專(zhuān)利名稱(chēng)：一種由高軟化點(diǎn)石油瀝青顆粒制備瀝青水漿的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油重質(zhì)油深度加工副產(chǎn)物的規(guī)模利用的方法。具體涉及一種由高軟化點(diǎn)石油浙青顆粒制備浙青水漿的方法。
背景技術(shù)：
通過(guò)溶劑(丙烷、丁烷和戊烷)脫浙青過(guò)程，可以從減壓渣油生產(chǎn)質(zhì)量改善的脫浙青油用作殘?jiān)鼭?rùn)滑油基礎(chǔ)油或催化裂化、加氫裂化原料，同時(shí)得到高軟化點(diǎn)的脫油浙青，后者的加工利用由于其高軟化點(diǎn)而變得非常困難。如果將高軟化點(diǎn)浙青制成漿液燃料如水乳液或水漿，可做為鍋爐燃料、氣化制合成氣及氫氣的原料或作為水蒸汽聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的燃料。美國(guó)專(zhuān)利(USP6001886)公開(kāi)了一種浙青水乳液制備方法，該方法將60m% 80m%的直餾浙青或丙烷溶劑脫浙青工藝的脫油浙青加熱至115°C，與0. 001m% IOm^W氧化乙烯-氧化丙烯-氧化乙烯的共聚物(或氧化乙烯-氧化丙烯-氧化乙烯共聚物、陰離子表面活性劑和/或非離子表面活性劑)的水溶液通過(guò)均質(zhì)器混合制成浙青含量為70m%的乳狀液，浙青乳狀液的平均粒徑為30微米，用于鍋爐燃料或生產(chǎn)合成氣的原料。中國(guó)專(zhuān)利(ZL200310122459. 0)公開(kāi)了一種浙青水乳液及其制備方法，該方法將40m% 78. 7m%的浙青原料與0 20m%的軟組分調(diào)合，將該混合物升溫至120 240°C，然后在20m% 50m%水中加入0. lm% ^i%的乳化劑、0. 6m%的助劑和0. lm% ^i%的穩(wěn)定劑得到水溶液，并將該水溶液加熱至50 100°C，最后將上述混合物與水溶液經(jīng)機(jī)械混合得到浙青水乳液產(chǎn)品。上述兩種方法都需要將原料加熱至較高溫度后與其它添加劑混合，能耗較大。本案申請(qǐng)人曾在先有專(zhuān)利(ZL01141462. 6)公開(kāi)了一種脫除石油渣油中高軟化點(diǎn)浙青的溶劑萃取工藝及其設(shè)備。該專(zhuān)利采用碳原子數(shù)較高的輕烴(戊烷或戊烷餾分)作溶劑，以獲得較高收率的脫浙青油(DAO)。溶劑按一定比例與渣油混合后，進(jìn)入萃取塔分離得到脫浙青油相和浙青相，浙青相通過(guò)直接節(jié)流快速膨脹方法，使高軟化點(diǎn)浙青噴霧分散為固體微粒，在特殊的氣固分離器中實(shí)現(xiàn)浙青與溶劑分離。本案申請(qǐng)人曾在先有專(zhuān)利(ZL200510080799. 0)公開(kāi)了一種通過(guò)耦合萃余殘?jiān)炝?shí)現(xiàn)重質(zhì)油梯級(jí)分離的方法及分離系統(tǒng)。溶劑萃取分離后的浙青相中通過(guò)引入分散溶劑，在氣固分離器中快速相變被強(qiáng)化分散為固體微粒，而溶劑氣化為氣體，實(shí)現(xiàn)浙青與溶劑的低溫分離，并且浙青微粒尺寸易調(diào)控。上述兩個(gè)專(zhuān)利只提出了高軟化點(diǎn)浙青顆粒的制備方法，而對(duì)浙青顆粒的后續(xù)輸送方式?jīng)]有涉及。本案申請(qǐng)人曾在先有專(zhuān)利(ZL200610113843. 8)公開(kāi)了一種石油系及煤系浙青殘?jiān)脑炝Ｖ苽湔闱嗨疂{的方法。該發(fā)明提供了一種石油重質(zhì)油、浙青及殘?jiān)懊合禋堅(jiān)脑炝＜盎厥辗蛛x方法，使原料在主溶劑和分散溶劑的作用下，引入水中實(shí)現(xiàn)快速分散造粒，制備浙青顆粒水漿，而溶劑經(jīng)氣化或冷凝后與浙青顆粒水漿分離，同時(shí)，溶劑與水沉降分離后可分別循環(huán)使用。該方法通過(guò)將萃余浙青/殘?jiān)嗷蝾A(yù)混合浙青/殘?jiān)嘀苯右胨蟹稚⒃炝＃闱辔⒘３叽缫渍{(diào)控，也放寬了對(duì)造粒浙青的軟化點(diǎn)的限制和所用溶劑的限制。但是上述方法中浙青水漿所含少量溶劑的分離比較困難，另外浙青水漿中浙青顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不易控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種由高軟化點(diǎn)石油浙青顆粒制備浙青水漿的方法，該浙青水漿能穩(wěn)定儲(chǔ)存，在常溫下較好地流動(dòng)，滿(mǎn)足輸送的要求。