專(zhuān)利名稱(chēng)：減少催化裂化煙氣中二氧化碳排放量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減少催化裂化煙氣中二氧化碳排放量的方法，屬于石油煉制的催化裂化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于二氧化碳等溫室氣體排放量的大量增加，導(dǎo)致全球氣候急劇惡化。對(duì)人類(lèi)的生存環(huán)境造成極大威脅。削減二氧化碳排放量，緩解溫室效應(yīng)，已成為國(guó)際社會(huì)的廣泛共識(shí)。據(jù)國(guó)際能源署(IEA)《2007年世界能源展望》統(tǒng)計(jì)，2005年全世界通過(guò)消費(fèi)石油、天然氣和煤炭以及放空燃燒天然氣排放的二氧化碳總量達(dá)到270X 108t。其中美國(guó)、中國(guó)、俄羅斯、日本和印度是5個(gè)最大的二氧化碳排放國(guó)。占世界二氧化碳排放總量的50%。預(yù)計(jì)隨著能源需求增長(zhǎng)，到2030年二氧化碳排放總量將達(dá)到420X 108t，比2005年增長(zhǎng)56%。煉化行業(yè)中煉油二氧化碳排放所占比例為5%，美國(guó)石油工業(yè)協(xié)會(huì)(API)編制的 《石油和天然氣工業(yè)溫室氣體排放估算方法概要》將煉油和石化行業(yè)的二氧化碳來(lái)源分為3 類(lèi)燃燒排放、生產(chǎn)過(guò)程排放和泄漏排放。催化裂化裝置則根據(jù)原料具體情況，生焦的待生劑在再生器中與再生空氣充分燃燒，排放出濃度為15% 20%的二氧化碳。近年來(lái)煉油和石化行業(yè)逐漸開(kāi)始關(guān)注溫室氣體排放問(wèn)題。從煙氣中脫除二氧化碳，是一種末端解決方案，通常指燃燒后脫碳，即從燃燒后產(chǎn)生的煙氣中將二氧化碳分離以實(shí)現(xiàn)減排，減排最高可達(dá)90%以上。但由于分離過(guò)程需要輸入能量而導(dǎo)致額外的二氧化碳排放，另外還存在捕集二氧化碳的問(wèn)題，這種方案僅對(duì)規(guī)模較大的單一排放源最為有效，而煉廠和石化廠的二氧化碳排放源多且分散，集中排放的減排效果不理想。催化裂化裝置是煉油廠重要的二氧化碳排放源，以106t/a催化裝置計(jì)算， 每年二氧化碳排放量約3X 105t。
公開(kāi)日期為2002年1月的中國(guó)專(zhuān)利CN1189541公開(kāi)了一種使用過(guò)冷水噴霧噴射 FCC進(jìn)料以提高進(jìn)料霧化的方法，霧化后液滴直徑為200-300微米，未說(shuō)明降低催化煙氣中二氧化碳含量的效果；
公開(kāi)日期為2008年6月的歐洲專(zhuān)利EP1935966公開(kāi)了一種減少催化裂化裝置二氧化碳排放量的方法，在反應(yīng)和再生過(guò)程中引入另一種原料氣，并在再生過(guò)程提供的高溫下，燒掉反應(yīng)過(guò)程中催化劑上的積碳，提高了一氧化碳的含量，反過(guò)來(lái)降低了煙氣中二氧化碳的含量，該方法由于要引入另一種原料氣，實(shí)施起來(lái)較困難，而且沒(méi)有從根本上解決二氧化碳排放問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種減少催化裂化煙氣中二氧化碳排放量的方法，減少了煙氣中二氧化碳排放量。本發(fā)明所述的減少催化裂化煙氣中二氧化碳排放量的方法，將催化裂化原料經(jīng)均質(zhì)乳化設(shè)備在常壓、乳化溫度45 90°C、加水量 10%、多功能復(fù)合乳化劑加入量 0. 01 % 2%、攪拌速度15000 20000r/min的條件下進(jìn)行乳化，將乳化后的原料油作為催
