EA016772B1 - Способ и система для производства освобожденных от легких фракций кубовых остатков и продуктов без кубовых остатков из исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды - Google Patents

Способ и система для производства освобожденных от легких фракций кубовых остатков и продуктов без кубовых остатков из исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды Download PDF

Info

Publication number
EA016772B1
EA016772B1 EA200800578A EA200800578A EA016772B1 EA 016772 B1 EA016772 B1 EA 016772B1 EA 200800578 A EA200800578 A EA 200800578A EA 200800578 A EA200800578 A EA 200800578A EA 016772 B1 EA016772 B1 EA 016772B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
product
feedstock
heavy
fraction
reactor
Prior art date
Application number
EA200800578A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200800578A1 (ru
Inventor
Роберт ГРЭХЭМ
Барри Фрил
Original Assignee
Айванхо Энерджи Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Айванхо Энерджи Инк. filed Critical Айванхо Энерджи Инк.
Publication of EA200800578A1 publication Critical patent/EA200800578A1/ru
Publication of EA016772B1 publication Critical patent/EA016772B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/28Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/009Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping in combination with chemical reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G7/00Distillation of hydrocarbon oils
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4081Recycling aspects

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Данное изобретение направлено на улучшение свойств тяжелой нефти с высокой вязкостью и низкой плотностью в градусах АНИ, которая обычно не пригодна для транспортировки по трубопроводу без использования растворителей. Способ включает введение теплоносителя в виде частиц в реактор с восходящим потоком, введение исходного сырья в месте, выше места введения теплоносителя в виде частиц, что позволяет исходному сырью, состоящему из тяжелых углеводородов, взаимодействовать с теплоносителем в течение короткого времени, отделение пара потока продукта от теплоносителя в виде частиц и жидких и побочных твердых веществ, сбор газообразной и жидкой смеси продуктов, состоящей из смеси легкой и тяжелой фракции, из потока продукта и использование вакуумной перегонной колонны, чтобы выделить легкую фракцию в виде продукта, практически не содержащего кубовые остатки, и тяжелую фракцию из потока продукта.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к быстрому пиролизу (К.ТР™) вязкого исходного сырья для того, чтобы получить продукт с улучшенными качествами. Более конкретно, данное изобретение относится к улучшающему качества способу и установке для производства жидкого продукта с малым содержанием кубовых остатков и/или без кубовых остатков из исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды.
Уровень техники
Источники сырой нефти и битума восполняют снижение производства обычной легкой и средней нефти и производство из этих источников непрерывно увеличивается. Трубопровод не может транспортировать эту сырую нефть, если не добавляют разбавители, чтобы уменьшить ее вязкость и плотность до значений, требуемых для транспортировки по трубопроводу. С другой стороны, желаемые свойства достигают с помощью первичного улучшения качества. Однако разбавленная сырая нефть и синтетическая нефть с улучшенными качествами заметно отличаются от обычной сырой нефти. Как результат, битумные смеси и синтетическую нефть сложно перерабатывать на нефтедобывающих заводах при использовании флюид каталитического крекинга. Следовательно, в обоих случаях дальнейшая переработка должна выполняться на нефтедобывающих заводах, укомплектованных так, чтобы перерабатывать как разбавленное, так и исходное сырье с улучшенными качествами.
Большое количество исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, также характеризуется тем, что содержит значительные количества Βδ&ν (донных осадков и воды). Такое исходное сырье может быть непригодно для транспортировки с помощью трубопровода или переработки из-за его коррозионных свойств и присутствия песчаника и воды. Обычно исходное сырье, характеризуемое тем, что имеет менее чем 0,5 вес.% Βδ&ν, можно транспортировать с помощью трубопровода, и это исходное сырье, которое содержит большее количество Βδ&ν, требует некоторой степени переработки или обработки, чтобы снизить содержание Βδ&ν перед транспортировкой. Такая переработка может включать выдерживание, чтобы позволить воде и частицам осесть, и температурную обработку, чтобы отогнать воду и другие компоненты. Однако эти операции увеличивают эксплуатационные потребности.
Следовательно, в данной области техники существует необходимость в эффективном методе улучшения качеств исходного сырья, имеющего значительное содержание Βδ&ν, перед транспортировкой или дальнейшей переработкой исходного сырья.
Улучшить качество сырой нефти и битума можно при использовании ряда методов переработки, включающих термическую обработку, гидрокрекинг, висбрекинг или каталитический крекинг. Несколько из этих способов, такие как висбрекинг или каталитический крекинг, используют как инертные, так и каталитические контактные материалы в виде частиц в реакторе с восходящим или нисходящим потоком. Основой каталитических контактных материалов главным образом является цеолит, в то время как для висбрекинга используют инертные контактные материалы, карбонатные осадки или инертные каолиновые осадки.
В данной области техники известно использование флюидного каталитического крекинга (ЕСС) или других аппаратов для прямой переработки битумного исходного сырья. Однако многие соединения, присутствующие в сыром исходном сырье, препятствуют этим процессам из-за их отложения на самом контактном материале. Эти примеси исходного сырья включают металлы, такие как ванадий или никель, предшественники кокса, такие как (Сопгабкоп) углеродистый остаток и асфальтены. Если их не удалить с помощью сжигания в регенераторе, отложения этих материалов могут привести в результате к загрязнению и необходимости преждевременной замены контактного материала. Особенно справедливо это для контактных материалов, используемых в ЕСС способе, поскольку эффективный крекинг и точный температурный контроль процесса требует, чтобы контактные материалы содержали очень мало или не содержали воспламеняемых осажденных веществ или металлов, которые препятствуют каталитическому процессу.
Чтобы снизить содержание примесей в каталитическом веществе в крекинг-аппаратах, предложены предварительная обработка исходного сырья с помощью висбрекинга, термической или другой обработки, обычно при использовании ЕСС-подобных реакторов, функционирующих при более низких температурах, чем требуется для крекинга исходного сырья. Эти системы работают последовательно с ЕСС аппаратами и функционируют как аппараты для предварительной обработки перед ЕСС. Эти процессы предварительной обработки предназначены для того, чтобы удалить примеси из исходного сырья и работать в условиях, которые облегчают любой крекинг. Эти процессы гарантируют, что в ЕСС реакторе протекает контролируемый и повышающий качество крекинг исходного сырья при оптимальных условиях.
Несколько из этих способов специально приспособлены, чтобы перерабатывать кубовые остатки (т.е. исходное сырье, полученное в результате фракционной перегонки всей сырой нефти) и кубовые фракции для того, чтобы оптимизировать извлечение из первоначального запаса исходного сырья. Описанные способы для извлечения кубовых остатков или кубовых фракций являются физическими и включают селективное упаривание или фракционную перегонку исходного сырья с минимальными химическими изменениями исходного сырья или вообще без них. Эти способы также комбинируют с удалением металлов, и они обеспечивают исходным сырьем, подходящим для ЕСС обработки. Селективное упаривание кубового остатка осуществляется при условиях, отличных от условий крекинга, без снижения вяз
- 1 016772 кости компонентов исходного сырья и обеспечивает то, что крекинг осуществляется в ЕСС реакторе при контролируемых условиях. Ни один из этих подходов не описывает улучшение качества исходного сырья в процессе предварительной обработки (т.е. удаления металлов и кокса). Другие способы для термической обработки исходного сырья включают добавление водорода (гидроочистка), которое приводит в результате к некоторым химическим изменениям исходного сырья.
Известны способы, способствующие извлечению тяжелой нефти из месторождений нефти. Например, одним способом, используемым для удаления битума из нефтеносного песчаника, является способ извлечения нефти, известный как гравитационное дренирование при закачке пара (8АСЭ). 8АСЭ использует пар, полученный из источника энергии, такого как природный газ, чтобы снизить вязкость затвердевшего битума и сделать так, чтобы его можно было транспортировать через трубопровод. Данный способ требует введения природного газа в месторождение нефти. Кроме того, количество природного газа в энергетическом эквиваленте, необходимое, чтобы извлечь баррель битума из нефтеносного песчаника, равно 1-1,25 ГДж. Из-за колебаний стоимости природного газа стоимость получения барреля битума при использовании 8АСЭ и природного газа могут расти с течением времени. Следовательно, желательно иметь альтернативный источник энергии для генерирования пара, который является недорогим, восполняемым и непосредственно близким к месту завода по производству битума, чтобы контролировать стоимость эксплуатации и позволить работать заводу с очень малым количеством природного газа или вообще без него.
Например, данное изобретение раскрывает способ для улучшения качества исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, но не ограничивается тяжелой нефтью или битумным исходным сырьем, чтобы производить продукт без осадка или другой продукт с улучшенными качествами, при желании, исходя из рыночных или потребительских требований или предпочтений. В способе используются пиролитический реактор с коротким временем пребывания, который функционирует в условиях, которые улучшают качество исходного сырья, и вакуумная перегонная колонна. Исходное сырье, используемое в данном способе, может содержать значительные количества Β8&\ν и, кроме того, может быть эффективно обработано, по средствам чего увеличивается эффективность обработки исходного сырья. Кроме того, часть или все энергетические потребности месторождения нефти могут быть удовлетворены с помощью удаления некоторого количества продукта с частично улучшенными качествами, по средствам чего снижается или сводится на нет необходимость во внешней подаче природного газа.
Сущность изобретения
Данное изобретение относится к быстрому пиролизу (К.ТР™) вязкого исходного сырья для того, чтобы получить продукт с улучшенными качествами. Более конкретно, данное изобретение относится к повышающему качество способу и установке для производства жидкого продукта с малым содержанием кубовых остатков и/или без кубовых остатков из исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды.
В одном аспекте данное изобретение обеспечивает способ для производства продукта без кубовых остатков или продукта с улучшенными качествами из исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, например из тяжелой нефти или битума, включающий:
a) улучшение качеств или термическое превращение исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, с помощью способа, включающего:
ί) подачу теплоносителя в виде частиц в реактор с восходящим потоком;
ίί) введение исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, в реактор с восходящим потоком по меньшей мере в одном месте, выше места введения теплоносителя в виде частиц, так что отношение загрузки теплоносителя в виде частиц к исходному сырью, содержащему тяжелые углеводороды, составляет от приблизительно 10:1 до приблизительно 200:1, при этом реактор с восходящим потоком функционирует при температуре от 300 до 700°С, и ϊϊΐ) обеспечение взаимодействия исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, с теплоносителем в виде частиц со временем пребывания менее чем приблизительно 20 с, чтобы получить смесь, содержащую поток продукта и теплоноситель в виде частиц;
b) разделение потока продукта и теплоносителя в виде частиц;
c) получение продукта без кубовых остатков или продукта с улучшенными качествами из потока продукта при использовании вакуумной перегонной колонны.
Перед стадией а) ί) можно добавить стадию разделения перед стадией улучшения качеств продукта, чтобы отделить легкие фракции от тяжелых. Этот процесс приводит в результате к первой легкой фракции и первой тяжелой фракции. Первую тяжелую фракцию исходного сырья можно затем использовать в качестве исходного сырья на стадии а) ίί). Первую легкую фракцию можно, при желании, позднее объединить с продуктом без кубовых остатков или продуктом с улучшенными качествами, полученным на стадии с). Перед стадией разделения (стадия Ь) смесь, содержащую поток продукта и теплоноситель в виде частиц, можно удалить из реактора. Более того, после стадии разделения (стадия Ь) газообразный продукт и жидкий продукт, жидкий продукт, содержащий легкую и тяжелую фракции, могут быть отобраны из потока продукта. Теплоноситель в виде частиц может быть регенерирован после стадии разделения (стадия Ь) в подогревателе, чтобы получить регенерированный теплоноситель в виде частиц, и регенерированный теплоноситель в виде частиц можно рециркулировать в реактор с восходящим потоком.
- 2 016772
Данное изобретение также относится к описанному выше способу, который дополнительно включает определение энергетических потребностей завода, добывающего нефть, и исходя из определенных энергетических потребностей потребительского или рыночного спроса продукта с улучшенными качествами:
ί) транспортировку всей тяжелой фракции потока продукта на завод, перерабатывающий нефть, для превращения в одну из форм энергии, или ίί) транспортировку части тяжелой фракции потока продукта на завод, перерабатывающий нефть, для превращения в одну из форм энергии и рециркулирование оставшейся части тяжелой фракции к реактору с восходящим потоком для дополнительной обработки в пиролизном цикле с рециркуляцией, чтобы получить рециркуляционный поток продукта, или ϊϊΐ) рециркуляцию всей тяжелой фракции потока продукта к реактору с восходящим потоком для дополнительной обработки в пиролизном цикле с рециркуляцией, чтобы получить рециркуляционный поток продукта.
С другой стороны, после определения энергетических потребностей завода, перерабатывающего нефть, или:
ί') превращение всей тяжелой фракции потока продукта в одну из форм энергии и транспортировку энергии на завод, перерабатывающий нефть;
й') превращение части тяжелой фракции потока продукта в одну из форм энергии и транспортировку энергии на завод, перерабатывающий нефть и рециркулирование оставшейся части к реактору с восходящим потоком для дополнительной обработки в пиролизном цикле с рециркуляцией, чтобы получить рециркуляционный поток продукта, или ϊϊΐ') рециркуляцию всей тяжелой фракции потока продукта в реактор с восходящим потоком для дополнительной обработки в пиролизном цикле с рециркуляцией, чтобы получить рециркуляционный поток продукта.
Данное изобретение также относится к описанному выше способу, где дополнительная обработка (в пиролизном цикле с рециркуляцией, чтобы получить рециркуляционный поток продукта) включает смешение тяжелой фракции с теплоносителем в виде частиц, где теплоноситель в виде частиц в пиролизном цикле с рециркуляцией имеет температуру, равную или выше температуры, используемой в первом пиролизном цикле (стадия улучшения качества). Например, температура реактора с восходящим потоком при первом пиролизном цикле (стадия улучшения качества) составляет от приблизительно 300 до приблизительно 590°С, и температура реактора с восходящим потоком при пиролизном цикле с рециркуляцией составляет от приблизительно 430 до приблизительно 700°С, и где время пребывания при пиролизном цикле с рециркуляцией такое же, как или более длинное, чем время пребывания при первом пиролизном цикле (стадия улучшения качества). В другом примере вторая стадия быстрого пиролиза (цикл с рециркуляцией) включает возможность взаимодействия тяжелой фракции с теплоносителем в виде частиц в реакторе в течение предпочтительно от приблизительно 0,01 до приблизительно 20 с, более предпочтительно в течение 0,1-5 с, самое предпочтительное в течение от приблизительно 0,5 до приблизительно 3 с, где отношение носителя в виде частиц к исходному сырью, содержащего тяжелые углеводороды, от приблизительно 10:1 до приблизительно 200:1, чтобы получить рециркуляционный поток продукта. В еще одном примере теплоноситель в виде частиц в пиролизном цикле с рециркуляцией отделяют от рециркуляционного потока продукта и рециркуляционную смесь жидких продуктов, содержащую рециркуляционную легкую фракцию, отбирают из рециркуляционного потока продукта.
Данное изобретение также относится к способу, описанному выше, где поток продукта обрабатывают в горячем конденсаторе перед извлечением легкой и тяжелой фракций.
В еще одном примере вышеописанного способа реактор с восходящим потоком функционирует при температуре в диапазоне от приблизительно 450 до приблизительно 600°С, от приблизительно 480 до приблизительно 590°С, от приблизительно 480 до приблизительно 550°С, от приблизительно 530 до приблизительно 620°С. В добавление, на стадии введения (стадия а) и)), отношения загрузки от приблизительно 10:1 до приблизительно 200:1, более предпочтительно от приблизительно 10:1 до приблизительно 30:1.
В другом примере вышеописанного способа подогреватель работает при температуре в диапазоне от приблизительно 600 до приблизительно 900°С, от приблизительно 600 до приблизительно 815°С, от приблизительно 700 до приблизительно 800°С.
Данное изобретение также относится к описанному выше способу, где перед стадией улучшения качеств исходное сырье вводят на стадию разделения перед стадией улучшения качеств, на которой осуществляют отделение легкой фракции от тяжелого компонента исходного сырья, и тяжелый компонент подвергают быстрому пиролизу. В предпочтительном варианте осуществления легкий компонент после стадии разделения для предварительного улучшения качеств можно объединить с легкой фракцией, полученной на стадии разделения после стадии улучшения качеств (т.е. в вакуумной перегонной колонне), чтобы получить продукт без кубовых остатков и/или продукт с улучшенными качествами, который соответствует требованиям рынка и потребителей.
Вакуумная перегонная колонна (вакуумная дистилляционная колонна), используемая на стадии
- 3 016772 разделения после стадии улучшения качеств в упомянутых выше способах, отличается от системы фракционирования при атмосферном давлении и другого атмосферного/конденсирующего сборника тем, что функционирует под вакуумом при высокой температуре, чтобы отделить или удалить кубовые остатки (или вакуумные кубовые остатки) от относительно более легкой жидкой компоненты. Вакуумная перегонная колонна имеет преимущество, заключающееся в том, что она эффективна при получении более узкой фракции кубовых остатков, по средствам чего увеличивается выход более легких, более ценных жидких компонентов, полученных в результате стадии улучшения качеств. Это позволяет создать конечный продукт, который легче транспортировать. Создание продукта без кубовых остатков или продукта, содержащего очень мало кубовых остатков, имеет дополнительное преимущество, заключающееся в возможности транспортировать конечный продукт на нефтедобывающую установку, которая не имеет установку для коксования или другие средства для обработки кубовых остатков. В еще одном варианте осуществления одна или более легких фракций используется в качестве охлаждающего агента в системе улучшения качеств.
