CN110225960A - 通过气化进行氧化脱硫和砜管理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种对烃原料进行提质的方法和装置。该方法包括：将烃原料供应至氧化反应器，以使用催化剂将烃原料中的硫化合物氧化；通过溶剂提取来分离烃和经氧化的硫化合物；收集包含经氧化的硫化合物的渣油料流；供应包含经氧化的硫化合物的渣油料流；将渣油料流供应至气化器，以生成合成气料流和硫化氢料流；将经提取的烃料流供应至汽提器，以生成汽提油料流，然后将汽提油料流供应至吸附塔，从而生成高纯度烃产物料流、第二渣油料流和废吸附剂料流，该废吸附剂料流包含另一部分的经氧化的化合物；以及将废吸附剂料流供应至气化器，以生成用于合成气料流的另外的合成气，从而对吸附剂进行处理。

Description

通过气化进行氧化脱硫和砜管理的方法
技术领域
实施方案涉及用于使烃原料脱硫的方法和装置。更具体而言，实施方案涉及用于烃料流的氧化脱硫以及随后对经氧化的含硫化合物和含氮化合物进行气化以生成氢气、蒸汽和能量的方法和装置。
背景技术
原油是世界上用作燃料和石油化工原料的烃的主要来源。同时，石油和石油类产品也是当今空气和水污染的主要来源。为了解决日益受到关注的由石油和石油类产品造成的环境污染问题，许多国家对于石油产品，特别是对于石油炼制作业和燃料中所容许的特定污染物的浓度(如汽油燃料中所容许的硫和氮含量)实施了严格的规定。虽然天然石油或原油的确切组成差异很大，但所有原油都包含一些可测量含量的硫化合物，并且大多数原油还包含一些可测量含量的氮化合物。此外，原油还可包含氧，但大多数原油的氧含量通常较低。原油中的硫浓度通常低于约5重量％(wt％)，大多数原油的硫浓度在约0.5wt％至约1.5wt％的范围内。大多数原油的氮浓度通常低于0.2wt％，但可能会高达1.6wt％。在美国，规定汽车汽油燃料的最大总硫含量低于百万分之10重量份(ppmw)的硫，因此脱硫是关键问题。
在炼油厂中精炼原油以生产运输燃料和石油化工进料。通常，通过加工和共混来自原油的蒸馏馏分以满足特定的最终用途规格，从而生产用于运输的燃料。因为当今通常可获得的大多数原油的硫浓度高，所以蒸馏馏分将需要一些脱硫作用以生成可满足各种性能规格、环境标准或两者兼具的产品。
原油中存在的含硫有机化合物和所得的精炼燃料可能是环境污染的主要来源。通常，硫化合物在燃烧过程中转化为硫氧化物，这进而会产生硫含氧酸(sulfur oxyacid)并加重颗粒排放，这两者都需要降低。
用于降低颗粒排放的一种方法可以包括添加各种含氧燃料共混化合物、含有很少或不含碳-碳化学键的化合物(如甲醇和二甲醚)或上述两者。然而，大多数这些燃料共混化合物的缺点在于，这些燃料的蒸气压可能很高，可能几乎不溶于柴油燃料，点火性能(如由其十六烷值所示)差，或具有这些缺点的组合。
加氢处理和氢化作用是目前用于从烃中脱硫、脱氮、或脱硫及脱氮的可供选择的技术。通过化学加氢处理、氢化作用或这两种处理以减少硫含量和芳香族化合物含量的柴油燃料的燃料润滑性通常会降低，这进而会导致燃料泵、喷射器和其他在高压下接触燃料的活动部件的过度磨损。
例如，中间馏分(即，标称沸程为约180℃至370℃的馏分)可以直接用作燃料，或者可选地，可以用作压燃式内燃机(即柴油机)中使用的燃料的共混成分。然而，中间馏分通常包含约1重量％至3重量％的硫，该含量高于中间馏分所容许的硫浓度，在欧洲和美国，自1993年以来，所容许的硫浓度已从百万分之3000重量份(ppmw)的水平降低至目前允许的约百万分之5重量份至百万分之50重量份(ppmw)的范围内。
目前，用于除去硫化合物和氮化合物的常规技术通常仍然需要随后对从烃中除去的含硫化合物和含氮化合物进行回收、处理或进行上述两者。为了遵从日益严格的超低硫含量燃料的法规，炼油厂必须使炼油厂出厂(refinery gate)燃料具有更低的硫含量，以便在共混后能够满足严格的规格。
低压常规加氢脱硫(HDS)方法可以用于从石油馏分中除去大部分硫，以用于炼油厂运输燃料的最终共混。然而，在温和条件下(即，高达约30巴的压力)或当硫原子受到空间位阻时(如在多环芳香族硫化合物的情况中)，这些脱硫单元在从化合物中脱硫方面不是非常有效。当硫杂原子被两个烷基(例如，4,6-二甲基二苯并噻吩)阻碍时尤其如此。由于难以从空间位阻化合物中脱硫，因而在例如50ppmw至100ppmw的低硫含量时，二苯并噻吩为主要成分。通常必须使用严苛的操作条件(例如，高氢气分压、高温或高催化剂体积)以从这些难处理的硫化合物中脱硫。只能通过提高循环气体纯度或必须设计新的基础单元来实现氢气分压的提高，这可能是代价很高的选择。使用严苛的操作条件通常会导致产率降低、催化剂寿命周期缩短和产品质量(例如，颜色)劣化，因此通常应尽量避免。
然而，用于石油提质、特别是用于除去含硫化合物或含氮化合物或这两者的常规方法通常具有各种限制和缺点。例如，氢化方法通常需要由外部来源供应大量的氢气，以达到所需的提质和转化水平。这些方法还可能出现催化剂的过早或快速失活，因为这是在重质进料的加氢处理或在严苛条件下的加氢处理期间的常见情况，因此需要使催化剂再生、添加新的催化剂或进行这两者，这进而会导致处理单元停机。另一方面，除了与这些方法相关的大量能量需求之外，热处理经常受困于大量生成作为副产物的焦炭，以及有限的除去杂质(如硫和氮)的能力。此外，热处理需要适用于严苛条件(例如，高温和高压)的专用设备，并且需要输入大量能量，从而导致复杂性和成本提高。
在石油提质工艺期间除去含硫化合物或含氮化合物或除去含硫化合物和含氮化合物的常规方法的另一个限制或缺点包括：废吸附剂或催化剂的处理以及废吸附剂和催化剂作为有价值的产物的用途。
因此，存在这样的需要，即提供对烃原料进行提质的方法，特别是这样的方法：使用低严苛度条件对烃原料进行脱硫、脱氮、或脱硫及脱氮；还能够提供对可用的硫化合物或氮化合物进行回收和处理的手段；或进行上述两者。还存在这样的需要，即将在这些石油提质方法期间使用的处理过的吸附剂或催化剂转化为有价值的产物。
发明内容
实施方案提供了通过除去原料中存在的大部分的含硫化合物，并进而在相关方法中利用这些含硫化合物，从而对烃原料进行提质的方法和装置。通过所公开的方法和装置可以同样地实现从进料中除去含氮化合物。
