專利名稱：溶劑脫瀝青和氣化的聯(lián)合工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從油、重油、減壓或蒸餾渣油中萃取并氣化瀝青質(zhì)的工藝。更具體地說，本發(fā)明涉及氣化工藝和脫瀝青工藝的聯(lián)合工藝，該工藝能利用氣化工藝的廢熱(在其他情況下是廢熱)并能將低價(jià)值的瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)變成高價(jià)值的合成氣。
背景技術(shù)：
許多原油含有大量的瀝青質(zhì)。希望能夠?qū)⒂椭械臑r青質(zhì)除去，這是因?yàn)闉r青質(zhì)將固化并堵塞隨后的加工設(shè)備，還因?yàn)槌r青質(zhì)能夠降低油的粘度。將瀝青質(zhì)溶劑萃取加工渣油生成脫瀝青油(DA0)，然后將脫瀝青油催化裂化，主要生成柴油。通常的脫瀝青工藝包括將重油和溶劑接觸。溶劑一般是烷烴如丙烷到戊烷。溶劑在重油中的溶解性隨溫度的升高而降低。選擇的溫度是使基本上所有的烷烴都溶解，而一部分樹脂和瀝青質(zhì)沉淀。因?yàn)闉r青質(zhì)在這種溶劑-油混合物中的溶解度低，所以瀝青質(zhì)沉淀并從油中分離。
然后，一般用高壓蒸汽或火焰加熱器加熱脫瀝青油-溶劑混合物到足夠高的溫度。然后不用將溶劑蒸發(fā)就可將油與溶劑分離。這相對(duì)于將溶劑分離、再回收利用來說可降低能量損耗約20-30％。
溶劑的選擇取決于油的質(zhì)量。當(dāng)溶劑的分子量增大時(shí)，溶劑的需要量減少，但是選擇性如對(duì)樹脂和芳香族化合物的選擇性降低。丙烷需要更多的溶劑但也不能萃取同量的芳香族化合物和樹脂。用較小分子量的溶劑時(shí)，溶劑回收的費(fèi)用一般比較高。
將烴類物質(zhì)氣化成合成氣的工藝和優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)上是公知的。已經(jīng)氣化的烴類物質(zhì)包括固體，液體及其混合物。氣化過程包括在一定的條件下混合一定量的含氧氣體，以足以使烴類物質(zhì)部分氧化成一氧化碳和氫氣。氣化過程放出大量的熱。氣化反應(yīng)器中的氣體溫度常常高于1100℃(2000°F)。通常用水驟冷熱的合成氣，然后用氣體中一部分剩余的顯熱生產(chǎn)蒸汽。到達(dá)一定的溫度就不能再生成蒸汽。然后，氣體中的余熱一般就通過風(fēng)扇冷卻器排放到大氣中。
發(fā)明概述本發(fā)明是在氣化區(qū)通過部分氧化以氣化瀝青質(zhì)的工藝和用溶劑萃取瀝青質(zhì)的工藝的聯(lián)合工藝。該聯(lián)合工藝使來自氣化反應(yīng)的低位熱(low level heat)能夠用于回收從含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)中萃取瀝青質(zhì)用的溶劑。從含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)中萃取瀝青質(zhì)是通過混合足量的溶劑使至少一部分瀝青質(zhì)沉淀。然后用任何傳統(tǒng)的方法將沉淀的瀝青質(zhì)和烷烴物質(zhì)分離。沒有必要使烷烴物質(zhì)完全和沉淀的瀝青質(zhì)分離。少量的烷烴物質(zhì)可以和瀝青質(zhì)一起氣化。但是，不希望將烷烴物質(zhì)氣化，因?yàn)槠渥鳛榇呋鸦细袃r(jià)值。
然后使沉淀的瀝青質(zhì)在氣化區(qū)氣化成合成氣。氣化過程放出大量的熱，離開氣化區(qū)的合成氣非常熱。通常用熱交換器將合成氣驟冷和冷卻，在其中產(chǎn)生蒸汽是有利的?？梢韵嗬^生成高壓(或高質(zhì)量)蒸汽和低壓(或低質(zhì)量)蒸汽。但是，當(dāng)合成氣的溫度降低時(shí)，蒸汽的質(zhì)量降低，溫度降低到一定值時(shí)，就不能再生成蒸汽。
