重油和沥青的部分改质方法_3

文档序号:9583022阅读:来源:国知局
似于图1的工艺流程图,其说明本领域已知的另一技术;
[0094] 图3为说明现有技术的另外变化的工艺流程图;
[0095] 图4为说明现有技术的另外变化的工艺流程图;
[0096] 图5为说明本发明的一个实施方案的工艺流程图;
[0097] 图6为说明本发明的另一实施方案的工艺流程图;
[0098] 图7为说明本发明的又一实施方案的工艺流程图;
[0099] 图8为说明关于用于配制部分改质的合成原油的部分改质方法的一个实施方案 的工艺流程图;及 阳100] 图9为用于典型原油分析的共混物组成的图示。 阳101 ] 在图中使用的类似数字表示类似元件。
【具体实施方式】 阳102] 现在参考图1,示出基于现有技术的渐青制造流程图的第一实施方案。整个方法由 10指示。在该方法中,重油或渐青来源12可包括可开采或原位的渐青储层。一般而言,随 后可将渐青运输到重油或渐青制造单元14,稀释剂或溶剂可经由线路16从重油或渐青改 质器18引入其中。例如,该稀释剂或溶剂可包括本领域的技术人员公知的任何合适物质, 例如合适的液体烧控。该稀释剂一旦经由线路16引入制造单元14中,则产生可迁移的渐 青共混物(diAit)。di化it或稀释的渐青共混物一旦在改质器18中加工,由20全局地指 示的运样形成的合成原油随后在石油炼厂22中处理,其中接着配制精炼的产物并且精炼 的产物由24全局地指示。 阳103] 制造单元14主要从物流中除去水和固体。将稀释剂或溶剂16加到粗渐青中W提 供必需的迁移和分离参数,主要提供粘度的降低。在渐青为油砂源渐青的情形下,将水加到 原料中W提供便于运输到提取和泡沫处理厂和改质器18的浆料,如在图2中进一步描述。 脱水的渐青随后通过管线(未图示)作为稀释剂共混物或di化it运输到改质器18中。将 干燥的粗渐青W初级处理和次级处理来处理,从而产生低硫或高硫的原油(SCO)。将SCO运 输到石油炼厂22W便进一步加工成如上指出的精炼产物24,其实例包括运输燃料,例如汽 油、柴油和航空燃料;润滑油;和用于石油化学转化的其它原料。 阳104] 关于图2,示出用于渐青改质的油砂操作的示意性工艺流程图。在该流程图中的整 个方法由30指出。不同于所示出的实施方案,该系统设及可开采的油砂渐青生产方法,其 中通常由32指示的来自矿场的粗开采的油砂矿石与水34在矿石制备单元36中混合且接 着水力运输到由38指示的初级提取厂。在提取厂38中,较大部分的水34与粗尾矿40分 离并返回到尾矿池42。
[01化]将通常由44指示的部分脱水的渐青转移到泡沫处理单元46。在此处将溶剂,通常 是高芳族石脑油(衍生自渐青)或石蜡溶剂(衍生自天然气液)在48处加入W分离剩余 的水和精炼粘±^及细尾矿。随后在溶剂回收单元52中处理泡沫,其中回收大部分的溶剂 W再循环到发泡处理单元。分离的细尾矿通过尾矿溶剂回收单元50W最终回收溶剂。将 细尾矿转移到尾矿池42中。随后将清洁的干燥的泡沫引入通常由54指示并在图2中W虚 线图示的渐青改质器54中。一般而言,渐青改质器54合并两个一般过程:初级改质和次级 改质。初级改质器通常由两种加工方法组成。第一,即脱碳或焦化,其中渐青的重馈分作为 石油焦除去。通常,合成原油的收率为约80体积% -约85体积%,且使主要由石油焦转化 的剩余部分返回到矿场W便储存。另外,焦化过程为剧烈的加工方法,并引起在合成原油中 的芳族含量更高。第二方法,即氨加成,使用浆料基催化加氨加工系统,其中加入氨气W处 理渐青共混物并制得渐青締次品和合成原油产品。由于产物溶胀,合成原油的收率通常超 过 100%。 阳106] 将来自初级改质的控产物流在由加氨处理单元组成的次级改质器中进一步处理, 该加氨处理单元使用氨气W稳定通常指出为56的合成粗产物并降低硫和氮杂质。天然气 在氨气单元中使用W产生改质器所需的氨气并共产生电力W用于改质器。在渐青改质器中 的全部操作在虚线内指出,且运些操作为本领域技术人员所公知。 