PT2336274E - Rapid thermal processing of heavy oil feedstocks - Google Patents

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PT2336274E
PT2336274E PT101841104T PT10184110T PT2336274E PT 2336274 E PT2336274 E PT 2336274E PT 101841104 T PT101841104 T PT 101841104T PT 10184110 T PT10184110 T PT 10184110T PT 2336274 E PT2336274 E PT 2336274E
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heavy oil
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pyrolysis
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Barry A Freel
Robert G Graham
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Ivanhoe Htl Petroleum Ltd
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Abstract

The present invention is directed to the use of an upgraded liquid feedstock as a product for pipeline transport to permit further processing of the upgraded liquid feedstock elsewhere. The upgraded liquid feedstock is produced from a heavy hydrocarbon feedstock, which is not transportable by pipeline to an offsite location without addition of diluents, by a method for upgrading a heavy hydrocarbon feedstock comprises introducing a particulate heat carrier into an upflow reactor, introducing the heavy hydrocarbon feedstock into the upflow reactor at a location above that of the particulate heat carrier so that a loading ratio of the particulate heat carrier to feedstock is from about 15:1 to about 200:1, allowing the heavy hydrocarbon feedstock to interact with the heat carrier with a residence time of less than about 1 second, to produce a product stream, separating the product stream from the particulate heat carrier, regenerating the particulate heat carrier, and collecting a gaseous and liquid product from the product stream. The upgraded feedstock exhibiting reduced viscosity and increased API gravity.

Description

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DESCRIÇÃODESCRIPTION

"PROCESSAMENTO TÉRMICO RÁPIDO DE MATÉRIAS-PRIMAS DE ÓLEOS PESADOS" processamento térmico óleo viscoso. Mais relaciona-se com a melhorar e reduzir a A presente invenção refere-se ao rápido de matérias-primas de especificamente, esta invenção utilização de pirólise, de modo a viscosidade destes óleos." QUICK THERMAL RAW MATERIAL PROCESSING OF HEAVY OILS " heat treatment of viscous oil. The present invention relates to the fasting of raw materials of this invention, the use of pyrolysis in order to viscosity of these oils.

Antecedentes da invençãoBackground of the invention

Os recursos de betume e óleo pesado estão suplementando o declinio na produção óleo cru leve e médio convencional e espera-se que a produção destes recursos deverá aumentar bastante. Também é esperada uma expansão de oleodutos para lidar com o aumento da produção de óleos pesados, no entanto, o óleo pesado deve ser tratado de modo a permitir seu transporte por oleodutos. Presentemente, o óleo pesado e o betume brutos são transportáveis através da adição de diluentes ou são beneficiados através de crude sintético. No entanto, crudes diluídos ou crudes sintéticos beneficiados são significativamente diferentes dos óleos em bruto convencionais. Como resultado, as misturas de betume ou crudes sintéticos não são facilmente transformadas em refinarias de craqueamento catalítico de fluido convencional. Portanto, em ambos os casos o refinador tem que ser configurado para manipular tanto com matérias-primas diluídas ou beneficiadas.The bitumen and heavy oil resources are supplementing the decline in conventional light and medium crude oil production and production of these resources is expected to increase significantly. Expansion of pipelines is also expected to cope with increased production of heavy oils, however, heavy oil must be treated to allow transport by pipelines. At present, crude heavy oil and bitumen are transportable through the addition of diluents or are beneficiated through synthetic crude oil. However, diluted crudes or beneficiated synthetic crudes are significantly different from conventional crude oils. As a result, bitumen blends or synthetic crudes are not easily transformed into conventional fluid catalytic cracking refineries. Therefore, in both cases the refiner has to be configured to handle either diluted or beneficiated raw materials.

Muitos hidrocarbonetos pesados também são caracterizados como compreendendo quantidades significativas de BS&W (sedimentos de fundo e água). Tais matérias-primas não são adequadas para transporte em oleodutos ou melhoramento, 2 devido à areia, água e as propriedades corrosivas do material de alimentação. Tipicamente, as matérias-primas caracterizadas como tendo menos de 0,5% em peso de BS&W são transportáveis por oleoduto, e aquelas que incluem maior quantidade de BS&W requerem algum grau de processamento e tratamento para reduzir o teor de BS&W antes do transporte. Esse tratamento pode incluir o armazenamento para permitir que a água e as partículas assentem, seguido por tratamento térmico para conduzir a água e outros componentes. No entanto, estas manipulações são caras e demoradas. Existe portanto, uma necessidade na área técnica, de um método eficiente para a modernização da matéria-prima, compreendendo um conteúdo em BS&W significativo antes do transporte ou processamento posterior da matéria-prima.Many heavy hydrocarbons are also characterized as comprising significant amounts of BS & W (background and water sediments). Such raw materials are not suitable for transportation in pipelines or improvement because of the sand, water and corrosive properties of the feedstock. Typically, raw materials characterized as having less than 0.5% by weight of BS & W are transportable by pipeline, and those which include higher amount of BS & W require some degree of processing and treatment to reduce BS & W before transport. Such treatment may include storage to allow water and particles to settle, followed by heat treatment to conduct water and other components. However, these manipulations are expensive and time-consuming. There is therefore a need in the art for an efficient method for the modernization of the feedstock, comprising a significant BS & W content prior to the transportation or subsequent processing of the feedstock.

Os óleos pesados e betumes podem ser melhorados utilizando uma gama de processos rápidos, incluindo procedimento térmico (por exemplo, US 4.490.234; US 4.294.686; US 4.161.442), de hidrocraqueamento (US 4.252.634), viscorredução (US 4.427.539, US 4.569.753, US 5.413.702) ou de craqueamento catalítico (US 5.723.040; US 5.662.868; US 5.296.131; US 4.985.136; US 4.772.378; US 4.668.378; US 4.578.183). Vários destes processos, tais como a visrutura ou craqueamento catalítico, utilizam materiais em contacto particulados inertes ou catalíticos dentro de reatores de fluxo ascendente ou descendente. Os materiais de contacto catalíticos são, na maior parte baseados em zeolite (ver, por exemplo US 5.723.040; US 5.662.858; US 5.296.131; US 4.985.136; US 4.772.378; US 4.668.378, US 4.578.183; US 4.435.272; US 4.263.128), enquanto a visrutura geralmente utiliza material de contato inerte (por exemplo, US 4.427.539, US 4.569.753), os sólidos carbonáceos (por exemplo, US 5.413.702), ou sólidos caulinos inertes (por exemplo, US 4.569.753). 3 A utilização de craqueamento catalítico fluido (FCC), ou outros, unidades para o processamento direto de matérias-primas de betume é conhecida na área técnica. No entanto, muitos compostos presentes nas matérias-primas em bruto interferem com estes processos, por depósito no próprio material de contato. Estes contaminantes da matéria-prima incluem metais, tais como, níquel e vanádio, precursores de coque, tais como o carbono Conradson e asfaltenos, e enxofre, e o depósito destes materiais resulta na necessidade para uma regeneração extensa do material de contato. Isto é especialmente verdadeiro para o material de contato empregado com os processos da FCC, como o craqueamento eficiente e controlo de temperatura adequado do processo exige que os materiais de contato compreendendo poucos ou nenhum material de depósito combustível ou metais que interferem com o processo catalítico.Heavy oils and bitumen may be improved using a range of rapid processes, including thermal procedure (for example, US 4,490,234; US 4,294,686; US 4,161,442), hydrocracking (US 4,252,634), visco-retraction (US 4,427,539, US 4,569,753, US 5,413,702) or catalytic cracking (US 5,723,040, US 5,662,868, US 5,296,131, US 4,985,136, US 4,772,378, US 4,668,378; 4,578,183). Several of these processes, such as catalytic cracking or cracking, utilize inert or catalytic particulate contacting materials within upstream or downstream reactors. Catalytic contact materials are mostly based on zeolite (see, for example, US 5,723,040, US 5,662,858, US 5,296,131, US 4,985,136, US 4,772,378, US 4,668,378, US 4,578 (US Pat. No. 4,427,539, US Pat. No. 4,569,753), the carbonaceous solids (for example, US Pat. No. 5,413,702) , or inert kaolin (e.g., US Pat. No. 4,569,753). The use of fluid catalytic cracking (FCC) or other units for the direct processing of bitumen raw materials is known in the art. However, many compounds present in raw raw materials interfere with these processes by deposition on the contact material itself. These contaminants of the feedstock include metals such as nickel and vanadium, coke precursors such as Conradson carbon and asphaltenes, and sulfur, and the deposition of these materials results in the need for extensive regeneration of the contact material. This is especially true for the contact material employed with FCC processes such as efficient cracking and proper temperature control of the process requires contact materials comprising few or no combustible deposit material or metals that interfere with the catalytic process.

Para reduzir a contaminação do material catalítico dentro das unidades de craqueamento catalítico, o pré-tratamento da matéria-prima através de viscorredução (US 5.413.702; US 4.569.753; US 4.427.539), térmic (US 4.252.634; US 4.161.442) ou por outros processos, tipicamente utilizando reatores como FCC, operando a temperaturas inferiores ao requerido para o craqueamento de matéria-prima (por exemplo, US 4.980.045, US 4.818.373 e US 4.263.128) foram sugeridos. Estes sistemas operam em série com unidades de FCC e funcionam como pré-tratados para FCC. Estes processos de pré-tratamento foram concebidos para remover os materiais contaminantes da matéria-prima e operam sob condições que atenuam qualquer craqeamento. Isto assegura que qualquer craqueamento controlado e melhorado da matéria-prima ocorre dentro do reator FCC sob condições ideais. 4 Vários destes processos (por exemplo, US 4.818.373, US 4.427.539, US 4.311.580, US 4.232.514, US 4.263.128) foram adaptados especificamente para processar "resids" (isto é, matérias-primas produzidas a partir da destilação fracionada de um óleo cru total) e as frações do fundo, de modo a otimizar a recuperação a partir da alimentação inicial de matéria-prima. Os processos descritos para a recuperação de resids ou frações de fundo, são fisicos e envolvem a vaporização seletiva ou destilação fracionada da matéria-prima com uma mudança quimica minima ou nenhuma da matéria-prima. Estes processos também são combinados com a remoção de metais e fornecem matérias-primas adequadas para o processamento FCC. A vaporização seletiva do resid ocorre sob condições de não-craqueamento, sem qualquer redução na viscosidade dos componentes da matéria-prima e assegura que o craqueamento ocorre dentro de um reator de FCC sob condições controladas. Nenhuma destas abordagens descreve o melhoramento da matéria-prima dentro deste processo de pré-tratamento (isto é, metais e remoção de coque) . Outros processos para o tratamento térmico de matérias-primas envolvem a adição de hidrogénio (hidrotratamento), que resulta em alguma alteração quimica da matéria-prima. US 4.294.686 descreve um processo de destilação a vapor na presença de hidrogénio para o pré-tratamento de matérias-primas para o processamento de FCC. Este documento indica igualmente que este processo pode também ser utilizado para reduzir a viscosidade da matéria-prima, de tal modo que a matéria-prima pode ser adequada para o transporte dentro de um oleoduto. No entanto, não é divulgada a utilização de reatores de tempo de residência curto para a produção de uma matéria-prima transportável. 5 US 4.080.285 revela um processo para o aumento não-catalítico do craqueamento de óleo de xisto para produzir etileno na presença de sólidos inertes arrastados a quente.To reduce contamination of the catalytic material within the catalytic cracking units, pretreatment of the feedstock by visbreaking (US 5,413,702; US 4,569,753; US 4,427,539), thermal (US 4,252,634; US No. 4,161,442) or other processes, typically using reactors such as FCC, operating at temperatures below that required for cracking of feedstock (e.g., US 4,980,045, US 4,818,373 and US 4,263,128) have been suggested. These systems operate in series with FCC units and function as pre-treated for FCC. These pre-treatment processes are designed to remove contaminant materials from the feedstock and operate under conditions that attenuate any cracking. This ensures that any controlled and improved cracking of the feedstock occurs within the FCC reactor under ideal conditions. Various of these processes (e.g., US 4,818,373, US 4,427,539, US 4,311,580, US 4,232,514, US 4,263,128) have been specifically adapted to process " resids " (ie raw materials produced from the fractional distillation of a total crude oil) and the bottom fractions in order to optimize the recovery from the initial feedstock. The processes described for the recovery of residues or bottom fractions are physical and involve the selective vaporization or fractional distillation of the feedstock with minimal or no chemical change of the feedstock. These processes are also combined with the removal of metals and provide raw materials suitable for FCC processing. Selective resid vaporization occurs under non-cracking conditions without any reduction in the viscosity of the raw material components and ensures cracking occurs within an FCC reactor under controlled conditions. None of these approaches describes the improvement of the feedstock within this pretreatment process (ie metals and coke removal). Other processes for the thermal treatment of raw materials involve the addition of hydrogen (hydrotreatment), which results in some chemical alteration of the raw material. US 4,294,686 discloses a steam distillation process in the presence of hydrogen for the pretreatment of raw materials for the FCC processing. This document also indicates that this process may also be used to reduce the viscosity of the feedstock, such that the feedstock may be suitable for transport within an oil pipeline. However, the use of short residence time reactors for the production of a transportable raw material is not disclosed. US 4,080,285 discloses a process for the non-catalytic increase of the cracking of shale oil to produce ethylene in the presence of inert solids entrained in hot.

Existe uma necessidade na área técnica para um processo de melhoramento rápido e eficaz de matéria-prima de betume ou óleo pesado que envolve um melhoramento químico parcial ou um craqueamento suave da matéria-prima, de modo a obter-se um produto caracterizado por ter uma viscosidade reduzida sobre o material de partida. Idealmente, este processo iria ser capaz de acomodar matérias-primas que compreendem quantidades significativas de BS&W. Este produto deve ser transportável para posterior processamento e melhoramento. Tal processo não deve envolver qualquer atividade de craqueamento catalítico, devido à contaminação conhecida de materiais de contacto com o catalisador com os componentes presentes nas matérias-primas de betume ou óleo pesado. O processo de melhoramento rápido e eficaz deve produzir um produto caracterizado por ter uma viscosidade reduzida, um conteúdo de metal reduzido, um aumento de API e um rendimento ótimo do produto. A presente invenção é direcionada para a melhoria das matérias-primas de óleo pesado, que utiliza um reator pirolítico com um tempo de residência curto, operando em condições que craqueiam e melhoram quimicamente a matéria-prima. A matéria-prima utilizada neste processo pode compreender níveis significativos de BS&W e ainda ser processada de forma eficaz, aumentando assim a eficiência de manipulação da matéria-prima. O processo da presente invenção proporciona a preparação de uma matéria-prima parcialmente melhorada, apresentando uma viscosidade reduzida e maior densidade API. O processo aqui descrito remove seletivamente metais, sais, água e azoto da matéria-prima, enquanto que, ao mesmo tempo, maximiza o rendimento 6 do líquido e minimiza a produção de coque e gás. Além disso, este processo reduz a viscosidade da matéria-prima a uma extensão que pode permitir transporte da matéria-prima em oleoduto, sem adição de diluentes. 0 produto parcialmente melhorado permite, opcionalmente, o transporte da matéria-prima fora do local, para locais mais bem equipados para a manipulação do refino. Estas instalações estão normalmente localizados a uma distância do ponto onde a matéria-prima em bruto é obtida.There is a need in the technical area for a rapid and effective improvement process of bitumen or heavy oil feedstock which involves a partial chemical improvement or a gentle cracking of the feedstock, in order to obtain a product characterized by having a reduced viscosity on the starting material. Ideally, this process would be able to accommodate raw materials comprising significant amounts of BS & W. This product must be transportable for further processing and improvement. Such a process should not involve any catalytic cracking activity due to the known contamination of catalyst contact materials with the components present in the bitumen or heavy oil feedstocks. The rapid and effective breeding process should yield a product characterized by having reduced viscosity, reduced metal content, increased API and optimum yield of the product. The present invention is directed to the improvement of heavy oil feedstocks using a short residence time pyrolytic reactor operating under conditions which crack and chemically improve the feedstock. The feedstock used in this process may comprise significant levels of BS & W and still be processed efficiently, thereby increasing the handling efficiency of the feedstock. The process of the present invention provides the preparation of a partially improved feedstock having reduced viscosity and higher API density. The process described herein selectively removes metals, salts, water and nitrogen from the feedstock, while at the same time maximizing the yield of the liquid and minimizing the production of coke and gas. In addition, this process reduces the viscosity of the feedstock to an extent which may allow transportation of the feedstock into the pipeline without addition of diluents. The partially improved product optionally allows off-site transportation of raw material to better equipped locations for refining handling. These facilities are usually located at a distance from the point where raw raw material is obtained.

Sumário da Invenção A presente invenção refere-se ao processamento térmico rápido de matérias-primas de óleos pesados. Mais especificamente, esta invenção relaciona-se com a utilização de pirólise de modo a melhorar e reduzir a viscosidade destes óleos.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to the rapid thermal processing of heavy oil feedstocks. More specifically, this invention relates to the use of pyrolysis in order to improve and reduce the viscosity of these oils.

