一種通過在引入氧化劑流前完全混合重油流與水流使重油流提高品質的方法。使重油流和水流的混合物在氧化劑流存在下經受在或超過水的超臨界溫度和壓力的操作條件。所得產物流為具有與重油流比較低硫、低氮和低金屬雜質的較高價值油。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及通過使重油流與超臨界水流體和氧化劑流接觸使重油提高品質的方法。具體地講，水熱提高品質方法通過在引入氧化劑流之前使水流體和重油完全混合來進行。另外，不使用外供氫或外供催化劑來進行此方法以產生具有低硫、低氮、低金屬雜質和增加API比重的用作烴原料的高價值原油。
技術介紹
對石油產品的全世界需求近年來顯著增加，這消耗了很多已知的高價值輕原油儲藏。因此，生產公司已把它們的興趣轉向使用低價值重油，以滿足日益增加的未來需求。然而，由于目前使用重油的精煉方法不如使用輕原油有效，因此，為了得到相同體積的最終產品，從較重原油生產石油產品的煉油廠必須精煉更大體積較重原油。遺憾的是，這未考慮未來需求的預期增加。進一步使問題惡化的是，很多國家對基于石油的運輸燃料的規格已實行 或計劃實行更嚴格的管制。因此，為了滿足日益增加的石油原料需求并改善精煉方法中使用的可用油的品質，石油工業正尋求發現在精煉前處理重油的新方法。一般重油提供較低量更有價值的輕餾分和中間餾分。另外，重油一般包含增量的雜質，例如硫、氮和金屬，為了滿足對最終產品中雜質含量的嚴格管制，所有這些雜質需要增量的氫和能量用來加氫處理。重油，一般定義為來自常壓蒸餾和真空蒸餾的底部餾分，也包含高浙青質含量、低中間餾分產率、高硫含量、高氮含量和高金屬含量。這些性質使得難以通過常規精煉方法精煉重油以產生具有滿足嚴格政府管制的規格的最終石油產品。通過用本領域已知的不同方法使重餾分裂化，可使低價值重油轉變成高價值輕油。常規已用催化劑在升高溫度在氫存在下進行裂化和清潔。然而，此類加氫處理具有處理重油和酸性油的一定限制。另外，重粗原料的蒸餾和/或加氫處理產生大量浙青質和重烴，這些必須進一步裂化和加氫處理才能利用。用于浙青質和重餾分的常規加氫裂化和加氫處理也需要高資本投資和實質處理。很多石油精煉廠在將油蒸餾成各種餾分后進行常規加氫處理，并且各餾分單獨加氫處理。因此，精煉廠必須對各餾分利用復雜的單元操作。另外，在常規加氫裂化和加氫處理方法中利用相當大量氫和昂貴的催化劑。這些方法在嚴格的反應條件下進行，以增加從重油向更有價值中間餾分的產率，并去除雜質，例如硫、氮和金屬。目前，為了滿足最終產品所需的低分子量規格，去除雜質，例如硫、氮和金屬，并增加母料的氫-碳比，用大量氫調節從常規精煉方法產生的餾分的性質。浙青質和重餾分的加氫裂化和加氫處理是需要大量氫的方法的實例，二者均產生具有縮短壽命的催化劑。已用超臨界水作為反應介質用于使烴裂化(加入或不加入外氫源)。水在約705 0F (3740C )和約22. IMPa具有臨界點。高于這些條件，水的液體和氣體之間的相界消失，并且得到的超臨界水顯示對有機化合物的高溶解性和與氣體的高溶混性。熱加壓水提供反應介質，通過以下使重組分裂化成低分子量烴促進質量擴散、傳熱、分子內或分子間氫轉移，使自由基化合物穩定用于抑制焦炭形成，并去除雜質(如硫、氮和含金屬的分子)。雖然未確定雜質去除的確切機制，但雜質似乎濃縮在提高品質的產品的焦炭或重餾分中。通過使用超臨界水，可進一步使這些雜質改性，以避免有害影響。超臨界流體萃取的基本原理概述于Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology(Kirk Othmer 化學技術百科全書)，第三版，John Wiley & Sons, Supplemental Volume,872-893 頁(1984)。然而,利用超臨界水使重油提高品質可有嚴重的缺陷。例如,水熱方法,特別是利用超臨界水的那些方法，需要大量能量來加熱和保持流體(例如，水和烴)高于臨界溫度。