可以直接地或通過低壓蒸汽的中間步驟用合成氣中的低位熱來從烷烴物質(zhì)(也稱為脫瀝青油(DAO))中除去和回收溶劑。低位熱也可在氣化前有利地用來除去沉淀并分離的瀝青質(zhì)中的溶劑，特別是當(dāng)瀝青質(zhì)中有大量脫瀝青后的烴類物質(zhì)時(shí)(如漿液中)。


圖1和圖2示出本發(fā)明不同的實(shí)施方案。
發(fā)明詳述在本申請(qǐng)上下文中，使瀝青質(zhì)沉淀中所用的術(shù)語“沉淀”指的是富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)形成第二相，可以是并優(yōu)選是流體或類似流體的相。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，沉淀的富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)泵至氣化器。由于處理問題，固體的富含瀝青質(zhì)的相是不優(yōu)選的。
本申請(qǐng)中所用的術(shù)語“氣化區(qū)”指的是反應(yīng)器中使進(jìn)入的烴類物質(zhì)特別是富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)與含氧氣體混合并進(jìn)行部分燃燒的區(qū)域。
本申請(qǐng)中所用的術(shù)語“脫瀝青后的烴類物質(zhì)”，“脫瀝青油”，DAO和“石蠟油”可互換使用，指的是在脫瀝青操作選擇的條件下能溶解在選擇的脫瀝青溶劑中的油。
本發(fā)明是用溶劑萃取瀝青質(zhì)的工藝和通過部分氧化進(jìn)行氣化的工藝的聯(lián)合工藝，其利用氣化產(chǎn)生的熱回收萃取瀝青質(zhì)所用的溶劑。通過將氣化和溶劑脫瀝青結(jié)合可將平常沒有價(jià)值的副產(chǎn)品瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)變成有價(jià)值的合成氣。
該工藝適用于含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)。這種物質(zhì)通常是流體如油或重油。在生產(chǎn)輕烴油餾分的精煉廠中大規(guī)模進(jìn)行原油的蒸餾過程中，常常能夠得到渣油。該工藝還適用于這種渣油。含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)甚至可以看起來象是固體，特別是在通常條件下。在萃取溫度下這種含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)應(yīng)當(dāng)和溶劑至少是部分可溶混的。
用低沸點(diǎn)的溶劑從含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)中萃取瀝青質(zhì)是已知的。例如，參見美國專利4391701和3617481，此處引入這些專利作為參考。脫瀝青的步驟包括在瀝青質(zhì)萃取器中使溶劑和含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)接觸。保持溫度和壓力是有利的，這樣可以使含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)和低沸點(diǎn)的溶劑是流體或類似流體。為了提高脫瀝青的效率可以加入某些添加劑，這些添加劑包括輕油，芳香族洗油，無機(jī)酸等。它們的接觸可以通過間歇方式，連續(xù)的流體-流體逆流方式或任何本領(lǐng)域公知的其它方式進(jìn)行。瀝青質(zhì)形成晶體，可以利用重力分離，過濾，離心分離或任何本領(lǐng)域公知的其它方式使其與脫瀝青后的烴類物質(zhì)分離。