阳107] 转向图3,示出了在现有技术中已知的另一部分改质方法,在该配置中,工艺流程 图描绘了原位渐青制造单元。整个方法由60表示。在运种配置中,将原位重油或渐青暴 露于蒸汽W提取油。粗渐青62在常规SAGD或CSS厂64中处理W除去水66。通常将稀释 剂68加到在厂64中的粗渐青62中W产生水油分离,并进一步提供用于管线运输的稀释过 的共混物,在本领域中更通常称为由70指示的"di化it"。可将di化it在管线(未图示) 中长距离运输到遥远的炼厂,在该炼厂将其与作为原料的常规粗产物共混。更整合的构造 可使用蒸馈、脱渐青或减粘裂化(一种产生接近无残渣的高硫重粗产物W进料到炼厂的加 工)。该操作产生需要处置的渐青締或减压渣油流。部分改质的渐青适于用于大于15API 的重油进料流的管线运输。对于小于15API的重油和渐青进料流,仍然需要一定量的稀释 剂W符合粗物质管线规格。Di化it在由72指示的渐青部分改质器72中进行加工,其中操 作在虚线盒内示出。可运输的渐青在图3中由74指示。
[0108] 如那些技术人员将了解,现有的渐青和重油制造设施的图1-3所示的方法变体产 生例如石油焦或渣油的废产物(运导致显著损失),或者还需要显著量的氨气或稀释剂W 改质产物W便适合作为炼厂原料。本质上,现有方法未提供能够获取渐青或重油的全部内 在价值的技术,并导致与不合需要的废产物的处置和管理相关的环境影响。
[0109] 转向图4,示出了增强的渐青改质方法的现有技术的另一变体。其为Rettger等 人(Ormat In化stries Ltd.)的加拿大专利号2,439,038及其美国同族体美国专利号 7, 407, 571 的主题。
[0110] 整个方法由80指示。 阳111] 将Di化it或泡沫70引入常压蒸馈单元82中,将非蒸馈的重残渣运输并引入溶剂 脱渐青单元(SDA) 84中,且随后将渐青締残渣进料到气化器86中,该气化器在由88全局指 示的Ormat气化单元88内。将通常指示为DA0的脱渐青物质转移到加氨加工单元108W 用于改质为合成原油。作为一种选择,在环路中可存在减压蒸馈单元110,其可引入捕集的 减压瓦斯油,从而引入到加氨加工单元108中。类似地,将减压残渣引入SDA84中W优化 工艺构造。
[0112] 随后将通过气化单元产生的高硫合成气通到合成气处理器90中W除去酸性气 体。酸性气体在92处被除去并在硫厂94中处理,至少制得例如液态硫96和C0298的产物。 处理过或"低硫"的合成气随后在如在图4中指示并称为C0变换反应器100的水煤气变换 反应(WG巧法中加工。蒸汽在反应器100中增加。水煤气变换反应仅仅是从C0到C〇2变 换W产生富氨合成气。该富氨合成气随后可在典型的变压单元(PSA)或膜单元中进一步处 理,在所述单元中将氨气浓缩到大于99%。运在单元104中发生。由104产生的由106指 示的氨气随后成为加氨加工单元108的原料。一旦发生加氨加工,则产生由116指示的合 成原油(SCO)和由114指示的燃料气体。 阳113] 暂时返回氨气回收单元104,单元104的副产物为尾气或低BTU合成气,其在SAGD 热蒸汽发生器中用作燃料W弥补对于作为主要燃料的天然气的需要。该方法的优点在于, 如果天然气供给短缺或可存在显著的历史性价格浮动,该增强的改质器方法较低程度地依 赖天然气且可依靠合成的燃料,运代表着整个方法的益处。
[0114] 转向图5,示出合并费-托技术和氨气合成的增强的渐青改质环路方法的第一实 施方案。整个方法的实施方案由120指示。相对于先前在现有技术中提出的方法而言,整 个方法的特别有益之处在于低硫富碳合成气不通过如在图4中指示为100的水煤气变换 反应,而是用外部氨气138补充W产生最佳合成气组成,通常,氨气与一氧化碳之比为大于 1.8:1至2. 2:1,且优选为2:1,W作为费-托反应器的进料,用于制造高品质的石蜡费-托 液体。
