CN104718010A - 用于热制液体的脱挥发的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于热制液体的脱挥发以升高闪点的方法和系统。各种方法和设备能够用来有效地降低挥发性成分，例如刮膜蒸发器、降膜蒸发器、闪蒸塔、填充塔和脱挥发容器或箱。

Description

用于热制液体的脱挥发的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年8月24日提交的美国临时申请No.61/693156的优先权。上述相关申请通过引用完整地结合到本文中。
本公开涉及美国专利No.7572365美国专利No.7572362、美国专利No.7270743、美国专利No.8105482、美国专利No.8062503、美国专利No.7905990、美国专利No.8097090以及美国专利No.5792340。美国专利No.7572365、美国专利No.7572362、美国专利No.7270743、美国专利No.8105482、美国专利No.8062503、美国专利No.7905990、美国专利No.8097090以及美国专利No.5792340通过引用完整地结合到本文中。
技术领域
本公开一般涉及热制液体(thermally produced liquid)的脱挥发(devolatilization)以提高闪点(flash point)。更具体来说，本公开针对有效并且有选择地降低从生物质和石油材料的热转换所产生的液体的挥发性成分的方法和设备。
背景技术
生物质对人类历史的大部分时间一直是主要能量源。在19世纪后期和20世纪，全球来源于生物质的能量的比例下降，因为化石燃料的商业发展和利用出现，以及煤和石油产品的市场占优势。然而，全球能量的大概15％继续来源于生物质，以及在发展中国家，生物质的份额以38％高出许多。另外，对于化石燃料的利用对环境的影响有了新认识。具体来说，公众更关心和察觉产生于化石燃料的消耗的温室气体的增加。
诸如木材、木渣和农业残余物之类的生物质能够通过热或催化转换来转换成有用产品、例如燃料或化学品。热转换的示例是高温分解，其中生物质通过基本上没有氧的热作用来转换成液体和炭连同气态联产品。在一般意义上，高温分解是通过热作用将生物质转换成液体和/或炭，通常没有涉及主要转换单元中的生物质给料的任何直接燃烧。
在历史上，高温分解是比较缓慢的过程，其中所产生液体产品是粘性焦油和“焦木”液。常规缓慢高温分解通常在低于400℃的温度下并且范围在从数秒至数分钟甚至数小时的长处理时间发生，主要目的是主要产生木炭并且产生作为副产品的液体和气体。
在20世纪70年代后期，当研究人员注意到轻质易流动液体的极高产率从生物质是可能时，发现更现代形式的高温分解或者迅速热转换。实际上，如果允许转换在通常少于5秒的极短时间段发生，则接近木质生物质材料的输入重量的大约80％的液体产率是可能的。
来自这个迅速高温分解的同质液体产品具有轻至中石油燃料油的外观，其能够被认为是再生油。再生油作为锅炉、工业熔炉中的清洁可控燃烧的燃料以及供柴油和固定涡轮机中使用的燃料是适合的。这与缓慢高温分解(其以极低产率产生稠的低质量二相焦油-水混合物)形成鲜明对比。
实际上，生物质的短停留时间高温分解使其有机材料的主要部分瞬时变换为汽相。这个汽相包含非冷凝气体(包括甲烷、氢、一氧化碳、二氧化碳和烯烃)以及可冷凝蒸汽。正是可冷凝蒸汽构成最终液体产品，以及这个材料的产率和值是下游捕获和恢复系统的方法及效率的强函数。
若干方法和系统能够用来产生迅速或快速高温分解液体，例如流体传输反应器、起泡流体床反应器、旋转圆锥和螺丝钻系统，这里只列举几个。给定存在对绿色燃料备选方案的不断增加全球要求的事实，对这些热制液体的需求将增加。这些液体的性质应当为了实现适当传输、环境、操控和商业应用而检查并且潜在地改变。与液体传输和适当操控实践根本相关的一种液体性质是闪点。
液体的闪点的量度是易燃性的常用测定，并且通过能够储存和操控材料的最大温度来指示。如果闪点过低，则使燃料易遭受闪光和可能的点燃。材料的某些性质一般不受闪点的变化影响，例如自燃温度、燃料注入和燃烧性能。在许多管辖范围，在闪点高于或低于某个阈值时如何处理材料方面存在显著差异。这个阈值通常在如Pensky-Martens闭杯闪点试验器(例如ASTM D-93)所测量的55-62℃的范围中。
从生物质和其他碳质材料的热转换所产生的液体是许多不同化学化合物的复杂混合物。这些化合物的每个具有不同闪点，并且因此可影响产品的易燃分类。例如，已知快速高温分解油包含乙醛，其闪点为-39℃。这个材料的小浓度、例如总共1wt％能够对闪点结果具有实质影响。
如果对高温分解液体的样本记录低闪点，则它可能没有真实地指示整个产品的可燃性。例如，快速高温分解油通常包含15-30wt％水，其在没有被采取以确保易燃性的特定措施的情况下趋向于抑制可燃性。这些措施可包括加热、原子化、支持火焰的供应和/或另一种形式的热源等。因此，低闪点测量可能对于易燃性不合理地分类这些液体，因为测量仅反映总产品的小部分的闪点。
有选择地从热转换液体、包括快速高温分解油中去除挥发性成分的部分或全部的能力对于产品的分类会是重要的，使得在最广泛的意义上对传输和操控是可接受的。
发明内容
在某些实施例中，本发明涉及一种通过起始液体的脱挥发来增加起始液体的闪点的方法，其中起始液体从热转换来产生，该方法包括：向第一第一组件供应起始液体；将第一组件加热到20℃至200℃的范围的温度；得到经处理的液体产品，其中经处理的液体与起始液相比具有增加闪点和降低的挥发性成分的浓度；以及得到挥发性成分产品。
在某些实施例中，本发明涉及一种通过起始液体的脱挥发来增加起始液体的闪点的方法，其中起始液体从热转换来产生，该方法包括：向包括刮膜蒸发器(wiped film evaporator)、降膜蒸发器(falling filmevaporator)、填充塔(packed column)、脱挥发箱(devolatilization tank)、出口的第一组件供应起始液体，其中出口包括碳过滤器系统、出口，其中出口包括擦洗器、出口，其中出口包括过滤器系统、搅拌器(其中搅拌器配置成改进脱挥发的速率)、循环泵(其中循环泵配置成改进脱挥发的速率)或者在真空的影响下进行操作的设备。
在某些实施例中，本发明涉及一种用于热转换的系统，包括：馈送系统；反应器；以及多个冷凝室，其中多个冷凝室的一个或多个的温度调整成大于30℃的温度，例如在30至50℃、30至60℃或者40至75℃的范围中的温度。
在某些实施例中，本发明涉及将经过脱挥发处理的液体材料引入至少第二系统或设备中供进一步处理，例如精炼系统、流态化催化裂化器(FCC)、FCC精炼系统、炼焦器、焦化单元、现场升级单元、加氢器、氢处理单元、氢化裂解器、氢化裂解单元或者脱硫单元。在某些实施例中，本发明涉及经由注入、馈送或联馈(co-feeding)脱挥发液体材料将经过脱挥发处理的液体材料经由混合区、喷嘴、改型端口、改型喷嘴、速度流线或即时抽头(live-tap)来引入至少第二系统或设备中。
在某些实施例中，本发明涉及通过将石油馏分给料和脱挥发液体产品联注(co-injecting)到至少第二系统或设备中进一步处理脱挥发液体材料，其中联注包括联馈、单独或独立引入、注入、馈送或联馈石油馏分给料和脱挥发液体产品。
在某些实施例中，本发明涉及通过将再生燃料油和脱挥发液体产品联注到至少第二系统或设备中进一步处理脱挥发液体材料，其中联注包括联馈、单独或独立引入、注入、馈送或联馈再生燃料油和脱挥发液体产品。
在某些实施例中，本发明涉及一种处理方法，包括：将脱挥发液体材料引入流态化催化裂化器中，其中脱挥发液体材料通过热转换生物质、石油材料或者它们两者来产生，以形成起始液体；将起始液体供应给第一组件；将第一组件加热到20℃至200℃的范围中的温度；得到脱挥发液体材料，其中脱挥发液体材料相对于所述起始液体具有升高的闪点温度和降低的挥发性成分的浓度；以及得到挥发性成分产品。
附图说明
作为本说明书的组成部分来包含的附图示出当前优选实施例，以及连同以上给出的一般描述和以下给出的优选实施例的详细描述一起用来说明和讲授本公开的原理。
图1示出按照一个实施例、产生原液体(primary liquid)供与本系统配合使用的示范热转换单元。
图2示出按照一个实施例、供与本系统配合使用的示范刮膜蒸发器系统。
图3示出按照一个实施例、供与本系统配合使用的示范降膜蒸发器系统。
图4示出从热转换单元来接收液体的填充塔系统。
图5示出使用剥离系统(stripper system)为脱挥发保持容器中的热制液体的方法。
图6示出利用调节系统的本公开的一实施例。
应当注意，附图不一定按比例绘制，并且相似结构或功能的元件为了便于说明而一般在附图中通篇通过相似参考标号来表示。还应当注意，仅预计附图促进本文所述的各个实施例的描述。附图不一定描述本文所公开技术的每一方面，并且并不限制权利要求书的范围。
具体实施方式
本公开一般涉及热制液体的脱挥发以提高闪点。更具体来说，本公开针对有效并且有选择地降低从生物质和石油材料的热转换所产生的液体的挥发性成分、从而引起闪点的增加的方法和设备。
液体的闪点的量度是易燃性的常用测定，并且通过能够储存和操控材料的最大温度来指示。如果闪点过低，则使液体易遭受闪光和可能的点燃。材料的某些性质一般不受闪点的变化影响，例如自燃温度、燃料注入和燃烧性能。在许多管辖范围，在闪点低于某个阈值时如何处理材料方面存在显著差异。这个阈值通常在如Pensky-Martens闭杯闪点试验器(例如ASTM D-93)所测量的55-62℃的范围中，并且因此优选的是具有大于60℃的闪点。
诸如木材、木渣和农业残余物之类的生物质能够通过热或催化转换来转换成有用产品、例如燃料或化学品。热转换的示例是高温分解，其中生物质通过基本上没有氧的热作用来转换成液体和炭连同气态联产品。
再生燃料是从再生资源所产生的燃料。示例包括生物燃料(例如用作燃料的植物油)、乙醇、来自生物质的甲醇或者生物柴油和氢燃料(当采用再生过程来产生时)、热化学制液体和催化转换生物质成液体。
本系统针对从产生于生物质的热转换、例如高温分解的那些液体中有效地降低挥发性成分的方法和设备。一种这样的示例是再生油，其在400至600℃的条件下以少于10秒的处理停留时间、在具有或者没有催化剂的作用的情况下从生物质的快速热转换来产生。催化剂的示例是ZSM-5或另一FCC催化剂。
挥发性成分通常由低分子量醛、酮和有机酸来组成。
各种方法和设备能够用来有效地降低挥发性成分，例如刮膜蒸发器、降膜蒸发器、闪蒸塔(flash column)、填充塔和脱挥发容器或箱。在使用所公开方法和系统的处理之后，得到一种液体产品，其满足如Pensky-Martens闭杯闪点试验器(例如ASTM D-93)所测量、高于55-62℃的闪点的阈值要求。
刮膜蒸发器具有良好热和质量传递、温度控制以及短接触时间的优点。将要脱挥发的液体通常进入单元顶部并且经过旋转分配系统落下，其将实现蒸发器表面上的液体的均匀施加膜。旋转系统上的刮水片创建薄膜，并且还用来将流体沿内壁向下移动。产生的脱挥发蒸汽退出蒸发器，并且能够独立地被处置或冷凝以及收集。脱挥发液体底部产物沿蒸发器向下流动并且流经端口，其中它在需要时立即被冷却，以确保对液体产品的最小有害影响。
按照一个实施例，将热制液体或再生油导向刮膜蒸发器(图2详述的示例)。单元中的短接触时间以及表面温度和系统压力的准确控制实现液体的适当脱挥发，同时降低对液体产品的任何负面影响。在适当条件下，挥发性成分能够使用刮膜蒸发器有效地去除，同时使对产品液体的任何有害热影响为最小，同时还将闪点温度提高到高于55-62℃的阈值。优选地，闪点温度提高到高于60℃。更优选地，闪点温度提高到高于62℃。按照一个实施例，刮膜蒸发器的温度调整成得到小于200℃的范围(例如20℃与200℃之间的范围)的液膜温度。在一优选实施例中，刮膜蒸发器的温度调整成小于150℃(例如在20与150℃之间的范围)、更优选地在小于100℃的范围(例如20与100℃之间的范围)。
按照一备选实施例，热制液体或再生燃料在真空的影响下导向刮膜蒸发器，以及刮膜蒸发器的温度调整到小于200℃的范围(例如20与200℃之间的范围)、优选地在小于150℃的范围(例如20与150℃之间的范围)以及更优选地在小于100℃的范围(例如20与100℃之间的范围)。
按照一个实施例，刮膜蒸发器在真空的影响下操作，并且在10至100mmHg的范围中调整，其中热制液体温度为10至50℃。
按照一个实施例，刮膜蒸发器在真空的影响下操作，并且在100至350mmHg的范围中调整，其中热制液体温度为10至100℃。
按照一个实施例，刮膜蒸发器在真空的影响下操作，并且在10至750mmHg的范围中调整，其中热制液体温度为10至200℃。
可用来实现脱挥发的另一个蒸发器系统采用降膜蒸发器。将要脱挥发的液体经过单元顶部来引入，以及由于重力，液体沿单元向下、优选地按照连续膜流动。为了增加表面积，管子能够与施加到管壁的热配合用来发起和控制蒸汽产生的程度。液相与汽相的分离在管子中发生。通过产生向下速度(其进一步缩短液体停留时间并且由此降低负面影响产品液体的性质的可能性)，所产生的蒸汽量能够正面影响液膜。真空能够施加到系统以实现充分脱挥发，同时使原本可能负面影响液体的表面温度为最小。在适当条件下，挥发性成分能够使用降膜蒸发器有效地去除，同时使对产品液体的任何有害热影响为最小，同时还将闪点温度提高到高于55-62℃的阈值。优选地，闪点温度提高到高于60℃。更优选地，闪点温度提高到高于62℃。