用金屬含量和硫含量表示的脫瀝青后的烴類物質(zhì)的質(zhì)量與分離出的瀝青質(zhì)和樹脂的量成反向變化。例如，除去油中30wt％的瀝青質(zhì)可能使重金屬減少約90％，但是，除去油中10wt％的瀝青質(zhì)可能使重金屬僅減少約60％。除去并氣化的瀝青質(zhì)的量?jī)?yōu)選是含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)的至少約20wt％，更優(yōu)選至少是約30wt％。
溶劑可以是任何合適的脫瀝青溶劑。通常用于脫瀝青的溶劑是輕脂族烴即有2-8個(gè)碳原子的化合物。烷烴，特別是含有丙烷，丁烷，戊烷或其混合物的溶劑在本發(fā)明中是合適的。具體優(yōu)選的溶劑取決于瀝青質(zhì)的具體性質(zhì)。較重溶劑適用于較高瀝青環(huán)球軟化點(diǎn)的瀝青質(zhì)。溶劑可含有較小份額的即低于約20％的較高沸點(diǎn)烷烴如己烷或庚烷。
大多數(shù)脫瀝青溶劑是循環(huán)的，因此其通常含有輕烴混合物。優(yōu)選的溶劑是有3-5個(gè)碳原子的烷烴，即含有至少80wt％的丙烷，丁烷，戊烷或其混合物的溶劑。因?yàn)閺拿摓r青后的烴類物質(zhì)中萃取(蒸發(fā))溶劑用的是相對(duì)較低的溫度，所以最優(yōu)選的溶劑含有至少80wt％的丙烷和丁烷，或至少80wt％的丁烷和戊烷。
重油和含烴固體的氣化包括將含烴物質(zhì)即瀝青質(zhì)以及任選地，其它含烴物質(zhì)和含氧氣體在氣化區(qū)混合，其中的條件是使氧氣和含烴物質(zhì)反應(yīng)形成合成氣。通過氣化可以使重油或固體轉(zhuǎn)變成合成氣，這是有價(jià)值的產(chǎn)品。合成氣中的成分氫氣和一氧化碳可回收以銷售或用在精煉廠中。例如，合成氣可用作燃料以替代天然氣，或作為各種化學(xué)物質(zhì)如甲醇的前體。
利用熱合成氣中的顯熱生成蒸汽也是公知的。例如，參見美國專利4597773，此處引入該專利作為參考。本申請(qǐng)所用的術(shù)語“顯熱”是氣體由一溫度冷卻到另一溫度時(shí)放出的能量。因此，如果氣體中的任何組分事實(shí)上確實(shí)冷凝，則顯熱包括組分的冷凝熱。生成蒸汽后，合成氣中有大量的顯熱形式的低質(zhì)能(low quality energy)。從合成氣中提取熱能生產(chǎn)高壓蒸汽能夠?qū)怏w冷卻到約260℃。進(jìn)一步生產(chǎn)低壓蒸汽能夠?qū)怏w冷卻到約170℃。合成氣中剩余的顯熱常常通過風(fēng)扇冷卻器釋放到大氣中。脫瀝青和氣化的聯(lián)合工藝提供了一種利用這種能量的有益的方法。
油中的瀝青質(zhì)使油的遠(yuǎn)途運(yùn)輸和加工變得困難。為了使重石油潤(rùn)滑油的價(jià)值最大化，把油中的瀝青組分分離已進(jìn)行多年。回收非瀝青質(zhì)組分作為有價(jià)值的產(chǎn)品銷售而剩下無多大價(jià)值的瀝青質(zhì)組分。瀝青質(zhì)是適合氣化的含烴物質(zhì)。例如，參見美國專利4391701，此處引入該專利作為參考。
溶劑脫瀝青工藝和氣化工藝的聯(lián)合工藝使過程熱的特別有用的利用成為可能。溶劑脫瀝青工藝需要大量的熱以回收和循環(huán)萃取瀝青中所用的溶劑。用熱汽提出輕油和瀝青物流中的溶劑使之能夠回收并返回到該工藝中。在傳統(tǒng)的脫瀝青裝置中，常常使用火焰加熱器或來自沸騰器的高壓蒸汽產(chǎn)生脫瀝青工藝所必需的熱。當(dāng)利用可從氣化器得到的過程熱加熱溶劑脫瀝青裝置中的物流時(shí)，溶劑脫瀝青的資金和操作成本將降低。需要的熱減少，消耗很少的燃料來加熱該工藝物流。
氣化過程是放熱的。可用顯熱生產(chǎn)高壓(大于600psi或4140KPa)蒸汽和低壓(100-200psi，或約700-1380KPa)蒸汽。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)通過利用生產(chǎn)蒸汽后從低壓蒸汽和合成氣中回收的能量來回收脫瀝青后的烴類物質(zhì)中的溶劑，可有效地利用合成氣中的顯熱而不是通過風(fēng)扇冷卻器使之浪費(fèi)。生產(chǎn)高質(zhì)量或高壓蒸汽后的合成氣的溫度高于約260℃。這種熱可直接用來分離脫瀝青后的烴類物質(zhì)中的溶劑。進(jìn)一步生產(chǎn)低壓蒸汽能將氣體冷卻到約170℃。生產(chǎn)低質(zhì)量的蒸汽后合成氣中的顯熱用來提供分離脫瀝青后的烴類物質(zhì)中的溶劑的熱。低質(zhì)量的蒸汽可有利地用來完成除去和回收溶劑。
