轻致密油和高硫燃油的燃料成分

提供了从常规炼油厂通常不太理想的烃源,诸如轻致密油和高硫燃油,制备低硫燃料的方法,他们将原油分成各种不同的产品,并且可能更喜欢存在宽范围(C3或C5至C20或更高)的烃。这些燃料能够通过将进料分离成未经处理和经处理的流,然后重新组合它们来生产。这些燃料也能够通过以所要求的选定方式组合轻、中和重范围组分来配制。不仅硫含量低,而且本发明的燃料氮含量也低,并且基本上不含金属。燃料使用应用包括大型海上运输船,但也包括岸上的大型基于陆地的燃烧气体涡轮机、锅炉、燃烧加热器以及运输车辆和火车。

专利类型: 发明专利
申请(专利)号: CN201680086761.0
申请日期: 2016年10月18日
公开(公告)日: 2019年7月23日
公开(公告)号: CN110050056A
主分类号: C10G69/04,C10G69/00,C,C10,C10G,C10G69
分类号: C10G69/04,C10G69/00,C,C10,C10G,C10G69
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: 1.一种用于转化含有硫和金属的烃类进料以形成燃料的处理,其特征在于那种进料包括轻致密油和高硫燃油,所述处理包括 (a)将一种或多种高硫燃油(41)馈送到渣油加氢转化区(401)并在沸腾床反应器中在催化剂存在的情况下在渣油加氢转化条件下使这种油与氢气接触,以形成 (1)反应器区流出物,被分离成加氢转化液体(411)以及包括氢和硫的吹扫气体(420), (2)未转化的油(409),被指引到溶剂分离(301),以形成(A)可溶脱沥青油(311),其被再循环至所述加氢转化区(401),或者单独地或者与添加的高硫燃油组合,馈送到所述反应器,和(B)不溶沥青(351),被指引到沥青处理(501),以及 (b)将轻致密油(1)的全部或一个或多个部分与所述加氢转化液体(411)混合,以形成燃料(600)。 2.如权利要求1所述的处理,其中将轻致密油分馏,以除去塔顶静止气体,留下分馏塔底物,该塔底物与所述加氢转化液体组合,以形成燃料。 3.如权利要求1所述的处理,其中高硫燃油被直接馈送到所述溶剂分离,或者与所述反应器未转化的油组合,用于馈送到溶剂分离。 4.如权利要求1所述的处理,其中高硫燃油与所述可溶脱沥青油混合,用作所述反应器的进料的一部分。 5.如权利要求1所述的处理,其中所述燃料具有宽范围的烃,包括从形成所述燃料的所述轻致密油中最低沸点的那些烃直至来自溶剂分离的、随后通过加氢处理或加氢转化进行处理并形成所述燃料的一部分的流出物的最大沸点。 6.如权利要求1所述的处理,其中轻致密油被分馏,以除去塔顶静止气体,以形成包括石脑油范围烃和较高沸点塔底馏分的上部区较轻馏分,并且这种较轻馏分的至少一部分在重整条件下与氢气接触,以形成轻质经处理的流,并且所述较高沸点的塔底馏分形成所述燃料的一部分。 7.如权利要求1所述的处理,其中所述反应区流出物通过真空分馏被分离成两个或更多个经处理的液体馏分,这些馏分中硫含量高于目标硫含量的至少一个作为进料的一部分被指引到所述渣油加氢转化区反应器或作为进料的一部分被指引到溶剂分离。 8.如权利要求1所述的处理,其中所述反应区流出物通过真空分馏被分离成多于一种加氢转化液体馏分,并且这些馏分中硫含量高于目标硫含量的至少一个被指引到加氢处理区,以在加氢处理条件下在催化剂存在的情况下与氢接触,以形成硫含量低于目标硫含量的减少硫的加氢处理流,并且所述加氢处理的流与得自轻致密油和其它加氢转化液体的所述未经处理的流以调节燃料硫所需的量组合,以制备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,其中所述渣油加氢转化区将渣油加氢转化反应器与重油范围加氢处理器和馏分加氢处理器集成,将一个或多个气体和液体分离器、氢气流、吹扫气体、硫回收步骤和常见的处理液回收集成。 10.如权利要求1所述的处理,其中所述渣油加氢转化区将渣油加氢转化反应器与重油范围加氢处理器和馏出物加氢处理器结合,将一个或多个气体和液体分离器、氢气流、吹扫气体和硫回收步骤集成,但具有分开的处理液回收,以使得能够测量每个分开的流的硫含量并调节到组合区的流的量,以便形成具有等于或低于目标硫含量的实际硫含量的燃料。 11.