處理烴基重質(zhì)殘留物的方法
【專利說明】處理烴基重質(zhì)殘留物的方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種處理烴基殘留物的方法。
[0002] 本發(fā)明的方法和設(shè)備特別適于處理和促進(jìn)烴基殘留物,特別是具有高瀝青質(zhì)含量 的瀝青殘留物的使用、管理和處置,所述殘留物是在具有高分子量或者在任何情況中具有 高C/H比的有機(jī)殘留物的之前的轉(zhuǎn)化過程中作為副產(chǎn)物而獲得的,例如油或者更通常的重 質(zhì)經(jīng),可能已經(jīng)部分脫瀝青的蒸餾殘留物,來自于瀝青砂的瀝青,來源于煤和油頁巖的油。 現(xiàn)有技術(shù)
[0003] 高分子量有機(jī)殘留物例如重質(zhì)油(例如可能已經(jīng)部分脫瀝青的蒸餾殘留物),來 自于瀝青砂的油,來源于煤和油頁巖的油,的轉(zhuǎn)化方法是目前已知的。該轉(zhuǎn)化是通過降低待 處理的殘留物的分子量,和增加它們的H/C比來進(jìn)行的。轉(zhuǎn)化方法的例子(其組合了反應(yīng)性 鏈段在催化劑存在下的裂化和氫化反應(yīng))描述在文獻(xiàn)US5932090,EP2158304,EP2155835, EP2291238 中。
[0004] 一種極其致密的瀝青殘留物是作為該轉(zhuǎn)化的副產(chǎn)物而獲得的,其在標(biāo)準(zhǔn)條件下具 有粘糊的濃度,且因此極難管理用于運(yùn)輸、銷售、處置或者可能再用于相同的生產(chǎn)位置。這 種瀝青殘留物包含有機(jī)餾分,其通常具有甚至更高的分子量,和甚至更稠的焦炭和無機(jī)化 合物餾分,相對(duì)于進(jìn)入催化氫化裂解方法的殘留物而言。
[0005]焦炭和無機(jī)殘留物的含量形成了THFis,S卩,不溶于四氫呋喃的材料餾分。
[0006]瀝青殘留物是以相當(dāng)大的量生產(chǎn)的:在能夠精煉200, 000桶/天原油的石化廠,例 如依靠催化氫化裂解的有機(jī)殘留物的相關(guān)轉(zhuǎn)化工廠能夠生產(chǎn)60, 000桶/天。
[0007]所以便利的是將瀝青殘留物轉(zhuǎn)化成更高品質(zhì)的可以重新使用的產(chǎn)品,例如作為可 燃燒的或者商業(yè)燃料,或者轉(zhuǎn)化成惰性產(chǎn)品,其更易于管理、處置和對(duì)環(huán)境較少有害。
[0008] 專利US3928170描述了一種方法(稱作EUREKA方法),用于在1. 1一3barg的壓 力和350 - 450°C的反應(yīng)區(qū)域溫度下,依靠熱裂解在底部油殘留物的蒸氣流中生產(chǎn)瀝青;該 反應(yīng)器之前是用于預(yù)熱加料的爐子,和之后是產(chǎn)物分離區(qū)。瀝青是從裂解反應(yīng)器底部提取 的,該反應(yīng)器半分批運(yùn)行來避免在預(yù)熱階段形成焦炭。但是這種方法不能令人滿意的處理 具有特別高的濃度瀝青質(zhì)的底部殘留物或者不溶于四氫呋喃的殘留物。
[0009] 專利US4477334描述了一種方法,在其中重質(zhì)烴可以在連續(xù)裂解方法中轉(zhuǎn)化,不 形成焦炭,而形成作為副產(chǎn)物的瀝青。該溶劑脫瀝青方法在接近于從瀝青質(zhì)組分中分離軟 瀝青組分的那些關(guān)鍵條件的條件下,使用了溶劑(通常丙烷或丁烷):將瀝青質(zhì)餾分(其也 可包含某些百分比的固體)再循環(huán)到所述方法,而軟瀝青餾分(富含DA0,脫瀝青油)在通 過在超臨界條件下萃取分離溶劑后,形成了產(chǎn)物。在所討論的生產(chǎn)濃縮瀝青的情況中,這種 方法代表了與溶劑脫瀝青相反,因?yàn)樗谴腿〉臑r青質(zhì)組分(富含固體相),并且軟瀝青 組分是再循環(huán)的。
[0010] 應(yīng)用這種方法的困難是由在超臨界條件下使用更多的塔來管理溶劑的循環(huán)組成 的。
[0011] 離心分離的局限之一是最大運(yùn)行溫度不能超過150°c。在這些條件下,可能存在著 與濃縮流的移動(dòng)和排放有關(guān)的問題,而輕質(zhì)相(其再循環(huán)到反應(yīng)區(qū))仍然富含瀝青質(zhì)組分, 其危害了轉(zhuǎn)化設(shè)備的性能。