[0115] 由于对费-托反应器的适用性的认可W及废石油焦/渣油产生的避免和随后的氨 气源添加W最大化气化碳的转化,使得所提出的临时技术在考虑到产生合成原油(SCO)的 收率时进入经济、便利且高效的范围。
[0116] 显而易见,存在许多在现有技术中常见的单元操作,即常压蒸馈、减压蒸馈、溶剂 脱渐青、加氨加工、气化和合成气处理。
[0117] 在所示出的实施方案中,通常指示为单元88且关于图4讨论的Ormat气化被W虚 线示出并由122指示的另一操作顺序狂化操作)替代。在该实施方案中,气化器86通常 用氧气(〇2)124转化非蒸馈的底部残渣W产生贫氨或富碳的合成气88,该合成气的氨气与 一氧化碳之比为0. 5:1至1. 5:1,更具体地为约1:1,其实例示于表1。
[0118] 表1-典型的rrL气化器贫氨合成气组成 阳119]

阳120] 来自气化的含有重金属和灰分的常见副产物作为指示为126的炉渣排出。随后 将贫氨合成气88通到合成气处理单元90中W去除酸性气体92,从而产生低硫的贫氨合 成气91。通常采用本领域的技术人员公知的额外的洗涂、吸附和洗涂技术(未图示)W 确保低硫合成气不含例如硫化合物的污染物,运些污染物将会对费-托催化剂具有显著的 不利影响。酸性气在硫厂94中进一步处理W产生元素硫96和二氧化碳(C〇2),如同关于 图4的方法的情况一样。随后将低硫贫氨合成气91通到由128指示的费-托单元反应 器中。作为一种可能性,在费-托反应器128内的反应之后形成的控副产物包括费-托 蒸气184 (C0+H2+C1+C2+C3+C4)、石脑油130、轻费-托液体132 (LFTL)和重费-托液体 (HFTL) 134,或通常称为FT蜡。 阳121] 为了调谐或改进整个方法的效率,X化单元122且特别是在合成气处理单元90和 /或费-托反应器128之前可增加分别由136和138指示的外部氨气供给。另外,至少一 些来自费-托反应器的蒸气可在合成气处理单元90之前被再引入,如由140指示,和/或 被用作在改质器中的燃料114。将液体130、132和134引入加氨加工单元108中。运也可 W由可自常压蒸馈操作82引入的直馈馈出石脑油144、来自减压蒸馈操作110的轻减压瓦 斯油(LVG0)142和任选的来自SDA单元84的脱渐青油112(DA0)而得W增加。例如加氨裂 化、热裂化、异构化、加氨处理和分馈的多种加氨加工处理108可如本领域的技术人员所公 知单个地或W所需的组合应用到合并的物流,从而至少产生合成原油产物116。作为进一步 的选择,任何部分的费-托石脑油130,特别是由150指示的石蜡石脑油,可在152处被再引 入脱渐青单元84中,或者进一步作为溶剂补充156分配,W引入油砂发泡处理单元(未图 示,但一般由158提到)。
[0122] 另外,可将额外的氨气在166和164处引入加氨加工单元108和加氨处理单元 160。氨气供给可取自本文先前提到的氨气供给。对于分馈器、加氨处理器160、加氨操作单 元108和费-托单元128的每一个,将来自运些操作中的每一个的分别由170或172、174 指示的产物引入燃料气体114中。另外,富含氨的一部分172和170可与贫氨合成气在88 或91处组合,W富集该物流而得到费-托单元的最佳性能。 阳123] 转向图6,示出了作为本发明的方法的又一变体的工艺流程图。在该实施方案中的 整个方法由180指示。来自在图4和5中确立的那些的类似单元操作在图6中适用。
[0124] 图6相对于图5的主要变化包括riL单元122的改变,W及富氨合成气发生器的 并入和在费-托单元128中产生的富氨合成气的再循环。
[01巧]更详细地,改变riL单元122W并入由182指示的富氨合成气发生器。富氨合成气 发生器182通常由蒸汽甲烧重整器(SMR)(未图示)或自热重整器(ATR)(未图示)及其组 合组成。天然气188、费-托蒸气184、来自加氨加工器108和分馈单元160的富氨燃料气 174等和
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