根据至少一个实施方案，提供了一种对烃原料进行提质的方法。该方法包括以下步骤：将烃原料供应至氧化反应器，该烃原料包含硫化合物；在催化剂的存在下、在氧化反应器中、在足以选择性地氧化烃原料中存在的硫化合物的条件下，使烃原料与氧化剂接触，以生成包含烃和经氧化的硫化合物的经氧化的烃料流；以及通过使用极性溶剂进行溶剂提取将经氧化的烃料流中的烃和经氧化的硫化合物进行分离，以生成经提取的烃料流和混合料流，该混合料流包含极性溶剂和经氧化的硫化合物，其中经提取的烃料流的硫化合物浓度低于烃原料的的硫化合物浓度。该方法还包括：使用蒸馏塔将混合料流分离成第一回收的极性溶剂料流和第一渣油(residue)料流；将第一渣油料流供应至气化器，以生成合成气料流和硫化氢料流；以及将经提取的烃料流供应至汽提器，以生成第二回收的极性溶剂料流和汽提油料流。此外，该方法包括：将汽提油料流供应至吸附塔，该吸附塔装有吸附剂，该吸附剂适用于除去汽提油料流中存在的经氧化的化合物，该吸附塔生成高纯度烃产物料流、第二渣油料流和废吸附剂料流，第二渣油料流包含经氧化的化合物的一部分，废吸附剂料流包含经氧化的化合物的另一部分；以及将废吸附剂料流供应至气化器，以生成用于合成气料流的另外的合成气，从而对吸附剂进行处理。
根据至少一个实施方案，废吸附剂料流为连续地或间歇地供应至气化器的料流中的一种。
根据至少一个实施方案，吸附剂包括碳基吸附剂或非碳基吸附剂中的一种。
根据至少一个实施方案，当吸附剂为碳基吸附剂时，废吸附剂料流的气化生成无灰分的合成气。
根据至少一个实施方案，当吸附剂为非碳基吸附剂时，废吸附剂用作炉渣材料以冷却气化器的反应器壁，并且废吸附剂的气化生成含灰分的合成气。
根据至少一个实施方案，该方法还包括使第一回收的极性溶剂料流和第二极性溶剂料流再循环至提取容器，该提取容器用于分离经氧化的烃料流中的烃和经氧化的硫化合物的步骤。
根据至少一个实施方案，氧化剂选自由下列组成的组：空气、氧气、臭氧、一氧化二氮、过氧化物、氢过氧化物、有机过酸以以及它们的组合。
根据至少一个实施方案，氧化反应器的催化剂为具有式MxOy的金属氧化物，其中M为选自元素周期表的第IVB族、VB族和VIB族的元素。
根据至少一个实施方案，使氧化反应器保持在约20℃至150℃的温度且约1巴至10巴的压力下。
根据至少一个实施方案，氧化剂与烃原料中存在的硫化合物的比例为约4:1至10:1。
根据至少一个实施方案，极性溶剂的希尔德布兰德值(Hildebrandt value)大于约19。
根据至少一个实施方案，极性溶剂选自由下列组成的组：丙酮、二硫化碳、吡啶、二甲基亚砜、正丙醇、乙醇、正丁醇、丙二醇、乙二醇、二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇以及它们的组合。
根据至少一个实施方案，极性溶剂为乙腈。
根据至少一个实施方案，极性溶剂为甲醇。
根据至少一个实施方案，溶剂提取在约20℃至60℃的温度且约1巴至10巴的压力下进行。
根据至少一个实施方案，该方法还包括将第二渣油料流供应至气化器。
根据至少一个实施方案，吸附剂选自由下列组成的组：活性炭、硅胶、氧化铝、天然粘土以及它们的组合。
根据至少一个实施方案，吸附剂为聚合物涂覆的载体，其中载体具有高表面积并且选自由硅胶、氧化铝和活性炭组成的组，并且聚合物选自由下列组成的组：聚砜、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚氨酯以及它们的组合。
根据另一个实施方案，提供了一种由含硫烃原料提供脱硫烃料流和合成气料流的方法。该方法包括：将烃原料供应至氧化反应器，该烃原料包含硫化合物；在催化剂的存在下、在足以选择性地将烃原料中存在的至少一部分的硫化合物氧化成砜的条件下，利用氧化剂对氧化反应器中的烃原料中存在的硫化合物进行催化氧化，并生成包含烃和砜的经氧化的烃料流；以及利用极性溶剂对经氧化的烃料流进行选择性地提取，以生成经提取的烃料流和混合料流，该混合料流包含极性溶剂和砜，其中经提取的烃料流的硫浓度低于烃原料的硫浓度。该方法还包括：使用蒸馏塔将混合料流分离成第一回收的极性溶剂料流和包含砜的第一渣油料流；将经提取的烃料流供应至汽提器，该汽提器能够将经提取的烃料流分离成汽提油料流和第二回收的极性溶剂料流；以及将第一回收的极性溶剂料流和第二回收的极性溶剂料流中的至少一者再循环至提取步骤。此外，该方法包括：将包含砜的渣油料流供应至气化器，并利用氧化剂氧化渣油料流，以生产合成气料流和硫化氢料流；将汽提油料流供应至吸附塔，该吸附塔装有适用于除去汽提油料流中存在的经氧化的化合物的吸附剂，该吸附塔生成高纯度烃产物料流、第二渣油料流和废吸附剂料流，第二渣油料流包含经氧化的化合物的一部分，废吸附剂料流包含经氧化的化合物的另一部分；以及将废吸附剂料流供应至气化器，以生成用于合成气料流的另外的合成气，从而对吸附剂进行处理。
根据至少一个实施方案，该方法还包括：将合成气料流的至少一部分供应至甲醇生产单元，其中合成气料流被催化转化为甲醇；以及供应作为极性溶剂的甲醇，以用于经氧化的烃料流的提取。
根据至少一个实施方案，该方法还包括将硫化氢料流供应至克劳斯单元，其中在升高的温度下使硫化氢与催化剂接触，以生成单质硫固体产物。
根据至少一个实施方案，供应至氧化反应器和气化器的氧化剂为氧气。
根据至少一个实施方案，废吸附剂料流为连续地或间歇地供应至气化器的料流中的一种。
根据至少一个实施方案，吸附剂包括碳基吸附剂或非碳基吸附剂中的一种。
根据至少一个实施方案，当吸附剂为碳基吸附剂时，废吸附剂料流的气化生成无灰分的合成气。
根据至少一个实施方案，当吸附剂为非碳基吸附剂时，废吸附剂用作炉渣材料以冷却气化器的反应器壁，并且废吸附剂的气化生成含灰分的合成气。
根据至少一个实施方案，极性溶剂为乙腈。
根据至少一个实施方案，极性溶剂为甲醇。
根据另一个实施方案，提供了一种由含硫烃原料提供脱硫烃料流和合成气料流的方法。该方法包括：将含硫烃原料和氧化剂供应至氧化反应器，所述氧化反应器装有催化剂；在足以选择性地将烃原料中存在的至少一部分的硫化合物氧化成砜的条件下，对烃原料中存在的硫化合物进行催化氧化，并生成包含烃和砜的经氧化的烃料流；以及利用极性溶剂对经氧化的烃料流进行选择性地提取，以生成经提取的烃料流和混合料流，该混合料流包含极性溶剂和砜，其中经提取的烃料流的硫浓度低于烃原料的硫浓度。该方法还包括：使用蒸馏塔将混合料流分离成第一回收的极性溶剂料流和包含砜的第一渣油料流；将经提取的烃料流供应至汽提器，该汽提器能够将经提取的烃料流分离成汽提油料流和第二回收的极性溶剂料流；将第一回收的极性溶剂料流和第二回收的极性溶剂料流中的至少一者再循环至提取步骤；将汽提油料流供应至装有吸附剂的吸附器，以生成高纯度烃产物料流、包含经氧化的化合物的一部分的第二渣油料流和废吸附剂料流，废吸附剂料流包含经氧化的化合物的另一部分，吸附剂适用于除去汽提油料流中存在的经氧化的化合物。此外，该方法包括：将包含砜的渣油料流供应至气化器，并利用氧化剂氧化渣油料流以生成合成气料流和硫化氢料流；将硫化氢供应至装有催化剂的克劳斯反应器，以生成单质硫；以及将废吸附剂料流供应至气化器，以生成用于合成气料流的另外的合成气，从而对吸附剂进行处理。
