用于处理重质渣油的系统和方法技术方案

本文描述的方法和系统能够使用CO2来处理重质油级分。获得了用于将这样的燃料维持在流体形式的必需的能量的显著降低。来自本文描述的渣油处理系统的能量降低促进了增加的燃烧装置效率和减少的CO2排放。所述渣油处理系统可用于精炼厂、发电厂和利用重质渣油作为进料的其它方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2014年5月7日提交的临时专利申请号美国专利申请序列号61/989,665的优先权，其内容以引用方式并入本文。本专利技术
技术介绍
本专利
本专利技术涉及用于结合燃烧或利用重质渣油作为进料的其它方法来处理重质渣油的系统和方法。相关技术说明重质油级分在精炼厂中的各个阶段(例如减压蒸馏、减粘裂化、溶剂脱沥青和流体催化裂化)生产。这些级分可用作原料用于进一步精炼或转化工艺并且可用作燃料用于燃烧设备。重质油级分显示出非常高的粘度和高杂质(例如硫和金属)水平。因此，常规方法要求大量的能量消耗以使得物质流体适合燃烧环境，以使得燃烧效率最大化，燃烧器中的固体保留最小化，并且固体颗粒状烟道排放最小化。例如，在环境条件下，通常的减压渣油可以具有50,000,000厘沱的粘度，相似于在可比环境条件下的一些固体材料。因此，需要调节渣油，通常通过加热调节，来将其转化成适合于泵送和注入至燃烧器的状态。加热重质油级分要求能量，所述能量通常是蒸汽和/或电的形式。加热系统通常包括加热的储油罐、泵和加热的输送管道。为了将全部的的重质油维持在流体状态，必要的温度增加是使用电伴热或蒸汽实现的。重质油的连续运动也用于避免管道网络中的死区。整个处理系统通常也是分隔的，来避免会导致增加的粘度和堵塞的冷区(coldzone)。因此，在从燃烧装置功率输出中减掉额外的能量消耗时，总效率降低。因此，存在对用于通过降低将材料维持在流体和可流动状态所要求的外部热能的量来处理重质渣油原料的更有效方法的需要。还存在对将重质渣油进料用于燃烧方法以增加燃烧装置效率的更有效方法的的需要。还存在对具有降低的CO2排放的燃烧方法的需要。
技术实现思路
依据一个或多个实施方案，本专利技术涉及将CO2用于降低重质渣油进料的粘度的方法和系统。依据一种或多种进一步的实施方案，提供了重质渣油处理系统，包括一个或多个储油罐和一个或多个泵和气态CO2来源，提供所述气态CO2来源来使重质渣油饱和，以降低渣油粘度，由此降低泵送和/或输送材料所需的能量。本文描述的方法和系统能够将CO2用于处理重质油级分，其不能在环境条件(例如，约20℃-约25℃，或周围空气的其它条件，而没有外部应用加热或冷却系统)下雾化。在某些实施方案中，获得了必需的能量的显著降低，以将这样的燃料维持在流体形式。来自本文描述的渣油处理系统的能量降低促进了增加的燃烧装置效率和降低的CO2排放。渣油处理系统可用于利用重质渣油作为进料的精炼厂、发电厂和其它方法。本文描述的集成系统和方法促进了用于将重质渣油维持在适合于经由管道输送和/或注入通过燃烧器和相关的上游系统的流体形式的能量使用的降低。在这样的燃烧系统中，将一个或多个CO2捕集子系统用于提供捕集的CO2，所述捕集的CO2用于降低重质渣油粘度和促进将材料维持在流体状态并且具有预定的流动特征。使用CO2降低粘度允许总渣油处理系统降低蒸汽和/或电消耗。此外，用于雾化燃烧系统中的燃料的蒸汽的温度和压力可以降低，导致能量节约。新的和现有的CO2捕集和隔离技术可用于降低总CO2排放并且提供激励例如碳信用并且提供CO2来源作为原材料、冷却剂等等。在捕集和隔离装置中，压缩捕集的CO2并且隔离在地下以避免其释放至大气。US5076357和US2623596(其全部以引用方式并入本文)公开了将CO2用于当注入地下储油层时，通过在原油依然地表内时降低原油粘度来提高油采收率。本文描述的渣油处理系统适合于燃烧设备，其中燃烧重质渣油来产生电力、蒸汽或热。此外，渣油处理系统包括某些实施方案，其中使用的全部或部分CO2源自已知的和可商购的来源，并且包括某些实施方案，其中使用全部或部分CO2源自集成CO2捕集和隔离系统，其可以集成在燃烧装置内和/或一个或多个另外的CO2生产方法中，例如，在精炼厂、工业设施、商业或住宅地产加热系统等内。在额外的实施方案中，渣油处理系统可以提供在使用重质渣油作为直接或辅助燃料来源的汽车、机车或海洋船只中。在这样的实施方案中，渣油处理系统可以获得来自已知的来源的使用的全部或部分CO2，例如可再填充船/车载永久式或便携式储油罐。这些示例性方面和实施方案的其它方面、实施方案和优点在以下详细讨论。此外，将要理解上述的信息和以下的详细说明都仅仅是各个方面和实施方案的说明性实例，并且意图提供用于理解要求保护的方面和实施方案的性质和特征的概述或框架。