[发明专利]汽油精馏、骤冷水系统和产物回收区中的沉积物减少法

说明书

本公开的领域

一方面，本文所公开的实施方案涉及减少由于多种烃流，如渣油馏分中的结垢物(foulant)所引起的沉积物或降低形成所述沉积物的速率。更详细地，本文所公开的实施方案涉及用于选择可用于减少沉积物形成、清除现存沉积物和/或降低形成沉积物的速率的溶剂或溶剂混合物的方法。

背景

随着对于低硫中间馏分的需要不断增加，对将真空渣油转化为馏出物的精炼机受到了深切的关注。因为低硫原油的供给递减并且主要来自重质高硫原油和重质合成原油的供给递增，因此对于最佳可行技术(“BAT”)的寻找在过去数年内增长。

重质原油通常是指那些具有高粘度或API比重小于约23的原油。原油和来源于原油的常压或真空蒸馏的原油渣油是重质原油的实例。减压渣油的传统出路是高硫燃料油(“HSFO”)，但是在大多数地区内HSFO需求在过去的十年内递减，这进一步推动渣油转化工艺。

最近感兴趣的一种转化技术是是残油或渣油加氢处理。在残油加氢处理工艺中，将残油用氢和加氢处理催化剂提质加工以制备更有价值的低沸点液体产物。多种催化渣油-提质加工技术可得自Chevron Lummus Global(“CLG”)，所述技术包括常压渣油脱硫(ARDS)，减压渣油脱硫(VRDS)，上升流反应器(UFR)，在线催化剂更换(OCR)和工艺。LC-FINING工艺与工艺结合提供经证实的高转化率选项。在需要具有高金属含量的渣油的高转化率以及柴油需求高于汽油需求的情况下，该组合工艺尤其有吸引力。

在这种转化工艺的操作过程中，结垢物可以在处理设备和相关的管道系统上形成固体烃质沉积物，因而对于精炼装置带来多个问题。结垢物可以粘连在一起，附着至容器的侧壁，以及结块。一旦进入任何产物流之后，结垢物还被带走至相关的下游设备和管道系统中。

当如在工业运行中典型进行的那样，将两个以上加氢处理工艺串联连接时，情况变得更加恶化。在这样的情况中，结垢物不仅在第一工艺中形成用于固体生长和聚集的成核点，而且还随着氢化处理过的产物流被带至后继工艺中，其中可能形成另外的沉积物。

众所周知结垢物的沉积物会堵塞管道系统和管道，通过减小流的面积阻塞管道，产生不良流态，并且干扰设备的功能。例如，结垢物可以磨损阀和其他设备，或可以在热交换器表面上堆积绝缘层而降低传热的能力。连续的堆积会使得需要设备修理、停机时间延长，造成停机，并且整体地降低效率和工艺产率。

结垢物的另一个方面是可以促进原油内的乳化，这会导致高得多的粘度，使得将油从一个位置用管道输送至另一个位置变得困难并且具有挑战性。这些效果是重油精炼和运输中的主要问题，并且会显著地增加生产成本，以致到达这样的程度：消除了继续寻求渣油转化的可能的有益回报的任何激励。

重油中经常发现的强烈地引起沉积物的沉降和高粘度的一类结垢物是沥青质。沥青质最通常被定义为原油中不溶于低分子量烷烃(即，正庚烷等)的部分，并且在原油中以超过20％的量存在。沥青质通常是基本上由结合有脂环族基团的稠合芳族核形成的棕色至黑色的无定形固体。除碳和氢之外，复杂的原子结构还可以包括氮、氧和硫原子。粒子大小可以在少于0.03微米至数千微米的范围内，并且可以表现为粘稠的或粘聚性的特征，并且可以聚集。

沥青质是通过芳族π--π轨道缔合、氢键以及酸碱相互作用聚集在一起的极性分子。它们以通过原油中的其他组分稳定化至热力学平衡的胶态分散体的形式存在。然而，在生产或可能出现压力、温度和相组成的变化的任意其他机械或物理化学处理的过程中油的平衡可以被破坏。这使沥青质不稳定，导致粒子聚集并沉积至环境中。

对原油生产有益的很多工艺受到限制，因为这些工艺也提供有利于沉积物形成的条件。已经使用了多种方法清除并防止沉积物形成，以及降低重质原油的粘度。在一种方法中，通过严格地控制环境条件控制沉积物。在美国专利4,381,987中，通过使流在催化剂床的存在下通过催化反应区，将含有沥青质的烃进料流加氢处理。其中公开了，催化剂床的堵塞可以通过控制催化反应中氢化处理条件的苛刻度、降低沥青质形成沉积物的可能性而避免。然而，反应器区外部的环境并不是可以预料的，并且对该区域外部类似的控制是无法获得的。

在美国专利5,139,088中，所主张的是通过注入具有相对高芳香性和摩尔重量的原油的重质馏分来抑制采油井的流程中沥青质沉淀。

在1978年3月28日授予Tan等的美国专利号4,081,360中，将轻质溶剂加入至煤液化馏分用于抑制沥青质的形成。