[发明专利]带轻馏分回收的沥青材料的内源性沥青质包封

说明书

本发明提供了一种通过诱导沥青液体中的内源性沥青质在该沥青液体的等分部分上形成弹性外膜来对沥青液体进行造粒的方法，该方法任选地同时收集由诱导内源性沥青质形成过程产生的轻组分。

技术领域

本发明属于用于使材料成形的方法领域，特别是通过物理和化学处理粘性沥青液体以形成分立(discrete)的固体包封形状，任选地将轻馏分作为单独产物流回收。

背景技术

通常的做法是将高粘度和高密度的石油物质分成两类，“重油”和“沥青”。例如，一些来源将“重油”定义为质量密度介于约920kg/m³(或API度约26°)和1,000kg/m³(或API度约10°)之间的石油。沥青有时被描述为天然沉积物中以半固相或固相存在的石油部分，在无气体基础上、在沉积物的原始温度和大气压下测量，其质量密度大于约1,000kg/m³(或API度约10°)且粘度大于10,000厘泊(cP或10Pa.s)。尽管这些术语是常用的，但对重油和沥青的指称代表了方便的分类而且重油和沥青之间存在连续的性质。因此，本文提及的重油和/或沥青包括这些物质的连续体，并不意味着在这两种物质之间存在一些固定的和普遍认可的边界。特别地，术语“重油”在其范围内包括所有“沥青”，包括以半固体或固体形式存在的烃。类似地，“沥青”材料是包括沥青组分的材料，因为该组分被广义地定义。

沥青液体通常包括沥青质组分。沥青质例如可以作为纳米胶体悬浮或以其他方式分散在沥青液体中。沥青质在实践中可以通过不同的溶解度来定义，例如作为不溶于正烷烃(例如正戊烷或正庚烷)并且可溶于甲苯或苯的沥青材料的组分。在分子术语中，沥青质通常作为复杂混合物存在，其包括高分子量多环芳烃碳环单元，具有氧、氮和硫杂原子，以及烷烃链和环烷烃。如本文所用，术语“沥青质”包括这种广泛的各种定义的材料，“沥青质的”材料是包括沥青质组分的材料，因为该组分被广义地定义。

在某些情况下，沥青中沥青质的存在已被提示代表了潜在的生产或运输问题。例如，在生产过程中，沥青质沉淀和沉积被认为是可能由压力、温度、化学成分和剪切速率的变化引起的风险。相反，在一些沥青中，相对高的沥青质浓度似乎作为稳定的粘弹性网络存在(Yang和Czarnecki，2005，EnergyFuels 19，no.6：2455-2459)。在运输方面，例如已描述了在运输之前从沥青中除去沥青质的方法(参见例如美国专利公开20170002275)。由于这些和其他原因，已知多种方法用于从石油液体中除去沥青质，例如在原油精炼厂或沥青改质器(upgrader)中的脱沥青单元，例如根据轻质烃如丙烷、丁烷或戊烷会溶解脂肪族化合物，但不溶解沥青质这一事实来分离沥青质的溶剂脱沥青单元。

重油和沥青不仅可以分离成粘性组分，例如沥青质，而且可以分离成较轻的材料。这些轻馏分由饱和(烷烃)和芳香族组分组成，并且通常具有低于沥青质组分的粘度。重油或沥青在加热时会发生反应，该反应可破坏重油和沥青的重组分中的键，从而产生较轻的材料，例如饱和烃和芳香烃组分。当这些组分与原始重油和沥青混合时，可以产生改质的油产品。

重油和沥青的前述特征引起以液体或其他方式运输、操作和储存相关的各种风险和挑战。因此，不断需要改进用于运输和操作重油和沥青的技术。此外，如果处理重油或沥青以便运输而从为使重油或沥青便于运输而完成的反应中产生较轻组分，则这些轻组分可以作为产物流收集和销售，或收集并与原始重油和沥青重新混合以产生原油产品或部分改质的油产品。

发明内容