附图说明
因此，可更详细地理解所公开的方法和系统的特征和优点以及将变得显而易见的其他特征和优点的方式，先前简要概述的方法和系统的更具体的说明可通过参照其实施方案而获得，所述实施方案示于形成本说明书的一部分的附图中。然而，应当注意，附图仅示出了各种实施方案，因此不应被视为限制了范围，因为其也可包括其他有效实施方案。
图1提供了对烃原料进行提质的方法的一个实施方案的示意图。
图2提供了对烃原料进行提质的方法的一个实施方案的示意图。
图3提供了对烃原料进行提质的方法的一个实施方案的示意图。
图4提供了对烃原料进行提质的方法的一个实施方案的示意图。
图5提供了对烃原料进行提质的方法的一个实施方案的示意图。
图6提供了对烃原料进行提质的方法的一个实施方案的示意图。
图7提供了对烃原料进行提质的方法的一个实施方案的示意图。
图8提供了对烃原料进行提质的方法的一个实施方案的示意图。
图9提供了对烃原料进行提质的方法的一个实施方案的示意图。
具体实施方式
虽然出于说明的目的，以下详细说明包括许多具体细节，但应当理解，本领域普通技术人员将领会，以下细节的许多实例、变化和改变都在本发明的范围和精神内。因此，对在附图中描述并提供的示例性实施方案进行阐述并不损失任何一般性，并且不施加与权利要求相关的限制。
实施方案解决了与对烃原料进行提质的常规方法相关的已知问题，特别是：烃原料的脱硫、脱氮、或脱硫及脱氮；随后对可用的硫化合物的除去和回收；以及随后对废吸附剂和催化剂的处理。根据至少一个实施方案，提供了一种从烃原料中脱硫以及在气化工艺中使用经氧化的含硫物质以生成氢气、蒸汽和能量的方法。
如所使用的，关于石油或烃的术语“提质”或“提质的”是指与初始的石油或烃原料相比，较轻质的(即，具有较少的碳原子，如甲烷、乙烷、丙烷等)、API比重较高的、中间馏分产量较高的、硫含量较低的、氮含量较低的或金属含量较低的石油或烃产物。
图1提供了对烃原料进行提质的方法的一个实施方案的示意图。烃提质系统100包括氧化反应器104、提取容器112、溶剂再生塔116、汽提器120和气化器130，气化器130也称为气化反应器或气化单元。
根据至少一个实施方案，提供了一种对烃原料(特别是包含含硫化合物的烃原料)进行提质的方法。在某些实施方案中，烃原料可以包含除了含硫物质以外的或替代含硫物质的、也能够被氧化并除去的含氮物质。该方法包括将烃原料102供应至氧化反应器104，其中使烃原料与氧化剂和催化剂接触。氧化剂可以经由氧化剂进料管线106供应至氧化反应器104，并且新的催化剂可以经由催化剂进料管线108供应至反应器。在某些实施方案中，催化剂可以由该方法或其他方法再生，并且可以与新的催化剂一起、或者替代新的催化剂供应。
根据至少一个实施方案，烃原料102可以为任何石油基烃，并且可以包含各种杂质，如单质硫、包含硫或氮的化合物、或包含硫和氮的化合物。在某些实施方案中，烃原料102可以为沸点为约150℃至400℃的柴油。可选地，烃原料102的沸点可以高达约450℃，或者高达约500℃。可选地，在某些实施方案中，烃原料102的沸点可以为约100℃至500℃。任选地，烃原料102的沸点可以高达约600℃，或者高达约700℃，或者在某些实施方案中，高于约700℃。在某些实施方案中，烃原料102可以包含重质烃。如所使用的，“重质烃”是指沸点高于约360℃的烃，并且可以包括芳烃和环烷烃，以及烷烃和烯烃。通常，在某些实施方案中，烃原料102可以选自全馏程(whole range)原油、拔顶原油、来自炼油厂的产物料流、来自炼油厂蒸汽裂化工艺的产物料流、液化煤、从油或焦油砂中回收的液态产物、沥青、油页岩、沥青质等及它们的混合物。
烃原料102中存在的示例性硫化合物可以包括硫化物、二硫化物和硫醇、以及芳香族分子(如噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩和诸如4,6-二甲基-二苯并噻吩之类的烷基二苯并噻吩)。与较低沸点馏分中通常发现的芳香族化合物相比，较高沸点馏分中的芳族化合物通常更丰富。
如前所述，在某些实施方案中，烃原料102可以包含含氮化合物，并且在某些实施方案中，该含氮化合物可以包括碱性和中性氮化合物，包括吲哚、咔唑、苯胺、喹啉、吖啶等。
根据至少一个实施方案，氧化反应器104可以在温和条件下运行。更具体而言，在某些实施方案中，氧化反应器104可以保持在约20℃至约150℃、或者约30℃至约150℃、或者约30℃至约90℃、或者约90℃至约150℃的温度下。在某些实施方案中，该温度优选为约30℃至约75℃，更优选为约45℃至60℃。氧化反应器104的操作压力可以为约1巴至80巴、或者约1巴至30巴、或者约1巴至15巴，并且优选为约2巴至3巴。烃原料在氧化反应器102内的停留时间可以为约1分钟至180分钟、或者约15分钟至180分钟、或者约15分钟至90分钟、或者约5分钟至60分钟、或者约60分钟至120分钟、或者约120分钟至180分钟，并且优选足够长的时间以使烃原料中存在的任何硫化合物或氮化合物被氧化。在一个实施方案中，烃原料在氧化反应器104内的停留时间为约15分钟至45分钟。相比之下，柴油型进料的常规加氢脱硫通常在更严苛的条件下进行，例如，温度为约330℃至380℃，压力为约50千克/平方厘米至80千克/平方厘米(Kg/cm2)，以及液时空速(LHSV)为约0.5/小时至2/小时(h-1)。
氧化反应器104可以为如下的任意反应器，其适当配置以确保在催化剂的存在下使烃原料102和氧化剂之间充分接触，以用于氧化烃原料102中存在的含硫化合物和含氮化合物的至少一部分。用于氧化反应器104的合适的反应器可以包括间歇式反应器、固定床反应器、沸腾床反应器、提升式反应器、流化床反应器、浆态床反应器等。烃原料102中存在的某些含硫化合物和含氮化合物可以在氧化反应器104中被氧化成砜、亚砜和各种经氧化的氮化合物，所有这些化合物随后可以通过提取或吸附被除去。示例性的经氧化的氮化合物可以包括吡啶基化合物和吡咯基化合物或吡啶-二呋喃化合物。通常，在氧化期间，氮原子本身不被氧化，而是化合物被氧化成易于与其余化合物分离的化合物。
根据至少一个实施方案，氧化剂经由氧化剂进料流106供应至氧化反应器104。合适的氧化剂可以包括空气、氧气、臭氧、过氧化氢、有机过氧化物、氢过氧化物、有机过酸、过氧酸、氮氧化物(如一氧化二氮)等以及它们的组合。示例性过氧化物可以包括过氧化氢等。示例性氢过氧化物可以包括叔丁基过氧化氢等。示例性有机过酸可以包括过乙酸等。
根据至少一个实施方案，氧化剂与烃原料中存在的硫的摩尔比可以为约1:1至100:1，优选约1:1至30:1，更优选约1:1至20:1。
在某些其他实施方案中，如在氮浓度高于硫浓度的烃原料(例如，某些南美原油、某些非洲原油、某些俄罗斯原油、某些中国原油以及如焦化油、热裂化油、减粘裂化油、FCC循环油等某些中间炼油厂料流)中，氧化剂与烃原料中存在的氮的摩尔比可以为约1:1至50:1，优选约2:1至20:1，更优选约4:1至10:1。
根据至少一个实施方案，催化剂可以经由催化剂进料流108供应至氧化反应器104。催化剂可以包含至少一种化学式为MxOy的金属氧化物，其中M为选自元素周期表的第IVB族、VB族或VIB族的金属。示例性金属可以包括钛、钒、铬、钼和钨。某些优选的金属包括钼和钨的氧化物。在某些实施方案中，如使用含水氧化剂时，废催化剂可以在氧化容器之后随含水相从系统中排出。
根据至少一个实施方案，催化剂与油的比率为约0.1wt％至约10wt％，优选约0.5wt％至约5wt％。在某些实施方案中，该比率为约0.5wt％至约2.5wt％。可选地，该比率为约2.5wt％至约5wt％。其他合适的催化剂与油的重量比率对于本领域技术人员而言是显而易见的，并且被认为是在各种实施方案的范围内。
氧化反应器104中存在的催化剂可以提高烃原料102中的各种含硫化合物和含氮化合物的氧化速率，从而实现在较短的时间内完成含硫化合物和含氮化合物的反应和氧化，并减少实现含硫化合物和含氮化合物的氧化所需的氧化剂的量。在某些实施方案中，催化剂可以对含硫化合物的氧化具有选择性。根据不同实施方案，催化剂对于最小程度地氧化烃原料中存在的芳烃具有选择性。
根据至少一个实施方案，基于方法中所使用初始氧化剂，废氧化剂的组成将有所不同。例如，在氧化剂为过氧化氢的实施方案中，会形成作为氧化反应的副产物的水。在氧化剂为有机过氧化物的实施方案中，会形成作为氧化反应的副产物的醇。副产物通常在提取和溶剂回收步骤中被除去。
氧化反应器104生成含经氧化的硫和经氧化的氮的烃料流110，该烃料流110可以包含烃以及经氧化的含硫物质和经氧化的含氮物质。将含经氧化的硫和经氧化的氮的烃料流110供应至提取容器112，在提取容器112中，烃料流110中的与烃一起存在的含经氧化的硫和经氧化的氮的烃类物质可以与提取溶剂料流137接触。提取溶剂137可以为极性溶剂，并且在某些实施方案中，提取溶剂137的希尔德布兰德值可以大于约19。在某些实施方案中，当选择特定的极性溶剂用于提取含经氧化的硫和氮物质时，作为非限定性实例，可(在某种程度上)基于溶剂密度、沸点、凝固点、粘度和表面张力进行选择。适用于提取步骤的示例性极性溶剂可以包括丙酮(希尔德布兰德值为19.7)、二硫化碳(20.5)、吡啶(21.7)、二甲基亚砜(DMSO)(26.4)、正丙醇(24.9)、乙醇(26.2)、正丁醇(28.7)、丙二醇(30.7)、乙二醇(34.9)、二甲基甲酰胺(DMF)(24.7)、乙腈(30)、甲醇(29.7)等组分或物理和化学性质相似的组分。在某些实施方案中，乙腈和甲醇由于其低成本、挥发性和极性而是优选的。在某些实施方案中，包含硫、氮或磷的溶剂优选具有相对较高的挥发性，以确保从烃原料中进行充分的溶剂汽提。
根据至少一个实施方案，提取溶剂为非酸性的。由于酸的腐蚀性以及要求所有设备经特别设计以用于腐蚀性环境，因而通常应避免使用酸。此外，使用酸(如乙酸)会由于乳液的形成而造成分离困难。
根据至少一个实施方案，提取容器112可以在约20℃至60℃、优选约25℃至45℃、甚至更优选约25℃至35℃的温度下运行。提取容器112可以在约1巴至10巴、优选约1巴至5巴、更优选约1巴至2巴的压力下运行。在某些实施方案中，提取容器112在约2巴至6巴的压力下运行。
根据至少一个实施方案，提取溶剂与烃原料的比例可以为约1:3至3:1，优选约1:2至2:1，更优选约1:1。提取溶剂与含经氧化的硫和经氧化的氮的烃料流110之间的接触时间可以为约1秒至60分钟，优选约1秒至约10分钟。在某些优选的实施方案中，提取溶剂与含经氧化的硫和经氧化的氮的烃料流110之间的接触时间小于约15分钟。在某些实施方案中，提取容器112可以包括各种用于延长提取溶剂与含经氧化的硫和经氧化的氮的烃料流110之间的接触时间的装置、或用于提高两种溶剂的混合程度的装置。用于混合的装置可以包括机械搅拌器或混合器、托盘等装置。
根据至少一个实施方案，提取容器112生成混合料流114，该混合料流114可以包含提取溶剂、经氧化的物质(例如，最初存在于烃原料102中的经氧化的硫物质和氮物质)和痕量的烃原料102、以及经提取的烃料流118，该经提取的烃料流118可以包括与烃原料102相比硫含量降低且氮含量低的烃原料。
将混合料流114供应至溶剂再生塔116，在溶剂再生塔116中，可以将提取溶剂作为第一回收的溶剂料流117回收并与第一渣油料流123分离，第一渣油料流123包含经氧化的硫化合物和氮化合物。任选地，混合料流114可以在溶剂再生塔116中分离成回收的烃料流124，回收的烃料流124可以包含来自烃原料102的混合料流114中存在的烃。溶剂再生塔116可以为配置成将混合料流114分离成第一回收的溶剂料流117、第一渣油料流123和回收的烃料流124的蒸馏塔。
可以将经提取的烃料流118供应至汽提器120，该汽提器120可以为设计用于将烃产物料流与残留的提取溶剂分离的蒸馏塔等容器。在某些实施方案中，混合料流114的一部分可以经由管线122供应至汽提器120，并且可任选地与经提取的烃料流118合并。在某些实施方案中，溶剂再生塔116可以生成可以被供应至汽提器120的回收的烃料流124，在汽提器120中，回收的烃料流124可以任选地与经提取的烃料流118或混合料流114的一部分接触，混合料流114可以经由管线122供应至汽提器120。
汽提器120将供应至其中的各种料流分离成汽提油料流126和第二回收的溶剂料流128，汽提油料流126包含烃原料102中存在的烃并且硫和氮含量低于烃原料102。
在某些实施方案中，第一回收的溶剂料流117可以与第二回收的溶剂料流128合并，并且再循环至提取容器112。任选地，补充溶剂料流132(其可以包含新的溶剂)可以与第一回收的溶剂料流117、第二回收的溶剂料流128或这两者进行合并，并供应至提取容器112。可选地，提取容器112可以完全用来自料流117、料流128或这两者并供应至提取容器112的回收的极性溶剂进行供应。
可以将第一渣油料流123供应至气化器130，第一渣油料流包含经氧化的化合物(如经氧化的硫化合物和氮化合物)并且还可以包含低浓度的含烃材料，在气化器130中，第一渣油料流被转化为包含氢气、一氧化碳和蒸汽的料流，同时生成可回收的能量。具体而言，将诸如砜和亚砜之类的经氧化的化合物供应至气化器或气化单元(气化器130)。气化器130可以为包括反应器、空气分离单元、用于合成气淬火和冷却的装置、变换反应器、用于酸性气体去除和回收的装置以及用于氢气回收的装置的一体化单元。可选地，可以通过与可供选择的工艺相关联的空气分离单元(未示出)来供应空气。反应器可以包括具有反应区的耐压壳体，并且可以在某种程度上通过垂直取向的管状膜壁进行界定。反应区可以为移动床、流化床或夹带流动系统。管状膜壁可以包括一个或多个开口，并且可以包括任选地设置在任意所述开口上方的挡渣板(slag deflector)。反应器可以包括用于提供冷却介质的装置，如具有用于供应冷却介质的入口端和用于使用过的冷却介质的出口端。
在某些实施方案中，气化器130可以在高于约800℃、或者高于约1000℃、或者为约1200℃至1800℃的温度下运行。在某些实施方案中，气化器130在约10巴至125巴、或者约30巴至100巴、或者约25巴至90巴的压力下运行。
根据至少一个实施方案，将烃原料中存在的经氧化的含硫化合物(例如砜)作为废料(第一渣油料流123)收集、供应至气化器130，气化器130将烃转化为合成气料流134(其包含CO+H2)和硫化氢料流136。根据至少一个实施方案，在气化器130的反应区中使第一渣油料流123与氧气料流133和催化剂接触，以生成合成气料流134和硫化氢料流136。气化不生成硫氧化物或硫二氧化物。第一渣油料流123可以包含少量的烃、提取溶剂137或这两者。经氧化的含氧化合物使气化过程中氧气的使用最小化，从而减少了气化器中纯氧的供应和总消耗量。
合成气料流134的H2:CO比例可以为约0.85:1至1.2:1、或者约0.85:1至1:1、或者约1:1至1.2:1。在某些实施方案中，如对于将合成气料流134供应至费托工艺(FischerTropsch process)的实施方案，可以在供应合成气料流之前将H2:CO比例调整为H2:CO比例为约1.8:1至2.2:1、或者约1.9:1至2.1:1。
由气化器130生成的合成气料流134可以用于为相关的或辅助的化学生产工艺(如甲醇合成单元、二甲醚合成单元、乙酸合成单元等装置)提供燃料。可选地，可以将合成气料流134供应至采用常规费托工艺的气-液(“GTL”)装置，常规费托工艺将一氧化碳和氢气转化为液态烃。采用费托工艺的GTL装置的使用能够最大程度地回收不含硫的清洁液态烃，在这些步骤中不使用氢气，并生成单质硫以用于进一步加工、使用或收集。
在气化器内，发生以下方程式(1)至(6)的化学反应：
(1)CxHy+O2→x CO2+y H2O
(2)CxHy+1/2O2→x CO+y H2
(3)CxHy+H2O→x CO+y H2
(4)CO+H2O→CO2+H2
(5)CxHy+H2O→x CH4
(6)H2+S→H2S
应注意，存在的一小部分的硫可反应以形成羰基硫化物。通常，烃原料中存在的氮会形成N2(约90％)和NH3(约10％)。在某些实施方案中也可形成痕量的HCN。在单独的反应器中，按照以下方程式(7)进行水煤气转换反应，以生成二氧化碳和氢气：
(7)CO+H2O→CO2+H2
表1中提供了以约2,359公吨/天(MT/天)的速率供应基于石油的进料或沥青的气化器的典型产物产量。在表1的第二列中，提供了离开气化器的合成气料流的组成。在表1的第三列中，提供了将该合成气料流送至单独的反应器并且使其进行水煤气转换反应以生成二氧化碳和氢气浓度升高且一氧化碳和水浓度降低的料流之后，经改良的合成气料流的组成。
表1
可以供给至反应器的烃和含烃化合物可以被转化为氢气和CO2，并且烃原料中可以作为砜而存在的硫以及难处理的硫化合物可以被转化为H2S和COS。根据克劳斯法，可以将由气化生成的硫化氢转化为单质硫。克劳斯法是将硫化氢和氧气转化为单质硫和水的多步骤的热处理。总反应示为：2H2S+O2→S2+2H2O。
图2提供了对烃进行提质的另一个实施方案。烃提质系统200包括氧化反应器104、提取容器112、溶剂再生塔116、汽提器120、气化器130和吸附塔202。
如图2所示，在某些实施方案中，可以将汽提油料流126供应至吸附塔202，在吸附塔202中，含烃料流可以与一种或多种吸附剂接触，吸附剂旨在除去一种或多种不同的杂质，例如在氧化步骤和溶剂提取步骤之后残留在烃产物料流中的含硫化合物、经氧化的含硫化合物、含氮化合物、经氧化的含氮化合物和金属。
根据各种实施方案，一种或多种吸附剂可以包括活性炭、硅胶、氧化铝、天然粘土和其他无机吸附剂。在某些优选的实施方案中，吸附剂可以包括已被施加或涂覆各种高表面积支撑材料(如硅胶、氧化铝和活性炭)的极性聚合物。用于涂覆各种支撑材料的极性聚合物的实例可以包括聚砜、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚氨酯、对经氧化的硫物质表现出亲和性的其他类似的聚合物物质以及它们的组合。
根据至少一个实施方案，吸附塔202可以在约20℃至60℃、优选约25℃至40℃、甚至更优选约25℃至35℃的温度下运行。在某些实施方案中，吸附塔202可以在约10℃至40℃、或者约35℃至75℃的温度下运行。在某些实施方案中，吸附塔202可以在高于约20℃、或者温度低于约60℃的温度下运行。吸附塔202可以在高达约15巴、优选高达约10巴、甚至更优选约1巴至2巴的压力下运行。在某些实施方案中，吸附塔202可以在约2巴至5巴的压力下运行。在一个示例性实施方案中，吸附塔202可以在约25℃至35℃的温度、约1巴至2巴的压力下运行。汽提油与吸附剂的重量比为约1:1至20:1，优选约5:1至15:1，例如约10:1。
吸附塔202将进料分离成硫含量很低且氮含量很低的经提取的烃产物料流204和第二渣油料流206。第二渣油料流206可以包含含有经氧化的硫和经氧化的氮的化合物，并且可以任选地与第一渣油料流123合并，并供应至气化器130，并如前所述进行处理。
根据至少一个实施方案，可以通过使废吸附剂与极性溶剂(如甲醇或乙腈)接触，以使吸附的经氧化的化合物从吸附剂中解吸，从而使吸附剂再生。在某些实施方案中，也可以使用热量、汽提气体、或这两者来促进从吸附剂中除去吸附的化合物。
根据另一个实施方案，如图3所示，吸附剂在完成其循环之后，可以在气化器130中进行处理。如图3中进一步所示，经由管线140从吸附塔202供应含有渣油的废吸附剂料流，以进行气化器130中的气化步骤。通过气化，可以将废吸附剂料流转化为有价值的产物。废吸附剂料流可以经由管线140以连续或间歇的方式供应。可以经由料流141将另外的废吸附剂或碳添加至气化单元。
