[发明专利]用于中间相沥青生产、沥青质去除以及原油和渣油提质的一体化热处理

说明书

一种用于生产中间相沥青的方法，该方法包括以下步骤：用至少基本上为惰性的气体冲洗容器，以从容器中除去空气和氧气；用烃进料装填容器；将容器加压至初始升高的压力；将容器加热至预定温度；以及使容器在预定温度下保持一段时间，该一段时间能够使烃进料提质为包含中间相沥青的产物。

技术领域

本公开的实施方案涉及对原油和原油渣油进行提质。特别地，本公开的实施方案涉及对原油和原油渣油进行提质以生产中间相沥青。

背景技术

可以通过能源密集型精炼方法对原油和原油渣油进行加工以生产中间相沥青。沥青的缩合芳香烃性质提供了热稳定性，使得中间相沥青可以熔纺以用于碳纤维应用。在某些情况下，熔体纺丝优于湿法/干法纺丝，湿法/干法纺丝用于聚丙烯腈(PAN)类纤维的生产，并且涉及大量的溶剂和废副产物。可以通过光学各向异性或中间相沥青(MP)来生产高品质碳纤维，但是这种碳纤维前体的生产需要大量的精制和复杂的处理，这使得由中间相沥青生产碳纤维比生产PAN类碳纤维更不理想。

碳纤维将高强度和高拉伸模量与其他理想的性质(如轻质、化学惰性、具有低的热膨胀以及具有优异的导电性和导热性)结合在一起。纤维形式中较小的结构缺陷和增强的分子取向实现了这些性质，并使碳纤维适合于许多结构应用和功能应用。

然而，在直接由原油制化学品(C2C)技术中由中间相沥青生产碳纤维的一个挑战是在原油加工过程中产生的约10％至15％的高粘性加氢处理(HT)渣油(高于约500℃的“馏分”或沸点高于约500℃)将被浪费。因此，期望对原油和原油渣油进行处理以生产具有较低沸点的中间相沥青，如此一来，中间相沥青可以用于生产碳纤维、直接用作瓦斯油以及用作诸如流化催化裂化(FCC)之类的裂化工艺的原料。

发明内容

本公开提出了用于在有或没有加氢处理的情况下直接由原油或原油渣油生产高品质中间相沥青(MP)且同时去除沥青质以降低重质原油或渣油的粘度和沸点的热处理系统和方法。可以将这种系统和方法的产物的固体部分、液体部分和气体部分分馏成炼油厂产品，并用作直接C2C工艺(包括蒸汽裂解工艺和催化裂解工艺)的进料。

大批量地开发低成本的中间相沥青前体实现了可用于多种行业的低成本的碳纤维生产。在本公开的一些实施方案中，在没有或不存在诸如溶剂之类的非惰性化学添加剂的情况下，低成本的中间相沥青生产可以有益地影响碳纤维工业。例如，基于低成本的碳纤维的管道可用于运输原油及其炼油厂产品，这将有助于消除腐蚀损坏和生产中断。此外，直接由原油或原油渣油生产中间相沥青、而不是由商业沥青生产中间相沥青可以消除昂贵的精炼加工步骤。

因此，本文公开了一种用于生产中间相沥青的方法，该方法包括以下步骤：用至少基本上为惰性的气体冲洗容器，以从容器中除去空气和氧气；用烃进料装填容器；将容器加压至初始升高的压力；将容器加热至预定温度；以及使容器在接近预定温度下保持一段时间，该一段时间能够使烃进料提质为包含中间相沥青的产物。在一些实施方案中，烃进料包含选自由下列组成的组中的至少一种烃：重质原油、轻质原油和沸点高于约500℃的原油渣油。在其他实施方案中，将容器加压至初始升高的压力的步骤包括用至少基本上为惰性的气体对容器进行加压。还在其他实施方案中，至少基本上为惰性的气体包括氮气。

在该方法的其他实施方案中，预定温度在约350℃和约450℃之间。还在其他实施方案中，预定温度在约400℃和约425℃之间。在某些实施方案中，初始升高的压力在约290psig和约725psig之间。在一些实施方案中，初始升高的压力在约550psig和约600psig之间。在其他实施方案中，一段时间在约6小时和约17小时之间。仍然在该方法的其他实施方案中，预定温度为约425℃，初始升高的压力为约600磅/平方英寸表压(psig)，并且一段时间为约6小时。