[发明专利]抛光的涡轮机燃料

说明书

所提供的涡轮机燃料适于由公用设施用于生产电力和淡化水的大规模基于陆地的涡轮机，并且适用于仅有液体燃料可用时船舶和远程应用中的大型移动式引擎和涡轮机。与燃烧受污染的重质原油、炼油厂残油或高硫燃油相比，使用导致减少的腐蚀、灰烬形成和排放(NOx、Sox、CO₂和有害金属)。制造是通过将原油、非常规原油和其它高度污染的液体，诸如炼油厂残油和高硫燃油，去污染。使用比常规原油精炼更简单的装置配置，每种燃料作为单元操作的单一产物生产，而不是各种炼油厂产物的工厂前混合物。这些燃料可以由具有热流路径和易受腐蚀的热回收蒸汽发生系统的联合循环发电厂的先进高效涡轮机系统燃烧，否则该系统不能使用受污染的重质原油或炼油厂残油。

技术领域

本发明涉及用于燃烧气体驱动的涡轮机的去污染的超净液体燃料，以及用于从原油、炼油厂残油和其它受污染的液体进料生产这种燃料的处理和装置。

背景技术

需要改进的方法从原油和其它重质液体(诸如炼油厂残油)制备低成本燃烧气体涡轮机燃料。还需要造成较少或没有涡轮机腐蚀、结垢(fouling)和排放的廉价的液体涡轮机燃料。

燃烧气体驱动的涡轮机广泛用在各种单循环和联合循环应用中，用于大规模电力生产。涡轮机燃烧器的燃料供应选择决定了整个工厂的效率、可用性和排放。

对大规模涡轮机驱动的发电厂的投资需要燃料供应的数量和质量的确定性。消费者和企业要求来自涡轮机驱动源的可靠电力供应。

由于燃料污染相关问题引起的涡轮机降级和故障是广泛的。受污染的燃料造成严重的涡轮机结垢、腐蚀和废气排放问题。大量装备故障和到电网的电力供应的长期中断以及对环境的危害都是由于不好的燃料。

为了寻求避免污染的存在，富含甲烷的天然气(NG)(如果有的话)常常被涡轮机设计者选为燃料。但是，NG可以含有夹带的含烃固体和其它污染物(诸如硫化氢或硫化羰)，以及空气、水和影响燃烧的惰性材料(诸如氮气和二氧化碳)。而且，甲烷逸出引起一些人的环境担忧，他们估计甲烷对所谓的大气变暖的潜在影响是CO₂的二十倍以上。

常常没有NG。某些地区的NG储量有限或着没有实质性的NG储备或面临费用高得负担不起的NG勘探、生产或运输。可以考虑使用NG的气体替代品(诸如液化天然气(LNG)和液化石油气(LPG))，但围绕压缩、存储和运输的长期不确定性会给涡轮机驱动的操作带来不可接受的投资风险。类似的因素适用于工业废气(诸如高炉煤气、焦炉煤气、炼油厂燃料气体)的使用，或当地天然衍生的液体(诸如含有来自玉米、甘蔗和其它植物的乙醇的生物燃料或者来自脂肪或其它材料的生物柴油)的使用。

现实情况是，当NG不可用或其它替代品无法满足供应要求时，“以最低成本获得的”液体可用作涡轮机燃料，即使这样会造成腐蚀、结垢、可操作性和排放问题。当燃烧原油或炼油厂残油时涡轮机的可用性由于腐蚀和灰烬形成而与NG的可用性不匹配。

例如，美国夏威夷群岛的NG供应非常有限，并且在现有技术文献中，据报道炼油厂残油已经在夏威夷用作涡轮机燃料。而且，出于各种当地原因和优先事项，在世界某些地区(诸如沙特阿拉伯王国、科威特、伊拉克、非洲部分地区)，大量原油、炼油厂残油或受污染的馏分油被用作涡轮机燃料。

但是，牺牲了能源效率并浪费了燃料BTU。对于先进类型的高效涡轮机而言，避免受污染的重质液体燃料，而是仅在较不复杂的低效涡轮机中进行燃烧。而且，对于高效的联合循环工厂而言，避免这种受污染的燃料，这允许废热回收以生成流；因此，使用燃烧原油的旧工艺炉或涡轮机的低效现有单循环工厂转化尚未转化为更高效的联合循环工厂。

原油和残余燃料中的污染物包括各种形式的硫、钠、钒、钙、硅、镍和铝，以及颗粒物质和含碳物质(诸如沥青质和其它高分子、高粘度的像焦油的聚集体)。