[發明專利]生物質油重組分與石油二次加工重質油混煉的方法

有效

• 申請號: 201110369628.5
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN103122257A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 李實軍;王健康;閆亮;陳曉明;李靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C10G47/00
• 分類號: C10G47/00;C10G65/12
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 方曉佳

技術領域

本發明屬煉油技術領域，具體涉及一種生物質油重組分與石油二次加工重質油混合煉制的方法。

背景技術

作為世界第四大能源的生物質資源豐富，環境友好，可再生，是唯一可轉化為液體燃料的資源，將可再生的生物質資源轉化為潔凈的高品位液體燃料部分替代石油，可降低對有限石油資源的依賴，減少污染，改善環境，保護生態。生物質經缺氧熱解后轉化為類似石油的粘稠狀物質----生物質油，該油主要由碳鏈長短不一的醇、醚、醛、酚、酮、酸、酯、呋喃及其各種衍生物組成的復雜混合物，具有含水量大、含氧量高、酸值高、粘度大、穩定性差等缺點，必須需經過提質才能轉化為替代石油的常規燃料。

在石油煉制的不同階段會產生不同的餾分油，例如，減壓餾分油、渣油、減壓瓦斯油、脫瀝青油、焦化蠟油、減壓蠟油、蠟油、直餾柴油等。這些餾分油屬于石油一次煉制產生的重質油，可以通過加氫裂化工藝進行二次煉制，使重質油發生加氫、裂化和異構化反應，轉化為輕質油。綜觀其表觀性能與生物質重油具有一定的相似性，從元素組成上看，生物質重油與重質油有一定的相似性，生物質油碳含量一般為60％左右，氧含量為12％～28％，氫含量8％左右，硫、氮含量極低，而重質油中碳含量83％～87％、氫含量11％～14％，硫含量0.2％～1.3％、氮含量0.2％～0.7％、氧含量0.08％～1.82％及微量金屬元素(鎳、釩、鐵等)。從族組成上看，生物質重油中芳香環數都在1個環左右，芳烴及衍生物含量40％～50％；重質油中飽和烴含量55.1％～68.3％，芳烴含量24.8％～33.5％，膠質含量5.7～11.5％，芳香環數在1個環左右，總環數介于2.13～2.51之間。但生物質重油與重質油不同點在于，生物質重油中乙酸含量一般在10％～18％，總羧值達20％以上，具有很高的酸值，腐蝕性強；氧含量高達12％～28％，導致生物質重油熱值低，粘度大，穩定性差等缺點，而且不同原料、不同熱解工藝制備出的生物質油其組成有很大差別。

加氫裂化技術是重油深度加工的主要工藝，也是唯一能在原料輕質化的同時直接生產車用清潔燃料和優質化工原料的工藝技術。因其原料適應性強、產品方案靈活、液體產品收率高、產品質量好等諸多優點，在世界煉油工業中得到廣泛應用。

目前使用的加氫裂化技術主要由UOP公司、雪佛龍公司、法國石油研究院及殼牌公司提供。UOP公司Unicracking工藝包括HyCycle工藝和APCU工藝。其特點是總加工能力大，氫耗低，工藝熱能高效利用，APCU采用中壓低單程轉化率(20％～50％)以減少副反應的發生，并有利于提高柴油十六烷值，比全轉化裝置低得多的投資在產品質量上實現了跨越。Chevron公司的最新工藝為Isocracking工藝技術，此工藝技術可有效地將重質原料油轉化為優質中間餾分油和潤滑油基礎油。

發明內容

本發明針對目前對生物質油進行分離提純、氣相催化裂解、液相加氫、氣相加氫、加氫裂化和液相酯化等技術手段只能在一定程度上提升生物質油品質，但仍不能實現生物質油直接供內燃機使用的優質清潔燃料問題，以生物質油制備高品位燃料為目的，采用生物質油與蠟油組分混合煉制，借鑒石油煉制技術方法，通過催化裂化技術途徑，在保證煉制油品質量不變或有所提高的前提下，開辟一條能低成本大規模利用生物質油制備高品位燃料的技術路線。提高我國對可再生資源的利用和增加燃油產量，緩解我國石油短缺。

本發明所述生物質重油是指，以水稻殼為原料，隔空熱解的生物油經過減壓蒸餾，去除50％輕組分后的剩余部分。

本發明所述混煉是將生物質油重組分提質過程與重質油煉制過程有效相結合，具體過程為：生物質重油物理-化學預處理、重質油乳化處理、混溶、催化加氫裂化、產物分離分析。

本發明所述重質油是指在石油一次煉制的不同階段會產生的不同餾分油，包括減壓餾分油、渣油、減壓瓦斯油、脫瀝青油、焦化蠟油、減壓蠟油、蠟油、直餾柴油等，優選減壓蠟油、蠟油。

本發明所述對生物質重油進行物理-化學預處理，目的在于除去生物質重油中焦質，酸、水等不利于后期混煉的有害組分。具體過程為：將生物質重油溶解在乙酸乙酯中，過濾除去固體不溶物，濾液與已經溶解有生物質重油質量0.5％～1.0％NaHCO₃的乙醇溶液混溶后進行減壓蒸餾，除去溶劑、水、酸。

本發明所述生物質重油物理-化學預處理條件為：乙酸乙酯、乙醇加入量與生物質重油體積比為：1.5∶0.5∶1，減壓蒸餾溫度為80℃～90℃，真空度為1.5mmHg～3mmHg。