[发明专利]用于生产石油生焦的整合的增强溶剂脱沥青和焦化方法

说明书

提供了用于生产脱沥青油、高品质石油生焦和液体焦化产物的整合方法。增强溶剂脱沥青方法用于处理原料以减少沥青质、N、S和金属污染物的水平并且生产具有减少的污染物的脱沥青油。将焦化方法整合以生产液体和气体焦化单元产物，和石油生焦。

相关申请

本申请要求2015年7月27日提交的美国临时专利申请号62/197,342的优先权利益，其通过引用方式并入本文。

背景技术

发明领域

本发明涉及用于生产液体和气体焦化单元产物、高品质石油生焦和沥青的整合的增强溶剂脱沥青和延迟焦化方法。

相关技术说明

原油包含杂原子性分子，包括聚芳族分子，其具有可能不利地影响原油级分的精炼加工的量的杂原子性成分例如硫、氮、镍、钒等等。轻质原油或冷凝物具有低如0.01重量百分比(W％)的硫浓度。相反，重质原油和重质石油级分具有高如5-6W％的硫浓度。相似地，原油的氮含量可以为0.001-1.0W％。这些杂质需要在精制期间去除以满足针对最终产品(例如，汽油、柴油、燃料油)，或针对待加工以用于进一步提质(例如异构化重整)的中间精制料流所建立的环境规范。已知污染物例如氮、硫和重质金属使催化剂减活或毒化。

在通常的精炼厂中，首先在常压蒸馏塔中将原油分级以分离包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和硫化氢的酸性气体、石脑油(36-180℃)、煤油(180-240℃)、瓦斯油(240-370℃)和常压残油(其为沸点高于370℃的烃级分)。将来自常压蒸馏塔的常压残油用作燃料油或送至减压蒸馏单元，这取决于精炼厂的配置。来自减压蒸馏的主要产物为减压瓦斯油(其包含沸点为370-520℃的烃)和减压残油(其包含沸点高于520℃的烃)。

处理源自原油或其它天然来源(例如页岩油、沥青和焦油砂)的石脑油、煤油和瓦斯油料流，以去除超过针对(一种或多种)最终产品的规格设定的污染物，例如硫。这些个体级分的加氢处理是用于去除这些污染物的最常见的技术。在加氢裂化单元中加工减压瓦斯油以生产石脑油和柴油，或在流化催化裂化(FCC)单元中加工减压瓦斯油以主要生产汽油、轻质循环油(LCO)和重质循环油(HCO)(作为副产物)，前者用作在柴油池中或燃料油中的共混组分，后者直接送至燃料油池。

来自常压和减压蒸馏单元的较重质级分可以包含沥青质。沥青质本质上是固体并且包含多核芳族化合物、较小的芳族化合物和树脂分子。沥青质的化学结构复杂并且包括分子量至多20,000的由烷基链连接的多核烃。沥青质还包括氮、硫、氧和金属例如镍和钒。它们以不同的量存在于原油和重质级分中。沥青质以小的量存在于轻质原油中，或完全不存在在全部冷凝物或轻质级分中。然而，它们以相对大的量存在于重质原油和石油级分中。沥青质已经定义为通过添加低沸点的链烷烃溶剂或链烷烃石脑油(例如正戊烷)沉淀的重质原油级分的组分，并且可溶于二硫化碳和苯。在某些方法中，其浓度定义为通过将正链烷烃溶剂添加至原料沉淀的沥青质的量，例如，如Institute of Petroleum Method IP-143中规定的。重质级分在其源自碳质来源例如石油、煤或油页岩时可以包含沥青质。沥青质、树脂和高分子量多环状烃之间存在紧密的关系。假设的是沥青质是通过天然树脂的氧化形成的。包含树脂和沥青质的沥青化合物的加氢生产了重质烃油，即，将树脂和沥青质加氢成多环状芳族或氢化芳族烃。由于存在不同量的氧和硫，它们不同于多环状芳族烃。

在加热至高于约300-400℃时，沥青质通常不熔融而是分解，形成碳和挥发性产物。它们与硫酸反应以形成磺酸，如可以在这些组分的聚芳族结构的基础上预期的。沥青质的絮凝物和聚集体由将非极性溶剂，例如，链烷烃溶剂，添加至原油和其它重质烃油原料得到。

因此，显然，原油和重质级分加工期间需要采取有效的手段以处理沥青质。做不到如此会干扰后续的精制操作。