也可以將溶劑和脫瀝青后的烴類物質(zhì)的混合物加壓，瀝青質(zhì)萃取的下游允許對(duì)多效蒸發(fā)有足夠的推動(dòng)力。閃蒸可在不同的溫度下進(jìn)行，在至少蒸發(fā)階段可有利地加上低位能。
作為本發(fā)明一部分的溶劑脫瀝青技術(shù)不同于可商用的其它技術(shù)。在溶劑脫瀝青和氣化的聯(lián)合工藝中，脫瀝青裝置使來自合成氣的低位熱的利用最大化而不使用大量的高質(zhì)量蒸汽或明火加熱器。這就不需要用明火加熱器回收DAO中的溶劑。
使脫瀝青后的烴類物質(zhì)和溶劑的混合物暴露于較低質(zhì)量的熱(lower quality heat)，這種熱可以是來自生產(chǎn)低質(zhì)量蒸汽后的合成氣，有時(shí)可有利地暴露于低壓蒸汽或生產(chǎn)高壓蒸汽后的合成氣就足以將大部分的溶劑從脫瀝青后的烴類物質(zhì)中分離出來。與高溫超臨界結(jié)晶和相分離相反，包括蒸發(fā)，分離和回收溶劑的分離步驟可利用真空。但是，更一般的是用蒸汽萃取和除去溶劑因此有效地汽提殘余的溶劑。
也可有利地利用來自氣化的低位能預(yù)熱原料以供應(yīng)到脫瀝青油汽提塔和瀝青汽提塔。用氣化單元產(chǎn)生的過程熱預(yù)熱可使分離溶劑所需的火焰加熱器的負(fù)載和/或高壓蒸汽量最小化。
總的所用的熱可能比傳統(tǒng)的用高壓蒸汽或燃燒室和超臨界萃取所用的熱多約20％至約40％。但是，該工藝重大的改進(jìn)在于這種低質(zhì)量的熱是廢熱，還在于利用這種熱常?？墒∪ナ褂弥辽僖粋€(gè)風(fēng)扇冷卻器。
通常送往風(fēng)扇冷卻器的在氣化器中生產(chǎn)的過程熱用于加熱脫瀝青裝置中的工藝物流，即原料物流，脫瀝青裝置本身和產(chǎn)品物流。因此，利用氣化器中的低位熱能夠降低氣化器的成本，因?yàn)槭∪ワL(fēng)扇冷卻器能夠降低氣化器的資金成本費(fèi)和操作成本。由于低位能被捕獲用在脫瀝青裝置中，所以氣化器的效率也能提高。
在溶劑脫瀝青工藝中，用液-液萃取法從含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)中分離出的脫瀝青后的烴類物質(zhì)是有價(jià)值的催化裂化的原料。另一方面，分離的富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)的價(jià)值低得多，因此是理想的氣化原料。用液-液萃取法從含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)中分離出的催化裂化的原料越多，瀝青質(zhì)的粘度越大。過去，為了在富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)中留下足夠多的油以使富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)可泵送，就降低脫瀝青裝置的產(chǎn)率。為了保持瀝青質(zhì)的粘度而降低有價(jià)值的催化裂化的原料的產(chǎn)率將使該單元的利潤(rùn)降低。
