[发明专利]一种劣重质油制氢的方法

说明书

一种劣重质油制氢的方法，劣重质油与含有大孔沸石和金属氧化物的催化剂接触并进行预分解反应，得到反应物流和带炭的失活催化剂；反应物流分离为反应气体、轻油和重油；轻油送到制氢反应器，得到反应气体和带炭的失活催化剂；预分解反应器和制氢反应器分离得到的反应气体送到分离单元进一步分离为包含氢气、CO、COsubgt;2/subgt;和轻烃；将所得的带炭的失活催化剂送再生器进行再生，失活催化剂经烧焦再生后，一部分再生催化剂返回预分解反应器中循环使用，另一部分再生催化剂返回制氢反应器中经还原后循环使用，再生烟气经分离得到CO和COsubgt;2/subgt;。本发明对劣重质油进行预分解，不仅改善了催化裂化原料品质，同时还兼产氢气，实现劣重质油资源的高效利用。

技术领域

本发明涉及一种劣重质油预分解和制氢的方法，更具体地说，属于一种劣重质油流化催化裂化预分解和制氢的方法。

背景技术

原油品质逐年呈现劣质化趋势，主要表现在原油密度变大，粘度变高，重金属含量、硫含量、氮含量、胶质和沥青质含量及酸值变高。传统的重油加工主要分两类，一是加氢工艺，主要包括加氢处理和加氢精制；二是脱碳工艺，主要包括溶剂脱沥青、延迟焦化和重油催化裂化。劣重质油通过这些工艺技术可以提高氢碳比，将劣质烃类转化为低沸点的化合物。当劣重质油采用脱碳工艺处理时，劣重质油中的硫、氮和重金属含量以及芳烃、胶质和沥青质含量对脱碳工艺的影响较大，加氢处理工艺可弥补脱碳工艺的不足，劣重质油通过加氢处理后，液体产品收率高，产品性质好，但加氢处理方式往往投资较大而且耗费氢源。虽然催化裂化工艺难以处理高残炭高金属的劣重质油，但其操作灵活性大，有望肩负起劣质渣油预分解的重任。

氢能是一种理想的新型能源，氢能作为一种储量丰富、热值高、能量密度大、来源多样的绿色能源。现有主要制氢方式较为成熟的技术路线有三种，即使用煤炭、天然气等化石能源重整制氢，以醇类裂解制氢技术为代表的化工原料高温分解重整制氢，以及电解水制氢；光解水和生物质气化制氢等技术路线仍处于实验和开发阶段，相关技术难以突破，尚未达到规模化制氢的需求。目前，国内天然气重整制氢、高温裂解制氢主要应用于大型制氢工业。天然气制氢过程的原料气也是燃料气，无需运输，但天然气制氢投资比较高，适合大规模工业化生产。一般制氢规模在5000m³/h以上时选择天然气制氢工艺更经济。此外，天然气原料占制氢成本的70％以上，天然气价格是决定氢价格的重要因素，而我国富煤、缺油、少气的能源特点，制约着天然气制氢在我国的实施。煤气化制氢是工业大规模制氢的首选，也是我国主流的化石能源制氢方法。煤制氢技术路线成熟高效，可大规模稳定制备，但煤制氢燃料动力能耗高于天然气制氢，对系统蒸汽和电力要求高，企业需要配套锅炉，统一建设燃煤锅炉受制于政府要求。另外，环保问题突出，现有城市型炼油厂环境要求苛刻，且煤炭运输受制因素多，也限制了该技术在现代炼厂的应用。

随着炼油工艺的发展，特别是原油重质/劣质化趋势加剧、油品质量提高，使得加氢工艺更广泛地应用，极大地促进了氢气的需求。据统计全球炼厂氢气需求年增幅超过4％。来自炼厂的氢气主要来自于工艺装置副产、炼厂气回收、现有的炼厂制氢装置，炼厂自产氢气已将难以满足未来的氢气增长需求，因此，需要探索更灵活、更可行的供氢策略。如果能开发一种非临氢的劣重质油预分解技术同时又可以产氢，无疑具有重大的实用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种劣重质油制氢的方法。

本发明提供的劣重质油制氢的方法包括下列步骤：

(1)将劣重质油引入流态化反应器中与含有大孔沸石和金属氧化物的催化剂接触并进行预分解反应，得到反应物流和带炭的失活催化剂；将预分解反应所得反应油气和带炭的失活催化剂进行气固分离；将分离所得的反应油气进入分馏塔，分离为包含气体、轻油和重油；

(2)将分离所得的轻油送到制氢反应器中，与还原的再生催化剂和水蒸气接触并发生制氢反应，得到反应物流和带炭的失活催化剂；将制氢反应所得反应油气和带炭的失活催化剂进行气固分离；