[0012] 本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)因此是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn),特別是通過提供一種方法, 將高分子量有機(jī)殘留物以前的轉(zhuǎn)化方法的瀝青和糊狀殘留物轉(zhuǎn)化成更易于和方便再用和 處置的產(chǎn)物。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013] 根據(jù)本發(fā)明,這個(gè)目標(biāo)是用具有權(quán)利要求1的特征的方法來實(shí)現(xiàn)的。
[0014] 本發(fā)明另外的特性是從屬權(quán)利要求的目標(biāo)。
[0015] 對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說,采用本發(fā)明可獲得的優(yōu)點(diǎn)通過參考附圖所示的具體的非 限定性實(shí)施方案的以下的詳細(xì)說明將變得顯而易見。
[0016] 附圖列示
[0017] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明具體的實(shí)施方案處理瀝青質(zhì)殘留物的方法的方案;
[0018] 圖2顯示了圖1的設(shè)備的排出器的方案。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 在本說明書中,除非另有規(guī)定,否則表述"化合物X主要含有物質(zhì)Y"應(yīng)當(dāng)解釋為表 示化合物X包含至少50重量%的物質(zhì)Y。
[0020] 圖1,2涉及用于處理瀝青狀或者含瀝青的殘留物的設(shè)備,該殘留物是在具有高分 子量或者在任何情況中具有高C/H比的有機(jī)殘留物的轉(zhuǎn)化方法中作為副產(chǎn)物來獲得的,例 如重質(zhì)油例如可能已經(jīng)部分脫瀝青的蒸餾殘留物,來自于瀝青砂的瀝青,來源于煤和油頁 巖的油。
[0021] 所述設(shè)備是用整體附圖標(biāo)記100來表示的。附圖標(biāo)記1表示供料流,其優(yōu)選是底 部排污,例如來自于例如在文獻(xiàn)US5932090,EP2158304,EP2155835,EP2291238中所述的重 質(zhì)油轉(zhuǎn)化設(shè)備的真空蒸餾塔,或者來自于依靠沸騰床催化氫化裂解或者其他裂解方法的重 質(zhì)油的其他轉(zhuǎn)化方法。該供料流1的底部排污是固一液懸浮液,粘性的,但是在合適的溫度 蝦可以栗送。
[0022] 所述的供料流(1)中C5瀝青質(zhì)(不溶于正戊烷的瀝青質(zhì))的含量是20 - 45%, 而THFis是 10 - 20%。
[0023] 依靠氫化裂解的可能的轉(zhuǎn)化方法的催化劑可以例如是基于一種或多種過渡金屬 例如附、0)、11〇,優(yōu)選鉬。
[0024]供料流1的溫度可以例如是320 - 350°C和更優(yōu)選320 - 330°C,目的是促進(jìn)該流 體的栗送性。在進(jìn)入爐子3之前,將流1優(yōu)選通過引入過熱的水蒸氣2,例如在大約350°C 下的蒸氣流量而加熱和流化。水蒸氣的引入還防止了在爐子中形成焦炭。
[0025] 該水蒸氣流量引入前優(yōu)選是底部排污1的流量的0.5-2重量%,和優(yōu)選是底部 排污流量的大約1重量%。
[0026] 供料流1'優(yōu)選隨后通過將它例如引入到爐子3中來進(jìn)一步加熱到大約325- 500°C。即將引入分離器6的流4的溫度可以基本上與爐子3內(nèi)部溫度相同,和優(yōu)選等于或 者低于480°C。流4可例如是三相固體一液體一蒸氣流。
[0027] 在爐子3中,優(yōu)選壓力高于大氣壓,更優(yōu)選是1 一 2bara和甚至更優(yōu)選是1. 3 - 2bara〇
[0028] 這個(gè)壓力優(yōu)選與即將經(jīng)歷下文所述的絕熱膨脹的流4的壓力相同。
[0029] 在本說明書中,除非另有規(guī)定,否則壓力值應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是絕對(duì)壓力值,并且與大氣 壓無關(guān)。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的一方面,離開爐子3的流4在壓力等于或者低于大約0.lbara和溫 度等于或者低于450°C的環(huán)境中經(jīng)歷了基本上絕熱膨脹,來從待處理的重質(zhì)殘留物中分離 第一較低揮發(fā)性餾分17,它在大氣壓下的沸點(diǎn)等于或者高于540°C和它的固體和/或無水 殘留物主要包含不溶于戊烷的瀝青質(zhì)和/或不溶于四氫呋喃的其他殘留物。
[0031] 還優(yōu)選從重質(zhì)殘留物中分離第二較高揮發(fā)性餾分7,其主要由軟瀝青和在大氣壓 下沸點(diǎn)等于或者低于540°C的其他烴組成。
[0032] 該基本上絕熱膨脹優(yōu)選依靠穿過復(fù)合閥(laminationvalve)的基本上瞬時(shí)的 膨脹(閃蒸)來進(jìn)行。該絕熱膨脹優(yōu)選在包含密封容器的第一分離器6中進(jìn)行,其中超 壓(abovepressure)等于或者低于0.lbara。更優(yōu)選在分離器6中存在著等于或者低于 0? 04bara的壓力。
[0033] 上述最大溫度450°C是在分離器6整體體積上的平均值。流4優(yōu)選在溫度等于或 者低于400°C,和更優(yōu)選等于或者低于390°C的環(huán)境中進(jìn)行基本上絕熱膨脹。
[0034] 該閃蒸或者在任何情況中絕熱膨脹有利地在密封容器上部或者在任何情況中在 第一分離器6中進(jìn)行,而將汽提流5,優(yōu)選水蒸氣流,引入它的下部中。
[0035] 取決于運(yùn)行條件(汽提蒸氣流量5和/或閃蒸室6的溫度),重質(zhì)流中瀝青質(zhì)一 THFi餾分可以在75 - 94 %變化。
[0036] 汽提蒸氣5和底部排污流量1之間的比例是0. 03 - 0. 75,更優(yōu)選0. 03 - 0. 5。
[0037] 該第二較高揮發(fā)性餾分7與大部分汽提流5 -起優(yōu)選從第一分離器6排出,到達(dá) 排出器8。排出器8有利的是圖2的類型,S卩,裝備有文丘里管,其吸入流7,引入到文丘里 管的窄區(qū),并且將它從管道8逐出,這取決于合適的動(dòng)力流體9 (例如蒸氣)的流量,其從管 道9'進(jìn)入文丘里管。所以通過作用于進(jìn)入文丘里管的動(dòng)力流體9的流量,可以控制第一分 離器6中的真空度。
[0038] 更優(yōu)選的,可以使用多步驟排出器系統(tǒng),這取決于在閃蒸室中所獲得的真空度。
[0039] 流10 (含有第二較高揮發(fā)性餾分7,汽提流5和動(dòng)力流體9)隨后例如依靠熱交換 器11來冷卻,以冷凝較重的相,然后到達(dá)第二分離器13。
[0040] 為了獲得更有效的冷凝,交換器11在這樣的溫度運(yùn)行,即,離開它的流12優(yōu)選處 于 50°C。
[0041] 第二分離器13從流12中分離了下面的產(chǎn)物:
[0042]一基于重質(zhì)烴14的第一流,其富含脫瀝青的重質(zhì)油(DA0),軟瀝青和沸點(diǎn)等于或 者高于540°C的其他烴;
[0043] 一第二氣態(tài)流15,其基于輕質(zhì)烴和沸點(diǎn)低于540°C;和
[0044] 一第三流16,其主要由冷凝水組成。
[0045] 第一流14可以有利的再引入設(shè)備100上游的重質(zhì)油精煉或者轉(zhuǎn)化循環(huán)中,例如真 空蒸餾塔中。第二氣態(tài)流15可以例如作為燃料,推進(jìn)劑或者其他市售品來銷售。
[0046] 在離開排出器的冷凝系統(tǒng)后,氣態(tài)流15可以送到底部排污。
[0047] 第一較低揮發(fā)性餾分17 (其富含瀝青質(zhì)和貧含軟瀝青和其他輕質(zhì)烴,幾乎含有給 料的全部瀝青質(zhì),和具有取決于運(yùn)行條件的6-25%范圍內(nèi)變化的軟瀝青和其他輕質(zhì)烴的 組成)在收集于第一分離器6的底部上之后,可以通過重力,依靠運(yùn)行機(jī)或者再加壓袋傾到 到冷卻的傳送帶18上,并且在其上冷卻和轉(zhuǎn)化成顆粒固體。在表面上驟冷冷卻的帶18之 后,第一較低揮發(fā)性餾分17非常快速的凝固和碎裂。為此目的,冷卻的傳送帶18的表面優(yōu) 選保持在等于或者低于大約l〇〇°C,和更優(yōu)選等于或者低于大約50°C的溫度。
[0048] 同樣出于這個(gè)目的,第一較低揮發(fā)性餾分17優(yōu)選是在相對(duì)高的溫度,例如等于或 者高于315°C和甚至更優(yōu)選315-480°C,沉積到傳送帶18上,或者在任何情況中從分離器 6中排出。
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