根据至少一个实施方案，将包含砜的废吸附剂料流140供给至气化器130。在该实施方案中，吸附剂是孔体积为0.429立方厘米/克(cc/g)且表面积为820.5平方米/克(m2/g)的活性炭。吸附塔202以连续的方式运行，并且吸附剂的量根据待吸附的砜进行计算。可以将吸附塔202设计成在两年的周期内运行。活性炭吸附剂的量计算为109公吨(MT)/两年。供给至气化器130的废活性吸附剂的量基于总吸附剂的每日当量(因此基于109MT/周期*1周期/2年*1年/333天)。气化器130的条件保持不变。基于供给至吸附步骤的5千克/小时(Kg/h)的砜计算吸附剂的量。在该实例中，吸附塔202用作精制步骤(polishing step)，以除去提取后留在料流中的少量的砜。可以平衡或重新调整提取容器112和吸附塔202两者的脱硫工艺效率。在给出的实例中，在提取步骤中除去了98.96wt％的砜，并且在吸附步骤中除去了剩余的部分。可以将该单元设计成在提取单元和吸附单元中各除去50wt％的砜。在这种情况中，需要更多的吸附剂来分离砜。当吸附步骤中脱硫率为50wt％时，所需的吸附剂的量为5,224MT。这样的话，将有更多的吸附剂供给至气化器130。在给定的界区条件(batterylimit condition)下，可以根据单元的设计来调整提取步骤和吸附步骤之间的平衡。
以下表2中提供了作为精制步骤的吸收步骤(除去5Kg/h的砜)的物料平衡：
表2
根据各种实施方案，吸附剂可以包括碳基吸附剂。在气化器130中，可以将碳基吸附剂连同吸附的渣油和污染物一起气化，以生成不产生灰分的合成气134。根据一个实施方案，碳基吸附剂可以在一个周期中使用并在气化步骤中被气化，而在吸附步骤中不进行任何吸附剂的溶剂再生。
根据各种实施方案，吸附剂可以包括固体非碳基吸附剂，其用作炉渣材料以冷却气化器130的反应器壁(特别是在膜壁气化反应器中)，并最终成为灰分。吸附的渣油和污染物可以在气化器130中被气化以生成合成气134。非碳基吸附剂的实例包括(例如)二氧化硅-氧化铝、氧化铝、二氧化钛、沸石、炼油厂废催化剂和天然粘土。
气化活性炭吸附剂将消除处理问题并产生另外的氢气产量。据估计，可以产生另外的13.4kg/h或53MT/年的氢气。
如图4所示，在某些实施方案中，经提取的烃料流118可以直接从提取容器112供应至吸附塔202，其中该料流可以与一种或多种吸附剂接触，吸附剂旨在除去一种或多种不同的杂质，例如在氧化步骤和溶剂提取步骤之后残留在烃产物料流中的含硫化合物、经氧化的含硫化合物、含氮化合物、经氧化的含氮化合物和金属。
还可以将回收的烃料流124供应至吸附塔202，回收的烃料流124可以包含从溶剂再生塔116回收的油，其中该料流可以与一种或多种前述的吸附剂接触。
吸附塔202将进料分离成硫含量很低且氮含量很低的高纯度经提取的烃产物料流204和第二渣油料流206。第二渣油料流206可以包含经氧化的硫化合物和经氧化的氮化合物，并且可任选地与第一渣油料流123合并，并供应至气化器130，并如前所述进行处理。
如图5所示，在某些实施方案中，可以将供给至氧化反应器104的氧气供应至气化器130，以提供协同作用，因为氧气既可以用作脱硫工艺的氧化剂，也可以用作气化工艺的反应物。更具体而言，用于使减压渣油或液态烃气化的氧气也可以用于选择性地氧化液态烃中的含硫化合物或含氮化合物。
如图6所示，在某些实施方案中，可以将全部或一部分的合成气料流134供应至可供选择的工艺(如溶剂合成单元)，以生成可以用于在提取容器112中提取经氧化的硫化合物和经氧化的氮化合物的溶剂。更具体而言，在某些实施方案中，可以经由管线402将全部或一部分的合成气料流134供应至甲醇反应器404，以根据以下反应制备甲醇：CO+2H2→CH3OH。在甲醇合成单元404中生成的甲醇可以经由管线406供应至提取容器112，其中该甲醇可以任选地与来自管线117或管线128或这两者的再循环甲醇合并。
在某些实施方案中，甲醇反应器404可以包括催化剂以促进甲醇的制备，如铜、氧化锌、氧化铝催化剂。甲醇反应器404可以保持在约40巴至125巴、优选约50巴至100巴的压力下，并保持在约225℃至400℃、优选约250℃至350℃的温度下。通常，甲醇反应器404在相对温和的条件下运行。可以将由气化器产生的能量供应至发电厂，或供应至可供选择的或相关的工艺。
现在参照图7，在另一个实施方案中，提供了对烃原料进行脱硫并随后回收单质硫的装置700。如前所述进行烃原料102的处理。气化器130生成硫化氢料流136，可以将该硫化氢料流136供应至克劳斯单元502。克劳斯单元502可以包括能够从硫化氢料流136中回收单质硫504并且还能够生成水料流506(其可以为蒸汽料流)的多步骤工艺装置。克劳斯单元502可以包括催化剂以提高单质硫产量。在某些实施方案中，克劳斯单元催化剂可以包括活化的氧化铝(III)或氧化钛(IV)。在某些实施方案中，克劳斯反应器可以包括多个催化阶段。通常，克劳斯反应器在约100℃至500℃、或者约150℃至400℃的温度下运行。克劳斯单元502可以包括用于回收单质硫的硫冷凝器。可以对蒸汽料流506进行冷凝、回收和再循环以用于可供选择的工艺，或者可以在相关的热交换器中用作加热或冷却介质。
现在参照图8，在另一个完全一体化的实施方案中，提供了对烃原料进行脱硫、随后回收单质硫并生成用作提取溶剂的甲醇的装置800。如前所述对烃原料102进行处理。如先前关于图1所述的，将第一渣油料流123供应至气化器130，在气化器130中，第一渣油料流123与氧气料流133和反应区中的催化剂接触以生成合成气料流134和硫化氢料流136。可以经由管线402将全部或一部分的合成气料流134供应至甲醇反应器404以生成甲醇料流406，可以将甲醇料流406供应至提取容器112。可选地，可以将全部或一部分的甲醇料流406供应至可供选择的工艺，或者可以收集甲醇供以后使用。可以将来自气化器130的硫化氢料流136供应至克劳斯单元502，克劳斯单元502进而将硫化氢催化转化成单质硫504和水506。
现在参照图9，提供了另一个实施方案。将烃料流102、氧化剂进料流106和催化剂进料流108供应至氧化反应器104，如前所述运行氧化反应器104，以生成含经氧化的硫和经氧化的氮的烃料流110和废催化剂料流109。将含经氧化的硫和经氧化的氮的烃料流110供应至提取容器112，在提取容器112中，料流110与提取溶剂料流137接触以生成经提取的烃料流118和混合料流114，经提取的烃料流118的含硫化合物和含氮化合物的浓度低于烃料流102，混合料流114包含提取溶剂以及经氧化的含硫化合物和经氧化的含氮化合物。
