本发明专利技术公开了沥青和重油改质方法和体系用于合成烃，所述烃的一个例子为合成原油(SCO)。该方法有利地避免了归因于渣油和/或石油焦形成的废物，所述废物对所产生的烃材料的收率有显著影响。该方法将Fischer-Tropsch技术与气化和富氢气流产生整合。通过单独或组合使用氢源、来自加氢操作的富氢蒸汽和Fischer-Tropsch法、蒸汽甲烷重整器(SMR)和自热重整器(ATR)或SMR/ATR的组合而便利地实现了富氢气体产生。将用于改质的原料进行蒸馏，将底部馏分气化并在Fischer-Tropsch反应器中转化。然后使所得贫氢合成气暴露于富氢气流以优化例如合成原油的形成。贫氢气流也可通过单独的、或与富氢气流产生组合的、或除了富氢气流产生之外的水煤气变换反应获得。用于实现所述方法的体系也在说明书中被表征。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了以有效的方式操作的对用于合成合成原油(synthetic crude oil)和其他有价值的烃副产物的浙青和重油改质(heavy oil upgrading)方法的改进。
技术介绍
烃需要改质以便加以运输或提高销售价值。而且，精炼不适于加工重油、浙青等，因此必须改变粘度、密度和存在于这种重质材料中的杂质含量(如重金属、硫和氮)以进行精炼。改质主要集中于降低粘度、浙青中的硫、金属和浙青质含量。 改质的一个问题是必须去除或改性浙青质和重馏分以产生价值和产品收率。典型的改质器由于形成石油焦(petcoke)或洛油(residuum)(这导致不期望的废料)而加剧了该问题。该材料不能容易地通过常规方法得以转化，且去除该材料降低总收率。数十年来使用Fischer-Tropsch法协助从煤、洛油、石油焦和生物质制备烃。在过去数年间，替代能源的转化越来越受到关注。合成燃料领域中的主要制造商显著扩展了该
的技术，这通过大量专利的进展和公布形式的待审批的申请来体现。在本领域取得的最新进展的例子包括在Espinoza等人的美国专利No. 6，958，363,Bayle 等人的美国专利 No. 7，214，720,Schanke 等人的在 2004 年 2 月 24 日授权的美国专利No. 6，696，501中教导的特征。关于在该
获得的其他进展，该技术不仅在固体碳进料的气化，还在制备合成气的方法学、在GTL工厂中氢气和一氧化碳的管理、氢气的Fischer-Tropsch反应器管理，和生物质原料向烃液体运输燃料的转化方面具有显著进步。如下为其他这种参考文献的代表性列表。其包括美国专利 Nos. 7，776，114 ;6，765，025 ;6，512，018 ;6，147，126 ；6，133，328 ;7，855，235 ;7，846，979 ;6，147，126 ;7，004，985 ;6，048，449 ;7，208，530 ；6，730，285 ；6, 872, 753，以及美国专利申请公布 Nos. US2010/0113624 ；US2004/0181313 ；US2010/0036181 ；US2010/0216898 ；US2008/0021122 ;US2008/0115415 和 US2010/0000153。Fischer-Tropsc (FT)法对浙青改质法的一个益处是其促进了在先产生的石油焦和渣油向具有显著增加的石蜡含量的有价值的高质量合成原油(SCO)的转化。粗浙青向SCO的收率接近或大于100 %，相对于某些现有改质法具有20 %的收率增加。另一益处是不存在石油焦和渣油废产物来影响环境，因此改进了总的浙青资源利用。FT法应用于浙青改质器的另外的益处是制得高石蜡含量和高十六烷含量的低硫合成原油(SCO)。FT法的有益的副产物，如石蜡基石脑油和FT蒸汽(如甲烷和液化石油气(LPG))，在浙青改质法和上游单元操作中具有特别的价值。基本上不含硫化合物的FT蒸汽可用作改质燃料或用于产生氢的原料以弥补天然气的需求。主要性质为石蜡的FT石脑油也可在氢产生中使用，但另外，由于其独特的石蜡性质，其也可用作在目前改质操作中不易获得的有效的脱浙青溶剂。已知作为油砂发泡单元的溶剂的FT石蜡基石脑油改进了在降低的稀释剂与浙青(D/B)之比和相对较低的蒸汽压的情况下去除细尾矿和水的操作和效力。这减小了昂贵的分离器和沉降器的尺寸和成本，并增加了它们的分离性能和容量定额，得到加入改质器的基本上干燥的浙青泡沫进料(< 0. 