В дополнение, полученный продукт можно подгонять под нужды рынка и потребителей. Например, качество конечного продукта можно изменять с помощью изменения числа прогонов через систему. В первом варианте осуществления в результате стадии разделения перед стадией улучшения качеств получают первую легкую фракцию и первую тяжелую фракцию. Первую тяжелую фракцию можно затем использовать в качестве исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, качества которого затем улучшают. В результате процесса улучшения качеств образуются продукт светлой фракции и кубовый продукт, где продукт светлой фракции обычно имеет температуру кипения ниже чем 350-400°С и кубовый продукт обычно имеет температуру кипения выше чем 350-400°С. Кубовый продукт можно обрабатывать на стадии разделения после стадии улучшения качеств, чтобы получить вторую легкую фракцию и вторую тяжелую фракцию. Вторую легкую фракцию можно объединить с первой легкой фракцией, чтобы получить продукт с высокой степенью качества и/или продукт без кубовых остатков с очень маленьким процентом кубовых остатков. Второй тяжелый продукт можно повторно пропустить через систему, или, как подробно описано далее в данном изобретении, тяжелый продукт можно использовать, чтобы генерировать энергию для системы и/или для завода. В следующем предпочтительном варианте осуществления часть продукта светлой фракции, полученного из ректификационной колонны, пропускают через трубопровод, чтобы он действовал как охлаждающий агент. Место введения охлаждающего агента может быть между горячей секцией и ректификационной колонной и в других местах системы.
Предпочтительно кубовый продукт можно направлять по одному из трех путей, каждый из которых обеспечивает различные степени рециркулирования тяжелого продукта. Первый путь заключается в том, чтобы подавать кубовый продукт обратно в систему в месте введения исходного сырья. Второй путь заключается в обработке кубового продукта на стадии разделения после стадии улучшения качеств, которая подобна способу, описанному выше, разделяет вводимое сырье (в этом случае кубовый продукт) на легкую и тяжелую фракции. Третий путь заключается в объединении кубового продукта с исходным сырьем перед процессом разделения, в результате которого получают легкую и тяжелую фракции, где тяжелую фракцию можно затем использовать в качестве добавки к исходному сырью. Модифицируя способ с помощью этих альтернативных вариантов осуществления и путей, конечный продукт с улучшенными качествами или продукт без кубового остатка можно подгонять, исходя из предпочтений рынка и потребителей. Например, чтобы превратить большее количество исходного сырья в продукт, можно использовать, вместо способа с однократным прогоном, способ с рециркуляцией.
Весь поток продукта или его часть, или кубовый остаток можно превратить в одну из форм энергии (например, пар) для использования на нефтедобывающей установке, что позволяет модифицировать или варьировать способ, чтобы удовлетворять энергетические потребности конкретного завода. Какую-то часть потока продукта или кубового остатка, которая не превратилась в одну из форм энергии, можно рециркулировать с помощью дополнительной стадии улучшения качеств, включающей быстрый пиролиз, чтобы получить дополнительную смесь продуктов, которую можно разделить, используя стадию разделения после стадии улучшения качеств, чтобы получить дополнительное количество легкой фракции нефти без кубового остатка. Способ данного изобретения имеет преимущество в том, что с помощью него можно регулировать количество потока продукта или кубового остатка, который предоставляется для рециркуляции, исходя из энергетических потребностей нефтедобывающей установки. Исходя из энергетических потребностей нефтедобывающей установки, количество потока продукта или кубового остатка, который предоставляется для рециркуляции, можно увеличивать или уменьшать относительно ранее установленной степени рециркуляции. В частности, если нефтедобывающая установка не требует внешних источников энергии, затем можно рециркулировать весь или большую часть потока продукта или кубовый остаток. И обратно, если нефтедобывающая установка требует большого количества энергии извне, чтобы поддерживать свою работу, затем можно транспортировать большую часть потока продукта или кубового остатка на нефтедобывающую установку для превращения в энергию, или она может быть непосредственно превращена в одну из форм энергии, которая впоследствии передается на установку. В добавление, установка предпочтительно должна быть способна получать дополнительную энергию в форме поглощенной физической теплоты, благодаря близости преобразователя к потребителю
- 4 016772 энергии.
В следующем примере способы, описанные выше, могут, кроме того, включать выделение УСО из легкой фракции.
Данное изобретение также относится к способу, описанному выше, где температура реактора с восходящим потоком меньше чем 750°С, где время удержания предпочтительно от 0,01 до 20 с, более предпочтительно от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 с, самое предпочтительное от приблизительно 0,5 до приблизительно 3 с и где теплоносителем в виде частиц является кварцевый песок.
Данное изобретение также относится к вышеупомянутому способу, где примеси, включая кокс Конрадсона, В8&У, никель и ванадий удаляются из исходного сырья или их количество снижается, или они откладываются на теплоносителе, или улавливаются в системе кондиционирования отработанного дымового газа.
В другом аспекте данное изобретение обеспечивает системой, состоящей из:
ί) реактора с восходящим потоком, содержащим:
a) по меньшей мере один инжектор по меньшей мере в одном из множества мест по длине реактора с восходящим потоком для введения упомянутого исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, в реактор с восходящим потоком,
b) теплоноситель в виде частиц, теплоноситель в виде частиц загружается с отношением загрузки от приблизительно 10:1 до приблизительно 200:1 или более предпочтительно от приблизительно 10:1 до приблизительно 30:1 по отношению к исходному сырью, содержащему тяжелые углеводороды;
c) впускное отверстие для введения теплоносителя в виде частиц, впускное отверстие располагают ниже по меньшей мере одного инжектора,
ά) конверсионную секцию в реакторе с восходящим потоком;
ίί) вакуумную перегонную колонну.
Система может дополнительно включать:
a) подогреватель для предварительного нагревания исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды;
b) сепаратор при выпускном отверстии реактора с восходящим потоком, чтобы отделять газообразный и жидкий продукты от теплоносителя в виде частиц;
c) регенератор теплоносителя в виде частиц или подогреватель;
ά) линию рециркуляции для теплоносителя в виде частиц от регенератора до впускного отверстия реактора для подвода теплоносителя в виде частиц в секцию для смешения;
е) конденсирующий элемент для охлаждения, конденсации и сбора жидких продуктов;
1) дополнительные средства для собирания, такие как каплеотбойники, фильтры и газосепараторы; или
д) средства для рециркуляции газа, чтобы обеспечить транспорт среды к реактору с восходящим потоком.
Данное изобретение относится также к вышеописанному способу, где систему и способы можно изменять и модифицировать исходя из энергетических потребностей нефтедобывающей установки.
Данное изобретение относится также к вышеописанному способу, который дополнительно включает горячий конденсирующий элемент перед конденсирующим элементом и, необязательно, устройство для рециркуляции продукта тяжелой фракции из горячего конденсирующего элемента по меньшей мере к одному инжектору реактора с восходящим потоком.
Данное изобретение относится также к системе, описанной выше, где множество местоположений включает местоположения, распределенные вдоль длины упомянутого реактора.
Фракцию кубовых остатков или часть потока продукта, полученную в соответствии с данным изобретением, можно с успехом использовать, чтобы удовлетворять энергетические потребности нефтедобывающей установки на территории завода или за его пределами, и, следовательно, как частично, так и полностью устраняется необходимость в других более дорогих источниках энергии, таких как природный газ, по средствам чего контролируется стоимость добычи нефти. Например, фракцию кубовых остатков или часть потока продукта можно получить в соответствии с данным изобретением и можно использовать для частичного или полного замещения природного газа в качестве источника энергии для генерирования пара для использования в процессе добычи нефти, например, в гравитационном дренировании при закачке пара (8ЛСЭ). Фракция кубовых остатков или часть потока продукта, полученная, как описано в данном изобретении, может, следовательно, служить в качестве недорогого, альтернативного источника энергии, который получают на месте. Это может привести в результате к снижению стоимости процесса. Более того, возможность использовать энергию, полученную из потока побочного продукта, позволяет подстраивать систему в зависимости от энергетических потребностей определенной части завода.
Как отмечается более подробно ниже, с помощью обработки исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, используя быстрый пиролиз в комбинации со стадией разделения после стадии улучшения качеств (т.е. с помощью вакуумной перегонной колонны), можно получить высокий выход продукта без кубовых остатков. Использование вакуумной перегонной колонны позволяет получить более
- 5 016772 узкую фракцию компонента кубовых остатков, чем это возможно с одной ректификационной колонной, работающей при атмосферном давлении. Это приводит в результате к увеличению выхода более легких, более ценных жидких компонентов, полученных в результате стадии улучшения качеств. Чтобы дополнительно увеличивать выход легкого дизельного топлива, вакуумная перегонная колонна может работать в режиме глубокого фракционирования, в котором осуществляется более высокая степень фракционирования. Более того, с помощью совместного использования обработки исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, и вакуумной перегонной колонны систему можно использовать на рабочей площадке нефтедобывающей установки и полученный продукт можно подгонять в зависимости от требований рынка и потребителей. Используя преимущественно систему данного изобретения, всю или часть необходимой энергии нефтедобывающей установки можно получать из потока жидкого продукта или кубовых остатков, полученных в процессе обработки исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды.
Краткое описание чертежей
Данное изобретение относится к быстрому пиролизу (К.ТР™) вязкого исходного сырья для того, чтобы получить продукт с улучшенными качествами. Более конкретно, данное изобретение относится к улучшающему качества способу и установке для производства жидкого продукта в основном без кубовых остатков или другого желаемого продукта с улучшенными качествами из исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды.
Фиг. 1 является схематическим чертежом примера варианта осуществления данного изобретения, относящимся к системе для процесса пиролиза исходного сырья. Линии Ά-Ό и Ι-Ь обозначают необязательные пробоодборные отверстия.
Фиг. 2 является схематическим чертежом примера варианта осуществления данного изобретения, относящимся к системе подачи для введения исходного сырья в систему для пиролитической обработки исходного сырья.
Фиг. 3 является схематическим чертежом примера варианта осуществления данного изобретения, относящимся к системе подачи для введения исходного сырья на стадию улучшения качеств, использующую систему для пиролитической обработки исходного сырья, как описано в данном изобретении.
Фиг. 4 является схематическим чертежом примера варианта осуществления данного изобретения, относящимся к системе извлечения для получения исходного сырья, который как собирают из первичного конденсатора или из внутренней системы фракционирования, так и/или рециркулируют в реактор с восходящим потоком.
Фиг. 5 является схематическим чертежом примера варианта осуществления данного изобретения, относящимся к внутреннему фракционированию для пиролитической обработки исходного сырья. Линии А-Е и Ι-Ν обозначают необязательные пробоодборные отверстия.
Фиг. 6 и 7 являются схематическими изображениями, показывающими примеры способов, в соответствии с данным изобретением, образования легкой нефтяной фракции без кубовых остатков их исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, и продукта кубовых остатков, которые можно рециркулировать или использовать для генерирования энергии для использования вблизи нефтедобывающей установки.
Следует отметить, что элементы аналогичных структур или функций в основном представлены с помощью одинаковых позиционных обозначений с иллюстративной целью на всех фигурах. Также следует отметить, что фигуры предназначены только для облегчения описания предпочтительных вариантов осуществления.
Описание предпочтительного варианта осуществления
Данное изобретение относится к быстрому пиролизу (К.ТР™) вязкого исходного сырья для того, чтобы получить продукт с улучшенными качествами. Более конкретно, данное изобретение относится к улучшающему качества способу и установке для производства жидкого продукта в основном без кубовых остатков или другого желаемого продукта с улучшенными качествами из исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды.
Следующее описание предпочтительного варианта осуществления является только примером и не ограничивает комбинирование элементов, необходимых для того, чтобы реализовать изобретение.
Данное изобретение обеспечивает способ для производства продукта без кубовых остатков или продукта с улучшенными качествами, который удовлетворяет потребностям рынка или потребителей, из исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, например из тяжелой нефти или битума, включающий:
а) улучшение качеств исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, с помощью способа, включающего:
ί) обеспечение теплоносителем в виде частиц в реактор с восходящим потоком;
ίί) введение исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, в реактор с восходящим потоком по меньшей мере в одном месте, выше места введения теплоносителя в виде частиц, так чтобы отношение загрузки теплоносителя в виде частиц к исходному сырью, содержащему тяжелые углеводоро
- 6 016772 ды, было от 10:1 до 200:1, где реактор с восходящим потоком функционирует при температуре от 300 до 700°С;
ϊϊΐ) возможность взаимодействия исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, с теплоносителем в виде частиц со временем пребывания менее чем 20 с, чтобы получить поток продукта;
b) разделение потока продукта и теплоносителя в виде частиц из смеси;
c) получение продукта без кубовых остатков или продукта с улучшенными качествами из потока продукта при использовании стадии разделения после стадии улучшения качеств, например, вакуумной перегонной колонны.
Перед стадией а) ί) можно добавить стадию разделения перед стадией улучшения качеств продукта, чтобы отделить легкие фракции исходного сырья от тяжелых фракций. Этот процесс приводит в результате к первой легкой фракции и первой тяжелой фракции. Первую тяжелую фракцию исходного сырья можно затем использовать в качестве исходного сырья на стадии а) ίί). Первую легкую фракцию можно, при желании, позднее объединить с продуктом без кубовых остатков или продуктом с улучшенными качествами, полученным на стадии с). Перед стадией разделения (стадия Ь) смесь, содержащую поток продукта и теплоноситель в виде частиц, можно удалить из реактора. Более того, после стадии разделения (стадия Ь) газообразный продукт и смесь жидких продуктов легкой и тяжелой фракций могут быть отобраны из потока продукта с помощью охлаждения и конденсации потока продукта. В следующем варианте осуществления часть легкой фракции можно использовать для рециркуляции и использовать в качестве охлаждающего агента. Теплоноситель в виде частиц может быть регенерирован после стадии разделения (стадия Ь) в подогревателе, чтобы получить регенерированный теплоноситель в виде частиц и регенерированный теплоноситель в виде частиц можно рециркулировать в реактор с восходящим потоком.
Под легкой фракцией без кубовых остатков или продуктом без кубовых остатков подразумевают фракцию легкой нефти, которая содержит менее чем 7-8%, более, в частности, менее чем 5%, еще более, в частности, менее чем 1% тяжелого (вакуумного) компонента кубовых остатков, присутствующего в потоке продукта, полученного в результате быстрого пиролиза.
Под исходным сырьем или исходным сырьем, содержащим тяжелые углеводороды в основном подразумевают нефтяной дериват с высокой плотностью и вязкостью, часто относящийся (но не ограничивающийся ими) к сырой нефти, тяжелой нефти, битуму (включая как природный и полутвердый формы, так и искусственный битум), или кубовые остатки после обработки (масло или асфальт). Однако термин исходное сырье может также включать кубовые фракции сырой нефти, такие как кубовые остатки ректификационной колонны, работающей при атмосферном давлении, или кубовые остатки вакуумной перегонной колонны. Оно может также включать нефть, добытую из угля и глины. Более того, исходное сырье может содержать значительное количество, например, Βδ&ν (донного осадка и воды), но не ограничиваясь им, содержанием Βδ&ν, большим чем 0,5 вес.%. Предпочтительным исходным сырьем является тяжелая нефть и битум.
Для целей применения исходное сырье можно характеризовать как имеющее ί) высокое ΤΑΝ, низкое содержание серы, й) низкое ΤΑΝ, высокое содержание серы, ш) высокое ΤΑΝ, высокое содержание серы, или ίν) низкое ΤΑΝ, низкое содержание серы.
Это исходное сырье, содержащее тяжелую нефть и битум, обычно вязкое и труднотранспортируемое. Битум обычно содержит большое количество сложных полиядерных углеводородных асфальтов, которые увеличивают вязкость этого исходного сырья, и для транспортировки требуются некоторая предварительная обработка. Такая предварительная обработка обычно включает разбавление в растворителях перед транспортировкой.
Обычно исходное сырье, полученное из битуминозного песка (см. пример 1 для анализа примеров, которые не следует рассматривать ограничивающими такое исходное сырье), предварительно обрабатывают до стадии улучшения качеств, как описано в данном изобретении, для того, чтобы концентрировать битум. Однако предварительная обработка битума из битуминозного песка может включать способы, известные в данной области техники, включая обработку горячей или холодной водой, или экстракцию селективными растворителями, в результате которой образуется битумный газонефтяной раствор. Эти предварительные обработки обычно отделяют битум от песка. Например, одна такая предварительная обработка водой включает образование суспензии ΝαΟΗ/горячая вода-битум, содержащий битуминозный песок, из которой песку позволяют осесть, и большее количество воды добавляют к перемешиваемому битуму, чтобы разбавить основание и дать возможность удалить песок. Обработка холодной водой включает дробление нефтяного песка в воде и перемешивание его в нефтетопливе, затем разбавление битума растворителем и отделение битума от остатка песка и воды. Такой битумный продукт подходит в качестве исходного сырья для дальнейшей обработки, как описано в данном изобретении.
Качества битума можно улучшить при использовании способа данного изобретения, или других способов, таких как БСС, вискрекинг, гидрокрекинг и т.д. Предварительная обработка исходного сырья из битуминозного песка может также включать, например, обработку горячей или холодной водой, чтобы частично удалить песок перед улучшением качеств исходного сырья при использовании способа, описанного в данном изобретении, или другие способы улучшения качеств, которые включают депара
- 7 016772 финизацию (используя быстрый пиролиз, как описано в данном изобретении), ЕСС, гидрокрекинг, коксование, висбрекинг и т.д. Следовательно, должно быть понятно, что термин исходное сырье также включает предварительно обработанное исходное сырье, которое включает, но не ограничивается им, то исходное сырье, которое приготовлено, как описано в данном изобретении.
Более легкое исходное сырье можно также обрабатывать, следуя способам данного изобретения, как описано в данном изобретении. Например, как описано более подробно ниже, жидкие продукты, полученные после первой пиролитической обработки, как описано в данном изобретении, можно дополнительно обрабатывать с помощью способа данного изобретения (например, рецикла или частичного рецикла, см. фиг. 5 и примеры 3 и 4), чтобы получить жидкий продукт, характеризующийся тем, что имеет сниженную вязкость, пониженное содержание металлов (особенно никеля и ванадия) и воды, и большую плотность в градусах АНИ. Кроме того, жидкие продукты, полученные в результате этих способов, известных в данной области техники, можно использовать в качестве исходного сырья для способа, описанного в данном изобретении. Следовательно, данное изобретение также предполагает использование более легкого исходного сырья, включающего газойль, вакуумный газойль, нефть без легких фракций или предварительно обработанные жидкие продукты, полученные из тяжелой нефти и битума. Это более легкое исходное сырье можно обрабатывать, используя способ данного изобретения для того, чтобы улучшить качества этого исходного сырья для дальнейшей обработки, используя, но не ограничиваясь ими, например, ЕСС, гидрокрекинг и т.д.
