[发明专利]用于减少从柏油和重质燃料油释放硫化氢和从柏油和重质燃料油释放硫化物的方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及柏油和重质燃料油生产技术。本发明特别涉及采用化学添加剂的柏油和重质燃料油生产。

背景技术

在烃生产领域，“油母质”通常定义为固态、不溶的烃，其通过自然降解(例如通过成岩作用)转化，并且主要含有碳、氢、氮、氧和硫。煤和油页岩是含有油母质的物质的典型例子。在本领域中，“沥青”通常定义为实质上溶于二硫化碳的非结晶固体或粘性烃物质。

“油”通常定义为含有烃的复杂混合物的流体。在炼制过程中，油转化为多种产物。例如，汽油是一种产物，其是低粘度和挥发性烃的混合物。润滑油是另一种烃产物，具有更高的粘度和更低的挥发度。它通常非常纯，并且具有非常低含量的腐蚀性物质。

另一方面，燃料油往往是通过首先去除优质组分(例如刚从原油列出的那些)而生产的产物。然后使残余产物经过处理(例如裂解)以生产更多的优质产物。最终，当继续处理残渣变得不经济时，则根据其粘度和其他物理性质，产物为固体。

ASTM(美国测试和材料学会)采用六个等级表征燃料油。重质燃料油是第4、5和6等级的那些。第4等级是典型的商业燃料油，经常可以无需预热地用于燃烧器。第5等级燃料油通常粘度更高，挥发度更低，有时被称作“B级燃料油(Bunker B)”，而第6等级中非常重质的燃料油(例如“C级燃料油(Bunker C)”)具有甚至更高的粘度和更低的挥发度。

重质和尤其是非常重质的燃料油经常用于可以接受高粘度和可以采用预热的应用中。例如，C级燃料油经常用于大型船只。B级燃料油有时用于否则将会烧煤的应用中。这些等级中的任何油，不过尤其是B级和C级燃料油，可能含有大量的硫和硫化合物。

在本领域中，与燃料油相比甚至粘度更高和挥发度更低、但不是固体(例如焦炭)的物质经常被称作沥青或柏油，其进一步包含油的许多非烃组分，包括单质硫和含硫化合物。这些沥青和沥青样产物具有惊人数量的用途，包括但不限于用于防水屋顶的膜、屋顶板建造和筑路。另一方面，重质燃料油经常用于可以接受高粘度和可以采用预热的应用中。

硫化氢，一种含硫化合物，会成为石油工业对于安全和环境的关切。用于生产沥青和重质燃料油的真空塔底产物(VTB)经常含有高水平的硫化氢，对涉及其生产和处理的人产生严重的危险。尽管经常通过炼制过程从炼制燃料中除去硫化氢，但是用于燃料油和柏油生产的不太有价值的产物有时没有接受另外的处理以除去硫化氢。这些产物中的硫化氢水平会因高温(有时300°F以上)而加剧，因为这种温度会由重质油中固有的硫化合物的裂化而产生另外的硫化氢。

因此，减少柏油和重质燃料油中的硫化氢是重要的考虑因素，向石油炼制工业提出了独特的挑战。

发明内容

一方面，本发明是用于减少来自重质燃料油或柏油组合物的硫化氢排放的方法，该方法包括将添加剂与重质燃料油或柏油组合物混合，其中该添加剂包含锌的碳酸盐、氧化物或硫化物和金属碳酸盐、氧化物或硫化物的纳米颗粒，其中该金属选自Fe、Mn、Co、Ni、Cr、Zr及其组合。该添加剂的非锌金属组分可以以约1-约50mol%存在，并且在减少硫化氢方面基本上与只有含Zn添加剂同样有效。

另一方面，本发明是用于减少来自重质燃料油或柏油组合物的硫化氢排放的方法，该方法包括将添加剂与重质燃料油或柏油组合物混合，其中该添加剂包含Mo或Co的硼酰化物、羧酸盐和氧化物和任选的选自Fe、Zn的硼酰化物、羧酸盐和氧化物及其组合的成分的纳米颗粒。

又一方面，本发明是用于减少来自重质燃料油或柏油组合物的硫化氢排放的方法，该方法包括将添加剂与重质燃料油或柏油组合物混合，其中该添加剂包含锌的氧化物、硫化物、硼酰化物或碳酸盐和金属氧化物、硫化物、硼酰化物或碳酸盐的溶液或分散体，该金属氧化物、硫化物、硼酰化物或碳酸盐选自Fe、Bi、Mn、Co、Ni、Cr、Zr的氧化物、硫化物、硼酰化物或碳酸盐及其组合。该添加剂的非锌金属组分可以以约1-约50mol%存在，并且在减少硫化氢方面基本上与只有含Zn添加剂同样有效。

另一方面，本发明是用于减少来自重质燃料油或柏油组合物的硫化氢排放的方法，该方法包括将添加剂与重质燃料油或柏油组合物混合，其中该添加剂包含Mo或Co的硼酰化物、羧酸盐和氧化物和任选的选自Fe、Zn的硼酰化物、羧酸盐和氧化物及其组合的成分的溶液或分散体。