De acordo com a presente invenção é proporcionado um método de melhoramento e transporte em oleodutod para um local externo para refinamento, o referido método dos óleos pesados compreende: i) fornecimento de areia de sílica como um transportador térmico particulado num reator de fluxo ascendente; ii) introdução do referido óleo pesado em estado de pré- aquecido no referido reator de fluxo ascendente em, pelo menos, um local acima do dito transportador térmico particulado, de modo que uma razão de carga de transportador térmico particulado para o referido óleo pesado é de 10:1 a 200:1, em que o referido reator de fluxo ascendente é operado a uma temperatura desde 480°C a 620°C; iii) permitir que o referido óleo pesado interaja com o referido transportador térmico particulado, com um tempo de 7 residência de menos de cerca de 5 segundos, para produzir uma corrente de produto; iv) separação da referida corrente de produto do referido transportador térmico particulado; v) regeneração do referido transportador térmico particulado, e vi) coleta de um produto gasoso e produto liquido de alimentação melhorado da referida corrente de produto, em que o produto liquido de alimentação melhorado apresenta um aumento da densidade API, um ponto de fluidez reduzido, uma viscosidade reduzida e um nivel reduzido de contaminantes sobre o do referido óleo pesado, em que o referido produto liquido de alimentação tem um rendimento maior que 70% em vol. Com uma produção mínima de bioprodutos, tais como coque e gás; vii) tranporte do referido produto líquido de alimentação melhorado através de um oleoduto do referido local para o melhoramento do óleo pesado para o referido localização exterior para refinamento da referida máteria-prima liquida melhorada.According to the present invention there is provided a method of upgrading and transporting in oil to an external site for refining, said heavy oil method comprises: i) supplying silica sand as a particulate thermal conveyor in an upflow reactor; ii) introducing said preheated heavy oil into said upflow reactor in at least one location above said particulate thermal conveyor, so that a particulate thermal conveyor loading ratio for said heavy oil is from 10: 1 to 200: 1, wherein said upflow reactor is operated at a temperature of from 480 ° C to 620 ° C; iii) allowing said heavy oil to interact with said particulate thermal conveyor, with a residence time of less than about 5 seconds, to produce a product stream; iv) separating said product stream from said particulate thermal conveyor; v) regenerating said particulate thermal conveyor, and vi) collecting a gaseous product and improved feed liquid from said product stream, wherein the improved feed liquid has an increase in API density, a reduced pour point, a reduced viscosity and a reduced level of contaminants over that of said heavy oil, wherein said liquid feedstock has a yield of greater than 70 vol.%. With a minimum production of bioproducts, such as coke and gas; vii) transporting said improved feed liquid product through a pipeline from said location for the improvement of the heavy oil to said exterior location for refining said improved liquid feedstock.

Preferivelmente, a razão de carga do método tal como delineado acima é de 20:1 a 30:1. A presente invenção refere-se também ao método, tal como definido acima, em que o tempo de residência é de 0,5 a 2 segundos.Preferably, the loading ratio of the method as outlined above is from 20: 1 to 30: 1. The present invention also relates to the method, as defined above, wherein the residence time is 0.5 to 2 seconds.

Esta invenção é também dirigida para o método acima em que os contaminantes, incluindo o carbono Conradson (coque), BS&W, níquel e vanádio são removidos da matéria-prima ou depositados sobre o transportador térmico. A presente invenção também inclui o método, tal como definido acima, em que a referida corrente de produto de uma primeira pirólise é separada numa fração mais leve e numa fração mais pesada, recolhendo a fração mais leve a partir da corrente de produto, e reciclaqem da fração mais pesada de volta para o reator de fluxo ascendente, para posterior processamento dentro de uma sequnda pirólise para produzir uma segunda corrente de produto. De preferência, o processamento adicional inclui a mistura da fração mais pesada com transportador térmico particulado, em que a temperatura do transportador térmico particulado da segunda pirólise é de cerca de, ou acima, da utilizada no processamento da matéria-prima no interior da primeira pirólise. 0 tempo de resid-encia da segunda pirólise é o mesmo que, ou maior do que, o tempo de residência da primeira pirólise. Adicionalmente, a fração mais pesada pode ser adicionada à matéria-prima não processada, antes de ser introduzida no reator de fluxo ascendente, para a segunda pirólise.This invention is also directed to the above method in which the contaminants, including carbon Conradson (coke), BS & W, nickel and vanadium are removed from the feedstock or deposited on the thermal conveyor. The present invention also includes the method, as defined above, wherein said product stream of a first pyrolysis is separated into a lighter fraction and a heavier fraction, collecting the lighter fraction from the product stream, and recycling of the heavier fraction back into the upflow reactor, for further processing into a second pyrolysis to produce a second product stream. Preferably, further processing includes mixing the heavier fraction with particulate heat carrier, wherein the temperature of the particulate thermal conveyor of the second pyrolysis is about, or above, that used in the processing of the feedstock within the first pyrolysis . The residence time of the second pyrolysis is the same as, or greater than, the residence time of the first pyrolysis. In addition, the heavier fraction may be added to the raw material, before being introduced into the upflow reactor, for the second pyrolysis.

Um óleo pesado melhorado é caracterizado pelas seguintes propriedades: i) uma densidade API de 13 a 23; ii) uma densidade 0,92-0,98; iii) uma viscosidade a 40°C (cSt) de 15 a 300, e iv) um teor reduzido de vanádio de 60 a 100 ppm, e v) um teor reduzido de níquel de 10 a 50 ppm. O produto líquido é caracterizado por ter, pelo menos, uma das seguintes propriedades: 9 i) menos de 50% dos componentes evolvendo temperaturas acima de 538°C durante a destilação simulada; ii) de 60% a 95% do produto evolvendo abaixo de 538 °C durante a destilação simulada; iii) a partir de 1,0% a 10% do produto liquido evolvendo abaixo 193°C durante a destilação simulada; iv) a partir de 2% a 6% do produto liquido evolvendo entre 193-232°C durante a destilação simulada; v) a partir de 10% a 25% do produto liquido evolvendo entre 232-327°C durante a destilação simulada; vi) a partir de 6% a 15% do produto liquido evolvendo entre 327-360°C durante a destilação simulada, e vii) a partir de 34,5% a 60% do produto liquido evolvendo entre 360-538°C durante a destilação simulada.An improved heavy oil is characterized by the following properties: i) an API density of 13 to 23; ii) a density of 0.92-0.98; iii) a viscosity at 40 ° C (cSt) of 15 to 300, and iv) a reduced vanadium content of 60 to 100 ppm, and v) a reduced nickel content of 10 to 50 ppm. The liquid product is characterized as having at least one of the following properties: i) less than 50% of the components evolving temperatures above 538 ° C during the simulated distillation; ii) from 60% to 95% of the product evolving below 538 ° C during the simulated distillation; iii) from 1.0% to 10% of the liquid product below 193 ° C during the simulated distillation; iv) from 2% to 6% of the liquid product evolving between 193-232 ° C during the simulated distillation; v) from 10% to 25% of the liquid product evolving between 232-327 ° C during the simulated distillation; vi) from 6% to 15% of the liquid product evolving between 327-360 ° C during the simulated distillation, and vii) from 34.5% to 60% of the liquid product evolving between 360-538 ° C during distillation.

Um reator de pirólise de fluxo ascendente para o melhoramento da matéria-prima de hidrocarboneto pesado compreende: i) meios para pré-aquecimento da matéria-prima de hidrocarbonetos pesados; ii) pelo menos um meio de injeção, em pelo menos uma de uma pluralidade de localizações ao longo do reator de fluxo ascendente, pelo menos um meio de injeção para a introdução da matéria-prima de hidrocarbonetos pesados no reator de fluxo ascendente; iii) uma entrada para a introdução de um transportador térmico particulado, a entrada localizada abaixo de, pelo menos, um meio de injeção, o transportador térmico particulado presente numa razão de carga de pelo menos 10:1; iv) uma seção de conversão para dentro do reator de fluxo ascendente; 10 v) meios de separação a uma saída do reator de fluxo ascendente para a separação dos produtos gasosos e líquidos do transportador térmico particulado; vi) um meio de regeneração do transportador térmico particulado; vii) uma linha de recirculação do transportador térmico particulado, a partir de meios para a regeneração da entrada para o fornecimento de transportador térmico particulado para a referida secção de mistura; viii) meios de condensação para arrefecer e condensar os produtos líquidos;An upflow pyrolysis reactor for the improvement of the heavy hydrocarbon feedstock comprises: i) means for preheating the heavy hydrocarbon feedstock; ii) at least one injection medium in at least one of a plurality of locations along the upflow reactor, at least one injection medium for introducing the heavy hydrocarbon feedstock into the upflow reactor; iii) an inlet for the introduction of a particulate thermal conveyor, the inlet located below at least one injection means, the particulate thermal conveyor present in a charge ratio of at least 10: 1; iv) a conversion section into the upflow reactor; V) separating means to an output of the upflow reactor for the separation of the gaseous and liquid products from the particulate thermal conveyor; vi) regenerating means of the particulate thermal conveyor; vii) a recirculating line of the particulate thermal conveyor, from means for the regeneration of the inlet to the supply of particulate thermal conveyor to said mixing section; viii) condensing means for cooling and condensing the liquid products;

No reator de fluxo ascendente, como definido acima, a pluralidade de localizações, inclui localizações distribuídas ao longo do comprimento do referido reator. Adicionalmente, o reator de fluxo ascendente pode compreender meios para um condensador a quente antes de meios de condensação. De preferência, o transportador térmico particulado é areia de sílica e a razão de carga é de 20:1 a 30:1. O reator de fluxo ascendente como definido acima pode também compreender meios para a recirculação de uma fração do produto pesado a partir de meios para a condensação a quente para meios de injeção do reator de fluxo ascendente. A presente invenção aborda a necessidade na área técnica para um processo de melhoria rápida da matéria-prima de betume envolvendo uma melhoria química parcial ou um craqueamento leve da matéria-prima. Este produto pode, se desejado, para ser transportável para posterior processamento e melhoramento. O processo tal como aqui descrito também reduz os níveis de contaminantes nas matérias-primas, assim há uma mitigação da contaminação de materiais catalíticos de contacto com os componentes presentes em matérias-primas de óleo pesado. 11In the upflow reactor, as defined above, the plurality of locations includes locations distributed along the length of said reactor. In addition, the upflow reactor may comprise means for a hot condenser prior to condensing means. Preferably, the particulate thermal carrier is silica sand and the loading ratio is from 20: 1 to 30: 1. The upflow reactor as defined above may also comprise means for recirculating a fraction of the heavy product from means for the hot condensation to injection means of the upflow reactor. The present invention addresses the need in the technical area for a rapid improvement process of the bitumen feedstock involving partial chemical improvement or light cracking of the feedstock. This product may, if desired, be transportable for further processing and breeding. The process as described herein also reduces the levels of contaminants in the raw materials, thus there is a mitigation of the contamination of catalytic contacting materials with the components present in heavy oil raw materials. 11

Além disso, uma variedade de matérias-primas de hidrocarbonetos pesados podem ser processadas através de métodos como os aqui descritos, incluindo matérias-primas que compreendem uma quantidade significativa de BS&W. As matérias-primas que compreendem um conteúdo BS&W significativo são não transportáveis, devido às suas propriedades corrosivas. As práticas correntes para o tratamento de matérias-primas para diminuir o seu teor de BS&W é demorado e dispendioso, e ainda exige adicional processamento ou melhoramento parcial préviamente ao transporte. Os métodos aqui descritos permitem a utilização de matérias-primas possuindo um substancial componente de BS&W e produzir um produto líquido que está parcialmente melhorado e adequado para oleodutos ou outros métodos de transporte. Assim, a presente invenção proporciona uma transformação inicial do óleo pesado e reduz os custos associados e o tempo de processamento.In addition, a variety of heavy hydrocarbon feedstocks may be processed by methods such as those described herein, including feedstocks comprising a significant amount of BS & W. Raw materials comprising a significant BS & W content are non-transportable because of their corrosive properties. Current practices for the treatment of raw materials to lower their BS & W content is time consuming and costly, and still requires further processing or partial improvement prior to transportation. The methods described herein enable the use of raw materials having a substantial BS & W component and produce a liquid product which is partially improved and suitable for pipelines or other transport methods. Thus, the present invention provides an initial transformation of the heavy oil and reduces associated costs and processing time.

Breve descrição dos desenhosBrief description of the drawings

Estas e outras caracteristicas da invenção irão tornar-se mais evidentes a partir da descrição seguinte em que é feita referência aos desenhos anexos em que: A figura 1 é um desenho esquemático de uma forma de realização da presente invenção, relativa a um sistema para o processamento de pirólise das matérias-primas. A figura 2 é um desenho esquemático de uma forma de realização da presente invenção, relativa ao sistema para introdução da matéria-prima no sistema para o processamento pirolítico das matérias-primas. 12 A figura 3 é um desenho esquemático de uma concretização da presente invenção, relativa ao sistema de alimentação para a introdução de matéria-prima para a segunda fase de um processo de duas fases, utilizando o sistema para o processamento pirolítico de matérias-primas, tal como aqui descrito. A figura 4 é um desenho esquemático de uma forma de realização da presente invenção, relativa ao sistema de recuperação para obtenção da matéria-prima, a ser recolhido do condensador primário ou reciclada para a segunda fase de um processo de duas fases, utilizando o sistema para o processamento pirolítico de matérias-primas, tal como aqui descrito. A figura 5 é um desenho esquemático de uma forma de realização da presente invenção, relativa a um sistema multi-etapas para o processamento pirolítico das matérias-primas .These and other features of the invention will become more apparent from the following description in which reference is made to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a schematic drawing of an embodiment of the present invention relating to a system for processing of raw materials. Figure 2 is a schematic drawing of one embodiment of the present invention relating to the system for introducing the feedstock into the system for the pyrolytic processing of the feedstocks. Figure 3 is a schematic drawing of one embodiment of the present invention relating to the feed system for introducing feedstock into the second stage of a two-stage process using the system for the pyrolytic processing of feedstocks, as described herein. Figure 4 is a schematic drawing of one embodiment of the present invention relating to the raw material recovery system to be collected from the primary or recycled condenser for the second step of a two-step process using the system for the pyrolytic processing of raw materials, as described herein. Figure 5 is a schematic drawing of one embodiment of the present invention relating to a multi-step system for the pyrolytic processing of the starting materials.

Descrição da forma de realização preferida A presente invenção refere-se ao processamento térmico rápido de óleo pesado. Mais especificamente, esta invenção refere-se à utilização de pirólise, de modo a melhorar e reduzir a viscosidade destes óleos. A descrição seguinte é de uma forma de realização preferida apenas a título de exemplo e sem limitação à combinação de características necessárias para a execução da invenção. A matéria-prima pode conter quantidades significativas de BS&W (sedimentos de fundo e água), por exemplo, mas não limitando a, um teor superior a 0,5% (% em peso) de BS&W. 13Description of the Preferred Embodiment The present invention relates to the rapid thermal processing of heavy oil. More specifically, this invention relates to the use of pyrolysis in order to improve and reduce the viscosity of these oils. The following description is of one preferred embodiment by way of example only and without limitation to the combination of features necessary for the execution of the invention. The feedstock may contain significant amounts of BS & W (bottom and water sediments), for example, but not limited to, more than 0.5% (wt%) of BS & W. 13

Estas matérias-primas de óleo pesado são tipicamente viscosas e dificeis de transportar. 0 produto liquido resultante do processo como aqui descrito pode ser adequado para o transporte dentro de uma conduta para permitir o processamento adicional da matéria-prima em outro lugar. Tipicamente, o processamento adicional ocorre num local distante de onde a matéria-prima é obtida. No entanto, considera-se dentro do âmbito da presente invenção que o produto liquido produzido usando o presente método, pode também ser diretamente introduzido numa unidade capaz de melhorar ainda mais a matéria-prima, tais como, mas não limitados a, FCC, carbonização, viscorredução, hidrocraqueamento ou pirólise, etc. Nesta capacidade, o reator de pirólise da presente invenção melhora parcialmente a matéria-prima, enquanto ao mesmo tempo atua como um pré-tratador da matéria-prima para processamento adicional, tal como descrito em, por exemplo, mas não limitado a US 5.662.868, US 4.980.045, US 4.818.373, US 4569753, US 4.435.272, US 4.427.538, US 4.427.539, US 4.328.091, US 4.311.580, US 4.243.514, US 4.294.686.These heavy oil feedstocks are typically viscous and difficult to transport. The liquid product resulting from the process as described herein may be suitable for transport within a conduit to allow further processing of the feedstock elsewhere. Typically, further processing occurs at a location far from where the feedstock is obtained. However, it is contemplated within the scope of the present invention that the liquid product produced using the present method may also be directly introduced into a unit capable of further improving the feedstock, such as but not limited to FCC, carbonization , viscorreduction, hydrocracking or pyrolysis, etc. In this capacity, the pyrolysis reactor of the present invention partially improves the feedstock, while at the same time acting as a feedstock pretreator for further processing, as described in, for example, but not limited to, US 5,662. 868, US 4,980,045, US 4,818,373, US 4,569,753, US 4,435,272, US 4,427,538, US 4,427,539, US 4,328,091, 4,311,580, 4,243,514, US 4,294,686.

