專利名稱：聯(lián)合溶劑脫瀝青和氣化的瀝青和樹脂生產(chǎn)的制作方法
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，煉油廠采用溶劑脫瀝青(SDA)法從殘油進(jìn)料中提取有價值的組分，即作為原油精煉副產(chǎn)物產(chǎn)生的重質(zhì)烴。所述提取組分返回?zé)捰蛷S，使之轉(zhuǎn)化成有價值的較輕餾分如汽油。可用于SDA法的適合殘油進(jìn)料包括例如常壓塔底殘油、真空塔底殘油、原油、拔頂原油、煤油提取物、頁巖油、和從焦油砂中回收的油。
典型的SDA法中，向來自煉油廠的殘油進(jìn)料中加入輕質(zhì)烴溶劑，在可稱之為瀝青質(zhì)分離器的裝置中進(jìn)行處理。常用溶劑是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷、戊烷、異戊烷、新戊烷、己烷、異己烷、庚烷、其單烯屬對應(yīng)物、和用于脫瀝青的類似已知溶劑、及其混合物。在升溫升壓下，所述混合物在瀝青質(zhì)分離器中分離成多個液流，典型地為基本上不含瀝青質(zhì)的脫瀝青油(DAO)、樹脂和溶劑的液流，和其中可能溶解一些DAO的瀝青質(zhì)和溶劑的混合物。所述SDA法是一種公知的石油加工工藝，描述在例如U.S.Pat.No.3,968,023(Yan)、U.S.Pat.No.4,017,383(Beavon)、U.S.Pat.No.4,125,458(Bushnell)中，引入本文供參考，以及其它許多文獻(xiàn)中。
一旦除去瀝青質(zhì)后，通常使所述基本上不含瀝青質(zhì)的DAO、樹脂和溶劑的物流經(jīng)過溶劑回收系統(tǒng)。所述SDA裝置的溶劑回收系統(tǒng)通過煮掉所述溶劑從富含DAO的溶劑中提取一部分溶劑，通常利用來自火焰加熱器的水蒸汽或熱油。然后使汽化的溶劑冷凝，再循環(huán)用于所述SDA裝置。
從所述DAO/樹脂產(chǎn)物流中分離樹脂產(chǎn)品通常是有益的。這通常在從所述DAO中除去溶劑之前進(jìn)行。本文所用“樹脂”意指已分離和從SDA裝置中得到的樹脂。樹脂比脫瀝青油的密度更大或更重，但比上述瀝青質(zhì)輕。所述樹脂產(chǎn)品通常包含多種有高度脂族取代的側(cè)鏈的芳烴，可能還包含金屬如鎳和釩。一般地，所述樹脂包括已從中除去瀝青質(zhì)和DAO的物料。
U.S.Pat.No.3,775,292(Watkins)教導(dǎo)一種SDA法，其中用溶劑使原料脫瀝青，然后在溶劑提取裝置中用選擇性溶劑除去樹脂從而提供貧溶劑的樹脂濃縮物和脫樹脂的第二液相。兩種溶劑都不回收，所述樹脂和所述DAO在加氫裂化裝置中進(jìn)一步處理以生產(chǎn)更低沸點的烴。
U.S.Pat.No.4,101,415(Crowley)和U.S.Pat.No.(Ven Driesen等)教導(dǎo)了類似的SDA法，其中使原料經(jīng)溶劑提取步驟除去瀝青質(zhì)和樹脂，得到不含瀝青質(zhì)且不含樹脂的DAO。然后使從所述原料中除去的瀝青質(zhì)/樹脂混合物經(jīng)第二溶劑提取步驟使樹脂與瀝青質(zhì)分離。
U.S.Pat.No.4,239,616(Gearhart)教導(dǎo)一種SKA法，其中使重質(zhì)烴原料與溶劑混合，然后經(jīng)過在升溫升壓下的第一分離區(qū)從而使所述物料分離成包含油、樹脂和溶劑的第一輕相、和包含瀝青質(zhì)和一些溶劑的第二重相。將所述第一輕相送入第二分離區(qū)，在其中經(jīng)受比第一分離區(qū)更高的溫度從而使所述第一輕相分離成包含油和溶劑的第二輕相和包含樹脂和一些溶劑的第二重相。然后將所述第二輕相送入第三分離區(qū)，使之分離成包含溶劑的第三輕相和包含油的第三重相。