如权利要求1所述的处理,其中所述轻致密油进料具有45至55度范围内的密度API,并且所述高硫燃油具有14至21度范围内的密度API,所述加氢转化液体具有26至30度范围内的密度API,并且所述组合燃料产品具有37至43度范围内的密度API和小于0.5wt.%硫的硫含量。 12.如权利要求1所述的处理,其中形成单一产品燃料。 13.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规范或燃烧气体涡轮机的涡轮机制造商规范内的目标硫含量。 14.根据如权利要求1所述的处理生产的燃料。 15.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。 16.一种用于转化包括硫和金属的一种或多种烃类进料的方法,其特征在于所述转化被指引到单一液体燃料产物,所述方法包括: (a)将所述进料(2,3)通过大气(100)和真空蒸馏(200)分离成 (i)轻质塔顶静止气体(6), (ii)硫断点处或以下的液体馏分(16),以及 (iii)高于硫断点的馏分,包括 (A)包括硫的馏出物范围馏分(24,26,28,32) (B)包括硫的真空瓦斯油范围馏分(36,38)以及 (C)包括硫(50)的真空渣油,以及 相关联的包括硫的吹扫气体 (b)作为未经处理的液体,将硫断点(10)处或以下的液体馏分指引到组合区(600) (c)将16(a)(iii)(A)馏出物范围馏分(20)指引到馏出物加氢处理器(430)并将16(a)(iii)(B)真空瓦斯油馏分(39)指引到真空瓦斯油加氢处理器(460),用于在加氢处理条件下在催化剂存在的情况下利用氢气的添加进行接触,以形成 (1)一种或多种经处理的液体(65,75),它们被指引到组合区(600),以及 (2)包括硫的吹扫气体(428) (d)将16(a)(iii)(C)真空渣油(50,57)指引到沸腾渣油加氢转化(490),用于在加氢处理条件下在催化剂存在的情况下利用氢气的添加进行接触,以形成 (1)一种或多种经处理的液体(85),它们被指引到所述组合区(600) (2)包括硫的吹扫气体(428) (3)未转化的油(409),被指引到溶剂分离(301) 以形成 (A)可溶脱沥青油(311),其或者单独地或者与真空渣油(50)组合,被指引到所述渣油加氢转化(490),以及 (B)不溶沥青(351),被指引到沥青处理(501)(e)将所述未经处理的液体(10)与所述经处理的液体(65,75,85)组合,以形成实际硫含量等于或低于目标硫含量的燃料(600)。 17.如权利要求16所述的处理,其中所述沥青在一个或多个气化器中燃烧,以生成电力和用于所述加氢处理和用于捕获在被除去的气化器固体中的所述金属的至少一部分的氢的至少一部分。 18.如权利要求16所述的处理,其中所述沥青在一个或多个锅炉中或者单独地或者与稀释剂一起燃烧,用于生成电力和蒸汽,所述锅炉具有从烟道气和其它处理气体中减少或去除硫和金属的辅助设施,以及氢气产生单元,其可以在氢源中使用这种锅炉蒸汽的至少一部分,所述氢源包括具有变压吸收单元的天然气蒸汽裂解器。 19.如权利要求16所述的处理,其中所述沥青用于沥青生产或作为焦化器进料。 20.如权利要求16所述的处理,其中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,被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,以控制在目标硫含量处或以下的实际硫含量。 21.如权利要求16所述的处理,其仅具有大气蒸馏和真空蒸馏、加氢处理、渣油加氢转化和溶剂分离中的一种或多种的五个主要单元操作,并且,除了用于燃烧渣油、用于产生氢气和处理公用设施、用于捕获金属和硫的所需辅助设施之外在加氢处理或渣油加氢转化的下游没有烃处理操作,其中包括硫的所有气体都被指引到一个或多个常见的硫回收单元。 22.如权利要求16所述的处理,其中所述原油进料的基本上所有烃组合物被分离成馏分,但随后重新组合以形成所述燃料,所述燃料是一种液体燃料产物,而不是多种烃产物,除了包括(i)蒸馏的轻质塔顶静止气体、(ii)所述沥青和(iii)用于硫或金属回收的流中的那些的烃组合物之外,所述燃料包括烃的组合,从来自所述大气蒸馏的所述未经处理的液体馏分的最低沸点部分到来自溶剂分离的、随后通过加氢处理或加氢转化被处理并形成所述燃料的一部分的流出物的最高沸点部分。 