[发明专利]制造混合原油和燃料的方法和装置

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求于2013年11月1日提交的美国专利申请序列号14/070450的优先权，以及于2013年1月7日提交的美国临时专利申请序列号61/848,636的优先权，其每一个都通过引用被全部合并于此。

发明背景

技术领域

本发明涉及原油、液体石油燃料，和原油运输。更具体地说，本发明涉及用于制造混合原油和燃料的方法和装置。

背景技术

大量产物是源自于原油，因为包含在其中的各种形式、重量和长度的大量的烃分子，每个这样的产物具有不同的物理和化学性质。基于每一个这样的组分的相对分子量，存在在原油中的组分的混合物通常被分类为包括重，中，和轻质烃。在价值链中，中质组分提供最大的价值，其次是轻质组分，然后是重质组分。重质组分相对较低的价值反映在重质原油相较于轻质原油的更低价的支付。更高含量的污染物和杂质也降低了原油的价值。其结果是，通过将重质组分转换为轻质组分并从中提取污染物和杂质，努力已经被指向发展提升原油价值的方法。

存在于原油中的大量组分和这些组分的分离涉及的复杂性决定了炼油厂是大规模的。另一方面，原油的提取分散范围很广，因此有必要长距离运输原油到本地的炼油厂站点。原油运输的主要方式是管道，其对于重质原油出现了显著困难，因为重质原油的相关联的高粘度降低了它的流动性。尽管降低重质原油的粘度的许多方法已经被设计出来，一种改进的方法以提供简化、更低的成本，和/或消除化学添加剂的需求仍然存在。如果没有在经济上和环境上可行的替代物以降低重质原油的粘度，大量原油源依然或还是有可能变成为不经济的。

降低与化石燃料(即原油馏分)的燃烧相关联的污染的水平，并且增加与运输燃料相关联的英里数是发达国家的主要焦点。而努力的主要焦点是旨在改善在燃料的燃烧和其废气中涉及的系统和组分，改进还可以通过减少平均碳链长度和在燃料内的污染物和杂质的水平来改善燃料本身的特性来得到。

许多原油沉积物含有天然气和与原油一起从沉积物被释放的其它气态烃。因为运输这些气体的成本和困难通常不受其销售所产生的收入所支持，气体通常被排放到大气中，或通过火炬(flare)燃烧。如果这些气体没有现场或本地的使用，这种排放或燃烧包括能源资源的浪费和增加的环境污染。出于生产目的对这些资源的使用会产生局部的以及更大的价值。

用于将原油的重质组分转换为较轻组分以提取更大的经济价值的方法在石油工业发展初期经历了持续的发展。各种类型的焦化装置和裂化单元使用高温，通常与压力、蒸汽，和/或催化剂结合使用，以将重质烃组分分裂为较轻质烃组分。除了焦化装置和裂化单元，各种技术是已知的，其使用气体的组合，如甲烷或氢气，与热、压力，和/或不同类型的催化剂一起创建具有相对于初始的原料的曲线向下移动的蒸馏曲线的最终产品。

存在用于降低重质原油的粘度以提高其通过管道的流动的若干方法，但都伴随着问题。重质原油能够与基于石油的添加剂(如低粘度原油或原油馏分)混合，但是这需要相对大量的这些添加剂，并且仅当轻质原油场或炼油厂就在附近时是可行的。管道本身可以被加热以提高重油的流动，但是加热设备和绝缘的大量的资金成本，以及供热的持续费用，使这在很大程度上是不经济的。化学添加剂可以与原油混合以降低其粘度，但是使用化学品是昂贵的并且在炼油后被保留在燃料中，当燃料被燃烧时被释放到大气中。这些污染物问题的后果是，炼油厂都开始拒绝购买这样处理的原油。虽然已经提出了各种办法，其使用甲烷气体以及热和压力或某些类型的催化剂一起以降低粘度并提高原油的API，但是这样的技术很少在该领域被使用。商业承兑的缺乏指出了问题，其包括，但不限于，本地水平的可伸缩性，过高的资本和运营成本，运营效率低下，和/或这些方法的有限效果。

发明内容