使用常規水熱方法的另一個缺點可為焦炭形成。重烴分子比它們的較輕對應物更緩慢溶入超臨界水。另外，具有纏繞結構的浙青質分子不容易用超臨界水解開。因此，不與超臨界水接觸的部分重烴分子自我分解，產生大量焦炭。因此，用目前方法使重油與超臨界水反應導致在反應器內積累焦炭。在反應器內焦炭積累時，焦炭作為絕緣體，并有效阻止熱量遍布整個反應器輻射， 導致增加能量成本，因為操作者必須增加操作溫度來補償積累。另外，積累的焦炭也可增加在整個生產線的壓降，導致另外增加能量成本。用超臨界水的焦炭形成的原因之一歸于氫的有限可用性。已提出數個建議將外部氫供應到用超臨界水流體處理的烴進料。例如，可將氫氣直接加到進料流。也可將一氧化碳直接加到進料流，以通過一氧化碳和水之間的水煤氣轉換(WGS)反應產生氫。也可將有機物質(例如，甲酸)加到進料流，以通過與一氧化碳的WGS反應產生氫，氫從所加有機物質和水的分解產生。防止焦炭積累的一種其它可能的解決方法是增加重油在反應器內的停留時間，以使所有烴溶入超臨界水，然而，這會減少方法的總體經濟性。另外，改進反應器設計可能有益，然而，這需要大的設計成本支出，并且可能最終經證明并無益處。因此，需要促進重油與超臨界水有效接觸的方法，這種方法不產生大量焦炭或操作成本的實質增加。另外，期望有一種用超臨界水流體使重油提高品質的改進方法，所述方法既不需要外供氫，也不需要外供的催化劑存在。有利的是，產生一種方法和設備，其允許重油提高品質而不是個體餾分達到期望的品質，使得能夠簡化精煉方法和不同的支持設備。另外，有益的是，具有一種改進的方法，所述方法不需要與需要供氫的其它方法相聯系的復雜設備或設施或焦炭去除系統，以便可在生產場所實施所述方法。專利技術概述 本專利技術涉及滿足這些需要至少之一的方法。本專利技術包括在沒有外供氫或外供催化劑存在下使重油提高品質的方法。該方法總的包括使加熱的重油流與加熱的水進料流在混合區域組合，以形成重油/水混合物，并使重油/水混合物變得充分混合。然后將加熱的氧化劑流加入到重油/水混合物，以形成反應混合物。將反應混合物引入反應區域，在此使反應混合物經受在或超過水超臨界條件的操作條件，以形成提高品質的混合物。在本專利技術的另一個實施方案，可將加熱的氧化劑流作為與重油/水混合物分離的流引入反應區域。在一個實施方案中，反應混合物在反應區域內的停留時間為約I秒至120分鐘。在另一個實施方案中，反應混合物在反應區域內的停留時間為約I分鐘至60分鐘。在另一個實施方案中，反應混合物在反應區域內的停留時間為約2分鐘至30分鐘。在此時間期間，使反應混合物經受在或超過水超臨界條件的操作條件，使得反應混合物中的至少部分烴經過裂化，以形成提高品質的混合物。優選反應區域基本不含外供催化劑，也基本不含外供氫源。在提聞品質后，提聞品質的混合物尚開反應區域，隨后冷卻，并減壓成經冷卻的提聞品質的混合物。經冷卻的提高品質的混合物通過氣-液分離器分離成氣體流和液體流。液體流進一步通過油-水分離器分離成回收的水流和提高品質的油流，其中提高品質的油流具有與重油比較減量的浙青質、硫、氮或含金屬物質和增加的API比重。在本專利技術的另一實施方案中，混合區域可包括可操作發射頻率的超聲波發生器。頻率可優選在約10至約50kHz之間，更優選約20至約40kHz。在一個實施方案中，重油/水混合物在混合區域內的停留時間為約10至約120分鐘。在本專利技術的另一實施方案中，加熱的重油流具有油溫度，其中油溫度在或超過水臨界壓力的壓力為約10°C至約250°C。在本專利技術的一個實施本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：KH蔡，
申請(專利權)人：沙特阿拉伯石油公司，阿拉姆科服務公司，
類型：
國別省市：
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