23.如权利要求16所述的处理,其中至少一种加氢处理的蒸汽是具有小于10ppmwt的硫的超低硫流,并且未经处理的馏分具有超过目标硫含量的硫含量并且所述未经处理的馏分用作调节对照时,通过将所述未经处理的馏分的量减少或添加到所述组合中,以形成具有等于或低于目标硫含量的实际硫含量的燃料。 24.如权利要求16所述的处理,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,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。 25.如权利要求16所述的处理,其中所述渣油加氢转化和加氢处理区包括分离的馏出物加氢处理反应器、重油加氢处理反应器和渣油加氢转化反应器,每个反应器形成分离的经处理的流出物,并且每个经处理的流出物分别被指引到共用壁分离器,以形成包括硫的常见塔顶气体以及与每个反应器处理的流出物相关联的一种或多种分离的还原气体液体,这些液体以基于其相应硫含量的速率被单独地从所述分离器中取出并且被指引到或者(a)与所述未经处理的液体流的所述组合,以形成具有等于或低于目标硫含量的实际硫含量的燃料,或(b)保留存储,用于随后的燃料硫含量的调节控制。 26.如权利要求16所述的处理,其中由于至少部分地由氢气添加引起的体积增加,输出产品燃料的体积可以超过输入进料的总体积。 27.如权利要求16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规范或燃烧气体涡轮机的涡轮机制造商规范内的目标硫含量。 28.根据如权利要求16所述的处理生产的燃料。 29.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。 30.一种衍生自组合轻致密油和经处理的高硫燃油的燃料,其中所述高硫燃油通过渣油加氢转化进行处理,所述燃料具有0.5wt.%或更少的实际硫含量,包括一系列原油衍生的烃,从大约C5至大约C20或更高,所述烃的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、随后通过或者加氢处理或者加氢转化被处理并形成所述燃料的一部分的流出物的最高沸点部分。 31.一种用于集成大气和真空蒸馏、溶剂分离、加氢处理和加氢转化以生产燃料组成部分的处理,其特征在于这种处理的集成将进料分离成流,处理分离的流的一个或多个部分,然后重新组合经处理和未经处理的流,以形成燃料,其初始沸点是在所述燃料中组合的未经处理的流中任何馏分的最低沸点,并且最高沸点是来自溶剂分离的、随后通过或者加氢处理或者加氢转化被处理并形成所述燃料的一部分的流出物的最高沸点部分,其中所述处理包括 (a)将包括硫和金属污染物的轻致密油(3)和原油(2)馈送到大气蒸馏塔(100)并将进料分离成轻质塔顶气体(6)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(30,37)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(30) (c)将(b)(iv)真空渣油(50,57)馈送到渣油加氢转化区(490),在催化剂存在的情况下在渣油加氢转化条件下在沸腾床反应器系统中加入氢,该反应器系统具有包括在集成区(401)内的真空蒸馏的液体回收,以形成 (i)加氢转化液体(85),其包括(A)石脑油、(B)加氢转化的全部或部分中间馏出物产物,和(C)集成区(401)内的加氢转化的全部或部分真空瓦斯油产物,以及相关联的包括氢和硫的吹扫气体 (ii)未转化的油(409),其被指引到溶剂分离(301),以形成(A)可溶脱沥青油(311),其作为进料再循环到所述加氢转化反应器(490),或者单独地或者与添加的高硫燃料组合,馈送到所述加氢转化反应器,和(B)基本上不溶的富含金属的沥青(351),其被指引到沥青处理(501),和 (d)向馏出物加氢处理器(430)馈送流(20),包括(a)(iii)轻质馏出物、(a)(iv)中质馏出物、(a)(v)第一重质馏出物和(b)(i)第二重质馏出物流,并向馏出物加氢处理器(430)指引,根据硫含量控制的需要,在集成区(401)内形成的加氢转化的馏出物范围产物的一部分,用于在加氢处理条件下在催化剂存在的情况下利用氢的添加进行接触,以形成流(65),包括 (i)野生石脑油 (ii)超低硫柴油,这是由包括(a)(iii)轻质馏出物、(a)(iv)中质馏出物、(a)(b)第一重质馏出物和(b)(i)第二重质馏出物的、经处理的馏出物蒸汽与集成区(401)内加氢转化的馏出物范围经处理的(c)(i)(B)中间馏出物产物的组合形成的减少硫的流 以及相关联的副产物,包括 (iii)包含硫的气体流,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,并作为氢添加剂再循环, (e)向重油加氢处理器(460)馈送流(39),包括(b)(ii)轻质真空瓦斯油、(b)(iii)重质真空瓦斯油,并且将集成区(401)内加氢转化的(c)(i)(C)真空瓦斯油产物的一部分指引到重油加氢处理器(460),用于在加氢处理条件下在催化剂存在的情况下利用氢的添加进行接触,以形成流(75),包括 (i)野生石脑油 (ii)超低硫柴油,这是从包括(b)(ii)轻质真空瓦斯油(36)、(b)(iii)重质真空瓦斯油(38)的经处理的馏出物蒸汽与衍生自集成区(401)内的加氢转化的真空瓦斯油产物的加氢处理部分(c)(i)(C)组合的第一部分形成的第一减少硫的流,和 (iii)从包括(b)(ii)轻质真空瓦斯油(36)、(b)(iii)重质真空瓦斯油(38)的经处理的馏出物蒸汽与衍生自集成区(401)内的加氢转化的真空瓦斯油产物的加氢处理部分(c)(i)(C)组合的第二部分形成的第二减少硫的流, 以及相关联的副产物,包括 (iv)含硫的气流,包含硫化氢 (v)富含氢的废气(428),其至少一部分被处理以除去硫,并作为氢添加剂再循环,以及 (f)通过以所述燃料(600)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品(600) (i)流(a)(i)不稳定的野生直馏石脑油和(a)(ii)硫断点切割而没有添加处理(10),与 (ii)来自馏出物加氢处理器(65)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,与 (iii)来自重油加氢处理器(75)的流,其包括(e)(i)野生石脑油、(e)(ii)超低硫柴油和(e)(iii)第二还原硫物流,与 (iv)来自加氢转化(85)的流,其包括(c)(i)加氢转化的液体。 32.如权利要求31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31(c)(i)(B)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31(c)(ii)的部分氧化的气化器,以形成 (1)合成气,其至少一部分被转化为氢,用于31(d)的馏出物加氢处理器和31(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 (2)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31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。 33.如权利要求31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)流入或流出加氢转化反应器的流, (b)流入或流出馏出物加氢处理器的流, (c)流入或流出重油加氢处理器的流,或 (d)包括一种或多种轻致密油的流,(a)(i)不稳定的野生直馏石脑油或(a)(ii)硫断点切割,这些流未经受加氢转化或加氢处理 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。 34.如权利要求31所述的处理,通过以下来实现 (a)向组合馈送31(a)(i)轻致密油,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, (iii)到加氢转化的流,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, (iii)来自加氢转化的流。 35.