连续处理源自原油精炼厂的真空残余物的方法与流程

本发明涉及一种连续处理源自原油精炼厂的真空残余物的方法。
背景技术：
：原油含有大量有价值的物质，包括许多经济上重要的产物。例如，原油是燃料气体、液化石油气(lpg)、航空汽油、汽车汽油、轻溶剂、喷气燃料、煤油、重溶剂、馏分燃料油和柴油燃料的原料。在精炼过程中通过许多不同的工艺步骤获得上述产品。在精炼过程的蒸馏步骤中提取出有价值物质后剩余的物质统称为残余物。在根据现有技术的精炼方法中，将原油脱盐以防止腐蚀随后使用的机械，并将原油引入第一蒸馏塔，蒸馏塔也称为分馏塔。该第一蒸馏步骤通常在大气压下在高达50米的塔中进行。从残余物中提取和分离有价值的物质，例如气体、所谓的“石脑油(naphta)”、煤油和其他物质。第一塔通常只配备一个入口，但配有几个不同高度的出口。沿着塔建立温度分布，其中底部具有最高温度而顶部具有最低温度。在第一塔内未转变成气相的原油组分形成残余物，它们通常称为常压残余物。在塔顶部附近的出口处，获得具有最低分子量和最低粘度的物质。在塔中，出口越低，所得物质的分子量越高并且它们的粘度越高。因此，观察到所得物质的分子量和粘度的梯度。此外，观察到塔板效率存在梯度，塔板效率对应于塔中的分离质量。出口越高，塔板效率越高。然后将这些常压残余物在第二塔中进行第二蒸馏步骤，该第二塔的以类似于第一塔的方式工作，但是在真空下进行，以提取和分离在大气压条件下未能通过蒸馏提取出来的有价值的物质。第二塔中的压力通常约为20毫巴。从该第二蒸馏步骤获得的有价值的物质称为轻质真空馏分和重质馏分。该第二蒸馏步骤中剩余的残余物称为真空残余物。根据现有技术，真空残余物例如被引入焦化器中并在例如500℃的高温下被裂化，即化学分解为较低分子量的物质。未通过第一蒸馏步骤或第二蒸馏步骤提取出来的有价值的物质保留在残余物部分中并且被裂化，因此不能被用于生产燃料等。技术实现要素：本发明的目的本发明的一个目的是提供从原油的真空残余物中有效地提取剩余的有价值的物质的方法和设备。技术方案本发明涉及一种连续处理源自原油精炼厂的真空残余物的方法，其中原油经历第一蒸馏步骤和第二蒸馏步骤，其中第二蒸馏步骤在真空条件下进行，其中在第二蒸馏步骤之后获得真空残余物，其中将真空残余物连续进料到搅拌容器中，其中搅拌容器中的真空残余物经受10毫巴或更低的真空并且经受至少300℃的温度以除去不能通过所述蒸馏步骤除去的挥发物。搅拌容器优选地包括壳体和安装有移动元件的轴。该方法适用于api度(apigravity)低于30或低于20或甚至低于15的高硫原油(sourcrudeoil)和原油。第一蒸馏步骤可在大气压条件下进行，而第二蒸馏步骤在真空条件下进行。在搅拌容器中的处理可以被认为是第三蒸馏步骤。根据本发明，“搅拌容器”是优选设计为在加热通过移动元件而保持运动的物质的同时，挥发物优选通过蒸发从所述物质分离的容器。蒸发可以因容器中经加热的表面和/或通过引入由元件的搅动产生的机械能而发生。移动元件优选用于防止形成结皮和表面更新的目的。搅拌容器中的真空优选小于10毫巴，更优选小于5毫巴，更优选小于1毫巴，还更优选小于0.5毫巴或小于0.1毫巴。搅拌容器内的温度优选在300℃至500℃之间。它可以在300℃至450℃之间或300℃至400℃之间或300℃至350℃之间。上述范围中的下限可以设定在320℃或340℃。优选地，选择温度以使待除去的有价值的物质不会被热量破坏。可以通过不同方法提供加热。容器的部件，例如轴、壳体、移动元件，尤其是捏合元件，或捏合配合元件(kneadingcounter-element)或其他元件，可以以中空方式构造，并且加热流体可以在里面循环。例如，可以使用加热油。也可以使用在较高温度下保持稳定的合成加热流体。