CN108368441A - 用于gci发动机的燃料组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了GCI燃料组合物及其制备方法。所述GCI燃料组合物包含具有约26℃至约38℃的初沸点和约193℃至低于250℃的终沸点、在15℃下约0.72kg/l至约0.8kg/l的密度、约70至约85的研究法辛烷值和小于约27的十六烷值的燃料掺混物，所述燃料掺混物包含石脑油料流和煤油料流。

Description

用于GCI发动机的燃料组合物及其制备方法
本申请要求于2015年7月20日提交的题为FUEL COMPOSITION AND METHOD MAKING的美国临时申请序列号62/194631的权益，其通过引用并入本文。
背景技术
在接下来的几十年中，全球运输将继续主要依靠基于石油的液体燃料。运输燃料需求的增长将主要集中在商业运输部门(重载公路、航空、海运和铁路)，并且相比于汽油，未来将需要多得多的柴油和喷气燃料。此外，汽油辛烷值质量需要增加，以使更高效的火花点火发动机成为可能。这对精炼行业构成了重大挑战，并且可能会增加汽油沸程中低辛烷值组分的可用性。
缓解汽油和中间馏分油之间的需求增长失衡的一种方法是改变未来发动机需求的要求。使航空业从使用常规喷气燃料发生任何显著程度的偏移的可能性很小，但是某些压缩点火(CI)发动机可能会从常规柴油转向天然气(NG)，特别是在诸如其中页岩气革命带来了廉价和丰富的天然气时代的美国的市场中。
内燃(IC)发动机的发展趋势可能会对未来燃料所需的性能产生重大影响。此外，出现了非常好的机遇来开发新的发动机/燃料系统，这些系统可以从燃油和发动机方面受益，并有助于缓解需求失衡。例如，使用低辛烷值(约70的研究法辛烷值(RON))的汽油和相比于当前的汽油具有更加宽松的挥发性要求的CI发动机可以至少与当前的柴油发动机一样高效，但是更便宜。这个概念被称为汽油压缩点火(GCI)。
当今的IC发动机是使用汽油的火花点火(SI)发动机或使用柴油燃料的CI发动机。在SI发动机中，使汽油与空气预混合，并将混合物压缩。热量释放发生在通过压缩冲程的顶部，上止点(TDC)附近的火花引发的膨胀湍流火焰中。在柴油发动机中，空气被压缩，燃料在TDC附近被喷射。当燃料蒸发、混合并与发动机气缸中的氧气反应时，通过自燃引发燃烧。
目前，乘用车部门由SI发动机主导，而商用部门(重载公路、航空、铁路和海运)由CI发动机主导。
SI发动机以化学计量的燃料和空气混合物运行，这使得三效催化剂可被用于处理废气，并将未燃烧的烃(HC)、一氧化碳(CO)和NOx的尾管排放量降至极低水平。
CI发动机比SI发动机更高效，但遭受颗粒物和NOx(氮氧化物)的高发动机排出的排放量，这很难通过采用催化剂后处理富氧废气来控制。颗粒物在柴油发动机中形成，因为具有大于约40的十六烷值(CN)的柴油燃料太容易自燃(在其有机会与氧气充分混合之前)。废气再循环(EGR)可用于控制NOx，但它会减少缸内颗粒物氧化并导致发动机排出的颗粒物排放量增加。因此，在柴油发动机中同时控制颗粒物和NOx是非常困难的。
发动机制造商目前正试图通过使用非常昂贵的技术来解决这个问题，例如使用非常高的喷射压力和复杂的后处理系统来控制NOx和颗粒物。其中的某些技术损害了燃料效率。
如果柴油发动机使用不像柴油燃料那样容易点燃的燃料来运行，使得在燃烧开始之前有更多的时间让燃料和空气混合，那么以合理的成本控制颗粒物和氮氧化物(NOx)而不损害效率就会容易得多。
目前正在开发汽油压缩点火(GCI)发动机，其能够实现比常规的柴油和汽油火花点火发动机明显更高的燃烧效率。这些新型GCI发动机在运行时与均质充量压缩点火(HCCI)发动机类似，但是临在压缩冲程上的TDC之前进行燃料喷射。这些新型发动机可以使用与常规内燃发动机不同的燃料组合物。GCI发动机可以至少与CI发动机一样高效，并且比最先进的SI发动机更高效。它们还可以比先进的CI发动机便宜。
存在对具有可接受的颗粒物和NOx排放量并且可用于GCI发动机的燃料以及制备所述燃料的方法的需求。
发明概述
本发明的一个方面是GCI燃料组合物。在一个实施方案中，GCI燃料组合物包含具有约26℃至约38℃的初沸点和约193℃至低于250℃的终沸点、在15℃下约 0.72kg/l至约0.8kg/l的密度、约70至约85的研究法辛烷值和小于约27的十六烷值的燃料掺混物，所述燃料掺混物包含石脑油料流和煤油料流。
本发明的另一方面是制备GCI燃料组合物的方法。在一个实施方案中，该方法包括将石脑油料流和煤油料流掺混，以形成具有约26℃至约38℃的初沸点和约193℃至低于250℃的终沸点、在15℃下约 0.72kg/l至约0.8kg/l的密度、约70至约85的研究法辛烷值和小于约27的十六烷值的燃料掺混物。
附图说明
附图是根据本发明的精炼方法的一个实施方案的图示。
发明详述
已经确定了用于GCI发动机的一种新的低辛烷值燃料组合物，以及生产该新的燃料组合物的精炼方法。该GCI燃料组合物具有从轻质石脑油到煤油的宽泛沸程、低RON和低CN，同时满足对烯烃、芳族化合物和硫的所有其他汽油规格。与普通柴油燃料相比，GCI燃料组合物在发动机循环中较早地被喷射。通过使用具有高点火延迟的燃料，可以更容易地控制颗粒物和NOx。GCI燃料组合物的终沸点(FBP)高于常规汽油的终沸点，这在燃烧开始之前为燃料与氧气混合提供更多时间，从而可以最大限度地减少颗粒物的形成。这使得使用EGR控制NOx更容易。此外，喷射压力不需要像CI发动机那样高(例如，约40-50MPa)；相反，它可以更接近涡轮增压SI发动机的压力(例如，约15MPa)。因此，后处理重点可以放在烃(HC)和CO的氧化上，而不是控制NOx和颗粒物。GCI发动机的效率至少与常规柴油机燃烧一样高。
GCI燃料组合物包含具有约26℃至约38℃的初沸点和约193℃至低于250℃的终沸点、在15℃下约 0.72kg/l至约0.8kg/l的密度、约70至约85的RON和小于约27的CN的燃料掺混物。期望地，烯烃含量小于约18 lv%(液体体积%)，并且芳族化合物含量小于约35 lv%。期望地，燃料组合物具有小于约50重量ppm或小于约10重量ppm的硫含量和小于约1 lv%的苯含量。十六烷值通常为至少约5或至少约10。GCI燃料组合物可通过将石脑油料流和煤油料流掺混以获得具有特定性质的燃料掺混物来制备。
所述终沸点可以为约193℃至低于250℃，或约193℃至低于245℃，或约193℃至低于240℃，或约193℃至低于235℃，或约193℃至低于230℃，或约193℃至低于225℃，或约193℃至低于220℃，或约193℃至低于约215℃。
新的GCI燃料组合物的独特规格是低于250℃的端点限值，外加小于27的十六烷值。从方向上来看，随着烃链长度的增加(更高的端点)，烃/空气混合物的自燃温度降低，自燃更快。当燃料在与氧气充分混合之前自燃时形成NOx和颗粒物。
新的GCI燃料组合物的较低端点(低于250℃)限制了新的GCI燃料组合物中的柴油(较长烃链)的量。射流和煤油料流具有比柴油低的十六烷值；即约40对柴油的较高的十六烷值。(十六烷值的EU-V柴油规格为至少51)。十六烷值越高，燃料越容易自燃。因此，端点限值将限制烃链长度，最大限度地减少NOx和颗粒物的形成(由于限制自燃)，从而产生具有降低排放量的更清洁的燃料。
新的GCI燃料组合物可以在具有修改的常规精炼厂中生产。该方法的一个独特特征是，在一些实施方案中，重质石脑油可绕过重整装置并与轻质石脑油和仅需加氢处理以降低硫含量的煤油馏分掺混。这降低了生产该燃料的精炼厂运营成本并通过避免穿过重整装置的体积损失来增加了产生的燃料体积。
所述石脑油料流可以包含加氢处理的直馏石脑油料流；异构油料流；丁烷料流；重整油料流；汽油料流；加氢处理的FCC石脑油料流；和烷化油料流中的一个或多个。
所述煤油料流可以是加氢处理的直馏煤油或由FCC循环油制成的加氢处理的煤油。所述煤油料流可以包括喷气燃料，直馏喷气燃料或由FCC循环油制成的喷气燃料。
新的GCI燃料组合物的一个优点是较低值的料流，例如nC4(RONC约94)、轻质石脑油(C5-C6，RONC约65)和异构油(C5/C6，RONC约80-90)可以用于所述组合物中。这允许其他高RONC汽油掺混料流，例如2-甲基丙烷(iC4，RONC约105)、重整油(RONC约90-104)、烷化油(RONC约94-96)和/或甲基叔丁基醚(MTBE，RONC约117)用于较高RONC汽油掺混物。
异构油是汽油掺混物原料，但由于蒸馏和里德蒸气压(RVP)约束，汽油中允许的量受到限制，最高约为50 lv%。然而，新的GCI燃料组合物允许更高的量，例如高达约80 lv%。
MTBE和烷化油对于汽油而言是非常有价值的掺混物原料。它们对于GCI燃料组合物而言不是必需的，尽管如果需要可以使用它们。在精炼厂中生产的MTBE的量通常受到来自FCC(流体催化裂化)和焦化装置的iC4烯烃的量的限制。生产的MTBE通常被用于较高的汽油掺混物的精炼机消耗。烷化油也是对于GCI燃料组合物而言不是必需的另一种关键的掺混物原料。烷化油由于其以下性质而是期望的掺混物原料：不含芳族化合物、不含苯和在高RONC情况下的低RVP。随着汽油倾向于较高的RONC，对于较高RONC掺混物而言烷化油和MTBE将是必需的，这使烷化油和MTBE成为更有价值的掺混物原料。这降低了在GCI燃料组合物中使用它们的可取性。
GCI燃料组合物的一个限制性规格是比重。然而，由于终沸点的上限可以高于汽油，所以可以掺混煤油以增加比重和能量含量。
因此，GCI燃料组合物为精炼机提供了显著的产品掺混灵活性并提供了针对低值料流的增值配置。
所述石脑油料流具有约0℃至约104℃的初沸点范围和约146℃至约226℃的终沸点范围。
在一些实施方案中，所述石脑油料流含有加氢处理的直馏石脑油(包括轻质石脑油和/或重质石脑油)，其具有约0℃至约104℃的初沸点范围和约146℃至约204℃的终沸点范围。所述加氢处理的直馏石脑油料流典型地具有小于约50重量ppm或小于约10重量ppm的硫含量。
所述加氢处理的直馏轻质石脑油料流典型地具有约0℃至约35℃的初沸点范围和约74℃至约104℃的终沸点范围。所述加氢处理的直馏重质石脑油料流典型地具有约74℃至约104℃的初沸点范围和约146℃至约204℃的终沸点范围。
所述异构油流典型地具有约27℃至约32℃的初沸点范围和约79℃至约107℃的终沸点范围。
所述丁烷料流典型地具有约-12℃的初沸点和约-1℃的终沸点。
所述重整油料流典型地具有约27℃至约32℃的初沸点范围和约182℃至约222℃的终沸点范围。
所述汽油料流典型地具有约32℃至约49℃的初沸点范围和约182℃至约216℃的终沸点范围。
所述加氢处理的FCC石脑油料流典型地具有约32℃至约49℃的初沸点范围和约82℃至约216℃的终沸点范围。所述加氢处理的FCC石脑油料流典型地具有小于约50重量ppm或小于约10重量ppm的硫含量。
所述烷化油料流典型地具有约32℃至约49℃的初沸点范围和约171℃至约188℃的终沸点范围。
所述煤油料流典型地具有约146℃至约166℃的初沸点范围和约249℃至约271℃的终沸点范围。在一些实施方案中，所述煤油料流可以包括喷气燃料。所述加氢处理的煤油料流典型地具有小于约50重量ppm或小于约10重量ppm的硫含量。
所述喷气燃料料流典型地具有约149℃至约166℃的初沸点范围和约243℃至约252℃的终沸点范围。所述加氢处理的喷气燃料料流典型地具有小于约50重量ppm或小于约10重量ppm的硫含量。
所述加氢处理的直馏石脑油料流典型地以约0至约30 lv%、或约0 lv%至约25lv%、或约0 lv%至约20 lv%、或约5 lv%至约30 lv%、或约10 lv%至约30 lv%的量存在。所述异构油料流典型地以约0 lv%至约80 1v%、或约0 lv%至约75 v%、或约0 lv%至约70 lv%、或约0 lv%至约65 lv%、或约5 lv%至约80 lv%、或约10 lv%至约80 lv%、或约20 lv%至约80lv%、或约30 lv%至约80 lv%、或约40 lv%至约80 lv%、或约50 lv%至约80 lv%、或约5 lv%至约65 lv%、或约10 lv%至约65 lv%、或约20 lv%至约65 lv%、或约30 lv%至约65 lv%、或约40 lv%至约65 lv%、或约50 lv%至约65 lv%的量存在。所述丁烷料流典型地以约0 lv%至约10 lv%的量存在。所述重整油料流典型地以约0 lv%至约50 lv%、或约0 lv%至约40 lv%、或约0 lv%至约30 lv%、或约0 lv%至约20 lv%、约0 lv%至约15 lv%的量存在。所述汽油料流典型地以约0 lv%至约50 lv%、或约0 lv%至约40 lv%、或约0 lv%至约30 lv%、或约0 lv%至约20 1v%、或约0 lv%至约10 lv%、或约10 lv%至约50 lv%、或约20 lv%至约50 lv%、或约30 lv%至约50 lv%、或约40 lv%至约50 lv%的量存在。所述加氢处理的FCC石脑油料流典型地以约0 lv%至约40 lv%、或约0 lv%至约35 lv%、或约0 lv%至约30 lv%、或约0 lv%至约25lv%、或约0 lv%至约20 lv%的量存在。所述烷化油料流典型地以约0 lv%至约35 lv%、或约0lv%至约30 lv%、或约0 lv%至约25 lv%的量存在。
所述煤油料流(直馏和/或通过加氢裂化制得)典型地以约0 lv%至约50 lv%、或约0 lv%至约45 lv%、或约0 lv%至约40 lv%、或约0 lv%至约35 lv%、或约0 lv%至约30 lv%、或约0 lv%至约25 lv%、或约5 lv%至约50 lv%、或约10 lv%至约50 lv%、或约15 lv%至约50lv%、或约20 lv%至约50 lv%的量存在。所述喷气燃料料流(直馏和/或通过加氢裂化制得)典型地以约0 lv%至约40 lv%、或约0 lv%至约35 lv%、或约0 lv%至约30 lv%、或约0 lv%至约25 lv%的量存在。所述加氢处理的煤油和/或喷气燃料料流典型地具有小于约50重量ppm或小于约10重量ppm的硫含量。
在一些实施方案中，GCI燃料组合物包含约0 lv%至约20 lv%的加氢处理的重质石脑油、约50 lv%至约70 lv%的异构油、约0 lv%至约10 lv%的丁烷、约0 lv%至约15 lv%的重整油、约0 lv%至约20 lv%的加氢处理的FCC石脑油和约0 lv%至约35 lv%的加氢处理的煤油。
以下示出的仅是GCI燃料组合物的可能掺混物的一些非限制性实例。掺混物突出了灵活性和可能的大范围。GCI燃料组合物通过使用较低值的料流增加了精炼机掺混灵活性和收益性。
掺混物 A B C
掺混物原料 液体体积
煤油 lv% 29.0% 26.7% 0.1%
加氢处理的FCC石脑油 lv% 0.1% 14.7% 17.2%
加氢处理的直馏重质石脑油 lv% 0.0% 0.0% 17.2%
异构油 lv% 63.8% 57.3% 53.2%
nC4 lv% 7.0% 1.3% 0.4%
重整油 lv% 0.0% 0.0% 11.8%
总计 lv% 100.0% 100.0% 100.0%
在一些实施方案中，所述加氢处理的直馏重质石脑油料流通过将直馏石脑油料流加氢处理流以形成加氢处理的直馏石脑油料流而形成。在一些实施方案中，可以将所述加氢处理的直馏石脑油料流分离成加氢处理的直馏轻质石脑油料流和加氢处理的直馏重质石脑油料流。所述加氢处理的直馏轻质和重质石脑油料流典型地具有小于约50重量ppm或小于约10重量ppm的硫含量。
在一些实施方案中，所述异构油料流可通过将所述加氢处理的直馏石脑油料流的至少一部分(例如加氢处理的直馏轻质石脑油料流)异构化而形成。
在一些实施方案中，所述丁烷料流可以通过分馏和处理(例如用胺处理)烃进料料流而形成。或者，所述丁烷料流可以作为精炼厂中不同工艺的副产物形成，所述工艺包括但不限于重整、流体催化裂化、焦化和加氢裂化。可以将来自这些工艺的副产物料流中的一个或多个合并、处理(例如用胺处理)，并分馏以形成丁烷料流。
在一些实施方案中，所述重整油料流可通过将所述加氢处理的直馏石脑油料流的至少一部分(例如加氢处理的直馏重质石脑油料流)重整而形成。
在一些实施方案中，所述汽油料流通过将丁烷、重整油、异构油、FCC石脑油和烷化油中的一个或多个掺混而形成。所述汽油料流将满足汽油的产品规格，例如烯烃、硫(例如，小于约50重量ppm或小于约10重量ppm)和芳族化合物的规格。
在一些实施方案中，所述加氢处理的FCC石脑油料流可通过将常压瓦斯油料流、减压瓦斯油料流、焦化瓦斯油料流、未转化油料流、轻质减压瓦斯油料流、或加氢处理的瓦斯油料流中的至少一个流体催化裂化以形成FCC料流而形成。可以将所述FCC料流分离成FCC石脑油料流(典型地连同一个或多个其他料流)，然后可以对其进行加氢处理。在一些实施方案中，所述其他料流可以包括FCC循环油料流。在一些实施方案中，可以将所述FCC循环油料流加氢处理并分离成煤油料流(包括喷气燃料或所述喷气燃料可以根据需要为单独的料流)(典型地连同一个或多个其他料流)。
在一些实施方案中，所述烷化油料流可以通过将常压瓦斯油料流、减压瓦斯油料流、焦化瓦斯油料流、常压瓦斯油料流、重质循环油料流、轻质减压瓦斯油料流或加氢处理的瓦斯油料流中的至少一个流体催化裂化以形成FCC料流而形成。可以将所述FCC料流分离成C3/C4料流(典型地连同一个或多个其他料流)。所述C3/C4料流包括C3和C4链烷烃和烯烃。在一些实施方案中，可以将所述C3/C4料流分离成至少C3烯烃料流和C4料流。如果需要，可进行进一步的分离，例如将C4料流分离成C4烯烃料流和C4链烷烃料流，和/或从C4料流或C4烯烃料流中分离出iC4烯烃。可以将C3烯烃料流和/或全部或一部分C4料流烷基化。可以将iC4烯烃料流的全部或一部分转化成甲基叔丁基醚(MTBE)。或者，可以通过将烃进料料流分离成包括C4烯烃料流和/或iC4烯烃料流在内的不同馏分来形成C4料流。
在一些实施方案中，所述煤油料流可以通过将烃进料料流分离成直馏煤油料流(典型地连同一个或多个其他料流)并将所述直馏煤油料流加氢处理而形成，或通过将烃进料料流分离成直馏煤油/柴油料流(典型地连同一个或多个其他料流)并将所述直馏煤油/柴油料流加氢处理并分离成加氢处理的直馏煤油料流(包括喷气燃料或所述喷气燃料可以根据需要为单独的料流)(典型地连同一个或多个其他料流)而形成。加氢处理的煤油料流典型地具有小于约50重量ppm或小于约10重量ppm的硫含量。
在一些实施方案中，所述煤油料流可以通过以下中的至少一者形成：将第一常压瓦斯油料流加氢裂化，并将加氢裂化的常压瓦斯油料流分离成第一煤油料流和至少一个其他料流；或将第二常压瓦斯油料流加氢裂化，将加氢裂化的常压瓦斯油料流分离成煤油/柴油料流和至少一个其他料流；和将所述煤油/柴油料流分离成第二煤油料流和至少一个其他料流。在一些实施方案中，如果需要，可以任选地将所述第一和/或第二煤油料流加氢处理。加氢处理的煤油料流通常具有小于约50重量ppm或小于约10重量ppm的硫含量。
在一些实施方案中，喷气燃料料流可通过以下形成：将烃进料分离成直馏喷气燃料料流(典型地连同一个或多个其他料流)，并将所述直馏喷气燃料料流加氢处理；将烃进料分离成直馏射流/柴油料流(典型地连同一个或多个其他料流)，并将所述直馏射流/柴油料流加氢处理并分离成加氢处理的喷气燃料料流(典型地连同一个或多个其他料流)；将常压瓦斯油料流加氢裂化，并将加氢裂化的常压瓦斯油料流分离成喷气燃料料流(典型地连同一个或多个其他料流)，或通过将常压瓦斯油料流加氢裂化，并将加氢裂化的常压瓦斯油料流分离成煤油/柴油料流(典型地连同一个或多个其他料流)，并将所述煤油/柴油料流分离成喷气燃料料流(典型地连同一个或多个其他料流)而形成。在一些实施方案中，如果需要，可以任选地将通过将常压瓦斯油料流加氢裂化形成的喷气燃料料流加氢处理。加氢处理的喷气燃料料流(一个或多个)通常具有小于约50重量ppm或小于约10重量ppm的硫含量。
在一些实施方案中，如上所述，可以形成包含煤油和喷气燃料的单一料流，而不是形成分开的喷气燃料和煤油料流。
在一些实施方案中，可以将所述加氢裂化的常压瓦斯油料流分离成至少喷气燃料料流或煤油/柴油料流、加氢裂化重质石脑油料流和未转化油料流。在一些实施方案中，可以将所述加氢裂化重质石脑油料流与直馏石脑油料流合并。
在一些实施方案中，所述常压瓦斯油料流可以通过将烃进料料流分离成常压瓦斯油料流(典型地连同一个或多个其他料流)来形成。
在一些实施方案中，将烃进料料流分离成至少直馏石脑油料流、直馏煤油/柴油料流、常压瓦斯油料流和常压渣油料流。可以将所述直馏石脑油料流加氢处理以形成加氢处理的直馏石脑油料流。可以将所述加氢处理的直馏石脑油料流的至少一部分异构化以形成异构油料流。可以将所述加氢处理的直馏石脑油料流的至少一部分重整以形成重整油料流。可以将所述直馏煤油/柴油料流加氢处理并分离成至少加氢处理的直馏煤油料流和至少一个其他料流。可以将所述常压瓦斯油料流的至少一部分加氢裂化以形成加氢裂化料流。可以将所述加氢裂化料流分离以形成至少第二煤油/柴油料流、加氢裂化石脑油料流和未转化油料流。可以将所述煤油/柴油料流分离(并任选地加氢处理)成至少第二煤油料流和至少一个其他料流。可以将所述常压渣油料流减压分离以形成轻质减压瓦斯油料流和减压瓦斯油料流。任选地，可以将常压瓦斯油料流、轻质减压瓦斯油或未转化油料流中的一个或多个的至少一部分部分加氢裂化。可以将常压瓦斯油料流、减压瓦斯油料流、焦化瓦斯油料流、未转化油料流、轻质减压瓦斯油料流或加氢处理的瓦斯油料流中的至少一个流体催化裂化以形成FCC料流。可以将所述FCC料流分离成至少C3/C4料流、FCC石脑油料流和FCC循环油料流(包括轻质循环油和/或重质循环油)。可以将所述FCC石脑油料流加氢处理以形成加氢处理的FCC石脑油料流。可以将所述FCC循环油料流加氢处理并分离成至少第三加氢处理的煤油料流。可以将所述C3/C4料流分离成至少C3烯烃料流和C4料流。可以将所述C3烯烃料流的至少一部分和/或所述C4料流的至少一部分烷基化以形成烷化油料流。所述石脑油料流包含以下中的至少一者：直馏加氢处理的石脑油料流；异构油料流；重整油料流；加氢处理的FCC石脑油料流；烷化油料流，丁烷料流和汽油料流。所述直馏加氢处理的石脑油料流和所述加氢处理的FCC石脑油料流通常具有小于约50重量ppm或小于约10重量ppm的硫含量。所述煤油料流包含以下中的至少一者：直馏加氢处理的煤油料流；第二煤油料流；和第三加氢处理的煤油料流。所述直馏加氢处理的煤油料流和第三加氢处理的煤油料流通常具有小于约50重量ppm或小于约10重量ppm的硫含量。
在一些实施方案中，所述方法可以包括以下中的至少一者：将常压瓦斯油料流的至少一部分与轻质减压瓦斯油料流合并；和将所述加氢裂化石脑油料流与所述加氢处理的直馏石脑油料流合并。
在一些实施方案中，可以将减压瓦斯油料流焦化以形成焦化减压瓦斯油料流。可以将所述焦化减压瓦斯油料流分离成至少焦化石脑油料流、焦化瓦斯油料流和焦炭料流。所述方法可以包括以下中的至少一者：将焦化瓦斯油料流与轻质减压瓦斯油料流和/或常压瓦斯油料流合并；和将焦化石脑油料流与直馏石脑油料流合并。
附图示出了用于制备GCI燃料组合物的工艺100的一个实施方案。将烃进料料流105进料至原油蒸馏装置110，在其中将烃进料料流105分离成多个料流，包括例如液化石油气(LPG)料流115、直馏石脑油料流120、直馏煤油/柴油料流125、常压瓦斯油料流130和常压渣油料流135。
LPG料流115可被回收并作为例如制氢工厂的进料出售或使用。
可将直馏石脑油料流120送至石脑油加氢处理区140，在其中在氢气的存在下在加氢处理催化剂上加氢处理以除去杂原子，例如硫、氮和来自烃进料的金属，并使具有双键和三键的烃和芳族化合物饱和。在一些实施方案中，可以将加氢处理的直馏石脑油分离成加氢处理的直馏轻质石脑油料流145和加氢处理的直馏重质石脑油料流150。
可将加氢处理的直馏轻质石脑油料流145送至异构化区155，在其中在异构化催化剂上将加氢处理的直馏轻质石脑油异构化以增加石脑油分子上的烷基支化。可将异构油料流160送至汽油池162以进行掺混。可以将异构油料流160的至少一部分165送至GCI燃料组合物的掺混区170。
加氢处理的直馏重质石脑油料流150的至少一部分175可绕过催化重整区180并被送至掺混区170。
可将加氢处理的直馏重质石脑油料流150的至少一部分185送至催化重整区180，用于在重整催化剂上重整以增加石脑油分子上的烷基支化和芳构化。可将重整油料流190送至汽油池162。可将重整油料流190的一部分195送至掺混区170。
可将直馏煤油/柴油料流125在加氢处理和分离区196中在氢气的存在下在加氢处理催化剂上加氢处理并分离成至少煤油料流197和柴油料流198，以及任选的直馏喷气燃料料流199。可以将煤油料流197和/或任选的喷气燃料料流199送至掺混区170。可将柴油料流198送至柴油池(未示出)。或者，可以在原油蒸馏装置110中形成分开的直馏煤油、喷气燃料和柴油料流。
可以将常压瓦斯油料流130送至加氢裂化区200，用于在氢气的存在下在加氢裂化催化剂上将常压瓦斯油料流加氢裂化。然后将加氢裂化的常压瓦斯油分离成多个料流，包括例如加氢裂化石脑油料流205、煤油/柴油料流210和未转化油料流215。
如果需要，可以将加氢裂化石脑油料流205与加氢处理的直馏重质石脑油料流150合并。
可在分离区217中将煤油/柴油料流210分离成喷气燃料料流220、煤油料流222和柴油料流225。如果需要，分离区217可任选地包括在氢气的存在下在加氢处理催化剂上将喷气燃料料流220、煤油料流222和柴油料流225加氢处理。可将喷气燃料料流220和/或煤油料流222送至掺混区170，而可以将柴油料流225送至柴油池。或者，可将煤油料流和喷气燃料料流合并。
可将常压渣油料流135送至减压分离区230，在其中将常压渣油料流135分离成轻质减压瓦斯油料流235和减压瓦斯油料流240。将轻质减压瓦斯油料流235送至部分加氢裂化区245，用于在氢气的存在下在加氢裂化催化剂上进行部分加氢裂化。将加氢裂化料流250送至流体催化裂化(FCC)区255。将FCC料流分离成C3/C4料流260、FCC石脑油料流265、FCC循环油料流270和油浆料流275。
可以将C3/C4料流260分离成两个或更多个料流，例如C3烯烃料流和C4料流。可以将C3烯烃和/或一部分C4料流送至烷基化区285进行烷基化。可以将烷化油料流290送至汽油池162。可将烷化油料流290的一部分293送至掺混区170。可以将料流260的iC4烯烃部分295送至醚化区300，在其中使iC4烯烃部分反应以形成MTBE料流305。可以将MTBE料流305送至汽油池162。
可以将FCC石脑油料流265送至加氢处理区280，在其中在氢气的存在下在加氢处理催化剂上将FCC石脑油料流加氢处理。可以将加氢处理的FCC石脑油料流307送至汽油池162。可以将加氢处理的FCC石脑油料流307的一部分310送至掺混区170。
在一些实施方案中，可以将丁烷料流311送至掺混区170。
在一些实施方案中，可以将来自汽油池162的汽油料流313送至掺混区170。
在一些实施方案中，可以将FCC循环油料流270送至加氢处理和分离区196，以将其加氢处理并分离成加氢处理的煤油料流197、加氢处理的柴油料流198和加氢处理的喷气燃料料流199。或者，可以将煤油料流和喷气燃料料流合并。
可以将油浆料流275用作燃料油。
在一些实施方案中，可以将减压瓦斯油料流240送至焦化区315进行焦化。可以将其分离成焦化石脑油料流320、焦化瓦斯油料流325和焦炭料流330。
可以将焦化石脑油料流320送至石脑油加氢处理区140。
在一些实施方案中，可以将焦化瓦斯油料流325与轻质减压瓦斯油料流235和/或常压瓦斯油料流130合并。
焦炭料流330可用于精炼厂设施中的燃料。取决于金属含量，其也可以出售用作工业锅炉的燃料，用于水泥中，以及用于合成石墨中。
在一些实施方案中，可将常压瓦斯油料流130的一部分335送至流体催化裂化区255。
在一些实施方案中，可将常压瓦斯油料流130的一部分340送至部分加氢裂化区245。
在一些实施方案中，可以将轻质减压瓦斯油料流235的一部分345与常压瓦斯油料流130合并。
GCI燃料组合物是石脑油和煤油的掺混物。所述石脑油可包含加氢处理的直馏石脑油料流、加氢处理的直馏重质石脑油料流175、异构油料流165、丁烷料流311、重整油料流195、汽油料流313、FCC石脑油料流310和烷化油料流293中的一个或多个。所述煤油可包含煤油料流197和222以及喷气燃料料流199和220中的一个或多个。
如本文所用，术语约意指在值的10%以内，或在5%以内，或在1%以内。
尽管在前文的详述中已经呈现了至少一个示例性实施方案，但应该理解的是存在大量的变型。还应当理解的是，一个或多个示例性实施方案仅仅是示例，并不旨在以任何方式限制要求保护的主题的范围、适用性或配置。相反，前文的详述将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施方案的便利的路线图。应该理解，在不脱离所附权利要求中阐述的范围的情况下可以在示例性实施方案中描述的要素的功能和布置方面做出各种改变。
具体实施方案
虽然结合具体实施方案描述了以下内容，但应理解的是，该描述旨在说明而不是限制先前的描述和所附权利要求的范围。
本发明的第一实施方案是GCI燃料组合物，其包含具有约26℃至约38℃的初沸点和约193℃至低于250℃的终沸点、在15℃下约 0.72kg/l至约0.8kg/l的密度、约70至约85的研究法辛烷值和小于约27的十六烷值的燃料掺混物，所述燃料掺混物包含石脑油料流和煤油料流。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第一实施方案，其中所述燃料组合物具有以下中的至少一者：所述燃料组合物的烯烃含量小于约18 lv%；所述燃料组合物的芳族化合物含量小于约35 lv%；所述燃料组合物的硫含量小于约10重量ppm；并且所述燃料组合物的苯含量小于约1 lv%。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第一实施方案，其中所述石脑油料流包含以下中的至少一个：加氢处理的直馏石脑油料流；异构油料流；丁烷料流；重整油料流；汽油料流；加氢处理的FCC石脑油料流；和烷化油料流。
本发明的第二实施方案是制备GCI燃料组合物的方法，所述方法包括将石脑油料流和煤油料流掺混，以形成包含具有约26℃至约38℃的初沸点和约193℃至低于250℃的终沸点、在15℃下约 0.72kg/l至约0.8kg/l的密度、约70至约85的研究法辛烷值和小于约27的十六烷值的燃料掺混物。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述石脑油料流包含以下中的至少一个：加氢处理的直馏石脑油料流；异构油料流；丁烷料流；重整油料流；汽油料流；加氢处理的FCC石脑油料流；和烷化油料流。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述加氢处理的直馏石脑油料流通过将直馏石脑油料流加氢处理而形成。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述异构油料流通过将所述加氢处理的直馏石脑油料流的至少一部分异构化而形成。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述重整油料流通过将所述加氢处理的直馏石脑油料流的至少一部分重整而形成。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述汽油料流包含丁烷、重整油、异构油、FCC石脑油和烷化油中的一个或多个的掺混物。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述加氢处理的FCC石脑油料流通过以下形成：将常压瓦斯油料流、减压瓦斯油料流、焦化瓦斯油料流、未转化油料流、轻质减压瓦斯油料流或加氢处理的瓦斯油料流中的至少一个流体催化裂化以形成FCC料流；将FCC料流分离成FCC石脑油料流和至少一个其他料流；和将所述FCC石脑油料流加氢处理。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述将FCC料流分离成FCC石脑油料流和至少一个其他料流包括将FCC料流分离成至少FCC石脑油料流和FCC循环油料流；以及将FCC循环油料流加氢处理并分离成至少加氢处理的煤油料流。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述烷化油料流通过以下形成：将常压瓦斯油料流、减压瓦斯油料流、焦化瓦斯油料流、未转化油料流、轻质减压瓦斯油料流或加氢处理的瓦斯油料流中的至少一个流体催化裂化以形成FCC料流；将FCC料流分离成C3/C4料流和至少一个其他料流；将C3/C4料流分离成至少C3烯烃料流和C4料流；并将C3烯烃料流的至少一部分和/或C4料流的至少一部分烷基化。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述煤油料流通过以下中的至少一者形成：将烃进料料流分离成第一直馏煤油料流和至少一个其他料流，并且将第一直馏煤油料流加氢处理；或将烃进料料流分离成第一直馏煤油/柴油料流和至少一个其他料流，以及将所述第一直馏煤油/柴油料流加氢处理并分离成第二直馏煤油料流和至少一个其他料流。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述煤油料流通过以下中的至少一者形成：将第一常压瓦斯油料流加氢裂化，并将加氢裂化的常压瓦斯油料流分离(并且任选地加氢处理)成第一煤油料流和至少一个其他料流；或将第二常压瓦斯油料流加氢裂化，并将加氢裂化的常压瓦斯油料流分离成煤油/柴油料流和至少一个其他料流；和将所述煤油/柴油料流分离(并任选地加氢处理)成第二煤油料流和至少一个其他料流。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述将加氢裂化的常压瓦斯油料流分离成第一煤油料流和至少一个其他料流包括将加氢裂化的常压瓦斯油料流分离成至少第一煤油料流、加氢裂化重质石脑油料流和未转化油料流。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述将加氢裂化的常压瓦斯油料流分离成煤油/柴油料流和至少一个其他料流包括将加氢裂化的常压瓦斯油料流分离成至少煤油/柴油料流、加氢裂化重质石脑油料流和未转化油料流。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述第一常压瓦斯油料流或第二常压瓦斯油料流通过将烃进料料流分离成第一常压瓦斯油料流或第二常压瓦斯油料流和至少一个其他料流而形成。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其还包括将烃进料料流分离成至少直馏石脑油料流、直馏煤油/柴油料流、常压瓦斯油料流和常压渣油料流；将所述直馏石脑油料流加氢处理以形成加氢处理的直馏石脑油料流；将所述加氢处理的直馏石脑油料流的至少一部分异构化以形成异构油料流；将所述加氢处理的直馏石脑油料流的至少一部分重整以形成重整油料流；将所述直馏煤油/柴油料流加氢处理并分离成至少加氢处理的直馏煤油料流和至少一个其他料流；将所述常压瓦斯油料流的至少一部分加氢裂化以形成加氢裂化料流；将所述加氢裂化料流分离以形成至少第二煤油/柴油料流、加氢裂化石脑油料流和未转化油料流；将所述第二煤油/柴油料流分离(并任选地加氢处理)成第二煤油料流和至少一个其他料流；将所述常压渣油料流减压分离以形成至少轻质减压瓦斯油料流和减压瓦斯油料流；任选地将常压瓦斯油料流、轻质减压瓦斯油或未转化油料流中的一个或多个的至少一部分部分加氢裂化；将常压瓦斯油料流、减压瓦斯油料流、焦化瓦斯油料流、未转化油料流、轻质减压瓦斯油料流或加氢处理的瓦斯油料流中的至少一个流体催化裂化以形成FCC料流；将FCC料流分离成至少C3/C4料流、FCC石脑油料流和FCC循环油料流；和将FCC石脑油料流加氢处理以形成加氢处理的FCC石脑油料流；将FCC循环油料流加氢处理并分离成至少第三加氢处理的煤油料流；将C3/C4料流分离成至少C3烯烃料流和C4料流；和将C3烯烃料流的至少一部分和/或C4料流的至少一部分烷基化以形成烷化油料流；其中所述石脑油料流包含以下中的至少一个：加氢处理的直馏石脑油料流；异构油料流；重整油料流；加氢处理的FCC石脑油料流；烷化油料流，丁烷料流和汽油料流；并且其中所述煤油料流包含以下中的至少一个：直馏加氢处理的煤油料流；第二煤油料流；和第三加氢处理的煤油料流。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其还包括以下中的至少一者：将常压瓦斯油料流的至少一部分与轻质减压瓦斯油料流合并；以及将加氢裂化石脑油料流与加氢处理的直馏石脑油料流合并。料流18的方法还包括将减压瓦斯油料流焦化以形成焦化减压瓦斯油料流；将焦化减压瓦斯油料流分离成至少焦化石脑油料流、焦化瓦斯油料流和焦炭料流；以及以下中的至少一者：将焦化瓦斯油料流与轻质减压瓦斯油料流和/或常压瓦斯油料流合并；和将焦化石脑油料流与直馏石脑油料流合并。本发明的实施方案是本段落中的一个、任一或全部先前实施方案一直到本段落中的所述第二实施方案，其中所述GCI燃料组合物具有以下中的至少一者：所述燃料组合物的烯烃含量小于约18 lv%；所述燃料组合物的芳族化合物含量小于约35 lv%；所述燃料组合物的硫含量小于约10重量ppm；和所述燃料组合物的苯含量小于约1 lv%。
在没有进一步详述的情况下，据信使用先前的描述，本领域技术人员可以最大程度地利用本发明，并且容易地确定本发明的基本特征，以在不脱离其精神和范围的情况下对本发明作出各种改变和修改并使其适应各种用途和条件。因此，先前优选的具体实施方案应被解释为仅是说明性的，并且不以任何方式限制本公开内容的其余部分，并且其旨在覆盖包括在所附权利要求的范围内的各种修改和等同布置。
在前文中，除非另有说明，否则所有温度均以摄氏度表示，并且所有份数和百分比均以重量计。

Claims (10)

1.制备GCI燃料组合物的方法，其包括：
将石脑油料流和煤油料流掺混，以形成具有约26℃至约38℃的初沸点和约193℃至低于250℃的终沸点、在15℃下约 0.72kg/l至约0.8kg/l的密度、约70至约85的研究法辛烷值和小于约27的十六烷值的燃料掺混物。
2.权利要求1的方法，其中所述石脑油料流包含以下中的至少一个：
加氢处理的直馏石脑油料流；
异构油料流(160)；
丁烷料流(311)；
重整油料流(190)；
汽油料流(313)；
加氢处理的FCC石脑油料流(307)；和
烷化油料流(290)。
3.权利要求2的方法，其还包括：
将直馏石脑油料流(120)加氢处理以形成加氢处理的直馏石脑油料流；
以及以下中的至少一者：
将所述加氢处理的直馏石脑油料流的至少一部分异构化以形成异构油料流(165)；和
将所述加氢处理的直馏石脑油料流的至少一部分重整以形成重整油料流(195)。
4.权利要求2-3中任一项的方法，其还包括：
将常压瓦斯油料流(130)、减压瓦斯油料流(240)、焦化瓦斯油料流(325)、未转化油料流(215)、轻质减压瓦斯油料流(235)或加氢处理的瓦斯油料流中的至少一个流体催化裂化以形成FCC料流；
将所述FCC料流分离成至少C3/C4料流(260)、FCC石脑油料流(265)和FCC循环油料流(270)；和
将所述FCC石脑油料流(265)加氢处理以形成加氢处理的FCC石脑油料流(310)。
5.权利要求4的方法，其还包括以下中的至少一者：
将所述FCC循环油料流(270)加氢处理并分离成至少加氢处理的煤油料流；和
将所述C3/C4料流(260)分离成至少C3烯烃料流和C4料流，并将所述C3烯烃料流的至少一部分和/或所述C4料流的至少一部分烷基化以形成烷化油料流。
6.权利要求1-2中任一项的方法，其还包括：
将烃进料料流(105)分离成至少直馏石脑油料流(120)、直馏煤油/柴油料流(130)、常压瓦斯油料流(135)和常压渣油料流(135)；
将所述直馏石脑油料流(120)加氢处理以形成加氢处理的直馏石脑油料流；
将所述加氢处理的直馏石脑油料流的至少一部分异构化以形成异构油料流(160)；
将所述加氢处理的直馏石脑油料流的至少一部分重整以形成重整油料流(190)；
将所述直馏煤油/柴油料流(125)加氢处理并分离成至少加氢处理的直馏煤油料流和至少一个其他料流；
将所述常压瓦斯油料流(130)的至少一部分加氢裂化以形成加氢裂化料流；
将所述加氢裂化料流分离以形成至少第二煤油/柴油料流(210)、加氢裂化石脑油料流(205)和未转化油料流(215)；
将所述第二煤油/柴油料流(210)分离成第二煤油料流和至少一个其他料流；
将所述常压渣油料流(135)减压分离以形成至少轻质减压瓦斯油料流(235)和减压瓦斯油料流(240)；
任选地将所述常压瓦斯油料流(130)、所述轻质减压瓦斯油(235)或所述未转化油料流(215)中的一个或多个的至少一部分部分加氢裂化；
将所述常压瓦斯油料流(130)、所述减压瓦斯油料流(240)、焦化瓦斯油料流(325)、所述未转化油料流(215)、所述轻质减压瓦斯油料流(235)或加氢处理的瓦斯油料流中的至少一个流体催化裂化以形成FCC料流；
将所述FCC料流分离成至少C3/C4料流(260)、FCC石脑油料流(265)和FCC循环油料流(270)；和
将所述FCC石脑油料流(265)加氢处理以形成加氢处理的FCC石脑油料流(307)；
将所述FCC循环油料流(270)加氢处理并分离成至少第三加氢处理的煤油料流；
将所述C3/C4料流(260)分离成至少C3烯烃料流和C4料流；和
将所述C3烯烃料流的至少一部分和/或所述C4料流的至少一部分烷基化以形成烷化油料流(290)；
其中所述石脑油料流包含以下中的至少一个：
加氢处理的直馏石脑油料流；
异构油料流(160)；
重整油料流(190)；
加氢处理的FCC石脑油料流(307)；和
烷化油料流(290)；并且
其中所述煤油料流包含以下中的至少一个：
加氢处理的直馏煤油料流；
第二煤油料流；和
第三加氢处理的煤油料流。
7.权利要求6的方法，其还包括：
将减压瓦斯油料流(240)焦化以形成焦化减压瓦斯油料流；
将所述焦化减压瓦斯油料流分离成至少焦化石脑油料流(320)、焦化瓦斯油料流(325)和焦炭料流(330)；
以及
以下中的至少一者：
将所述焦化瓦斯油料流(325)与所述轻质减压瓦斯油料流(235)和/或所述常压瓦斯油料流(130)合并；和
将所述焦化石脑油料流(320)与所述直馏石脑油料流合并。
8.权利要求1-2中任一项的方法，其中所述煤油料流(197)通过以下中的至少一者形成：
将烃进料料流(105)分离成第一直馏煤油料流和至少一个其他料流，并将所述第一直馏煤油料流加氢处理；
或将烃进料料流分离成第一直馏煤油/柴油料流(125)和至少一个其他料流，并将所述第一直馏煤油/柴油料流(125)加氢处理并分离成第二直馏煤油料流和至少一个其他料流。
9.权利要求1-2中任一项的方法，其中所述煤油料流(197)通过以下中的至少一者形成：
将第一常压瓦斯油料流(130)加氢裂化，并将加氢裂化的常压瓦斯油料流分离成第一煤油料流和至少一个其他料流；
或
将第二常压瓦斯油料流(130)加氢裂化，并将加氢裂化的常压瓦斯油料流分离成煤油/柴油料流(210)和至少一个其他料流；和将所述煤油/柴油料流(210)分离成第二煤油料流和至少一个其他料流。
10.GCI燃料组合物，其包含：
具有约26℃至约38℃的初沸点和约193℃至低于250℃的终沸点、在15℃下约 0.72kg/l至约0.8kg/l的密度、约70至约85的研究法辛烷值和小于约27的十六烷值的燃料掺混物，所述燃料掺混物包含石脑油料流和煤油料流。
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