5碱性沉积物和底水)，同时改进了对尾矿池的影响。在改质领域中的一个进展是Rettger等人的在2008年8月5日授权的美国专利No. 7，407，571的教导。该参考文献教导了从重烃进料制备低硫合成原油的方法。专利权人指出改质重烃以制备包含高硫产物和高碳副产物的馏分进料。将副产物气化以制备合成气和高硫副产物。该方法进一步加氢操作高硫产物以及氢气以制备气体和低硫原油。氢气在回收单元中从合成燃料气回收。整个方法非常有效，然而，该方法并未利用合成流(所述合成流可用于引入加氢操作单元以制备合成原油，独特的流的再循环以用于改质)的转化，而且没有任何有关Fischer-Tropsch法的整合的具体教导，或未认识到在工艺流程中使用SMR和/或ATR以最大化SCO收率和减少对天然气的依赖的方法的益处。Iqbal等人在2008年6月3日授权的美国专利No. 7，381，320中教导了能够改质来自地下油层的原油的方法。将一部分重油或浙青进行溶剂脱浙青以形成浙青质馏分和脱浙青的油(本领域称为DA0，其为不含浙青质的馏分，并具有降低的金属含量)。将得自溶 剂脱浙青的浙青质懼分提供至浙青质转化单元，并将包含DAO懼分的进料提供至具有FCC催化剂的流化催化裂化(FCC)单元的反应区以从DAO馏分捕集一部分金属。烃流出物从具有降低的金属含量的部分回收。该专利不存在有关整合Fischer-Tropsch法的具体教导。在Farshid等人的2010年5月4日授权的美国专利No. 7，708，877中，存在整合的重油改质法和在线加氢精制法的教导。在该方法中，教导了加氢转化浆料反应器体系，该体系允许在连续混合物中的催化剂、未转化的油和转化的油在整个反应器内循环而无对混合物的限制。该混合物在反应器之间部分分离以仅移出转化的油，同时使得在浆料催化剂中的未转化的油继续进入下一连续的反应器，在该连续的反应器中一部分未转化的油被转化为较低沸点。另外的加氢操作在另外的反应器中发生以为了完全转化油。所谓的经完全转化的油随后进行加氢精制以接近完全去除杂原子，如硫和氮。该文献主要涉及重烃的加氢转化，而不适于浙青改质。该文献也不能提供任何有关Fischer-Tropsch法的使用、再循环流的有用性、对粗浙青的成功改质十分关键的氢产生或其他有价值和有效的单元操作的教导。该领域中的其他一般相关的参考文献包括Calderon等人的在2008年8月19日授权的美国专利No. 7，413，647，和Sury等人的在2009年8月13日公布的美国专利申请公布 No.US2009/0200209。已开发的在本文所述的技术带来了许多优点。这些优点以多种方式实现，包括i)来自重油或浙青的接近100%或更高的合成原油收率而无石油焦或渣油的浪费产生；ii)合成原油(SCO)板岩为高质量低硫轻原油(sweet light crude),其在产物板岩(slate)中具有更多的石腊的和更少的芳族及重瓦斯油(heavy gas oil)组分；iii)需要更少的天然气以产生用于改质的氢，因为FT石脑油、FT蒸汽和加氢操作蒸汽可进行再循环以产生富氢合成气；iv)可使用膜、吸收或变压吸附单元从富氢合成气产生纯氢以用于加氢操作(加氢裂化、异构化、加氢处理)单元；v)Fischer-Tropsch(FT)液体主要性质为石腊,从而改进了 SCO产物板岩的品质和价值；vi)FT石脑油在目前的改质中以任何量得到的可能性很低，并非常优选用于在溶剂脱浙青单元(SDA)和油砂发泡处理单元中进行减压(vacuum)蒸懼残洛脱浙青；以及vii)浓缩CO2可得自气化器(XTL本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改质重油或沥青以配制烃副产物的方法，该方法包括：(a)提供重油或沥青原料来源；(b)处理所述原料以形成非蒸馏的底部馏分；(c)将所述底部馏分进料至合成气产生回路以经由非催化部分氧化反应配制贫氢合成气流，并使所述合成气在Fischer？Tropsch反应器中反应以合成烃副产物；(d)将氢源加入所述贫氢合成气中以优化烃的合成，所述烃的至少一种为合成原油。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂夫克雷斯尼亚克，
申请(专利权)人：史蒂夫克雷斯尼亚克，
类型：发明
国别省市：
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