处理烃基重质残留物的方法
【专利说明】处理烃基重质残留物的方法 发明领域
[0001] 本发明涉及一种处理烃基残留物的方法。
[0002] 本发明的方法和设备特别适于处理和促进烃基残留物，特别是具有高沥青质含量 的沥青残留物的使用、管理和处置，所述残留物是在具有高分子量或者在任何情况中具有 高C/H比的有机残留物的之前的转化过程中作为副产物而获得的，例如油或者更通常的重 质经，可能已经部分脱沥青的蒸馏残留物，来自于沥青砂的沥青，来源于煤和油页岩的油。 现有技术
[0003] 高分子量有机残留物例如重质油（例如可能已经部分脱沥青的蒸馏残留物），来 自于沥青砂的油，来源于煤和油页岩的油，的转化方法是目前已知的。该转化是通过降低待 处理的残留物的分子量，和增加它们的H/C比来进行的。转化方法的例子（其组合了反应性 链段在催化剂存在下的裂化和氢化反应）描述在文献US5932090,EP2158304,EP2155835， EP2291238 中。
[0004] 一种极其致密的沥青残留物是作为该转化的副产物而获得的，其在标准条件下具 有粘糊的浓度，且因此极难管理用于运输、销售、处置或者可能再用于相同的生产位置。这 种沥青残留物包含有机馏分，其通常具有甚至更高的分子量，和甚至更稠的焦炭和无机化 合物馏分，相对于进入催化氢化裂解方法的残留物而言。
[0005]焦炭和无机残留物的含量形成了THFis，S卩，不溶于四氢呋喃的材料馏分。
[0006]沥青残留物是以相当大的量生产的：在能够精炼200, 000桶/天原油的石化厂，例 如依靠催化氢化裂解的有机残留物的相关转化工厂能够生产60, 000桶/天。
[0007]所以便利的是将沥青残留物转化成更高品质的可以重新使用的产品，例如作为可 燃烧的或者商业燃料，或者转化成惰性产品，其更易于管理、处置和对环境较少有害。
[0008] 专利US3928170描述了一种方法（称作EUREKA方法），用于在1. 1一3barg的压 力和350 - 450°C的反应区域温度下，依靠热裂解在底部油残留物的蒸气流中生产沥青；该 反应器之前是用于预热加料的炉子，和之后是产物分离区。沥青是从裂解反应器底部提取 的，该反应器半分批运行来避免在预热阶段形成焦炭。但是这种方法不能令人满意的处理 具有特别高的浓度沥青质的底部残留物或者不溶于四氢呋喃的残留物。
[0009] 专利US4477334描述了一种方法，在其中重质烃可以在连续裂解方法中转化，不 形成焦炭，而形成作为副产物的沥青。该溶剂脱沥青方法在接近于从沥青质组分中分离软 沥青组分的那些关键条件的条件下，使用了溶剂（通常丙烷或丁烷）：将沥青质馏分（其也 可包含某些百分比的固体）再循环到所述方法，而软沥青馏分（富含DA0,脱沥青油）在通 过在超临界条件下萃取分离溶剂后，形成了产物。在所讨论的生产浓缩沥青的情况中，这种 方法代表了与溶剂脱沥青相反，因为它是待萃取的沥青质组分（富含固体相），并且软沥青 组分是再循环的。
[0010] 应用这种方法的困难是由在超临界条件下使用更多的塔来管理溶剂的循环组成 的。
[0011] 离心分离的局限之一是最大运行温度不能超过150°c。在这些条件下，可能存在着 与浓缩流的移动和排放有关的问题，而轻质相（其再循环到反应区）仍然富含沥青质组分， 其危害了转化设备的性能。
[0012] 本发明的一个目标因此是克服现有技术的上述缺点，特别是通过提供一种方法， 将高分子量有机残留物以前的转化方法的沥青和糊状残留物转化成更易于和方便再用和 处置的产物。
【发明内容】
[0013] 根据本发明，这个目标是用具有权利要求1的特征的方法来实现的。
[0014] 本发明另外的特性是从属权利要求的目标。
[0015] 对本领域技术人员来说，采用本发明可获得的优点通过参考附图所示的具体的非 限定性实施方案的以下的详细说明将变得显而易见。
[0016] 附图列示
[0017] 图1显示了根据本发明具体的实施方案处理沥青质残留物的方法的方案；
[0018] 图2显示了图1的设备的排出器的方案。
【具体实施方式】
[0019] 在本说明书中，除非另有规定，否则表述"化合物X主要含有物质Y"应当解释为表 示化合物X包含至少50重量％的物质Y。
[0020] 图1，2涉及用于处理沥青状或者含沥青的残留物的设备，该残留物是在具有高分 子量或者在任何情况中具有高C/H比的有机残留物的转化方法中作为副产物来获得的，例 如重质油例如可能已经部分脱沥青的蒸馏残留物，来自于沥青砂的沥青，来源于煤和油页 岩的油。
[0021] 所述设备是用整体附图标记100来表示的。附图标记1表示供料流，其优选是底 部排污，例如来自于例如在文献US5932090,EP2158304,EP2155835,EP2291238中所述的重 质油转化设备的真空蒸馏塔，或者来自于依靠沸腾床催化氢化裂解或者其他裂解方法的重 质油的其他转化方法。该供料流1的底部排污是固一液悬浮液，粘性的，但是在合适的温度 虾可以栗送。
[0022] 所述的供料流（1)中C5沥青质（不溶于正戊烷的沥青质）的含量是20 - 45%， 而THFis是 10 - 20%。