使瀝青質(zhì)作為可泵送的流體或漿液保留在脫瀝青后的烴類物質(zhì)中可易于解決通常和瀝青質(zhì)有關(guān)的問題。但是，從工藝原料中將溶劑分離和回收通常是有利的。在大多數(shù)情況下使送往氣化器的脫瀝青后的烴類物質(zhì)的量最小化也是有利的，即，優(yōu)選至少約90wt％的脫瀝青后的烴類物質(zhì)與沉淀的瀝青質(zhì)物流分離。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)從溶劑汽提塔底部直接泵至氣化器。汽提塔底部的富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)是熱的，即約170℃至約260℃，該物質(zhì)的粘度在高溫時(shí)降低。因此，從高產(chǎn)率操作中生產(chǎn)出的極重的富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)(其中分離出非常高百分量的有價(jià)值的催化裂化的原料)仍然是可泵送的。保持這種氣化器原料作為可泵送的流體是很有利的。
在這個(gè)實(shí)施方案中，脫瀝青裝置的殘留物包含富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)，一些剩余溶劑及少量殘余石蠟油，在物流送往溶劑汽提塔之前將該底部加熱。當(dāng)溶劑仍然存在時(shí)能更有效地加熱瀝青質(zhì)。瀝青質(zhì)的熱傳導(dǎo)性低，并且在很多情況下瀝青質(zhì)的粘度使得其不能有效混合。溶劑更容易吸熱。溶劑存在時(shí)，富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)的粘度較低。這就使得熱在富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)中分布得更有效。因此，加熱富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)和溶劑的混合物可以比只加熱瀝青質(zhì)更有效。
當(dāng)溶劑從富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)中汽提出時(shí)，殘留物中富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)仍處于高溫。在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)可增加熱量以保持高溫。保持高溫可使瀝青質(zhì)有較低的粘度并使富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)是可泵送的。這有利于富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)向氣化器的輸送。有利的是，氣化單元的進(jìn)料泵置于汽提塔的底部。
氣化器接收熱的可泵送的富含瀝青質(zhì)的原料。高溫原料提高了氣化器的操作性能，因?yàn)樵夏芨行У仂F化。這接下來會(huì)導(dǎo)致更有效的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。
在這個(gè)實(shí)施方案中，重要的是使富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)保持高溫。由于瀝青質(zhì)的熱傳導(dǎo)性低，所以溶劑回收后加熱瀝青質(zhì)以達(dá)到粘度要求是非常困難的。因此，有利地是使輸送富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)到氣化器的管道絕熱以使富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)在輸送期間的冷卻最小化，在工藝間斷時(shí)可以使用附加的加熱設(shè)備或清洗管道(line-purge)的物質(zhì)如重油。
本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施方案的構(gòu)造也是有利的，因?yàn)槠崴牟僮髟O(shè)備作為氣化器的筒式進(jìn)料機(jī)。瀝青質(zhì)不便于以流體儲(chǔ)存。如果使富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)冷卻，其將成為不可泵送的并最終固化。為了平穩(wěn)運(yùn)行氣化器，需要筒式進(jìn)料機(jī)。在運(yùn)行前啟動(dòng)期間使用該進(jìn)料機(jī)循環(huán)原料，在正常運(yùn)行期間使用該進(jìn)料機(jī)吸收給料速度波動(dòng)，在關(guān)閉脫瀝青裝置期間使用該進(jìn)料機(jī)使氣化器保持運(yùn)行直到另一批原料可以送往該單元。
