[发明专利]使重油形成甲醇及衍产生物的高效且环境友好的加工

说明书

背景技术

尽管化石燃料仍具有广泛的应用和较高的需要，但是由于它们储备有限、它们燃烧会产生二氧化碳并由此导致全球变暖，所有它们是由局限的。

更多的重油越来越成为燃料的来源以及多种领域的原材料，例如运输行业、化学、石油花絮、塑料和橡胶工业。重油形成高热值(highter value)产物的使用和提升是非常重要的。大量的重油来源包括在委内瑞拉的大量的储备、西部加拿大的焦油砂、洛基山脉的页岩油等。但是，这些储备的经济回收和使用具有较大的挑战。

就“甲醇经济”而言，本发明公开了使用重油来源来产生待使用的甲醇和衍产生物的新方式。可以通过已知方法(包括我们之前公开的专利申请)，通过二氧化碳的化学再循环，将诸如石油、天然气和碳之类的石化燃料来源转化从而形成甲醇和二甲醚。甲醇和二甲醚用作运输燃料，其在ICE-动力的交通工具(对目前的发动机和燃料系统、以及在燃料电池中具有一些必须的修改)中替代汽油和柴油燃料。与氢相反，甲醇的储备和使用不需任何新的基础设施，包括昂贵的加压和液化。由于甲醇在室温下为液体，其可以容易地处理、储备、分配以及在交通工具中的使用。此外，对于燃料电池而言，甲醇为理想的氢载体，并且可以在直接氧化甲醇燃料的电池(DMFC)中使用。虽然二甲醚在室温下为气体，其可以在适度的压力下容易地储备并且有效地使用，而且其替代柴油燃料、液化的天然气(LNG)、液态的石油气(LPG)以及家用气。

除了用作燃料，甲醇、二甲醚和它们的衍产生物具有重要的应用和用途。它们为多种化学产物的起始材料，包括它们催化转化为烯烃(例如具有少量丁烯的乙烯和丙烯)、高级烯烃、烷烃和芳香族。因此，它们为用于合成烃及它们的产物的方便的起始材料。

此外，甲醇还可以用作单细胞蛋白质的来源。单细胞蛋白质(SCP)是指由微生物体产生的蛋白质，其中所述的微生物体在获得能量的同时会降解烃底物。蛋白质的含量取决于微生物体的类型，例如细菌、酵母菌、霉菌等。SCP具有许多用途，包括食物和动物供料。

考虑到甲醇和二甲醚的广泛用途，明确地需要产生它们的改善且高效的方法。衍生自非传统来源(例如焦油砂、页岩油等)的重油的有用的加工是昂贵的、高耗能的、并且通常仅在特定的精炼厂中是可行的。因此，需要在加工、运输和储备中有所改善，并且这些目前都由本发明提供。

发明概述

本发明公开了通过实施用于回收裂解和纯化以获得重油粗品的任何方法，在将得自任何非传统的油来源(例如焦油砂、页岩油、汽油残余物(包含重沥青和软沥青))的重石油经过回收裂解和纯化之后使其形成甲醇和二甲醚的新的高效且环境友好的加工方法。然后，使用二氧化碳通过双转化方法替代普通的精炼，来产生摩尔比大约为2∶1的CO和H₂，然后它们可以转化为甲醇、二甲醚或者它们的衍产生物(用作燃料、能量储备以及用于多种合成烃及它们所产生的产物的起始材料)。此外，重油回收可以包括使用任何可利用的热原(例如天然气或任何可利用的备选能量、以及增强API指数并除去诸如硫和金属自来的杂质的原子能)的原位气化或热处理。

优选实施方案的详细描述

本发明涉及得自任何来源的重油(包括但不限于焦油砂、页岩油、各种重油储存或者它们的残余物)在经过分离和纯化之后的回收，以及通过避开常规的重油精炼将所述的重油转化为甲醇和/或二甲醚。如此产生的甲醇和二甲醚单独作为燃料、储藏和运输材料、或者通过随后转化为合成的烃或者它们的各种产物而在多种应用中具有一定的用途。