重油和沥青的部分改质方法_2

文档序号:9583022阅读:来源:国知局
应W合成控副产物;
[0035] d)移出部分改质的合成原油的至少一部分W便作为合成的控副产物运输;和
[0036] e)将外部来源的氨气加到所述贫氨合成气中W优化控的合成,所述控中的至少一 种为合成原油。
[0037] 所述部分改质方案还具有许多益处,其全部具有可立即套现且便利的特性。
[0038] 一般而言,所述部分改质方法为改质具有15-24API或更优选20API的密度的重油 或渐青的方法。所述方法具体设计用来制备用于管线操作、特别是在15°C下具有小于350 厘斯托(〇.〇〇〇35m2s1)的粘度的合成原油并且消除对于供给通常用W降低粘度W便运输的 外部稀释剂的需要。
[0039] 目前,在AAeda,用W运输所有重质原油的石油稀释剂的量不足。供选方案是回 收稀释剂并将其船运回到AAedaW便在显著成本影响下共混。进一步具体配制部分改质 的产物W使其符合允许溢价接近West Texas Intermediate (WTI)和化ent价额的由常规 炼厂所要求的高度优选的原油原料规格。另外,所述产物具有解决与在陆运和海运期间的 管线渗漏和油溢有关的环境影响的性质。独特的性质包括:
[0040] a)所述产物符合20API密度规格且在15°C下具有小于350厘斯托(0. 00035m2s1) 的粘度,而没有加入外部(30-50体积% )稀释剂且无需运回稀释剂。外部稀释剂的使用降 低了管线容量并使操作成本(累浦能)增加超过30% ;
[0041] b)所述方法转化100重量%渐青或重油进料,其中溫室气体(GHG)减少至少 50%,更优选减少70-80%,而没有例如未转化的渣油或焦化产物的废副产物; 阳ο创c)产物收率大于108体积%,比常规di化it方法的收率大38%,且比其它常规改 质方法的收率大26% ;
[0043] d)所述产物具有30%的较少的硫且是除去大于80%的ConradCarbon(CCR)且基 本上除去所有950+F残渣物质的唯一无残渣的产物。有利地,运降低常规炼厂的渣油和焦 化负荷,消除常规炼厂的不合需要的结垢,并且除去大于90%的重金属,消除例如催化剂更 换的对于炼厂的主要成本影响;
[0044] e)所述产物与其它原油相容,因为所述方法不包括蒸馈并分离的物流的裂化且消 除締控产物的形成。所述产物为稳定的,因为没有渐青締化合物可沉淀,而运些化合物基本 上已经被除去。运消除了通常降低与其它原油原料(在总原油原料中容许通常小于10%的 重油或渐青)的混合极限的共混限制;
[0045] f)所述产物利用最少的例如LPG的轻挥发性化合物、相对于芳族化合物而言具有 更多的石蜡组分,且含有增加的馈出物馈分,例如柴油和煤油。在溢出条件下,所述产物的 密度将保持低于1. 0、通常0. 90-0. 93的比重,且始终比水轻;
[0046]g)所述产物含有增加的馈出物柴油组分,且相对于在常规di化it产物中小于35 的典型十六烧水平而言,该馈出物组分的十六烧水平大大改进到大于55 ;
[0047] h)所述产物方法限制降低环烧酸含量或TAN值(通常远远小于3,优选小于1),因 为环烧酸聚集到减压残渣中,其被气化过程破坏。
[0048] 本发明技术缓解了在现有技术参考文献中举例说明的疏忽。尽管W专利公告、授 权专利及其它学术出版物形式的现有技术全部认识到了费-托法、蒸汽甲烧重整、自热转 化、控改质、合成油配制、物流再循环及其它方法的适用性,但是当单个地采用时或当嵌合 时现有技术是有缺陷的,方法提供渐青和重油的有效改质,而不存在渣油和/或石油焦产 生。