該浙青水漿可做為鍋爐燃料、氣化制合成氣及氫氣的原料或作為水蒸汽聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的燃料。本發(fā)明提供的一種由高軟化點(diǎn)石油浙青顆粒制備浙青水漿的方法，其包括以下過(guò)程按質(zhì)量百分比，將40 60%的水、0. 1 5. 0%的分散劑和0. 01 2. 0%的穩(wěn)定劑混合均勻，在室溫下，將上述混合物分一次或多次加入至40 60%的高軟化點(diǎn)石油浙青顆粒中，在一定轉(zhuǎn)速下(500 3000rpm)機(jī)械剪切攪拌，制取浙青水漿。上述過(guò)程所述的高軟化點(diǎn)石油浙青顆粒是石油渣油包括常壓渣油、減壓渣油、減黏渣油、加氫尾油、催化油漿中的一種或一種以上的混合物，經(jīng)深度溶劑脫浙青耦合噴霧造粒所得高軟化點(diǎn)的石油浙青顆粒，浙青顆粒軟化點(diǎn)在150 250°C，顆粒粒徑范圍10 1000 μ m,正庚烷可溶物質(zhì)量含量在30 50 %，正庚烷不溶物質(zhì)量含量在50 70 %。上述過(guò)程所述的分散劑為石油磺酸鹽(平均分子量350 2000)，油酸鈉，萘磺酸鹽甲醛縮合物，十二烷基硫酸鈉，木質(zhì)素磺酸鈉，十二烷基苯磺酸鈉、十四烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十八烷基甲苯磺酸鈉，硬脂酸鈉，胺化木質(zhì)素，壬基酚聚氧乙烯醚硫酸酯胺鹽(C9H19C6H5(CH2CH2O)nSO3HN(CH2CH2OH)3, η = 4_30)，烷基酚聚氧乙烯醚(R(C6H5)0(CH2CH2O)nH)，R = C8H17, C9H19, C12H25，η = 5-20)，聚氧乙烯(20)失水山梨醇單月桂酸酯(吐溫-20，C57H114O26)，聚氧乙烯(4)失水山梨醇單月桂酸酯(吐溫-21, C26H28O10)，聚氧乙烯(20)失水山梨醇單棕櫚酸酯(吐溫-40,C62H122O26,HLB= 15. 6)，聚氧乙烯(20)失水山梨醇單硬酸酯(吐溫-60，C64H126O26),聚氧乙烯(4)失水山梨醇單硬酸酯(吐溫-61，C32H30O10)、聚氧乙烯00)失水山梨醇三油酸酯(吐溫-85，C1(i(iH88028)等物質(zhì)中的一種或一種以上的混合物。所述的穩(wěn)定劑是聚乙烯醇、田菁粉、黃原膠等物質(zhì)中的一種或一種以上的混合物。本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)之一是利用了石油渣油包括常壓渣油、減壓渣油、減黏渣油、加氫尾油、催化油漿中的一種或一種以上的混合物，經(jīng)深度溶劑脫浙青耦合噴霧造粒所得高軟化點(diǎn)的石油浙青顆粒，該浙青顆粒粒徑分布在10 1000 μ m,無(wú)需粉碎，可直接與分散劑、穩(wěn)定劑及水混合。本發(fā)明的另一技術(shù)特點(diǎn)是將上述高軟點(diǎn)石油浙青顆粒與分散劑、穩(wěn)定劑在常溫下機(jī)械剪切攪拌即可制備浙青水漿，無(wú)需加熱至較高溫度，能耗較低。本發(fā)明可達(dá)到如下技術(shù)效果在分散劑、穩(wěn)定劑和機(jī)械剪切攪拌的作用下，高軟化點(diǎn)的石油浙青顆粒在水中繼續(xù)分散成為微粒，浙青水漿中的微粒粒徑分布在1 300μπι內(nèi)，平均粒徑< 75 μ m,粒徑< 50 μ m的浙青顆粒占60 %以上，可制成水含量30 50m%的的浙青水漿，且粘度< 500mPa. s，具有良好的流動(dòng)性。該水漿儲(chǔ)存穩(wěn)定，放置7天無(wú)沉淀。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，能耗較低，易于控制。浙青水漿可作為鍋爐燃料、氣化制合成氣的原料或作為水蒸汽聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的燃料，對(duì)于石油重質(zhì)油的深度加工具有重要意義。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1在軟化點(diǎn)為198°C的大港減壓渣油脫油浙青顆粒中，一次性加入由分散劑、穩(wěn)定劑與水組成的混合物。分散劑組成為木質(zhì)素磺酸鈉萘磺酸鹽甲醛縮合物=5 5，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(占浙青水漿)為0. 5 %。