包括附图来提供各个方面和实施方案的展示和进一步的理解，并且将其并入本说明书并且构成说明书的一部分。附图，以及说明书的剩余部分，用于解释描述和要求保护的方面和实施方案的原则和操作。附图简要说明在结合附图阅读时将要最好地理解上述综述以及以下的详细说明。出于展示本专利技术的目的，附图中显示了本专利技术优选的实施方案。然而，应该理解本专利技术不限制于所示的精确的布置和设备。在附图中，相同数字用于指示相同或相似的要素，其中：图1为本文描述的重质渣油处理系统的工艺流程图；图2为本文描述的重质渣油处理系统的另一个实施方案的工艺流程图；图3为燃烧系统的工艺流程图，其包括集成了本文描述的CO2粘度降低方法的渣油处理系统；图4为燃烧系统的另一个实施方案的工艺流程图，其包括集成了本文描述的CO2粘度降低步骤的渣油处理系统；和图5为燃烧系统的另一个实施方案的工艺流程图，其包括集成了本文描述的CO2粘度降低步骤的重质渣油处理系统。具体实施方式本文描述的本专利技术方法和系统提供了以上目标和进一步的优点，其中利用CO2的添加来降低粘度并且由此来促进作为燃烧燃料或进料至其它工艺的原料的重质渣油的处理。本文描述的渣油处理系统可以集成在使用空气、氧或氧富集空气燃烧室的燃烧室、其它类型的燃烧方法，或使用重质渣油作为原料的重整方法中。图1为本文描述的重质渣油处理系统8的工艺流程图。通常，将来自CO2来源12的CO2的物流10与来自储油罐18中重质渣油来源16的重质渣油物流14混合。CO2来源12在某些实施方案中可以是适合的外部来源和/或集成CO2捕集子系统。物流10中提供了足够量的CO2用于在温度和压力的适合的操作条件以及与其相容的纯度水平下与重质渣油物流14混合，以有效地溶解CO2。可以溶解在给定类型的重质渣油中的CO2的量可以容易地由本领域技术人员在实验室测试中在各种温度和压力的条件下确定。例如，可以提供以下CO2物流：纯度为约50％至约100％，在某些实施方案中约70％至约100％和在进一步的实施方案中约90％至约100％；压力在约5巴至约100巴，在某些实施方案中约20巴至约73巴和在进一步的实施方案中约73巴至约100巴范围内；和温度在约0℃至约400℃，在某些实施方案中约32℃至约300℃和在进一步的实施方案中约32℃至约200℃范围内。这些条件允许重质油被在约5巴至约100巴，在某些实施方案中约20巴至约73巴和在进一步的实施方案中约73巴至约100巴范围内的CO2饱和。在某些实施方案中，基于用作CO2来源的技术选择CO2纯度，例如对于来源于CO2捕集系统的CO2为大于或等于90％，和70％至90％是可见于离开氧锅炉(oxyboiler)的烟道气中的浓度。关于CO2的压力，最高20巴代表在其中将CO2储存在罐(例如20巴罐)中的实施方案中可以适合于油储存的本文档来自技高网...

【技术保护点】
降低高粘度重质渣油的粘度以改进管线输送效率的方法，所述方法包括：a.提供CO2或富CO2气态混合物来源；b.在预定的温度和压力的条件下使CO2或富CO2混合物与重质渣油密切接触；c.维持CO2或富CO2混合物与重质渣油的接触，直至获得的预定的溶解的CO2浓度并且重质渣油粘度降低；和d.经由管线输送粘度降低的重质渣油。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.07 US 61/989,6651.降低高粘度重质渣油的粘度以改进管线输送效率的方法，所述方法包括：a.提供CO2或富CO2气态混合物来源；b.在预定的温度和压力的条件下使CO2或富CO2混合物与重质渣油密切接触；c.维持CO2或富CO2混合物与重质渣油的接触，直至获得的预定的溶解的CO2浓度并且重质渣油粘度降低；和d.经由管线输送粘度降低的重质渣油。2.改进利用高粘度重质渣油燃料的燃烧系统的效率的方法，所述方法包括：a.提供CO2或富CO2气态混合物来源；b.在预定的温度和压力的条件下使CO2或富CO2混合物与重质渣油密切接触；c.维持CO2或富CO2混合物与重质渣油的接触，直至获得的预定的溶解的CO2浓度并且重质渣油粘度降低；和d.泵送和雾化粘度降低的重质渣油，用于在燃烧室中燃烧。3.改进利用高粘度重质渣油燃料的燃烧系统的效率的方法，所述方法包括：a.提供CO2或富CO2气态混合物来源；b.在预定的温度和压力的条件下使CO2或富CO2混合物与重质渣油密切接触；c.维持CO2或富CO2混合物与重质渣油的接触，直至获得的预定的溶解的CO2浓度并且重质渣油粘度降低；和d.经由管线输送粘度降低的重质渣油至燃烧系统；和e.雾化...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·尼亚斯，M·V·尤尼斯，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA