[发明专利]极低硫重质原油及其生产方法

说明书

本申请要求在2005年12月21日提交的加拿大专利申请 2,531,262号的权益。

技术领域

本发明总体上涉及一种极低硫重质原油及其生产方法。

背景技术

目前重油(heavy oil)和沥青要么是通过热转换过程—— 其将碳通常作为焦炭除去(延迟焦化或流化焦化)——改质的，要么 是通过加氢转化过程/加氢裂解过程——其中将氢加成到此重油上以改 善性能和除去污染物诸如金属和硫——改质的。尽管全世界都普遍实 行热转换过程例如焦化，但是这些过程通常是投资成本和运行成本很 大。它们需要二次加氢处理以提高焦化装置液体的质量，它们将高达 25重量％的原料作为具有极小价值或者没有价值的固体焦炭废物除 去，而且与回收过程一起，每产生一桶合成原油(synthetic crude oil， SCO)，它们可产生高达150千克(kg)的CO₂。

为了从重油、沥青和残油中去除一部分沥青质，在商业 上实施溶剂脱沥青法。沥青质析出的程度可以通过所使用的溶剂或其 混合物的性质来控制。此外，可以调整溶剂与烃原料的配比和沥青质 析出所允许的时间来控制沥青质析出的程度。

在专利文献(美国专利号：1,938,672；3,785,965；3,787,315； 3,788,978；3,791,966；4,076,613；4,127,470；5,695,632；5,935,421和 6,210,564)中描述了使用钠和其它碱金属从重油、沥青和其它石油馏 分中去除硫的方法。如专利文献所指出，对于重油和沥青或其它烃原 料的经济的钠脱硫法，需要进行低成本钠再生。

一些公司采用蒸汽辅助重力泄油(steam assisted gravity drainage，SAGD)作为沥青回收方法，并且将改质(upgrading)过程与 沥青回收相联合以提高总的能量利用和项目经济性。例如，OrCrude^TM改质过程包括一连续回路，其充分处理沥青原料，仅产生酸性合成油 和液体沥青质。它没有产生需要处理的固体焦碳废物副产物。在这种 过程的第一步里，混合有再循环稀释剂的原料沥青被加料到蒸馏塔里， 在蒸馏塔里它被分成两个物流：较轻的酸性顶部物流和较重的底部残 渣。顶部物流流向加氢裂解单元，进行改质和脱硫，因此产生具有 38°API(美国石油学会(American Petroleum Institute)的比重测量)的 优质SCO。蒸馏残渣流到溶剂脱沥青单元，又产生2个液体物流。第 一物流——来自脱沥青装置的脱沥青油(DAO)接着流到热裂解装置。 在高温下运行的热裂解装置将DAO中的高分子量分子转变成较低分 子量的分子，较低分子量的分子被再循环返回到蒸馏单元。第二物流 由液体沥青质组成，其在气化单元里最终转化成合成气，因此向加氢 裂解装置提供氢气以及向其它过程提供燃料气，所述其它过程包括 SAGD的蒸汽发生过程。整个过程SCO的产量为基于沥青原料大约81 体积(vol)％。

在过程联合的另一实例中，其它人将沥青提取(bitumen extraction)和泡沫处理(froth treatment)与改质过程相联合。在这个过程 中——其在商业上被实施，水溶液提取被用作从油砂中分离沥青的初 级步骤。在下一步，可以使用石蜡族溶剂，而不是使用环烷溶剂和离 心机(其被一些公司实施以分离固体和夹带在沥青泡沫里的水)。使用 石蜡族溶剂导致一部分沥青质析出。这种沥青质析出有利于从沥青中 去除固体和水，因此产生脱水沥青，所述脱水沥青基本不含细粉末和 水，并且所述脱水沥青脱去了5重量％至10重量％的沥青质。这种沥 青质部分的去除增加了API比重并且降低了沥青的粘度，因此对于管 线运输到改质装置，需要减小体积的稀释剂。通过将固体和水与沥青 质一起除去并且在矿井位置将它们作为废物处理，脱水、部分脱沥青 的油可以在残油加氢裂解装置而不是焦化装置中被改质。因此通过利 用石蜡族溶剂而不是环烷溶剂，沥青泡沫处理过程可以与管线运输和 改质相联合以提高整体性能。

新型改质过程可有利于显著降低改质的投资成本和运行 成本，有利于扩大重油和沥青的市场，并且有利于提高改质过程的环 境性能。新型改质过程——其能在更小规模上进行油砂项目的经济性 开发——也是值得期待的。

在低硫重质原油的制备中降低脱硫所需钠量的方法也可 以是有利的。

发明内容