其它來源的其它含烴物質(zhì)可以和瀝青質(zhì)一起氣化。例如，廢烴，重油，煤和焦油可以和瀝青質(zhì)一起氣化。如果因?yàn)檫@些其它物質(zhì)的加入不能形成可泵送的物質(zhì)而使得這些其它物質(zhì)不能和富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)混合時(shí)，這些附加原料單獨(dú)注射入氣化器是有益的。
從脫瀝青后的烴類物流中分離的溶劑，如果可行從分離的或部分分離的瀝青質(zhì)物流中分離的溶劑，被循環(huán)和重新利用使更多的含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)脫瀝青是有利的。回收的溶劑可能需要處理以脫除汽油范圍的烴即含有5-10個(gè)碳原子的化合物，它是在汽提溶劑時(shí)從脫瀝青后的烴類物質(zhì)中汽提出來的。所說的汽油范圍的烴可以和脫瀝青后的烴類物質(zhì)混合以降低該物質(zhì)的粘度，或者使汽油范圍的烴可以作為單獨(dú)的產(chǎn)品處理。汽油范圍的烴的量通常少于如果用更多的熱來分離和回收溶劑的情況下提取的量。另一種方式是，通過使含瀝青質(zhì)的物質(zhì)在與溶劑混合之前減壓蒸餾能夠使所說的烴的量最小化。
還有其它工藝如脫鹽工藝，考慮到本發(fā)明通常應(yīng)用的重油的粘度，該工藝在重油與溶劑混合后進(jìn)行是有益的。
圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)通過管道12進(jìn)入常壓或減壓分離室10。該物質(zhì)可以是加熱的(未示出)。輕油從含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)中分離并通過管道14從分離室10排出。含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)離開常壓或減壓分離室通過管道16進(jìn)入瀝青質(zhì)萃取器20。溶劑通過管道82從溶劑冷凝器(80)進(jìn)入瀝青質(zhì)萃取器(20)。瀝青質(zhì)和一些脫瀝青后的烴類物質(zhì)通過管道22離開瀝青質(zhì)萃取器(20)。加熱管道22中的該物流并如所述回收溶劑。富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)在熱交換器86中預(yù)熱，然后通過管道88輸入溶劑汽提塔。在這個(gè)實(shí)施方案中，來自管道84的低壓蒸汽用作熱源?？商娲缘厥褂酶邏赫羝?，合成氣或系列熱交換器。熱的富含瀝青質(zhì)的物質(zhì)通過管道88輸至溶劑汽提塔90。在這個(gè)實(shí)施方案中，通過冷卻合成氣產(chǎn)生的來自管道44的高壓蒸汽用于汽提溶劑。這可能不會(huì)用掉所有的高壓蒸汽，管道96只表示排出一些蒸汽以作它用，例如汽提石蠟油中的溶劑。熱的瀝青質(zhì)通過管道94泵入氣化器30。管道94中的物流進(jìn)入氣化區(qū)30，在那里它與通過管道32導(dǎo)入的含氧氣體混合。氣化區(qū)30內(nèi)進(jìn)行的部分氧化產(chǎn)生的非常熱的合成氣通過管道34離開氣化區(qū)。部分冷卻氣體并除去粒子的水驟冷系統(tǒng)沒有示出。熱的合成氣流經(jīng)熱交換器40，其中管道42中的水轉(zhuǎn)變成管道44中高質(zhì)量的蒸汽。這種蒸汽是用在脫瀝青工藝或其它地方的產(chǎn)品。然后合成氣通過管道46離開熱交換器40進(jìn)入第二個(gè)熱交換器50。