3化原料直接進(jìn)行催化反應(yīng)。其中乳化溫度優(yōu)選65 85°C。多功能復(fù)合乳化劑由司盤(pán)35-60%、醇胺類(lèi)表面活性劑25-60%和助溶劑5_15% 混合制成，司盤(pán)為司盤(pán)80、醇胺類(lèi)表面活性劑為三乙醇胺，助溶劑為輕柴油，多功能復(fù)合乳化劑加入量?jī)?yōu)選0. 05 0. 2%。攪拌速度控制為15000-20000r/min適宜。本發(fā)明重油催化裂化的乳化式進(jìn)料方法，采用獨(dú)特的二次“爆破”霧化技術(shù)，提高了霧化效果，極大的改善了原料與催化劑的接觸；通過(guò)乳化的方式改變催化裂化原料油在進(jìn)入提升管反應(yīng)器前的物理性質(zhì)，以使其在進(jìn)入提升管反應(yīng)器后與高溫催化劑充分接觸， 并產(chǎn)生二次爆破霧化，從而達(dá)到提高反應(yīng)深度、改善產(chǎn)品分布和提高目的產(chǎn)品收率的目的。 以106t/a催化裝置計(jì)算，每年可減少二氧化碳排放約4X 104t，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益十分顯
-frh-
者O本發(fā)明乳化設(shè)備采用多級(jí)高速剪切，耐溫耐壓的轉(zhuǎn)定頭結(jié)構(gòu)，使得分散、溶解、乳化、粉碎同時(shí)完成，可實(shí)現(xiàn)渣油和浙青的油水乳化；多功能復(fù)合乳化劑采用非離子表面活性齊U，不會(huì)引起催化劑中毒或設(shè)備腐蝕，通過(guò)加入助溶劑，具有良好的乳化功能和效果。重油催化裂化原料經(jīng)乳化后，改善了催化進(jìn)料的霧化程度，提高了催化進(jìn)料的分散性，大幅度降低了進(jìn)料油滴的粒徑，可以達(dá)到提高輕質(zhì)油收率和總液收，降低焦炭產(chǎn)率進(jìn)而降低煙氣中二氧化碳含量的目的。生產(chǎn)中，在提升管進(jìn)料噴嘴前增設(shè)均質(zhì)乳化裝置，將催化裂化原料與乳化劑和水混合并乳化，乳化后的催化裂化原料不需要原料罐直接由原料泵打入提升管反應(yīng)器，乳化后的催化裂化原料為油包水型乳化油，經(jīng)噴嘴霧化后的油滴內(nèi)包含著許多0. 5 5 μ m的水珠微粒，每個(gè)小水滴被油相包圍著。當(dāng)油滴噴出被加熱時(shí)，乳化油被一次霧化，由于水和油的沸點(diǎn)相差較大，水先汽化，體積急劇膨脹，產(chǎn)生了巨大的壓力，瞬間把油滴爆開(kāi)，變成許多小油滴，這一過(guò)程稱(chēng)之為“微爆”或二次霧化。二次霧化提高了催化裂化原料的霧化效果， 極大的改善了原料與催化劑的接觸，提高原料油的汽化率，從而提高催化裂化反應(yīng)效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明乳化工藝條件為加水量8%、乳化劑加入量0.05%、乳化溫度75°C 的條件下制得的乳化油，進(jìn)入催化裂化裝置，在反應(yīng)溫度505°C、再生溫度700°C、劑油比 5. 0的工藝條件下，與未經(jīng)乳化的催化裂化原料相比較，干氣收率減少0. 16個(gè)百分點(diǎn)，液化氣收率增加0. M個(gè)百分點(diǎn)，汽油收率增加0. 95個(gè)百分點(diǎn)，柴油收率增加0. 56個(gè)百分點(diǎn)，重油收率減少0. 52個(gè)百分點(diǎn)，焦炭產(chǎn)率減少1.07個(gè)百分點(diǎn)，輕質(zhì)油收率增加1.51個(gè)百分點(diǎn)， 總液收增加1. 75個(gè)百分點(diǎn)，轉(zhuǎn)化率增加0. 52個(gè)百分點(diǎn)，煙氣中二氧化碳含量降低24. 55%。 說(shuō)明催化裂化原料油乳化后可明顯提高輕質(zhì)油收率和總液收，煙氣中二氧化碳含量有顯著降低。且催化裂化原料乳化后對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)影響不大。