所述‘616法的關(guān)鍵在于將所述第一重相的至少一部分引入第二分離區(qū)的上部。這樣使所述第一重相與第二輕相接觸，除去可能夾帶在第二輕相中的任何樹脂體的至少一部分。還優(yōu)選在所述第一重相引入第二分離區(qū)之前將所述第一重相加熱足以使所述第二分離區(qū)的上部內(nèi)形成內(nèi)回流，從而有助于從所述第二輕相中除去樹脂。
U.S.Pat.No.4,454,023(Lutz)教導(dǎo)一種方法，其中將粘滯的重質(zhì)烴進(jìn)料在減粘裂化裝置中處理并供入蒸餾裝置進(jìn)行分餾。然后將所述蒸餾裝置的塔底產(chǎn)物供入溶劑提取裝置產(chǎn)生瀝青質(zhì)重餾分以及一或多種包含很大百分比樹脂或油的較輕餾分。使包含樹脂的較輕餾分的至少一部分再循環(huán)回所述減粘裂化爐的進(jìn)料流中以提高所述減粘裂化爐中的轉(zhuǎn)化率。
U.S.Pat.No.5,145,574(Hedrick)教導(dǎo)一種從包含溶劑、DAO和樹脂的溶劑溶液中分離樹脂相的方法。將所述溶劑溶液引入特殊的熱交換裝置，射向一般垂直設(shè)置的換熱表面的至少一部分從而將所述溶劑溶液加熱使所述樹脂相沉淀。然后回收樹脂含量降低的溶劑溶液以及樹脂產(chǎn)品。
分離出的脫瀝青樹脂產(chǎn)品構(gòu)成更好的用于重?zé)N裂化裝置如H-OILTM、延遲焦化裝置、和減粘裂化裝置的進(jìn)料。不含樹脂的DAO也是用于產(chǎn)品裂化裝置如加氫處理裝置、加氫裂化器和催化裂化裝置的改良原料。
H-OILTM是一種有專利權(quán)的沸騰床法(Hydrocarbon Research，Inc.和Texaco Development Corporation共有)，用于重質(zhì)減壓渣油或“渣油”和重油的催化氫化以生產(chǎn)改質(zhì)的餾出石油產(chǎn)品和特別適合摻混至低硫燃油中的未轉(zhuǎn)化的底部產(chǎn)物。所述H-OILTM法中，通過確保催化劑保持在基本上等溫的條件下并暴露于均一性質(zhì)的進(jìn)料中的裝置使所述催化劑與氫氣和包含硫和金屬的烴原料接觸。此加氫處理方法尤其可用減壓渣油原料實現(xiàn)高度加氫脫硫。所述H-OILTM產(chǎn)品稱為密度和平均沸點較低、硫含量較低而且金屬含量較低的液體產(chǎn)品。
由于渣油原料典型地包含高濃度的金屬如鎳、鐵和釩以及高濃度的氮和硫，有時很難實現(xiàn)高度轉(zhuǎn)化。這些物質(zhì)許多甚至可使催化劑鈍化或中毒。催化劑中毒通常導(dǎo)致需要頻繁添加或更換催化劑，影響裝置的可用性和生產(chǎn)量。由于渣油原料包含當(dāng)所述原料被加熱時產(chǎn)生不溶性碳質(zhì)材料的大瀝青質(zhì)餾分，也難以使渣油轉(zhuǎn)化。這些固體的形成通常造成原料或溫度操作限制。樹脂原料的金屬含量和瀝青質(zhì)含量較低，因而是比渣油更好的用于H-OILTM法的原料。
延遲焦化法是一種確定的煉油方法，用于低價值的極重渣油原料如減壓渣油以獲得低沸點裂化產(chǎn)物。所述延遲焦化法中，將所述重油原料在管式爐中迅速加熱，原料從管式爐中直接流入大焦化罐中，所述焦化罐保持在微壓下發(fā)生焦化的條件下。在罐內(nèi)，所述加熱的進(jìn)料分解成焦炭、氣體和所要的低沸點液體，從罐的頂部排出，通入分餾塔中。所述焦化罐充滿固體焦炭時，使所述進(jìn)料換向另一罐，使所述滿罐冷卻，排出焦炭產(chǎn)品。一般使用至少兩個焦化罐以致一個罐被加載時從另一罐中排出焦炭。
爐內(nèi)結(jié)焦是延遲焦化操作中的大問題。焦化罐內(nèi)溫度較高可減少焦炭和氣體的產(chǎn)量。所述爐提供較高的溫度，導(dǎo)致爐管內(nèi)過度結(jié)垢，從而導(dǎo)致清潔爐管的維護(hù)要求更大。
所述基本的延遲焦化法已進(jìn)行許多改進(jìn)。例如U.S.Pat.No.4,455,219(Janssen等)和U.S.Pat.No.4,518,487(Graf等)(均引入本文供參考)提出通過用低沸程烴代替一些重質(zhì)進(jìn)料改進(jìn)所述延遲焦化法。這些方法使焦化方法得到改進(jìn)，其中獲得增多的液體產(chǎn)品而焦炭產(chǎn)量相應(yīng)地減少。因此，樹脂原料是比渣油更好的用于延遲焦化裝置的進(jìn)料，因為樹脂較輕，而且它們具有減少在爐內(nèi)焦化的傾向。
減粘(技術(shù)術(shù)語，作為“降低粘度”的縮寫)是用于通過使渣油轉(zhuǎn)化成更輕的烴餾分而降低渣油粘度的輕度裂化操作。有時使所述渣油與有價值的輕油或瀝青稀釋油共混產(chǎn)生可接受粘度的油。利用減粘裂化裝置降低渣油粘度以降低所述瀝青稀釋油的需求。為改善過程經(jīng)濟(jì)性，減粘裂化一般在高溫高壓下進(jìn)行以提高重殘渣的轉(zhuǎn)化率。取決于減粘裂化操作的苛刻度，所述減粘裂化反應(yīng)過程中可能發(fā)生設(shè)備的結(jié)焦和結(jié)垢，限制了增加所述減粘裂化操作苛刻度的能力。因此，對于給定的原料，應(yīng)通過增加苛刻度獲得最大轉(zhuǎn)化率；但苛刻度增加可能對產(chǎn)品質(zhì)量和/或焦炭形成速率有不利影響，從而通過增加苛刻度提高轉(zhuǎn)化率的能力受到限制。減粘裂化法的例子可參見例如U.S.Pat.No.5,925,236(Fersing等)和U.S.Pat.No.5,413,702(Yan)，均引入本文供參考。
已提出多種增加減粘裂化操作苛刻度的方案。U.S.Pat.No.4,454,023(Lutz)(引入本文供參考)提出通過使來自所述操作的重產(chǎn)物經(jīng)過溶劑提取步驟產(chǎn)生作為分離餾分的溶劑提取油、樹脂和瀝青質(zhì)，使樹脂餾分返回減粘裂化操作以允許增加苛刻度，從而增加減粘裂化操作的苛刻度。一般地，對于這些類型的裝置而言，樹脂是比瀝青質(zhì)優(yōu)選的原料，因為其粘度低、固體含量低、而且允許減粘裂化操作在更苛刻的條件下運(yùn)行。U.S.Pat.No.4,767,521(Feldman等)(引入本文供參考)提出通過從減粘裂化裝置的進(jìn)料中除去一些重組分增加減粘裂化的苛刻度。
加氫裂化裝置是最通用的煉油轉(zhuǎn)化裝置?？商幚韽氖X油至瀝青的各種原料產(chǎn)生分子量比所述原料的分子量更低的任何想要產(chǎn)品。加氫處理是最廣泛使用的催化煉油方法，可處理從最輕的石腦油至最重的減壓渣油的原料。主要用于從原料中除去不想要的雜質(zhì)如含硫化合物。加氫裂化和加氫處理都用氫氣作為反應(yīng)物。催化裂化與加氫裂化相似，但不使用氫氣。每種方法中都使用催化劑，原料中存在的任何金屬或固體雜質(zhì)以及所述工藝過程中產(chǎn)生的任何焦炭可使所述催化劑鈍化。
固體雜質(zhì)還導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)的流型差，以及導(dǎo)管和下游設(shè)備結(jié)垢、堵塞、和封閉。充滿固體的油不能有效地或容易地用管道輸送。固體的積累可導(dǎo)致設(shè)備待修、停車、延長停工期、降低工藝收率、降低效率、和形成不想要的焦炭。因此，不含樹脂的DAO原料比含樹脂的DAO原料優(yōu)選，因為如前面所述，除去所述DAO的樹脂部分中，大部分金屬、脫除瀝青質(zhì)后殘留的固體和焦炭產(chǎn)物也從所述DAO中脫除。
發(fā)明概述本發(fā)明的一方面提供一種從包含溶劑、脫瀝青油(DAO)和樹脂的溶劑溶液中分離樹脂相的改進(jìn)方法。此改進(jìn)方法包括將所述溶劑溶液加熱以使所述樹脂從所述溶劑溶液中沉淀，然后從所述溶劑溶液中分離所述樹脂和一些溶劑。這將產(chǎn)生樹脂產(chǎn)品和包含所述DAO和剩余溶劑的混合物。然后使所述DAO/溶劑混合物沸騰以使所述溶劑的一部分汽化。從所述DAO/溶劑混合物中除去汽化的溶劑而留下包含任何未汽化溶劑的不含樹脂的DAO產(chǎn)品。然后使所述汽化的溶劑冷凝，再循環(huán)回溶劑脫瀝青相再用于使重質(zhì)烴原料脫瀝青。
更具體地，本發(fā)明涉及溶劑脫瀝青工藝與氣化工藝的熱聯(lián)合。所述熱聯(lián)合涉及用來自氣化裝置的廢熱(優(yōu)選來自熱的飽和合成氣的熱量)使所述DAO和溶劑的混合物沸騰。通過用所述汽化的溶劑部分加熱上述溶劑溶液完成樹脂的脫除。沸騰之前還用所述汽化的溶劑部分預(yù)熱所述DAO/溶劑混合物。所述溶劑溶液加熱和DAO/溶劑混合物預(yù)熱步驟通常串聯(lián)進(jìn)行，其中在所述沸騰步驟之前先使所述DAO/溶劑混合物預(yù)熱留下冷卻的汽化溶劑部分。然后在所述樹脂分離步驟之前用所述冷卻的汽化溶劑部分為所述溶劑溶液提供熱量。然后用所述脫瀝青步驟中回收的瀝青作為所述氣化工藝中的原料。
附圖簡述

圖1為不脫除樹脂的普通現(xiàn)有技術(shù)溶劑回收工藝的示意流程圖。
圖2為本發(fā)明一實施方案的示意流程圖，說明聯(lián)合的樹脂脫除和溶劑回收法。
圖3為本發(fā)明優(yōu)選實施方案的示意流程圖，說明聯(lián)合的氣化/溶劑脫瀝青系統(tǒng)。
說明性實施方案的描述本發(fā)明提供一種氣化和溶劑脫瀝青聯(lián)合法，重點是從脫瀝青油中脫除樹脂。
本文所用術(shù)語“沉淀”在使瀝青質(zhì)沉淀中意指所述富瀝青質(zhì)的材料形成第二相，它可以是而且優(yōu)選是流體或似流體相。本發(fā)明一優(yōu)選實施方案中，將所述沉淀的富瀝青質(zhì)材料泵送至氣化器中。
本文所用術(shù)語“脫瀝青的烴原料”、“脫瀝青油”、DAO、和“石蠟油”可互換地用于意指在所述脫瀝青操作所選的條件下可溶于所選脫瀝青溶劑的油。
本文所用術(shù)語“合成氣”意指包含均超過約5％(摩爾)的氫氣和一氧化碳?xì)怏w的氣體。氫氣與一氧化碳之摩爾比可以(但不是必須)為約1∶1。所述合成氣中往往有一些惰性氣體特別是氮?dú)夂投趸?。往往有污染物如硫化氫和COS。“合成氣”通常在氣化反應(yīng)中產(chǎn)生。
本文所用術(shù)語“烴質(zhì)”描述各種適合的氣化器原料，旨在包括氣態(tài)、液體和固態(tài)烴、碳質(zhì)材料、及其混合物。瀝青質(zhì)是所述氣化器原料的一種組分。通常利于使進(jìn)料混合。事實上，術(shù)語“烴質(zhì)”的定義中可包括基本上任何可燃的含碳有機(jī)物或其漿液?？墒构虘B(tài)、氣態(tài)和液態(tài)進(jìn)料混合而同時使用；這些可包括任何比例的鏈烷屬、烯屬、炔屬、環(huán)烷屬、瀝青質(zhì)、和芳族化合物。
油中的瀝青質(zhì)使油的進(jìn)一步運(yùn)輸和加工困難。為使重石油的價值最大，多年來一直將油中的瀝青組分分離?；厥辗菫r青質(zhì)組分而作為有價值的產(chǎn)品出售，留下價值極低的瀝青質(zhì)組分。瀝青質(zhì)是適合于氣化的烴質(zhì)材料。參見例如U.S.專利號4,391,701，引入本文供參考。
本發(fā)明方法適用于含瀝青質(zhì)的烴原料。此原料通常是流體如油或重油。在原油蒸餾過程中，如煉油廠大規(guī)模用于生產(chǎn)輕質(zhì)烴油餾出物的蒸餾過程中，通常得到殘油。所述方法也適用于此殘油。所述含瀝青質(zhì)的烴原料甚至可以看似固體，尤其在室內(nèi)條件下。所述含瀝青質(zhì)的烴原料應(yīng)至少部分地與所述提取溫度下的溶劑溶混。
本發(fā)明是用溶劑從油中萃取瀝青質(zhì)的工藝、通過部分氧化實現(xiàn)氣化的工藝、和從所述不含瀝青質(zhì)的油中脫除樹脂的工藝的聯(lián)合。通過氣化與溶劑脫瀝青結(jié)合，可使往往滯銷的副產(chǎn)物瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)化成有價值的合成氣。
所述溶劑脫瀝青工藝中，通過用溶劑液-液萃取從所述包含瀝青質(zhì)的烴原料中分離出的脫瀝青烴原料是用于諸如H-OILTM、減粘裂化裝置、焦化裝置、加氫處理裝置、加氫裂化裝置和催化裂化裝置的操作的有價值原料。此外，從所述脫瀝青烴原料中脫除的樹脂相可顯著地改善所述H-OILTM、減粘裂化裝置和焦化裝置的所述原料的質(zhì)量。剩余的不含樹脂的脫瀝青烴原料本身是用于加氫處理裝置、加氫裂化裝置和催化裂化裝置的改良原料。另一方面，分離出的富瀝青質(zhì)材料價值低得多，因而是理想的氣化原料。
用低沸點溶劑從含瀝青質(zhì)的烴原料中萃取瀝青質(zhì)是已知的。參見例如U.S.專利號4,391,701和U.S.專利號3,617,481，引入本文供參考。所述脫瀝青步驟涉及使所述溶劑與所述含瀝青質(zhì)的烴原料在瀝青質(zhì)萃取器中接觸。利于保持這樣的溫度和壓力以致所述含瀝青質(zhì)的烴原料和所述低沸點溶劑為流體或似流體。所述接觸可以間歇方式、連續(xù)的流體-流體逆流方式、或本領(lǐng)域已知的任何其它方法進(jìn)行。所述瀝青質(zhì)形成晶體，可通過重力分離、過濾、離心分離、或本領(lǐng)域已知的任何其它方法與所述脫瀝青烴原料分離。
所述工藝包括使含瀝青質(zhì)的烴液與鏈烷烴溶劑接觸形成混合物。溶劑的量典型地為約4至約8份/份(基于重量)。所述溫度典型地在約400°F(204℃)至約800°F(427℃)之間。然后使所述液體的粘度降低以致可通過例如離心分離、過濾或重力沉降從所述混合物中除去夾帶的固體。加壓燒結(jié)金屬過濾器是一種優(yōu)選的分離方法。然后使所述瀝青質(zhì)沉淀析出成為分離流體相?？赏ㄟ^加入附加的溶劑和/或?qū)⑺龌旌衔锛訜嵋l(fā)沉淀直至瀝青質(zhì)沉淀析出成為分離相。從所述混合物中除去基本上不含固體(即低于約150ppm重)的瀝青質(zhì)。隨后使所回收的不含固體的瀝青質(zhì)氣化。
使沉淀的瀝青質(zhì)和其它烴質(zhì)燃料氣化涉及使之與包含活性氧的氣體如空氣、有大于約90％(摩爾)氧的基本上純氧、或有大于約21％(摩爾)氧的富氧空氣反應(yīng)。優(yōu)選基本上純氧。利于在溫度控制調(diào)節(jié)劑如水蒸汽或水存在下，在氣化區(qū)完成所述烴質(zhì)原料的部分氧化得到熱的部分氧化合成氣。所述氣化法為本領(lǐng)域已知。參見例如U.S.專利4,099,382和U.S.專利4,178,758，引入本文供參考。
所述反應(yīng)區(qū)中，內(nèi)容物通常將達(dá)到在約1,700°F(927℃)至3,000°F(1649℃)范圍內(nèi)、更典型地在約2,000°F(1093℃)至2,800°F(1538℃)范圍內(nèi)的溫度。壓力典型地在約1大氣壓(101kPa)至約250大氣壓(25331kPa)的范圍內(nèi)、更典型地在約15大氣壓(1520kPa)至約150大氣壓(15,199kPa)的范圍內(nèi)、甚至更典型地在約60大氣壓(6080kPa)至約80大氣壓(8106kPa)的范圍內(nèi)。
合成氣混合物包含一氧化碳和氫氣。氫氣是工業(yè)上用于氫化反應(yīng)的重要反應(yīng)物。所述合成氣中常見的其它物質(zhì)包括硫化氫、二氧化碳、氨、氰化物、及碳和痕量金屬形式的顆粒。原料中的污染程度取決于原料類型和所用特定氣化方法以及操作條件。無論如何，脫除這些污染物對于使氣化成為可行方法是很重要的，脫除酸氣即硫化氫是非常有利的。
所述產(chǎn)品氣從氣化器中排出時，通常使之經(jīng)過冷卻和涉及滌氣技術(shù)的清洗操作，其中將所述氣體引入滌氣器，與水霧接觸，使所述氣體冷卻并從所述合成氣中除去顆粒和離子組分。然后在所述溶劑脫瀝青法的溶劑回收步驟中用于汽化和回收溶劑的鍋爐中使所得溫度為約400°F(約204℃)至約500°F(約260℃)的濕合成氣進(jìn)一步冷卻至約300°F(約149℃)。然后在下游工藝中使用所述合成氣之前，在酸氣脫除步驟中處理所述冷卻的濕合成氣以除去污染氣體。
所述溶劑脫瀝青工藝中所用溶劑可以是任何適合的脫瀝青溶劑。用于脫瀝青的典型溶劑是輕脂族烴，即有2至8個碳原子的化合物。鏈烷烴特別是包含丙烷、丁烷、戊烷或其混合物的溶劑適用于本發(fā)明。特別優(yōu)選的溶劑取決于所述瀝青質(zhì)的特性。較重的溶劑用于瀝青環(huán)球法軟化點較高的瀝青質(zhì)。溶劑可包含少部分(即低于約20％)的高沸點鏈烷烴如己烷或庚烷。
脫瀝青后，對包含脫瀝青油、樹脂和溶劑的溶劑溶液進(jìn)行處理以除去并回收所述樹脂相。此溶劑溶液可包括40％至超過90％溶劑，剩余物包括所述脫瀝青油和樹脂。樹脂回收這樣實現(xiàn)先將所述溶劑溶液加熱，優(yōu)選用來自后續(xù)溶劑回收步驟的汽化溶劑。然后將所述熱的溶劑溶液送入分離器，其中因所述混合物被加熱而發(fā)生的溶解度變化使所述樹脂從溶劑溶液中沉淀析出。然后從所述分離器中取出沉淀的樹脂，通常為約50％樹脂和50％溶劑的混合物。然后通常將回收的樹脂泵送至重?zé)N裂化裝置如H-OILTM裝置、焦化裝置、或減粘裂化裝置。
脫除樹脂后，對所述脫瀝青油/溶劑混合物進(jìn)行處理以回收溶劑。溶劑回收一般可通過超臨界分離或蒸餾進(jìn)行，但本發(fā)明中通過簡單地將所述不含樹脂的脫瀝青油/溶劑混合物加熱至足以煮去一部分溶劑的溫度實現(xiàn)。本發(fā)明中，用于所述煮沸的熱量由來自所述氣化裝置的濕合成氣產(chǎn)品提供。優(yōu)選在所述煮沸步驟之前用所述汽化溶劑預(yù)熱所述脫瀝青油/溶劑混合物。這使所述汽化溶劑冷卻，然后用所述冷的汽化溶劑在所述樹脂脫除步驟之前加熱由樹脂、脫瀝青油和溶劑組成的上述溶劑溶液。然后使大多數(shù)脫瀝青溶劑循環(huán)，以使來自所述樹脂脫除加熱步驟的蒸氣冷凝，送回所述脫瀝青步驟進(jìn)一步處理。
一般地，并非所有溶劑都沸騰離開所述脫瀝青油。通常所述溶劑的一部分保留在所述脫瀝青油中，因此所述脫瀝青油產(chǎn)品通常為約50％溶劑和50％脫瀝青油。然后通常將此混合物送入產(chǎn)品裂化裝置如加氫處理裝置、加氫裂化裝置、或催化裂化裝置進(jìn)一步處理。
參見附圖，圖1示出從脫瀝青油中脫除和回收溶劑的普通現(xiàn)有技術(shù)工藝。由溶劑脫瀝青工藝產(chǎn)生的脫瀝青油(DAO)和溶劑的混合物經(jīng)管線2供入換熱器4。在換熱器4中使所述混合物預(yù)熱，然后經(jīng)管線6送入鍋爐18中。在鍋爐18中，用經(jīng)管線1O供入的傳熱流體如熱油或蒸汽提供的熱量加熱所述混合物。所述傳熱流體在鍋爐18中被冷卻，經(jīng)管線12排出。所述混合物被加熱至足以使混合物中的一部分溶劑沸騰的溫度，此溶劑部分通過管線14離開所述鍋爐。被加熱的DAO和剩余溶劑的混合物經(jīng)管線8離開所述鍋爐用于進(jìn)一步處理。
管線14中的汽化溶劑部分給換熱器4提供熱量，用于在沸騰之前預(yù)熱所述DAO/溶劑混合物。所述汽化溶劑部分在換熱器4中被冷卻，通過管線16離開。然后通常將管線16中的冷卻的汽化溶劑送入冷凝器使之可以液體形式循環(huán)回前面的溶劑脫瀝青工藝。
圖1所示現(xiàn)有技術(shù)工藝中，不從所述DAO中除去樹脂部分。
圖2示出本發(fā)明一實施方案，其中從溶劑脫瀝青工藝產(chǎn)生的DAO/溶劑混合物中除去樹脂。
樹脂的回收如下實現(xiàn)將所述混合物經(jīng)管線102送入換熱器104用于加熱。所述混合物在換熱器104中被加熱，然后經(jīng)管線106送入分離器108。因所述混合物被加熱而發(fā)生的溶解度變化使所述樹脂從所述溶劑溶液中沉淀析出而沉降在分離器108的底部。然后所述沉淀樹脂通過管線110從分離器中排出，通常與一部分溶劑一起排出，送入其它煉油裝置如類似H-OILTM裝置、焦化裝置、或減粘裂化裝置的重?zé)N裂化裝置進(jìn)行處理。
脫除樹脂后，剩余的脫瀝青油/溶劑混合物經(jīng)管線112從分離器108流入換熱器114中。所述混合物在換熱器114中被預(yù)熱，然后經(jīng)管線116送入鍋爐118中。在鍋爐118中，用經(jīng)管線122供入的傳熱流體如熱油或蒸汽、但優(yōu)選來自氣化裝置的熱合成氣提供的熱量加熱所述混合物。所述傳熱流體在鍋爐118中被冷卻，經(jīng)管線124排出。所述混合物被加熱至足以使所述混合物中的一部分溶劑沸騰的溫度，此溶劑部分通過管線126離開鍋爐。被加熱的DAO和剩余溶劑的混合物通過管線120離開鍋爐用于進(jìn)一步處理，通常在產(chǎn)品裂化裝置如加氫處理裝置、加氫裂化裝置、或催化裂化裝置中處理。
管線126中的汽化溶劑部分先給換熱器114提供熱量，用于在沸騰之前預(yù)熱所述不含樹脂的DAO/溶劑混合物。所述汽化溶劑部分在換熱器114中被冷卻，通過管線128離開。然后使管線128中的冷卻的汽化溶劑在換熱器104中進(jìn)一步冷卻，用于在所述樹脂沉淀/脫除步驟之前加熱所述含樹脂的DAO/溶劑混合物。進(jìn)一步冷卻的汽化溶劑通過管線130從換熱器104中排出，然后通常送入冷凝器使之可以液體形式循環(huán)回前面的溶劑脫瀝青工藝。
圖3說明本發(fā)明另一實施方案，從與氣化工藝聯(lián)合的溶劑脫瀝青工藝產(chǎn)生的DAO/溶劑混合物中脫除樹脂。