Жидкий продукт, полученный в результате способа, описанного в данном изобретении, может подходить для транспортировки по трубопроводу, чтобы дать возможность перерабатывать его дополнительно в других местах, или он может обрабатываться на месте при использовании вакуумной перегонной колонны, чтобы получить продукт без кубовых остатков и/или продукт с улучшенными качествами. Полученный продукт при использовании данного способа может также вводиться в блок, допускающий дополнительную обработку исходного сырья, такую как, но не ограничивающуюся ими, коксование, висбрекинг или гидрокрекинг. При такой возможности, пиролитический реактор, соединенный с вакуумной перегонной колонной данного изобретения, частично улучшает качество исходного сырья, когда функционирует как устройство для предварительной обработки исходного сырья. В дополнение, продукт без кубовых остатков, который можно получить при использовании способов и систем, описанных в данном изобретении, имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что его легче транспортировать через трубопровод и его можно обрабатывать на нефтедобывающей установке, на которой отсутствует установка для коксования.
Исходное сырье данного изобретения обрабатывают, используя реактор для быстрого пиролиза. Можно также использовать другие известные лифт-реакторы с коротким временем пребывания. Реактор может также работать при температуре от приблизительно 450 до приблизительно 600°С, от приблизительно 480 до приблизительно 550°С. Время контакта между теплоносителем в виде частиц и исходным сырьем предпочтительно от приблизительно 0,01 до приблизительно 20 с, более предпочтительно от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 с и самое предпочтительное от приблизительно 0,5 до приблизительно 3 с.
Теплоноситель может быть твердыми частицами, предпочтительно песком, например кварцевым песком. Под кварцевым песком понимают любой песок, содержащий более чем приблизительно 80% кварца, предпочтительно более чем приблизительно 95% кварца и более предпочтительно более чем приблизительно 99% кварца. Должно быть понятно, что вышеупомянутая композиция является примером кварцевого песка, который можно использовать в качестве теплоносителя, как описано в данном изобретении, однако могут существовать варианты в свойствах этих ингредиентов в другом кварцевом песке и он, все же, может подходить для использования в качестве теплоносителя. Можно также использовать другие известные теплоносители в виде частиц и контактные материалы, такие как каолиновые глины, цирконий, рутил, алюминий с малой поверхностной площадью, оксиды магния и кальция.
Воду, присутствующую в исходном сырье, испаряют в реакторе в процессе пиролиза исходного сырья и она образует часть потока продукта. Эту воду вместе с потоком, используемым для измельчения исходного сырья, можно извлечь при использовании установки для улавливания, такой как сепаратор для отделения пара от жидкости или холодильной установки, расположенной, например, за базисной точкой конденсирующей колонны (например, конденсаторы 40 и 50 фиг. 1) и до каплеотбойников (например, каплеотбойников 60 фиг. 1), или в установке для более полного улавливания (45; фиг. 1), после каплеотбойников.
Обработка исходного сырья при использовании быстрого пиролиза приводит в результате к получению продукта-пара и твердых побочных продуктов, связанных с теплоносителем. После отделения теплоносителя от смеси продуктов продукт-пар можно сконденсировать, чтобы получить жидкий поток продукта и газообразные побочные продукты. Например, жидкий продукт, который нельзя рассматривать в качестве ограничивающего, полученный в результате обработки тяжелой нефти, до любого разделения, например, при использовании вакуумной перегонной колонны, как описано в данном изобретении, характеризуется тем, что имеет следующие свойства:
конечную температуру кипения меньше чем приблизительно 660°С, предпочтительно меньше чем
- 8 016772 приблизительно 600°С и самое предпочтительное меньше чем приблизительно 540°С;
плотность в градусах АНИ, по меньшей мере 12 и предпочтительно больше чем 17 (где плотность в градусах АНИ = [141,5/удельная плотность]-131,5; более высокая плотность в градусах АНИ, более легкий материал);
значительно сниженное содержание металлов, включая никель и ванадий;
значительно сниженную степень вязкости (более чем в 25 раз ниже, чем вязкость предпочтительного исходного сырья, например, как определено при 40°С) и выход жидкого продукта по меньшей мере 60 об.%, предпочтительно выход больше чем 70 об.% и более предпочтительно выход больше чем приблизительно 80%.
Следуя способам, описанным в данном изобретении, жидкий продукт, полученный в результате обработки битумного исходного сырья и до любого разделения, который нельзя рассматривать в качестве ограничивающего, характеризуется тем, что имеет плотность в градусах АНИ от приблизительно 8 до приблизительно 25;
значительно сниженное содержание металлов, включая никель и ванадий;
значительно сниженную степень вязкости, более чем в 20 раз ниже, чем вязкость исходного сырья (например, как определено при 40°С), выход жидкого продукта по меньшей мере 60 об.%, предпочтительно выход больше чем приблизительно 75 об.%. Жидкие продукты, описанные выше, затем обрабатываются, используя стадию разделения после стадии улучшения качеств (например, используя вакуумную перегонную колонну), чтобы получить продукт с улучшенными качествами с пониженным содержанием кубовых остатков и/или продукт без кубовых остатков, в зависимости от предпочтений рынка и потребителей.
Первый способ для улучшения качеств исходного сырья, чтобы получить жидкие продукты, из которых можно получить продукт с улучшенными качествами и более низким содержанием кубовых остатков или продукт без кубовых остатков, используя вакуумную перегонную колонну, включает способ с одним прогоном. Ссылаясь на фиг. 1, вкратце, система для быстрого пиролиза включает систему подачи, обычно обозначаемую как 10 (также см. фиг. 2 и 3), которая вводит исходное сырье в реактор (20), систему отделения теплоносителя, которая отделяет теплоноситель от продукта-пара (например, 100 и 180, фиг. 1) и рециркулирует теплоноситель в подогревающую/регенерирующую систему (30), систему подогрева неорганического теплоносителя в виде частиц (30), которая нагревает и регенерирует теплоноситель, и первичный (40) и вторичный (50) конденсаторы, которые собирают продукт. С другой стороны, например, можно использовать ректификационную колонну, которая не ограничивается ректификационной колонной, работающей при атмосферном давлении (обсуждается более подробно ниже), вместо отдельных конденсаторов, чтобы собирать продукт из пара. В добавление, для обработки исходного сырья можно использовать более чем одну ректификационную колонну. В другом примере, можно использовать одну вакуумную перегонную колонну или вместе со стадией разделения фракционированием или первичным и вторичным конденсаторами или другой системой сбора, чтобы собирать продукт из пара, и затем может быть использована, чтобы выделить легкую фракцию без кубовых остатков и тяжелую фракцию (т. е. кубовых остатков) из продукта. Полученный конечный продукт можно варьировать в зависимости от предпочтений рынка и/или потребителей. Например, конечный продукт с более низким процентом кубовых остатков можно получить с помощью способа, который использует большую степень рециркуляции в процессе улучшения качеств. Таким образом, обычно с помощью способа с одним прогоном будет получаться конечный продукт с более высоким процентом кубовых остатков, чем, в случае, когда используется способ полной или частичной рециркуляции.
Предпочтительно до процесса улучшения качеств, первоначальное исходное сырье или сырую нефть обрабатывают на стадии разделения перед стадией улучшения качеств. В результате этой стадии разделения перед стадией улучшения качеств образуются первая легкая и первая тяжелая фракции. Как обсуждается далее ниже, первую легкую фракцию можно добавить к легкому продукту, полученному в процессе фракционирования, чтобы получить продукт без кубовых остатков или продукт с очень низким содержанием кубовых остатков. Первую тяжелую фракцию можно использовать в качестве исходного сырья для процесса улучшения качеств.
Предварительно нагретое исходное сырье вводится в реактор ниже зоны смешения (170) и приводится в контакт с восходящим потоком горячего теплоносителя в транспортном потоке, который обычно является рециркулирующим газом, подаваемым через газопровод для рециркулирующего газа. Исходное сырье можно получить после пропускания через ректификационную колонну, где удаляют газообразный компонент исходного сырья, и нелетучие компоненты транспортируют в реактор для дальнейшей обработки. Быстрое перемешивание и кондуктивная передача тепла от теплоносителя к исходному сырью осуществляются в реакционной зоне с коротким временем пребывания реактора. Исходное сырье можно вводить по меньшей мере через одно из нескольких положений вдоль длины аппарата. Различные точки введения, показанные на фиг. 1 и 2, не ограничивают примеры таких точек введения. Если обеспечить несколько точек введения вдоль длины аппарата, то можно варьировать длину времени пребывания в реакторе. Например, для более длительного времени пребывания исходное сырье вводится в более низкой точке реактора, в то время как для более короткого времени пребывания исходное сырье вводится в
- 9 016772 более высокой точке реактора. Во всех этих случаях введенное исходное сырье смешивается с текущим вверх теплоносителем в зоне смешения (170) реактора. Пар-продукт, полученный в процессе пиролиза, охлаждают и собирают, используя подходящие конденсирующие средства (40, 50 фиг. 1) и/или ректификационную колонну, чтобы получить жидкий продукт. В предпочтительном варианте осуществления можно использовать вакуумную перегонную колонну, одну, или вместе с первичным и вторичным конденсаторами и/или стадией разделения с помощью фракционирования, чтобы собрать продукт из пара, и затем использовать, чтобы отделить легкую фракцию с малым содержанием кубовых остатков и тяжелую фракцию (т.е. кубовые остатки) от продукта, как описано более подробно выше. Использование вакуумной перегонной колонны имеет преимущество в том, что она позволяет более хорошо отделять легкие фракции пара от тяжелой фракции, что приводит к продукту с более низким процентным содержанием кубовых остатков. В следующем варианте осуществления изобретения легкую жидкую фракцию можно использовать в качестве охлаждающего агента. Использование легкой жидкой фракции имеет преимущество в том, что так как она состоит из фракции без кубовых остатков или с низким их содержанием, вероятность образования кокса более низка. Следовательно, использование легких веществ с низким содержанием кубовых остатков в качестве охлаждающего агента более предпочтительно, чем использование агентов с более высоким процентным содержанием кубовых остатков.
Кубовый продукт можно собирать и отделять, используя конденсирующую систему и/или стадию разделения с помощью фракционирования в процессе пиролиза, и его можно использовать, чтобы генерировать энергию для нефтедобывающей установки, как описано в данном изобретении. В следующем варианте осуществления кубовый продукт, который обычно кипит при температуре выше чем 300-400°С, рециркулируют или частично рециркулируют через систему, используя один из трех способов. В первом способе кубовый продукт можно использовать в качестве исходного сырья и/или он может быть добавлен к тяжелому исходному сырью и может быть повторно пропущен через горячую систему. Во втором способе кубовый продукт можно обрабатывать с помощью стадии разделения после стадии улучшения качеств, чтобы получить легкую и тяжелую фракции. Легкую фракцию можно добавить к остальным полученным легким фракциям и/или использовать в качестве охлаждающего агента. Тяжелую фракцию можно использовать, чтобы генерировать энергию, и/или можно далее рециркулировать. Третий способ для кубового продукта заключается в обработке кубового продукта на стадии разделения перед стадией улучшения качеств, которая приводит к легкой и тяжелой фракциям, которые можно далее транспортировать или обрабатывать.
В следующем варианте осуществления (фиг. 5) исходное сырье можно добавлять во внутреннюю перегонную колонну для улучшения качеств или непосредственно в конденсирующую систему, чтобы обеспечить внутреннее фракционирование легкой и тяжелой фракций. Тяжелую или кубовую фракцию можно направлять в реактор с восходящим потоком, и/или систему для фракционирования после улучшения качеств, и/или в подходящую систему для превращения в энергию.
Является понятным, что другие системы для быстрого пиролиза, включающие отличия в конструкции реактора, для которых используют альтернативные теплоносители, сепараторы для отделения теплоносителя, различное число и размер конденсаторов, или другие конденсирующие средства, можно использовать для приготовления продукта с улучшенными качествами данного изобретения. Реактор предпочтительно работает при температуре от приблизительно 450 до приблизительно 600°С, более предпочтительно от приблизительно 480 до приблизительно 550°С.
После пиролиза исходного сырья в присутствии теплоносителя содержащие кокс примеси в исходном сырье откладываются на теплоносителе. Эти примеси включают металлы (такие как никель и ванадий), азот и серу. Следовательно, теплоноситель требует регенерации до повторного введения в реакционный поток. Теплоноситель регенерируется в нагревателе на основе песка или регенераторе (30, фиг. 1 и 5). Теплоноситель можно регенерировать с помощью горения в псевдоожиженном слое нагревателя на основе песка (30) при температуре от приблизительно 600 до приблизительно 900°С, предпочтительно от 600 до 815°С, более предпочтительно от 700 до 800°С. Более того, при необходимости отложения можно также удалить с теплоносителя с помощью обработки кислотой. Повторно нагретый, регенерированный теплоноситель затем повторно вводят в реактор (20) и используют в качестве теплоносителя для быстрого пиролиза.
Система подачи (10, фиг. 2) обеспечивает подачу предварительно нагретого исходного сырья в реактор (20). Один из примеров системы подачи, который нельзя рассматривать в качестве ограничивающего в любом виде, показан на фиг. 2, однако другие варианты осуществления системы подачи также входят в объем данного изобретения, например, но не ограничивается им, блок подачи с предварительным нагревом, показанный на фиг. 5 (обсуждается ниже), и она может быть, не обязательно, использована вместе с системой подачи (10; фиг. 5). Система подачи (в целом показанная как 10, фиг. 2) предназначается, чтобы обеспечить регулируемый расход предварительно нагретого исходного сырья в реакторном блоке (20). Система подачи, показанная на фиг. 2, включает реактор, предварительно нагревающий исходное сырье (110), нагретый с помощью внешних ленточных нагревателей (130) до 80°С и присоединенный к насосу для транспортировки и рециркуляции. Исходное сырье постоянно нагревают и перемешивают в этом реакторе при 80°С. Горячее исходное сырье перекачивают из реактора в первичный рабо
- 10 016772 чий бак (140), также нагретый, при необходимости, с помощью внешних ленточных нагревателей (130). Однако должно быть понятно, что можно также использовать варианты системы подачи, чтобы обеспечить подачу нагретого исходного сырья в реактор. Первичный рабочий бак (140) можно также приспособить к насосу для подачи/рециркулирования (150). Соединительная линия для транспортировки тепла (160) поддерживает при приблизительно 100-300°С и предварительно нагревает исходное сырье перед введением в реактор через инжекторное сопло (70, фиг. 2). Измельчение в инжекторном сопле (70), расположенном вблизи зоны смешения (170) в реакторе (20), может осуществляться с помощью любого подходящего способа. Расположение сопла должно обеспечивать гомогенно распределенный поток материала в реактор. Например, можно использовать измельчение в однофазном потоке при использовании механического давления и измельчение в двухфазном потоке, которые нельзя рассматривать в качестве ограничивающих в любом виде. С помощью сопла для измельчения в двухфазном потоке поток-газ или рециркулированный побочный продукт в виде газа можно использовать в качестве носителя. Также повсюду в этой системе распределяют измерительные приборы для точного контроля исходного сырья в системе (например, датчики давления, датчики температуры, контролеры постоянного тока, анемометры с трехходовым клапаном и т.д.).
Превращение исходного сырья начинается в зоне смешения (170; например, фиг. 1 или 2) при средней температуре (обычно меньше чем 750°С, предпочтительно от приблизительно 450 до приблизительно 600°С, более предпочтительно от приблизительно 480 до приблизительно 550°С) и продолжается в реакционной секции в реакторном блоке (20), и средства доставки (например, газопровод, газовоздухопровод) поднимают поток до первичной системы разделения (например, 100), где насыпь теплоносителя отделяется от потока пара - продукта. Твердый теплоноситель и побочный продукт - твердый кокс удаляются из потока пара - продукта в первичном блоке для разделения. Предпочтительно поток продуктапара отделяют от теплоносителя настолько быстро, насколько возможно после выхода из реактора (20), так что время пребывания потока продукта - пара в присутствии теплоносителя настолько коротко, насколько возможно.
Первичным блоком для отделения может быть любое устройство для отделения твердых веществ, например циклонный сепаратор, сепаратор из швеллерной стали или сепаратор в виде бараньего рога, которые известны в данной области техники, но устройство не ограничивается ими. Циклонный сепаратор показан схематически на фиг. 1, 3 и 4. Сепаратор для твердых частиц, например первичный циклон (100), предпочтительно оборудуют с обшивкой, имеющей высокое сопротивление к истиранию. Любые твердые частицы, которые избежали накопления в первичной системе сбора, переносятся вниз по потоку и могут быть отделены во вторичном блоке для отделения (180). Вторичный блок для отделения может быть тем же, что и первичный блок для отделения, или он может включать альтернативное устройство для отделения твердых частиц, например, но не ограничиваясь ими, циклонный сепаратор, сепаратор с поворотом на 1/4, например, сепаратор в виде бараньего рога, или сепаратор ударного действия, которые известны в данной области техники. Вторичный циклонный сепаратор (180) схематически представлен на фиг. 1 и 4, однако в качестве вторичного блока для отделения могут быть использованы другие сепараторы.
Твердые частицы, которые были удалены в первичной и/или вторичной системе сбора, транспортируют в сосуд для регенерации теплоносителя, например, но не ограничиваясь, подогревательную систему с прямым контактом (30). В подогревательной системе с прямым контактом (30) кокс и газы - побочные продукты окисляют, чтобы обеспечить превращение тепловой энергией, которая непосредственно переносится к теплоносителю в виде твердых частиц (например, 310, фигуры 1,5), заодно и регенерируя теплоноситель. Температура подогревателя с прямым контактом поддерживается независимо от системы (реактора) превращения исходного сырья. Однако, как показано выше, можно использовать другие способы для регенерации теплоносителя, например, но, не ограничиваясь, обработкой кислотой.