此外，可以使用蒸汽。而且，容器可以设有加热套。另一种可能是将至少一个燃烧器的火焰直接施加到部件上，特别是施加到容器的壳体上。特别是，如果使用单轴混合捏合机或双轴混合捏合机作为搅拌容器，长度/直径比优选大于2，更优选大于2.5，还更优选大于3.0。特别是，如果使用单轴混合捏合机或双轴混合捏合机作为搅拌容器，其长度可以大于4米，优选大于5米，或甚至大于6米，或大于7米。特别是，如果使用单轴混合捏合机或双轴混合捏合机作为搅拌容器，其体积可以是3至25立方米，优选3至15立方米，更优选5至12立方米。用于处理真空残余物的上述方法是重要的，因为真空残余物必须被裂化或处置并且它们通常是有毒的。因此，希望炼油过程后残留的残余物的比例保持尽可能的低。此外，一定体积原油中残余物的比例在未来将上升，因为高质量原油可用资源很快就会耗尽。将原油分离为有价值的物质以及残余物的分离是不完美的。因此，在未来需要改善这种分离，这不仅是因为待裂化或待处置的残余物的比例上升，而且还因为可利用的有价值的物质的比例下降，这进而限制了从一定体积的原油中获取的利润。在过去，通常有超过97％的原油可以被转化为产品，而不到3％的原油不得不被作为残余物处置。例如，这些数字适用于含有低于0.1％的硫的、具有约为50的api度的所谓“甜”油。然而，未来将不得不使用这样一种原油，即采用现有技术方法，该原油只能产生约60％的产品和高达约40％的残余物。例如，这些数字适用于含有超过1.8％的硫的、具有小于15的api度的所谓“非常重，非常酸”的原油。在未来，投入更多精力从原油中近乎完全地提取出有价值的物质在经济上是有利的。优选的搅拌容器是捏合反应器，也称为混合捏合机。这种捏合反应器是已知的，并且例如，描述于以下论文中：“methodenentwicklungund-anwendungzuruntersuchungdesmisch-undentgasungsverhaltensinknetreaktoren”，isbn978-3-8440-1021-3。双轴混合捏合机，例如，描述于us20140376327a1和ca2737497以及ep1436073b1中。单轴混合捏合机，例如，描述于us4889431和ch674959a5中。搅拌容器的替代实例是搅拌塔，例如垂直搅拌塔，例如刮膜蒸发器、薄膜蒸发器等。例如，在ep0356419a2和de2823129c2中描述的filmtruder。本发明的一个优点是它可以顺利地适用于现有技术的原油精炼工艺，而不需要购买除了执行本发明步骤所需的设备之外的任何其他新设备。到目前为止使用的设备不必更换或改变，因为本发明主要增加了第三个非常有效的蒸馏步骤。已经发现，当在低于20毫巴的非常低的压力和/或在非常高的温度下在蒸馏塔中进行当前使用的蒸馏步骤时，塔内原油的粘度升高，无法再操作塔并且塔被堵塞。使用根据本发明的搅拌容器不会发生这种情况。根据本发明的一个实施例，搅拌容器是单轴混合捏合机，其中真空残余物通过该单轴混合捏合机的至少一个进料点连续进料到单轴混合捏合机中，其中单轴混合捏合机的轴配备有捏合元件，其中单轴混合捏合机包括配备有捏合配合元件的壳体，其中捏合元件和捏合配合元件以配合的方式布置，其中壳体包括至少一个蒸气连接装置，其中真空残余物沿着单轴混合捏合机被输送到单轴混合捏合机的卸料装置，其中单轴混合捏合机中的真空残余物经受10毫巴或更低的真空并且经受至少300℃的温度以通过该至少一个蒸气连接装置除去不能通过蒸馏步骤除去的挥发物，其中剩余的非挥发性物质通过卸料装置排出。例如，在de3744269中示出了安装到轴上的捏合元件和安装到壳体上的捏合配合元件的实例。捏合元件可以是安装在盘上的捏合杆。捏合配合元件可以形成为钩子。