As matérias-primas da presente invenção são processadas através de um reator de pirólise rápido, tal como o descrito em US 5.792.340 (WO 91/11499; EP 513.051), envolvendo tempos de contato entre o transportador térmico e a matéria-prima de 0,01 a 2 s. Outros reatores tubulares verticais conhecidos com tempos de residência curtos podem também ser empregues, por exemplo, mas não limitado a US 4.427.539, 4.569.753, 4.818.373, 4.243.514. É preferido que o transportador térmico utilizado no interior do reator de pirólise exiba uma baixa atividade catalítica. Tal transportador térmico consiste em areia de silica. Por areia de silica pretende-se significar que é 14 uma areia que compreende mais de 30% de sílica, de preferência, superior a 95% de sílica e, mais preferivelmente, maior do que 99% de sílica. Outros componentes da areia de sílica podem incluir, mas não estão limitados a, a partir de 0,01% (cerca de 100 ppm) a 0,04% (400 ppm) de óxido de ferro, de preferência cerca de 0,035% (358 ppm) , cerca de 0,00037% (3,78 ppm) de óxido de potássio, cerca de 0,00688% (68,88 ppm) de óxido de alumínio, cerca de 0,0027 (27,25 ) de óxido de magnésio e cerca de 0,0051% (51,14 ppm) de óxido de cálcio. É entendido que a composição acima referida é um exemplo de uma areia de sílica que pode ser utilizada como um transportador térmico, tal como aqui descrito, no entanto, podem existir variações dentro das proporções desses ingredientes dentro de outras areias de sílica e ainda podem ser adequadas para utilização como um transportador térmico. O processamento de matérias-primas, utilizando pirólise rápida resulta na produção de vapores de produtos e subprodutos sólidos associado com o transportador térmico. Após a remoção do transportador térmico da corrente de produto, os vapores do produto são condensados para se obter um produto líquido e subprodutos gasosos. Por exemplo, que não é para ser considerado como limitativo, o produto líquido obtido do processamento da matéria-prima de óleo pesado, como aqui descrito, é caracterizado como tendo as seguintes propriedades: • um ponto de ebulição inferior a cerca de 600°C, de preferência inferior a 525°C, e mais preferivelmente inferior a 500°C; • uma densidade API de pelo menos 12°, e de preferência superior a 17° (onde a densidade API=[141,5/densidade 15 específica]-131,5; quanto maior a densidade API, mais leve é o composto); • conteúdo em metais muito reduzido, incluindo V e Ni; • uma viscosidade muito reduzida, de mais de 25 vezes menor do que a matéria-prima (por exemplo, tal como determinado a 40°C), e • rendimentos de produto líquido de pelo menos 70% em volume, preferivelmente, os rendimentos são superiores a cerca de 80% em volume.The raw materials of the present invention are processed through a rapid pyrolysis reactor, such as that described in US 5,792,340 (WO 91/11499; EP 513.051), involving times of contact between the thermal conveyor and the feedstock of 0.01 to 2 sec. Other known vertical tubular reactors with short residence times may also be employed, for example, but not limited to, US 4,427,539, 4,569,753, 4,818,373, 4,243,514. It is preferred that the thermal conveyor used within the pyrolysis reactor exhibits a low catalytic activity. Such a thermal conveyor consists of silica sand. By silica sand is meant that it is a sand which comprises more than 30% silica, preferably greater than 95% silica and more preferably greater than 99% silica. Other components of the silica sand may include, but are not limited to, from 0.01% (about 100 ppm) to 0.04% (400 ppm) of iron oxide, preferably about 0.035% (358 ppm), about 0.00037% (3.78 ppm) of potassium oxide, about 0.00688% (68.88 ppm) of aluminum oxide, about 0.0027 (27.25) of magnesium and about 0.0051% (51.14 ppm) of calcium oxide. It is understood that the above composition is an example of a silica sand which may be used as a heat carrier as described herein, however, variations may exist within the proportions of such ingredients within other silica sands and may still be suitable for use as a thermal conveyor. Processing of raw materials using rapid pyrolysis results in the production of product vapors and solid by-products associated with the thermal conveyor. After removal of the thermal conveyor from the product stream, product vapors are condensed to obtain a liquid product and gaseous by-products. For example, which is not to be construed as limiting, the liquid product obtained from the processing of the heavy oil feedstock as described herein is characterized as having the following properties: a boiling point of less than about 600 ° C , preferably less than 525 ° C, and more preferably less than 500 ° C; An API density of at least 12 °, and preferably greater than 17 ° (where the API density = [141.5 / specific density] -131.5; the higher the API density, the lighter the compound); • very low metal content, including V and Ni; • a very low viscosity, more than 25 times lower than the starting material (for example, as determined at 40 ° C), and • liquid product yields of at least 70% by volume, preferably the yields are greater than about 80% by volume.

Os elevados rendimentos e reduzida viscosidade do produto líquido produzido de acordo com a presente invenção, podem permitir que o produto líquido a ser transportado por oleoduto para refinarias, para processamento adicional com a adição de pouco ou nenhum diluente. Por outro lado, os produtos líquidos exibem níveis reduzidos de contaminantes (por exemplo, metais e água), com o teor de enxofre e azoto ligeiramente reduzido. Portanto, o produto líquido pode também ser usado como matéria-prima, seja directamente, seja após o transporte, para processamento adicional usando, por exemplo, FCC, hidrocraqueamento, etc.The high yields and low viscosity of the liquid product produced in accordance with the present invention may allow liquid product to be transported by pipeline to refineries for further processing with the addition of little or no diluent. On the other hand, liquid products exhibit reduced levels of contaminants (eg metals and water), with slightly reduced sulfur and nitrogen content. Therefore, the liquid product may also be used as feedstock either directly or after transportation for further processing using, for example, FCC, hydrocracking, etc.

Adicionalmente, os produtos líquidos da presente invenção podem ser caracterizados utilizando uma análise de destilação simulada (SimDist) , como é comumente conhecida na área técnica, por exemplo, mas não limitado a ASTM D 5307-97 ou HT 750 (NCUT) . A análise SimDist indica que os produtos líquidos obtidos após processamento de óleo pesado podem ser caracterizados através de qualquer uma de, ou uma combinação de, as seguintes propriedades (ver Exemplos 1, 2 e 5) : • tendo menos de 50% dos seus componentes a temperaturas crescentes acima de 538°C (fração residual em vácuo); 16 • compreendendo de 60% a 95% do produto abaixo de 538°C.Additionally, liquid products of the present invention may be characterized using simulated distillation analysis (SimDist), as is commonly known in the art, for example, but not limited to ASTM D 5307-97 or HT 750 (NCUT). The SimDist analysis indicates that liquid products obtained after heavy oil processing can be characterized by any or a combination of the following properties (see Examples 1, 2 and 5): having less than 50% of their components at increasing temperatures above 538 ° C (residual fraction in vacuo); Comprising from 60% to 95% of the product below 538 ° C.

Preferivelmente, de 62% a 85% do produto evolve durante SimDist abaixo de 538°C (ou seja, antes fração residual em vácuo); • tendo desde 1,0% a 10% do produto liquido evolve abaixo 193°C. Preferivelmente de 1,2% a 6,5% evolve abaixo de 193°C (ou seja, antes da fração de nafta/querosene); • tendo desde 2% a 6% do produto liquido evolve entre 193-232°C. Preferivelmente de 2,5% a 5% evolve entre 193-232°C (fração de querosene); • tendo de 10% a 25% do produto liquido evolve entre 232-327°C. De preferência, de 13 a 24% evolui entre 232-327°C (fração diesel); • tendo de 6% a 15% do produto liquido evolve entre 327-360°C. De preferência, de 6,5 a 11% evolui entre 327-360°C (fração leve VGO); • tendo entre 34,5% a 60% do produto liquido evolve entre 360-538°C. De preferência, de 35 a 55% evolui entre 360-538°C (fração pesada VGO);Preferably, from 62% to 85% of the product evolves during SimDist below 538 ° C (i.e., before residual fraction in vacuo); Having from 1.0% to 10% of the liquid product evolves below 193 ° C. Preferably from 1.2% to 6.5% evolves below 193 ° C (i.e., before the naphtha / kerosene fraction); Having from 2% to 6% of the liquid product evolves between 193-232 ° C. Preferably from 2.5% to 5% evolves between 193-232 ° C (kerosene fraction); Having from 10% to 25% of the liquid product evolves between 232-327 ° C. Preferably, from 13 to 24% evolves between 232-327 ° C (diesel fraction); • having from 6% to 15% of the liquid product evolves between 327-360 ° C. Preferably, from 6.5 to 11% evolves between 327-360 ° C (VGO light fraction); • having between 34.5% and 60% of the liquid product evolves between 360-538 ° C. Preferably, from 35 to 55% evolves between 360-538 ° C (VGO heavy fraction);

Um primeiro método para melhorar a matéria-prima para obtenção de produtos líquidos com propriedades desejadas envolve um processo de uma etapa. Com referência à figura 1, de forma resumida, o sistema de pirólise rápida inclui um sistema de alimentação, geralmente indicado como (10; ver também Figuras 2 e 3), que injeta a matéria-prima para um reator (20), um sistema de separação do transportador térmico, que separa o transportador térmico do produto em vapor (isto é, 100 e 180) e recicla o transportador térmico para o sistema de reaquecimento/regeneração (30), um sistema de reaquecimento do transportador térmico particulado inorgânico (30), que reaquece e regenera o transportador térmico e condensadores primários (40) e 17 secundário (50) que recolhem o produto. A matéria-prima pré-aquecida entra no reator imediatamente abaixo da zona de mistura (170) e é colocada em contato com a corrente que flui para cima do transportador inerte quente dentro de um fluido de transporte, tipicamente um gás de reciclagem fornecido por uma linha de gás de reciclagem (210) . A transferência térmica condutora através de mistura rápida a partir do transportador térmico para a matéria-prima tem lugar na seção de conversão de curto tempo de residência do reator. A matéria-prima pode entrar no reator através de pelo menos um dos vários locais ao longo do comprimento do reator. Os diferentes pontos de entrada indicados nas Figuras 1 e 2 são exemplos não limitativos de tais locais de entrada. Ao fornecer vários pontos de entrada ao longo do comprimento do reator, a duração do tempo de residência dentro do reator pode ser variada. Por exemplo, para tempos de residência mais longos, a matéria-prima entra no reator num local mais para baixo no reator, enquanto que, para tempos de residência mais curtos, a matéria-prima entra no reator num local mais acima do reator. Em todos estes casos, a matéria-prima introduzida mistura-se com o transportador térmico upflowing dentro de uma zona de mistura (170) do reator. Os vapores do produto produzidos durante a pirólise são arrefecidos e recolhidos, utilizando um meio condensador adequado (40, 50), de modo a se obter um produto liquido. É compreendido que outros sistemas de pirólise rápida, compreendendo as diferenças na conceção do reator, que utilizam separadores no transpostador térmico, números diferentes ou tamanho de condensadores diferentes, ou meios de condensação diferentes, pode ser utilizado para a preparação do produto melhorado da presente invenção. Por exemplo, que não deve ser considerado como limitante, os reatores divulgados em US 4.427.539, 4.569.753, 4.818.373, 18 4.243.514 podem ser modificados para operar sob as condições conforme aqui descritas, para a produção de um produto melhorado quimicamente, com um aumento da API e viscosidade reduzida.A first method for improving the raw material for obtaining liquid products with desired properties involves a one step process. Referring to Figure 1, in brief form, the rapid pyrolysis system includes a feed system, generally indicated as (10; see also Figures 2 and 3), which injects the feedstock to a reactor (20), a system (100, 180) and recycles the thermal conveyor to the reheat / regeneration system (30), a reheat system of the inorganic particulate thermal conveyor (30), wherein the thermal conveyor separates the thermal conveyor from the steam (i.e., 100 and 180) ), which reheats and regenerates the thermal conveyor and primary (40) and secondary capacitors (50) collecting the product. The preheated feedstock enters the reactor immediately below the mixing zone (170) and is brought into contact with the stream flowing up the hot inert conveyor into a transport fluid, typically a recycle gas provided by a recycling gas line (210). Conductive thermal transfer through rapid mixing from the thermal conveyor to the feedstock takes place in the short residence time conversion section of the reactor. The feedstock may enter the reactor through at least one of several locations along the length of the reactor. The different entry points indicated in Figures 1 and 2 are non-limiting examples of such entry sites. By providing multiple points of entry along the length of the reactor, the residence time duration within the reactor can be varied. For example, for longer residence times, the feedstock enters the reactor at a lower location in the reactor, whereas for shorter residence times, the feedstock enters the reactor at a location higher than the reactor. In all these cases, the introduced feedstock is mixed with the upflowing thermal conveyor within a mixing zone (170) of the reactor. The vapors of the product produced during the pyrolysis are cooled and collected, using a suitable condenser medium (40, 50), so as to obtain a liquid product. It is understood that other rapid pyrolysis systems, comprising differences in reactor design using separators on the thermal transposer, different numbers or sizes of different capacitors, or different condensing means, may be used for the preparation of the improved product of the present invention . For example, which should not be considered as limiting, the reactors disclosed in US 4,427,539, 4,569,753, 4,818,373, 18 4,243,514 may be modified to operate under the conditions as described herein, for the production of a product improved chemically with increased API and reduced viscosity.

Após a pirólise da matéria-prima na presença do transportador térmico inerte, alguns contaminantes presentes dentro da matéria-prima são depositados sobre o transportador térmico inerte. Estes contaminantes incluem metais (especialmente niquel e vanádio), coque e, em certa medida, azoto e enxofre. Assim, o transportador térmico inerte requer regeneração (30), antes da re-introdução na corrente de reação. O transportador térmico pode ser regenerado através de combustão dentro de um leito fluidizado a uma temperatura de 600 a 900°C.After the pyrolysis of the feedstock in the presence of the inert thermal conveyor, some contaminants present within the feedstock are deposited on the inert thermal conveyor. These contaminants include metals (especially nickel and vanadium), coke and to some extent nitrogen and sulfur. Thus, the inert thermal conveyor requires regeneration (30) prior to re-introduction into the reaction stream. The thermal conveyor can be regenerated by combustion within a fluidized bed at a temperature of 600 to 900 ° C.

Adicionalmente, se necessário, os depósitos podem também ser removidos do transportador térmico através de um tratamento ácido, por exemplo, como divulgado em US 4.818.373 (que está incorporada em referências). 0 transportador térmico aquecid, regenerado é então reintroduzido no reator (20) e atua como transportador térmico para a pirólise rápida. O sistema de alimentação (10) fornece uma matéria-prima pré-aquecida para o reator (20) . Um exemplo de um sistema de alimentação, que não deve ser considerado limitante em qualquer forma, é mostrado na Figura 2, no entanto, outras formas de realização do sistema de alimentação estão dentro do âmbito da presente invenção, por exemplo, mas não limitado a uma unidade de pré-aquecedor de alimentação, como mostrado na Figura 5 (abaixo discutido) e pode ser usado opcionalmente em conjunto com um sistema de alimentação (10; Figura 5). O sistema de alimentação (geralmente mostrado como 10, Figuras 1 e 2) é concebido para proporcionar um fluxo regulado das matérias-primas 19 pré-aquecidas para a unidade de reator (20) . O sistema de alimentação mostrado na Figura 2 inclui um tanque de equilíbrio para pré-aquecimento da matéria-prima (110), aquecido usando aquecedores de banda externa (130) a 80°C e está associada com uma bomba de recirculação/transferência (120). A matéria-prima é aquecida constantemente e misturada neste tanque a 80°C. A matéria-prima quente é bombeada do tanque de equilíbrio para um tanque de alimentação primária (140), também aquecida usando aquecedores de banda externa (130), como requerido. No entanto, é entendido que variações no sistema de alimentação podem também ser empregues, de forma a fornecer uma matéria-prima aquecida ao reator. O tanque de alimentação principal (140) pode também ser equipado com uma bomba de recirculação/entrega (150). As linhas traçadas de transferência térmica (160) são mantidas a cerca de 150°C e a matéria-prima é pré-aquecida antes da entrada no reator através de um injetor (170) . A atomização no injetor (70) posicionado perto da zona de mistura (170) no interior do reator (20) pode ser conseguida através de quaisquer meios adequados. O arranjo do injetor deve prever um fluxo disperso homogéneo de material no reator. Por exemplo, o que não é considerado limitante em qualquer modo, a pressão mecânica utilizando atomização em fluxo de fase única, ou atomização de um fluxo de duas fases pode ser utilizada. Com um fluxo de duas fases do bocal de atomização, ar pré-aquecido, azoto ou subproduto de gás reciclados, podem ser utilizados como um transportador. A instrumentação é também dispersa por todo o sistema para um controlo preciso (por exemplo, transdutores de pressão, sensores de temperatura, controladores DC, válvulas de 3 vias medidoras de fluxo de gás, etc.) do sistema. A conversão da matéria-prima é iniciada na zona de mistura (170, por exemplo, Figura 1), sob temperaturas moderadas e 20 continua através da seção de conversão dentro da unidade de reator (20) e ligações (por exemplo, tubagens, condutas de trabalho) até o sistema de separação primária (por exemplo, 100), onde a maior parte do transportador térmico é removido da corrente do vapor do produto. O transportador térmico sólido e o subproduto coque sólido são removidos d a corrente de vapor de produto primário numa unidade de separação. De preferência, o fluxo de vapor de produto é separado do transportador térmico tão rapidamente quanto possível após a sua saída do reator (20) , de modo que o tempo de residência do fluxo de vapor de produto na presença do transportador térmico seja tão curto quanto possível. A unidade de separação primária pode ser qualquer dispositivo de separação de sólidos adequado, por exemplo, mas não limitado a um separador de ciclone, um separador U-Beam ou separador Rams Horn, como são conhecidos no estado da técnica. Um separador de ciclone está representado esquematicamente nas figuras 1, 3 e 4. O separador de sólidos, por exemplo, um ciclone primário (100), é de preferência equipado com um revestimento resistente à alta abrasão. Quaisquer sólidos que evitem a coleção no sistema de coleta primária são recolhidos a jusante e recuperados num sistema de recolha secundária (180) . A unidade de separação secundária pode ser a mesma que a unidade de separação primária, ou pode compreender um dispositivo de separação de sólidos em alternativa, por exemplo, mas não limitado a um separador de ciclone, um separador de volta 1/4, por exemplo um separador Rams Horn, ou um separador de impacto, tal como são conhecidos na área técnica. Um separador de ciclone secundário (180) está representado graficamente nas Figuras 1 e 4, no entanto, outros separadores podem ser utilizados como uma unidade de separador secundário. 21Additionally, if necessary, the tanks may also be removed from the heat carrier by an acid treatment, for example, as disclosed in US 4,818,373 (which is incorporated by reference). The heated, regenerated thermal conveyor is then reintroduced into the reactor (20) and acts as a thermal conveyor for rapid pyrolysis. The feed system 10 supplies a preheated feedstock to the reactor 20. An example of a feed system, which should not be considered limiting in any way, is shown in Figure 2, however, other embodiments of the feed system are within the scope of the present invention, for example, but not limited to a feed preheater unit as shown in Figure 5 (discussed below) and may optionally be used in conjunction with a feed system (10; Figure 5). The feed system (generally shown as 10, Figures 1 and 2) is designed to provide a regulated flow of the preheated raw materials 19 to the reactor unit (20). The feed system shown in Figure 2 includes an equilibrium tank for preheating the feedstock 110, heated using outer belt heaters 130 at 80 ° C and is associated with a recirculation / transfer pump 120 ). The raw material is constantly heated and mixed in this tank at 80 ° C. The hot raw material is pumped from the balance tank into a primary feed tank 140, also heated using outer belt heaters 130, as required. However, it is understood that variations in the feed system may also be employed in order to provide a heated raw material to the reactor. The main feed tank 140 may also be provided with a recirculation / delivery pump 150. The heat transfer lines 160 are maintained at about 150Â ° C and the feedstock is preheated prior to entry into the reactor through an injector 170. The atomization in the injector 70 positioned near the mixing zone 170 within the reactor 20 can be achieved by any suitable means. The injector arrangement should provide for a homogeneous dispersed material flow in the reactor. For example, which is not considered limiting in any mode, the mechanical pressure using single phase flow atomization, or atomization of a two phase flow can be used. With a two-phase flow of the atomization nozzle, preheated air, recycled nitrogen or by-product gas, can be used as a conveyor. Instrumentation is also dispersed throughout the system for precise control (eg pressure transducers, temperature sensors, DC controllers, 3-way gas flow measuring valves, etc.) of the system. The conversion of the feedstock is initiated in the mixing zone (170, for example, Figure 1), under moderate temperatures and continues through the conversion section within the reactor unit (20) and connections (e.g., pipes, conduits to the primary separation system (e.g., 100), where most of the thermal conveyor is removed from the steam stream of the product. The solid heat carrier and the solid coke by-product are removed from the primary product vapor stream in a separation unit. Preferably, the product vapor stream is separated from the thermal conveyor as quickly as possible after its exit from the reactor (20), so that the residence time of the product vapor flow in the presence of the thermal conveyor is as short as possible. The primary separation unit may be any suitable solids separation device, for example, but not limited to a cyclone separator, a U-Beam separator or Rams Horn separator, as are known in the prior art. A cyclone separator is shown schematically in Figures 1, 3 and 4. The solids separator, for example, a primary cyclone (100), is preferably equipped with a high abrasion resistant coating. Any solids that avoid the collection in the primary collection system are collected downstream and recovered in a secondary collection system (180). The secondary separation unit may be the same as the primary separation unit, or may comprise an alternative solids separation device, for example, but not limited to a cyclone separator, a 1/4 turn separator, for example a Rams Horn separator, or an impact separator, as are known in the art. A secondary cyclone separator 180 is shown graphically in Figures 1 and 4, however, further separators may be used as a secondary separator unit. 21