[0049] 合成原油(SCO)为来自与来自可开采的油砂和就地制造的渐青和重油组合使用 的渐青/重油改质器设施的输出。其也可指页岩油,一种来自油页岩热解的输出。合成原 油的性质取决于在部分或完全改质中使用的方法。典型的完全改质的SCO的硫含量低,并 具有约30-40的API比重,适合常规炼厂原料。其也被称为"改质的粗产品"。本文描绘的 方法对于部分改质、完全改质或完全精炼成汽油、喷气燃料和柴油燃料是特定有效的。方便 地,所述方法的灵活性允许在同一方案内的燃料合成和合成原油部分改质或者部分改质作 为整个方法。
[0050] 本发明W在先未被认识的组合将一系列已知单元操作合并成大大改进的合成路 线W用于合成控的高收率、高品质的制备。在蒸汽甲烧重整器(SMR)和/或自热重整器 (ATR)中将费-托法整合且更特定地将费-托法与富氨合成气发生器整合,产生可在不存在 石油焦和渣油的情况下合成的优异低硫合成原油,其中所述富氨合成气发生器使用与天然 气组合的FT石脑油和/或FT改质器蒸气作为主要燃料。
[0051] 发现,通过采用蒸汽甲烧重整器(SMR)作为富氨合成气发生器,当与通过非蒸馈 的渐青或重油残渣的气化生成的贫氨合成气共混时,可获得显著的结果,其中所述富氨合 成气发生器使用与天然气组合的炼厂燃料、炼厂LPG、FTLPG、FT石脑油和FT/改质器蒸气。 实现在中间馈分合成控范围内的显著的产量增加。一般的反应如下: 阳05引天然气+FT石脑油(V)+FT改质器蒸气+蒸汽+热一CO+nH2+C〇2。
[0053] 如本领域的技术人员所公知,蒸汽甲烧重整可在任何合适的条件下操作W促进原 料流(如在上述等式中所示的实例)向氨气&和一氧化碳C0、或称为合成气或特指为富氨 合成气的转化。显著的益处引起中间馈分合成控增加大于30%。加入蒸汽和天然气W将所 需的氨气与一氧化碳之比优化到大约3:1至6:1的范围。还可将水煤气变换反应(WGS)、变 压吸附(PSA)或膜单元加到SMR合成气环路的任何部分,W进一步富集富氨气流并产生接 近纯的氨气流W用于加氨加工。通常,使用天然气、FT蒸气、炼厂气体或任何其它合适的燃 料来为SMR炉提供热能。
[0054] 蒸汽重整器可含有任何合适的催化剂,一种或多种催化活性组分的实例例如为 钮、销、锭、银、饿、钉、儀、铭、钻、姉、铜或其混合物。所述催化活性组分可负载在陶瓷粒料或 难烙金属氧化物上。熟练技术人员将显而易见其它形式。 阳化5] 进一步发现,采用自热重整器(ATR)作为唯一的富氨合成气发生器或将其与SMR 组合或作为ATR/SMR混合组件(称为XTR),显著的益处引起FT中间馈分合成控增加大于 200%。用于ATR或XTR的原料流由FT石脑油、FT蒸气、富&改质器蒸气、C02、〇2和天然气 组成。
[0056] 类似地,如本领域技术人员所公知,自热重整在与如天然气、FT蒸气和改质器蒸气 的轻质控气体的反应中采用二氧化碳和氧气或者蒸汽来形成合成气。考虑到氧化程序,此 为放热反应。当自热重整器使用二氧化碳时,产生的氨气与一氧化碳之比为1:1,当自热重 整器使用蒸汽时,产生的比率为约2. 5:1,或不寻常地高达3. 5:1。
[0057] 合并在自热重整器中的反应如下:
[0058] 2CH4+O2+CO2一 3H2+3C0+H20+ 热。
[0059] 当采用蒸汽时,反应等式如下:
[0060] 4邸4+〇2+2&0+ 热一 10H2+4C0。
[0061] 使用ATR的多个显著益处之一是实现了氨气与一氧化碳之比的可变性。使用ATR 的一个额外益处是可将外部C〇2加到反应中W实现逆转的变换反应,产生额外的一氧化碳, W便增强FT合成单元并降低总设施GHG排放。在本技术中,ATR也可被认为是富氨合成气 发生器,如先前所述。已经发现,将ATR操作单独地或与如在上述实例中所示作为蒸汽甲 烧重整器(SMR)的富氨合成发生环路组合加到环路中,对整个方法的控生产率具有显著的 影响。类似地,也可将水煤气变换反应(WGS)、变压吸附(PSA)或膜单元加到ATR和组合的 ATR/SMR或XTR合成气环路的任何部分,W进一步富集富氨气流并产生接近纯的氨气流W 用于加氨加工。