将混合料流114供应至溶剂再生器116(其可以为蒸馏塔)，在溶剂再生器116中，将混合料流加热以生成回收的溶剂料流117和渣油料流123，渣油料流123包含经氧化的含硫化合物和经氧化的含氮化合物。
渣油料流123可以任选地与可供选择的砜或沥青料流129(其可以通过可供选择的工艺供应)、水131和氧气133合并，并供应至气化器130，在气化器130中，将混合物加热以生成合成气料流134和硫化氢料流136。硫化氢流136可以与氧气135合并，并供应至克劳斯单元502，在克劳斯单元502中，加热硫化氢和氧气以生成单质硫504和水506，水506可为蒸汽的形式。
在根据图9的实施方案中，向包括克劳斯单元502的气化反应器130供应经氧化的含硫料流123并经由管线129供应单独的沥青料流，以生成合成气和其他气态产物。气化反应器130在约1045℃的温度下运行。水与碳的重量比为约0.6，并且氧气与沥青的比例为约1。以下表3中提供了产品产量的物料平衡：
表3.氧化步骤
料流No. 102 106 108 109
成分
Kg/h Kg/h Kg/h Kg/h
水 852 1,045
甲醇
柴油 171,915
有机硫 481 2
乙酸 10,641 9,577
过氧化氢 365
固体催化剂 860 860
合计 172,396 1,217 11,501 11,484
以下表4中提供了根据图9的示例性实施方案的提取步骤的物料平衡。
表4.提取步骤
在根据图9的实施方案中，向气化反应器130供应经氧化的含硫料流123并经由管线129供应单独的沥青料流。气化反应器130在约1045℃的温度下运行。水与碳的重量比为约0.6，并且氧气与沥青的比例为约1。将气化器输出136供应至克劳斯单元502。以下表5中提供了产品产量的物料平衡：
表5.产品产量
料流No. 123 129 133 131 134 136
成分 Kg/h Kg/h Kg/h Kg/h Kg/h Kg/h
沥青/砜 102.6 1,000
O<sub>2</sub> 1,000
CH<sub>4</sub> 6.2
H<sub>2</sub> 229
CO 69.4
CO<sub>2</sub> 2,995.9
H<sub>2</sub>O 3,176.8 1,738.9
H<sub>2</sub>S 52.5
COS 10.3
N<sub>2</sub> 14.2
NH<sub>3</sub> 0.8
合计 102.6 1,000 1,000 3,176.8 5,064.7 52.5
沥青/砜(HC) 102.4 937.1
虽然已经详细描述了实施方案，但是应当理解，在不脱离本发明的原理和范围的情况下，可以进行各种改变、替换和更改。因此，本发明的范围应当由以下权利要求及其适当的合法等同方式所确定。
除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。
任选的或任选地意味着随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生。该描述包括发生事件或情况的情形以及不发生事件或情况的情形。
范围可表述为从大约一个特定值到大约另一个特定值。当表述这样的范围时，应当理解，另一个实施方案是从一个特定值到另一个特定值以及所述范围内的所有组合。
在本申请全文中，当引用专利或出版物时，旨在通过引用将这些参考文献的全部内容并入本申请中，以便更全面地描述现有技术，除非这些参考文献与所做的陈述相矛盾。

Claims (29)

1.一种对烃原料进行提质的方法，该方法的特征在于以下步骤：
将所述烃原料供应至氧化反应器，所述烃原料包含硫化合物；
在催化剂的存在下、在所述氧化反应器中、在足以选择性地氧化所述烃原料中存在的硫化合物的条件下，使所述烃原料与氧化剂接触，以生成包含烃和经氧化的硫化合物的经氧化的烃料流；
通过使用极性溶剂进行溶剂提取来分离所述经氧化的烃料流中的所述烃和所述经氧化的硫化合物，以生成经提取的烃料流和混合料流，该混合料流包含所述极性溶剂和所述经氧化的硫化合物，其中所述经提取的烃料流的硫化合物的浓度低于所述烃原料的硫化合物的浓度；
使用蒸馏塔将所述混合料流分离成第一回收的极性溶剂料流和第一渣油料流；
将所述第一渣油料流供应至气化器，以生成合成气料流和硫化氢料流；
将所述经提取的烃料流供应至汽提器，以生成第二回收的极性溶剂料流和汽提油料流；
将所述汽提油料流供应至吸附塔，所述吸附塔装有吸附剂，该吸附剂适用于除去所述汽提油料流中存在的经氧化的化合物，所述吸附塔生成高纯度烃产物料流、第二渣油料流和废吸附剂料流，所述第二渣油料流包含所述经氧化的化合物的一部分，所述废吸附剂料流包含所述经氧化的化合物的另一部分；以及
将所述废吸附剂料流供应至所述气化器，以生成用于所述合成气料流的另外的合成气，从而对所述吸附剂进行处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述废吸附剂料流为连续地或间歇地供应至所述气化器的料流中的一种。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述吸附剂包括碳基吸附剂或非碳基吸附剂中的一种。
4.根据权利要求3所述的方法，其中当所述吸附剂为所述碳基吸附剂时，所述废吸附剂料流的气化生成无灰分的合成气。
5.根据权利要求3所述的方法，其中当所述吸附剂为非碳基吸附剂时，所述废吸附剂用作炉渣材料以冷却所述气化器的反应器壁，并且所述废吸附剂的气化生成含灰分的合成气。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征还在于以下步骤：