Горячий поток продукта из вторичного блока для отделения можно охладить в первичной колонне для сбора (или первичном конденсаторе, 40; фиг. 1). Поток пара быстро охлаждают от реакционной температуры до менее чем приблизительно 400°С. Предпочтительно поток пара охлаждают до менее чем приблизительно 350-400°С. Продукт выгружают из первичной колонны и его можно перекачать (220) в бак-хранилище для продукта, и/или его можно рециркулировать в реактор, как описано ниже, и/или направлять на стадию отделения перед стадией улучшения качеств, и/или направлять в подходящий реакционный блок для получения энергии. Можно использовать вторичный конденсатор (50), чтобы собирать любое вещество (225), которое проскользнуло через первичный конденсатор (40). Продукт, выгруженный из вторичного конденсатора (50), также перекачивают (230) в бак-хранилище для продукта и/или используют в качестве охлаждающей среды, как описано ниже. Сохранившийся неконденсируемый газ сжимают в нагнетателе (190) и часть возвращают в систему регенерации теплоносителя (30) по линии (200) и сохранившийся газ возвращают в реактор (20) по линии (210) и он выполняет функцию теплоносителя и среды для транспортировки.
Горячий поток продукта можно охлаждать в трубопроводе между горячей секцией и колонной для фракционирования или отделения и/или прямо в колонне для фракционирования или отделения или в любой колонне, сконструированной так, чтобы обеспечить разные секции отбора жидкости и пара. Не
- 11 016772 ограничивающим примером колонны для фракционирования является ректификационная колонна, работающая при атмосферном давлении, которая предоставляет три различные зоны для извлечения жидкости. Однако можно использовать колонны для фракционирования, содержащие меньшее или большее число зон для извлечения жидкости.
Нижняя зона колонны для фракционирования может обычно производить жидкий поток или кубовый продукт, который рециркулируют назад в реактор по линии 270. В предпочтительном варианте осуществления кубовый продукт возвращают или частично возвращают через систему, используя один из трех способов. В первом способе кубовый продукт можно использовать в качестве исходного сырья и/или добавлять к тяжелому исходному сырью и его можно повторно пропустить через горячую систему. Во втором способе кубовый продукт можно обработать на стадии отделения после стадии улучшения качеств, чтобы получить легкую и тяжелую фракции. Легкую фракцию можно добавить к другим полученным легким фракциям и/или использовать в качестве охлаждающего агента. Тяжелую фракцию можно использовать, чтобы генерировать энергию и/или далее рециркулировать. Третий способ для кубового продукта заключается в обработке кубового продукта на стадии отделения перед стадией улучшения качеств, которая приводит к легкой и тяжелой фракциям, которые можно далее транспортировать или обрабатывать. Выбор того, который из трех способов использовать, можно изменять, при желании, в зависимости от предпочтений рынка и потребителей.
В другом варианте осуществления изобретения пары из этой нижней секции, которые также называют летучими компонентами, направляют в среднюю секцию, которая может производить поток, который охлаждают и направляют в баки-хранилища для продукта. Пары или летучие компоненты направляют из средней секции в верхнюю секцию. Верхняя секция может производить сырье, которое можно охлаждать и направлять в баки-хранилища для продукта или использовать для охлаждения в средней и верхней секциях. Избыток жидкости, присутствующий в колонне, охлаждают и направляют в хранилище для продукта, и пары из верха колонны можно далее собирать в находящихся ниже по потоку конденсаторах, и/или каплеотбойниках, и/или фильтрах, и/или сепараторах. Неконденсирующийся газ используют при необходимости в качестве рециркуляционного газа. Охлажденную жидкость из верхней и/или средней секции можно использовать в качестве среды, охлаждающей трубопровод для пара.
Ректификационная колонна обычно работает при давлении, близком к атмосферному. Ректификационную колонну обычно конфигурируют, чтобы отделять и собирать большую часть (т.е. больше 80%) жидкого продукта, полученного на стадии быстрого пиролиза. Полученный жидкий продукт (5-20%) можно, однако, удалять из верха ректификационной колонны, а можно собирать в одном или более находящихся ниже по потоку коллекторах/конденсаторах, каплеотбойниках и/или ловушках. В общем, вещества, кипящие при температуре приблизительно 300-400°С и выше, собирают со дна ректификационной колонны и вещества, кипящие при температуре ниже 300-400°С, собирают в верхней части конденсатора и/или находящихся ниже по потоку устройствах для сбора. Вещества, собранные на дне ректификационной колонны, можно направлять в находящуюся ниже по потоку вакуумную перегонную колонну или по одному из трех способов, обсужденных выше.
В другом примере, горячий продукт - пар можно собирать в одном или более конденсаторах, которые соединены с вакуумной перегонной колонной, или с ректификационной колонной, работающей при атмосферном давлении, соединенной с вакуумной перегонной колонной, или его можно собирать только в вакуумной перегонной колонне. Вакуумную перегонную колонну можно затем использовать, чтобы разделить поток продукта на легкую фракцию в виде продукта без кубовых остатков и тяжелую фракцию (т.е. кубовые остатки или вакуумные кубовые остатки; обычно вещества, кипящие при температуре выше приблизительно 535-565°С).
В следующем примере исходное сырье вводят в ректификационную колонну перед стадией улучшения качеств (предварительное фракционирование), чтобы разделить легкий жидкий компонент исходного сырья и тяжелый компонент. Тяжелый компонент, полученный их исходного сырья, затем подвергают стадии улучшения качества, используя быстрый пиролиз. Горячий продукт - пар, полученный в результате стадии улучшения качеств, затем собирают в одном или более конденсаторах, которые соединяют с вакуумной перегонной колонной или ректификационной колонной, соединенной с вакуумной перегонной колонной, или собирают только в вакуумной перегонной колонне. Вакуумную перегонную колонну можно затем использовать, чтобы разделить поток продукта на легкую фракцию в виде продукта с малым содержанием кубовых остатков и тяжелую фракцию (т.е. кубовые остатки или вакуумные кубовые остатки), и легкий компонент, первоначально полученный из исходного сырья, объединяют с легкой фракцией, полученной в вакуумной перегонной колонне, следующей после стадии улучшения качеств.
Вакуумная перегонная колонна в основном отличается от других средств фракционирования тем, что нужно подавать тепло к потоку углеводородов, и она работает при высоких температурах под вакуумом, чтобы отделить и удалить кубовый компонент (вакуумные кубовые остатки) от относительно более легкого жидкого компонента. И обратно, ректификационная колонна, внутренне связанная с системой улучшения качеств, функционирует как охлаждающий аппарат/конденсатор, который отводит теплоту от потока продукта в основном при атмосферном давлении и промежуточных температурах. Вакуумная
- 12 016772 перегонная колонна дает возможность улучшить фракционирование по сравнению с внутренней фракционной колонной или конденсирующей системой за счет того, что она работает под вакуумом и может, следовательно, эффективно отделять высококипящие вещества (т.е. вещества, имеющие температуру кипения, большую чем 535°С) от необходимых более легких дистиллятов. Вакуумная колонна, следовательно, позволяет, при использовании данной системы и способов, получить продукт без кубовых остатков и/или с низким содержанием кубовых остатков, где процент кубовых остатков можно изменять, чтобы удовлетворять требования рынка и потребителей. В общем, чтобы получить большее количество продукта без кубовых остатков или с малым их содержанием, используют обработку с большим, чем один, числом прогонов и в процессе пиролиза кубовые остатки рециркулируют и/или частично рециркулируют с помощью одного из трех способов, описанных в данном изобретении. Это приводит к дополнительным стадиям разделения легкой и тяжелой фракций, где легкие фракции можно объединять, чтобы получить смешанный конечный продукт, имеющий процент кубовых остатков в желательном для рынка и потребителей диапазоне.
Кубовую фракцию или часть потока продукта, полученные согласно способу данного изобретения, можно использовать в качестве единственного или дополнительного источника энергии для обеспечения энергетических нужд нефтедобывающей установки. Кубовая фракция или часть потока продукта может, следовательно, частично или полностью ликвидировать необходимость в других более дорогих источниках энергии, таких как природный газ, который необходим для процесса добычи нефти, что позволяет успешно контролировать стоимость добычи нефти. Кубовую фракцию или часть потока продукта можно превращать в энергию как на, так и вне территории нефтедобывающей установки. Количество энергии, требуемое для нефтедобывающей установки, можно регулировать с помощью требований рынка и потребителей. Способы данного изобретения обычно генерируют пригодное к использованию количество СО2, так, что в следующем варианте осуществления сгенерированный СО2 можно использовать для улучшения добычи нефти, используя известные в данной области техники способы.
Способы данного изобретения конфигурируют, чтобы определять энергетические потребности нефтедобывающей установки, и основываются на определенных энергетических потребностях:
ί) транспортировка всей тяжелой фракции потока продукта на нефтедобывающую установку (для превращения в одну из форм энергии, такую как пар или электричество), ίί) транспортировка части тяжелой фракции потока продукта на нефтедобывающую установку для превращения в одну из форм энергии (например, пар или электричество) и рециркулирование оставшейся части тяжелой фракции в реакторе с восходящим потоком для дальнейшей обработки в процессе пиролиза с рециркуляцией, чтобы получить рециркулированный поток продукта, или ίίί) рециркулирование всей тяжелой фракции потока продукта в реакторе с восходящим потоком для дальнейшей обработки в процессе пиролиза с рециркуляцией, чтобы получить рециркулированный поток продукта.
Как альтернатива, основываясь на определенных энергетических потребностях:
ί) превращение всей тяжелой фракции потока продукта в одну из форм энергии (например, такую как пар или электричество) и транспортировку энергии на нефтедобывающую установку, ίί) превращение части тяжелой фракции потока продукта в одну из форм энергии (например, такую как пар или электричество) и транспортировку энергии на нефтедобывающую установку и рециркулирование оставшейся части тяжелой фракции в реакторе с восходящим потоком для дополнительной обработки в процессе пиролиза с рециркуляцией, чтобы получить рециркулированный поток продукта, или ίίί) рециркулирование всей тяжелой фракции потока продукта в реакторе с восходящим потоком для дальнейшей обработки в процессе пиролиза с рециркуляцией, чтобы получить рециркулированный поток продукта.
В добавление к кубовой фракции, дополнительные источники энергии, полученные с помощью способа данного изобретения, включают, но не ограничиваются ими, кокс, полученный в результате улучшения качеств исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, или полученный с помощью рециркулирования продукта, полученного в результате улучшения качеств исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, побочный продукт - газ, полученный в результате стадии улучшения качеств или тяжелые остатки, отделенный с помощью ректификационной колонны или конденсатора. Все или часть из этих дополнительных источников энергии можно также превратить в энергии для использования на нефтедобывающей установке, исходя из потребностей завода, в дополнение или независимо от энергии, полученной из кубовых остатков.
Часть тяжелой фракции потока продукта, которая не предназначается для производства энергии, может быть направлена в подогреватель для превращения в пригодную для использования энергию (например, пар и/или электричество).
В следующем примере исходное сырье вводится на стадию разделения перед стадией улучшения качеств, чтобы отделить летучий компонент исходного сырья от жидкой смеси, полученной из сырого материала, которая содержит легкий и тяжелый компонент. Тяжелый компонент, полученный из исходного сырья, затем подвергают стадии улучшения качества, используя быстрый пиролиз. Горячий продукт - пар, полученный в результате стадии улучшения качеств, затем собирают в одном или более
- 13 016772 конденсаторе, которые соединены с вакуумной перегонной колонной, или собирают только в вакуумной перегонной колонне. Вакуумную перегонную колонну можно затем использовать, чтобы разделить поток продукта на легкую фракцию в виде продукта с малым содержанием кубовых остатков и тяжелую фракцию (т.е. кубовые остатки или вакуумные кубовые остатки), и легкий компонент, полученный первоначально из исходного сырья, объединяют с легкой фракцией, полученной после вакуумной перегонной колонны, следующей за стадией улучшения качеств.
В конкретном примере, показанном на фиг. 6, исходное сырье, содержащее тяжелые углеводороды (400), подвергают быстрому пиролизу в К.ТР™ реакторе (410) в соответствии с данным изобретением, чтобы получить смесь продуктов с улучшенными качествами (420), которые собирают в одном или более конденсирующем элементе (430), которые соединены с вакуумной перегонной колонной (440). Вакуумную перегонную колонну (440) затем используют, чтобы разделить смесь продуктов с улучшенными качествами (420) на легкую нефтяную фракцию с малым содержанием кубовых остатков (450) и тяжелую фракцию (460; кубовые остатки или вакуумные кубовые остатки). Всю или часть фракции кубовых остатков (460) можно превратить в одну из форм энергии (например, пар) для использования на нефтедобывающей установке. Аналогично, какая-то часть или весь поток продукта, полученный после конденсирующих элементов (430), можно также использовать для удовлетворения энергетических требований нефтедобывающей установки. Кубовый остаток или поток продукта, который не превращают в одну из форм энергии, можно рециркулировать на стадию быстрого пиролиза, чтобы получить дополнительную смесь продуктов, из которой можно выделить, используя вакуумную перегонную колонну (440), дополнительное количество легкой нефтяной фракции с малым содержанием кубовых остатков и/или продукт с улучшенными качествами, исходя из требований рынка и потребителей.
В следующем примере, показанном на фиг. 7, исходное сырье, содержащее тяжелые углеводороды (400), во-первых, разделяют с помощью установки для фракционирования (470) на легкую нефтяную компоненту (480; Ь1) и тяжелую нефтяную компоненту (490; кубовые остатки 1). Тяжелую нефтяную компоненту (490) затем подвергают быстрому пиролизу в КТР™ реакторе (410) в соответствии с данным изобретением, чтобы получить смесь продуктов с улучшенными качествами (425), которые собирают в одном или более конденсирующем элементе (430), которые соединены с вакуумной перегонной колонной (440). Вакуумную перегонную колонну (440) затем используют, чтобы разделить смесь продуктов с улучшенными качествами (425) на легкую нефтяную фракцию с малым содержанием кубовых остатков (455; Ь2) и тяжелую нефтяную фракцию (510; кубовые остатки 2). Две легкие нефтяные фракции (Ъ1 и Ь2) затем объединяют, чтобы получить смесь легкой нефти (550). Всю или часть фракции кубовых остатков (510; кубовые остатки 2) или поток продукта (смесь продуктов с улучшенными качествами, полученная из 425) можно превратить в одну из форм энергии (например, пар) для использования на нефтедобывающей установке. Кубовый остаток (510; кубовые остатки 2) или поток продукта, который не превращают в одну из форм энергии, можно рециркулировать на стадию быстрого пиролиза, чтобы получить дополнительную смесь продуктов, из которой можно выделить, используя вакуумную перегонную колонну (440), дополнительное количество легкой нефтяной фракции с малым содержанием кубовых остатков (Ь2'), которое можно объединить со смесью легкой нефти (500).
В альтернативном подходе поток продукта (320, фиг. 1 и 3-5), полученный в результате быстрого пиролиза, как описано в данном изобретении, можно подавать непосредственно во вторую систему для обработки для дополнительного улучшения качеств с помощью, но не ограничиваясь ими, ТСС, висбрекинга, гидрокрекинга или других каталитических крекинг-процессов. Продукт, полученный в результате применения второй системы для обработки, можно затем собирать, например, в одной или более колонне для конденсации, как описано выше, или как обычно использовать с этими вторыми системами для обработки. В качестве другой возможности поток продукта, полученный после быстрого пиролиза, описанного в данном изобретении, можно вначале конденсировать и затем также транспортировать, например, с помощью трубопровода во вторую систему, или соединять непосредственно со второй системой.
В качестве другой альтернативы, первая система для улучшения качеств тяжелых углеводородов, например ТСС, висбрекинг, гидробрекинг или другие каталитические крекинг-процессы, можно использовать в качестве первоначальной системы для обработки, чтобы частично улучшить качество исходного сырья. Систему для быстрого пиролиза данного изобретения можно затем использовать как для дополнительного улучшения качества потока продукта, полученного после первоначальной системы, или использовать для улучшения качеств фракций вакуумных кубовых остатков, кубовых фракций или других остаточных фракций после обработки, как известно в данной области техники, которые получают из первоначальной системы (ТСС, висбрекинг, гидрокрекинг или другие каталитические крекингпроцессы), так и использовать для обеих этих целей.
Считается, что химическое улучшение качеств, которое имеет место в реакторной установке, как описано выше, частично обусловлено высокими отношениями загрузки теплоносителя к исходному сырью, которые используют в способе данного изобретения. Для носителей, используемых на известном уровне техники, отношение загрузки находилось в диапазоне от приблизительно 5:1 до приблизительно 10:1. Однако отношение загрузки для носителя, как описано в данном изобретении, находится в диапазо
- 14 016772 не от приблизительно 10:1 до приблизительно 200:1, что приводит к быстрой аблятивной теплопередаче от теплоносителя к исходному сырью. Большой объем и плотность теплоносителя в зонах смешения и обработки обеспечивают то, что в реакционной зоне поддерживается более однородная температура обработки. Таким образом, температурный диапазон, требуемый для крекинг-процесса, описанного в данном изобретении, легче контролировать. Это также позволяет использовать относительно низкие температуры, чтобы снизить до минимума чрезмерно глубокий крекинг, в то время как обеспечивается то, что умеренный крекинг исходного сырья еще достижим. Более того, при увеличении объема теплоносителя в реакторе примеси и нежелательные компоненты, присутствующие в исходном сырье, и побочные продукты реакции, включающие металлы (например, никель и ванадий), кокс, и, в некоторой степени, азот и серу, легко адсорбируются благодаря большой площади поверхности теплоносителя. Это позволяет эффективно и оптимально удалять примеси из исходного сырья, в процессе пиролитической обработки исходного сырья. Когда используют большую площадь поверхность теплоносителя, сам теплоноситель загрязняется несильно, и любой адсорбированный металл или кокс и подобные легко отделяются в процессе регенерации теплоносителя. С помощью этой системы можно аккуратно регулировать время пребывания для того, чтобы оптимизировать обработку исходного сырья и выходы жидких продуктов.
Жидкий продукт, полученный в результате обработки нефтяного масла, как описано в данном изобретении, имеет существенную конверсию кубовой фракции в сравнении с исходным сырьем. В результате жидкий продукт данного изобретения, полученный после обработки сырой нефти, характеризуется тем, например, но не ограничивается ей, что имеет плотность в градусах АНИ по меньшей мере 12 и более предпочтительно по меньшей мере 17. Однако, как показано выше, более высокую плотность в градусах АНИ можно достигнуть с помощью уменьшения объема. Например, один жидкий продукт, полученный после обработки сырой нефти, используя способ данного изобретения, характеризуется тем, что имеет от приблизительно 10 до приблизительно 15 об.% кубовых остатков, от приблизительно 10 до приблизительно 15 об.% легких фракций, с остатком в виде средних дистиллятов.