穩(wěn)定劑為黃原膠，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(占浙青水漿)為0. 05%。在2500rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械剪切攪拌，制成含水50m%的浙青水漿。浙青在水中分散成為微粒水漿，微粒的粒徑分布為1 300 μ m，平均粒徑< 75 4 111，粒徑< 50 μ m的浙青顆粒占65%，30°C粘度為552mPa. s,具有良好的流動(dòng)性。該水漿儲(chǔ)存穩(wěn)定性良好，室溫下放置7天無(wú)沉淀。實(shí)施例2在軟化點(diǎn)為170°C的遼河減壓渣油脫油浙青顆粒中，分兩次加入由分散劑、穩(wěn)定劑與水組成的混合物。分散劑組成為聚氧乙烯00)失水山梨醇單月桂酸酯(吐溫-20，C58H114O26)萘磺酸鹽甲醛縮合物=7 3，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(占浙青水漿)為lm%。穩(wěn)定劑為黃原膠，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(占浙青水漿)為0.03%。在2500rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械剪切攪拌，制成含水60m%的浙青水漿。浙青在水中分散成為微粒水漿，微粒的粒徑分布為1 250 μ m，平均粒徑< 70 μ m,粒徑< 50 μ m的浙青顆粒占75 %，30°C粘度為543mPa. s,具有良好的流動(dòng)性。該水漿室溫下穩(wěn)定放置7天無(wú)沉淀。實(shí)施例3在軟化點(diǎn)為175°C的加拿大油砂浙青渣油脫油浙青顆粒中，一次性加入由分散劑、穩(wěn)定劑與水組成的混合物。分散劑組成為木質(zhì)素磺酸鈉萘磺酸鹽甲醛縮合物=7 3，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(占浙青水漿)為1.0%。穩(wěn)定劑為田菁粉，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(占浙青水漿)為0.03%。在1500rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械剪切攪拌，制成含水50m%的浙青水漿。浙青在水中分散成為微粒水漿，微粒的粒徑分布在1 30(^111，平均粒徑< 7(^111，粒徑< 50 μ m的浙青顆粒占70%，30°C粘度為490mPa. s,具有良好的流動(dòng)性。該水漿儲(chǔ)存穩(wěn)定性良好，室溫下放置7天無(wú)沉淀。實(shí)施例4在軟化點(diǎn)為183°C的委瑞內(nèi)拉稠油減壓渣油脫油浙青顆粒中，分三次加入由分散劑、穩(wěn)定劑與水組成的混合物。分散劑組成為木質(zhì)素磺酸鈉石油磺酸鹽=7 3，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(占浙青水漿)為2.0%。穩(wěn)定劑為黃原膠，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(占浙青水漿)為0.3%。在1500rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械剪切攪拌，制成含水50m%的浙青水漿。浙青在水中分散成為微粒水漿，微粒的粒徑分布在1 30(^111，平均粒徑< 75 4 111，粒徑< 50 μ m的浙青顆粒占72%，30°C粘度為380mPa. s,具有良好的流動(dòng)性。該水漿儲(chǔ)存穩(wěn)定性良好，室溫下放置7天無(wú)沉淀。實(shí)施例5在軟化點(diǎn)為168°C的委瑞內(nèi)拉減黏渣油脫油浙青顆粒中，分兩次加入由分散劑、穩(wěn)定劑與水組成的混合物。分散劑組成為木質(zhì)素磺酸鈉聚氧乙烯00)失水山梨醇單棕櫚酸酯(吐溫-40，C62H122O26, HLB = 15.6) = 4 6，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(占浙青水漿)為0. 8%。穩(wěn)定劑為黃原膠，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(占浙青水漿)為0. 05%。在1500rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械剪切攪拌，制成含水58m%的浙青水漿。