由经气化的焦炭生产二甲基硫醚的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及由经气化的焦炭物流生产二甲基硫醚的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 焦化是石油精炼和煤加工的重要方法。相对于石油精炼，焦化在精炼低品质原油 中尤其重要，所述低品质原油包含或当加工时形成大量的通常在焦化装置中处理的高沸点 物质。焦化能够有效转化这些不太希望的石油馏分为更希望的馏出物产物和石油焦炭。煤 焦炭在升高的温度下作为氧化铁的适合还原试剂通过煤的碳化过程产生，和例如在由铁矿 石生产钢的过程中作为铁矿石的还原试剂产生。
[0003] 然后焦炭（石油焦炭或煤焦炭）可以利用蒸汽和空气气化以产生包含一氧化碳、 二氧化碳、氢、氮和硫化氢的经气化的焦炭物流。上述的相对比例可尤其取决于被气化的焦 炭的组成和焦炭气化方法。通常，二氧化碳和硫化氢从经气化的焦炭物流中除去，留下一氧 化碳、氮和氢，后者用作燃料例如发电。如果蒸汽和氧用于气化过程，则氮可为经气化的焦 炭物流中的次要组分。
[0004] 但许多焦炭具有明显量的硫和因此将广生具有尚硫化氛浓度的经气化的焦炭物 流。由于硫化氢几乎没有价值并且伴有严格的环境规章，所以高硫焦炭通常是不希望的。焦 炭中硫的浓度与广生焦炭的石油或煤中的硫的浓度有关。因此，尚硫石油和尚硫煤在工业 中被视为无价值的，因此基本上开采不够。
[0005] 在本领域中，为高硫焦炭提供附加值同时解决环境问题的系统和方法将是有价值 的。
【发明内容】
[0006] 本发明涉及由经气化的焦炭物流生产二甲基硫醚的方法和系统。
[0007] 在一个方面，本发明涉及一种方法，包括：
[0008] 提供含一氧化碳、氢、硫化氢、二氧化碳和氮的经气化的焦炭物流；
[0009] 将经气化的焦炭物流分离为相对于经气化的焦炭物流富含一氧化碳的物流、相对 于经气化的焦炭物流富含氢的物流和相对于经气化的焦炭物流富含硫化氢的物流；
[0010] 由至少一部分经分离的富含一氧化碳的物流和至少一部分经分离的富含氢的物 流生产甲醇；
[0011] 由至少一部分产生的甲醇和至少一部分经分离的富含硫化氢的物流生产二甲基 硫醚。
[0012] 在另一方面，本发明涉及一种系统，包括：
[0013] 分离器，所述分离器接收经气化的焦炭物流，和构造和设置所述分离器以由经气 化的焦炭物流生产一氧化碳物流、氢物流和硫化氢物流；
[0014] 甲醇反应器，所述甲醇反应器流体操作连接至分离器以从分离器接收至少一部分 一氧化碳物流和至少一部分氢物流，其中构造和设置所述甲醇反应器以由一氧化碳物流和 氢物流生产甲醇物流；和
[0015] 二甲基硫醚反应器，所述二甲基硫醚反应器流体操作连接至甲醇反应器以从甲醇 反应器接收至少一部分甲醇物流和流体操作连接至分离器以从分离器接收至少一部分硫 化氢物流，其中构造和设置所述二甲基硫醚反应器以由甲醇物流和硫化氢物流生产二甲基 硫醚物流。
[0016] 在阅读下文优选实施方案的描述后，对于本领域技术人员而言，本发明的特征和 优点将是明显的。
【附图说明】
[0017] 引入以下附图以描述本发明的某些方面，这些附图不应当被视为排他性实施方 案。如得益于本公开的本领域技术人员将会想到的，所公开的主题可以在形式和功能方面 进行相当的调整、改变、组合和等价替换。
[0018] 图1的图为本发明一些实施方案的系统。
[0019] 图2的图为本发明一些实施方案的系统。
[0020] 图3的图为本发明一些实施方案的系统。
[0021] 图4的图给出了在30°C使用各种溶剂从油砂采收石油。
[0022] 图5的图给出了在10°C使用各种溶剂从油砂采收石油。
[0023] 图6的图给出了增加二甲基硫醚浓度对西非含蜡原油的粘度降低效果。
[0024] 图7的图给出了增加二甲基硫醚浓度对中东沥青基原油的粘度降低效果。
[0025] 图8的图给出了增加二甲基硫醚浓度对加拿大沥青基原油的粘度降低效果。
【具体实施方式】
[0026] 本发明涉及由经气化的焦炭物流生产二甲基硫醚的方法和系统。
