JP6159316B2 - 重油およびビチューメンの高品質化方法 - Google Patents
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Description
i)石油コークスまたは残留物を無駄に生成することなく、重油またはビチューメンからほぼ100%以上の合成原油が生じる;
ii)合成原油(SCO)スレートは、生成物スレート中に高パラフィン系および低芳香族性で、重質ガス油構成成分を有する高品質なスイート軽質原油である;
iii)FTナフサ、FT蒸気および水素化処理蒸気は再循環されて水素濃化合成ガスを生成し得るので、高品質化のための水素を発生するには、天然ガスは余り必要とされない;
iv)水素化処理(水素化分解、異性化、水素処理)ユニットで用いるために、膜、吸収または圧力変動吸着ユニットを用いて、水素濃化合成ガスから純水素が生成され得る;
v)フィッシャー・トロプシュ(FT)液は、事実上、主にパラフィンで、SCO生成物スレートの品質および価値を改良する;
vi)FTナフサは、現行高品質化装置では如何なる量でもめったに利用可能でなく、溶媒脱アスファルト化ユニット(SDA)において、そしてオイルサンド浮渣処理ユニットにおいて、減圧塔底油を脱アスファルト化するために極めて選択的に用いられる;
vii)濃縮CO2は、ガス化装置(XTL)合成ガス処理ユニットから利用可能で、高品質化を、炭素捕捉および炭素回収および貯留(CCS)プロジェクトのための低コスト炭素捕捉即時CO2源にさせる。
i)ビチューメンまたは重油供給原料の供給源を提供すること;
ii)前記供給原料を処理して、非蒸留塔底油留分を生成すること;
iii)非触媒的部分酸化反応により水素希薄合成ガス流を産出するために合成ガス発生回路に前記塔底油留分を供給すること、そしてフィッシャー・トロプシュ反応器中で前記合成ガスを反応させて、炭化水素副産物を合成すること;
iv)その少なくとも1つが合成原油である炭化水素の合成を最適化するために前記水素希薄合成ガスに水素の供給源を付加すること
を包含する方法を提供することである。
天然ガス+FTナフサ(v)+FT/高品質化装置蒸気+蒸気+熱→CO+nH2+CO2
2CH4+O2+CO2→3H2+3CO+H2O+熱
水蒸気が用いられる場合、反応方程式は以下の通りである:
4CH4+O2+2H2O+熱→10H2+4CO
i)ビチューメンまたは重油供給原料の供給源を提供し、前記供給原料を蒸留処理して、非蒸留塔底油留分を生成すること;
ii)非触媒的部分酸化反応により水素希薄合成ガス流を産出するために合成ガス発生回路に前記塔底油留分を供給すること;
iii)水性ガスシフト(WGS)反応への前記水素希薄合成ガス流を処理して、最適フィッシャー・トロプシュ合成ガスを生成すること;そして
iv)フィッシャー・トロプシュユニット中で前記最適フィッシャー・トロプシュ合成ガス流を処理して炭化水素副産物を合成すること(この場合、その少なくとも1つは合成原油である)
を包含する方法を提供することである。
i)前記ビチューメンを蒸留により液体および残留物物質に加工処理するための第一ビチューメン加工処理段階;
ii)前記残留物物質をガス化し、フィッシャー・トロプシュ生成物を産出するための第二段階;
iii)前記フィッシャー・トロプシュ生成物を水素化処理して、合成原油および過剰量の水素流を生成するための第三段階;
iv)前記第三段階からの過剰量の水素との組合せのための炭化水素合成のための第四段階(フィッシャー・トロプシュ反応器への供給物として水素対炭素比を最適化するための前記組合せ:これにより合成原油が合成され得る)
を包含する系が提供される。
i)前記ビチューメンを蒸留により液体および残留物物質に加工処理するための第一ビチューメン加工処理段階;
