[发明专利]使用催化加氢裂化和热焦化改质重油的方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于将包括显著量的沥青质和沸点高于524℃(975°F)的烃类的烃原 料改质成沸点更低、质量更好的物质的领域。

背景技术

对于精制矿物燃料的世界需求正在不断增加，并会不可避免地超过高品质原油 的供应，无论是作为实际短缺的结果还是由于石油卡特尔的行动。在这两种情况下， 由于原油的价格上升或原油的短缺加剧，对于更好地开发低品质原料并从中提取燃 料值的方式的需求增加。当处理低品质原料的更经济方式变得可用时，这种原料可 能赶上，或甚至超过作为用于操作汽车、卡车、农用设备、飞机、和依赖内燃机的 其他交通工具的精制矿物燃料的主要来源的高品质原油。

低品质原料包括相对高的量的具有524℃(975°F)或更高的沸点的烃类。它 们也含有相对高浓度的硫、氮和金属。高沸点馏分典型地具有高的分子量和/或低的 氢/碳比并包括统称为“沥青质”的复杂化合物。沥青质难以处理并通常导致常规催 化剂和加氢处理设备的污染。

含有相对高浓度的沥青质、硫、氮和金属的低品质原料的实例包括重油和油砂 沥青，以及桶底部沉积物和常规炼油工艺剩余的残渣(统称“重油”)。术语“桶底 部沉积物”和“残渣”(或者“渣油”)通常是指具有至少343℃(650°F)的沸点 的常压塔底部沉积物，或者具有至少524℃(975°F)的沸点的真空塔底部沉积 物。术语“渣油沥青”、“减压渣油”和“真空降低原油(avacuumreducedcrude)” (VRC)通常用于指代具有至少524℃(975°F)的沸点的馏分。

相比之下，Alberta轻原油含有约9％(体积)的减压渣油，而Lloydminster重 油含有约41％(体积)的减压渣油，ColdLake沥青含有约50％(体积)的减压渣 油，以及Athabasca沥青含有约51％(体积)的减压渣油。渣油含有更高浓度的在 或高于约343℃(650°F)时沸腾的馏分，真空塔底部沉积物几乎完全包含在或高于 约524℃(975°F)时沸腾的馏分。

在常规的石油炼制工艺中，通常通过常压蒸馏塔分馏原油，产生具有不同的沸 点的馏分，包括：气体、轻石脑油、重石脑油、喷气燃料、煤油、柴油、常压瓦斯 油和常压底部沉积物(或常压减压原油)。在这些产物中，气体经历最终产生包括 燃料、丁烷、液化石油气(LPG)等产物的气体处理。最有商业价值的馏分是低沸 点液体馏分，其经历进一步的加氢处理，包括加氢裂化和加氢处理，得到汽油调和 产品、喷气燃料、煤油和柴油。最高沸点馏分(常压底部沉积物)进一步通过真空 蒸馏塔分馏，产生具有越来越高的沸点的馏分，包括：气体、轻减压瓦斯油、重减 压瓦斯油、减压渣油(或真空降低原油)和沥青。轻减压瓦斯油和重减压瓦斯油进 一步处理以产生汽油调和产品，同时通常进一步通过炼焦器处理减压渣油，即，通 过热裂解改造高沸点的重油(通常是减压渣油)的系统，从而形成改质的烃类和焦 炭。

焦化是炼油厂用于将石油渣油(来自原油的常压和真空蒸馏的残渣)改质和转 化成液体和气体产物流，留下固体浓缩碳物质、石油焦的热裂解工艺。焦化产物包 括气体、焦化石脑油、焦化瓦斯油和石油焦，其中焦化石脑油和焦化瓦斯油是更具 有商业价值的馏分，并可以进一步加工得到煤油、柴油和汽油调和产品。根据石油 焦的结构，焦炭产品包括针状焦炭、海绵焦炭、球状焦炭和阳极级焦炭。