Вязкость жидкого продукта, полученного из сырой нефти, значительно понижают по сравнению с начальными степенями вязкости исходного сырья, от 250 сСт при 80°С до степени вязкости продукта приблизительно 4,5-10 сСт при 80°С, или от приблизительно 6343 сСт при 40°С в исходном сырье до приблизительно 15-35 сСт при 40°С в жидком продукте. Используя способ с одним прогоном, выходы жидкого продукта больше чем 80 об.% и плотность в градусах по АНИ приблизительно 17, со снижением вязкости по меньшей мере приблизительно в 25 раз по сравнению с вязкостью исходного сырья, полученной при 40°С.
Аналогично, следуя способу, описанному в данном изобретении, жидкий продукт, полученный после обработки битумного исходного сырья, при использовании способа с одним прогоном, характеризуется тем, что имеет, но не ограничивается ей, повышенную плотность в градусах АНИ, по меньшей мере приблизительно 10 (АНИ исходного сырья, обычно приблизительно 8,6). В свою очередь, более высокую плотность в градусах АНИ можно достичь с помощью снижения объема. Продукт, полученный из битума, характеризуется также тем, что имеет плотность от приблизительно 0,93 до приблизительно 1,0 и сильно пониженную вязкость, по меньшей мере приблизительно в 20 раз меньшую, чем у исходного сырья (т.е. от 10 г/мл до 60 г/мл при 40°С в продукте в сравнении с вязкостью исходного сырья - 1500 г/мл). Выходы жидкого продукта, полученного из битума, по меньшей мере 60 об.% и предпочтительно больше чем 75 об.%.
Жидкий продукт, полученный так, как описано в данном изобретении, также показывает высокую стабильность. За период в 30 дней найдены только ничтожные изменения в ЕитЭЩ кривых, вязкости и АНИ для жидких продуктов, полученных как из сырой нефти, так и из битумного исходного сырья (см. пример 1 и 2).
Так же, как описано в данном изобретении, может проводиться дополнительная обработка жидкого продукта, полученного после обработки сырой нефти или битумного исходного сырья, используя способ данного изобретения. Такая дополнительная обработка может использовать условия, которые очень сходны с условиями при начальном быстром пиролизе исходного сырья, или условия можно изменять, чтобы улучшить удаление более легких продуктов (одностадийный способ или способ с одним прогоном с умеренным крекингом) с последующим дополнительным и более жестким крекингом рециркулирующей фракции.
В первом примере, примере дополнительной обработки при сходных условиях жидкий продукт после первой пиролитической обработки рециркулируют назад в реактор для пиролиза для дополнительного улучшения свойств конечного продукта, чтобы получить более легкий продукт. В этом случае жидкий продукт после первого цикла пиролиза используют в качестве исходного сырья для второго цикла пиролиза после того, как более легкие фракции продукта удалены из потока продукта. Более того, можно также проводить смешанную рециркуляцию, когда тяжелая фракция потока продукта после первого цикла подают обратно (рециркулируют) в реактор вместе с добавлением свежего исходного сырья (например, фиг. 3, описанная более подробно ниже).
В примере способа с рециркуляцией или частичной рециркуляцией вакуумную перегонную колонну, используемую в соединении с первичным конденсатором или ректификационной колонной, исполь
- 15 016772 зуют, чтобы отделить легкие жидкие компоненты от первичного исходного сырья и от обработанного исходного сырья, от относительно более тяжелых кубовых компонентов, и объединенные легкие компоненты транспортируют в реактор с восходящим потоком, где они подвергаются быстрому пиролизу. Кубовые компоненты можно использовать в качестве источника энергии для нефтедобывающей установки, как описано выше, или подвергнуть их дополнительной обработке, чтобы повысить выход более легких жидких компонентов.
Рециркулирование или частичное рециркулирование позволяет достичь высокого превращения кубовой фракции и улучшить качества жидкого продукта (такие как его вязкость) больше, чем это можно было бы достичь с помощью способа с одним прогоном. Рециркулированное исходное сырье подвергают воздействию при условиях умеренного крекинга исходного сырья для того, чтобы избежать чрезмерно глубокий крекинг и образования избытка газа и кокса. Пример таких условий включает, но не ограничивается, введение исходного сырья при приблизительно 150°С в горячий поток газа, содержащий теплоноситель, через впускное отверстие реактора. Исходное сырье обрабатывают при времени пребывания, меньшем чем 2 с, в реакторе при температуре от приблизительно 450 до приблизительно 600°С. Предпочтительно время пребывания приблизительно 0,8-1,3 с, и температура реактора приблизительно 480550°С. Продукт, содержащий более легкие вещества (низкокипящие), отделяют (100 и 180, фиг. 5) и удаляют в конденсирующей системе (40). Более тяжелые вещества (240), отделенные со дна конденсатора (40), отделяют и повторно вводят в реактор (20) по линии 270. Продукты - газы, которые покидают первичный конденсатор (40), попадают во вторичный конденсатор (50), где собирают жидкий продукт с пониженной вязкостью и высоким выходом (300) (см. пример 5 для проведения анализа, используя этот способ). С помощью обработки с рециркуляцией исходное сырье повторно пропускают через реактор, чтобы получить продукт, который можно собирать из конденсатора или после стадии внутреннего фракционирования, по средствам чего улучшаются и оптимизируются качества жидкого продукта.
При необходимости можно также использовать альтернативную систему подачи для одного, двух, комбинированного или многостадийного способа. Например, можно использовать первичную систему для улучшения качеств тяжелых углеводородов, например РСС, висбрекинг, гидрокрекинг или другие каталитические крекинг-процессы, в качестве первоначальной системы обработки, чтобы частично улучшить качества исходного сырья. Систему быстрого пиролиза данного изобретения можно затем использовать как для дополнительного улучшения качеств потока продукта, полученного после первоначальной системы, или использовать для улучшения качеств фракций вакуумных кубовых остатков, кубовых фракций или других остаточных фракций после обработки, как известно в данной области техники, которые получают из первоначальной системы (РСС, висбрекинг, гидрокрекинг или другие каталитические крекинг-процессы), так и использовать для обеих этих целей.
Следовательно, данное изобретение раскрывает также способ для обработки исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, как приведено на фиг. 5, где исходное сырье (первичное исходное сырье или неочищенное сырье) получают после системы подачи (10) и транспортируют по линии (280; которую можно нагревать, как описано ранее) к первичному конденсатору (40) или ректификационной колонне. Первичный продукт, полученный из первичного конденсатора/ректификационной колонны, можно также рециркулировать назад в реактор (20) по линии рециркуляции первичного продукта (270). Линию для рециркуляции первичного продукта при необходимости можно нагревать и можно также включать блок для предварительного нагрева (290), как показано на фиг. 5, чтобы нагревать рециркулируемое исходное сырье до желаемой температуры для введения в реактор (20).
Используя способ с рециркуляцией, как приведено выше и схематически представлено на фиг. 5, можно получить продукт с выходом более чем 60 и предпочтительно выше 75 вес.% и со следующими характеристиками, которые не следует рассматривать как ограничивающие в любом виде, как из битумного исходного сырья, так и из исходного сырья - сырой нефти: АНИ от 14 до 19; вязкость от 20 до 100 (сСт при 40°С); и низким содержание металлов (см. пример 5).
В совокупности эти результаты показывают, что значительная часть компонентов с низкой летучестью в битумном исходном сырье или сырой нефти превратили в компоненты с более высокой летучестью (легкий бензинолигроиновый дистиллят, керосин и дизель) в жидком продукте. Эти результаты демонстрируют, что можно значительно улучшить качества жидкого продукта так, чтобы оно было пригодно для транспортировки с помощью трубопровода.
Вышеуказанное описание не предназначается для того, чтобы ограничивать заявленное изобретение в любом виде, более того, рассмотренные комбинации частей могут быть не обязательно необходимы для изобретательского решения.
Данное изобретение будет проиллюстрировано дополнительно следующими примерами. Однако должно быть понятно, что эти примеры представлены только для иллюстрации и не следует использовать их, чтобы ограничить объем данного изобретения в любом виде.
- 16 016772
Пример 1. Сырая нефть (однократный проход).
Пиролиз саскачеванской сырой нефти и атабаскского битума (см. табл. 1) проводили в диапазоне температур, используя реактор для пиролиза с восходящим потоком.
Таблица 1 Характеристики исходного сырья - сырой нефти и битума
Соединение Сырая нефть11 Битум21
Углерод (% по весу) 84,27 83,31
Водород (% по весу) 10,51 10,31
Азот (% по весу) меньше 0,5 меньше 0,5
Сера (зС %) 3,6 4,8
Зола (% по весу) 0,02 0,02
Ванадий (ррт) 127 204
Никель (ррт) 43 82
Содержание воды (% по весу) 0,8 0,19
Плотность в градусах АНИ 11,0 8,6
Вязкость при 40°С (сСт) 6500 40000
Вязкость при 60 °С (сСт) 900 5200
Вязкость при 80°С (сСт) 240 900
Степень ароматизации (С13 ЯМР) 0,31 0,35
υ Саскачеванская сырая нефть.
2) Атабаскский битум.
Вкратце, условия процесса включают температуру реактора от приблизительно 500 до приблизительно 620°С. Отношение загрузки теплоносителя в виде частиц (кварцевый песок) к исходному сырью от приблизительно 20:1 до приблизительно 30:1 и время пребывания от приблизительно 0,35 до приблизительно 0,7 с. Эти условия приводятся более подробно ниже (табл. 2).
Таблица 2 Обработка саскачесванской сырой нефти с однократным , проходом
Температура реактора °С 620 592 590 590 560 Вязкость при 40°С (сСт), 4, б1' 15,211 20,2 31,6 10,011 Выход % по весу 71.5 74.5 70.8 75.8 79,921 Плотность 15 г/мл 0,977 0,970 0,975 0,977 0, 963 АНИ° 13.3 14.4 13,6 13.3 15.4 Выход % по объему 72,7 76,2 72.1 77.1 82,З21
560 10,011 83,03> 0, 963 16, 23> 86, 33)
550 20,8 78,5 0, 973 14,0 80,3
55041 15,7 59,821 0,956 16,5 61,521
55041 15,7 62, О31 0, 956 18, З2'3 65, 13)
530 32,2 80,921 0, 962 15,7 82,821
530 32,2 83,831 0,962 16, 631 87, 13)
11 Вязкость при 80°С.
2) Выходы не включают парциальную конденсацию.
3) Предполагаемые выходы и АНИ с парциальной конденсацией.
4) В этом испытании собрана не вся жидкость.
Были проанализированы жидкие продукты в серии опытов при 620, 592 и 560°С на содержание металлов, воды и серы. Эти результаты показаны в табл. 3. Концентрации никеля, ванадия и воды уменьшали до 72, 69 и 87% соответственно, в то время как концентрации серы и азота сохранялись теми же самыми или их немного уменьшали. В жидком продукте концентрировались не металлы.
- 17 016772
Таблица 3
Анализы жидких продуктов на металлы (ррт)
Компонент Саскачеванская сырая нефть Опыт при 620°С Опыт при 592°С Опыт при 560°С
Алюминий меньше 1 меньше 1 11 меньше 1
Железо меньше 1 2 4 меньше 1
Никель 44 10 12 9
Цинк 2 меньше 1 2 1
Кальций 4 2 3 1
Магний 3 1 2 меньше 1
Бор 21 42 27 меньше 1
Натрий 6 5 5 4
Кремний 1 10 140 4
Ванадий 127 39 43 39
Калий 7 7 меньше 1 4
Вода (% по весу) 0,78 0,19 0, 06 0,10
Сера (% по весу) 3,6 3,5 3, 9 3,5
Медь, олово, хром, свинец, кадмий, титан, молибден, барий и марганец, все показали менее 1 ррт в исходном сырье и жидких продуктах.
Выходы газа для двух опытов представлены в табл. 4.
Таблица 4
Анализ на газ серии пиролизных опытов
Газ (% по весу) Опыт при 620°С Опыт при 560°С
Общий выход газа 11,8 7,2
Этилен 27, 0 16, 6
Этан 8,2 16, 4
Пропилен 30, 0 15, 4
Метан 24,0 21,0
Температура застывания исходного сырья улучшалась и снижалась от 32 до -54°Е. Содержание кокса по Конрадсону снижалось от 12 до 6,6 вес.%.
Исходя из анализов этой серии опытов, были получены более высокие значения АНИ и выходы для температур реактора от 530 до 560°С. При этих температурах были получены: плотность в градусах АНИ от 14 до 18,3, выходы продукта от 80 до 87 об.% и вязкости от 15 до 35 сСт (при 40°С) и 10 сСт (при 80°С) (выходы для опыта при 550°С не включены в этот диапазон, поскольку не было оптимизировано получение выхода жидкого продукта). Эти жидкие продукты отражают значительную степень улучшения свойств и показывают качества, подходящие для транспортировки по трубопроводу.
Имитированная дистилляция (81тП181) исходного сырья и жидкого продукта, полученная для нескольких отдельных опытов, представлена в табл. 5. 81тП181 анализ следовал протоколу, приведенному в А8ТМ I) 5307-97, который представляет кубовые остатки как что-то с температурой кипения, большей чем 538°С. Можно также использовать другие способы 81тП181, например НТ 750 (КСИТ; который включает распределение температур кипения до 750°С). Эти результаты показывают, что более 50% компонентов в исходном сырье выделяются при температуре выше 538°С. Ими являются компоненты с высоким молекулярным весом с низкой летучестью. Обратно, в жидком продукте большая часть компонентов, приблизительно 62,1% продукта, более летуча и выделяется ниже 538°С.
- 18 016772
Таблица 5 8ιητΙ)ΐ8ΐ анализы исходного сырья и жидкого продукта после обработки с однократным проходом (температура реактора 538°С)
Фракция Температура °С Исходное сырье К245
Легкий бензинолигроиновый дистиллят меньше 71 0,0 0,5
Легкий/средний бензинолигроиновый дистиллят 71-100 0,0 0,3
Средний бензинолигроиновый дистиллят 100-166 0,0 1,4
Бензинолигроиновый дистиллят/керосин 166-193 0,1 1, о
Керосин 193-232 1,0 2,8
Дизель 232-327 8,7 14,2
Легкий вакуумный газойль 327-360 5,2 6, 5
Тяжелый вакуумный газойль 360-538 33,5 35,2
Вакуумные кубовые остатки больше 538 51,5 37,9
Исходное сырье можно дополнительно охарактеризовать тем, что приблизительно 0,1% его компонентов выделяется ниже 193°С (фракция бензинолигроиновый дистиллят/керосин) по сравнению с приблизительно 6% для жидкого продукта. Дизельная фракция, выделяющаяся в этом температурном диапазоне (232-327°С), также показывает заметные отличия между исходным сырьем и жидким продуктом с 8,7% и 14,2%, соответственно. В совокупности эти результаты показывают, что значительная часть компонентов с низкой летучестью в исходном сырье превратилась в компоненты с высокой летучестью (легкий бензинолигроиновый дистиллят, керосин, дизель) в жидком продукте.
Стабильность жидкого продукта также определялась за период в 30 дней (табл. 6). За период в 30 дней значительных изменений вязкости, АНИ или плотности жидкого продукта не наблюдалось.
Таблица 6 Стабильность жидких продуктов после . обработки с однократным проходом
Фракция время = 0 7 дней 14 дней 30 дней
Плотность при 15,6°С (г/см3) 0,9592 0,9590 0,9597 0,9597
АНИ (градусы АНИ) 15, 9 15,9 15, 8 15,8
Вязкость при 40°С (сСт) 79, 7 81,2 81,2 83,2
Пример 2 битум (однократный проход).
Были проведены несколько опытов, используя атабаскский битум, при использовании реактора для пиролиза с восходящим потоком. Условия процесса включали температуру реактора от 520 до 590°С. Отношение загрузки теплоносителя в виде частиц (кварцевый песок) к исходному сырью от приблизительно 20:1 до приблизительно 30:1 и время пребывания от приблизительно 0,35 до приблизительно 1,2 с. Эти условия и полученные в результате жидкие продукты приводятся более подробно ниже (табл. 7).
- 19 016772
Таблица 7 Обработка с однократным прогоном неразжиженного атабаскского битума .
температура крекинга вязкость при 4 0 ° С (сСт) выход % по весу плотность при 15°С металлы: ванадий (ррт)* металлы: никель (ррт)** АНИ
519°С 205 81,0 ηά ηά ηά 13,0
525°С 201 74,4 0,979 88 24 12,9
528°С 278 82,7 ηά ηά ηά 12,6
545°С 151 77,4 0,987 74 27 11,8
590°С 25, 6 74, б 0,983 ηά ηά 12,4
* - ванадий в исходном сырье 209 ррт. ** - никель в исходном сырье 86 ррт.
Эти результаты показывают, что неразжиженный битум можно обрабатывать в соответствии со способом данного изобретения, чтобы получить жидкий продукт с уменьшенной вязкостью от более чем 40000 сСт (при 40°С) до приблизительно 25,6-200 сСт (при 40°С) (в зависимости от условий опыта; см. также табл. 8 и 9), с выходами выше 75 до 85% и с повышением АНИ продукта от 8,6 до приблизительно 12-13. Опять, как в примере 1, жидкий продукт показывает значительное повышение качества исходного сырья. 81тЭ181 анализ и другие свойства жидкого продукта представлены в табл. 8, и стабильность исследована в табл. 9.
Таблица 8
Свойства и 81тЭ181 анализ исходного сырья и жидкого продукта после обработки с однократным проходом (температура реактора 545°С)
Фракция температура °С исходное сырь е К.239 14 дней 30 дней
Плотность при 15,5°С 0,9871 0,9876
АНИ - 11, 7 11, 6
Вязкость при 40°С - 162,3 169,4
Легкий бензинолигроиновый дистиллят меньше 71 0,0 0,2 0,1
Легкий/средний бензинолигроиновый дистиллят 71-100 0,0 0,2 0,2
Средний бензинолигроиновый дистиллят 100-166 0,0 1,5 1,4
Бензинолигроиновый дистиллят/керосин 166-193 0,1 1,0 1,0
Керосин 193-232 0, 9 з, 1 3,0
Дизель 232-327 8,6 15, 8 14,8
Легкий вакуумный газойль 327-360 5,2 7, 9 7,6
Тяжелый вакуумный газойль 360-538 34,0 43, 9 42,0
Вакуумные кубовые остатки больше 538 51,2 26, 4 29, 9
- 20 016772
Таблица 9
Стабильность жидких продуктов после обработки с однократным проходом (температура реактора 525°С)
Фракция Темпе- ратура °С К232 Исходное сырье 0 дней 7 дней 14 дней 30 дней
Плотность при 15,6°С* 1,0095 0, 979 0, 980 0, 981 0, 981
АНИ - 8,5 12,9 12,7 12, 6 12, 6
Вязкость при 40°С** 30380 201,1 213, 9 214,0 218,5
Легкий бензинолигроиновый дистиллят меньше 71 0,0 0,1 0,1 0,1 0,1
Легкий/ средний бензинолигроиновый дистиллят 71-100 0, 0 0,1 0,1 0,1 0,1
Бензинолигроиновый дистиллят
Средний бензинолигроиновый дистиллят 100-166 0,0 1,5 1,5 1,5 1,4
Бензинолигроиновый дистиллят/ керосин 166-193 0,1 1,0 1,0 1,0 1,1
Керосин 193-232 1,0 2,6 2,6 2,6 2,7
Дизель 232-327 8,7 14,1 14,1 14,3 14,3
Легкий вакуумный газойль 327-360 5,2 7,3 7,3 7,4 7,4
Тяжелый вакуумный газойль 360-538 33,5 41,3 41,3 41,7 42,1
Вакуумные кубовые остатки больше 538 51,5 32,0 32,0 31,2 30,8
* - г/см3.
** - сТс.
Небольшие изменения значений, представленных в исследованиях стабильности (табл. 9 и другие исследования на стабильность, представленные в данном изобретении), находятся в пределах ошибки используемых способов испытания и приемлемы в данной области техники. Эти результаты показывают, что продукты стабильны.
Эти результаты показывают, что более 50% компонентов в исходном сырье выделяются при температуре выше 538°С (фракция вакуумных кубовых остатков). Эта фракция характеризуется компонентами с высоким молекулярным весом с низкой летучестью. Обратно, для нескольких испытаний, жидкий продукт характеризуется тем, что содержит приблизительно 68-74% продукта, который более летуч и выделяется ниже 538°С. Исходное сырье можно дополнительно охарактеризовать тем, что приблизительно 0,1% его компонентов выделяется ниже 193°С (фракция бензинолигроиновый дистиллят/керосин) по сравнению с приблизительно 2,7-2,9% для жидкого продукта. Дизельная фракция, выделяющаяся в этом
- 21 016772 температурном диапазоне (232-327°С), также показывает заметные отличия между исходным сырьем и жидким продуктом с 8,7% (исходное сырье) и 14,1-15,8% (жидкий продукт). В совокупности эти результаты показывают, что значительная часть компонентов с низкой летучестью в исходном сырье превратилась в компоненты с высокой летучестью (легкий бензинолигроиновый дистиллят, керосин, дизель) в жидком продукте. Эти результаты показывают, что значительно улучшаются качества жидкого продукта и показывают, что свойства жидкого продукта подходят для транспортировки.
Пример 3. Смешение/рециркулирование исходного сырья.
Реактор с восходящим потоком для пиролиза можно конфигурировать так, что конденсационный аппарат для отделения направляет жидкие продукты на линию подачи в реактор (см. фиг. 3 и 4).
Условия процесса включают температуру реактора, варьирующуюся от приблизительно 530 до приблизительно 590°С. Использовали отношение загрузки теплоносителя в виде частиц (кварцевый песок) к исходному сырью для начального цикла и цикла рециркуляции приблизительно 30:1 и время пребывания от приблизительно 0,35 до приблизительно 0,7 с. Эти условия приводятся более подробно ниже (табл. 10). Следуя пиролизу исходного продукта, более легкую фракцию удаляли и собирали, используя горячий конденсатор, размещенный до первичного конденсатора (см. фиг. 4), в то время как более тяжелые фракции жидкого продукта рециркулировали обратно в реактор для дополнительной обработки (см. также фиг. 3). При этих условиях рециркуляционный поток (260), содержащий тяжелые фракции, смешивали с новым исходным сырьем (270), получая в результате смешенное исходное сырье (240), которое затем обрабатывали, используя те же самые условия, как и в начальном цикле, в реакторе для пиролиза.
