[发明专利]评估炼油厂原料的焦炭和沥青质量的方法

说明书

本发明涉及使用高处理量试验法评估多种炼油厂原料的焦炭和/或沥青质量的方法。

近年来，已经开发了若干高处理量试验法技术使得可以明显提高为各种有用性能而合成和测试催化剂及其它材料的能力。通常，这些技术集中于设备和方法的开发，包括逐步使用机器人和计算机以设计试验并且使催化剂和材料制备与测试自动化，从而使得能够对于较小规模的样品实现快速且可重复的测试结果。例如，对于多种材料和材料性质(例如美国专利5,776,359中所述的)以及所关注的化学反应(例如美国专利5,959,297、6,063,633和6,306,658中所述的)已经进行了很多工作从而开发出制备和测试设备。

高处理量技术一般集中于为已有的方法寻求新的催化剂和材料。我们现在已经开发了一些高处理量方法，其可用于筛选炼油厂原料来评估焦炭和/或沥青质量。

沥青(亦称柏油)是一种非晶粘滞材料，其可来源于原油的炼油厂加工过程。沥青具有许多用途，包括例如公路建设和屋顶。沥青可以具有若干不同的质量，例如刚度和粘度，并且这些质量可以强烈地取决于在其生产期间所加工的原油的类型和所使用的各种加工步骤。测量沥青性能的常规方法描述于下述文献中：British Standard(B.S.)2000″Methodsof test for petroleum and its products″，特别是例如，Part 49″Penetration ofbitumen and bituminous materials″、Part 58″Softening point of bitumen″和Part 72″Viscosity of cutback bitumen″。

焦炭是由原油中的残余碳形成的，并且通常在延迟焦化器过程中通过减压渣油的裂化来生产。其它类型的焦化器是可用的，例如流化焦化器或灵活焦化器。它们是热过程，其将减压渣油裂化为较轻的产物和石油焦炭。在延迟焦化器中形成的焦炭(生焦，但还可称为石油焦或生石油焦)可被锻烧而生产煅烧石油焦，取决于它的质量，可被用于多种过程，包括形成用于铝工业的碳阳极和用于电弧炉或二氧化钛生产的石墨电极。焦炭可以具有若干不同的质量，这取决于所形成的焦炭的结构和其中的杂质，并且这些质量可以强烈地取决于在其生产期间所加工的原油的类型和所使用的各种加工步骤。

因而，原油的潜在价值取决于沥青和/或焦炭的质量和收率，以及可能在炼油中产生的来源于焦化过程的任何液体产物。对于典型的炼油厂来说，加工若干不同的炼油厂原料，例如若干不同的原油。炼油厂原料此外通常还是各种可得的进料的共混物，因而非常难以预计原料的沥青或焦炭质量。一般地，基于先前的操作经验而作出若干假设，但是这些通常仅可以提供近似的预测。

本发明试图以高处理量方式评估炼油厂原料的焦炭和/或沥青收率和质量。

因而，根据本发明，提供了一种评估多种炼油厂原料的焦炭和/或沥青收率和质量的方法，所述方法包括：

(i)提供多种炼油厂原料，

(ii)将所述多种炼油厂原料的每一种的样品置于加热设备上，和

(iii)使用各自加热设备，在真空条件下将各个样品加热到300℃-420℃，同时测量样品的重量损失，然后

(iv)(a)测量所形成的减压渣油的沥青质量，和/或

(b)(i)使用加热设备将减压渣油加热到450℃-600℃，同时测量样品的重量损失，然后

(ii)测量所形成的产物的焦炭质量。

本发明提供了一种用于评估多种炼油厂原料的焦炭和/或沥青质量的方法，并由此使得可以评估炼油厂原料的潜在价值，然后再使用它，甚至可能然后再购买它。本发明还使得可以迅速地评估进料的共混物，这使得可以测量进料相容性(和潜在不相容性)的潜在协同作用。例如，两种或更多种炼油厂原料例如两种原油或者原油和合成原油可以容易地以不同的比例共混而形成本发明中用于评估的多种潜在的炼油厂原料。在这种情况下，优选使用合适的液体操作机器人来进行共混。

一般地，多种炼油厂原料将包括至少20种炼油厂原料，例如至少50种炼油厂原料。

步骤(i)中的炼油厂原料可以是任何合适的炼油厂原料，其包括原油、合成原油、生物质(biocomponent)、减粘重油、溶剂脱沥青的沥青、常压渣油、减压渣油、燃料油、FCC澄清油和一种或多种所述组分的共混物，如一种或多种原油的共混物，或一种或多种原油与一种或多种合成原油的共混物。

加热设备可以是任何合适的设备，当同时测量样品的重量损失时，其可用于将样品加热至所要求的温度。