[发明专利]从原油或其馏分制备低沸点燃料的非分馏方法

说明书

发明背景

1.技术领域

本发明属于原油、原油运输和来自原油的液体燃料领域。

2.现有技术说明

原油是世界上最大并且最广泛使用的能源。来自原油的燃料具有从消费者应用(例如用于汽车发动机和家庭取暖的燃料)至商业和工业应用(例如用于锅炉、熔炉、熔炼设备和发电厂的燃料)的广泛应用。原油是分子量、沸点和熔点、反应活性和易加工性相差甚远的烃的混合物。该混合物同时包括能立即使用的轻组分和具有极少利用度或没有利用度的重组分，以及进入精制产品时对环境有害的组分，例如硫。已发展多种工业方法，通过去除、稀释、或者将较重的组分或容易聚合或固化的组分(特别是烯烃、芳香物质和稠环化合物如萘、茚满(indane)和茚、蒽和菲)转化来提升原油。

原油在世界上很多地方均有发现，包括多数偏远地区。因此，为了加工所述原油，通常需要将原油长距离运输至加工点。主要运输模式中的一种是通过管道，美国和加拿大以及世界其它地方已建造管道网。但是，原油的管道运输存在某些困难，其中最突出的问题是即使在温和的温度条件下，油的高粘度使得泵送变困难，在寒冷的气候中更是如此。将原油与添加剂(例如低粘度油或精炼馏分(refinery cuts))掺混可以降低粘度，但这需要相当大量的添加剂，并且仅在同一地点或附近有轻质油田或精炼厂的情况下才是可行的。也可以通过加热降低重油的粘度。但是，为达到该目的，除了在管道上安装加热设备和绝缘装置的大资金投入，还需要相当多的热量。另一种增加所述油流动性的方法是在将所述油泵送通过管道之前，向所述油中加入水，以使其转化成乳液。到达目的地后，将乳液在沉降罐中分离成油和水。但是，为了经济上可行，所述乳液必须借助乳化剂形成，所述乳化剂能产生容易形成的并且稳定的乳液，能在原油沉积物通常的盐度和通常用于从该沉积物中提取油的高温条件下起作用。所述乳化剂还必须能稳定含高比例油的乳液，并使得所述乳液在目的地能被分离。由于乳化剂的组分通常会保留在最终的燃料中，因此所述乳化剂还必须在燃料燃烧时对环境无害。

很多原油沉积物中包含随着原油一起从沉积物中释放的天然气和其它气态烃，通常被称为“石油气”。当向沉积物中注入水、蒸汽或惰性气体以帮助用泵从已抽空的油田中提取油时，这些气体会特别大量地释放。除非就地使用该石油气，否则存在废物处理问题。废物处理通常采用将所述气体排入大气或将气体在火焰中燃烧，二者都会带来环境污染问题。

发明概述

现已发现甲烷和含甲烷的气体混合物可以用于升级由原油(crude oil)或液体石油组分组成的液体原料，以得到与液体原料相比含明显较大比例低沸点组分的烃混合物。通过在适当温度和压力下，将甲烷通过含液体原料和固体金属催化剂的反应器，从所述反应器中提取气态产物，并将所述气态产物冷凝成液体形式来实现该转化。在本发明的某些实施方式中，所述反应器中自发产生电势，无需通过外部施加电势来引发或补充。可以在金属格栅上的位点之间检测所述电势。对于由铁框架上的导电金属或导电金属组合(如两种或更多种过渡金属，还优选含铝)的缠绕丝线构成的格栅，可以在缠绕丝线和铁框架之间测量所述电势。通常电势波动在振幅和频率上都是不规则的，但是在没有气体流经所述格栅的情况下，其时间平均值明显超过浸渍有催化剂的格栅在相同位点之间的这种电势值，至少大十倍。

反应生成的液体冷凝物具有广泛用途，包括燃料和添加剂，也可用于进一步在精炼厂加工，或者作为第二级液体介质，在相同的反应器结构中在相同类型催化剂的存在下代替起始液体原料与其它甲烷反应。该产物源自天然气或其它甲烷源，因此极少需要或不需要处理气态副产物。当所述液体原料是原油时，从原油的重残留组分中提取烃值，否则该重残留组分仅能用于铺路或盖屋顶或其它类似的应用。这样重质原油可以转化为升级的精炼原料，用于更有效的分馏，可以直接从原油和甲烷中获得汽车燃料，无需分馏原油。通过消耗甲烷，本发明无需在油田处理石油气，或在油田回收所述气体并将回收的气体运输至遥远的目的地进行消费。本发明方法得到的烃混合物的许多应用中的一个是作为原油的掺混剂来降低所述原油的粘度，从而增加其泵送通过长距离管道的流动性(mobility)。可形成所述低粘度掺混物而不需要在源头加入昂贵的添加剂，或者无需在源头或管道使用加热设备，或无需在目的地进行破乳和分离，可以完全由油田抽取的材料形成。

通过以下说明，不难了解本发明的这些和其它特征、目的和优点。

附图简要说明

图1是本发明实施方式的一个例子的工艺流程图。