[0027] 本文所述的系统和方法利用经气化的焦炭物流中的硫化氢来生产二甲基硫醚，二 甲基硫醚可以特别用于强化油采收（"E0R"）方法。此外，这样的EOR方法通常利用大量的 二甲基硫醚，这形成了对于高硫含量焦炭以及由此对于高硫含量石油和煤的较大市场。
[0028] 此外，因为本文所述的系统和方法使硫化氢反应以形成相对非毒的产物（即二甲 基硫醚），因此可以减轻先前与高硫焦炭相关的许多环境问题。
[0029] 本文所用的术语"焦炭"指的是石油焦炭（即源自石油的焦炭）和煤焦炭（即源 自煤的焦炭）两者。
[0030] 本文所用的术语"高硫焦炭"指的是具有约3wt%或更多硫的石油焦炭和具有约 Iwt %或更多硫的煤焦炭。
[0031] 本文所用的"石油"定义为天然产生的烃混合物，通常为液态，它也可能包含硫、 氮、氧和金属的化合物。如本文所用的，术语"石油"包括轻质烃和重质烃。如本文所用的， 术语"轻质石油"是指API重度大于20°的石油。如本文所用的，术语"重质石油"是指API 重度最多20°的石油。除非另有规定，如本文所用的API重度根据ASTM方法D4052来确 定。
[0032] 本文所用的"流体操作连接或流体操作相连"定义为两个或更多个元件间的连接， 其中所述元件直接或间接连接以允许元件间直接或间接流体流动。该定义中所用的"流体 流动"指气体或液体的流动；该定义中所用的术语"直接流体流动"是指在两个定义的元件 之间的液体或气体流直接在两个定义的元件之间流动；和该定义中所用的术语"间接流体 流动"是指当液体或气体在两个定义的元件之间流动时，在两个定义的元件之间的液体或 气体流可被引导通过一个或多个额外元件以改变液体或气体的一个或多个方面。在间接流 体流动中可改变的液体或气体的方面包括物理特征，例如气体或液体的温度或压力、液体 和气体之间的流体状态和/或气体或液体的组成。如本文定义的"间接流体流动"排除通 过液体或气体的一种或多种元素的化学反应如氧化或还原改变两个定义的元件之间气体 或液体的组成。
[0033] 应该注意的是，本文所用的术语"分离"等不必然意味着100%的分离程度。此外， 术语"物流"不必然意味着它的组成的纯度水平。
[0034] 图1和2中分别示出的系统100和200是可用于实施本发明方法的本发明系统。 图1和2中的各系统100和200可在一些方面相似（例如可用相似附图标记理解系统的相 似部分或相似系统组件）。这些不应该被视为限制。在本发明范围内的其它实施方案对于 本领域技术人员而言是明显的。
[0035] 在一些实施方案中，由经气化的焦炭物流生产二甲基硫醚可以包括：将经气化的 焦炭物流中的一氧化碳、氢和硫化氢分别分离为富含一氧化碳、氢和硫化氢的各个物流；由 至少一部分一氧化碳和至少一部分氢生产甲醇；和由至少一部分甲醇和至少一部分硫化氢 生产二甲基硫醚。一些实施方案可以还包括通过气化焦炭生产经气化的焦炭物流。
[0036] 适合与本文所述的方法和系统组合使用的焦炭可以为石油焦炭、煤焦炭或它们 的任意组合。在一些情况下，石油焦炭的硫含量可为〇. 5wt %或更大、或0. 5-lOwt %、 或I-IOwt %、或3-10wt %。在一些情况下，煤焦炭的硫含量可为0. 5wt %或更大、或 0· 5_5wt %、或 l_5wt %、或 3_5wt %。
[0037] 焦炭可在焦炭气化器（未显示）中气化以产生经气化的焦炭物流。被气化的石油 焦炭可以在延迟焦化装置或流化床焦化装置中产生。焦炭气化器可为任何用于气化焦炭的 常规焦炭气化器。焦炭气化器可与焦化装置集成和接收形成的待气化的焦炭，或可不与焦 化装置集成和接收来自储存设备的待气化的焦炭。
[0038] 现在参照描述本发明示例性系统的图1，系统100包括分离器101，所述分离器101 通过管线103接收经气化的焦炭物流，和构造和设置所述分离器101以由经气化的焦炭物 流生产一氧化碳物流、氢物流和硫化氢物流。甲醇反应器105流体操作连接至分离器101以 通过管线107接收至少一部分一氧化碳物流和通过管线109接受至少一部分氢物流。构造 和设置甲醇反应器105以由一氧化碳物流和氢物流生产甲醇物流。二甲基硫醚反应器111 流体操作连接至甲醇反应器105以通过管线113接收至少一部分甲醇物流。二甲基硫醚反 应器111