如权利要求31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31(a)(i)不稳定的野生直馏石脑油和31(a)(ii)硫断点切割的可用量,并减少应当被指引到加氢处理或加氢转化进行处理的流的量,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。 36.如权利要求31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或加氢转化的流的量,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。 37.如权利要求31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。 38.根据如权利要求31所述的处理生产的燃料,其中目标硫含量限制水平为0.25wt.%或更低的硫,并且所述燃料的金属为100ppmwt或更低,并且低氮。 39.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。 40.一种对于作为燃料有用的配方组合,其特征在于通过组合(L)+(M)+(H)的一系列烃组分而形成所述燃料,并且基于100体积百分比总量确定结果所得的组合,如下: (a)(L)%+(M)%+(H)%=100%和 (b)(L)%=(H)%=(100%-(M)%)/2)和 (c)如果(M)%为零或小于100%,那么其余为(L)%/(H)%,比率为0.4/1至0.6/1, 其中这种组合的燃料(1)密度在15℃为820至880Kg/M3,(2)硫含量为0.25wt.%或更低,并且(3)金属含量为40ppmwt或更低。 41.如权利要求40所述的燃料,其中(M)以10-90%存在,并且其余为比率为0.4/1-0.6/1的(L)/(H)。 42.如权利要求40所述的燃料,其中(M)以20-80%存在,并且其余为比率为0.4/1-0.6/1的(L)/(H)。 43.如权利要求40所述的燃料,其中(M)以30-70%存在,并且其余为比率为0.4/1-0.6/1的(L)/(H)。 44.如权利要求40所述的燃料,其中硫是0.1wt.%或更少,金属含量是25ppmwt或更少。 45.一种对于作为燃料有用的配方组合,其特征在于它是通过组合(L)+(M)+(H)的一系列烃所形成的,并且对于100体积百分比总和,结果所得的组合的(M)范围组分的体积为30%至70%,其余为相等份数的(L)和(H),(L)/(H)的比率为0.9/1至1/0.9,并且燃料堆积密度在15℃为820至880Kg/M3,总硫为0.25wt.%或更少,金属为40ppmwt或更少。 46.如权利要求45所述的燃料,其中(M)的体积范围为40%-60%,其余基本上是相等份数的(L)和(H)。 47.如权利要求45所述的燃料,其中总硫为0.1wt.%或更少,金属为25ppmwt或更少,所述燃料包括来自轻致密油和加氢转化的高硫燃油的组合的燃料,所述燃料的初始硫沸点是所述油在大气蒸馏条件下的任何馏分的最低沸点,并且最高沸点是所述高硫燃油的可溶于适于溶剂分离的溶剂中的残余部分的最高沸点。 48.一种对于作为燃料有用的配方组合,其特征在于是通过组合(L)+(M)+(H)的一系列烃而形成的,并且结果所得的组合具有以下特性: (a)硫为0.05wt.%(500ppmwt)至0.1wt.%(1000ppmwt), (b)在15℃时密度为820至880Kg/M3, (c)总金属量为25ppmwt或更少, (d)HHV从43.81到45.15MJ/kg,以及 (e)LHV从41.06到42.33MJ/kg。 49.如权利要求48所述的燃料,其中具有一个或多个以下附加特性: (a)50℃时的运动学粘度小于10mm2/s,其中1mm2/s=1cSt, (b)碳残留范围为0.32至1.5, (c)存在的胶少于5, (d)氧化稳定性大约为0.5,以及 (e)酸值小于0.05mg KOH/克。 50.一种配制的燃料,包括轻致密油和加氢转化反应流出物,所述燃料具有一系列烃,从石脑油的初沸腾到不溶于庚烷溶剂的最高沸点油的终点,用于所述加氢转化反应器的进料的溶剂分离制备,密度在15℃为820至880Kg/M3,硫为0.1wt.%或更低,金属为25ppmwt或更低。
法律状态: 公开,公开,公开