[发明专利]重烃原料的处理方法和装置

说明书

1.技术领域

本发明涉及用于炼油厂和/或能产生动力的含硫、金属和沥青质的重烃原料的处理方法，更准确地说，本发明涉及对重质原油或其馏分进行改质的方法和装置。

2.发明背景

许多种重质原油包含：不溶于轻质石蜡烃如正戊烷中的硫化合物、有机金属化合物和称之为沥青质的重质不可蒸馏馏分。由于用于燃料的绝大多数石油产品必须具有低的硫含量，因此，对于炼油厂商而言，不可蒸馏馏分中的硫化合物将降低其价值，并且对于将所述馏分用作燃料或用作生产其它产品的原料的使用者而言，将增加其使用成本。为增加这些不可蒸馏馏分的可销售性，炼油厂必须采取各种手段以便除去硫化合物。

除去原油或其衍生物的可蒸馏馏分中硫化合物的常规方法是：在中等压力和温度下，在分子氢的存在下进行催化加氢。尽管该方法能够有效地从可蒸馏油中除去硫，但是，当原料包括有含金属的沥青质时，将出现一些问题。具体地说，由于沥青质的焦化倾向，以及在催化剂上金属的积累，尤其是常在沥青质中发现的镍和钒化合物的积累，含金属沥青质的存在将使催化剂失活。

另一种方法包括将不可蒸馏的油焦化、高压、脱硫和流化催化裂化，并生产出铺路和其它用途的沥青。然而，所有这些方法都因高浓度金属、硫和沥青质的存在而使缺点更为突出。在不可蒸馏油焦化方案中，成本较高并且必须找到最终高硫焦炭的处置市场。此外，由炼焦装置进料中的沥青质部分生产出的产品几乎全都是低价值的焦炭和裂解气。在残余油脱硫的方案中，高压设备的成本，催化剂消耗，以及长处理时间，使得该替代方案太昂贵。

在US4,191,636中，通过对重油的加氢处理从而选择性地使沥青质裂解并同时除去重金属如镍和钒，而将重油连续转换成沥青质和不含金属的油。将液体产品分离成不含沥青质和不含金属的油的轻质馏分及沥青质和含重金属的油的重质馏分。轻质馏分作为产品回收，重质馏分循环至加氢处理步骤。

在US4,528,100中，披露了一种残余油的处理方法，该方法包括如下步骤：利用超临界溶剂萃取法对残余油进行处理，以便产生第一萃取物和第一提余液；再通过采用超临界溶剂萃取法利用第二超临界溶剂对第一提余液进行处理，以便产生第二萃取物和第二提余液；然后将第一萃取物和提余液合并成产品燃料。按照上述专利US4,528.100中披露的特定实施方案，是对超临界溶剂进行特殊地选择，以便在使钒浓集于第二萃取物中。因此，即使是如该’100专利中所声称的存在于产品燃料中的钒含量较低并且因此将有益于减少燃气轮机养护问题，但产品燃料中仍然含有一些钒。

烃的更重质、更高沸程部分的用户的另一例子是有液体催化裂化装置(FCC装置)的炼油厂。FCC装置进行操作所用的进料品质通常限于很低金属、沥青和CCR含量(即低于10wppm金属，低于0.2wt％沥青质，和低于2wt％CCR)的原料。使用含更多量CCR的沥青的原料将增加焦炭产量并相应降低单位生产能力。此外，使用高金属和沥青质含量的原料将使催化剂更迅速地失活，并因此造成催化剂比率加大且增加了催化剂更换成本。

在US5,192,421中，披露了整个原油的处理方法，该方法包括如下步骤：首先使原油与芳族溶剂混合而使原油脱沥青，然后将原油-芳族溶剂混合物与脂族溶剂混合。该专利(第9页43-45行)指出：必须对先有工艺的溶剂脱沥青技术如描述于US2,940,920；3,005,769和3,053,751中的工艺作出某些改进，以便适应US’421专利所述方法，特别是由于先有工艺的溶剂脱沥青技术没有将进料油中能与溶剂一起蒸发并因此污染该方法所用溶剂的部分除去的手段。除了使用两种溶剂所带来复杂性和成本问题外，US’421专利的方法得到的脱沥青产物中仍包含其中CCR和金属含量超出这类污染物期望值的不可蒸馏部分。

在US4,686,028中，披露了一种整个原油的处理方法，该方法包括如下步骤：通过加氢或减粘裂化，将高沸程烃用两步脱沥青法脱沥青，从而分离出沥青质，树脂和脱沥青质馏分。US’028专利要承受将脱沥青油与树脂馏分分离所用的两步溶剂脱沥青系统的复杂性和成本。此外，与US’421一样，’028方法所得到的改质产品仍包含掺杂有CCR和金属的不可蒸馏馏分-DAO。

重油中所含的金属将毒害并损害流化催化裂解装置中催化剂的操作性能。存在于这类油中的沥青质被转化成高收率焦炭和气体，给操作者带来高燃烧需求的麻烦。