[发明专利]对烃类进行溶剂脱沥青的改进方法

说明书

本申请要求于2011年10月19日提交的美国临时专利申请号61/548,915的优先权。

技术领域

本发明涉及通过新型的后生产（post-production）工艺改善脱沥青来改善生产的沥青，尤其是（但不限于）加拿大沥青。

背景技术

现有技术中的SDA方案：

溶剂脱沥青(SDA)为炼油设备中采用的用以从前序操作中得到的渣油中提取有价值组分的工艺。所提取的组分可以在炼油设备中进行进一步加工，在炼油设备中，它们被裂化并转化成有价值的更轻质馏分，如汽油和柴油。可以在溶剂脱沥青过程中使用的合适渣油原料包括，例如，常压塔底部、真空塔底部、原油、拔顶原油（topped crude oils）、煤馏油提取物、页岩油和从油砂中回收的油。

溶剂脱沥青工艺为已知的且其中许多在公开的现有技术中有描述，例如在Smith的美国专利号2,850,431、Van Pool的美国专利号3,318,804、King等人的美国专利号3,516,928、Somekh等人的美国专利号3,714,033、Kosseim等人的美国专利号3,714,034、Yan的美国专利号3,968,023、Beavon的美国专利号4,017,383、Bushnell等人的美国专利号4,125,458和Vidueira等人的美国专利4,260,476中有描述，所有这些专利均受益于可以减少溶剂与油的比例和/或改善所需烃类产品的回收这样的进一步节省能源和增强性能的特征。

现有技术中对产生沥青质富集流的SDA进行处理:

在美国专利号4,421,639中，SDA工艺使用了第2个沥青提取机来浓缩沥青质材料（并回收更多的脱沥青油）。添加有溶剂的浓缩沥青流穿过加热器，将浓缩沥青流的温度在18psia下升至425°F，然后被送入闪蒸罐（flash drum）和汽提塔，以将溶剂（在此情况下为丙烷）从该浓缩沥青流中分离。液体形式的沥青产品泵入贮存器。这种设置只有当沥青富集流在这些条件下为液体时才有效。如果在沥青质富集流中存在任何可察觉的固体沥青质，例如沥青中，则存在堵塞问题，因此所述工艺具有高的溶剂要求。

在美国专利号3,847,751中，将从SDA单元生产的浓缩沥青质与溶剂混合并以液体溶液形式传送到喷雾干燥器中。该干燥器中的喷嘴设计和压降决定了所形成的液滴的尺寸。轻质烃类（溶剂）液滴越小，其越快完全闪蒸为蒸汽。重质烃类（沥青质）颗粒越小，通过辐射和传导以冷却重质液滴所进行的热传递的可用的每单位体积/质量的表面积就越大。干燥器中的目的是产生干的、非粘性固体沥青质颗粒。向喷雾干燥器底部添加冷气体，以通过额外的对流和传导热传递加强冷却以及通过减慢液滴下降率（通过向上的冷却气流）来增加液滴的停留时间，以便减小容器（该容器往往是非常大的）的尺寸。如果，在过程操作温度下，萃取器中已经沉降出的沥青质颗粒在溶剂中为固体形式，则这种设置不可行。固体颗粒会堵塞喷雾干燥器的喷嘴，限制了该方案在固体沥青质富集流中的可靠性并由此限制了其可行性。

在美国专利号4,278,529中，公开了通过减压将溶剂从沥青材料中分离出而不携带沥青材料的遗留物的方法。含有沥青材料和溶剂的类似流体相中的原料通过穿过减压阀经受减压过程，然后被引入汽提塔中。所述减压过程蒸发掉部分溶剂，并且还分散了溶剂中的细沥青粒子喷雾。剩余沥青质仍然是湿粘性的，并且没有剩下足够的溶剂将重质沥青相（具有许多固体）保持为流体。

美国专利号4,572,781公开了一种将具有高软化点（温度）的实质上干燥的沥青质从重质烃类材料中进行分离的SDA工艺，该工艺使用离心滗析器用以将液相从固体沥青质的高浓缩浆料中进行分离。这种工艺被设计为用于处理具有固体颗粒的沥青质富集流，但却是一种高度昂贵的工艺，因为固体的分离是通过固/液分离并且需要额外的溶剂以使材料流至滗析器来完成的。该固体材料一旦分离仍然相对较湿，并且需要进一步的干燥步骤来将溶剂回收为蒸气。然后需要将回收的溶剂蒸汽冷凝以再利用，这是另一个增加复杂性的高能量步骤。