浙青在水中分散成為微粒水漿，微粒的粒徑分布在1 280 μ m，平均粒徑< 7511111，粒徑< 50 μ m的浙青顆粒占75%，30°C粘度為520mPa. s，具有良好的流動(dòng)性。該水漿儲(chǔ)存穩(wěn)定性良好，室溫下放置7天無(wú)沉淀。實(shí)施例6在軟化點(diǎn)為175°C的VRDS加氫尾油脫油浙青顆粒中，分兩次加入由分散劑、穩(wěn)定劑與水組成的混合物。分散劑組成為木質(zhì)素磺酸鈉萘磺酸鹽甲醛縮合物胺化木質(zhì)素=5:4: 1，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(占浙青水漿)為1.0%。穩(wěn)定劑為聚乙烯醇，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(占浙青水漿)為0. 05%。在2000rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械剪切攪拌，制成含水45m%的浙青水漿。浙青在水中分散成為微粒水漿，微粒的粒徑分布在1 280 μ m,平均粒徑< 75 μ m,粒徑< 50 μ m的浙青顆粒占80%，30°C粘度為430mPa. s,具有良好的流動(dòng)性。該水漿儲(chǔ)存穩(wěn)定性良好，室溫下放置7天無(wú)沉淀。
權(quán)利要求
1.一種由高軟化點(diǎn)石油浙青顆粒制備浙青水漿的方法，其特征在于包括如下過(guò)程按質(zhì)量百分比，將40 60%的水、0. 1 5.0%的分散劑和0.01 2. 0 %的穩(wěn)定劑混合均勻，在室溫下，將上述混合物分一次或多次加入至40 60%的高軟化點(diǎn)石油浙青顆粒中，在轉(zhuǎn)速500 3000rpm機(jī)械剪切攪拌，制取浙青水漿；所述的高軟化點(diǎn)石油浙青顆粒為石油重質(zhì)油經(jīng)深度溶劑脫浙青耦合噴霧造粒所得石油浙青顆粒，浙青軟化點(diǎn)在150 250°C，顆粒粒徑范圍10 1000 μ m，正庚烷可溶物質(zhì)量含量在30 50 %，正庚烷不溶物質(zhì)量含量在50 70 %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高軟化點(diǎn)石油浙青顆粒制備浙青水漿的方法，其特征在于所述石油重質(zhì)油為石油加工過(guò)程中得到的常壓渣油、減壓渣油、減黏渣油、加氫尾油、催化油漿的一種或一種以上的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高軟化點(diǎn)石油浙青顆粒制備浙青水漿的方法，其特征在于所述的分散劑選自石油磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛縮合物、烷基苯磺酸鹽、烷基硫酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、胺化木質(zhì)素、烷基酚聚氧乙烯醚、吐溫系列表面活性物質(zhì)中的一種或一種以上的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高軟化點(diǎn)石油浙青顆粒制備浙青水漿的方法，其特征在于所述的穩(wěn)定劑選自聚乙烯醇、田菁粉、黃原膠等物質(zhì)中的一種或一種以上的混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由高軟化點(diǎn)石油瀝青顆粒制備瀝青水漿的方法；將40～60m％的水、0.1～5.0m％的分散劑和0.01～2.0m％的穩(wěn)定劑混合均勻，在室溫下，將上述混合物分一次或多次加入至40～60m％的高軟化點(diǎn)石油瀝青顆粒中，在轉(zhuǎn)速500～3000rpm機(jī)械剪切攪拌，制取瀝青水漿；制得的瀝青水漿粘度低，穩(wěn)定性好，易泵送管輸，可作為鍋爐燃料、氣化制合成氣的原料或作為水蒸汽聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的燃料。
文檔編號(hào)C10L1/32GK102382696SQ20111028132
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者于志敏, 侯經(jīng)緯, 劉曉燕, 劉銀東, 孫學(xué)文, 張璐瑤, 楊利, 許志明, 趙鎖奇, 高飛 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京), 中國(guó)石油天然氣股份有限公司