[发明专利]用于中间相沥青和石化产品生产的一体化工艺

说明书

一种用于中间相沥青和石化产品生产的一体化方法。该方法包括：将原油供应至反应容器；将反应容器中的原油加热至预定温度并保持预定量的时间；通过使得在无氧高压下、在反应容器中发生聚合反应来降低原油中的沥青质含量；生产包含气态烃组分、液态烃组分和固态烃组分的三相提质烃产物，其中液态烃组分包含脱沥青油，而固态烃组分包含中间相沥青；分离气态烃组分、液态烃组分和固态烃组分；将液态烃组分直接用于石化产品生产；以及将固态烃组分直接用于碳制品产品生产。

技术领域

本公开的实施方案涉及对原油和原油渣油进行提质。特别地，本公开的实施方案涉及在一体化工艺中对原油和原油渣油进行提质以生产中间相沥青和其他石化产品。

背景技术

可以通过能源密集型精炼方法对原油和原油渣油进行加工以生产中间相沥青(也被称为MP)。沥青的缩合芳香烃性质提供了热稳定性，使得中间相沥青可以熔纺以用于碳纤维应用。在某些情况下，熔体纺丝优于湿法/干法纺丝，湿法/干法纺丝用于聚丙烯腈(PAN)类纤维的生产，并且涉及大量的溶剂和废副产物。可以通过光学各向异性或中间相沥青(MP)来生产高品质碳纤维，但是这种碳纤维前体的生产需要大量的精制和复杂的处理，这使得由中间相沥青生产碳纤维比生产PAN类碳纤维更不理想。

碳纤维将高强度和高拉伸模量与其他理想的性质(如轻质、化学惰性、具有低的热膨胀以及具有优异的导电性和导热性)结合在一起。纤维形式中较小的结构缺陷和增强的分子取向实现了这些性质，并使碳纤维适合于许多结构应用和功能应用。

在直接由原油制化学品(C2C)技术中，原油的重质馏分或沥青质馏分经常有问题，从而导致反应器和热表面结垢、催化剂失活、裂化活性降低和总体性能较差。在裂化反应器之前分离这些重馏分降低了将原油直接裂化为化学品的经济优势，或者换句话说，C2C的成本高于诸如真空瓦斯油(VGO)和石脑油之类的裂化精炼产品。

诸如催化剂的较快的焦化速度和金属中毒之类的与原油裂化相关的挑战驱使某些研究努力朝向蒸汽裂化(热解)和FCC。在一些情况中，能量密集型蒸汽裂化器的经济性对于诸如原油之类的较低价值、较重质的原料更为有利。然而，实际上，这些原料的沥青馏分和非挥发性馏分可能倾向于位于热解炉的对流段的管道中，因此，阻碍了热传递并且需要频繁的停工。一些文献讨论了在应用蒸汽裂化器之前处理原油中的重质渣油，并且许多参考文献公开了对于原油中的非挥发性馏分的预分离步骤。

很少讨论原油的直接催化裂化，这是因为原油中的金属毒物(如硫和氮)对裂化催化剂和设备是有害的。与裂化原油和含渣油的重质原料相比，裂化诸如石脑油之类的常规原料已经相对容易，并且通过在C2C工艺中应用沥青质和金属的预分离步骤，在裂化之前跳过原油精炼的经济和竞争优势被大大消除。

发明内容

本公开提出了用于在有或没有加氢处理的情况下直接由原油或原油渣油生产高品质中间相沥青(MP)且同时去除沥青质以降低重质原油或渣油的粘度和沸点的热处理系统和方法。可以将这种系统和方法的产物的固体部分(MP)、液体部分(脱沥青油，DAO)和气体部分分馏成炼油厂产品，并用作直接C2C工艺(包括蒸汽裂化工艺和催化裂化工艺)的进料。加工原油和原油渣油以生产具有较低沸点的中间相沥青是所期望的，并且可以将其用于生产高品质碳纤维。DAO产物可以直接用作瓦斯油，并且可以用作诸如流化催化裂化(FCC)或热解之类的裂化工艺的原料。

公开了用于在具有或不具有加氢处理(HT)的情况下直接由原油或其渣油生产高品质MP的新型热预处理方法、工艺和系统。本公开的实施方案证明，在本公开的方法运行期间产生的脱沥青油(DAO)可以直接用作裂化炉的进料，从而解决了与直接原油裂化相关的某些焦化问题。中间相沥青是在本公开的实施方案期间产生的有价值的副产物，其提高了工艺的效率。