催化裂化原料經(jīng)乳化連續(xù)進(jìn)料后，改善了催化進(jìn)料的霧化程度，提高了催化進(jìn)料的分散性，大幅度降低了進(jìn)料油滴的粒徑，可以達(dá)到提高輕質(zhì)油收率和總液收，減少煙氣中二氧化碳排放量的目的，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益十分顯著。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。將多功能復(fù)合乳化劑、水和催化原料送入乳化機(jī)，在45 90°C下進(jìn)行乳化，最好是在65 85°C下進(jìn)行乳化，制備成油包水型的乳化原料；將該乳化原料預(yù)熱到120 250°C，使其在催化裂化反應(yīng)條件下與催化劑接觸、反應(yīng)。本發(fā)明對(duì)于催化裂化原料油、乳化劑和水的混合方式?jīng)]有特別要求。實(shí)施例中所使用的催化原料性質(zhì)列于表1。實(shí)施例1多功能復(fù)合乳化劑由司盤(pán)8045%、三乙醇胺表面活性劑45%和輕柴油助溶劑 10%混合制成。生產(chǎn)中，在加水量8 %、乳化劑加入量0. 05 %、乳化溫度75°C、攪拌速度20000r/ min條件下制得了 FCC原料乳化油，其性質(zhì)列于表2。分別用FCC原料和乳化原料在提升管裝置上進(jìn)行催化裂化試驗(yàn)。工藝條件為反應(yīng)溫度505°C，再生溫度700°C，劑油比5. 0。試驗(yàn)均為連續(xù)進(jìn)油10小時(shí)，進(jìn)油量為8kg ；乳化原料進(jìn)料方式為連續(xù)進(jìn)料，在提升管?chē)娮烨凹友b均質(zhì)乳化設(shè)備，攪拌速度可調(diào)，乳化油處理量為0 50L。所得生成油進(jìn)行實(shí)沸點(diǎn)蒸餾切割得到汽油、柴油和重油組分。所得生成油進(jìn)行油樣積累，生成油在實(shí)沸點(diǎn)蒸餾裝置上經(jīng)蒸餾切割得到催化汽油和催化柴油(其中催化汽油餾分為初餾點(diǎn) 200°C，催化柴油餾分為200°C 350°C )，對(duì)切割所得催化汽油和催化柴油進(jìn)行性質(zhì)分析。所得產(chǎn)品分布、汽柴油性質(zhì)及煙氣中二氧化碳含量對(duì)比列于表3。實(shí)施例2多功能復(fù)合乳化劑由司盤(pán)8050%、三乙醇胺表面活性劑35%和輕柴油助溶劑 15%混合制成。生產(chǎn)中，在加水量2%、乳化劑加入量0. 01%、乳化溫度45°C、攪拌速度16000r/ min條件下制得了 FCC原料乳化油，其油性質(zhì)分析見(jiàn)表2。分別用FCC原料和乳化原料在提升管裝置上進(jìn)行催化裂化試驗(yàn)。工藝條件為反應(yīng)溫度505°C，再生溫度700°C，劑油比5. 0。試驗(yàn)均為連續(xù)進(jìn)油10小時(shí)，進(jìn)油量為8kg ；乳化原料進(jìn)料方式為連續(xù)進(jìn)料，在提升管?chē)娮烨凹友b均質(zhì)乳化設(shè)備，攪拌速度可調(diào)，乳化油處理量為0 50L。所得生成油進(jìn)行實(shí)沸點(diǎn)蒸餾切割得到汽油、柴油和重油組分。將所得生成油進(jìn)行油樣積累，生成油在實(shí)沸點(diǎn)蒸餾裝置上經(jīng)蒸餾切割得到催化汽油和催化柴油(其中催化汽油餾分為初餾點(diǎn) 200°C，催化柴油餾分為200°C 350°C )，對(duì)切割所得催化汽油進(jìn)行和催化柴油性質(zhì)分析。所得產(chǎn)品分布、汽柴油性質(zhì)及煙氣中二氧化碳含量對(duì)比列于表3。實(shí)施例3多功能復(fù)合乳化劑由司盤(pán)8050%、三乙醇胺表面活性劑42%和輕柴油助溶劑8% 混合制成。生產(chǎn)中，在加水量10%、乳化劑加入量2%、乳化溫度90°C、攪拌速度18000r/min 條件下制得了 FCC原料乳化油，其油性質(zhì)分析見(jiàn)表2。