[发明专利]用超声将石油残油转化为可用油

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明属于原油和原油馏分领域，尤其属于石油残渣馏分领域。具体地，本发明涉及由石油渣油得到可用油或增加可从石油渣油中提取的可用油的重整方法。

2.现有技术的描述

原油是世界上量最大、使用最广泛的天然资源，用作许许多多供消费者用和工业用燃料的源泉，并且也是用作世界范围内日常用品的原料的化学品的源泉。石油渣油(或“残油”)是石油原油在大气压或减压下蒸馏后留下的重馏分，即最容易取得的石油组分被提取后留下的残余物。残油的组成非常复杂，包括高分子量且多核的芳香烃、焦炭、沥青质、树脂、小环芳香烃和饱和物。不幸的是，残油的用途十分有限。已经开发了许多转化方法，用于提高残油的用途，或者从残油得到有用产物。这些方法包括分离、热转化、加氢转化或加氢处理、和流化床催化裂化。但是，那些最经济的方法会产生甚至比初始残油更重的含碳副产物，包括进一步形成多核芳香烃。涉及使用催化剂的那些方法也因为催化剂本身的成本以及使用后回收和再循环催化剂的花费而造成成本较高。而且，因为对于原油新来源的不断需求，也因为来自公众和管理部门要求使用这些残油而不是废弃它们的持续压力，石油工业一直在寻找利用低品质残油并且低成本的方法。因此，一直需要可以经济且有效地将这些残油转化为轻组分的方法。

发明概述

现已研究发现，通过向含水乳液形式的化石燃料、原油馏分、尤其是石油残油施加超声的方法，可以将这些材料转化为低沸点混合物。残油从200到1000以上(93-540℃)的整个沸点分布可以移到较低的温度。例如，可以通过该方法使沸点在约400至约800(200-430℃)的组分的沸点降低至少20(11℃)。结果该方法通过提高可用油和可从原料中提取的其它产物的量、通过提高API重力、降低材料的粘度，而提高了原料的品质。这些和其它目的、优点、特点和本发明的实施方式通过以下说明将变得明显。

附图简要说明

图1是未处理原油样品和依据本发明处理的诸样品的累积蒸馏体积相对于真实沸点的曲线，是由高温模拟蒸馏得到的。

发明详述和具体实施方式

本发明可应用于任何来自石油、煤炭或任何其它天然材料的残余含碳液体。特别关注的是基于石油渣油和残渣的燃油(包括船用燃料和剩余燃料)的。例如，6号燃料，也称为“Bunker C”燃油，用在以石油燃料为主要燃料的发电厂中，也用作航运业中深吃水船的主要推进燃料。4号燃料和5号燃料用于大型建筑物供暖，例如学校、公寓楼和办公楼，以及大型固定轮机。最重的馏分是残油，包括来自分馏的真空减压渣油，通常称为“减压残油”，沸点在565℃及以上，用作沥青和焦化料。本发明可用于处理任何所述油或馏分，用以提高可从上述油或馏分中提取的可用油和其它石油产物的比例。上文指出的残油特别值得关注。

依据本发明经超声处理过的残油和其它来自石油的油料的性质与未处理前的相同材料相比明显得到改进。在这些改进的性质中，包括沸点和API重力。文中所用的术语“API重力(API gravity)”的用法是石油和石油衍生燃料领域中技术人员所知的。一般而言，该术语表示American PetroleumInstitute采用的测量等级，该等级的数值随着比重的降低而增加。

在实施本发明实践时，超声的应用是以油在含水液体中的乳液进行。该含水液体可以是水或任何水溶液。有机相和水相的相对量可以变化，虽然该比例可能影响方法的效力或液体操作的容易性，但是该相对量对本发明来说不是至关重要的。但是，在大多数情况下，当有机相与水相的体积比约为8∶1至1∶5、优选约为5∶1至1∶1、最优选约为3∶1至1∶1时，得到最佳的结果。

乳液中可包含氢过氧化物作为任选的添加剂，但是氢过氧化物不是成功转化的关键因素。当存在氢过氧化物时，它的量可以变化。在大多数情况下，尤其是当氢过氧化物是H₂O₂时，水溶液中氢过氧化物的浓度以重量计约为10ppm至100ppm、优选以重量计约为15ppm至50ppm时，得到最佳的结果。或者，当H₂O₂的量作为有机相和水相合并的组分计算时，在大多数体系中，合并相中H₂O₂浓度约为0.0003体积％至0.3体积％(作为H₂O₂)、优选约为0.001％至0.01％时，通常得到最佳的结构。对于H₂O₂以外的氢过氧化物，优选的浓度将是等摩尔量的浓度。