Таблица 10 Обработка с рециркуляцией/смешением, используя саскачеванскую сырую нефть и неразжиженный атабаскский битум
Исходное сырье Температура крекинга °С Выход % по объему АНИ° Выход при рециркулировании4’ % по объему АНИ при рециркулировании4’ °
Сырая нефть 590 77, I1 13,3 68,6 17,1
560 86, 32) 16,2 78,1 21,1
550 50, I1 14,0 71, 6 17, 8
550 65, 12'2) 18,3 56, 4 22, 9
530 87, 12) 16, 6 78,9 21,0
Битум 590 75,22 12,4 67,0 16, 0
Выход и плотность в градусах АНИ включает парциальную конденсацию (действительную).
2) Выход и плотность в градусах АНИ включает парциальную конденсацию (предполагаемую).
3) В этом опыте была извлечена не вся жидкость.
4) Эти значения показывают полное извлечение продукта после цикла с рециркуляцией и предполагают удаление приблизительно 10% тяжелой фракции, которую рециркулируют, чтобы переработать. Это, следовательно, заниженная оценка выхода, поскольку некоторая часть тяжелой фракции будет превращаться в более легкие компоненты, которые входят в поток продукта в силу того, что не вся тяжелая фракция будет превращаться в кокс.
Плотность в градусах АНИ увеличивалась от 11,0 в исходном сырье - сырой нефти до приблизительно 13-18,5 после первого цикла обработки и далее увеличивалась до приблизительно 17-23 после второго цикла обработки. Аналогичное увеличение АНИ наблюдают для битума, имеющего АНИ приблизительно 8,6 для исходного сырья, которая увеличивается до приблизительно 12,4 после первого цикла и до 16 после цикла рециркуляции. С увеличением АНИ имеется связанное с ним увеличение выхода от приблизительно 77 до приблизительно 87% после первого цикла и от приблизительно 67 до приблизительно 79% после второго цикла. Следовательно, имеется уменьшение выхода жидкого продукта, которое связано с получением более легкого продукта. Однако для транспортировки может требоваться более легкий продукт с улучшенными качествами и при рециркулировании жидкого продукта можно получить такой продукт.
Пример 4. Обработка с рециркуляцией сырой нефти.
Исходное сырье - сырую нефть или битум - можно также обрабатывать, используя пиролиз с рециркуляцией, который включает первую стадию, где исходное сырье обрабатывают в условиях, при ко
- 22 016772 торых протекает мягкий крекинг углеводородных компонентов, для того, чтобы избежать чрезмерно глубокий крекинг и производство избытков газа и кокса. Более легкие вещества удаляют после обработки на первой стадии и оставшиеся более тяжелые вещества подвергают более жесткому крекингу при более высокой температуре. Условия процесса на первой стадии включают температуру реактора, варьирующуюся от приблизительно 510 до приблизительно 530°С (данные для 515°С даны ниже), в то время как на второй стадии использовали температуру от приблизительно 590 до приблизительно 800°С (данные для 590°С представлены в табл. 11). Отношение загрузки теплоносителя в виде частиц к исходному сырью для начального цикла и цикла рециркуляции приблизительно 30:1 и время пребывания от приблизительно 0,35 до приблизительно 0,7 с для обеих стадий. Эти условия приводятся более подробно ниже (табл. 11).
Таблица 11 Двустадийный цикл обработки саскачеванской сырой нефти
Температура крекинга °С Вязкость при 80 °С (сСт) Выход % по весу Плотность при 15°С г/мл АНИ° Выход % по объему1
515 5,3 29,8 0, 943 18, б 31,4
590 52,6 78,9 0, 990 11,4 78,1
515&590 Νά ηά ηά 13,9 86, 6
пб значит не определено.
υ Легкие вещества, способные конденсироваться, не собирали. Следовательно, эти значения являются заниженными оценками.
Эти результаты показывают, что первоначальный мягкий крекинг позволяет избегать чрезмерно глубокого крекинга легких веществ до газа и кокса, после чего крекинг в более жестких условиях более тяжелого материала позволяет получить жидкий продукт, характеризующийся увеличившейся АНИ, и, кроме того, показывают хорошие выходы продукта.
Другие опыты при использовании способа с рециркуляцией включают введение исходного сырья при температуре 150°С в поток горячего газа, поддерживаемый при температуре 515°С, и введение в реактор при 300°С (температура обработки). Продукт, содержащий более легкие вещества (низкокипящие), отделяют и удаляют после первой стадии в системе для конденсации. Более тяжелые вещества, оставшиеся на дне циклона, собирают, чтобы подвергнуть крекингу в более жестких условиях в реакторе для того, чтобы получить жидкий продукт с пониженной вязкостью и высоким выходом. Условия, используемые на второй стадии, включают температуру обработки от 530 до 590°С. Продукт после второй стадии обрабатывают и собирают.
После такой обработки с рециркуляцией продукт первой стадии (легкокипящие) характеризуется выходом 30 об.%, АНИ - 19, сниженной в несколько раз вязкостью по сравнению с исходным сырьем. Продукт высококипящей фракции, полученный после обработки рециркуляционной фракции на стадиирециркуляции, обычно характеризуется выходом, большим чем 75 об.%, и плотностью в градусах АНИ 12, и сниженной вязкость по сравнению исходным сырьем, подаваемым на стадию рециркуляции.
Пример 5. Обработка с рециркуляцией сырой нефти и битума при использовании исходного сырья в качестве охлаждающего агента в первичном конденсаторе.
Исходное сырье - сырую нефть или битум - можно также обрабатывать, используя пиролиз с рециркуляцией, как показано на фиг. 5. В этой системе реактор с восходящим потоком для пиролиза конфигурируют так, что первичный конденсатор для извлечения направляет жидкий продукт на линию подачи, назад в реактор, и исходное сырье вводят в систему через первичный конденсатор, где оно охлаждает продукты - пары, полученные в процессе пиролиза.
Условия процесса включают температуру реактора, варьирующуюся от приблизительно 530 до приблизительно 590°С. Использовали отношение загрузки теплоносителя в виде частиц к исходному сырью для начального цикла и цикла рециркуляции от приблизительно 20:1 до приблизительно 30:1 и время пребывания от приблизительно 0,35 до приблизительно 1,2 с. Эти условия приводятся более подробно ниже (табл. 12). После пиролиза исходного продукта более легкую фракцию направляли во вторичный конденсатор, в то время как более тяжелую фракцию жидкого продукта, полученную из первичного конденсатора, рециркулировали назад в реактор для дополнительной обработки (фиг. 5).
- 23 016772
Таблица 12
Характеристики жидкого продукта, полученного после многостадийной обработки саскачеванской сырой нефти и битума
Температура крекинга °С Вязкость при 4 0 °С (сСт), Выход % по весу Плотность при 15,6°С г /мл АНИ° Выход % по объему
Сырая нефть
543 80 62,6 0,9592 15,9 64,9
557 24 58,9 0,9446 18,2 62,1
561 53 70, 9 0,9568 16, 8 74,0
Битум
538 40 61,4 0,9718 14,0 71,1
Жидкие продукты, полученные после многостадийной обработки исходного сырья, показывают свойства, подходящие для транспортировки со значительно пониженной вязкостью до 6343 сСт (при 40°С) для сырой нефти и 30380 сСт (при 40°С) для битума. Аналогично, АНИ увеличивалась от 11 (сырая нефть) до 15,9-18,2 и от 8,6 (битум) до 14,7. Более того, выходы для сырой нефти при этих условиях реакции 59-68% для сырой нефти и 82% для битума.
Таблица 13
Свойства и ϋίηιΟίΜ для жидких продуктов, полученных из сырой нефти, используя способ с рециркуляцией (свойства исходного сырья см. в табл. 1 и 5)
Фракция Температура ° С В.241* 0 дней 30 дней К242** 30 дней В244***
Плотность при 15,6°С 0,9592 0,9597 0,9465 0,9591
АНИ - 15,9 15,8 17, 8 15, 9
Вязкость при 4 0 0 С 79,7 83,2 25, 0 49, 1
Легкий бензинолигроиновый дистиллят меньше 71 0,0 0,2 0,3 0,3
Легкий/средний бензино-лигроиновый дистиллят 71-100 0,0 0,1 0,2 0,3
Средний бензинолигроиновый дистиллят 100-166 0,1 0,4 2,5 1,8
Бензинолигроиновый дистиллят/ керосин 166-193 0, 6 0,6 1,8 1,5
Керосин 193-232 2,8 2,5 5,0 3,5
Дизель 232-327 21,8 21,0 23, 1 18,9
Легкий вакуумный газойль 327-360 10,8 10,2 9,9 8,8
Тяжелый вакуумный газойль 360-538 51,1 45, 0 44, 9 43,2
Вакуумные кубовые остатки больше 538 12,7 20,0 12,3 21,7
* - температура реактора 543°С.
** - температура реактора 557°С.
*** - температура реактора 561°С.
При этих условиях опыта АНИ увеличилось от 11 до 15,7-17,8. Были получены выходы продукта 62,6 (вес.%; К241), 58,9% (вес.%; К242) и 70,9% (вес.%; К244), вместе со значительно сниженными сте- 24 016772 пенями вязкости. Качества этих жидких продуктов значительно улучшились по сравнению с исходным сырьем и продукты показали свойства, подходящие для транспортировки с помощью труб.
Результаты 81т1)ь1 показывают, что более 50% компонентов в исходном сырье выделяются при температуре выше 538°С (фракция вакуумных кубовых остатков), в то время как жидкий продукт характеризуется тем, что содержит приблизительно 78-87% продукта, который более летуч и выделяется при температуре ниже 538°С. Исходное сырье можно дополнительно охарактеризовать тем, что приблизительно 0,1% его компонентов выделяется ниже 193°С (фракция бензинолигроиновый дистиллят/керосин) по сравнению с приблизительно 1,3-4,8% для жидкого продукта. Дизельная и керосиновая фракции также показывают заметные отличия между исходным сырьем и жидким продуктом с 1% фракции исходного сырья, выделяющейся при 193-232°С, по сравнению с 2,8-5% для жидкого продукта, и с 8,7% (исходное сырье) и 18,7-23,1% (жидкий продукт), выделяющейся в этом температурном диапазоне (232-327°С; дизель). В совокупности эти результаты показывают, что значительная часть компонентов с низкой летучестью в исходном сырье превратилась в компоненты с высокой летучестью (легкий бензинолигроиновый дистиллят, керосин, дизель) в жидком продукте. Эти результаты показывают, что значительно улучшаются качества жидкого продукта и показывают, что свойства жидкого продукта подходят для транспортировки.
Таблица 14
Свойства и 81тВ181 жидких продуктов, полученных из битума после двустадийной обработки (температура реактора 538°С; свойства исходного сырья см. табл. 1, 8 и 9)
Фракция Температура °С 13243
Плотность при 15,6°С - 0,9737
АНИ - 13,7
Вязкость при 40°С - 45,4
Легкий бензинолигроиновый дистиллят меньше 71 0,3
Легкий/средний бензино-лигроиновый дистиллят 71-100 0,4
Средний бензинолигроиновый дистиллят 100-166 3, 6
Бензино-лигроиновый дистиллят/керосин 166-193 1,9
Керосин 193-232 4,4
Дизель 232-327 19, 7
Легкий вакуумный газойль 327-360 9,1
Тяжелый вакуумный газойль 360-538 41,1
Вакуумные кубовые остатки больше 538 19, 5
При этих условиях опыта АНИ увеличилось от 8,6 до приблизительно 14. Был получен выход продукта - 68,4 (вес.%), вместе со значительно сниженными степенями вязкости (от 30380 сСт при 40°С для исходного сырья до приблизительно 45 сСТ для жидкого продукта).
Анализ с имитированной дистилляцией показывает, что более 50% компонентов в исходном сырье выделяются при температуре выше 538°С (фракция вакуумных кубовых остатков), в то время как 80,5% жидкого продукта выделяются ниже 538°С. Исходное сырье можно дополнительно охарактеризовать тем, что приблизительно 0,1% его компонентов выделяется ниже 193°С (фракция бензинолигроиновый дистиллят/керосин) по сравнению с приблизительно 6,2% для жидкого продукта. Дизельная фракция также показывает заметные отличия между исходным сырьем и жидким продуктом с 8,7% (исходное сырье) и 19,7% (жидкий продукт), выделяющимися в этом температурном диапазоне (232-327°С). В совокупности эти результаты показывают, что значительная часть компонентов с низкой летучестью в исходном сырье превратилась в компоненты с более высокой летучестью (легкий бензинолигроиновый дистиллят, керосин, дизель) в жидком продукте. Эти результаты показывают, что значительно повышается качество жидкого продукта, и показывают, что свойства жидкого продукта подходят для транспортировки.
- 25 016772
Пример 6. Дополнительные характеристики вакуумного газойля (УОО).
Вакуумный газойль получали из нескольких видов сырой нефти, включающих атабаскский битум (АТВ, ΑΤΒ-УОО (243) и ΑΤΒ-УОО (255));
гидроочищенный УОО из атабаскского битума (гидро-АТВ);
смесь кубовых остатков атабаскского УОО (ΑΤΒ-УОО кубовые остатки);
кубовые остатки гидроочищенного ΑΤΒ-УОО (гидро-ΑΤΒ-УОО кубовые остатки; полученные после того же самого опыта, что и АТВ-255);
керробертскую сырую нефть.
Жидкий продукт после термической обработки вышеупомянутого исходного сырья дистиллировали, чтобы получить УОО фракцию, используя стандартные способы, описанные в ΑδΤΜ Ώ2892 и Α8ΤΜ Ώ5326.
Для гидроочистки атабаскского битумного УОО условия в реакторе были следующие: температура реактора 720°Р;
давление в реакторе 1500 фунтов на кв.дюйм;
объемная скорость 0,5;
скорость подачи водорода 3625 8СРΒ.
Для сравнения использовали североаляскинскую нефть (ΑΝ8). Свойства этих УОО представлены в табл. 15.
Таблица 15 Свойства УОО, полученных из различного исходного сырья
АТВνοο (243) АТВνοο (255) ΆΤΒ- νοο куб.ост. кнс- νοο ΑΝ3- νοο Гидро- ΑΤΒ-νΟΟ
Плотность в градусах АНИ 13, 8 15,2 11,8** 15,5 21, 7 22,4
Сера % по весу 3, 93 3,76 4,11** 3, 06 1,1 0,27
Анилиновая точка °Е* 110 125 148-150 119 168 133,4
* - для расчета анилиновой точки см. табл. 17.
** - приблизительное.
Крекинговые характеристики каждого из УОО определяли, используя испытание катализатора крекинга в псевдоожиженном слое (МАТ) при следующих условиях (также см. табл. 16):
температура реакции 1000°Р;
время опыта 30 с;
отношение кат/нефть 4,5;
каталитическое равновесие РСС катализатора.
Результаты МАТ испытания представлены в табл. 16, они показывают, что конверсия в результате крекинга для ΑΤΒ-УОО (243) равняется приблизительно 63%, для КНС-УОО около 6%, для ΑΝδ-УОО 73% и для гидро-ΑΤΒ-УОО около 74%. Более того, превращение в результате крекинга для кубовых остатков гидроочищенного ΑΤΒ-УОО (полученные из АТВ-255) на около 3 об.% выше, чем для УОО после того же испытания (т.е. ΑΤΒ-УОО (255)). Моделирование для ΑΤΒ-УОО и гидро-ΑΤΒ-УОО вводит устройство для охлаждения катализатора, чтобы поддерживать температуру регенератора в его пределах эксплуатации.
- 26 016772
Таблица 16 Результаты испытания катализатора крекинга в псевдоожиженном слое (МАТ)
АТВ- νοο 243 АТВνοο255 КНС- νοο ΑΝ3- ναο Гидро- ΑΤΒ-νΟΟ 243 АТВνοο куб. ост.
Загрузка катализатора (грамм) 4,5054 4,5137 4,5061 4,5064 4,5056 4,5238
Загрузка сырья (грамм) 1,0694 1,055 1,0553 1,0188 1 1,0753
Отношение катализа- тор/нефть 4,2 4,3 4,3 4,4 4,5 4,2
Температура подогрева (°Е) 1015 1015 1015 1015 1015 1015
Температура слоя катализатора (°Е) 1000 1000 1000 1000 1000 1000
Время введения нефти (секунд) 30 30 30 30 30 30
Превращение (% по весу) 62,75% 65,69% 65,92% 73,02% 74,08% 65,24%
Нормализованный (% по весу) Н25 2,22% 2,28% 1,90% 0,79% 0,13% 2,43%
н2 0,19% 0,16% 0,18% 0,17% 0,24% 0, 16%
СН4 1,44% 1,24% 1,33% 1,12% 1,07% 1,34%
с2н2 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0, 00%
С2Н4 1,01% 0, 94% 1,05% 0, 97% 0, 93% 0, 91%
- 27 016772
С2н6 1,03% 0,86% 0,94% 0,76% 0, 66% 0,94%
С3Н4 · 0,00% 0,00% 0,00% 0, 00% 0,00% 0,00%
СзН6 4,11% 3,99% 4,39% 5,15% 4,55% 3,73%
С3Нб 1,01% 1,01% 1,06% 1,16% 1,01% 1> 00%
с4н6 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%
1-С4Н8 0,90% 1,71% 1,02% 1,19% 1,09% 0,81%
1-С4Н8 0,96% 0,69% 0,92% 1,05% 0,83% 0,79%
с-2-С4Н8 0,69% 0,69% 0,81% 0, 97% 0,80% 0, 65%
Е-2-С4Н8 0,98% 0,43% 1,13% 1,36% 1,14% 0,91%
1-С4Н10 2,58% 2,65% 3,20% 4,31% 4,59% 2,44%
Ы-С4Н10 0,38% 0,. 48% 0,50% 0,65% 0, 63% 0,48%
С5-430°Е 39,53% 43,54% 42,35% 49,10% 52,67% 41,97%
430°Е- 650°Е 23,29% 22,50% 22,30% 18,75% 18,92% 22,60%
650°Г- 800°Е 10,71% 8,86% 9,03% 6,06% 5,27% 8,85%
800°С 3,24% 2,94% 2,75% 2,17% 1,74% 3, 31%
Кокс 5,73% 5,04% 5,13% 4,28% 3,73% 6, 69%
Матери- альный баланс 97,93% 98,04% 98,03% 96,59% 97,10% 98,16%
Анилиновые точки определяли, используя А8ТМ способ Ώ611. Результаты, также как превращение и выход, исходя из об.%, представлены в табл. 17А и 17В. Аналогичные результаты были получены при сравнении в вес.% (данные не показаны). Превращение в результате крекинга для АТВ-УОО (243) и КНС-УОО на 21 и 16 об.% меньше, чем для ΑΝ8 УОО. Гидроочищенный АТВ на 5 об.% меньше, чем ΑΝ8-νΘΟ.
Таблица 17А
Измеренные анилиновые точки в об.%
ΑΝ3- νοο об. % ЕЕ АТВ- УОО (243) об.% ЕЕ Гидро- АТВνοο об.% ЕЕ кнс-νεο об. % ЕЕ АТВνοο (255) Об.% ЕЕ
Скорость подачи свежего сырья, тыс. барр./сут. 68,6 68,6 68,6 68,6 68,6
Стояк с гидрантом, температура °Е 971 971 971 971 971
Подача свежего сырья, температура °Е 503 503 503 503 503
температура регенератора °Е 1334 1609 1375 1562 1511
конверсия 73,85 53,01 68,48 57,58 56,53
С2 и более легкие, % 4,13 8,19 4,53 7,70 7,37
- 28 016772
по весу ГЕ н2з 0,54 1,37 0,12 1,18 1,35
н2 0,18 0,21 0,22 0,25 0,20
Метан 1,35 2,87 1, 65 2,65 2,45
Этилен 1,00 1,37 1,31 1,51 1,31
Этан 1,07 2,36 1,23 2,11 2,06
Общий С3 9,41 7,15 10,01 8,18 7,50
Пропилен 7,37 5, 79 7,81 6, 54 6, 06
Пропан 2,04 1,35 2,20 1, 64 1,44
Общий С4 13,79 9,35 13,05 11,57 10,34
Изобутан 4,25 2,40 4,85 3,21 2,65
н-бутан 1,08 0,35 1,07 0,53 0,39
Общие бутаны 8,46 6, 60 7,13 7,83 7,30
газойль (С5-430°Е) 58,46 35,35 51,56 39, 43 38,58
ЬССО (430- 650°Е) 20,78 34,74 27,08 32,06 32,05
НССО+ϋΟ (650°Е) 5, 37 12,25 4,44 10,36 11,42
Кокс, % по весу 5,50 5,83550 5, 53 5,82 5,70
Плотность в градусах АН 21,7 13,9 22,4 15,5 15,2
анилиновая точка: °Е (измеренная) 168 110 133,4 119, 0 125
Отличия в конверсии для АТВ-УОО, КНС-УОО и гидро-АТВ-УОО по отношению к АЫ8-УОО (контроль), перечисленные в табл. 17А, большие, чем ожидалось при рассмотрении результатов МАТ испытания (табл. 16). Это верно для ЛТВ-УОО (243), (255), КНС-УОО, гидро-ЛТВ-УОО и гидро-ЛТВУОО кубовых остатков. Чтобы определить, являются ли измеренные анилиновые точки надежным индикатором АТВ-, КНС-, и гидро-УООз, рассчитывали анилиновые точки, используя стандартные способы, известные в данной области техники, исходя из данных перегонки и плотности в градусах АНИ. Рассчитанные анилиновые точки и конверсия при крекинге для различных УОО представлены в табл. 17В и 17С.
- 29 016772
Таблица 17В
Рассчитанные анилиновые точки в об.%
ГидроСтояк с гидрантом
Общий С'
Пропилен
Пропан
Общий С<3
Изобутан
Общие бутаны
НССО+ΏΟ (650 Е1!
Кокс
Плотность в
Анилиновая
- 30 016772
Таблица17С
Рассчитанные, анилиновые точки в об.%, непрерывные
АТВ-УСО (255) об. % ГГ Гидро- АТВ- УСО (255) об. % ГГ АТВ-УСО об. % куб.ост. ГЕ Гидро- АТВ-УСО об. % куб.ост. ГГ
Скорость подачи 68,6 68, 6 68,6 68, 6
свежего сырья,
тыс. барр./сут.
Стояк с 971 971 971 971
гидрантом,
температура °Р
Подача свежего 503 503 503 503
сырья,
температура °Г
Температура регенератора °Г 1374 1238 1345* 1345*
Конверсия 60,86 75,29 83, 82 72,34
С2 и более 6,13 3, 36 4,80 4,13
легкие, % по
весу ЕЕ
Н23 1,42 0, 12 1,55 0,04
Н2 0,14 0,17 0, 18 0, 60
Метан 1,85 1,13 1,43 1,56
Этилен 1,10 1, 04 0,48 0,79
Этан 1, 63 0,89 1,17 1, 14
Общий Сз 7,54 10,44 7, 66 8,49
Пропилен 6, 07 8, 62 5, 97 6,76
Пропан 1,47 1, 82 1, 69 1, 73
Общий С4 11,58 16,56 12,99 12,60
Изобутан 2,96 4, 96 3,34 3, 75
н-бутан 0, 44 1, 19 0,49 0, 99
Общие бутаны 8,18 10,40 9,16 7,85
Газойль (С5 43,38 56, 87 45,61 56, 66
430°Е)
ЪССО (430-650°Г) 28, 61 21,09 26,28 21,59
НССО+ЭО (650°Г) 10,52 3, 62 9,89 6, 06
Кокс, % по весу 5, 43 5,30 7,54 6, 42
Плотность в 15,2 23,9 11,8 20,0
градусах АНИ
(подача)
Анилиновая 145 168 148,0 170,0
точка: °Г
(рассчитанная
На основании рассчитанных анилиновых точек все анилиновые точки увеличились и более соответствуют данным, полученным с помощью МАТ испытания. Например, анилиновые точки:
ЛТВ-УОО (243) - 135°Т,
ЛТВ-УОО (255) - 145°Т,
КИС-УОО - 144°Т,
- 31 016772
АТВ-УСО кубовых остатков - 148°Р, гидро-АТВ-УСО - 158°Р, гидро-АТВ-УСО кубовых остатков - 170°Р.
Нет изменений в анилиновой точке или выходе продукта для ΆΝδ-УСО (контроль). Вместе с увеличенными рассчитанными анилиновыми точками увеличивали выходы продукта, что соответствует различиям при крекинге МАТ результатов табл. 16.
Эти результаты показывают, что УСО - продукты ВТР имеют множество боковых цепей, доступных для крекинга, и обеспечивают большую степень конверсии, чем те, что получены из измерений анилиновой точки.
Данное изобретение рассмотрели в отношении предпочтительных вариантов осуществления. Однако сведущим в данной области техники будет очевидно, что можно сделать ряд вариантов и модификаций, не выходя за пределы данного изобретения, как описано в данном изобретении.