熱的合成氣流經(jīng)熱交換器50，其中管道52中的水轉(zhuǎn)變成管道54中低質(zhì)量的蒸汽。然后合成氣離開熱交換器50。合成氣中剩余的顯熱可以提供工藝需要的額外的低位熱。一個(gè)實(shí)施例是將合成氣送往和分離柱60相聯(lián)系的熱交換器。這種合成氣只用作過程熱。它不與脫瀝青油，溶劑或?yàn)r青質(zhì)混合。來自瀝青質(zhì)萃取器20的脫瀝青后的烴類物質(zhì)(也稱為石蠟)也通過管道24進(jìn)入分離柱60。通過用熱的合成氣，蒸汽或二者都作為熱源，經(jīng)熱交換器加熱該物質(zhì)。在分離柱60中，脫瀝青后的烴類物質(zhì)和溶劑分離，蒸發(fā)的溶劑通過管道64離開。脫瀝青后的烴類物質(zhì)通過管道62離開分離柱60進(jìn)入第二個(gè)分離柱70。來自管道54的低質(zhì)量的蒸汽用來加熱分離柱70中的脫瀝青后的烴類物質(zhì)并可用來汽提脫瀝青后的烴類物質(zhì)中的溶劑。蒸發(fā)的溶劑通過管道74離開。脫瀝青后的烴類物質(zhì)通過管道72離開，是用作其它地方的產(chǎn)品，如作為催化裂化的原料。管道64和74中的溶劑蒸汽進(jìn)入溶劑冷凝器/泵/分離器80，溶劑蒸汽在其中變成壓縮液體。溶劑通過管道82離開溶劑冷凝器/泵80進(jìn)入瀝青質(zhì)萃取器20。分離的水通過管道84除去。
圖2是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案。含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)通過管道12進(jìn)入減壓分離室(10)。輕油從含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)中分離并通過管道14從減壓分離室(10)排出。含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)離開減壓分離室，通過管道16進(jìn)入瀝青質(zhì)萃取器(20)。溶劑通過管道82從溶劑冷凝器(80)進(jìn)入瀝青質(zhì)萃取器(20)。瀝青質(zhì)和一些脫瀝青后的烴類物質(zhì)通過管道22離開瀝青質(zhì)萃取器(20)。選擇性地是，管道22中的該物流可分離以回收溶劑，但是這個(gè)步驟在圖中未示出。管道22中的物流進(jìn)入氣化區(qū)(30)，在那里它與通過管道32導(dǎo)入的含氧氣體混合。氣化區(qū)(30)進(jìn)行的部分氧化產(chǎn)生的非常熱的合成氣通過管道34離開氣化區(qū)。部分冷卻氣體并除去粒子的水驟冷系統(tǒng)沒有示出。熱的合成氣流經(jīng)熱交換器(40)，其中管道42中的水轉(zhuǎn)變成管道44中高質(zhì)量的蒸汽。這種蒸汽是用在其它地方的產(chǎn)品。然后合成氣通過管道46離開熱交換器(40)，進(jìn)入第二個(gè)熱交換器(50)。熱的合成氣流經(jīng)熱交換器(50)，其中管道52中的水轉(zhuǎn)變成管道54中低質(zhì)量的蒸汽。然后合成氣離開熱交換器(50)，送往分離柱(60)。來自瀝青質(zhì)萃取器(20)的脫瀝青后的烴類物質(zhì)也通過管道24進(jìn)入分離柱(60)。在分離柱(60)中，加熱脫瀝青后的烴類物質(zhì)，蒸發(fā)的溶劑通過管道64離開。合成氣是用在其它地方的產(chǎn)品。脫瀝青后的烴類物質(zhì)通過管道62離開分離柱(60)進(jìn)入第二個(gè)分離柱(70)。來自管道54的低質(zhì)量的蒸汽用來加熱分離柱(70)中的脫瀝青后的烴類物質(zhì)。蒸發(fā)的溶劑通過管道74離開。脫瀝青后的烴類物質(zhì)通過管道72離開，是用作其它地方的產(chǎn)品。管道64和74中的溶劑蒸汽進(jìn)入溶劑冷凝器/泵(80)，溶劑在其中變成壓縮液體。溶劑通過管道82離開溶劑冷凝器/泵(80)，進(jìn)入瀝青質(zhì)萃取器(20)。