ii)前記残留物物質をガス化し、フィッシャー・トロプシュ生成物を処方するための第二段階;
iii)前記フィッシャー・トロプシュ生成物を水素化処理して、合成原油および過剰量の水素流を生成するための第三段階;
iv)前記第三段階からの過剰量の水素との組合せのための炭化水素合成のための第四段階(フィッシャー・トロプシュ反応器への供給物として水素対炭素比を最適化するための前記組合せ:これにより合成原油が合成され得る)
を包含する系が提供される。
以下に本発明の態様を示す。
(1)炭化水素副産物を産出するための重質油またはビチューメンの高品質化方法であって、以下の、
(a)重質油またはビチューメン供給原料の供給源を提供することと、
(b)前記供給原料を処理して、非蒸留塔底油留分を生成することと、
(c)前記塔底油留分を、非触媒的部分酸化反応により水素希薄合成ガス流を産出するために合成ガス発生回路に供給し、フィッシャー・トロプシュ反応器中で前記合成ガスを反応させて、炭化水素副産物を合成することと、
(d)前記水素希薄合成ガスに水素供給源を付加して、その少なくとも1つが合成原油である炭化水素の合成を最適化することと、
を包含する方法。
(2)前記水素供給源が、水素濃化合成ガス発生器から生成される水素濃化合成ガス流を含む請求項1記載の方法。
(3)前記水素濃化合成ガス発生器が、水蒸気メタン改質装置(SMR)、自己熱交換改質装置(ATR)およびその組合せからなる群から選択される(2)記載の方法。
(4)前記水素濃化合成ガス発生器が水素濃化供給を用いて前記水素濃化合成ガス流を生じる(2)記載の方法。
(5)前記水素濃化供給が、天然ガス、FT蒸気、FTナフサ、水素化処理蒸気およびその組合せからなる群から選択される(4)記載の方法。
(6)前記水素濃化合成ガスの少なくとも一部分を精製することをさらに包含する(2)〜(5)のいずれか一項に記載の方法。
(7)前記水素濃化合成ガスの精製が、圧力変動吸着、膜または液体吸着により実施される(6)記載の方法。
(8)前記ビチューメンを処理することが、常圧蒸留ユニットへの供給のような浮渣または希釈ビチューメン(ディルビット)として前記ビチューメンを提供することを包含する(1)〜(7)のいずれか一項に記載の方法。
(9)前記塔底油留分が前記合成ガス発生回路内のガス化装置に供給される(1)〜(8)のいずれか一項に記載の方法。
(10)前記塔底油留分がサワー水素希薄合成ガス流に転換される(9)記載の方法。
(11)サワー合成ガス処理作業工程への前記流を処理するステップをさらに包含する(10)記載の方法。
(12)前記フィッシャー・トロプシュユニット中での反応の前に、一連のユニット作業工程への前記流を処理するステップをさらに包含する(11)記載の方法。
(13)前記炭化水素副産物が、フィッシャー・トロプシュ蒸気、パラフィン系ナフサ、軽質フィッシャー・トロプシュ液および重質フィッシャー・トロプシュ液のうちの少なくとも1つを含む(1)〜(12)のいずれか一項に記載の方法。
(14)水素化処理ユニット中で前記副産物を加工処理するステップをさらに包含する(1)〜(13)のいずれか一項に記載の方法。
(15)水素化処理ユニット中で前記直留蒸留液、減圧ガス油(VGO)留分および脱アスファルト油(DAO)を加工処理するステップをさらに包含する(1)〜(14)のいずれか一項に記載の方法。
(16)前記水素化処理ユニットが、水素化分解、熱分解、水素化精製、異性化、精留およびその組合せからなる群から選択される少なくとも1つの作業工程を包含する(15)記載の方法。
(17)ガスの補助供給源を有する方法を増大するステップをさらに包含する(1)〜(16)のいずれか一項に記載の方法。
(18)水素の前記補助供給源が水素化処理ユニットガスを含む(17)記載の方法。
(19)水素の前記補助供給源が、水素化分解装置、熱分解装置、水素化精製装置、異性化ユニット、精留装置およびその組合せからの水素濃化ガスを含む(18)記載の方法。
(20)水素の前記補助供給源が天然ガスを含む(17)記載の方法。
(21)前記水素発生器が、天然ガス、フィッシャー・トロプシュ蒸気、フィッシャー・トロプシュナフサ、自家燃料ガスおよびその組合せのうちの少なくとも1つを供給原料として受容するために、自己熱交換改質装置、水蒸気メタン改質装置およびその組合せのうちの少なくとも1つを包含する(1)〜(20)のいずれか一項に記載の方法。
(22)前記ビチューメンがin situ供給源である(1)〜(21)のいずれか一項に記載の方法。
(23)前記ビチューメンが採掘可能な供給源である(1)〜(22)のいずれか一項に記載の方法。
(24)炭化水素副産物を産出するための重質油またはビチューメンの高品質化方法であって、以下の、
i)ビチューメンまたは重質油供給原料の供給源を提供し、前記供給原料を処理して、非蒸留塔底油留分を生成することと、
ii)非触媒的部分酸化反応により水素希薄合成ガス流を産出するために合成ガス発生回路に前記塔底油留分を供給することと、
iii)水性ガスシフト(WGS)反応への前記水素希薄合成ガス流を処理して、最適フィッシャー・トロプシュ合成ガスを生成することと、
iv)フィッシャー・トロプシュユニット中で前記最適フィッシャー・トロプシュ合成ガス流を処理して炭化水素副産物を合成することと(この場合、その少なくとも1つは合成原油である)、
を包含する方法。
(25)前記水素濃化合成ガスの少なくとも一部分を精製することをさらに包含する(24)記載の方法。
(26)前記水素濃化合成ガスの精製が、圧力変動吸着、膜または液体吸着により実施される(25)記載の方法。
(27)前記ビチューメンを処理することが、常圧蒸留ユニットへの供給のような浮渣または希釈ビチューメン(ディルビット)として前記ビチューメンを提供することを包含する(24)〜(26)のいずれか一項に記載の方法。
(28)前記塔底油留分が、任意に、脱アスファルトユニットに供給される(24)〜(27)のいずれか一項に記載の方法。
(29)前記塔底油留分が前記合成ガス発生回路内のガス化装置に供給される(24)〜(28)のいずれか一項に記載の方法。
(30)前記塔底油留分がサワー水素希薄合成ガス流に転換される(29)記載の方法。
(31)サワー合成ガス処理作業工程への前記流を処理するステップをさらに包含する(30)記載の方法。
(32)前記炭化水素副産物が、FT蒸気、パラフィン系ナフサ、軽質フィッシャー・トロプシュ液および重質フィッシャー・トロプシュ液のうちの少なくとも1つを含む(24)〜(31)のいずれか一項に記載の方法。
(33)水素化処理ユニット中で前記副産物を加工処理するステップをさらに包含する(32)記載の方法。
(34)前記水素化処理ユニットが、精留、水素化分解、熱分解、水素化精製、異性化およびその組合せからなる群から選択される少なくとも1つの作業工程を包含する(33)記載の方法。
(35)ガスの補助供給源を有する方法を増大するステップをさらに包含する(24)〜(34)のいずれか一項に記載の方法。
(36)ガスの前記補助供給源が水素を含む(35)記載の方法。
(37)前記ビチューメンがin situ供給源である(24)〜(36)のいずれか一項に記載の方法。
(38)前記ビチューメンが採掘可能な供給源である(24)〜(37)のいずれか一項に記載の方法。
(39)炭化水素副産物を産出するためのビチューメンの高品質化のための系であって、以下の、
(a)前記ビチューメンを蒸留により液体および残留物物質に加工処理するための第一ビチューメン加工処理段階と、
(b)前記残留物物質をガス化し、フィッシャー・トロプシュ生成物を産出するための第二段階と、
(c)前記フィッシャー・トロプシュ生成物を水素化処理して、合成原油を生成するための第三段階と、
(d)前記第二段階からの水素との組合せのための水素合成のための第四段階(フィッシャー・トロプシュ反応器への供給原料として水素対炭素比を最適化するための前記組合せ:これにより合成原油が合成され得る)と、
を包含する系。
(40)前記第一段階が常圧蒸留を用いて付加希釈物および直留蒸留物を除去する(39)記載の系。
(41)前記第一段階からの残留物が減圧蒸留ユニット中で蒸留されて、軽質減圧ガス油および減圧残留物を生成し、前記減圧残留物がアスファルテンを含む(40)記載の系。
(42)前記第一段階からの前記減圧残留物が溶媒脱アスファルトユニット中で処理されて、脱アスファルト化油およびアスファルテンを生成する(41)記載の系。
(43)前記減圧残留物が前記第二段階のための供給原料を含み、前記第二段階が合成ガスを生成するためのガス化装置および前記合成ガスからのフィッシャー・トロプシュ生成物を含む(41)記載の系。
(44)前記アスファルテンが前記第二段階のための供給原料を含み、前記第二段階が合成ガスを生成するためのガス化装置および前記合成ガスからのフィッシャー・トロプシュ生成物を含む(42)記載の系。
(45)前記第三段階が、前記フィッシャー・トロプシュ生成物を水素化処理して合成原油および水素濃化ガスを産出することを包含する(39)〜(44)のいずれか一項に記載の方法。
(46)前記第四段階からの前記水素が、前記第二および第三段階からの前記水素と組み合わされた場合に、合成原油生成を最適化するために前記フィッシャー・トロプシュ反応器中に導入するために2:1の水素対炭素比を生じる(45)に記載の系。
(47)前記合成原油の前記生成が、少なくとも100%の収率で生じ、利用されない石油コークスおよび残留物の非存在下で産出される(39)〜(46)のいずれか一項に記載の系。
(48)炭化水素副産物を産出するためのビチューメンの高品質化方法であって、以下の、
(a)非蒸留塔底油留分の形態で処理済みビチューメンまたは重質油供給原料の供給源を提供することと、
(b)非蒸留塔底油留分の非触媒的部分酸化反応から生成される水素希薄合成ガスの反応からフィッシャー・トロプシュ炭化水素を生成することと、
(c)前記水素希薄合成ガスに水素供給源を付加して、その少なくとも1つが合成原油である炭化水素の合成を最適化することと、
を包含する方法。
(49)前記水素供給源が、水素濃化合成ガス発生器から生成される水素濃化合成ガス流を含む(48)記載の方法。
(50)前記水素濃化合成ガス発生器が、水蒸気メタン改質装置(SMR)、自己熱交換改質装置(ATR)およびその組合せからなる群から選択される(49)記載の方法。
(51)前記水素濃化合成ガス発生器が水素濃化供給を用いて前記水素濃化合成ガス流を生じる(50)記載の方法。
(52)前記水素濃化供給が、天然ガス、FT蒸気、FTナフサ、水素化処理蒸気およびその組合せからなる群から選択される(51)記載の方法。
(53)前記水素濃化合成ガスの少なくとも一部分を精製することをさらに包含する(51)記載の方法。
(54)前記水素濃化合成ガスの精製が、圧力変動吸着、膜または液体吸着により実施される(53)記載の方法。
(55)前記ビチューメンを処理することが、常圧蒸留ユニットへの供給のような浮渣または希釈ビチューメン(ディルビット)として前記ビチューメンを提供することを包含する(48)〜(54)のいずれか一項に記載の方法。
12:ビチューメンレザバー(選鉱可能またはin situ)
14:重油またはビチューメン製造ユニット
16:希釈剤または溶媒
18:重油またはビチューメン高品質化装置
20:合成原油(SCO)
22:精油所
図2中
32:選鉱可能オイルサンド
36:ビチューメン鉱石準備ユニット
38:抽出(PSU)
40:粗尾鉱
42:尾鉱池
48:溶媒
50:尾鉱溶媒回収
52:溶媒回収ユニット
54:ビチューメン高品質化装置
図3中
12:in situビチューメンレザバー
62:未精製ビチューメン
64:通常型SAGDまたはCSSプラント
66:水
70:ディルビット
72:ビチューメン部分的高品質化装置
図4中
70:ディルビットまたは浮渣
82:常圧蒸留
110:減圧蒸留
112:脱アスファルト化減圧塔底油(DAO)
108:水素化処理ユニット
114:燃料ガス
116:合成粗生成物スレート
84:溶媒脱アスファルト化(SDA)(任意)
88:オーマットガス化ユニット
86:残渣ガス化装置
90:合成ガス処理ユニット
100:同時シフト反応器
102:水蒸気
104:水素回収ユニット
94:イオウプラント
図5中
70:ディルビットまたは浮渣
82:常圧蒸留
110:減圧蒸留
120:直留蒸留液、減圧ガス油(VGO)、脱アスファルト化減圧塔底油(DAO)
84:溶媒脱アスファルト化(SDA)(任意)
150:FTパラフィン系ナフサ
158:溶媒構成
86:残渣ガス化装置
126:スラグ
90:合成ガス処理ユニット
92:イオウプラント
96:液体イオウ
128:フィッシャー・トロプシュユニット(FT)
174:H2濃化蒸気
108:水素化処理ユニット
164:水素(H2)
160:分留装置+水素化処理
114:燃料ガス
116:合成粗生成物スレート
図6中
70:ディルビットまたは浮渣
82:常圧蒸留
110:減圧蒸留
120:直留蒸留液、減圧ガス油(VGO)、脱アスファルト化減圧塔底油(DAO)
84:溶媒脱アスファルト化(SDA)(任意)
150:FTパラフィン系ナフサ
158:溶媒構成
86:残渣ガス化装置
126:スラグ
90:合成ガス処理ユニット
92:イオウプラント
96:液体イオウ
182:水素濃化合成ガス発生装置
186:ナフサ、FT蒸気
128:フィッシャー・トロプシュユニット(FT)
174:H2濃化精油所ガス
108:水素化処理ユニット
164:水素(H2)
160:分留装置+水素化処理
114:燃料ガス
116:合成粗生成物スレート
188:天然ガス
192:水素ユニット
図7中
70:ディルビットまたは浮渣
82:常圧蒸留
110:減圧蒸留
84:溶媒脱アスファルト化(SDA)(任意)
200:直留蒸留液、減圧ガス油(VGO)、脱アスファルト化減圧塔底油(DAO)
150:FTパラフィン系ナフサ
158:溶媒構成
86:残渣ガス化装置
126:スラグ
90:合成ガス処理ユニット
92:イオウプラント
96:液体イオウ
202:水性ガスシフト反応
128:フィッシャー・トロプシュユニット(FT)
174:H2濃化蒸気
108:水素化処理ユニット
208:水素(H2)
160:分留装置+水素化処理
114:燃料ガス
116:合成粗生成物スレート
206:H2供給
Claims (19)
- 合成炭化水素産物を産出するための重質油またはビチューメンの高品質化方法であって、以下の、
(a)重質油またはビチューメンを含む供給原料を提供することと、
(b)前記供給原料を処理して、1以上の蒸留留分、および常圧残渣、減圧残渣、および/またはアスファルテンを含む非蒸留性の塔底油留分を生成することと、
(c)前記非蒸留性の塔底油留分を、非触媒的部分酸化反応により水素希薄合成ガス流を産出するために合成ガス発生回路に供給し、フィッシャー・トロプシュ(FT)反応器中で前記合成ガスを反応させて、炭化水素産物を合成することと、
(d)前記水素希薄合成ガスにさらなる水素供給源を付加して、その少なくとも1つが合成原油である合成炭化水素産物の合成を最適化することと、
を包含する方法。 - 前記水素供給源が、水素濃化合成ガス発生器から生成される水素濃化合成ガス流を含む請求項1記載の方法。
- 前記水素濃化合成ガス発生器が、水蒸気メタン改質装置(SMR)、自己熱交換改質装置(ATR)およびその組合せからなる群から選択される請求項2記載の方法。
- 前記水素濃化合成ガス発生器が水素濃化供給を用いて前記水素濃化合成ガス流を生じる請求項2記載の方法。
- 前記水素濃化供給が、天然ガス、FT蒸気、FTナフサ、水素化処理蒸気およびその組合せからなる群から選択される請求項4記載の方法。
- 前記水素濃化合成ガスの少なくとも一部分を精製することをさらに包含する請求項2〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素濃化合成ガスの精製が、圧力変動吸着、膜または液体吸着により実施される請求項6記載の方法。
- 炭化水素産物を産出するための重質油またはビチューメンの高品質化方法であって、以下の、
i)ビチューメンまたは重質油供給原料の供給源を提供し、前記供給原料を処理して、常圧残渣、減圧残渣、および/またはアスファルテンを含む非蒸留性の塔底油留分を生成することと、
ii)非触媒的部分酸化反応により水素希薄合成ガス流を産出するために合成ガス発生回路に前記非蒸留性の塔底油留分を供給することと、
iii)前記水素希薄合成ガス流の少なくとも一部を水性ガスシフト(WGS)反応で処理して、最適水素濃化合成ガス流を生成することと、
iv)フィッシャー・トロプシュユニット中で前記最適水素濃化合成ガス流を処理して前記炭化水素産物を合成することと(この場合、その少なくとも1つは合成原油である)、
を包含する方法。 - 前記水素濃化合成ガスの少なくとも一部分を精製することをさらに包含する請求項8記載の方法。
- 前記水素濃化合成ガスの精製が、圧力変動吸着、膜または液体吸着により実施される請求項8記載の方法。
- 炭化水素産物を産出するためのビチューメンまたは重質油の非蒸留性の塔底油留分の高品質化方法であって、以下の、
(a)ビチューメンまたは重質油の非蒸留性の塔底油留分であって常圧残渣、減圧残渣、および/またはアスファルテンを含む非蒸留塔底油留分を提供することと、
(b)前記非蒸留性の塔底油留分の非触媒的部分酸化反応から水素希薄合成ガスを生成することと、
(c)前記水素希薄合成ガスにさらなる水素供給源を付加して、最適合成ガス組成を生成することと、
(d)前記最適合成ガス組成をフィッシャー・トロプシュ反応に供して、その少なくとも1つが合成原油である炭化水素産物を合成すること、
を包含する方法。 - 前記水素供給源が、水素濃化合成ガス発生器から生成される水素濃化合成ガス流を含む請求項11記載の方法。
- 前記水素濃化合成ガス発生器が、水蒸気メタン改質装置(SMR)、自己熱交換改質装置(ATR)およびその組合せからなる群から選択される請求項12記載の方法。
- 前記水素濃化合成ガス発生器が水素濃化供給を用いて前記水素濃化合成ガス流を生じる請求項13記載の方法。
- 前記水素濃化供給が、天然ガス、FT蒸気、FTナフサ、水素化処理蒸気およびその組合せからなる群から選択される請求項14記載の方法。
- 前記水素濃化合成ガスの少なくとも一部分を精製することをさらに包含する請求項14記載の方法。
- 前記水素濃化合成ガスの精製が、圧力変動吸着、膜または液体吸着により実施される請求項16記載の方法。
- 前記水素希薄合成ガス流の少なくとも一部を水性ガスシフト(WGS)反応へ供することをさらに含む、請求項1または11に記載の方法。
- 前記水素濃化合成ガス流の少なくとも一部を水性ガスシフト(WGS)反応へ供することをさらに含む、請求項2または12に記載の方法。
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