Claims (10)

1. Способ для производства продукта с улучшенными качествами из исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, в котором в реактор с восходящим потоком:
ί) подают теплоноситель в виде частиц;
ίί) вводят исходное сырье, содержащее тяжелые углеводороды по меньшей мере в одном месте, выше места введения теплоносителя в виде частиц, так что отношение загрузки теплоносителя в виде частиц к исходному сырью, содержащему тяжелые углеводороды, составляет от приблизительно 10:1 до приблизительно 200:1, при этом реактор с восходящим потоком функционирует при температуре от приблизительно 300 до приблизительно 700°С;
ίίί) обеспечивают взаимодействие исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды, с теплоносителем в виде частиц в течение менее чем приблизительно 20 с для получения смеси, содержащей поток продукта и теплоноситель в виде частиц;
ίν) отделяют поток продукта от теплоносителя в виде частиц;
ν) из потока продукта получают газообразный продукт и смесь жидких продуктов, причем смесь жидких продуктов содержит легкую фракцию и тяжелую фракцию;
νί) обрабатывают смесь жидких продуктов в вакуумной перегонной колонне с получением на выходе продукта без кубовых остатков, содержащего менее чем 5% тяжелой фракции, присутствующей в смеси жидких продуктов;
νίί) рециркулируют по меньшей мере часть тяжелой фракции смеси жидкого продукта из вакуумной перегонной колонны в реактор с восходящим потоком.
2. Способ по п.1, при котором рециркулированную тяжелую фракцию смешивают с теплоносителем в виде частиц, при этом теплоноситель в виде частиц имеет температуру, примерно равную или большую, чем используется на стадии ί).
3. Способ по п.1, в котором поток продукта обрабатывают в горячем конденсаторе перед получением легкой фракции и тяжелой фракции.
4. Способ по п.1, в котором исходным сырьем, состоящим из тяжелых углеводородов, является или сырая нефть, или битум.
5. Способ по п.1, в котором реактор с восходящим потоком функционирует при температуре в диапазоне от приблизительно 450 до приблизительно 600°С.
6. Способ по п.1, в котором реактор с восходящим потоком функционирует при температуре в диапазоне от приблизительно 480 до приблизительно 550°С.
7. Способ по п.1, в котором на стадии ίί) отношение загрузки составляет от примерно 20:1 до примерно 30:1.
8. Способ по п.1, в котором до направления сырья в реактор с восходящим потоком исходное сырье вводят в ректификационную колонну, где отделяют летучий компонент исходного сырья от жидкого компонента исходного сырья и жидкий компонент направляют в реактор с восходящим потоком.
9. Способ по п.1, в котором до направления сырья в реактор с восходящим потоком исходное сырье вводят в ректификационную колонну, где отделяют летучий компонент исходного сырья от жидкой смеси, полученной из исходного сырья, жидкая смесь содержит легкий компонент и тяжелый компонент, при этом тяжелый компонент направляют в реактор с восходящим потоком, а легкий компонент объединяют с легкой фракцией, полученной из вакуумной перегонной колонны после стадии получения ν).
10. Способ по п.1, в котором продукт без кубовых остатков содержит менее чем 1% тяжелой фракции, присутствующей в смеси жидких продуктов.
EA200800578A 2007-03-12 2008-03-11 Способ и система для производства освобожденных от легких фракций кубовых остатков и продуктов без кубовых остатков из исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды EA016772B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US89428007P 2007-03-12 2007-03-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200800578A1 EA200800578A1 (ru) 2008-12-30
EA016772B1 true EA016772B1 (ru) 2012-07-30

Family

ID=39506550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200800578A EA016772B1 (ru) 2007-03-12 2008-03-11 Способ и система для производства освобожденных от легких фракций кубовых остатков и продуктов без кубовых остатков из исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды

Country Status (12)

Country Link
US (3) US8377287B2 (ru)
EP (1) EP1970427A3 (ru)
JP (1) JP2008266592A (ru)
CN (1) CN101265415B (ru)
BR (1) BRPI0801728B1 (ru)
CA (1) CA2624746C (ru)
CO (1) CO6080087A1 (ru)
EA (1) EA016772B1 (ru)
EC (1) ECSP088261A (ru)
MX (1) MX2008003534A (ru)
PE (1) PE20081629A1 (ru)
SA (2) SA111320425B1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2662218C1 (ru) * 2014-06-30 2018-07-25 Хунань Ваньтун Текнолоджи Ко., Лтд. Способ получения легкой нефти

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101460473A (zh) 2006-04-03 2009-06-17 药物热化学品公司 热提取方法和产物
CA2624746C (en) * 2007-03-12 2015-02-24 Robert Graham Methods and systems for producing reduced resid and bottomless products from heavy hydrocarbon feedstocks
CA2685850C (en) 2007-05-03 2016-06-28 Auterra, Inc. Product containing monomer and polymers of titanyls and methods for making same
US9206359B2 (en) 2008-03-26 2015-12-08 Auterra, Inc. Methods for upgrading of contaminated hydrocarbon streams
US8231775B2 (en) 2009-06-25 2012-07-31 Uop Llc Pitch composition
US8540870B2 (en) * 2009-06-25 2013-09-24 Uop Llc Process for separating pitch from slurry hydrocracked vacuum gas oil
US8202480B2 (en) * 2009-06-25 2012-06-19 Uop Llc Apparatus for separating pitch from slurry hydrocracked vacuum gas oil
US20110284359A1 (en) 2010-05-20 2011-11-24 Uop Llc Processes for controlling afterburn in a reheater and for controlling loss of entrained solid particles in combustion product flue gas
US8499702B2 (en) 2010-07-15 2013-08-06 Ensyn Renewables, Inc. Char-handling processes in a pyrolysis system
US9828557B2 (en) 2010-09-22 2017-11-28 Auterra, Inc. Reaction system, methods and products therefrom
ES2531165T3 (es) 2010-12-29 2015-03-11 Ivanhoe Htl Petroleum Ltd Método, sistema y aparato para la distribución de gas de elevación
CA2738259A1 (en) * 2011-01-28 2012-07-28 Kemex Ltd. Modular transportable system for sagd process
US9441887B2 (en) 2011-02-22 2016-09-13 Ensyn Renewables, Inc. Heat removal and recovery in biomass pyrolysis
US9347005B2 (en) 2011-09-13 2016-05-24 Ensyn Renewables, Inc. Methods and apparatuses for rapid thermal processing of carbonaceous material
US10041667B2 (en) 2011-09-22 2018-08-07 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material and methods for the same
US9044727B2 (en) * 2011-09-22 2015-06-02 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses and methods for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material
US10400175B2 (en) 2011-09-22 2019-09-03 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses and methods for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material
US9920252B2 (en) * 2011-11-23 2018-03-20 Kenneth D. Moss Fast pyrolysis heat exchanger system and method
US9109177B2 (en) 2011-12-12 2015-08-18 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
US9150470B2 (en) 2012-02-02 2015-10-06 Uop Llc Process for contacting one or more contaminated hydrocarbons
US9670413B2 (en) 2012-06-28 2017-06-06 Ensyn Renewables, Inc. Methods and apparatuses for thermally converting biomass
EP3013922A4 (en) 2013-06-26 2017-02-08 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
US20150337208A1 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 Auterra, Inc. Hydrocarbon products
WO2016154529A1 (en) 2015-03-26 2016-09-29 Auterra, Inc. Adsorbents and methods of use
DK3337966T3 (da) 2015-08-21 2022-02-28 Ensyn Renewables Inc Opvarmningssystem med flydende biomasse
US10450516B2 (en) 2016-03-08 2019-10-22 Auterra, Inc. Catalytic caustic desulfonylation
EP3565664A4 (en) 2016-12-29 2020-08-05 Ensyn Renewables, Inc. LIQUID BIOMASS DEMETALLIZATION
US11788017B2 (en) 2017-02-12 2023-10-17 Magëmã Technology LLC Multi-stage process and device for reducing environmental contaminants in heavy marine fuel oil
US10604709B2 (en) 2017-02-12 2020-03-31 Magēmā Technology LLC Multi-stage device and process for production of a low sulfur heavy marine fuel oil from distressed heavy fuel oil materials
US20190233741A1 (en) 2017-02-12 2019-08-01 Mag&#275;m&#257; Technology, LLC Multi-Stage Process and Device for Reducing Environmental Contaminates in Heavy Marine Fuel Oil
CN107245346B (zh) * 2017-06-20 2022-12-13 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 一种改质沥青生产工艺
CN109504417A (zh) * 2017-09-14 2019-03-22 大连正邦新能源材料有限公司 一种中间相可纺沥青的生产方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4243514A (en) * 1979-05-14 1981-01-06 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Preparation of FCC charge from residual fractions
US4569753A (en) * 1981-09-01 1986-02-11 Ashland Oil, Inc. Oil upgrading by thermal and catalytic cracking
RU2083638C1 (ru) * 1995-10-06 1997-07-10 Цегельский Валерий Григорьевич Способ вакуумной перегонки жидкого продукта и установка для его осуществления
WO2000061705A1 (en) * 1999-04-07 2000-10-19 Ensyn Group Inc. Rapid thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
RU2004109519A (ru) * 2003-04-17 2005-10-20 Инсин Петролеум Интернэшнл Лтд. (Us) Модифицированная термическая обработка тяжелых углеводородов

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE532013A (ru) * 1953-09-29
US5264115A (en) 1987-12-30 1993-11-23 Compagnie De Raffinage Et De Distribution Total France Process and apparatus for fluidized bed hydrocarbon conversion
FR2625509B1 (fr) 1987-12-30 1990-06-22 Total France Procede et dispositif de conversion d'hydrocarbures en lit fluidise
US4894145A (en) * 1988-07-19 1990-01-16 Applied Automation, Inc. Automatic control of feedstock vacuum towers
EP2275513A3 (en) * 2000-09-18 2011-04-13 Ensyn Petroleum International Ltd. Products produced from rapid thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
US20030051988A1 (en) * 2001-05-22 2003-03-20 Gunnerman Rudolf W. Treatment of crude oil fractions, fossil fuels, and products thereof with ultrasound
US7572365B2 (en) * 2002-10-11 2009-08-11 Ivanhoe Energy, Inc. Modified thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
US7572362B2 (en) 2002-10-11 2009-08-11 Ivanhoe Energy, Inc. Modified thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
DE10259450B4 (de) 2002-12-19 2006-08-10 Lurgi Lentjes Ag Verfahren zur Hochtemperatur-Kurzzeit-Destillation von Rückstandsöl
RU2263702C1 (ru) 2004-02-18 2005-11-10 Андрейчук Игорь Николаевич Способ перегонки жидкой углеводородной смеси
RU2263703C1 (ru) 2004-05-05 2005-11-10 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки" Республики Башкортостан" (ГУП ИНХП РБ) Способ перегонки мазута
CA2624746C (en) * 2007-03-12 2015-02-24 Robert Graham Methods and systems for producing reduced resid and bottomless products from heavy hydrocarbon feedstocks

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4243514A (en) * 1979-05-14 1981-01-06 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Preparation of FCC charge from residual fractions
US4569753A (en) * 1981-09-01 1986-02-11 Ashland Oil, Inc. Oil upgrading by thermal and catalytic cracking
RU2083638C1 (ru) * 1995-10-06 1997-07-10 Цегельский Валерий Григорьевич Способ вакуумной перегонки жидкого продукта и установка для его осуществления
WO2000061705A1 (en) * 1999-04-07 2000-10-19 Ensyn Group Inc. Rapid thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
RU2004109519A (ru) * 2003-04-17 2005-10-20 Инсин Петролеум Интернэшнл Лтд. (Us) Модифицированная термическая обработка тяжелых углеводородов
RU2323246C2 (ru) * 2003-04-17 2008-04-27 Инсин Петролеум Интернэшнл Лтд Модифицированная термическая обработка тяжелых углеводородов

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2662218C1 (ru) * 2014-06-30 2018-07-25 Хунань Ваньтун Текнолоджи Ко., Лтд. Способ получения легкой нефти

Also Published As

Publication number Publication date
CO6080087A1 (es) 2009-09-30
US9434888B2 (en) 2016-09-06
JP2008266592A (ja) 2008-11-06
ECSP088261A (es) 2008-10-31
US20080230440A1 (en) 2008-09-25
EP1970427A3 (en) 2012-05-09
BRPI0801728B1 (pt) 2017-05-09
CN101265415A (zh) 2008-09-17
MX2008003534A (es) 2009-02-26
EA200800578A1 (ru) 2008-12-30
CN101265415B (zh) 2014-01-08
CA2624746A1 (en) 2008-09-12
PE20081629A1 (es) 2008-11-22
US20140353210A1 (en) 2014-12-04
SA08290136B1 (ar) 2011-10-29
US20130171039A1 (en) 2013-07-04
US8377287B2 (en) 2013-02-19
US8808632B2 (en) 2014-08-19
BRPI0801728A2 (pt) 2008-11-25
EP1970427A2 (en) 2008-09-17
SA111320425B1 (ar) 2014-06-25
CA2624746C (en) 2015-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA016772B1 (ru) Способ и система для производства освобожденных от легких фракций кубовых остатков и продуктов без кубовых остатков из исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды
CA2422534C (en) Products produced from rapid thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
US8062503B2 (en) Products produced from rapid thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
CA2369288C (en) Rapid thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
US7572365B2 (en) Modified thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
US20040069682A1 (en) Modified thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
US9719021B2 (en) Rapid thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
US20190144766A1 (en) Process and apparatus for recycling slurry hydrocracked product
US10703992B2 (en) Process and apparatus for recovering hydrocracked soft pitch
US9707532B1 (en) HTL reactor geometry

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU