环保型船用燃料

对于航运业而言,这些燃料为长期突出的技术问题提供了解决方案,迄今为止,这些问题阻碍低硫船用燃料的供应,其数量达到了满足全球减硫目标所需的数量。据报道,海洋运输使用高硫燃油是世界范围内运输SOx排放的最大来源。当公海上的船舶燃烧廉价的高硫、氮和金属的低等级重质燃油时,Sox、NOx和金属氧化物进入环境。本发明将每桶原油进料基本上全部转化为单一的超净燃料,而不是其中原油进料被切成许多块并且每块原料被送往满足各种不同产品规范的单独市场路径的常规精炼。在港口时,船舶能够使用这些燃料来生成并向基于陆地的电网出售电力,以便以环保的方式抵消燃料成本。

专利类型: 发明专利
申请(专利)号: CN201680086760.6
申请日期: 2016年10月18日
公开(公告)日: 2019年6月4日
公开(公告)号: CN109844075A
主分类号: C10L9/10,C10L9/00,C,C10,C10L,C10L9
分类号: C10L9/10,C10L9/00,C,C10,C10L,C10L9
申请(专利权)人: 马威特尔有限责任公司
发明(设计)人: M·沃哈比,T·F·普鲁特
主申请人地址: 美国德克萨斯州
专利代理机构: 北京天奇智新知识产权代理有限公司
代理人: 王泽云
国别省市代码: 美国;US
主权项: 1.一种用于转化含硫和金属的原油的处理,其特征在于这种处理基于硫含量将这种进料分离成流,处理这些分离的流的一个或多个液体部分以除去硫,同时留下未经处理的其它部分,然后重新组合所有经处理和未经处理的液体流的大部分体积,以形成具有等于或低于目标硫含量的实际硫含量的液体燃料,所述处理包括 (a)将所述原油(2)通过一个或多个蒸馏(100,200)和溶剂分离(300)步骤分离成轻质塔顶静止气体(4)、富含不溶于一种或多种用于所述溶剂分离的金属的渣油(90)、包括硫(420)的气体,以及硫断点(20,40)之上的液体馏分和断点(10)处或以下的液体馏分, (b)通过一个或多个加氢处理步骤处理硫断点(20,40)之上的液体馏分,但不处理硫断点(10)处或以下或不溶性渣油(90)的液体馏分,以形成一个或多个硫含量降低的加氢处理的流(60,70),以及 (c)将所述加氢处理的流(60,70)与硫断点(10)处或以下的液体馏分组合,以形成所述燃料(600)。 2.如权利要求1所述的处理,所述加氢处理的流中的至少一个是具有10ppmwt或更少硫的超低硫流,用于通过减少或添加这种流到所述组合的量来调节所述燃料的形成,以将硫断点处或以下的实际硫含量控制为目标硫含量。 3.如权利要求1所述的处理,其仅具有大气蒸馏和真空蒸馏、溶剂分离和加氢处理中的一个或多个的四个主要单元操作,并且除了需要用于燃烧渣油的辅助装置外,在加氢处理的下游没有用于产生氢气和处理用途、用于捕获金属的烃处理操作,,并且硫和包括硫的所有气体被指引到一个或多个常见的硫回收单元。 4.如权利要求1所述的处理,其中将所述原油进料分离成馏分,但随后将这些馏分重新组合,或者经处理或者未经处理,以形成作为一种液体燃料产物的所述燃料,而不是多种烃产物,除烃组合物外包括(a)轻质塔顶蒸馏气体、(b)不溶于用于溶剂分离步骤的溶剂的所述渣油的一部分,和(c)用于硫或金属回收的流,所述燃料包括从所述未经处理的液体馏分的最低沸点到来自所述溶剂分离的加氢处理的可溶物的最高沸点部分的烃的组合。 5.如权利要求1所述的处理,其中所述渣油在一个或多个气化器中燃烧,以发电和用于所述加氢处理的氢的至少一部分,并用于捕获被除去的气化器固体中的所述金属的至少一部分。 6.如权利要求1所述所述的处理,其中所述渣油在一个或多个具有烟道气硫和金属捕获的锅炉中燃烧,用于发电和辅助氢气发生单元操作,用于为所述加氢处理供给氢气。 7.如权利要求1所述的处理,其中所述原油进料被转化为基本一种液体燃料产物,而不是多种烃产物,其中加氢处理的流中的至少一个是具有小于10ppmwt的硫的超低硫流,并且未经处理的馏分具有超过断点的硫含量并且通过减少或添加这种未经处理的馏分到所述组合的量而用作调节控制,以形成具有等于或低于目标硫含量的实际硫含量的燃料。 8.如权利要求1所述的处理,其中所述原油进料被转化为基本一种液体燃料产物,而不是多种烃产物,其中第一加氢处理的流是硫含量小于10ppmwt硫的减少硫的流,并且第二加氢处理的燃料馏分是硫含量在0.12至0.18wt.%硫范围内的减少硫的流,并且未经处理的馏分的硫含量超过目标硫含量、处于或低于目标硫含量,通过减少或添加这些流到所述组合的量,将或者所述第一加氢处理的流或者第二加氢处理的流或两者用作调节控制,以形成具有等于或低于目标硫含量的实际硫含量的燃料。 9.如权利要求1所述的处理,其中每桶所述原油进料的至少70体积%在随后处理或未处理但组合时被转化成液体馏分,以形成一种液体燃料产物,而不是多种烃产物。 10.如权利要求1所述的处理,其中调节所述燃料的实际硫含量,以满足船用燃料的IMO规范,作为目标硫含量。 11.如权利要求1所述的处理,其中将高硫燃油添加到一种或多种进料中,或分别馈送到所述蒸馏步骤、溶剂分离步骤或加氢处理步骤中的一个或多个。 12.如权利要求1所述的处理,用于通过将具有未经处理的轻致密油或凝结物质量的原油或者轻致密油或凝结物的组合与一种或多种未经处理的馏分、加氢处理的流组合或由权利要求1生产的燃料进行其它共处理来生产燃料。 13.根据如权利要求1所述的处理生产的燃料。 14.根据如权利要求1所述的处理生产的燃料在船用或基于陆地的引擎、燃烧气体涡轮机或燃烧加热器中的用途。 15.一种源自处理原油的燃料,其特征在于,所述燃料具有0.50%m/m(wt.%)或更低的实际硫含量,并且包括从C3或C5到大于C20的一系列原油衍生的烃,所述烃的初始沸点是在所述燃料中组合的未经处理的流中的任何馏分的最低沸点,并且最高沸点是在所述燃料中组合的加氢处理的流的最高沸点。 16.一种用于集成大气和真空蒸馏、溶剂分离和加氢处理以生产燃料组分的处理,其特征在于这种处理的集成将进料分离成流,处理这些分离的流的一个或多个部分,然后重新组合经处理的和未经处理的流,以形成燃料,其初始沸点是所述燃料中组合的未经处理的流中的任何馏分的最低沸点,并且最高沸点是来自溶剂分离的流出物的最高沸点部分,该流出物随后被处理并形成所述燃料的一部分,所述燃料具有等于或低于目标硫含量限制水平的实际硫含量,所述处理包括 (a)将包括硫和金属污染物的原油(2)馈送到大气蒸馏塔(100)并将进料分离成轻质塔顶气体(4)和多个切割,包括: (i)不稳定的野生直馏石脑油(16) (ii)硫断点切割(18) (iii)断点之上的轻质馏出物(24) (iv)中质馏出物(26) (v)第一重质馏出物(28) (vi)大气渣油(30) (b)将(a)(vi)大气渣油(30)馈送到真空蒸馏塔(200),以产生 (i)第二重质馏出物(32) (ii)轻质真空瓦斯油(36) (iii)重质真空瓦斯油(38) (iv)真空渣油(50) (c)将(b)(iv)真空渣油(50)馈送到溶剂分离(300),以产生 (i)脱沥青油(80)和 (ii)富含金属的沥青(90), (d)将(a)(iii)轻质馏出物(24)、(a)(iv)中质馏出物(26)、(a)(v)第一重质馏出物(28)和(b)(i)第二重质馏出物(32)在加氢处理条件下在催化剂存在的情况下利用氢的添加馈送到馏出物加氢处理器(430),以形成包括以下的流(60) (i)野生石脑油 (ii)超低硫柴油,是由经处理的馏出物流(60)的组合形成的减少硫的流,其包括(a)(iii)轻质馏出物(24)、(a)(iv)中质馏出物(26)、(a)(v)第一重质馏出物(28)和(b)(i)第二重质馏出物(32), 具有相关联的副产物(420),包括 (iii)含硫气体流,包括硫化氢 (iv)富含氢的废气,其至少一部分被处理以除去硫,并作为氢添加(502)再循环到或者(d)(430)的馏出物加氢处理器或者(e)(460)的重油加氢处理器 (e)将(b)(ii)轻质真空瓦斯油(36)、(b)(iii)重质真空瓦斯油(38)和(c)(i)脱沥青油(80)在加氢处理条件下在催化剂存在的情况下利用氢的添加馈送到重油加氢处理器(460),以形成包括以下的流(70) (i)野生石脑油 (ii)超低硫柴油,是由经处理的馏出物蒸汽的组合的第一部分形成的第一减少硫的流,其包括(b)(ii)轻质真空瓦斯油(36)、(b)(iii)重质真空瓦斯油(38)和(c)(i)脱沥青油(80) (iii)第二减少硫的流(70),由经处理的馏出物蒸汽(40)的第二部分形成,其包括(b)(ii)轻质真空瓦斯油(36)、(b)(iii)重质真空瓦斯油(38)和(c)(i)脱沥青油(80) 与相关的副产物(420)包含 (iv)含硫气体流,包括硫化氢 (v)富含氢的废气,其至少一部分被处理以去除硫, 并作为氢添加(502)再循环到或者(d)(430)的馏出物加氢处理器或者(e)(460)的重油加氢处理器,以及 (f)通过以所述燃料的实际硫含量不超过目标硫含量限制的方式组合以下而形成具有等于或低于目标硫含量限制水平的实际硫含量的所述燃料产物 (i)没有(a)(i)未稳定的野生直馏石脑油(16)和(a)(i)硫断点切割(18)的添加处理的流(10)与 (ii)来自馏出物加氢处理器(60)的流,其包括(d)(i)野生石脑油和(d)(ii)超低硫柴油的全部或部分, (iii)来自重油加氢处理器(70)的流,其包括(e)(i)野生石脑油、(e)(ii)超低硫柴油和(e)(iii)第二还原硫流。 17.如权利要求16所述的处理,包括通过以下将气化系统集成 (a)将作为富含金属的重渣油的15(c)(ii)沥青馈送到一个或多个气化单元,其包括在蒸汽和氧气存在的情况下用于所述流15(c)(ii)的部分氧化的气化器,以形成 (i)合成气,其至少一部分被转化为氢,用于15(d)的馏出物加氢处理器和15(e)的重油加氢处理器,以及用于燃烧联合循环发电厂燃烧气体涡轮机的合成气,还包括热回收发生器,以从燃烧气体涡轮机气体中回收热量以产生蒸汽,该蒸汽驱动蒸汽涡轮机,用于发电,以及 (ii)固体烟灰,包含来自原油进料的一部分金属污染物,该固体从每个气化器被指引以去除金属,以及 (b)将来自所述气化的所有含硫气流和权利要求16的所有单元操作指引到一个或多个气体回收单元以除去硫。 18.如权利要求16所述的处理,其中在实际产品中,硫含量通过增加或减少以下任何一个或多个到组合的量的调节来实现: (a)流(a)(i)不稳定的野生直馏石脑油或(a)(ii)硫断点切割,该流未经加氢处理, (b)流入或流出馏出物加氢处理器的流,或 (c)流入或流出重油加氢处理器的流, 其中调节是基于每个流对组合的相对硫含量的测量,以形成具有等于或低于目标硫含量限制水平的实际硫含量的燃料产物。 19.如权利要求16所述的处理,通过以下来实现 (a)向组合馈送16(a)(i)不稳定的野生直馏石脑油和16(a)(ii)硫断点切割,每个都没有添加的处理, (b)通过增加或减少以下任何一个或多个到组合的量来调节实际产品硫水平 (i)流入馏出物加氢处理器的流, (ii)流入重油加氢处理器的流,以及 (c)然后,如果出于任何原因需要将实际产品硫水平提高到目标硫水平,那么减小以下任何一个或多个到组合的量或脱硫严重性 (i)来自馏出物加氢处理器的流, (ii)来自重油加氢处理器的流 或者 (d)如果出于任何原因需要将实际产品硫水平降低到目标硫含量限制水平或低于目标硫含量限制水平,以形成具有等于或低于目标硫含量限制水平的实际硫含量的燃料产物,那么增加以下任何一个或多个到组合的量 (i)来自馏出物加氢处理器的流, (ii)来自重油加氢处理器的流。 20.如权利要求16所述的处理,其中进料的硫含量通过测定来测量,该测定指示硫断点切割的结束或硫含量在单位体积运行时的指数上升速率的开始,并使用这种剖面来控制对大气蒸馏的调节,以最大化应当不经处理而可用的16(a)(i)不稳定的野生直馏石脑油和16(a)(ii)硫断点切割的可用量,并减少应当被指引到加氢处理进行处理的流的量,以形成具有等于或低于目标硫含量限制水平的实际硫含量的燃料产物。 21.如权利要求16所述的处理,其中进料的硫含量通过测定来测量,该测定指示硫含量断点切割的结束或硫含量在单位体积运行时的指数上升速率的开始,并使用这种剖面来确定和控制要被指引到加氢处理的流的量,以形成具有等于或低于目标硫含量限制水平的实际硫含量的燃料。 22.如权利要求16所述的处理,其中用于所述大气蒸馏、真空蒸馏、溶剂分离和加氢处理操作的装置的尺寸被设计为具有处理包括来自所述操作的电池极限之外的不同来源的高硫油或其它重质渣油的附加进料的添加或备用能力,以形成具有等于或低于目标硫含量限制水平的实际硫含量的燃料,并从所述附加的重质渣油中捕获硫和金属的至少一部分。 23.如权利要求16所述的处理,其中硫含量大于目标硫含量限制水平的高硫燃油被馈送到以下一个或多个 (a)大气或真空蒸馏, (b)溶剂分离, (c)馏出物加氢处理,或者单独地或者与到所述馏出物加氢处理器的16(a)(iii)轻质馏出物、16(a)(iv)中质馏出物、16(a)(v)第一重质馏出物和16(b)(i)第二重质馏出物进料中的一个或多个组合,或者 (d)重油加氢处理器,单独地或与16(b)(i)轻质真空瓦斯油、16(b)(iii)重质真空瓦斯油和16(c)(i)脱沥青油中的一个或多个组合, 以形成具有等于或低于目标硫含量限制水平的实际硫含量的燃料。 24.如权利要求16所述的处理,其中来自与权利要求16的真空蒸馏、溶剂分离装置不同的供应源的高硫燃油或其它重质渣油被馈送到以下一个或多个,所述油或渣油具有大于目标硫含量限制水平的硫含量 (a)16(b)真空蒸馏塔,单独地或者与16(a)(vi)大气渣油组合,以产生所述16(b)(i)第二重质馏出物、16(b)(ii)轻质真空瓦斯油、16(b)(iii)重质真空瓦斯油、16(b)(iv)真空残油中的任何一个或全部的至少一部分,或者 (b)16(c)溶剂分离,单独地或者与16(b)(4)真空渣油组合,以产生16(c)(i)脱沥青油和16(c)(ii)富含金属的沥青,或者 以形成具有等于或低于目标硫含量限制水平的实际硫含量的燃料。 25.如权利要求16所述的处理,其中硫含量小于或大于目标硫含量限制水平的高硫燃油与以下一个或多个组合 (a)由16(a)(i)不稳定的野生直馏石脑油和16(a)(ii)硫断点切割形成的流,无需添加的处理,或者 (b)由馏出物加氢处理器形成的流,包括16(d)(i)野生石脑油和16(d)(ii)超低硫柴油,或者 (c)由重油加氢处理器形成的流,包括16(e)(i)野生石脑油、16(e)(ii)超低硫柴油和16(e)(iii)第二还原硫流,以形成一部分燃料,其实际硫含量等于或低于目标硫含量限制水平。 26.如权利要求16所述的处理,其中具有低金属含量和低于或高于目标硫含量限制水平的硫含量的轻致密油或凝结物,或轻致密油或凝结物的组合与以下一个或多个组合 (a)到大气或真空蒸馏、溶剂分离、馏出物加氢处理器或重油加氢处理器的进料, (b)由16(a)(i)不稳定的野生直馏石脑油和16(a)(ii)硫断点切割形成的流,无添加的处理,或者 (c)由馏出物加氢处理器形成的流,包括16(d)(i)野生石脑油和16(d)(ii)超低硫柴油,或者 (d)由重油加氢处理器形成的流,包括16(e)(i)野生石脑油、16(e)(ii)超低硫柴油和16(e)(iii)第二减少硫的流,或者 (e)由来自馏出物加氢处理器的20(c)的所有加氢处理的流出物和来自重油加氢处理器的20(d)的所有加氢处理的流出物的组合形成的单个流出物流, 以形成具有等于或低于目标硫含量限制水平的实际硫含量的燃料。 27.如权利要求16所述的处理,其中用于从来自所有单元操作的含硫气体流中去除硫的处理,其中原油进料硫含量分布包括(a)在碱性H2S或RSH硫醇型碱性硫形式中仅相对小部分的硫和(b)在更复杂的有机结构形式中相对高部分的硫,并通过由溶剂去除和通过多于一种胺或其它去除剂和溶剂在一个或多个去除单元中的反应性化学基处理来有区别地处理基本的较不复杂的形式和更复杂的形式,其中每个单元中每种除去剂的比率基于对每个单元的硫分布进行调节,以选择性地除去更少或更多的复杂含硫分子。 28.如权利要求16所述的处理,其中来自所述馏出物加氢处理器和重油加氢处理器的分离蒸汽分别被指引到共用壁式分离器,以形成公共的塔顶气体,但是被单独取出用于随后在燃料产物中的组合、作为这种组合的一部分的调节控制或其它用途。 29.根据如权利要求16所述的处理生产的燃料。 30.根据如权利要求16所述的处理生产的燃料在船用或基于陆地的引擎、燃烧气体涡轮机或燃烧加热器中的用途。 31.一种燃料,满足或超过除闪点之外的所有ISO RMA 10(ISO 2817-10)规范,其特征在于这种燃料包括一系列具有石脑油的初始沸点和其可溶于适合溶剂分离的溶剂的最高沸点组分的最高沸点的最高沸点,所述燃料具有: (a)硫含量为0.50%m/m(wt.%)或更低,优选地在0.05至0.20m/m(wt.%)的范围内, (b)金属为5.0mg/Kg(ppmwt)或更低,优选地为1.0mg/Kg(1.0ppmwt)或更低,以及 (c)小于60℃的闪点,无闪点处理。 32.如权利要求31所述的燃料,具有这些附加区别特点中的一个或多个: (a)粘度小于10cSt, (b)倾点为0(零)℃或更低, (c)15℃的密度在820至880Kg/M3的范围内, (d)CCAI低于800,以及 (e)钠为20mg/Kg或更低,优选地10mg/Kg或更低。 33.如权利要求31所述的燃料,其属于用于货船的闪点要求的SOLAS例外,或包括闪点处理以具有在60℃或更高的闪点。 34.如权利要求31所述的燃料,其基本上包括从C3或C5到大于C20的原油衍生的烃的全部范围,所述烃的初始沸点是在大气蒸馏条件下所述原油的任何馏分的最低沸点,并且最高沸点是所述原油的不溶于适于溶剂分离的溶剂的残余部分的初始沸点。 35.根据如权利要求31所述的处理生产的燃料在船用或基于陆地的引擎、燃烧气体涡轮机或燃烧加热器中的用途。 36.权利要求31的低粘度、低倾点燃料在船用引擎中的用途,以避免或减少与加热常规残油有关的能量消耗,以使得能够在加油站或海上的港口进行泵送和处理。 37.一种通过使用根据权利要求1生产的燃料减少海上船舶高于IMO规范的排放的处理,其中硫含量被调节至小于所述船舶的使用位置处的最大适用IMO规范。 38.一种通过使用根据权利要求16生产的燃料减少海上船舶高于IMO规范的排放的处理,其中硫含量被调节至小于所述船舶的使用位置处的最大适用IMO规范。 39.一种通过使用权利要求31所述的燃料减少海上船舶高于IMO规范的排放的处理。 40.一种用于减少港口或附近地点的排放的技术方法,包括: (a)通常在港口或附近的电网供电的岸上发电所产生的每千瓦时硫或金属排放量的技术分析, (b)船舶在(a)地点的船舶发电产生的每千瓦时硫或金属排放量的技术分析,然后 (c)如果(b)小于(a),那么对电网的全部或部分船上发电进行投标。 41.如权利要求40所述所述的处理,其中,如果船上发电的KWH成本大于KWH岸上成本,那么不进行40(c)的所述投标技术分析,除非被减排信用抵消。 42.一种用于抵消或减少在海上招标的船舶在海上发生的燃料成本的处理,同时在港口使用根据权利要求1生产的燃料产生的船上电力的全部或部分。 43.一种用于抵消或减少在海上招标的船舶在海上发生的燃料成本的处理,同时在港口使用根据权利要求16生产的燃料产生的船上电力的全部或部分。 44.一种用于抵消或减少在海上招标的船舶在海上发生的燃料成本的处理,同时在港口使用权利要求31所述的燃料产生的船上电力的全部或部分。
法律状态: 公开,公开,公开,公开,公开,公开