使所述第一回收的极性溶剂料流和第二极性溶剂料流再循环至提取容器，该提取容器用于分离所述经氧化的烃料流中的所述烃和所述经氧化的硫化合物的步骤。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述氧化剂选自由下列组成的组：空气、氧气、臭氧、一氧化二氮、过氧化物、氢过氧化物、有机过酸以及它们的组合。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述氧化反应器的催化剂为具有式MxOy的金属氧化物，其中M为选自元素周期表的第IVB族、VB族和VIB族的元素。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中使所述氧化反应器保持在约20℃和150℃之间的温度且约1巴至10巴的压力下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述氧化剂与所述烃原料中存在的硫化合物的比例在约4:1和10:1之间。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述极性溶剂的希尔德布兰德值大于约19。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述极性溶剂选自由下列组成的组：丙酮、二硫化碳、吡啶、二甲基亚砜、正丙醇、乙醇、正丁醇、丙二醇、乙二醇、二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇以及它们的组合。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述极性溶剂为乙腈。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述极性溶剂为甲醇。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述溶剂提取在约20℃和60℃之间的温度且约1巴至10巴的压力下进行。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其特征还在于以下步骤：
将所述第二渣油料流供应至所述气化器。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中所述吸附剂选自由下列组成的组：活性炭、硅胶、氧化铝、天然粘土以及它们的组合。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述吸附剂为涂覆聚合物的载体，其中所述载体具有高表面积并且选自由硅胶、氧化铝和活性炭组成的组，并且所述聚合物选自由下列组成的组：聚砜、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚氨酯以及它们的组合。
19.一种由含硫烃原料提供脱硫的烃料流和合成气料流的方法，该方法的特征在于以下步骤：
将所述烃原料供应至氧化反应器，所述烃原料包含硫化合物；
在催化剂的存在下、在足以选择性地将所述烃原料中存在的至少一部分的所述硫化合物氧化成砜的条件下，利用氧化剂对所述氧化反应器中的所述烃原料中存在的所述硫化合物进行催化氧化，并生成包含烃和砜的经氧化的烃料流；
利用极性溶剂对所述经氧化的烃料流进行选择性地提取，以生成经提取的烃料流和混合料流，该混合料流包含所述极性溶剂和所述砜，其中所述经提取的烃料流的硫浓度低于所述烃原料；
使用蒸馏塔将所述混合料流分离成第一回收的极性溶剂料流和包含所述砜的第一渣油料流；
将所述经提取的烃料流供应至汽提器，所述汽提器能够将所述经提取的烃料流分离成汽提油料流和第二回收的极性溶剂料流；
使所述第一回收的极性溶剂料流和所述第二回收的极性溶剂料流中的至少一者再循环至提取步骤；
将包含砜的渣油料流供应至气化器，并利用氧化剂氧化所述渣油料流，以生成合成气料流和硫化氢料流；
将所述汽提油料流供应至吸附塔，所述吸附塔装有吸附剂，该吸附剂适用于除去所述汽提油料流中存在的经氧化的化合物，所述吸附塔生成高纯度烃产物料流、第二渣油料流和废吸附剂料流，所述第二渣油料流包含所述经氧化的化合物的一部分，所述废吸附剂料流包含所述经氧化的化合物的另一部分；以及
将所述废吸附剂料流供应至所述气化器，以生成用于所述合成气料流的另外的合成气，从而对所述吸附剂进行处理。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征还在于以下步骤：
将至少一部分的所述合成气料流供应至甲醇生产单元，其中所述合成气料流被催化转化为甲醇；以及
供应作为所述极性溶剂的所述甲醇，以用于所述经氧化的烃料流的提取。
21.根据权利要求19至20中任一项所述的方法，其特征还在于以下步骤：
将所述硫化氢料流供应至克劳斯单元，其中在升高的温度下使所述硫化氢与催化剂接触，以生成单质硫固体产物。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，其中供应至所述氧化反应器和所述气化器的所述氧化剂为氧气。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的方法，其中所述废吸附剂料流为连续地或间歇地供应至所述气化器的料流中的一种。
24.根据权利要求19至23中任一项所述的方法，其中所述吸附剂包括碳基吸附剂或非碳基吸附剂中的一种。
25.根据权利要求24所述的方法，其中当所述吸附剂为所述碳基吸附剂时，所述废吸附剂料流的气化生成无灰分的合成气。
26.根据权利要求24所述的方法，其中当所述吸附剂为所述非碳基吸附剂时，所述废吸附剂用作炉渣材料以冷却所述气化器的反应器壁，并且所述废吸附剂的气化生成含灰分的合成气。
27.根据权利要求19至26中任一项所述的方法，其中所述极性溶剂为乙腈。
28.根据权利要求19至27中任一项所述的方法，其中所述极性溶剂为甲醇。
29.一种由含硫烃原料提供脱硫的烃料流和合成气料流的方法，该方法的特征在于以下步骤：
将所述含硫烃原料和氧化剂供应至氧化反应器，所述氧化反应器装有催化剂；
在足以选择性地将所述烃原料中存在的至少一部分的所述硫化合物氧化成砜的条件下，对所述烃原料中存在的所述硫化合物进行催化氧化，并生成包含烃和砜的经氧化的烃料流；
利用极性溶剂对所述经氧化的烃料流进行选择性地提取，以生成经提取的烃料流和混合料流，该混合料流包含所述极性溶剂和所述砜，其中所述经提取的烃料流的硫浓度低于所述烃原料的硫浓度；
使用蒸馏塔将所述混合料流分离成第一回收的极性溶剂料流和包含所述砜的第一渣油料流；
将所述经提取的烃料流供应至汽提器，所述汽提器能够将所述经提取的烃料流分离成汽提油料流和第二回收的极性溶剂料流；
使所述第一回收的极性溶剂料流和所述第二回收的极性溶剂料流中的至少一者再循环至提取步骤；
将所述汽提油料流供应至装有吸附剂的吸附器，以生成高纯度烃产物料流、包含所述经氧化的化合物的一部分的第二渣油料流和废吸附剂料流，所述废吸附剂料流包含所述经氧化的化合物的另一部分，所述吸附剂适用于除去所述汽提油料流中存在的经氧化的化合物；
将包含砜的渣油料流供应至气化器，并利用氧化剂氧化所述渣油料流以生成合成气料流和硫化氢料流；
将所述硫化氢供应至装有催化剂的克劳斯反应器，以生成单质硫；以及
将所述废吸附剂料流供应至所述气化器，以生成用于所述合成气料流的另外的合成气，从而对所述吸附剂进行处理。
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