權(quán)利要求
1.一種在氣化區(qū)氣化瀝青質(zhì)的工藝，其包括a)在一定的條件下使溶劑與含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)混合，以使至少一部分瀝青質(zhì)沉淀，因此生成脫瀝青后的烴類物質(zhì)和沉淀的瀝青質(zhì)；b)將至少一部分脫瀝青后的烴類物質(zhì)與沉淀的瀝青質(zhì)分離并將脫瀝青后的烴類物質(zhì)供給分離柱；c)將至少一部分沉淀的瀝青質(zhì)供給氣化區(qū)；d)氣化瀝青質(zhì)以形成合成氣；和e)用來自合成氣的顯熱分離脫瀝青后的烴類物質(zhì)中的溶劑。
2.權(quán)利要求1的工藝，其中的溶劑含有丙烷，丁烷，戊烷，己烷，庚烷或其混合物。
3.權(quán)利要求2的工藝，其中的溶劑含有至少80wt％的丙烷，丁烷，戊烷或其混合物。
4.權(quán)利要求2的工藝，其中的溶劑含有至少80wt％的丙烷和丁烷。
5.權(quán)利要求1的工藝，還包括在利用合成氣中剩余的顯熱分離脫瀝青后的烴類物質(zhì)中的溶劑前生產(chǎn)蒸汽。
6.權(quán)利要求5的工藝，其中生產(chǎn)中壓和低壓蒸汽。
7.權(quán)利要求6的工藝，其中至少一部分低壓蒸汽用來分離脫瀝青后的烴類物質(zhì)中的溶劑。
8.權(quán)利要求1的工藝，其中至少約20wt％的含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)沉淀為瀝青質(zhì)。
9.權(quán)利要求1的工藝，其中步驟(b)中至少約90wt％的脫瀝青后的烴類物質(zhì)從沉淀的瀝青質(zhì)中除去。
10.權(quán)利要求1的工藝，還包括將其它含烴物質(zhì)加至氣化區(qū)中。
11.權(quán)利要求1的工藝，其中至少一部分溶劑與脫瀝青后的烴類物質(zhì)的分離在減壓下進(jìn)行。
12.權(quán)利要求7的工藝，其中至少一部分蒸汽從脫瀝青后的物質(zhì)中汽提溶劑。
13.權(quán)利要求1的工藝，還包括利用合成氣的顯熱使溶劑與瀝青質(zhì)分離。
14.權(quán)利要求13的工藝，其中至少一部分溶劑通過汽提從瀝青質(zhì)中除去。
15.權(quán)利要求1的工藝，還包括重新利用從步驟(a)中的脫瀝青后的烴類物質(zhì)中分離的溶劑。
16.權(quán)利要求13的工藝，還包括重新利用與瀝青質(zhì)分離的溶劑。
17.權(quán)利要求13的工藝，還包括在使溶劑與瀝青質(zhì)分離之前將沉淀的瀝青質(zhì)加熱到約170℃至約260℃，其中沉淀的瀝青質(zhì)作為可泵送的流體供給氣化區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明是在氣化區(qū)通過部分氧化以氣化瀝青質(zhì)的工藝和用溶劑萃取瀝青質(zhì)的工藝的聯(lián)合工藝。該聯(lián)合工藝使來自氣化反應(yīng)的低位熱能夠用于回收從含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)中萃取瀝青質(zhì)用的溶劑。從含瀝青質(zhì)的烴類物質(zhì)中萃取瀝青質(zhì)是通過混合足量的溶劑使至少一部分瀝青質(zhì)沉淀。然后使沉淀的瀝青質(zhì)在氣化區(qū)氣化成合成氣。氣化過程放出大量的熱,可以在氣化前直接地或通過低壓蒸汽的中間步驟用合成氣中的低位熱來從脫瀝青后的烴類物質(zhì)和從瀝青質(zhì)中除去和回收溶劑。
文檔編號(hào)C10G21/00GK1330696SQ99810542
公開日2002年1月9日 申請(qǐng)日期1999年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月29日
發(fā)明者R·W·巴克利, K·A·約翰森, J·L·卡斯巴姆, P·S·撒克, P·S·華萊士 申請(qǐng)人:德士古發(fā)展公司