[发明专利]重油和沥青的部分改质方法

说明书

技术领域

本发明涉及以有效方式对用于合成合成原油和其它有价值的烃副产物的沥青和重油改质(upgrading)方法的改进。

背景技术

已经广泛认识到某些形式的烃需要改质以便加以运输或提高销售价值。另外，精炼厂不适合加工重油、沥青等，因此必须改变粘度、密度和存在于这种重物质中的例如重金属、硫和氮的杂质的含量以容许精炼。改质主要集中于降低粘度、在沥青中的硫、金属和沥青烯的含量。

重油和沥青改质的问题之一是必须去除或改性沥青烯和重馏分以产生价值和产品收率。典型的改质器由于形成产生不合需要的废料的石油焦(petcoke)或渣油(residuum)而加剧了该问题。因为该物质不能容易地通过常规方法转化，所以通常将其从该方法中除去，这降低了来自该改质方法的有价值的烃物质的总收率。

费-托(Fischer-Tropsch)法已经显著地用于烃合成方法和燃料合成中。数十年来，已经使用该方法帮助从例如煤炭、渣油、石油焦和生物质的数种物质中配制烃。在过去的数年间，鉴于对环境污染的关注日益提高、世界常规烃资源减少和对于尾矿池管理的关注日益增加以及重烃资源的提取、改质和精炼成本逐渐增加，替代能源的转化日益重要。合成燃料领域中的主要制造商显著扩展了该技术领域的技术，这通过大量专利的进展和以公告形式的待审批的申请来体现。申请人的同时待审的美国申请13/024,925号教导一种燃料合成方案。

在本技术领域中取得的最新进展的实例包括Espinoza等人的在2005年10月25日授权的美国专利6,958,363号、Bayle等人的在2007年5月8日授权的美国专利7,214,720号、Schanke等人的在2004年2月24日授权的美国专利6,696,501号中教导的特征。

关于在该技术领域中取得的其它进展，该技术不仅在固体碳进料的气化方面，而且在制备合成气的方法学、在GTL厂中氢气和一氧化碳的管理、氢气的费-托反应器管理及基于碳的原料向烃液体运输燃料的转化方面都具有显著进展。以下为其它这类参考文献的代表性列表。这包括美国专利号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告号US2010/0113624、US2004/0181313、US2010/0036181、US2010/0216898、US2008/0021122、US2008/0115415和US2010/0000153。

费-托(FT)法在应用到沥青改质器法时具有多个显著的益处，一个益处是其能够使先前产生的石油焦和渣油转化成具有显著增加的石蜡含量的有价值的高品质合成原油(SCO)。另一显著益处是粗沥青产生SCO的收率接近或大于100％，相对于某些现有改质器法而言，收率增加20％。另一益处是不存在影响环境的石油焦和渣油废产物，因此改进了总体沥青资源利用。

将FT法应用于沥青改质器的另一益处是FT副产物可与沥青或重油进料流的蒸镏或分离的馏分部分且完全地共混以配制在策略上共混以便有效运输并在下游炼厂中进一步加工的独特无残渣的部分改质的合成原油(SCO)。总体益处是显著降低设施GHG排放和沥青或重油资源的100％转化，而没有形成无用的副产物。

FT法应用于沥青改质器的另一益处是制得低硫高石蜡且高十六烷含量的合成原油(SCO)。更具体地讲，例如石蜡基石脑油和FT蒸气(例如，甲烷和液化石油气(LPG))的FT法的有益副产物在沥青改质器法和上游单元操作内具有特定的价值。基本上不含硫化合物的FT蒸气可用作改质器燃料或用于产生氢气的原料以弥补对于天然气的需求。主要性质为石蜡的FT石脑油也可用于氢气产生中，但另外，由于其独特的石蜡性质，其也可用作自目前改质器操作不易得到的有效脱沥青溶剂。

也已经充分记载了FT石蜡石脑油作为油砂发泡单元的溶剂使用改进了在降低的稀释剂与沥青(D/B)之比和相对较低的蒸气压的情况下去除细尾矿和水的操作和功效。这在减小昂贵的分离器和沉降器的尺寸和成本及增加其分离性能和容量定额方面具有显著优点。这产生进料到改质器的基本上干燥的沥青泡沫进料(<0.5碱性沉积物和水)，同时改进了对尾矿池的影响。

因此，在通常论述费-托技术在将合成气合成为FT液体方面的适合性时，可使用现有技术且特定地涉及重烃进料的改质和气化的技术的论述。