[发明专利]降低烯烃含量的重油的处理

说明书

用于处理重油以提供具有降低的密度和粘度，以及不超过1.0 wt.%的烯烃含量的经处理的重油的方法。所述方法包括将初始重油分离成通常包含较低沸点的组分的第一馏分和第二馏分。所述第二馏分包含具有比在将所述初始重油分离成所述第一馏分和所述第二馏分之前的所述初始重油的p‑值大至少5%的p‑值的重油，并且所述第二馏分具有比在将所述初始重油分离成所述第一馏分和所述第二馏分之前的所述初始重油的芳香度小不多于5%的芳香度。然后将所述第二馏分改质以降低所述重油的密度和粘度。在所述第二馏分改质之后，将其与至少部分第一馏分重新组合，以提供具有不超过1.0 wt.%的烯烃含量的经处理的重油。将所述初始重油分离成第一馏分和第二馏分使得能够获得改善的经处理的重油的密度和粘度的降低，同时使烯烃含量维持在可接受的水平。

本申请要求基于2013年8月12日提交的临时申请序列61/864,827的优先权，其内容通过引用以其整体并入。

本发明涉及重油的处理以获得改善的重油的密度和粘度的降低，同时使所述重油的烯烃含量维持在可接受的水平。更具体地，本发明涉及通过将所述重油分离成第一馏分、或较低沸程的馏分、或轻馏分和第二馏分、或较高沸程的馏分、或重馏分来处理所述重油。将所述第二馏分或重馏分改质(upgrade)，例如通过热(例如，减粘裂化)、机械(例如流体动力和/或超声空化)、氧化脱硫（oxydesulfurization）和/或其它改质工艺，以降低它的密度和粘度。在改质之后，将它与至少部分所述第一馏分重新组合，以提供具有不超过1.0 wt.%的烯烃含量的经处理的重油。

如本文所用，术语“重油”包括由美国石油学会(API)分类为重油或超重油以及调和油，例如dilbit(稀释剂-沥青掺和物)或synbit(合成油-沥青掺和物)的油。通常，重质烃油具有22.3°(920 kg/m3或0.920 g/cm3的密度)至10.0°(1,000 kg/m3或1 g/cm3的密度)的API重度。超重油通常具有小于10.0°(大于1,000 kg/m3或大于1 g/cm3的密度)的API重度。例如，重油可从油砂、常压焦油塔底产物、减压焦油塔底产物、页岩油、煤衍生的液体、原油残渣以及拔顶原油中提取。

重油通常具有宏观和微观结构特性，以及具有特定的化学组成分子。所述化学组成分子属于两个属类，软沥青和沥青质。软沥青溶于戊烷或轻质饱和烃，而沥青质溶于甲苯但不溶于戊烷或轻质饱和烃。还存在于所述重油中的是金属，特别是镍和钒。所述金属主要与沥青质有关。软沥青和沥青质的空间组织（organization）导致宏观和微观结构特性，其中分子组织引起高粘度，这在这样的油的运输中以及在将沥青质与软沥青分离中造成问题。

更具体地，所述沥青质由其中烷基链所连接的以分层形式聚集（group）的多环芳族分子的核形成。所述核被软沥青材料包围并浸在其中。所述软沥青材料包含游离的饱和物(其中一些为环状的)、单环芳族化合物和二环芳族化合物、多环芳族化合物（polyaromatics）和极性组分或被认为与沥青质密切相关的树脂。该组织被认为是微观结构并且所述沥青质的核可被认为具有微晶排列。所述微观结构组织形成其中若干个微晶排列形成被称为宏观结构的胶束结构的聚集体。所述胶束结构或宏观结构具有聚集体之间的强的缔合力和内聚力，这解释了所述重油的高粘度的原因。

重油可以被改质以降低其密度和粘度，从而使重油更可泵送和可运输。这样的改质可以包括热工艺、机械工艺(如流体动力和/或超声空化)或热工艺和机械工艺的组合、和/或氢加成工艺、和/或氧化脱硫。

然而，重油的这样的改质可以导致不希望的量的烯烃或不饱和化合物(也被称为烯(alkene))的形成。如本文所用的，术语“烯烃”是指包含一对或多对通过双键连接的碳原子的任何不饱和烃。烯烃可以降低所述重油的稳定性，和/或可以在运输和精炼过程中产生问题。此外，烯烃和芳族化合物是焦炭形成的前体。