[发明专利]使用供氢溶剂的重质烃的转移氢化

说明书

描述了用供氢溶剂处理诸如来自油砂的沥青或石油残渣之类的高粘度烃的方法。制备供氢溶剂。加热烃和供氢溶剂的混合物，以及冷却产物，以产生低粘度且略微升级的烃。可对供氢溶剂进行改性，以改进其溶剂有效性。

相关申请交叉引用

本申请要求2017年7月14日提交的题目为“使用得自生物质的溶剂由煤、 木质素和石油残渣产生液体燃料和多元醇的方法”的美国临时申请第62/532,801号；和2018年3月14日提交的题目为“使用得自生物质的溶剂对用于船用燃料和其它中速或低速柴油发动机的煤或木质素的直接液化”的美国临时申请第62/642,709号的权益，所述临时申请中的每一篇以其整体并入本文。

政府权利的声明

本发明是依据美国能源部授予的合同第DE-FE0023963号在政府支持下进行的。政府在本发明中具有某些权利。

本发明一般涉及将高粘度烃碳质原料转化为低粘度烃，且更具体地允许来自油砂的沥青和石油残渣的管道运输的方法和系统。 本发明还涉及归因于供氢(供H) 溶剂的作用，通过转移氢化来略微升级沥青和石油残渣量的方法。

背景

随着美国和全世界的能量消耗持续增加，希望可以将油砂、石油残渣或其它重质烃能源转化为燃料、氢气和化学品的环境清洁的能量转化的额外方法。对于许多常规转化方法的增加的废物和成本以及此类方法的低效率的关注已导致对更清洁、更有效的方法的进一步研究。

油砂或沥青砂是一类石油矿床藏。油砂是松散的砂或部分固结的砂岩，其含有天然存在的砂、粘土和水的混合物，经技术上称为沥青的致密且极其粘稠形式的石油饱和。在许多国家中报道了天然沥青沉积物，但在加拿大可以发现大量的天然沥青沉积物。加拿大油砂中的粗沥青被描述为通常不能以商业速率通过井回收的烃的高粘度混合物，因为它太稠而不能流动 。粗沥青被定义为在室温下具有大于10,000 cP的粘度。粗沥青粘度通常能达到100,000~200,000 cP。

石油残渣是石油生产中使用的蒸馏塔的底部馏分。这些残渣的分馏点通常＞600℃，其在沥青质中并且通常与沥青相比是重质的。一些残渣馏分低达400℃。残渣温度和性质取决于精炼能力。

处理沥青和石油残渣的方法有许多。降低沥青的粘度的主要实践是使用称为Dil-bit 的稀释剂，例如来自天然气回收厂的冷凝物。要求的稀释剂的量大，例如沥青的25-50重量%。在将经稀释的沥青运输到精炼厂之后，由于该冷凝物(稀释剂)与典型的精炼厂产品不相容，因此将其蒸馏掉。经常使回收的稀释剂返回到油砂矿的地点，这进一步增加了处理费用。另一种众所周知的降低沥青或石油残渣的粘度的方法称为减粘裂化，其基本上是热裂解方法，其中一些原料被转化成低价值的焦炭和气态产物。减粘裂化通常在高于约450℃下进行。减粘裂化导致形成显著量的焦炭，这增加了操作设备的成本。这些重质烃也可以使用高压氢气进行催化升级，或者可以经由蒸汽气化转化为合成气。

合意的是，提供使用供H溶剂生产低粘度且经略微精炼的液体烃的新方法。

附图简述

图1是本发明的重质烃处理方法的子系统 1的流程图：供H溶剂的制备。

图2 是该方法的子系统 2的流程图 ：用以产生低粘度、氢含量增加的产物的重质烃 -溶剂反应和氢转移。

概述和详述

已经开发了通过转移氢化将沥青和石油残渣升级的方法。这些方法允许使用供氢溶剂生产低粘度且略微精炼的液体烃，其中不会通过不必要地转化为焦炭和气态副产物而浪费原料。因为供氢溶剂与精炼工艺相容，所以在精炼烃产物之前不必除去它。供氢溶剂改进了重质烃的可升级性，并且是经济的且环境友好的。

本发明的一方面是处理高粘度烃的方法。在一种实施方案中，该方法包括：制备供氢溶剂；加热烃和供氢溶剂的混合物；以及冷却产物，以产生低粘度且略微升级的烃。可将所得的低粘度产物运输到精炼厂。