[發明專利]用于提高油品噴霧氣化效率的方法

有效

• 申請號: 202110079177.5
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112892413B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 袁佩青;黃子賓;楊敬一;李艷
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01J4/00
• 分類號: B01J4/00;B01F23/40;C10G11/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;豆欣欣

本發明涉及一種用于提高油品噴霧氣化效率的方法。具體而言，是將亞(超)臨界水增溶進入石油、石油餾分、生物質油或生物柴油形成均相或者乳液體系。經過上述處理的各種油品的粘度有效降低，可在噴霧過程中形成較小的油霧滴粒徑分布。利用溶于油霧滴中的水分子或者分布于油霧滴中水滴的微爆效應，可進一步加速油霧滴在高溫環境中的氣化。上述方法，適用于石油、石油餾分、生物質油或生物柴油制合成氣、制氫以及催化裂化等裝置的噴霧氣化進料。

技術領域

本發明涉及石油、石油餾分、生物質油或生物柴油技術領域，尤其涉及一種用于提高油品噴霧氣化效率的方法。

背景技術

將石油、石油餾分、生物質油或生物柴油通過噴嘴進行噴霧氣化，是制合成氣、制氫和催化裂化等過程的重要環節。噴霧氣化效果的好壞直接決定了上述過程效率的高低。例如，在催化裂化過程中，重油通過噴嘴在提升管下部形成霧滴并在高溫條件和催化劑進一步接觸氣化。只有經過氣化的重油分子才能進入催化劑孔道完成碳正離子機理的催化裂化得到輕質產品。一旦重油的氣化未能有效完成，重油分子將在油霧滴中發生自由基機理的熱裂化并迅速生焦。對于石油餾分制合成氣和制氫而言，如果石油餾分的噴霧氣化未能有效完成，則反應區域內油與氧的比例無法達到安全上限甚至可能發生爆炸(Appl.Energy108, 2013,202–217)。

以往學術界和工業界提高各種油品噴霧氣化效率的措施主要集中在以下若干方面：

1)優化噴嘴結構。文獻“熱力發電，45(3)，2016，105–109”報道了一種采用內混級霧化和Y型霧化兩級串聯復合結構的生物質油常溫霧化噴嘴。CN200910086373.4公開了一種大處理量進料霧化噴嘴，采用組合旋流器、多點注氣結構以及多孔互擊結構的噴頭，并且在噴孔處采用了堆焊硬質合金結構。該噴嘴適用于重油催化裂化裝置進料。CN201911355804.2公開了燃燒器、燃燒器油槍和燃燒器油槍噴嘴，包含了重油的乳化和噴嘴結構的優化。CN201710555436.0、CN201710498911.5和CN201710610848.X分別公開了石油加工用重油進料霧化噴嘴和石油加工用混合霧化噴嘴，其中嘴體為空心圓柱體，嘴體內設有內腔，嘴體左端的出口段設有噴頭，嘴體內設有霧化裝置，嘴體右端的進料段上部設有原料油入口。CN201410421345.4和CN201410421361.3公開了一種重油催化霧化噴嘴，包括第一和第二混合室、噴嘴腔和噴頭。其中，混合室設于噴嘴腔內而噴頭設于噴嘴腔的出口端。噴嘴腔內同時設球形、半球形、漸進弧面、橢圓形或拋物面的霧化結構。

2)強化油霧與蒸汽的接觸。CN201610250255.2公開了一種重油催化裂化的原料油多級霧化噴嘴結構的使用方法，通過部分“汽包油”形式強化噴嘴的霧化效果。CN201580040109.0公開了一種用于流化床反應器的流體注入噴嘴，涉及用于循環流化床反應器的液體進料噴嘴組件，包括形成液體進料/蒸汽混合物的節流閥體預混合器、將液體/蒸汽混合物輸送到噴嘴的主體導管、和剪切液體進料/蒸汽混合物的排放噴嘴、以及增加表面積的液體進料的噴射射流分散器。CN201510386619.5公開了一種重油噴嘴，提出的新型重油噴嘴設置有3個流道，外、內流道俱為蒸汽流道，中間流道為重油流道，可對重油進行兩次霧化。

3)引入乳化微爆。文獻“車用發動機，214，2014，58–62”報道了Span-80和Tween-80復配乳化劑用于生物質油和柴油混合物的乳化噴射。CN201410640805.2公開了一種重油乳化劑及其制備方法，通過添加乳化劑保持油水不分離。其中重油可摻水20～50％，添加劑用量為1～30％。CN201310725905.0公開了一種重油乳化復合添加劑。按重量份計的組分組成：破乳劑10～35份；表面活性劑8～20份；助燃劑10～20份；穩定分散劑20～35份；緩蝕劑3～15份；水20～50份。