[0062] 本发明还W在先未被认识的组合合并一系列已知单元操作W整合费-托法,使用 用于合成气富集的水煤气变换反应,产生可在不存在石油焦和渣油的情况下合成的有价值 的低硫合成原油。
[0063] 因此,本发明的一个实施方案的另一目的是一种提供用于改质重油或渐青W配制 控副产物的方法,其包括:
[0064] a)提供渐青或重油原料的来源并蒸馈所述原料W形成分离的部分和非蒸馈的残 渣馈分;b)将所述残渣馈分进料到合成气发生环路W便经由部分氧化反应配制贫氨合成 气流; 阳0化]C)处理进入水煤气变换(WG巧反应的所述贫氨合成气流的至少一部分W产生最 佳费-托合成气;和
[0066] d)处理在费-托单元中的所述最佳费-托合成气流W合成控副产物,将其至少一 部分与所述非蒸馈的残渣馈分或所述分离的部分共混W形成具有15-24的API比重的部分 改质的合成原油。
[0067] 根据本发明的一个实施方案的另一目的,提供一种合成控的方法,其包括:
[0068] a)在部分氧化反应中配制贫氨合成气流; W例b)使所述合成气流催化转化W制得用于配制部分改质的合成原油的控副产物; 阳070]C)在不存在外部稀释剂的加入的情况下维持所述部分改质的API范围在15和24 之间讯
[0071]d)移出所述部分改质的合成原油的至少一部分W便运输。 阳072] 工业实用性 阳073] 本发明在油气工业中具有实用性。
[0074] 因此,本发明的一个实施方案的另一目的在于提供如下方法,其中水煤气变换反 应器(WG巧被选自蒸汽甲烧重整器(SMR)、自热重整器(ATR)其组合的富氨合成气发生器 狂TR)替代。
[0075] 本发明的一个实施方案的另一目的在于提供一种合成控的方法,其包括W下步 骤:
[0076] (a)用合成气发生器配制富氨流;
[0077] 化)将所述物流催化转化W制得控,所述控至少含有石脑油和具有适合运输的 15-24的API指数的部分改质的合成原油;
[0078] (C)移出所述部分改质的合成原油;
[0079] (d)使所述石脑油的至少一部分再循环到所述合成气发生器W形成增强的富氨 流讯
[0080] (e)使来自步骤(d)的所述增强的富氨流再循环W便在步骤化)中转化,从而增强 控的合成。
[0081] 根据本发明的一个实施方案的另一方面,提供一种使重油或渐青转化成可运输的 合成原油的方法,其包括:
[0082] (a)在常压蒸馈/稀释剂回收单元中处理所述重油或渐青W产生至少含有直馈石 脑油、轻瓦斯油和液化石油气(LPG)的第一流;
[0083] 化)将由步骤a)产生的第二常压残渣流通到溶剂脱渐青单元中W配制脱渐青油 流和渣油渐青締流;
[0084] C)将所述脱渐青单元的所述渣油渐青締流通到具有合成气发生器和费-托反应 器的柴油制造环路中W将所述部分转化成至少合成柴油;和
[0085] d)共混所述第一流、脱渐青油流和所述合成柴油,W形成部分改质的合成原油。
[0086] 根据本发明的一个实施方案的又一目的,提供一种使重油或渐青转化成可运输的 部分改质的合成原油的方法,其包括:
[0087] a)用单元操作加工所述重油或渐青W制得处理过的物流和非蒸馈的物流;
[0088] b)由所述非蒸馈的物流形成合成气并使所述合成气在费-托反应器中反应W合 成控副产物;和
[0089] c)共混所述副产物的至少一部分与所述处理过的物流W配制具有15-24的API比 重和不小于40的柴油馈分十六烧值的可运输的合成原油。
[0090] 附图简述
[0091] 下文提到通常描述本发明的附图,现在将参考伴随的附图来说明优选的实施方 案。
[0092] 图1为在用于可开采和原位的重油和渐青的加工的现有技术中已知的方法的工 艺流程图;
[0093] 图2为类
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