按照一个实施例，将热制液体或再生燃料导向降膜蒸发器(图3详述的示例)，以及温度调整到小于200℃的范围(例如20与200℃之间的范围)、优选地在小于150℃的范围(例如20与150℃之间的范围)以及更优选地在小于100℃的范围(例如20与100℃之间的范围)。
按照一个实施例，热制液体或再生燃料在真空的影响下导向降膜蒸发器，以及降膜蒸发器的温度调整到小于200℃的范围(例如20与200℃之间的范围)、优选地在小于150℃的范围(例如20与150℃之间的范围)以及更优选地在小于100℃的范围(例如20与100℃之间的范围)。
按照一个实施例，降膜蒸发器在真空的影响下操作，并且在10至100mmHg的范围中调整，其中热制液体温度为10至50℃。
按照一个实施例，降膜蒸发器在真空的影响下操作，并且在100至350mmHg的范围中调整，其中热制液体温度为10至100℃。
按照一个实施例，降膜蒸发器在真空的影响下操作，并且在10至750mmHg的范围中调整，其中热制液体温度为10至200℃。
可用来实现液体的脱挥发的另一个系统是填充塔。填充塔利用管子、管道或容器，其包含增强热和质量传递的某种形式的填充材料。填充材料能够随机放置或者结构化填充。塔能够在真空的影响下运行。在适当条件下，挥发性成分能够使用填充塔有效地去除，同时使对产品液体的任何有害热影响为最小，同时还将闪点温度提高到高于55-62℃的阈值。优选地，闪点温度提高到高于60℃。更优选地，闪点温度提高到高于62℃。
按照一个实施例，热制液体或再生燃料在真空的影响下导向填充塔(图4详述的示例)，以及填充塔的温度调整到小于200℃的范围(例如20与200℃之间的范围)、优选地在小于150℃的范围(例如20与150℃之间的范围)以及更优选地在小于100℃的范围(例如20与100℃之间的范围)。
按照一个实施例，填充塔在真空的影响下操作，并且在10至100mmHg的范围中调整，其中热制液体温度为10至50℃。
按照一个实施例，填充塔在真空的影响下操作，并且在100至350mmHg的范围中调整，其中热制液体温度为10至100℃。
按照一个实施例，填充塔在真空的影响下操作，并且在10至750mmHg的范围中调整，其中热制液体温度为10至200℃。
热制液体经过填充塔循环某个时长，使得液体的闪点温度提高到高于55至62℃。优选地，闪点温度提高到高于60℃。更优选地，闪点温度提高到高于62℃。
按照一个实施例，热制液体或再生燃料在真空的影响下导向脱挥发箱或容器，以及脱挥发箱或容器的温度调整到小于200℃的范围(例如20与200℃之间的范围)、优选地在小于150℃的范围(例如20与150℃之间的范围)以及更优选地在小于100℃的范围(例如20与100℃之间的范围)。
按照一个实施例，热制液体或再生燃料在正顶部空间通风的影响下导向脱挥发箱或容器，以及脱挥发箱或容器的温度调整到小于200℃的范围(例如20与200℃之间的范围)、优选地在小于150℃的范围(例如20与150℃之间的范围)以及更优选地在小于100℃的范围(例如20与100℃之间的范围)。
按照一个实施例，脱挥发箱或容器在真空的影响下操作，并且在10至100mmHg的范围中调整，其中热制液体温度为10至50℃。温度可通过使用循环回路中的热交换器和/或箱中的夹套和/或线圈来控制(加热或冷却)。
按照一个实施例，脱挥发箱或容器在真空的影响下操作，并且在100至350mmHg的范围中调整，其中热制液体温度为10至100℃。温度可通过使用循环回路中的热交换器和/或箱中的夹套和/或线圈来控制(加热或冷却)。
按照一个实施例，脱挥发箱或容器在真空的影响下操作，并且在10至750mmHg的范围中调整，其中热制液体温度为10至200℃。温度可通过使用循环回路中的热交换器和/或箱中的夹套和/或线圈来控制(加热或冷却)。
按照一个实施例，脱挥发箱或容器保持在10至100℃，同时在箱的液体上方的顶部空间具有空气或其他气体(例如氮、合成气体、热制副产品气体等)的流动。气体的流动调整成允许每小时0.01至2容积变化以及更优选地为每小时1至5容积变化。温度可通过使用循环回路中的热交换器和/或箱中的夹套和/或线圈来控制(加热或冷却)。
热制液体在脱挥发箱或容器中保留某个时长，使得液体的闪点温度提高到高于55至62℃。优选地，闪点温度提高到高于60℃。更优选地，闪点温度提高到高于62℃。
按照一个实施例，将从容器所发展的挥发性成分导向漏斗(flare)。
在另一实施例中，箱或容器与通风孔上的激活碳过滤器系统耦合。激活碳过滤器系统用来捕获在脱挥发过程期间从箱或容器所发展的挥发性成分。在一备选实施例中，箱或容器与出口的擦洗器或过滤器系统耦合。擦洗器或过滤器系统用来捕获在脱挥发过程期间从箱或容器所发展的挥发性成分。
各种方法也能够用来增加脱挥发的速率。按照一个实施例，剥离气体(stripper gas)能够用作创建箱或容器中起泡作用的方法，并且用来增加接触表面积，由此改进脱挥发的速率。剥离气体可以是来自热转换单元的产品气体、氮、空气或惰性气体。在一备选或另一实施例中，箱或容器配备有搅拌器和/或循环泵，以便主动增加接触表面积，由此改进脱挥发的速率。
从生物质或石油材料的热转换所制备的适当液体可采用一个或多个脱挥发过程来处理，以便减少一个或多个挥发性成分的量或浓度，其中所产生液体产品相对于脱挥发之前的热转换液体的闪点具有升高的闪点，例如，所产生液体产品可具有一个闪点，其相对于脱挥发之前的热转换液体的闪点升高至少1℃，例如升高至少2℃、至少3℃、至少4℃、至少5℃、至少6℃、至少7℃、至少8℃、至少9℃、至少10℃、至少15℃、至少20℃、至少25℃或者升高至少30℃。
在某些实施例中，从生物质或石油材料的热转换所制备的适当液体可采用一个或多个脱挥发过程来处理，以便减少一个或多个挥发性成分的量或浓度，其中所产生液体产品具有一个闪点，其相对于脱挥发之前的热转换液体的闪点的升高范围在1℃至50℃之间，例如，所产生液体产品具有一个闪点，其升高范围在1℃至5℃之间，例如升高范围在2℃至7℃之间、在3℃至9℃之间、在4℃至10℃之间、在5℃至15℃之间、在10℃至15℃之间、在10℃至20℃之间、在15℃至25℃之间或者升高范围在20℃至30℃之间。
从生物质或石油材料的热转换所制备的适当液体可采用一个或多个脱挥发过程来处理，以便减少一个或多个挥发性成分的量或浓度，其中所产生液体产品相对于脱挥发之前的热转换液体的闪点具有升高闪点。例如，经受脱挥发过程的适当液体通过相同过程反复处理一次或多次、例如通过相同过程处理2-3、3-5或4-6次，以产生一种所产生液体产品，其相对于脱挥发之前的热转换液体的闪点具有升高闪点。备选地，经受脱挥发过程的适当液体可通过下列系统(或者系统的组件)的一个或多个的组合来处理，包括：刮膜蒸发器；降膜蒸发器；填充塔；脱挥发箱；包括过滤器系统、例如碳过滤器系统的出口系统；包括擦洗器系统的出口系统；搅拌器系统；循环泵；在真空下操作的系统，例如，在10至750mmHg之间、例如在10至600mmHg之间、在10至500mmHg之间、在10至400mmHg之间、在10至300mmHg之间、在10至200mmHg之间、在10至100mmHg之间、在10至50mmHg之间、在10至25mmHg之间、在25至75mmHg之间、在50至100mmHg之间、在100至750mmHg之间、在100至500mmHg之间、在100至400mmHg之间、在100至350mmHg之间、在100至300mmHg之间或者在100至200mmHg之间的范围中的真空下。
在某些实施例中，从生物质或石油材料的热转换所制备的适当液体(“预脱挥发液体”)具有在30℃至60℃之间的范围的闪点温度，例如在30℃至58℃之间、在30℃至55℃之间、在30℃至50℃之间、在30℃至45℃之间、在30℃至40℃之间、在35℃至60℃之间、在35℃至57℃之间、在35℃至55℃之间、在35℃至50℃之间、在35℃至45℃之间、在40℃至60℃之间、在40℃至58℃之间、在40℃至55℃之间、在40℃至50℃之间、在40℃至45℃之间、在50℃至60℃之间、在50℃至58℃之间、在50℃至55℃之间的范围的闪点温度或者在52℃至58℃之间的范围的闪点温度。
在某些实施例中，预脱挥发液体可采用一个或多个脱挥发过程来处理，以及所产生液体产品可具有在40℃至90℃之间的范围的闪点温度，例如在40℃至85℃之间、在40℃至80℃之间、在40℃至75℃之间、在40℃至70℃之间、在40℃至65℃之间、在40℃至60℃之间、在50℃至90℃之间、在50℃至80℃之间、在50℃至70℃之间、在50℃至60℃之间、在55℃至90℃之间、在55℃至85℃之间、在55℃至80℃之间、在55℃至75℃之间、在55℃至70℃之间、在60℃至90℃之间、在60℃至85℃之间、在60℃至80℃之间、在60℃至70℃之间、在65℃至90℃之间、在65℃至80℃之间、在70℃至90℃之间、在70℃至85℃之间的范围的闪点温度或者在70℃至80℃之间的范围的闪点温度。
热转换系统的操作条件能够调整成允许挥发性成分的就地去除。图1是热转换系统100的示例。下游系统由若干单元操作组成。图1所示的系统包括：馈送系统105，用于供应所选给料；反应器110；第一冷凝塔120；以及第二冷凝塔130。通过调整第一塔的温度，能够使所产生液体的挥发性成分进一步向下游转到第二塔。第一塔中剩余的液体将具有高于55-62℃的阈值点的闪点。
按照一个实施例，操作热转换系统的第一冷凝塔，以使塔中的温度大于30℃。在另一实施例中，操作热转换系统的第一冷凝塔，以使塔中的温度处于30℃至60℃的温度范围中。在其他实施例中，操作热转换系统的第一冷凝塔，以使塔中的温度处于30℃至50℃的温度范围中或者40℃至75℃的范围中。按照这个实施例，能够与如上所述的方法无关地实施或者作为对如上所述的方法的预先预处理方法来实施。
按照一个实施例，操作热转换系统的第二冷凝塔，以使塔中的温度处于大于30℃的温度。。更优选地，操作热转换系统的第二冷凝塔，以使塔中的温度处于30℃至60℃或30℃至50℃或40℃至75℃的温度范围中。
图6示出将热转换单元的下游与系统集成、以脱挥发热制液体并且产生满足闪点阈值的产品的示例。脱挥发系统能够是刮膜蒸发器、降膜蒸发器、填充塔、脱挥发容器或箱或者另一蒸发系统。
按照一个实施例，来自热转换单元的下游液体收集系统的液体全部导向脱挥发系统。备选地，仅把来自热转换单元的下游液体收集系统的第一塔液体导向脱挥发系统。在另一备选方案中，仅把来自热转换单元的下游液体收集系统的第二塔液体导向脱挥发系统。
图6示出一个示例，其中将热转换单元的下游与液体调节系统集成，然后将经调节液体导向脱挥发单元，由此经调节和脱挥发的热制液体满足闪点阈值。调节系统能够是筛网、过滤器、离心机、倾析器或其他这种分离系统。脱挥发系统能够是刮膜蒸发器、降膜蒸发器、填充塔、脱挥发容器或箱或者另一蒸发系统。
按照一个实施例，来自热转换单元的下游液体收集系统的液体全部导向调节系统(conditioning system)，以及经调节液体产品然后导向脱挥发系统，由此所产生液体产品满足闪点阈值。
如上所述的系统和方法也能够用来降低热制液体的水含量。连同脱挥发有机化学品的可控量一起，水也能够在更高真空或者略高的工作温度的更严格条件下通过操作上述系统被去除。
流体催化裂化(FCC)是炼油厂中使用的转换过程，并且广泛用来将石油原油的高沸点高分子量烃馏分转换成更有价值的汽油、烯烃气体和其他产品。例如，催化裂化产生具有较高辛烷额定值的更多汽油，并且还产生副产品气体，其是更烯属的(olefinic)，因此比通过热裂化所产生的更有价值。
对FCC的给料通常是原油中在大气压力下具有340℃或以上的初始沸点以及平均分子量的范围从大约200至600或以上的那个部分。原油的这个部分常常称作重瓦斯油。FCC过程通过在高温和适当压力下将给料与流态化粉末催化剂相接触，将高沸点烃液体的长链分子蒸发和分解为短许多的分子。
在某些实施例中，产生于本文所述脱挥发过程的液体产品可引入另一个系统或设备中供进一步处理。例如，在某些实施例中，产生于本文所述脱挥发过程的液体产品可引入精炼系统中，例如流态化催化裂化器(FCC)、FCC精炼系统、炼焦器、焦化单元、现场升级单元、加氢器、氢处理单元、氢化裂解器、氢化裂解单元或者脱硫单元。例如，系统或设备是或者包括FCC精炼系统；系统或设备是或者包括炼焦器；系统或设备是或者包括加氢器；或者系统或设备是或者包括氢化裂解器。在某些实施例中，用来进一步处理脱挥发液体的系统或设备可包括改型精炼系统。
在某些实施例中，产生于本文所述脱挥发过程的液体产品通过一种方法进一步处理，该方法包括经由混合区、喷嘴、改型端口、改型喷嘴、速度流线或即时抽头将脱挥发液体产品引入、注入、馈入或者联馈到精炼系统中。例如，该方法可包括以脱挥发液体产品来处理石油馏分给料，或者可包括以脱挥发液体产品来处理再生燃料油。
在某些实施例中，处理可包括联注石油馏分给料和脱挥发液体产品，例如将石油馏分给料和脱挥发液体产品联馈到、单独或独立地引入、注入、馈入或联馈到精炼系统中。例如，石油馏分给料和脱挥发液体产品可相互接近地提供给、引入、注入或联馈到精炼系统的反应器、反应区、反应提升器中。在某些实施例中，脱挥发液体产品与石油馏分给料的输送或注入点接近、上游或下游地提供给、引入、注入、馈入、联馈到精炼系统的反应器、反应区或反应提升器中。在某些实施例中，石油馏分给料和脱挥发液体产品在引入、输送到、注入、馈入、联馈到精炼系统、反应器、反应区或反应提升器中时开始相互接触。在某些实施例中，石油馏分给料和脱挥发液体产品在进入精炼系统、反应器、反应区或反应提升器之后开始相互接触。在某些实施例中，石油馏分给料和脱挥发液体产品在进入、引入、注入、馈入或联馈到精炼系统、反应器、反应区或反应提升器中之后相互进行首次接触。在某些实施例中，石油馏分给料和脱挥发液体产品在注入精炼系统之前共同混合。
在某些实施例中，处理可包括联注再生燃料油和脱挥发液体产品，例如将再生燃料油和脱挥发液体产品联馈到、单独或独立地引入、注入、馈入或联馈到精炼系统中。例如，再生燃料油和脱挥发液体产品可相互接近地提供给、引入、注入或联馈到精炼系统的反应器、反应区、反应提升器中。在某些实施例中，脱挥发液体产品与再生燃料油的输送或注入点接近、上游或下游地提供给、引入、注入、馈入、联馈到精炼系统的反应器、反应区或反应提升器中。在某些实施例中，再生燃料油和脱挥发液体产品在引入、输送到、注入、馈入、联馈到精炼系统、反应器、反应区或反应提升器中时开始相互接触。在某些实施例中，再生燃料油和脱挥发液体产品在进入精炼系统、反应器、反应区或反应提升器之后开始相互接触。在某些实施例中，再生燃料油和脱挥发液体产品在进入、引入、注入、馈入或联馈到精炼系统、反应器、反应区或反应提升器中之后相互进行首次接触。在某些实施例中，再生燃料油和脱挥发液体产品在注入精炼系统之前共同混合。
在本公开的一个示范实施例中，来自基于木材的给料的转换的热制液体具有55.5℃的初始闪点。应用的要求阈值大于60℃。使用具有连续搅拌的通风箱，液体脱挥发到取得64.7℃的闪点的点。
样本日期： 闪点(℃)
第1天 55.5
第4天 61.6
第7天 64.5
第14天 64.7
仅为了便于说明，以上描述中提出具体术语，以便透彻地了解本公开。但是，本领域的技术人员将清楚地知道，实施本公开的理论不要求这些具体细节。
此外，典型示例和从属权利要求的各种特征可按照没有具体和明确列举的方式相结合，以便提供本理论的附加有用实施例。还需明确，为了原始公开的目的以及为了限制要求保护主题的目的，实体编组的所有值范围或指示公开每一可能的中间值或者中间实体。还需明确，附图所示组件的尺寸和形状设计成帮助了解如何实施本理论，而不是意在限制示例所示的尺寸和形状。
公开了用于热制液体的脱挥发以升高闪点的系统和方法。要理解，本文所述的实施例是为了便于阐述，而不应当被理解为限制本公开的主题。没有背离本发明的范围和精神的产生的各种修改、使用、置换、组合、改进、方法是本领域的技术人员显而易见的。

Claims (34)

1.一种通过起始液体的脱挥发来增加所述起始液体的闪点的方法，其中所述起始液体从热转换来产生，所述方法包括：
i)向第一组件供应所述起始液体；
ii)将所述第一组件加热到20℃至200℃的范围的温度；
iii)得到经处理液体产品，其中该经处理液体与所述起始液体相比具有增加的闪点和降低的挥发性成分浓度；以及
iv)得到挥发性成分产品。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组件是刮膜蒸发器。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组件是降膜蒸发器。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组件是填充塔。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组件是脱挥发箱。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组件包括出口，其中所述出口包括碳过滤器系统。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组件包括出口，其中所述出口包括擦洗器。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组件包括出口，其中所述出口包括过滤器系统。
9.如权利要求1所述的方法，其中，加热包括将所述第一组件加热到20℃至150℃的范围的温度。
