[發明專利]一種重油輕質化與合成氣聯產的方法和裝置

有效

• 申請號: 201910901506.2
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN112538378B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 藍興英;李大鵬;張玉明;高金森;王寧波;高亞男;姚曉虹;黃傳峰;楊會民;王汝成;黃勇;石孝剛;王成秀;蔣中山;張健;任健
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）;南京中匯能源科技研發中心
• 主分類號: C10G47/02
• 分類號: C10G47/02;C10J3/48
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 黃健;劉芳

1.一種重油輕質化與合成氣聯產的方法，其特征在于，采用內部具有通過降料系統相互導通的裂解段和燒焦段的耦合反應器，并耦合有氣化反應器的裂解-焦炭氣化耦合反應系統，所述方法包括：

使重油原料進入所述耦合反應器上部的裂解段與流化焦粉接觸發生裂解反應，生成輕質油氣和焦粉顆粒；所述焦粉顆粒經所述降料系統下行進入所述耦合反應器下部的燒焦段進行燒焦處理，所述燒焦段內未完全燒焦的焦粉顆粒分為兩部分，一部分焦粉顆粒排出所述耦合反應器并返回至所述裂解段參與對所述重油原料的裂解，另一部分焦粉顆粒輸送至所述氣化反應器發生氣化反應生成合成氣；

來自所述氣化反應器的部分所述合成氣經所述裂解段的下部引入所述裂解段，并上升至所述裂解段頂部與所述輕質油氣合并進行油氣-氣固分離處理，對所述油氣-氣固分離處理輸出的凈化油氣產物實施油氣分餾，收取輕質油和合成氣產品；

所述氣化反應器中未完全氣化的焦粉顆粒輸送返回所述裂解段參與對所述重油原料的裂解，或輸送返回所述燒焦段進行所述燒焦處理；

所述裂解段中的焦粉顆粒下行進入所述燒焦段之前，還包括使所述裂解段中的焦粉顆粒在所述裂解段中依次進行水蒸氣汽提處理和粒徑細化處理；

所述合成氣與輕質油氣合并進行所述油氣-氣固分離處理前，還包括對所述合成氣與輕質油氣進行降溫洗滌處理。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述燒焦處理生成的煙氣實施煙氣-氣固分離處理，并將分離出的焦粉顆粒返回至所述燒焦段。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述裂解反應的條件為：反應溫度450-700℃，反應壓力0.1-6.0Mpa，反應時間1-20s，表觀氣速1-20 m/s，劑油比4-20。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述燒焦處理的條件為：燒焦溫度600-800℃，燒焦壓力0.1-6.0Mpa，燒焦時間20-200s，氣速0.1-5.0m/s。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣化反應的條件為：反應溫度850-1200℃，反應壓力0.1-6.0Mpa，表觀氣速為0.1-5.0 m/s，焦粉顆粒的停留時間為1-20min。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述水蒸氣汽提處理的條件為：水蒸氣與所述重油原料的質量比為0.1-0.3，所述水蒸氣的溫度為200-400℃，所述水蒸氣的表觀氣速為0.5-5.0 m/s。

7.一種用于實施權利要求1-6任一所述方法的重油輕質化與合成氣聯產的裝置，其特征在于，所述裝置包括由內部通過降料系統相互導通的裂解段和燒焦段的耦合反應器與氣化反應器組成的裂解-焦炭氣化耦合反應系統，其中：

所述耦合反應器包括通過降料系統相互導通的裂解段和燒焦段，所述裂解段的底部與所述降料系統的入口連通，所述降料系統的出口與所述燒焦段的頂部連通，所述降料系統的出口設置有單向塞閥；所述裂解段設置有重油原料入口、未燒焦顆粒入口、合成氣入口，上部設置有油氣出口；所述燒焦段設置有煙氣出口，未燒焦顆粒第一排出口和未燒焦顆粒第二排出口，所述未燒焦顆粒第一排出口與所述未燒焦顆粒入口通過外部輸送管路連通；

所述耦合反應器內還包括油氣-氣固分離段，所述油氣-氣固分離段處于所述裂解段的上部，所述油氣-氣固分離段的氣相出口與所述油氣出口連通；

所述氣化反應器具有待氣化顆粒入口、未氣化焦粉顆粒出口和合成氣出口，所述待氣化顆粒入口與所述未燒焦顆粒第二排出口連通，所述未氣化焦粉顆粒出口連通至所述燒焦段或裂解段，所述合成氣出口與所述合成氣入口連通；

所述耦合反應器內還包括：水蒸氣汽提段、粒徑細化段和降溫洗滌段；

所述水蒸氣汽提段和粒徑細化段設置于所述裂解段下部，且所述水蒸氣汽提段的頂部與所述裂解段的底部連通，所述粒徑細化段位于所述水蒸氣汽提段下部，且與所述水蒸氣汽提段的底部連通；

所述降溫洗滌段設置于所述裂解段上部且與所述裂解段連通。

8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述耦合反應器內還包括煙氣-氣固分離段，所述煙氣-氣固分離段處于所述降料系統與燒焦段之間，所述煙氣-氣固分離段的固相出口與所述燒焦段連通，所述煙氣-氣固分離段的氣相出口與所述煙氣出口連通。