前述元件优选地以例如梳齿方式协作或相互作用。单轴混合捏合机的轴可配备有至少一个机械密封装置。也可以为捏合机配备填料箱，但通常情况下机械密封装置可以提供更好的紧固。优选地，使用至少两个机械密封装置。蒸气连接装置可以是可从容器或混合捏合机中除去蒸气的任何装置，例如，可以连接至管以除去蒸气的孔。优选地，蒸气连接装置具有大的横截面积。根据本发明的单轴混合捏合机和双轴混合捏合机也都可被称为捏合反应器。根据本发明的另一个实施例，搅拌容器是双轴捏合机，其中真空残余物通过双轴混合捏合机的至少一个进料点连续进料到双轴混合捏合机中，其中双轴混合捏合机的轴配备有捏合元件，其中两个轴的捏合元件以协作的方式布置，其中壳体包括至少一个蒸气连接装置，其中真空残余物沿着双轴混合捏合机被输送到双轴混合捏合机的卸料装置，其中双轴混合捏合机中的真空残余物经受10毫巴或更低的真空并且经受至少300℃的温度以通过该至少一个蒸气连接装置除去不能通过蒸馏步骤除去的挥发物，其中剩余的非挥发性物质通过卸料装置排出。双轴混合捏合机的轴配备有至少一个机械密封装置或至少一个如上所述的单轴混合捏合机的填料箱。根据本发明的所有混合捏合机可配备有卸料螺杆或其他的卸料装置，优选为气密卸料装置。例如，混合捏合机可配备有锁紧容器系统以保持真空。可以将液体试剂引入搅拌容器中，该液体试剂可以转变成气相，以降低搅拌容器中存在的其它气体组分的分压。附图说明结合下文提出的优选实施例并参考附图，进一步讨论了本发明的细节和优点。图1示出了根据左侧现有技术的典型炼油工艺的第一步骤；图2详细示出了根据本发明的真空残余物的处理；图3和图4示出了根据本发明实施例的单轴混合捏合机的工作机理。实施例图1示出了如何通过现有技术炼油工艺的第一步骤来获得有价值的物质。图1的左侧示意性地示出了在蒸馏塔中进行的蒸馏步骤，产生了如图1中箭头上方所示的有价值的物质。在图1的右侧，对于图1左侧从蒸馏步骤获得的物质，示出了分子量(mw)和粘度梯度以及塔板效率的梯度。图1右侧最上方的条状物(bar)指的是从常压蒸馏中获得的气体，最下方的条状物是指从真空蒸馏中获得的真空残余物。这些条状物只是说明性的。但是，如果对每个蒸馏步骤单独进行考查，它们则示出在比较左侧所示物质和中间产物时所观察到的梯度。图2示出了本发明的一个实施例，其中真空残余物(参见图1)没有直接被排放或引入焦化器，而是在单轴混合捏合机1中进行处理，在单轴混合捏合机1中进行额外的蒸馏步骤。示出了单轴混合捏合机1的发动机2以及轴4、双轴卸料螺杆3和壳体5。此外，示出了蒸气连接装置8、进料点9。示出了安装在轴4上的捏合元件6以及安装在壳体5上的捏合配合元件7。图3示出了图2的单轴混合捏合机1的放大视图，为简单起见省略了发动机2。此外，示出了单轴混合捏合机1的横截面图。图4示出了图2的单轴混合捏合机1，其填充有未完全填满壳体5的内部的真空残余物。根据本发明的一个实施例，来自真空蒸馏步骤的真空残余物经由进料点9被引入单轴混合捏合机1中，将该真空残余物沿着单轴混合捏合机1运输，同时通过捏合元件6和捏合配合元件7的协作而被混合，而包含有价值的物质的挥发性化合物通过蒸气连接装置8除去。然后通过卸料螺杆3排出剩余物质。在该过程中，进行加热并施加真空。weiβ，arat&合伙人mbb欧洲专利律师案号：p5291/de日期：17.02.2017附图标记列表1单轴混合捏合机342发动机353双轴卸料螺杆364轴375壳体386捏合元件397捏合配合元件408蒸气连接装置419进料点42104311441245134614471548164917501851195220532154225523562457255826592760286129623063316432653366当前第1页12