[0023] 依靠氢化裂解的可能的转化方法的催化剂可以例如是基于一种或多种过渡金属 例如附、0)、11〇，优选钼。
[0024]供料流1的温度可以例如是320 - 350°C和更优选320 - 330°C，目的是促进该流 体的栗送性。在进入炉子3之前，将流1优选通过引入过热的水蒸气2,例如在大约350°C 下的蒸气流量而加热和流化。水蒸气的引入还防止了在炉子中形成焦炭。
[0025] 该水蒸气流量引入前优选是底部排污1的流量的0.5-2重量％，和优选是底部 排污流量的大约1重量％。
[0026] 供料流1'优选随后通过将它例如引入到炉子3中来进一步加热到大约325- 500°C。即将引入分离器6的流4的温度可以基本上与炉子3内部温度相同，和优选等于或 者低于480°C。流4可例如是三相固体一液体一蒸气流。
[0027] 在炉子3中，优选压力高于大气压，更优选是1 一 2bara和甚至更优选是1. 3 - 2bara〇
[0028] 这个压力优选与即将经历下文所述的绝热膨胀的流4的压力相同。
[0029] 在本说明书中，除非另有规定，否则压力值应当被认为是绝对压力值，并且与大气 压无关。
[0030] 根据本发明的一方面，离开炉子3的流4在压力等于或者低于大约0.lbara和温 度等于或者低于450°C的环境中经历了基本上绝热膨胀，来从待处理的重质残留物中分离 第一较低挥发性馏分17,它在大气压下的沸点等于或者高于540°C和它的固体和/或无水 残留物主要包含不溶于戊烷的沥青质和/或不溶于四氢呋喃的其他残留物。
[0031] 还优选从重质残留物中分离第二较高挥发性馏分7,其主要由软沥青和在大气压 下沸点等于或者低于540°C的其他烃组成。
[0032] 该基本上绝热膨胀优选依靠穿过复合阀（laminationvalve)的基本上瞬时的 膨胀（闪蒸）来进行。该绝热膨胀优选在包含密封容器的第一分离器6中进行，其中超 压（abovepressure)等于或者低于0.lbara。更优选在分离器6中存在着等于或者低于 0? 04bara的压力。
[0033] 上述最大温度450°C是在分离器6整体体积上的平均值。流4优选在温度等于或 者低于400°C，和更优选等于或者低于390°C的环境中进行基本上绝热膨胀。
[0034] 该闪蒸或者在任何情况中绝热膨胀有利地在密封容器上部或者在任何情况中在 第一分离器6中进行，而将汽提流5,优选水蒸气流，引入它的下部中。
[0035] 取决于运行条件（汽提蒸气流量5和/或闪蒸室6的温度），重质流中沥青质一 THFi馏分可以在75 - 94 %变化。
[0036] 汽提蒸气5和底部排污流量1之间的比例是0. 03 - 0. 75,更优选0. 03 - 0. 5。
[0037] 该第二较高挥发性馏分7与大部分汽提流5 -起优选从第一分离器6排出，到达 排出器8。排出器8有利的是图2的类型，S卩，装备有文丘里管，其吸入流7,引入到文丘里 管的窄区，并且将它从管道8逐出，这取决于合适的动力流体9 (例如蒸气）的流量，其从管 道9'进入文丘里管。所以通过作用于进入文丘里管的动力流体9的流量，可以控制第一分 离器6中的真空度。
[0038] 更优选的，可以使用多步骤排出器系统，这取决于在闪蒸室中所获得的真空度。
[0039] 流10 (含有第二较高挥发性馏分7,汽提流5和动力流体9)随后例如依靠热交换 器11来冷却，以冷凝较重的相，然后到达第二分离器13。
[0040] 为了获得更有效的冷凝，交换器11在这样的温度运行，即，离开它的流12优选处 于 50°C。
[0041] 第二分离器13从流12中分离了下面的产物：
[0042]一基于重质烃14的第一流，其富含脱沥青的重质油（DA0)，软沥青和沸点等于或 者高于540°C的其他烃；
[0043] 一第二气态流15,其基于轻质烃和沸点低于540°C;和
[0044] 一第三流16,其主要由冷凝水组成。
[0045] 第一流14可以有利的再引入设备100上游的重质油精炼或者转化循环中，例如真 空蒸馏塔中。第二气态流15可以例如作为燃料，推进剂或者其他市售品来销售。
[0046] 在离开排出器的冷凝系统后，气态流15可以送到底部排污。
[0047] 第一较低挥发性馏分17 (其富含沥青质和贫含软沥青和其他轻质烃，几乎含有给 料的全部沥青质，和具有取决于运行条件的6-25%范围内变化的软沥青和其他轻质烃的 组成）在收集于第一分离器6的底部上之后，可以通过重力，依靠运行机或者再加压袋倾到 到冷却的传送带18上，并且在其上冷却和转化成颗粒固体。在表面上骤冷冷却的带18之 后，第一较低挥发性馏分17非常快速的凝固和碎裂。为此目的，冷却的传送带18的表面优 选保持在等于或者低于大约l〇〇°C，和更优选等于或者低于大约50°C的温度。
[0048] 同样出于这个目的，第一较低挥发性馏分17优选是在相对高的温度，例如等于或 者高于315°C和甚至更优选315-480°C，沉积到传送带18上，或者在任何情况中从分离器 6中排出。
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