[发明专利]重油和沥青的浓集

说明书

发明背景

本发明大体上涉及重油和沥青的浓集(upgrading)。更具体地说，本发明涉及一种用于重油和沥青浓集的工艺，其包括生产，分馏，溶剂提取，流化催化裂化和氢化处理等一个或多个步骤，用于生产出已经金属和/或硫含量减少的合成原油和/或石脑油、馏出油和汽油流。

随着轻质低硫原油的世界储集层减少以及全世界的石油消耗的提高，炼油商正寻找从更重质的原油资源中提取可用油的方法。更重质的原油可能包括沥青，重油和沥青砂，其由于显著更高浓度的金属而导致加工问题，其中最显著的是镍和钒。另外，更重质的原油通常具有较高的硫和沥青质含量，从而造成原油浓集的其它问题。最后，沥青砂、沥青和重油是极其粘性的，从而导致了用传统方法运输原材料的问题。重油和沥青通常必须保持在高温下，以保持可流动性，并且/或者与更轻的烃稀释剂混合，以进行管道运输。稀释剂可能是昂贵的，并且导致了将其运输到生产位置所需的额外费用。

随着轻质油和天然气的价格持续上涨，重油和沥青的价格由于采出和浓集至可用油的难度而仍保持相对较低。沥青以及其它重油的采出由于生产中对能量的需求极大而成本较高。

广泛的以″重质原油″形式的储集层存在于许多国家，包括加拿大西部，委内瑞拉，俄罗斯，美国和其它地方。这些沉淀的重油通常存在于难于用普通方法接近的地区。通常，用语″重质原油″指API比重小于20的烃材料。典型的重质原油在环境温度下并不是流体，并且包含在343℃(650°F)以上沸腾的高馏分(fraction)材料和沸点大于566℃(1050°F)的极大部分。典型的重油中高比例的高沸点烃材料使得分馏在不借助真空分馏的条件下变得非常困难。

烃供料中的较高金属含量带来类似的加工困难。重质的烃材料中的金属和沥青质，在分离的油馏分中是不符合要求的，因为金属倾向于对常规用于将油馏分浓集成其它有用产物的催化剂产生有害作用。沥青质将会使下游设备结垢/阻塞。由于这种困难，在常规方法加工期间，最高沸点部分时常通过焦化或减粘裂化工艺进行热浓集。包含较多金属和沥青质的重油和沥青的最重质的馏分可通过分馏进行分离，以回收可进行催化浓集的较轻质油。然而，较重质的馏分仍然会随某些可用的油一起留下来，其不能利用分馏技术提取出来。

存在于重油中的金属可包括例如钒和镍。钒的含量通常超过100wt ppm，常常大于200wt ppm。镍的含量通常超过50wt ppm，并且75wt ppm和更大的含量也是常见的。

如之前Garwin的美国专利No.2,940,920中所述，自从20世纪30年代，就已经知道了残余油的溶剂提取。随着引入商业上可获得的ROSE工艺技术，溶剂脱沥青工艺变得更为有效，且更具成本效率。溶剂脱沥青工艺今天通常用作一种深转化炼油厂中的桶底浓集的方法，并且还可用于生产流化催化裂化装置(FCC)的供料，润滑光亮油，用于氢化处理和氢化裂化装置的脱沥青汽油供料，特种树脂，重质燃料，以及来自重油供料的沥青掺合成分。在Ganeshan的美国专利No.5,843,303中，已经公开了改进的溶剂提取技术。

之前的研究致力于通过减少其粘性而提高重油的可运输性的方法。Audeh等人的美国专利No.5,192,421公开一种在脱沥青工艺期间脱金属的改进方法，其包括在富含沥青的重质原油脱沥青之后进行热处理，从而生产出金属含量减少的脱沥青原油的步骤。

在美国专利No.4,875,998中，Rendall公开了利用热水从沥青砂中提取沥青油的过程。具体地说，沥青油在热水中进行调节，之后利用与水不混溶的烃溶剂进行提取，从而形成沉淀成几种相的混合物。各相可进行加工，以生产出成品沥青油和再循环的工艺成分。在美国专利Rendall的4,160,718；Funk等人的4,347,118；Wicks，III的3,925,189；和Rendall的4,424,112中，公开了其它的水或溶剂提取工艺。出于美国专利实施和所有其它法律所允许的目的，在本文中所引用的所有专利和出版物都通过引用而完全地结合在本文中。

发明概要

本发明提供了一种用于将重质原油供料如沥青转化成可用的更轻质化合物的方法，这种轻质化合物基本上不含沥青质，并且具有非常低的金属含量。