10.如权利要求1所述的方法，其中，加热包括将所述第一组件加热到20℃至100℃的范围的温度。
11.如权利要求1所述的方法，其中，将所述挥发性成分产品导向漏斗。
12.如权利要求1所述的方法，还包括将剥离气体引入所述第一组件中。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述剥离气体包括氮、空气、惰性气体以及该热转换过程期间所得到的产品气体中的一个或多个。
14.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组件包括搅拌器，其中所述搅拌器配置成改进脱挥发的速率。
15.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组件包括循环泵，其中所述循环泵配置成改进脱挥发的速率。
16.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组件在真空影响下操作。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述第一组件在10至100mmHg的范围中调整，其中产品温度为10至50℃。
18.如权利要求16所述的方法，其中，所述第一组件在100至350mmHg的范围中调整，其中产品温度为10至100℃。
19.如权利要求16所述的方法，其中，所述第一组件在10至750mmHg的范围中调整，其中产品温度为10至200℃。
20.一种用于热转换的系统，包括：
i)馈送系统；
ii)反应器；以及
iii)多个冷凝室，其中所述多个冷凝室的一个或多个的温度调整成大于30℃的温度。
21.如权利要求20所述的系统，其中，所述多个冷凝室的一个或多个的温度调整成在30至50℃的范围中的温度。
22.如权利要求20所述的系统，其中，所述多个冷凝室的一个或多个的温度调整成在30至60℃的范围中的温度。
23.如权利要求20所述的系统，其中，所述多个冷凝室的一个或多个的温度调整成在40至75℃的范围中的温度。
24.如权利要求1所述的方法，其中，经脱挥发处理的液体的闪点相对于脱挥发之前的热转换起始液体的闪点在1℃至50℃的范围中升高。
25.如权利要求1所述的方法，其中，经脱挥发处理的液体的闪点相对于脱挥发之前的热转换起始液体的闪点升高至少5℃。
26.如权利要求1所述的方法，其中，脱挥发之前的热转换起始液体的闪点包括在30℃至60℃之间的范围的闪点温度。
27.如权利要求26所述的方法，其中，经脱挥发处理的液体的闪点包括在40℃至90℃之间的范围的闪点温度。
28.如权利要求1所述的方法，其中，将所产生的脱挥发处理液体引入至少第二系统或设备供进一步处理。
29.如权利要求28所述的方法，其中，用于进一步处理的所述至少第二系统或设备包括：精炼系统、流态化催化裂化器(FCC)、FCC精炼系统、炼焦器、焦化单元、现场升级器单元、加氢器、氢处理单元、氢裂解器、氢裂解单元或者脱硫单元。
30.如权利要求29所述的方法，其中，用于进一步处理的所述至少第二系统或设备包括流态化催化裂化器(FCC)。
31.如权利要求28所述的方法，其中，所产生的脱挥发处理液体的引入包括：经由混合区、喷嘴、改型端口、改型喷嘴、速度流线或即时抽头将所述脱挥发液体产品注入、馈入或联馈到所述至少第二系统或设备中。
32.如权利要求31所述的方法，其中，所述进一步处理包括将石油馏分给料和所述脱挥发液体产品联注到所述至少第二系统或设备中；
其中所述联注包括联馈、单独或独立引入、注入、馈入或联馈所述石油馏分给料和所述脱挥发液体产品。
33.如权利要求31所述的方法，其中，所述进一步处理包括将再生燃料油和所述脱挥发液体产品联注到所述至少第二系统或设备中；
其中所述联注包括联馈、单独或独立引入、注入、馈入或联馈所述石油馏分给料和所述脱挥发液体产品。
34.一种处理方法，包括将脱挥发液体材料引入流态化催化裂化器(FCC)，其中所述脱挥发液体材料通过下列步骤来产生：
i)热转换生物质、石油材料或者它们两者，以形成起始液体；
ii)向第一组件供应所述起始液体；
iii)将所述第一组件加热到20℃至200℃的范围的温度；
iv)得到脱挥发液体材料，其中所述脱挥发液体材料相对于所述起始液体具有升高的闪点温度和降低的挥发性成分的浓度；以及
v)得到挥发性成分产品。
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