Os produtos sólidos que foram removidos nos sistemas de recolha primária e secundária são transferidos para um vaso para a regeneração do transportador térmico, por exemplo, mas não limitado a, um sistema de reaquecimento de contacto direto (30). Num sistema de reaquecimento de contacto direto (30), o coque e gases de produtos secundários são oxidados para proporcionar processos de energia térmica, que é transportado diretamente para o transportador térmico sólido, bem como a regeneração do transportador térmico. A temperatura do reaquecimento de contato direto é mantida independentemente da matéria-prima do sistema de conversão da matéria-prima (reator) . No entanto, como acima indicado, outros métodos para a regeneração do transportador térmico podem ser empregues, por exemplo, mas não limitado a, o tratamento com ácido. A corrente de produto quente da unidade de separação secundária é extinta numa coluna de recolha primária (ou condensador primário, 40; Figura 1). A corrente de vapor é rapidamente arrefecida a partir da temperatura de conversão a uma temperatura inferior a 400°C. De preferência, a corrente de vapor é arrefecida a cerca de 300°C. O produto é retirado da coluna principal e bombeado (220) em tanques de armazenamento de produtos. Um condensador secundário (50) pode ser usado para recolher qualquer material que escapa do condensador primário (40) . O produto obtido a partir do condensador secundário (50) também está a ser bombeado (230) para os tanques de armazenagem do produto. O gás não condensável restante é comprimido num ventilador (190) e uma parte é devolvida ao sistema de regeneração do transportador térmico (30) através da linha (200) e o gás remanescente é retornado para o reator (20) pela linha (210) e atua como um transportador térmico e transporte, médio. 22 É preferido que o reator utilizado com o processo da presente invenção seja capaz de produzir rendimentos elevados de produto liquido, por exemplo, pelo menos, maior do que 60% em volume, de preferência o rendimento é superior a 70% em volume, e mais preferencialmente, o rendimento é superior a 80%, com uma produção minima de subproduto, tal como coque e gás. Sem pretender limitar o âmbito da invenção de qualquer forma, por exemplo, para as condições adequadas para um tratamento de pirólise da matéria-prima e a produção de um produto liquido está descrito em US 5.792.340. Este processo utiliza areia (areia de silica) como o transportador térmico, e uma temperatura de reator que varia de 480° a 620°C, proporções de carga de transportador térmico para a matéria-prima de 10:1 a 200:1 e tempos de residência de 0,35-0,7s. De preferência, a temperatura do reator varia de 500° a 550°C. A razão de carga preferida é de 15:1 a 50:1, com uma proporção mais preferencial de 20:1 1 a 30:1. Além disso, deve ser entendido que os tempos de residência mais longos no interior do reator, por exemplo, até 5 segundos, podem ser obtidos, se desejado, através da introdução da matéria-prima no interior do reator a uma posição em direcção à base do reator, aumentando o comprimento do próprio reator, através da redução da velocidade do transportador térmico através do reator (desde que haja uma velocidade suficiente para o vapor de produto e transportador térmico, para sair do reator) ou uma combinação destes. O tempo de residência preferido é de 0,5 a 2 s.Solid products that have been removed in the primary and secondary collection systems are transferred to a vessel for the regeneration of the thermal conveyor, for example, but not limited to, a direct contact reheating system (30). In a direct contact reheating system (30), the coke and by-products gases are oxidized to provide thermal energy processes, which is transported directly to the solid thermal conveyor, as well as regeneration of the thermal conveyor. The direct contact reheat temperature is maintained independently of the feedstock of the raw material conversion system (reactor). However, as indicated above, other methods for the regeneration of the heat carrier may be employed, for example, but not limited to, acid treatment. The hot product stream from the secondary separation unit is extinguished in a primary collection column (or primary condenser, 40; Figure 1). The vapor stream is rapidly cooled from the conversion temperature to below 400 ° C. Preferably, the vapor stream is cooled to about 300 ° C. The product is withdrawn from the main column and pumped (220) into product storage tanks. A secondary condenser (50) may be used to collect any material escaping from the primary condenser (40). The product obtained from the secondary condenser (50) is also being pumped (230) into the product storage tanks. The remaining noncondensible gas is compressed in a blower 190 and a part is returned to the regeneration system of the thermal conveyor 30 through the line 200 and the remaining gas is returned to the reactor 20 via the line 210, and acts as a thermal and medium conveyor. It is preferred that the reactor used with the process of the present invention be capable of producing high yields of liquid product, for example at least greater than 60% by volume, preferably the yield is greater than 70% by volume, and more preferably, the yield is greater than 80%, with a minimum production of by-product, such as coke and gas. Without wishing to limit the scope of the invention in any way, for example, to conditions suitable for a pyrolysis treatment of the feedstock and the production of a liquid product is disclosed in US 5,792,340. This process uses sand (silica sand) as the thermal conveyor, and a reactor temperature ranging from 480 ° to 620 ° C, thermal conveyor load ratios for the feedstock from 10: 1 to 200: 1 and times of residence of 0.35-0.7s. Preferably, the reactor temperature ranges from 500 ° to 550 ° C. The preferred loading ratio is from 15: 1 to 50: 1, with a more preferred ratio of 20: 1 to 30: 1. Furthermore, it should be understood that the longer residence times within the reactor, for example up to 5 seconds, can be obtained, if desired, by introducing the feedstock into the reactor into a position towards the base of the reactor by increasing the length of the reactor itself by reducing the speed of the thermal conveyor through the reactor (provided there is sufficient velocity for the product vapor and thermal conveyor to exit the reactor) or a combination thereof. The preferred residence time is 0.5 to 2 s.

Sem se pretender limitar pela teoria, pensa-se que o melhoramento quimico da matéria-prima que tem lugar dentro do sistema do reator, tal como descrito acima, é, em parte, devido às elevadas taxas de carga de matérias-primas para o transportador térmico, que são utilizados no método da presente invenção. As taxas de carga do estado da técnica, 23 tipicamente variam de 5:1 até 12,5:1. No entanto, as taxas de carga, tal como aqui descritas, a partir de 15:1 a 200:1, resultam numa transferência muito rápida, ablativa e consistente de calor do transportador térmico para a matéria-prima. O elevado volume e densidade do transportador térmico no interior da mistura e zonas de conversão, garante que uma rápida e uniforme temperatura de processamento seja conseguida e mantida. Deste modo, as temperaturas necessárias para o processo de craqueamento aqui descritos são facilmente controladas. Tal também permite a utilização de temperaturas relativamente baixas para minimizar o sobre craqueamento, assegurando ao mesmo tempo que um craqueamento suave da carga de alimentação. Além disso, com um aumento da densidade do transportador térmico no interior do reator, os contaminantes e componentes indesejáveis presentes nas matérias-primas e subprodutos da reação, incluindo metais (por exemplo, niquel e vanádio), coque e em certo ponto azoto e enxofre, são facilmente absorvidos, devido à grande área de superfície do transportador térmico presente. Tal assegura uma eficiente e otimizada remoção de contaminantes a partir da matéria-prima, durante o processamento de pirólise da matéria-prima. Como uma maior área de superfície do transportador térmico é utilizada, o próprio transportador térmico não é indevidamente contaminado e qualquer metal ou coque adsorvido, é prontamente retirado durante a regeneração do transportador térmico. Com este sistema os tempos de residência podem ser cuidadosamente regulados de modo a otimizar o tratamento da matéria-prima e os rendimentos dos produtos líquidos. O produto líquido que é formado a partir do processamento do óleo pesado, como aqui descrito, tem uma conversão significativa da fração residual quando comparado com a matéria-prima de óleo pesado. Assim, o produto líquido da presente invenção, obtido a partir do processamento de matéria-prima de óleo pesado é caracterizado, por exemplo, mas não é para ser considerado como limitativo, um aumento na densidade API de pelo menos 13° e mais preferencialmente, de pelo menos 17°. No entanto, como acima indicado, densidades API maiores podem ser alcançadas através de uma redução no volume. Por exemplo, um produto liquido obtido a partir do processamento de óleo pesado usando o método da presente invenção é caracterizado como tendo de 10 a 15% por volume de fundo, de 10 a 15% por volume final leve, com o restante na forma de destilados médios. A viscosidade do produto liquido produzido a partir de óleo pesado é substancialmente reduzida em relação aos niveis de matérias-primas iniciais, a partir de 250cSt a 80°C, para os niveis de produto de 4,5 a lOcSt a 80°C, ou a partir de 6343cSt a 40°C, na matéria-prima, de 15 a 35 cSt a 40°C no produto liquido. Seguindo um processo de fase única, são obtidos rendimentos líquidos superiores a 80% em volume e densidades API de cerca de 17, com reduções de viscosidade de pelo menos 25 vezes relativamente à matéria-prima (a 40°C). Estes niveis de viscosidade são adequados para o transporte do produto líquido por condutas. Os resultados da destilação simulada (SimDist, por exemplo ASTM D 5307-97, HT 750, (Ncut)) revela ainda propriedades substancialmente diferentes entre a matéria-prima e o produto líquido, tal como aqui produzido. Para a matéria-prima de óleo pesado, aprox. 1% (% em peso) de matéria-prima é destilada abaixo de 232°C (fração de querosene), aprox. 8,7% a partir de 232° a 327°C (fração Diesel) e 51,5% evoluiu em temperaturas superiores a 538°C (fração residual vácuo, ver Exemplo 1 para a análise completa). A análise SimDist do produto líquido produzido como acima descrito pode ser caracterizada como possuindo, mas não está limitado a ter, as seguintes propriedades: aprox. 4% 25 (% em peso) evoluindo abaixo de 232°C (fração de querosene), aprox. 14,2% a partir de 232° a 327°C (fracção Diesel) e 37,9% na fração residual em vácuo (acima de 538°C). É para ser entendido que podem ocorrer modificações destes valores dependendo da composição da matéria-prima utilizada. Estes resultados demonstram que não há uma alteração significativa em muitos dos componentes dentro do produto liquido, quando comparado com a matéria-prima de óleo pesado, com uma tendência geral para diminuir o peso molecular dos componentes que evoluem mais cedo durante a análise SimDist, após processamento térmico rápido.Without wishing to be bound by theory, it is believed that the chemical improvement of the feedstock which takes place within the reactor system, as described above, is in part due to the high loading rates of raw materials for the conveyor which are used in the method of the present invention. The prior art loading rates 23 typically range from 5: 1 to 12.5: 1. However, the loading rates as described herein, from 15: 1 to 200: 1, result in a very rapid, ablative and consistent heat transfer from the thermal conveyor to the feedstock. The high volume and density of the thermal conveyor within the mixing and conversion zones ensures that a fast and uniform processing temperature is achieved and maintained. Thus, the temperatures required for the cracking process described herein are easily controlled. This also allows the use of relatively low temperatures to minimize over-cracking, while ensuring a smooth cracking of the feed load. In addition, with increasing density of the thermal conveyor inside the reactor, the undesirable contaminants and components present in the raw materials and by-products of the reaction, including metals (eg nickel and vanadium), coke and at some point nitrogen and sulfur , are easily absorbed due to the large surface area of the thermal conveyor present. This ensures an efficient and optimized removal of contaminants from the raw material during pyrolysis processing of the raw material. As a larger surface area of the thermal conveyor is used, the thermal conveyor itself is not unduly contaminated and any metal or coke adsorbed is readily withdrawn during regeneration of the thermal conveyor. With this system the residence times can be carefully regulated in order to optimize the treatment of the raw material and the yields of the liquid products. The liquid product which is formed from the heavy oil processing as described herein has a significant conversion of the residual fraction as compared to the heavy oil feedstock. Thus, the liquid product of the present invention obtained from the processing of heavy oil feedstock is characterized, for example, but is not to be considered as limiting, an increase in API density of at least 13Â ° and more preferably, of at least 17 °. However, as indicated above, higher API densities can be achieved by a reduction in volume. For example, a liquid product obtained from heavy oil processing using the method of the present invention is characterized as having 10 to 15% by volume background, 10 to 15% by final light volume, with the remainder in the form of distillates. The viscosity of the liquid product produced from heavy oil is substantially reduced from the initial starting material levels, from 250 cSt to 80 ° C, for the product levels of 4.5 to 10 ° C at 80 ° C, or from 6343cSt at 40 ° C, in the raw material, from 15 to 35 cSt at 40 ° C in the liquid product. Following a single-phase process, liquid yields of greater than 80% by volume and API densities of about 17 are obtained with viscosity reductions of at least 25-fold relative to the raw material (at 40 ° C). These viscosity levels are suitable for transporting the liquid product through conduits. The results of the simulated distillation (SimDist, for example ASTM D 5307-97, HT 750, (Ncut)) further shows substantially different properties between the feedstock and the liquid product as produced herein. For the heavy oil feedstock, approx. 1% (wt.%) Of the feedstock is distilled below 232 ° C (kerosene fraction), approx. 8.7% from 232Â ° to 327Â ° C (Diesel fraction) and 51.5% evolved at temperatures above 538Â ° C (residual fraction vacuum, see Example 1 for complete analysis). The SimDist analysis of the liquid product produced as described above may be characterized as having, but not limited to having, the following properties: approx. 4% 25 (% by weight) evolving below 232 ° C (kerosene fraction), approx. 14.2% from 232Â ° to 327Â ° C (Diesel fraction) and 37.9% in the residual fraction in vacuo (above 538Â ° C). It is to be understood that modifications of these values may occur depending on the composition of the raw material used. These results demonstrate that there is no significant change in many of the components within the liquid product as compared to the heavy oil feedstock, with a general tendency to decrease the molecular weight of the components that evolve earlier during the SimDist analysis after processing.

Portanto, o produto liquido obtido a partir de processamento de óleo pesado com uma única fase, pode ser caracterizado por ter pelo menos uma das seguintes propriedades: • tendo menos de 50% dos seus componentes a temperaturas crescentes acima de 538°C (fração residual de vácuo); • compreendendo de 60% a 95% do produto em evolução abaixo de 538°C. Preferivelmente, de 60% a 80% durante Destilação Simulada abaixo de 538°C (ou seja, antes de fração residual de vácuo); • ter de 1,0% a 6% do produto liquido que evolui abaixo 193°C. Preferivelmente de 1,2% a 5% abaixo 193°C (isto é, antes da fração de nafta/querosene); • tendo desde 2% a 6% do produto liquido entre 193-232°C. Preferivelmente de 2,0% a 5% entre 193-232°C (fração diesel); • possuindo de 12% a 25% do produto liquido entre 232-327°C. De preferência, de 13 a 18% entre 232-327°C (fração diesel); 26 • ter de 5% a 10% do produto líquido entre 327-360°C. De preferência, de 6,0 para 8,0% entre 327-360°C (fração leve VGO); • possuindo de 40% a 60 % do produto líquido entre 360-538°C. De preferência , de 30 a 50% entre 360-538°C (fração pesada VGO). O produto líquido produzido como aqui descrito também apresenta um elevado grau de estabilidade. A análise do produto líquido ao longo de um período de 30 dias indica uma alteração negligenciável no perfil SimDist, viscosidade e densidade API para produtos líquidos produzidos a partir do óleo pesado ou matérias-primas de óleo pesado (ver Exemplo 1 e 2).Therefore, the liquid product obtained from the processing of heavy oil with a single phase can be characterized as having at least one of the following properties: having less than 50% of its components at increasing temperatures above 538 ° C (residual fraction of vacuum); • comprising from 60% to 95% of the evolving product below 538 ° C. Preferably, from 60% to 80% during Simulated Distillation below 538 ° C (i.e., before residual vacuum fraction); • have from 1.0% to 6% of the liquid product evolving below 193 ° C. Preferably from 1.2% to 5% below 193 ° C (i.e., before the naphtha / kerosene fraction); • having from 2% to 6% of the liquid product between 193-232 ° C. Preferably 2.0% to 5% between 193-232 ° C (diesel fraction); • having from 12% to 25% of the liquid product between 232-327 ° C. Preferably, from 13 to 18% between 232-327 ° C (diesel fraction); • have from 5% to 10% of the liquid product between 327-360 ° C. Preferably, from 6.0 to 8.0% at 327-360øC (VGO light fraction); • having from 40% to 60% of the liquid product between 360-538 ° C. Preferably, from 30 to 50% between 360-538 ° C (VGO heavy fraction). The liquid product produced as described herein also exhibits a high degree of stability. Analysis of the liquid product over a period of 30 days indicates a negligible change in the SimDist profile, viscosity and API density for liquid products produced from heavy oil or heavy oil feedstocks (see Example 1 and 2).

Por o craqueamento não ser tão severo e por os tempos de residências serem curtos, reações indesejáveis podem gerar quantidades excessivas de compostos aromáticos e olefinas indesejáveis. Além disso, verificou-se que contaminantes, tais como metais e água são reduzidos significativamente. Não há concentração de contaminantes no produto liquido.Because cracking is not so severe and because residence times are short, undesirable reactions can generate excessive amounts of undesirable aromatic and olefin compounds. In addition, contaminants such as metals and water have been found to be significantly reduced. There is no concentration of contaminants in the liquid product.

Adicionalmente, tal como aqui divulgado, o tratamento ulterior do produto líquido obtido a partir do processo de matéria-prima de óleo pesado pode ter lugar após o método da presente invenção. Tal processamento adicional pode utilizar condições que são muito semelhantes ao tratamento inicial de pirólise rápida da matéria-prima, ou as condições podem ser modificados para aumentar a remoção de produtos mais leves (um processo de fase única com um craqueamento médio) seguido de craqueamento mais severo da fração reciclada (isto é, um processo de dois estágios). 27Additionally, as disclosed herein, further treatment of the liquid product obtained from the heavy oil feedstock process may take place following the method of the present invention. Such further processing may utilize conditions that are very similar to the initial rapid pyrolysis treatment of the feedstock, or the conditions can be modified to increase the removal of lighter products (a single phase process with a medium cracking) followed by further cracking of the recycled fraction (i.e., a two-stage process). 27

No primeiro caso, o de processamento adicional em condições semelhantes, o produto liquido a partir de um primeiro tratamento pirolitico é reciclado de volta para o reator de pirólise, de modo a melhorar ainda mais as propriedades do produto final para produzir um produto mais leve. Nesta disposição, o produto liquido a partir do primeiro ciclo de pirólise é utilizado como matéria-prima para um segundo ciclo de pirólise, após a fração mais leve do produto ter sido removido da corrente de produto. Além disso, um composto de reciclagem também pode ser realizado onde a fração pesada da corrente de produto do primeiro processo é realimentada (reciclada) para dentro do reator, juntamente com a adição de matéria-prima fresca (por exemplo, Figura 3, descreve abaixo em maior detalhe). 0 segundo método de melhoramento de matéria-prima para obtenção de produtos liquidos com propriedades desejadas envolve um processo de pirólise de dois estágios (ver figuras 2 e 3) . Estes processos de duas fases compreendem uma primeira fase em que a matéria-prima é exposta a condições de craqueamento moderadas dos componentes de hidrocarbonetos, a fim de evitar o super-craqueamento e produção de gás e coque em excesso. Um exemplo dessas condições incluem, mas não se limitando a, injeção da matéria-prima a cerca de 150°C numa corrente de gás quente compreendendo o transportador térmico na entrada do reator. A matéria-prima é processada com um tempo de residência inferior a cerca de um segundo no reator, a menos de 500°C, por exemplo 300°C. O produto, compreendendo materiais mais leves (baixo ponto de ebulição) é separado (100 e 180, Figura 3) , e removido após a primeira fase do sistema de condensação (40). Os materiais mais pesados (240), separados para fora na parte inferior do condensador (40) são recolhidos, submetidos a um craqueamento mais severo no interior do reator (20), de modo a processar um produto 28 líquido de viscosidade reduzida e elevado rendimento. As condições utilizadas na segunda fase incluem, mas não estão limitados a, uma temperatura de processamento de 530° a 590°C. O produto da segunda etapa é processado e recolhido tal como foi apresentado na Figura 1, utilizando um ciclone primário e secundário (100, 180, respectivamente) e condensadores primários e secundários (40 e 50, respectivamente).In the first case, the additional processing under similar conditions, the liquid product from a first pyrolytic treatment is recycled back to the pyrolysis reactor in order to further improve the properties of the final product to produce a lighter product. In this arrangement, the liquid product from the first pyrolysis cycle is used as the feedstock for a second pyrolysis cycle, after the lighter fraction of the product has been removed from the product stream. In addition, a recycle compound may also be made where the heavy fraction of the product stream from the first process is fed back into the reactor along with the addition of fresh raw material (for example, Figure 3, below) in more detail). The second method of improving the raw material to obtain liquid products with desired properties involves a two stage pyrolysis process (see Figures 2 and 3). These two-stage processes comprise a first stage in which the feedstock is exposed to moderate cracking conditions of the hydrocarbon components in order to avoid over-cracking and production of excess gas and coke. An example of such conditions include, but is not limited to, injection of the feedstock at about 150 ° C into a hot gas stream comprising the thermal conveyor at the inlet of the reactor. The feedstock is processed with a residence time of less than about one second in the reactor, at less than 500 ° C, for example 300 ° C. The product, comprising lighter materials (low boiling point) is separated (100 and 180, Figure 3), and removed after the first phase of the condensation system (40). The heavier materials 240, spaced outwardly at the bottom of the condenser 40 are collected, subjected to a more severe cracking within the reactor 20, so as to process a liquid product of reduced viscosity and high yield . Conditions used in the second step include, but are not limited to, a processing temperature of 530 ° to 590 ° C. The product of the second step is processed and collected as shown in Figure 1, using a primary and secondary cyclone (100, 180, respectively) and primary and secondary capacitors (40 and 50, respectively).

Depois do processo de duas etapas, um exemplo do produto, o que não deve ser considerado limitante, da primeira etapa (caldeiras leves) é caracterizado com um rendimento de cerca de 30% em volume, uma API de cerca de 19 e uma redução da viscosidade relativamente à matéria-prima inicial. O produto da fração pesada da caldeira, produzido após o processamento da fração de reciclagem, na segunda fase, é tipicamente caracterizado por um rendimento superior a 75 % em volume e uma densidade API de cerca de 12 e uma viscosidade reduzida sobre a fração de matérias-primas recicladas. A análise SimDist para o produto líquido produzido a partir de matéria-prima de óleo pesado é caracterizada com aprox. 7,4% (% em peso) de matéria-prima, que foi destilado abaixo de 232°C (fração de querosene de 1,1% em volume, para a matéria-prima), aprox. 18,9% a partir de 232° a 327°C (fração diesel 8,7% em volume, para a matéria-prima) e 21,7% evoluíram acima de 538°C (fração residual em vácui 51,5% em volume, para a matéria-prima; ver Exemplo 1 para uma análise completa).After the two step process, an example of the product, which should not be considered limiting, of the first step (light boilers) is characterized in a yield of about 30% by volume, an API of about 19 and a reduction of relative to the starting material. The boiler heavy fraction product produced after the processing of the recycle fraction in the second stage is typically characterized by a yield of greater than 75% by volume and an API density of about 12 and a reduced viscosity over the fraction of materials recycled raw materials. The SimDist analysis for the liquid product produced from heavy oil feedstock is characterized by approx. 7.4% (wt.%) Of the feedstock, which was distilled below 232 ° C (kerosene fraction of 1.1% by volume, for the feedstock), approx. 18.9% from 232 ° to 327 ° C (diesel fraction 8.7% by volume, for the raw material) and 21.7% evolved above 538 ° C (residual fraction in vacuum 51.5% in volume, for the raw material, see Example 1 for complete analysis).

As condições alternativas de um processo de dois estágios podem incluir uma primeira fase de funcionamento, onde a matéria-prima é pré-aquecida a 150°C e injetada no reator e processada a 530°C a 620°C, e com um tempo de residência de menos de um segundo no interior do reator (ver Figura 2). O produto é recolhido utilizando ciclones primários e 29 secundários (100 e 180, respectivamente, Figuras 2 e 4) e o produto restante é transferido para um condensador quente (250). 0 sistema de condensação (Figura 4) é concebido para recuperar seletivamente os componentes de asfaltenos pesados usando um condensador quente (250) colocado antes do condensador primário (40) . Os asfaltenos pesados são recolhidos e devolvidos ao reator (20) para posterior processamento (ou seja, a segunda fase). A segunda fase utiliza condições do reator que operam a temperaturas mais elevadas ou tempos de residência mais longos, ou a temperaturas mais elevadas e tempos de residência mais longos (por exemplo, injeção a um ponto mais baixo no reator), do que a utilizada na primeira etapa para otimizar o produto liquido. Além disso, uma porção da corrente de produto pode ser reciclada para extinção, seguindo este método.Alternative conditions of a two stage process may include a first stage of operation where the feedstock is preheated to 150øC and injected into the reactor and processed at 530øC to 620øC, and with a time of residence time of less than one second inside the reactor (see Figure 2). The product is collected using primary and secondary cyclones (100 and 180, respectively, Figures 2 and 4) and the remainder is transferred to a hot condenser (250). The condensation system (Figure 4) is designed to selectively recover heavy asphaltenes components using a hot condenser (250) placed prior to the primary condenser (40). The heavy asphaltenes are collected and returned to the reactor (20) for further processing (i.e., the second stage). The second phase uses reactor conditions that operate at higher temperatures or longer residence times, or at higher temperatures and longer residence times (eg, injection at a lower point in the reactor), than that used in first step to optimize the liquid product. In addition, a portion of the product stream may be recycled to extinction following this method.

Contudo uma outra modificação dos compostos e sistemas de processamento de duas fases, designado por processamento de "multi-etapa", compreende a introdução da matéria-prima primária (alimentação não tratada) para o condensador principal (ver figura 5) através da linha 280 e usando a matéria-prima principal para arrefecer rapidamente os vapores do produto dentro do condensador primário. O produto obtido a partir do condensador do produto primário é então reciclado para o reator através da linha 270 para ser combinado com o do processamento de "primeira fase" e "segunda fase" (isto é, processamento reciclado). A matéria-prima reciclada é exposta a condições que efetuam o craqueamento médio dos componentes de hidrocarbonetos de modo a evitar o super-craqueamento e produção de coque e de gás em excesso. Um exemplo dessas condições incluem, mas não é limitativo a, injeção da matéria-prima a cerca de 150°C numa corrente de gás quente que compreende o transportador térmico na entrada do reator. A matéria-prima 30 é processada com um tempo de residência de menos de cerca de dois segundos no interior do reator a uma temperatura entre 500°C a 600°C. De preferência, o tempo de residência é de 0,8 a 1,3 s. E a temperatura do reator é de 52 0° a 580°C. O produto, compreendendo materiais mais leves (baixo ponto de ebulição) é separado (100 e 180, Figura 5) e removido no sistema de condensação (40). Os materiais mais pesados (240) são separados para fora na parte inferior do condensador (40), são recolhidos e reintroduzidos no reator (20) através da linha 270. Os gases do produto gue saem do condensador primário (40) entram no condensador secundário (50), onde um produto liquido de viscosidade reduzida e rendimento elevado (300) é recolhido (ver Exemplo % para análise de execução usando este método). Com um processamento de múltiplas etapas, a matéria-prima é reciclada através do reator de modo a produzir um produto que possa ser recolhido a partir do segundo condensador, melhorando e otimizar as propriedades do produto liquido.However, another modification of the compounds and two-stage processing systems, referred to as " multi-stage " processing, comprises introducing the primary feedstock (untreated feedstock) into the main condenser (see Figure 5) through line 280 and using the main feedstock to quickly cool product vapors into the primary condenser. The product obtained from the condenser of the primary product is then recycled to the reactor via line 270 to be combined with that of the " first phase " and " second phase " (i.e., recycled processing). The recycled feedstock is exposed to conditions that crack the hydrocarbon components on average so as to avoid over-cracking and production of coke and excess gas. An example of such conditions include, but is not limited to, injection of the feedstock at about 150 ° C into a stream of hot gas comprising the thermal conveyor at the inlet of the reactor. The stock 30 is processed with a residence time of less than about two seconds inside the reactor at a temperature between 500 ° C to 600 ° C. Preferably, the residence time is from 0.8 to 1.3 s. And the reactor temperature is 52 ° to 580 ° C. The product, comprising lighter materials (low boiling point) is separated (100 and 180, Figure 5) and removed in the condensation system (40). The heavier materials 240 are separated outwardly at the bottom of the condenser 40, collected and reintroduced into the reactor 20 via line 270. The gases from the product leaving the primary condenser 40 enter the secondary condenser (50), where a liquid product of reduced viscosity and high yield (300) is collected (see Example% for run analysis using this method). With multi-stage processing, the feedstock is recycled through the reactor so as to produce a product that can be collected from the second condenser, improving and optimizing the properties of the liquid product.

Os sistemas de alimentação alternativos também podem ser utilizados como necessário para um, dois, ou processamento em multi-etapas. Por exemplo, no sistema descrito na Figura 5, a matéria-prima (matéria-prima de alimentação primária ou em bruto) é obtida a partir do sistema de alimentação (10) e é transportada no interior da linha (280, que pode ser aquecida, tal como descrito anteriormente) para um condensador primário (40) . O produto principal obtido a partir do condensador primário também pode ser reciclado de volta para o reator (20) dentro de uma linha de reciclagem de produto primário (270) . A linha de reciclagem de produto primário pode ser aquecida, se necessário, e pode também compreender uma unidade de pré-aquecedor (290), como mostrado na Figura 5, para re-aquecer a matéria-prima reciclada para a temperatura desejada, para a introdução no interior do reator (20). 31Alternative feed systems can also be used as needed for one, two, or multi-step processing. For example, in the system described in Figure 5, the feedstock (raw or raw feedstock) is obtained from the feed system (10) and is transported within the line 280 which can be heated , as described above) to a primary condenser (40). The primary product obtained from the primary condenser can also be recycled back into the reactor 20 within a primary product recycling line 270. The primary product recycling line may be heated if necessary and may also comprise a preheater unit 290, as shown in Figure 5, to reheat the recycled feedstock to the desired temperature, inside the reactor (20). 31

Seguidamente ao processo de reciclagem, como acima descrito e representado graficamente na Figura 5, o produto com rendimento superior a 60, e de preferência acima de 75% (% em peso), e com as características seguintes, que não devem ser consideradas como limitativas de alguma forma, podem ser produzidos a partir de qualquer matéria-prima de óleo pesado: API de 14-19; viscosidade de 20 a 100 (cSt a 40°C); e um baixo teor de metais (ver Exemplo 5). A partir da análise SimDist, o produto líquido obtido a partir de processamento de múltiplas etapas de óleo pesado pode ser caracterizado como tendo pelo menos uma das seguintes propriedades: • tendo menos de 50% dos seus componentes a temperaturas crescentes acima de 538°C (fração residual em vácuo); • compreendendo de 60% a 95% do produto abaixo de 538°C. Preferivelmente, de 70% a 90% e mais preferencialmente de 75 a 87% do produto evolui durante a destilação simulada abaixo de 538°C (ou seja, antes fração residual em vácuo); • ter de 1,0% a 6% do produto líquido abaixo 193°C. Preferivelmente de 1,2% a 5%, e mais preferencialmente de 1,3% a 4,8# evolui abaixo de 193° (isto é, antes da fração de nafta/querosene); • tendo desde 2% a 6 % do produto líquido entre 193-232°C. Preferivelmente de 2,8% a 5% entre 193-232°C (fração diesel); • possuindo de 15% a 25 % do produto líquido evolui entre 232-327°C. De preferência, de 18,9 a 23,1% evolui nentre 232-327°C (fração diesel); • ter de 8% a 15% do produto líquido evolui entre 327-360°C. De preferência, de 8,8 para 10,8% entre 327-360°C (fração leve VGO); 32 • possuindo de 40% a 60 % do produto líquido evolui entre 360-538°C. De preferência , de 42 a 55% evolui entre 360-538°C (fração pesada VGO);Subsequently to the recycling process, as described above and shown graphically in Figure 5, the product having a yield greater than 60, and preferably above 75% (wt%), and having the following characteristics, which are not to be considered as limiting in some way, can be produced from any heavy oil feedstock: API 14-19; viscosity of 20 to 100 (cSt at 40 ° C); and a low metal content (see Example 5). From the SimDist analysis the liquid product obtained from multi-stage heavy oil processing can be characterized as having at least one of the following properties: having less than 50% of its components at increasing temperatures above 538 ° C ( residual fraction in vacuum); Comprising from 60% to 95% of the product below 538 ° C. Preferably, from 70% to 90% and more preferably from 75 to 87% of the product evolves during the simulated distillation below 538 ° C (i.e., residual fraction in vacuo); • have 1.0% to 6% of the liquid product below 193 ° C. Preferably from 1.2% to 5%, and more preferably from 1.3% to 4.8%, it is below 193 ° (i.e., before the naphtha / kerosene fraction); Having from 2% to 6% of the liquid product between 193-232 ° C. Preferably from 2.8% to 5% between 193-232 ° C (diesel fraction); • having 15% to 25% of the liquid product evolves between 232-327 ° C. Preferably, from 18.9 to 23.1% evolves between 232-327 ° C (diesel fraction); • 8% to 15% of the liquid product evolves between 327-360 ° C. Preferably, from 8.8 to 10.8% at 327-360øC (VGO light fraction); • having from 40% to 60% of the liquid product evolves between 360-538 ° C. Preferably, from 42 to 55% evolves between 360-538 ° C (VGO heavy fraction);

Coletivamente estes resultados mostram que uma proporção substancial dos componentes com baixa volatilidade em qualquer uma das matérias-primas foram convertidos em componentes de maior volatilidade (nafta leve, querosene e diesel) no produto líquido. Estes resultados demonstram que o produto líquido é substancialmente melhorado e exibe propriedades adequadas para o transporte. A presente invenção será adicionalmente ilustrada nos exemplos seguintes. No entanto, é para ser entendido que estes exemplos são apenas para fins ilustrativos e não devem ser utilizados para limitar o âmbito da presente invenção, em de qualquer maneira.Collectively these results show that a substantial proportion of the low volatility components in any of the feedstocks were converted into higher volatility components (light naphtha, kerosene and diesel) in the liquid product. These results demonstrate that the liquid product is substantially improved and exhibits properties suitable for transport. The present invention will be further illustrated in the following examples. However, it is to be understood that these examples are for illustrative purposes only and should not be used to limit the scope of the present invention in any way.

Os exemplos referentes a betume não estão de acordo com a invenção.Examples of bitumen are not in accordance with the invention.

Exemplo 1: Óleo Pesado (fase única) O processamento pirolítico de óleo pesado Saskatchewan e de betume Athabasca (ver Tabela 1), foram realizados a mais de uma gama de temperaturas, utilizando um reator de pirólise, tal como descrito em US 5.792.340. 33The pyrolytic processing of Saskatchewan heavy oil and Athabasca bitumen (see Table 1) were performed at more than one temperature range using a pyrolysis reactor as described in US 5,772,340 . 33

Tabela 1: Caracteristicas de matérias-primas de betume e óleo pesadoTable 1: Characteristics of raw materials of bitumen and heavy oil

Composto Óleo Pesado11 Betume*1 Carbono (% peso) 84,27 83,31 Hidrogénio (% peso) 10,51 10,31 Azoto (% em peso) &lt;0,5 &lt;0,5 Enxofre (st%) 3, 6 4,8 Cinzas (% em peso) 0,02 0,02 Vanádio (ppm) 127 204 Níquel (ppm) NA 82 Teor de água (% em peso) 0,8 0,19 Gravidade API° 11,0 8.6 Viscosidade a 40°C (cSt) 6343 30380 Viscosidade a 60°C (cSt) 892,8 1.268,0 Viscosidade a 80°C (cSt) 243, 4 593, 0 Aromaticidade (C13 NMR) 0,31 0,35 1) óleo pesado Saskatchewan 2) betume Athabasca (puro)Compound Heavy Oil11 Bitumen * 1 Carbon (wt%) 84.27 83.31 Hydrogen (wt%) 10.51 10.31 Nitrogen (wt%) <0.5 <0.5 Sulfur (wt%) 3 , 6 4.8 Ash (wt%) 0.02 0.02 Vanadium (ppm) 127 204 Nickel (ppm) NA 82 Water content (wt%) 0.8 0.19 API gravity 11.0 8.6 Viscosity at 40 ° C (cSt) 633 30380 Viscosity at 60 ° C (cSt) 892.8 1.268.0 Viscosity at 80 ° C (cSt) 243.4953.0 Aromaticity (C13 NMR) 0.31 0.35 1 ) heavy oil Saskatchewan 2) Athabasca bitumen (pure)

Resumidamente as condições de processamento incluem uma temperatura do reator de 500° a 620°C. As taxas de cargas para o transportador térmico particulado (areia de sílica) para a matéria-prima são de entre 20:1 a 30:1 e tempos de residência de 0,35-0,7s. Estas condições são descritas em mais detalhe abaixo (Tabela 2) . 34Briefly the processing conditions include a reactor temperature of 500 ° to 620 ° C. The charge rates for the particulate thermal conveyor (silica sand) for the feedstock are between 20: 1 to 30: 1 and residence times of 0.35-0.7s. These conditions are described in more detail below (Table 2). 34

Tabela 2: Processamento em estágio único de óleo pesado SaskatchewanTable 2: Saskatchewan single-stage heavy-oil processing

Temperatura . . . , Viscosidade de a 40 C craqueamento . oC (cSt) Rendimento % peso Densidade a 15°C g/ml Rendimento API % Vol. 620 4, δ1’ 71,5 0, 977 13,3 72,7 592 15,21' 74,5 0, 970 14,4 76, 2 590 20,2 70,8 0, 975 13, 6 72,1 590 31, 6 75, 8 0, 977 13,3 77,1 560 10, o1’ 79, 92) 0, 963 15,4 82,32) 560 10, o1’ 83, 03) 0, 963 86, 33) 16, 23) 550 20,8 78,5 0, 973 14,0 80,3 5504) 15,7 59, 82) 0, 956 16, 5 61,52) “550^ 15,7 62,03) 0, 956 18,32'3 65,13) 530 32,2 80, 92) 0, 962 15, 7 82,82) 530 32,2 83, 83) 0, 962 16, 63) 87,13) D 2) Viscosidade a 80°C Os rendimentos não incluem condensação de topo 3) Os rendimentos estimados e API com condensação de topo 4) Nem todos os líquidos foram capturados neste ensaio. Os produtos líquidos dos ciclos a 620°C, 592 °C e 560 °C foram analisados para o conteúdo de metais, água e de enxofre. Estes resultados são apresentados na Tabela 3. Níveis de níquel, vanádio e água foram reduzidos 72, 69 e 87%, respectivamente, enquanto que o enxofre e azoto permaneceram iguais ou foram ligeiramente reduzidos. Os metais não foram concentrados no produto líquido. 35Temperature. . . , Viscosity at 40 C cracking. (cSt) Yield% weight Density at 15 ° C g / ml API Yield% Vol. 620 4, δ1 '71.5 0.977 13.3 72.7 592 15.21 '74.5 0.970 14, 4 76, 2 590 20.2 70.8 0, 975 13, 6 72.1 590 31.66, 80.0, 977 13.3 77.1 560 10, o '79, 92) 0, 963 15, 4 82.32) 560 10, 1 '83, 03) 0, 963 86, 33) 16, 23) 550 20.8 78.5 0, 973 14.0 80.3 5504) 15.7 59.82) 0, 956 16.5, 61.52), 550 (15.7, 62.03), 0.956 18.32 (65.13) 530 32.2 80.92) 0.9622 15.72.82) 530 32.2 83.83) 0, 962 16, 63) 87.13) D 2) Viscosity at 80 ° C Yields do not include top condensation 3) The estimated yields and API with top condensation 4) Not all liquids were captured in this assay. The liquid products of the cycles at 620øC, 592øC and 560øC were analyzed for the metal, water and sulfur content. These results are presented in Table 3. Nickel, vanadium and water levels were reduced by 72, 69 and 87%, respectively, while the sulfur and nitrogen remained the same or were slightly reduced. The metals were not concentrated in the liquid product. 35

Tabela 3: Análise de Metais de produtos líquidos (ppm)1}Table 3: Analysis of Metals of liquid products (ppm) 1}

Componente Óleo pesado Saskatchewan Ciclo a 620°C Ciclo a 592°C Ciclo a 560°C Alumínio &lt;1 &lt;1 11 &lt;1 Ferro &lt;1 2 4 &lt;1 Níquel 44 10 12 9 Zinco 2 &lt;1 2 1 Cálcio 4 2 3 1 Magnésio 3 1 2 &lt;1 Boro 21 42 27 &lt;1 Sódio 6 5 5 4 Silicone 1 10 140 4 Vanádio 127 39 43 39 Potássio 7 7 &lt;1 4 Água (% em peso) 0,78 0,19 0,06 0,10 Enxofre (% em peso) 3, 6 3, 5 3,9 3, 5 1) Cobre, estanho, crómio, chumbo, cádmio, titânio, molibdénio, bário e manganês todos mostraram menos do que 1 ppm em matérias-primas e produtos líquidos. Os rendimentos do gás para os dois ciclos são apresentados na Tabela 4Component Heavy oil Saskatchewan Cycle at 620 ° C Cycle at 592 ° C Cycle at 560 ° C Aluminum <1 <1 11 <1 Iron <1 2 4 <1 Nickel 44 10 12 9 Zinc 2 <1 2 1 Calcium 4 2 3 1 Magnesium 3 1 2 <1 Boron 21 42 27 <1 Sodium 6 5 5 4 Silicon 1 10 140 4 Vanadium 127 39 43 39 Potassium 7 7 <1 4 Water (% by weight) 0, 78 Copper, tin, chromium, lead, cadmium, titanium, molybdenum, barium and manganese all showed less than 0.6% than 1 ppm in raw materials and liquid products. The gas yields for the two cycles are given in Table 4

Tabela 4: Análise de gás de ciclo de pirólise. Gas (% peso) Ciclo a 620 °C Ciclo a 560°C Rendimento gás 30 V [—1 [—1 7,2 total Etileno 27,0 16,6 Etano 8,2 16, 4 Propileno 30,0 15,4 Metano 24,0 21,0 36 0 ponto de fluidez do material de alimentação melhorado e foi reduzido de 32°F a cerca de -54°F. 0 carbono Conradson foi reduzido de 12% em peso a cerca de 6,6% em peso.Table 4: Pyrolysis cycle gas analysis. Gas (% weight) Cycle at 620 ° C Cycle at 560 ° C Gas yield 30 V [-1 [-1 7.2 total Ethylene 27.0 16.6 Ethane 8.2 16.4 Propylene 30.0 15.4 Methane 24.0 21.0 36 The flow point of the improved feedstock was reduced from 32 ° F to about -54 ° F. The Conradson carbon was reduced from 12 wt% to about 6.6 wt%.

Com base na análise destes ciclos, os valores mais elevados de API e os rendimentos do produto foram obtidos a temperaturas de craqueamento de 530-560°C. A estas temperaturas, densidades API de 14 a 18,3, os rendimentos do produto de 80-87% em volume e viscosidades de 15 a 35cSt (a 40°C) ou cerca de lOcST (a 80°C) foram obtidos (os rendimentos dos ciclos a partir de 550°C não estão incluídos neste intervalo, como a captura de rendimento líquido não foi otimizada durante este ciclo). Estes produtos líquidos refletem um significativo grau de melhoramento e mostra as qualidades adequadas para o transporte por oleoduto. A análise por destilação Simulada (SimDist) da matéria-prima e do produto líquido obtido a partir de vários ciclos separados é apresentada na Tabela 5. A análise SimDist seguiu o protocolo descrito em ASTM D 5307-97, que relata o resíduo como algo com um ponto de ebulição maior do que 538°C. Podem também ser utilizados outros métodos para SimDist, por exemplo HT 750 (NCUT; que inclui a distribuição de pontos de ebulição até 750°C). Estes resultados indicam que mais de 50% dos componentes dentro da matéria-prima evolui a temperaturas acima de 538°C. Estes são os componentes de alto peso molecular e com baixa volatilidade. Em contrapartida, no produto líquido, a maioria dos componentes, a cerca de 62,1% do produto são os mais voláteis e evoluem abaixo de 538°C. 37Based on the analysis of these cycles, the highest API values and yields of the product were obtained at cracking temperatures of 530-560øC. At these temperatures, API densities of 14 to 18.3, product yields of 80-87% by volume and viscosities of 15 to 35cSt (at 40øC) or about 10øC (at 80øC) were obtained (the cycle yields from 550 ° C are not included in this range, as the net yield capture was not optimized during this cycle). These liquid products reflect a significant degree of improvement and show the qualities suitable for pipeline transport. The simulated distillation analysis of the feedstock and the liquid product obtained from several separate cycles is presented in Table 5. The SimDist analysis followed the protocol described in ASTM D 5307-97, which reports the residue as something with boiling point greater than 538 ° C. Other methods for SimDist, for example HT 750 (NCUT, which includes boiling point distribution up to 750 ° C) may also be used. These results indicate that more than 50% of the components within the feedstock evolve at temperatures above 538 ° C. These are the components of high molecular weight and with low volatility. On the other hand, in the liquid product, the majority of the components, to about 62.1% of the product are the most volatile and evolve below 538 ° C. 37

Tabela 5: Análise SimDist de matéria-prima e produto liquido após processamento de fase única (temperatura do reator 538°C)Table 5: SimDist analysis of raw material and liquid product after single-phase processing (reactor temperature 538 ° C)

Fração Temperatura (°C) Matéria-prima R245 Nafta leve &lt;71 0,0 0,5 Nafta leve/med 71-100 0,0 0,3 Nafta med 100-166 0,0 1,4 Nafta/querosene 166-193 0,1 1, o Querosene 193-232 1,0 2, 8 Diesel 232-327 8,7 14,2 VGO leve 327-360 5,2 6, 5 VGO pesado 360-538 33,5 35,2 Residual vácuo &gt;538 51,5 37, 9 A matéria-prima pode ser ainda caracterizada com aprox. 0,1% dos seus componentes evoluindo abaixo de 193°C (fração nafta/querosene), v. aprox. 6% para o produto liquido. A fração diesel demonstra também diferenças significativas entre a matéria-prima e do produto liquido com 8,7% e 14,2%, evoluindo a esta gama de temperaturas (232-327°C), respectivamente. Coletivamente, estes resultados mostram que uma proporção substancial dos componentes com baixa volatilidade na matéria-prima foi convertida em componentes de maior volatilidade (nafta leve, querosene e diesel) no produto liquido. A estabilidade do produto líquido, também foi determinada ao longo de um período de 30 dias (Tabela 6) . Nenhuma mudança significativa na viscosidade, API ou na densidade do produto líquido foi observada num período de 30 dias. 38Fraction Temperature (° C) Raw material R245 Light naphtha &lt; 71 0.0 0.5 Light naphtha / med 71-100 0.0 0.3 Naphtha med 100-166 0.0 1.4 Naphtha / kerosene 166- 193 0.1 1, Kerosene 193-232 1.0 2, 8 Diesel 232-327 8.7 14.2 Light VGO 327-360 5.2 6, 5 VGO heavy 360-538 33.5 35.2 Residual vacuum &gt; 538 51.5 37.9 The feedstock may further be characterized with approx. 0.1% of its components evolving below 193 ° C (naphtha / kerosene fraction), v. approx. 6% for the liquid product. The diesel fraction also shows significant differences between the raw material and the liquid product with 8.7% and 14.2%, evolving at this temperature range (232-327 ° C), respectively. Collectively, these results show that a substantial proportion of components with low volatility in the feedstock were converted into components of higher volatility (light naphtha, kerosene and diesel) in the liquid product. The stability of the liquid product was also determined over a period of 30 days (Table 6). No significant change in viscosity, API or density of the liquid product was observed over a period of 30 days. 38

Tabela 6: Estabilidade de produtos líquidos após o processamento com um único estágio.Table 6: Stability of liquid products after processing with a single stage.

Fração tempo = 0 7 dias 14 dias 30 dias Densidade a 15,6°C (g/cm3) 0,9592 0,9590 0,9597 0,9597 API (graus API) Viscosidade 15, 9 15, 9 15, 8 15, 8 O O O 79, 7 81,2 81,2 83,2 (cSt) Exemplo 2: Betume (fase única) Vários ensaios utilizando Athabaska betume foram conduzidos usando o reator de pirólise descrito em US 5.792.340. As condições de processamento incluem uma temperatura do reator de 520° a 590°C. Rácios de carga do transportador térmico particulado para a alimentação são a partir de 20:1 a 30:1, e os tempos de residência 0,35-l,2s. Essas condições e os produtos líquidos resultantes são descritos em maior detalhe abaixo (Tabela 7).Fraction time = 0 7 days 14 days 30 days Density at 15.6øC (g / cm 3) 0.9592 0.9590 0.9597 0.9597 API (API degrees) Viscosity 15.9 9.9 15.8 , 8,000 79.7 81.2 81.2 83.2 (cSt) Example 2: Bitumen (single phase) Several tests using Athabaska bitumen were conducted using the pyrolysis reactor described in US 5,792,340. Processing conditions include a reactor temperature of 520 ° to 590 ° C. Charge ratios of the particulate thermal conveyor for the feed are from 20: 1 to 30: 1, and the residence times 0.35-1.2 sec. Such conditions and the resulting liquid products are described in more detail below (Table 7).

Tabela 7: Processamento em estágio único com betume Athabasca não diluidoTable 7: Single-stage processing with undiluted Athabasca bitumen

Viscosidade MetaisViscosity Metals

Temp.de a 40°C Rendimento Densidade Metais NiTemp. At 40 ° C Yield Density Metals Ni

API craqueamento (cSt) % em peso a 15°C V (ppm) * (ppm)** 519°C 205 81,0 nd nd nd 13,0 525°C 9 201 74,4 0, 979 88 24 12,9 39 528 °C 278 82,7 nd nd nd 12, 6 545 °C 151 77,4 0, 987 74 27 11,8 590 °C 25, 6 74, 6 0, 983 nd nd 12,4 *Matéria-prima V 209 ppm **Matéria-prima Ni 86 ppm(Ppm) ** 519 ° C 205 81.0 na na 13.0 525 ° C 9 201 74.4 0.997 88 24 12.9 39 528 ° C 278 82.7 na na 12.5 645 ° C 151 77.4 0, 987 74 27 11.8 590 ° C 25.677, 60.0, 983 na na 12.4 * Raw material V 209 ppm ** Raw material Ni 86 ppm

Estes resultados indicam que o betume não diluído pode ser processado de acordo com o método da presente invenção para produzir um produto líquido, com viscosidade reduzida desde mais de 1300cSt (a 40°C) a 25,6-200cSt (a 40°C (dependendo das condições de ciclo, ver também Tabelas 8 e 9) , com rendimentos de mais de 75% a 85% e uma melhoria no produto de API de 8,6 a cerca de 12 - 13. Novamente, como no Exemplo 1, o produto líquido não apresenta melhoria substancial da carga de alimentação. A análise SimDist e outras propriedades do produto líquido , são apresentados na Tabela 8 e os estudos de estabilidade na Tabela 9. Tabela 8: Propriedades e análise SimDist de matéria -prima e produto liquido após o processamento em único estágio (Temperatura do reator 545°C). Fração Temp. (°C) Matéria- prima R239 14 dias 30 dias Densidade a 15.5 °C - 0,9871 0,9876 API - 11,7 11, 6 Viscosidade a 40 °C - 162,3 169, 4 Nafta leve &lt;71 0,0 0,2 0,1 Nafta Leve/med 71-100 0,0 0,2 0,2 Nafta Med 100-166 0,0 1,5 1,4 Nafta/Querosene 166-193 0,1 1,0 1,0 Querosene 193-232 0, 9 3,1 3, 0 40These results indicate that the undiluted bitumen may be processed according to the method of the present invention to produce a liquid product having a reduced viscosity of greater than 1300cSt (at 40 ° C) at 25.6-200 cSt (at 40 ° C depending on the cycle conditions, see also Tables 8 and 9) in yields of greater than 75% to 85% and an improvement in the API product from 8.6 to about 12-13. Again, as in Example 1, the The SimDist analysis and other properties of the liquid product are presented in Table 8 and the stability studies in Table 9. Table 8: Properties and SimDist analysis of raw material and liquid product after (° C) Raw material R239 14 days 30 days Density at 15.5 ° C - 0.9871 0.9876 API - 11.7 11.6 Viscosity at 40 ° C - 162.3 169.4 Light naphtha &lt; 71 0.0 0.2 0.1 Naft a Light / med 71-100 0.0 0.2 0.2 Naphtha Med 100-166 0.0 1.5 1.4 Naphtha / Kerosene 166-193 0.1 1.0 1.0 Kerosene 193-232 0 , 9 3.13, 0.040

Diesel 232-327 8, 6 15, 8 14,8 VGO leve 327-360 5, 2 7,9 7,6 VGO pesado 360-538 34 ,0 43, 9 42,0 Resid. vácuo &gt; 538 51 ,2 26, 4 29, 9 Tabela 9: Estabilidade de produtos líquidos após o processamento &lt; em fase única (temperatura do reator 525°C) R232 Fração Temp. Matéria-(°C) prima Dia 0 7 dias 14 30 dias dias Densidade a 15,6°C* - 1,0095 0,979 0, 980 0, 981 0, 981 API - 8,5 12, 9 12,7 12,6 12,6 Viscosidade a 40°C** - 30380 201,1 213, 9 214,0 218,5 Nafta leve &lt;71 0,0 0,1 0,1 0,1 0,1 Nafta leve/med 71-100 0,0 0,1 0,1 0,1 0,1 Nafta med 100-166 0,0 1,5 1,5 1,5 1,4 Nafta/Querosene 166-193 0,1 1,0 1,0 1,0 1,0 Querosene 193-232 1,0 2, 6 2, 6 2,6 2,7 Diesel 232-327 8,7 14,1 14,1 14,3 14,3 VGO leve 327-360 5,2 7,3 7,3 7,4 7,4 VGO pesado 360-538 33, 5 41,3 41,3 41,7 42,1 Resid. vácuo &gt;538 51,5 32,0 32,0 31,2 30,8 *g./cmJ ** cStDiesel 232-327 8, 6 15, 8 14.8 Light VGO 327-360 5, 2 7.9 7.6 VGO heavy 360-538 34, 0 43, 9 42.0 Resid. vacuum &gt; 538 51.2 26.4 29.9 Table 9: Stability of liquid products after processing &lt; in single phase (reactor temperature 525 ° C) R232 Fraction Temp. (° C) press Day 0 7 days 14 30 days days Density at 15.6 ° C * - 1.0095 0.979 0.980 0, 981 0, 981 API - 8.5 12.9 9 12.7 12, 6 12.6 Viscosity at 40 ° C ** - 30380 201.1 213, 9 214.0 218.5 Light naphtha &lt; 71 0.0 0.1 0.1 0.1 0.1 Light naphtha / med 71 -100 0.0 0.1 0.1 0.1 0.1 Naphtha med 100-166 0.0 1.5 1.5 1.5 1.4 Naphtha / Kerosene 166-193 0.1 1.0 1 , 1.0 1.0 Kerosene 193-232 1.0 2, 6 2, 6 2.6 2.7 Diesel 232-327 8.7 14.1 14.1 14.3 14.3 Light VGO 327- 360 5.2 7.3 7.3 7.4 7.4 VGO heavy 360-538 33.5 41.3 41.3 41.7 42.1 Resid. vacuum &gt; 538 51.5 32.0 32.0 31.2 30.8 * g / cmJ ** cSt

As ligeiras variações nos valores apresentados nos estudos de estabilidade (Tabela 9 e outros estudos de estabilidade 41 aqui descritos) estão dentro do erro dos métodos de ensaio utilizados e são aceitáveis dentro da área técnica. Estes resultados demonstram que os produtos liquidos são estáveis.The slight variations in the values presented in the stability studies (Table 9 and other stability studies described herein) are within the error of the test methods used and are acceptable within the technical area. These results demonstrate that liquid products are stable.

Estes resultados indicam que mais de 50% dos componentes na matéria-prima evoluem a temperaturas superiores 538 °C (fracção residual em vácuo). Esta fração é caracterizada por componentes de elevado peso molecular, com baixa volatilidade. Por outro lado, em vários ciclos, o produto liquido é caracterizado como compreendendo aproximadamente 68-74% do produto que são mais voláteis e evoluem abaixo de 538°C. A matéria-prima pode ser ainda caracterizada com aproximadamente 0,1% dos seus componentes evoluindo abaixo de 193°C (fração de nafta/querosene), v. aprox. 2,7-2,9% para o produto liquido. A fração diesel também demonstra diferenças significativas entre a matéria-prima e o produto liquido com 8,7% (matéria-prima) e 14,1 a 15,8% (produto liquido) evoluindo nesta faixa de temperaturas (232-327°C). Coletivamente, esses resultados mostram que uma proporção substancial dos componentes com baixa volatilidade na matéria-prima foram convertidos em componentes de maior volatilidade (nafta leve, querosene e diesel) no produto liquido. Estes resultados demonstram que o produto liquido é substancialmente melhorado e exibe propriedades adequadas para o transporte.These results indicate that more than 50% of the components in the feedstock evolve at temperatures above 538 ° C (residual fraction in vacuo). This fraction is characterized by high molecular weight components with low volatility. On the other hand, in several cycles, the liquid product is characterized as comprising about 68-74% of the product which are more volatile and evolve below 538 ° C. The feedstock can still be characterized with approximately 0.1% of its components evolving below 193 ° C (naphtha / kerosene fraction), v. approx. 2.7-2.9% for the liquid product. The diesel fraction also shows significant differences between the raw material and the liquid product with 8.7% (raw material) and 14.1 to 15.8% (liquid product) evolving in this temperature range (232-327 ° C ). Collectively, these results show that a substantial proportion of components with low volatility in the feedstock were converted into components of higher volatility (light naphtha, kerosene and diesel) in the liquid product. These results demonstrate that the liquid product is substantially improved and exhibits properties suitable for transport.

Exemplo 3: Matéria-prima Compósito/reciclado O reator de pirólise, tal como descrito em US 5.792.340 pode ser configurado de modo que os condensadores de recuperação dirigam os produtos liquidos para a linha de alimentação do reator (ver Figuras 3 e 4).The pyrolysis reactor as described in US 5,792,340 can be configured so that the recovery capacitors direct the liquid products to the reactor feed line (see Figures 3 and 4) .

As condições de processamento incluem uma temperatura de reator variando de 530° a 590°C. O rácio de carga para o 42 transportador térmico particulado e para a matéria-prima, para o ciclo inicial e ciclo de reciclagem é de cerca de 30:1 e foram usados tempos de residência de 0,35-0,7s. Estas condições são descritas em mais detalhe abaixo (Tabela 10) . Após a pirólise da matéria-prima, a fração mais leve foi removida e recolhida utilizando um condensador a quente colocado antes do condensador primário (ver Figura 4), enquanto que a fração mais pesada do produto liquido foi reciclada de volta para o reator para posterior processamento (veja também a Figura 3). Nesta disposição, o fluxo de reciclagem (260), compreendendo frações pesadas, foi misturado com a nova matéria-prima (270), resultando num compósito de matéria-prima (240), que foi, em seguida, processado utilizando as mesmas condições, com um ciclo inicial dentro do reator de pirólise.The processing conditions include a reactor temperature ranging from 530ø to 590øC. The charge ratio for the particulate thermal conveyor and the feedstock for the starting cycle and recycling cycle is about 30: 1 and residence times of 0.35-0.7s were used. These conditions are described in more detail below (Table 10). After pyrolysis of the feedstock, the lighter fraction was removed and collected using a hot condenser placed before the primary condenser (see Figure 4), while the heavier fraction of the liquid product was recycled back into the reactor for later (see also Figure 3). In this arrangement, the recycle stream 260, comprising heavy fractions, was mixed with the new feedstock (270), resulting in a feedstock composite (240), which was then processed using the same conditions, with an initial cycle inside the pyrolysis reactor.

Tabela 10: Operação compósito/reciclado utilizando óleo bruto pesado Saskatchewan e betume Athabasca não diluídoTable 10: Composite / recycled operation using Saskatchewan heavy crude oil and undiluted Athabasca bitumen

Matéria- prima Temp. Rendimento Craqueamento % Vol °C API ° Rendimento reciclado4) % Vol API° reciclado41 590 77, l1' 13,3 68, 6 17,1 Óleo Pesado 560 86, 32) 16, 2 78,1 21,1 550 50, l1’ 14,0 71, 6 17,8 550 65, 12'3) 18,3 56, 4 22, 9 530 87, 12) 16, 6 78, 9 21,0 Betume 590 75,22) 12,4 67,0 16, 0 1)Rendimento e densidade API incluem condensação de topo (real) 2)Rendimento e densidade API incluem condensação de topo (estimado) 3) Nem todo o liquido foi recuperado neste ciclo 4) Estes valores representam a recuperação total do produto após o ciclo de reciclagem e presupõe a remoção de cerca de 10% de fração pesada, que é reciclada para a extinção. Tal é, portanto, uma 43 estimativa conservadora de rendimento, como algumas das frações pesadas irão produzir componentes mais leves que entram na corrente de produto, uma vez que nem todas as frações pesadas irão terminar como coque. A densidade API aumentou de 11,0, na alimentação de óleo pesado, para 13-18,5 após o primeiro ciclo de tratamento e posteriores aumentos de 17 a 23, após um segundo tratamento de reciclagem. Um aumento similar em API é observado para betume possuindo uma API de cerca de 8,6 na matéria-prima, o que aumenta a cerca de 12,4 depois do primeiro ciclo e de 16 na sequência do ciclo de reciclagem. Com o aumento da API, há um aumento associado em rendimento de 77-87% após o primeiro ciclo e 67 a 79% na sequência do ciclo de reciclagem. Portanto, relacionado com a produção de um produto mais leve, há uma redução no rendimento de liquido. No entanto, um produto melhorado mais leve pode ser desejável para o transporte e a reciclagem do produto liquido atinge um tal produto.Raw material Temp. Yield Cracking% Vol. C API ° Recycled Yield4% Vol API ° Recycled41 590 77.1 l 13.3 68.6 61.1 Heavy Oil 560 86.32 16.2 78.1 21.1 550 50.11 '14.0 71.6 (17.8 550 65, 12.3) 18.3 56.4229.530 87.12) 16.68.99 21.0 Bitumen 590 75.22) 12.4 67 , 0 16.0 0 1) Yield and API density include (actual) top condensation 2) Yield and API density include top (estimated) condensation 3) Not all of the liquid was recovered in this cycle 4) These values represent the total recovery of product after the recycling cycle and presupposes the removal of about 10% of the heavy fraction, which is recycled to extinction. This is, therefore, a conservative estimate of yield, as some of the heavy fractions will produce lighter components entering the product stream, since not all the heavy fractions will end up as coke. The API density increased from 11.0 in the heavy oil feed to 13-18.5 after the first treatment cycle and subsequent increases from 17 to 23 after a second recycling treatment. A similar increase in API is observed for bitumen having an API of about 8.6 in the feedstock, which increases to about 12.4 after the first cycle and to 16 in the cycle of the recycling cycle. With the API increase, there is an associated increase in yield of 77-87% after the first cycle and 67 to 79% following the recycling cycle. Therefore, related to the production of a lighter product, there is a reduction in the liquid yield. However, a lighter improved product may be desirable for transport and recycling of the liquid product achieves such a product.

Exemplo 4: Tratamento de óleo pesado em duas fases O óleo pesado ou o betume, como matéria-prima, também podem ser processados através de um processo pirolitico de duas fases, que compreende uma primeira fase, onde a matéria-prima é exposta a condições de craqueamento leve dos componentes de hidrocarbonetos, a fim de evitar um super-craqueamento e produção de gás e de coque em excesso. Materiais mais leves são removidas após o processamento no primeiro ciclo e os restantes materiais mais pesados, são submetidos a um craqueamento mais severo, a uma temperatura mais elevada. As condições de tratamento dentro do primeiro ciclo incluem uma temperatura de reator variando de 510-530 °C (dados para os 515°C, fornecidos abaixo), enquanto que no segundo ciclo, foi empregue uma temperatura de 590° 44 a 800°C (dados para 590°C, apresentados na tabela 11) . Os rácios de carga para o transportador térmico particulado a uma gama de matérias-primas de cerca de 30:1, e tempos de residência de 0,35s a 0,7s, para ambas as fases. Estas condições são descritas em mais detalhe abaixo (Tabela 11).Example 4: Treatment of Heavy Oil in Two Phases Heavy oil or bitumen as feedstock can also be processed through a two-stage pyrolytic process, which comprises a first stage, where the feedstock is exposed to conditions of light cracking of the hydrocarbon components in order to avoid over-cracking and excess gas and coke production. Lighter materials are removed after processing in the first cycle and the remaining heavier materials are subjected to a more severe cracking at a higher temperature. Treatment conditions within the first cycle include a reactor temperature varying from 510-530 ° C (data to 515 ° C, given below), while in the second cycle, a temperature of 590 ° C to 800 ° C (data to 590 ° C, shown in table 11). The charge ratios for the particulate thermal conveyor at a range of feedstocks of about 30: 1, and residence times of 0.35s to 0.7s, for both phases. These conditions are described in more detail below (Table 11).

Tabela 11: Ciclos em duas fases de Óleo Pesado SaskatchewanTable 11: Saskatchewan Heavy Oil Two-Phase Cycles

Temp. Craqueamento °C Viscosidade a 80°C (cSt) Rendimento em % peso Densidade a 15°C API° g/mL Rendimento % Vol1* 515 5,3 29, 8 0,943 18,6 31,4 590 52, 6 78,9 0,990 11,4 78,1 515 &amp; 590 nd nd nd 13,9 86, 6 &quot;nd&quot; significa não determinado 1)Materiais leves condensáveis que não foram capturados Portanto, esses valores são estimativas conservadoras.Temp. Cracking ° C Viscosity at 80 ° C (cSt) Yield% wt Density at 15 ° C API ° g / mL Yield% Vol1 * 515 5.3 29.8% 0.943 18.6 31.4 590 52.6 0.990 11.4 78.1 515 &amp; 590 na na na 13.9 86, 6 &quot; nd &quot; means not determined 1) Lightweight condensable materials that were not captured Therefore, these values are conservative estimates.

Estes resultados indicam que um craqueamento inicial leve, que evita o super-craqueamento de materiais leves a gás e de coque, seguido de um craqueamento mais severo dos materiais mais pesados, produz um produto liquido, caracterizado por um aumento da API, enquanto ainda apresenta bons rendimentos de produtos.These results indicate that light initial cracking, which avoids overcoaching of light gas and coke materials, followed by more severe cracking of heavier materials, produces a liquid product characterized by an increase in API while still presenting good yields of products.

Outros ciclos, utilizando um processo de duas fases, envolvem a injeção do material de alimentação a cerca de 150°C numa corrente de gás quente, mantido a cerca de 515°C e entra no reator a cerca de 300°C (temperatura de processamento). O produto, que compreende materiais mais leves (baixo ponto de ebulição) foi separado e removido após a primeira fase do sistema de condensação. Quanto mais 45 pesados forem os materiais, separados para fora na parte inferior do ciclone, foram recolhidos submetidos a um craqueamento mais severo no interior do reator, a fim de processar um produto liquido de viscosidade reduzida e rendimento elevado. As condições utilizadas na segunda fase foram uma temperatura de processamento compreendida entre 530° a 590°C. O produto da segunda etapa foi processado e recolhido.Other cycles using a two-stage process involve injecting the feedstock at about 150øC into a hot gas stream maintained at about 515øC and entering the reactor at about 300øC (processing temperature ). The product, which comprises lighter materials (low boiling point) was separated and removed after the first stage of the condensation system. The heavier the materials, separated outwardly in the lower part of the cyclone, were collected under more severe cracking inside the reactor in order to process a liquid product of reduced viscosity and high yield. The conditions used in the second step were a processing temperature comprised between 530 ° to 590 ° C. The product of the second step was processed and collected.

Após tal processo de duas fases, o produto da primeira fase (caldeiras leves) é caracterizado por ter um rendimento de cerca de 30% vol, uma API de cerca de 19 e uma redução da viscosidade, relativamente à matéria-prima inicial. O produto da fração de ponto de ebulição elevado, produzido a seguir ao processamento da fração de reciclagem, na segunda fase, é tipicamente caracterizado por ter um rendimento maior do que cerca de 75% em volume, uma densidade API de cerca de 12 e uma viscosidade reduzida sobre o relativamente à fração de matéria-prima reciclada.After such a two-stage process, the first stage product (light boilers) is characterized as having a yield of about 30 vol%, an API of about 19 and a reduction in viscosity, relative to the starting material. The high boiling fraction product, produced after the processing of the recycle fraction, in the second step, is typically characterized as having a yield of greater than about 75% by volume, an API density of about 12 and one reduced viscosity relative to the fraction of recycled feedstock.

Exemplo 5: Tratamento &quot;Multi-etapas&quot; de óleo pesado e betume, utilizando matéria-prima para arrefecimento brusco com condensador primário Óleo pesado ou betume, como matéria-prim,a também podem ser processados usando um processo de pirólise &quot;multi-etapas&quot;, conforme descrito na Figura 5. Neste sistema, o reator de pirólise descrito em US 5.792.340 é configurado de modo que o condensador da recuperação primária direcione o produto liquido dentro da linha de alimentação para o reator e a matéria-prima é introduzida no sistema no condensador primário, onde vai arrefecer os vapores do produto produzidos durante a pirólise. 46Example 5: Treatment &quot; Multi-steps &quot; of heavy oil and bitumen using raw material for quenching with a primary condenser. Heavy oil or bitumen as the raw material can also be processed using a &quot; multi-step &quot; pyrolysis process, as described in Figure 5. In this system, the pyrolysis reactor described in US 5,792,340 is configured so that the primary recovery capacitor directs the liquid product into the feed line to the reactor and the feedstock is introduced into the system in the primary condenser where it will cool product vapors produced during pyrolysis. 46

As condições de processamento incluem uma temperatura de reator variando de 530° a 590°C. Os rácios de carga do transportador térmico particulado para a matéria-prima, no ciclo inicial e no ciclo de reciclagem, é de cerca de 20:1 a 30:1 e foram usadas tempos de residência de 0,35-l,2s. Estas condições são descritas em mais detalhe abaixo (Tabela 12). Na sequência de pirólise da matéria-prima, a fração mais leve é encaminhada para o condensador secundário, enquanto a fração mais pesada do produto liquido, obtida a partir do condensador principal é reciclada de volta ao reator para processamento adicional (Figura 5).The processing conditions include a reactor temperature ranging from 530ø to 590øC. The charge ratios of the particulate thermal conveyor for the feedstock in the initial cycle and the recycling cycle is about 20: 1 to 30: 1 and residence times of 0.35-1.2 sec. These conditions are described in more detail below (Table 12). Following pyrolysis of the feedstock, the lighter fraction is conveyed to the secondary condenser, while the heavier fraction of the liquid product obtained from the main condenser is recycled back into the reactor for further processing (Figure 5).

Tabela 12: Caracterização do produto liquido obtido após processamento em &quot;Multi-etapas&quot; de óleo pesado e betume SaskatchewanTable 12: Characterization of the liquid product obtained after processing in &quot; Multi-steps &quot; of heavy oil and Saskatchewan bitumen

Temp. Viscosidade Craqueamento a 40°C °C (cSt) Rendimento % em peso Densidade a 15,6°C g/mL API° Rendimento1* % Vol. óleo Pesado 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 betume 538 40 61,4 0,9718 14,0 71,1 Os produtos liquidos produzidos a partir de processamento de múltiplas etapas da matéria- prima, exibem propriedades adequadas para transporte, com viscosidade muito reduzida, abaixo de 6343cSt (a 40°C) para o óleo pesado e 30380cSt (a 40 °C) para betume. Da mesma forma, a API aumentou de 11 (óleo pesado) para 15,9-18,2, e de 8,6 (betume) para 14,7. 47Temp. Viscosity Cracking at 40 ° C (cSt) Yield% by weight Density at 15.6 ° C g / mL API ° Yield1 *% Heavy oil volume 543 80 62, 6 0.9592 15.99 64.9957 24 58, 9 0.9446 18.2 62.1 561 53 70, 9 0.9568 16.8 8 74.0 bitumen 538 40 61.4 0.9718 14.0 71.1 Liquid products produced from multiple stages of the feedstock exhibit transport properties with very low viscosity below 6343cSt (at 40 ° C) for heavy oil and 30380cSt (at 40 ° C) for bitumen. Similarly, the API increased from 11 (heavy oil) to 15.9-18.2, and from 8.6 (bitumen) to 14.7. 47

Além disso, os rendimentos para óleos pesados sob estas condições de reação são de 59-68% para o óleo pesado e 82% para o betume.In addition, the yields for heavy oils under these reaction conditions are 59-68% for heavy oil and 82% for bitumen.

Tabela 13: Propriedades e SimDist de produtos líquidos preparados a partir de óleo pesado usando o processo multi-etapas (para as propriedades da matéria-prima ver Tabelas 1 e 5) . R241* R2 4 2 * * R244*** Fração Temp. (°C) Dia 0 Dia 30 Dia 30 Densidade a 15,6°C - 0,9592 0,9597 0,9465 0,9591 API - 15, 9 15, 8 17,8 15, 9 Viscosidade a 40 °C - 79,7 83,2 25, 0 49, 1 Nafta leve &lt;71 0,0 0,2 0,3 0,3 Nafta Leve/med 71-100 0,0 0,1 0,2 0,3 Nafta med 100-166 0,1 0,4 2,5 1,8 Nafta/Querosene 166-193 0,6 0, 6 1,8 1,5 Querosene 193-232 2,8 2,5 5, 0 3, 5 Diesel 232-327 21,8 21,0 23, 1 18, 9 VGO leve 327-360 10,8 10,2 9, 9 8,8 VGO pesado 360-538 51,1 45, 0 44, 9 43,2 Residual vácuo &gt;538 12,7 20,0 12,3 21,7Table 13: Properties and SimDist of liquid products prepared from heavy oil using the multi-step process (for the properties of the raw material see Tables 1 and 5). R241 * R2 4 2 * * R244 *** Fraction Temp. (° C) Day 0 Day 30 Day 30 Density at 15.6 ° C - 0.9592 0.9597 0.9465 0.9591 API - 15, 9 15.8 8 17.8 15.9 Viscosity at 40 ° C - 79.7 83.2 25.0 49.1 Light naphtha &lt; 71 0.0 0.2 0.3 0.3 Light naphtha / med 71-100 0.0 0.1 0.2 0.3 Naphtha med 100-166 0.1 0.4 2.5 1.8 Naphtha / Kerosene 166-193 0.6 0.6 1.8 1.5 Kerosene 193-232 2.8 2.5 5.0 3.0 Diesel 232-327 21.8 21.0 23.1 18.9 VGO light 327-360 10.8 10.2 9.9 8.8 VGO heavy 360-538 51.1 45.0 44.9 9.4 Residual vacuum &gt; 538 12.7 20.0 12.3 21.7

*Reator temp. 543°C **Reator temp. 557°C ***Reator temp. 561°C* Temp. 543 ° C ** Temp. 557 ° C *** Temp. 561 ° C

Sob estas condições de execução, a API aumentou de 11 para cerca de 15,9-17,8. Foram obtidos rendimentos do produto de 62,6 (% em peso; R241), 58,9 (% em peso; R242) e 70,9 (% em peso; R244), com níveis de viscosidade muito reduzidos. Estes produtos líquidos foram substancialmente melhorados 48 relativamente à matéria-prima e exibem propriedades adequadas para o transporte em condutas.Under these running conditions, the API increased from 11 to about 15.9-17.8. Product yields of 62.6 (wt%, R241), 58.9 (wt%, R242) and 70.9 (wt%, R244) were obtained, with very low viscosity levels. These liquid products have been substantially improved relative to the feedstock and exhibit properties suitable for transport in conduits.

Os resultados SimDist indicam que mais de 50% dos componentes na matéria-prima evoluiram a temperaturas superiores a 538°C (fração residual em vácuo), enquanto que o produto liquido é caracterizado como compreendendo aproximadamente 78-87% do produto, que são mais voláteis e evoluem abaixo de 538°C. A matéria-prima pode ser ainda caracterizada com aprox. 0,1% dos seus componentes evoluindo abaixo 193°C (fração nafta/querosene), v aprox. 1,3-4,8% para o produto liquido. As frações de querosene e de diesel demonstram também diferenças significativas entre o material de alimentação e o produto liquido com 1% da fração de matéria-prima evoluindo entre 193-232°C v. 2,8-5% para o produto liquido e com 8,7% (matéria-prima) e 18,9-23,1% (produto liquido) evoluindo nesta faixa de temperaturas (232-327°C; diesel). Colectivamente estes resultados mostram que uma proporção substancial dos componentes com baixa volatilidade na matéria-prima foi convertida em componentes de maior volatilidade (nafta leve, querosene e diesel) no produto liquido. Estes resultados demonstram que o produto liquido é substancialmente melhorado e exibe propriedades adequadas para o transporte.The SimDist results indicate that more than 50% of the components in the feedstock evolved at temperatures above 538 ° C (residual fraction in vacuum), while the liquid product is characterized as comprising about 78-87% of the product, which are more volatile and evolve below 538 ° C. The feedstock can still be characterized with approx. 0.1% of its components evolving below 193 ° C (naphtha / kerosene fraction), v approx. 1.3-4.8% for the liquid product. The kerosene and diesel fractions also demonstrate significant differences between the feedstock and the liquid product with 1% of the feedstock fraction evolving between 193-232 ° C v. 2.8-5% for the liquid product and 8.7% (raw material) and 18.9-23.1% (liquid product), evolving in this temperature range (232-327 ° C, diesel). Collectively these results show that a substantial proportion of components with low volatility in the feedstock were converted into components of higher volatility (light naphtha, kerosene and diesel) in the liquid product. These results demonstrate that the liquid product is substantially improved and exhibits properties suitable for transport.

Tabela 14: Propriedades e SimDist de produtos líquidos preparados a partir de betume seguidamente a processamento de duas fases (temperatura do reator 538°C; para as propriedades da matéria-prima ver Tabelas 1, 8 e 9).Table 14: Properties and SimDist of liquid products prepared from bitumen followed by two-stage processing (reactor temperature 538 ° C, for raw material properties see Tables 1, 8 and 9).

Fração Temp. (°C) R243 Densidade a 15,6°C - 0,9737 API - 13,7 Viscosidade a 40°C - 45, 4 49Fraction Temp. (° C) R243 Density at 15.6 ° C - 0.9737 API - 13.7 Viscosity at 40 ° C - 45.449

Nafta leve &lt;71 0,3 Nafta leve/med 71-100 0,4 Nafta med 100-166 3, 6 Nafta/ Querosene 166-193 1, 9 Querosene 193-232 4,4 Diesel 232-327 19, 7 VGO leve 327-360 9,1 VGO pesado 360-538 41, 1 Resid. vácuo &gt;538 19, 5Light naphtha &lt; 71 0.3 Light naphtha / med 71-100 0.4 Naphthal med 100-166 3, 6 Naphtha / Kerosene 166-193 1, 9 Kerosene 193-232 4.4 Diesel 232-327 19.7 VGO light 327-360 9.1 VGO heavy 360-538 41, 1 Residual. vacuum &gt; 538 19.5

Sob estas condições de execução, a API aumentou de 8,6 para cerca de 14. 0 rendimento do produto de 68,4 (% em peso) foi obtido, juntamente com níveis de viscosidade muito reduzidos (a partir de 30380cSt a 40°C na alimentação, para aprox. 45cSt no produto líquido). A análise de destilação simulada demonstra que mais de 50% dos componentes dentro da matéria-prima evoluem para temperaturas acima de 538°C (fração residual em vácuo), enquanto que 80,5% do produto líquido evolui abaixo 538°C. A matéria-prima pode ser ainda caracterizada com aprox. 0,1% dos seus componentes evoluindo 193°C (fração de nafta/querosene), v. 6,2% para o produto líquido. A fração de óleo demonstra também diferenças significativas entre o material de alimentação e produto líquido com 8,7% (matéria-prima) e 19,7% (produto líquido) evoluindo nesta gama de temperaturas (232-327°C). Coletivamente, estes resultados mostram que uma proporção substancial dos componentes com baixa volatilidade na matéria-prima foi convertida em componentes de maior volatilidade (nafta leve, querosene e diesel) no produto líquido. Estes resultados demonstram que o produto líquido é substancialmente melhorado e exibe propriedades adequadas para transporte. 50 A presente invenção tem sido descrita com respeito a concretizações preferidas. No entanto, será óbvio para os peritos na especialiadade que um número de variações e modificações podem ser realizados sem afastar do âmbito de proteção da invenção como aqui descritaUnder these performance conditions the API increased from 8.6 to about 14. The product yield of 68.4 (wt%) was obtained along with very low viscosity levels (from 30380cSt at 40øC in the feed, to approx. 45cSt in the liquid product). Simulated distillation analysis demonstrates that more than 50% of the components within the feedstock evolve to temperatures above 538 ° C (residual fraction in vacuum), while 80.5% of the liquid product evolves below 538 ° C. The feedstock can still be characterized with approx. 0.1% of its components evolving 193 ° C (naphtha / kerosene fraction), v. 6.2% for the liquid product. The oil fraction also shows significant differences between the feedstock and liquid product with 8.7% (raw material) and 19.7% (net product) evolving in this temperature range (232-327 ° C). Collectively, these results show that a substantial proportion of components with low volatility in the feedstock were converted into components of higher volatility (light naphtha, kerosene and diesel) in the liquid product. These results demonstrate that the liquid product is substantially improved and exhibits properties suitable for transport. The present invention has been described with respect to preferred embodiments. However, it will be obvious to those skilled in the art that a number of variations and modifications may be made without departing from the scope of protection of the invention as described herein

Lisboa, 19 de Setembro de 2013Lisbon, September 19, 2013

Claims (10)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um método para o melhoramento e transporte, através de oleodutos para uma localização exterior para o refino, de um óleo pesado em que o referido método compreende: i) fornecimento de areia de silica como um transportador térmico particulado num reator de fluxo ascendente; ii) introdução do referido óleo pesado em estado pré-aquecido no referido reator de fluxo ascendente em, pelo menos, uma localização acima do dito transportador térmico particulado, de modo que a razão de carga do referido transportador térmico particulado para o referido óleo pesado seja de 10:1 a 200:1, em que o referido reator de fluxo ascendente opera a uma temperatura desde 480°C a 620°C; iii) permitir que o referido óleo pesado interaja com o referido transportador térmico, com um tempo de residência de menos do que cerca de 5 segundos e para produzir uma corrente de produto; iv) separação da referida corrente de produto do referido transportador térmico particulado; v) regeneração do referido transportador térmico particulado; e vi) recolha de um produto gasoso e o referido produto liquido melhorado, a partir da referida corrente de produto, em que o referido produto liquido melhorado exibe um aumento da densidade API, um ponto de fluidez 2 reduzido, uma viscosidade reduzida e uma redução do nivel de contaminantes relativamente ao referido óleo pesado, onde o referido produto líquido melhorado tem um rendimento superior a 70% em volume, com uma produção mínima de bioproduto, tal como coque e gás; vii) transporte do referido produto líquido melhorado através de um oleoduto do referido local para o melhoramento do óleo pesado para a referida localização externo para o refino do referido produto líquido melhorado.A method for the upgrading and transport through pipelines to an exterior location for refining of a heavy oil wherein said method comprises: i) delivering silica sand as a particulate thermal conveyor in a flow reactor ascending; ii) introducing said preheated heavy oil into said upflow reactor in at least one location above said particulate thermal conveyor, so that the charge ratio of said particulate thermal conveyor to said heavy oil is from 10: 1 to 200: 1, wherein said upflow reactor operates at a temperature of from 480 ° C to 620 ° C; iii) allowing said heavy oil to interact with said thermal conveyor, with a residence time of less than about 5 seconds and to produce a product stream; iv) separating said product stream from said particulate thermal conveyor; v) regenerating said particulate thermal conveyor; and vi) collecting a gaseous product and said improved liquid product from said product stream, wherein said improved liquid product exhibits an increase in API density, reduced pour point, reduced viscosity and reduction of the level of contaminants relative to said heavy oil, wherein said improved liquid product has a yield greater than 70% by volume with a minimum production of bioproduct, such as coke and gas; vii) transporting said improved liquid product through a pipeline from said location for the improvement of the heavy oil to said external location for the refining of said improved liquid product. 2. 0 método da reivindicação 1, em que no referido passo de introdução (passo ii) , a referida razão de carga é de 20:1 a 30:1.The method of claim 1, wherein in said introducing step (step ii) said charge ratio is from 20: 1 to 30: 1. 3. 0 método da reivindicação 1, em que o referido tempo de residência é de 0,5 a 2,0 segundos.The method of claim 1, wherein said residence time is 0.5 to 2.0 seconds. 4. O método da reivindicação 1, em que, no referido passo de permitir que (passo iii) a referida corrente de produto de um primeiro ciclo de pirólise é separada numa fração mais leve e uma fração mais pesada, a referida fração mais leve é recolhida a partir da referida corrente de produto e a referida fração mais pesada é reciclada de volta para o referido reator de fluxo ascendente, para posterior processamento num segundo ciclo de pirólise, para produzir uma segunda corrente de produto.The method of claim 1, wherein, in said step of allowing (step iii) said product stream of a first pyrolysis cycle to separate into a lighter fraction and a heavier fraction, said lighter fraction is collected from said product stream and said heavier fraction is recycled back to said upflow reactor for further processing in a second pyrolysis cycle to produce a second product stream. 5. 0 método da reivindicação 4, em que o referido processamento adicional inclui a mistura da referida fração mais pesada com o referido transportador térmico particulado, em que o referido transportador térmico particulado, da referida segunda pirólise é 3 executado a uma temperatura de cerca de, ou acima, da temperatura que foi utilizada no tratamento do referido óleo pesado, no interior da referida primeira pirólise.The method of claim 4, wherein said further processing comprises mixing said heavier fraction with said particulate thermal conveyor, wherein said particulate thermal conveyor, of said second pyrolysis is performed at a temperature of about , or above, the temperature which has been used in the treatment of said heavy oil, within said first pyrolysis. 6. 0 método da reivindicação 5, em que a referida fração mais pesada é adicionada ao óleo pesado não processado antes de ser introduzida no referido reator de fluxo ascendente para a referida segunda operação de pirólise.The method of claim 5, wherein said heavier fraction is added to the unprocessed heavy oil before it is introduced into said upflow reactor for said second pyrolysis operation. 7. 0 método da reivindicação 6, em que na referida primeira etapa de pirólise, o dito óleo pesado é injetado a uma temperatura de 150°C no reator de fluxo ascendente, a temperatura do referido reator de fluxo ascendente é de menos de 500°C, e o tempo de residência é inferior a um segundo, e na referida segunda pirólise, a temperatura do referido reator de fluxo ascendente é de 530°C a 590°C, e em que o referido tempo de residência da referida segunda etapa de pirólise é o mesmo que, ou acima do tempo de residência da referida primeira etapa de pirólise.The method of claim 6, wherein in said first pyrolysis step, said heavy oil is injected at a temperature of 150øC in the upflow reactor, the temperature of said upflow reactor is less than 500ø C, and the residence time is less than one second, and in said second pyrolysis, the temperature of said upflow reactor is 530 ° C to 590 ° C, and wherein said residence time of said second step of pyrolysis is the same as or above the residence time of said first pyrolysis step. 8. O método da reivindicação 4, em que o referido transportador térmico particulado é separado da referida segunda corrente de produto, e um segundo produto é recolhido a partir da referida segunda corrente de produto.The method of claim 4, wherein said particulate thermal conveyor is separated from said second product stream, and a second product is collected from said second product stream. 9. O método da reivindicação 4, em que a dita corrente de produto da referida primeira etapa de pirólise é tratada dentro de um condensador quente antes da recuperação da referida fração leve e referida fração pesada. 4The method of claim 4, wherein said product stream of said first pyrolysis step is treated within a hot condenser prior to the recovery of said light fraction and said heavy fraction. 4 10. O método de qualquer uma das reivindicações 1 a 9, onde o referido produto liquido melhorado é transportado sem a adição de diluentes. Lisboa, 19 de Setembro de 2013The method of any one of claims 1 to 9, wherein said improved liquid product is transported without the addition of diluents. Lisbon, September 19, 2013
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