将重油置于超临界甲醇环境中保持一定时间，一方面调节超临界甲醇对于重油中各组分的溶解能力，使其中的大分子裂解成较小的分子的同时抑制大分子间的聚合，一方面调节甲醇供氢等反应性能，实现重油在抑制结焦前提下的减粘与脱硫。采用该方法不需要催化剂可以提高重油减黏反应的转化率、反应速率、避免体系的结焦现象，降低硫氮等杂原子含量。

技术领域

本发明涉及重油减黏与脱硫领域，特别是一种基于超临界甲醇的重油减黏与脱硫方法。

背景技术

近现代以来人类社会的飞速发展离不开化石能源的支持，石油资源作为当前使用最广泛需求量最大的能源，其储量正日趋减少，其品质更是日趋重质化。目前油砂沥青、超稠油等重质油品作为世界上储量最大的能源之一，全球可储采量约4000亿吨，是常规原油的2.7倍，所以在当前对能源需求不断增大和新型能源还不足以全面满足社会需求的关键时期如何更加合理有效地利用重质油品显得至关重要。

加氢裂化、催化裂化、延迟焦化等现有的重油处理工艺虽然能对重油进行有效地加工处理，但由于其在经济性、环保和重油利用率等方面的固有缺陷使得这些技术越来越无法满足生产和环保要求。超临界水热改质工艺作为新型环保的绿色工艺，其基本思想是利用水在超临界条件下对有机物溶解度较大的特点，使其作为重油改质的溶剂和分散剂。在超临界水热条件下，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大分子自由基碎片在超临界水相中得到良好的分散，从而继续裂解为分子量更小的烃类。此外，重油的超临界水热改质工艺还兼具脱硫、脱氮、降低重金属含量的效果。

专利US7740065B2公开了一种利用高压热水和回流流体改质全组分原油的方法，该方法主要是对原油改质过程中回收的流体再次利用以提高原油的采出率，并将采出的原油闪蒸后得到的重组分在超临界水条件下进行再次改质，该方法中所述的回流流体主要是由CO2、N2、CH4和水蒸气构成的带压流体。采用该方法虽然可以提高原油采出率和改质效果，但由于带压回收流体的使用导致对设备和管道的耐压耐腐蚀要求增高。

专利CN101970611A和专利CN102834489A分别公开了一种通过热加压水和超声波发生预混器将重油改质的方法和一种将水、氧化剂和重油在超临界温度和压力条件下混合，并最终使混合物经受微波处理的方法，这两种方法主要是利用超声波或氧化剂和超声波共同作用促进油水两相的混合和重油裂解。其中专利CN102834489A中所述的氧化剂选自氧气、空气、过氧化氢、有机过氧化物、无机过氧化物、无机超氧化物、硫酸、硝酸等固体添加物。

专利CN108251154A公开了一种基于超临界苯的重油减粘裂化的方法及其应用。该方法称将重油置于特定热力学状态的超临界苯环境中，使重油的减黏裂化从高粘度转至超临界苯中进行，未明确如何实现超临界苯特定环境。

专利CN107022373A公开了一种重油水热裂化减黏工艺，该方法是利用裂化出的轻组分作为新的稀释剂与重油混合降低其粘度，之后再进行浅度水热裂化。

专利CN111690429A一种油砂沥青超临界水热减黏的方法。但该方法忽略了超临界水对于设备材质的影响。

为了解决当前重油超临界流体加工工艺反应条件苛刻、转化率较低和体系易结焦等问题，提供了一种基于超临界甲醇的重油减黏与脱硫方法，在超临界甲醇环境下对重油进行改质反应，主要是通过温度与压力的控制，将重油置于超临界甲醇环境中保持一定时间，一方面调节超临界甲醇对于重油中各组分的溶解能力，使其中的大分子裂解成较小的分子，一方面调节甲醇供氢等反应性能，实现重油在抑制结焦前提下的减粘与脱硫。采用该方法不需要催化剂可以提高重油减黏反应的转化率、避免体系的结焦现象，降低硫氮等杂原子含量。

发明内容