分別用FCC原料和乳化原料在提升管裝置上進(jìn)行催化裂化試驗(yàn)。工藝條件為反應(yīng)溫度505°C，再生溫度700°C，劑油比5. 0。試驗(yàn)均為連續(xù)進(jìn)油10小時(shí)，進(jìn)油量為8kg ；乳化原料進(jìn)料方式為連續(xù)進(jìn)料，在提升管?chē)娮烨凹友b均質(zhì)乳化設(shè)備，攪拌速度可調(diào)，乳化油處理量為0 50L。所得生成油進(jìn)行實(shí)沸點(diǎn)蒸餾切割得到汽油、柴油和重油組分。將所得生成油進(jìn)行油樣積累，生成油在實(shí)沸點(diǎn)蒸餾裝置上經(jīng)蒸餾切割得到催化汽油和催化柴油(其中催化汽油餾分為初餾點(diǎn) 200°C，催化柴油餾分為200°C 350°C )，對(duì)切割所得催化汽油和催化柴油進(jìn)行性質(zhì)分析。所得產(chǎn)品分布、汽柴油性質(zhì)及煙氣中二氧化碳含量對(duì)比列于表3。(接下頁(yè))表1、原料性質(zhì)表
權(quán)利要求
1.一種減少催化裂化煙氣中二氧化碳排放量的方法，其特征在于將催化裂化原料經(jīng)均質(zhì)乳化設(shè)備在常壓、乳化溫度45 90°C、加水量 10%、多功能復(fù)合乳化劑加入量 0. 01 % 2%、攪拌速度15000 20000r/min的條件下進(jìn)行乳化，將乳化后的原料油作為催化原料直接進(jìn)行催化反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少催化裂化煙氣中二氧化碳排放量的方法，其特征在于乳化溫度為65 85°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少催化裂化煙氣中二氧化碳排放量的方法，其特征在于多功能復(fù)合乳化劑由司盤(pán)35-60%、醇胺類(lèi)表面活性劑25-60%和助溶劑5-15%混合制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的減少催化裂化煙氣中二氧化碳排放量的方法，其特征在于司盤(pán)為司盤(pán)80，醇胺類(lèi)表面活性劑為三乙醇胺和助溶劑為輕柴油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的減少催化裂化煙氣中二氧化碳排放量的方法，其特征在于多功能復(fù)合乳化劑加入量為0. 05 0. 2%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的減少催化裂化煙氣中二氧化碳排放量的方法，其特征在于攪拌速度為 15000-20000r/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種減少催化裂化煙氣中二氧化碳排放量的方法，屬于石油煉制的催化裂化技術(shù)領(lǐng)域。將催化裂化原料經(jīng)均質(zhì)乳化設(shè)備在常壓、乳化溫度45～90℃、加水量1％～10％、多功能復(fù)合乳化劑加入量0.01％～2％、攪拌速度15000～20000r/min的條件下進(jìn)行乳化，將乳化后的原料油作為催化原料直接進(jìn)行催化反應(yīng)。重油催化裂化原料經(jīng)乳化后，改善了催化進(jìn)料的霧化程度，提高了催化進(jìn)料的分散性，大幅度降低了進(jìn)料油滴的粒徑，可以達(dá)到提高輕質(zhì)油收率和總液收，降低焦炭產(chǎn)率進(jìn)而降低煙氣中二氧化碳含量的目的。
文檔編號(hào)C10G29/20GK102453514SQ20101051651
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者周忠國(guó), 張義玲, 張艷, 徐興忠, 許曉斌, 許金山, 達(dá)建文, 韓新竹 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司