[发明专利]具有旋风分离的溶剂脱沥青

说明书

技术领域

本发明涉及一种将重质烃，如沥青，改善成更轻质、更流态化产物，更具体地，改善成适合炼油厂(refinery-ready)且无需添加稀释剂就能满足管道运输标准的最终烃产物的方法。生成容易处理和进一步加工的固体沥青质副产物。本发明的目的是改善加拿大沥青，但对任何重质烃的改善均具有普遍适应性。

背景技术

提炼低硫原油(sweet crude)资源需要较少的资金投入，并且其处理成本比重质高硫原油(sour crude)低得多。然而，供应到炼油厂来生产运输燃料的轻质、低硫原油的全球可用率却在减小，使得重质高硫原油的加工成为日益重要的选择，以满足全球对烃类燃料的需求。

大多数(如果不是全部)加工重质原油的商业改质装置是为了将重质粘性烃转化成从轻质低硫到中质高硫范围内的混合粗品。重油改质装置通过高强度转化过程基本能实现这一目标，所述高强度转化过程能释放高达占原料重量20％的焦炭副产物和另外5％的废气(off-gas)产物，或者需要加氢处理，例如加氢裂化和加氢精制，以使原料中重质组分向更轻质、更低硫的液体产物和气体的转化最大化。

现有技术的描述

将油砂沥青转化和/或转变成可管道运输的且炼油厂可接受的原油的工艺已被公开。值得注意的是，提出了热裂化、催化裂化、溶剂脱沥青和所有这三者的组合(例如，减粘裂化和溶剂脱沥青)，用于转化沥青以改善其运输和用作炼油厂原料使用的特性。

热裂化

减粘裂化或破粘裂化——热裂化的一种形式——是一种公知的石油炼制方法，其中重质和/或常压渣油在相对温和的条件下热解或裂化，以提供具有较低粘度和倾点(pour point)的产品，由此降低了用于获得被称为改善原油流动性的稀释剂的混合烃的低粘度需求量和越来越高的成本；并使得原油满足最低限度的运输管道规格(最低API比重为19)。

有两种基本的减粘裂化配置，线圈减粘裂化器(coil-only visbreaker)和线圈-浸泡减粘裂化器(coil-and-soak visbreaker)。两者都需要加热器来加热原油，线圈减粘裂化器仅在加热器管中进行裂化。线圈减粘裂化器在加热器出口处的运行温度为约900华氏度，停留时间为约1分钟。回收柴油(gas oil)以淬灭反应。在线圈-浸泡减粘裂化器中，在熔炉出口处使用容器为原油的裂化提供额外的停留时间。随着温度缓慢降低，原油滞留并继续裂化/反应。线圈-浸泡减粘裂化器在800°F的加热器出口温度下运行。浸泡器的卷筒温度在出口处降低至700°F，合计停留时间超过1小时。

这类减粘裂化方法的例子在Beuther等人的“Thermal Visbreaking of Heavy Residues”(The Oil and Gas Journal.57:46,1959年9月,第151-157页)；Rhoe等人的“Visbreaking:A Flexible Process”(Hydrocarbon Processing,1979年1月，第131-136页)和美国专利No.4,233,138中有记载。每种配置的产物结构近似相同：1-3％轻馏分，5％(wt)石脑油和15％(vt)柴油。其余部分仍为重油或沥青。将该产品在蒸馏塔中分离以进一步处理或混合。

所关注的标准减粘裂化体系是加拿大沥青的减粘裂化体系，工作温度高于上述界限(约700°F-720°F)，其中显著焦化影响可操作性(Golden and Bartletta,Designing Vacuum Units(for Canadian heavy crudes)，Petroleum Technology Quarterly,Q2,2006,第105页)。此外，在较短的时间段内向加热器添加热量，所以局部热通量不均匀并且具有远高于焦化初始界限的峰值；且所述热量不能一直保持，使得发生缩合反应。对加拿大沥青应用常规减粘裂化的尝试受到限制，因为具有焦化倾向且这些系统不能处理这一问题。

在美国专利No.6,972,085的第一部分中和专利申请US2008/0093259中，尝试了去解决在较长时间段内向原油恒定且持续地施加热量的需求。基本上，加热器和保持器(holding vessel)被合并到一个容器中以产生对原油的连续加热浴。在不同的时间向原油施加多种加热程度。这是对标准减粘裂化的一种改进，但是没有消除经加工的原油内的热点(hot spot)，使得由于温度峰值高于裂化的最优水平而发生焦化。