此實施方案中，使管線242中的包含瀝青質(zhì)的油與來自管線240的溶劑接觸產(chǎn)生混合物。管線240中的溶劑通常是來自管線238的新鮮溶劑與來自管線237的循環(huán)冷凝溶劑的組合。然后將包含瀝青質(zhì)的油/溶劑混合物送入分離器246，在其中使所述瀝青質(zhì)沉淀析出成為分離流體相，通過管線248從分離器246中排出。所述脫瀝青油/溶劑通過管線202從分離器246中排出，然后進(jìn)行處理以回收樹脂和溶劑。
所述沉淀的瀝青質(zhì)經(jīng)管線248送入液化裝置252。如果裝有下游氣化裝置256來處理固體進(jìn)料，則此步驟可能不必要。在液化裝置252中，所述沉淀的瀝青質(zhì)與來自管線250的水接觸形成漿液，通過管線254從液化裝置252中排出。然后將管線254中的漿液送入氣化裝置256，在其中與來自管線258的含氧氣體和來自管線260的溫度控制調(diào)節(jié)劑如水蒸汽反應(yīng)。在氣化反應(yīng)器256中處理之前也可使來自管線254的漿液與另一種氣化器原料混合。在氣化反應(yīng)器256中，產(chǎn)生包含一氧化碳和氫氣的熱的濕合成氣混合物，通過管線222從氣化反應(yīng)器中排出。
從所述DAO中回收樹脂可如下實現(xiàn)將來自分離器246的DAO/溶劑混合物經(jīng)管線202送入換熱器204用于加熱。所述混合物在換熱器204中被加熱，然后經(jīng)管線206送入分離器208。因所述混合物被加熱而發(fā)生的溶解度變化使所述樹脂從所述溶劑溶液中沉淀析出而沉降在分離器208底部。然后所述沉淀樹脂通過管線210從分離器中排出，通常與一部分溶劑一起排出，送入其它煉油裝置如類似H-OILTM裝置、焦化裝置、或減粘裂化裝置的重?zé)N裂化裝置進(jìn)行處理。
脫除樹脂后，剩余的脫瀝青油/溶劑混合物經(jīng)管線212從分離器208流入換熱器214中。所述混合物在換熱器214中被預(yù)熱，然后經(jīng)管線216送入鍋爐218中。在鍋爐218中，用經(jīng)管線222供入的來自氣化裝置260的濕合成氣提供的熱量加熱所述混合物。所述熱合成氣在鍋爐218中被冷卻，經(jīng)管線224排出。所述混合物被加熱至足以使所述混合物中的一部分溶劑沸騰的溫度，此溶劑部分通過管線226離開鍋爐。被加熱的DAO和剩余溶劑的混合物通過管線220離開鍋爐用于進(jìn)一步處理，通常在產(chǎn)品裂化裝置如加氫處理裝置、加氫裂化裝置、或催化裂化裝置中處理。
管線226中的汽化溶劑部分先給換熱器214提供熱量，用于在沸騰之前預(yù)熱所述不含樹脂的DAO/溶劑混合物。所述汽化溶劑部分在換熱器214中被冷卻，通過管線228離開。然后使管線228中的冷卻的汽化溶劑在換熱器204中進(jìn)一步冷卻，用于在所述樹脂沉淀/脫除步驟之前加熱所述含樹脂的DAO/溶劑混合物。進(jìn)一步冷卻的汽化溶劑通過管線230從換熱器204中排出，然后送入冷凝器236。在冷凝器236中，所述進(jìn)一步冷卻的汽化溶劑與通過管線232進(jìn)入冷凝器236并通過管線234離開的冷卻介質(zhì)如冷卻水換熱。冷凝的溶劑通過管線237離開冷凝器236，然后與管線238中的新鮮溶劑組合用于溶劑脫瀝青工藝。
根據(jù)以上公開，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解和體會到，一種說明性的實施方案包括一種從包含脫瀝青油、樹脂和溶劑的溶劑溶液中除去樹脂和溶劑的方法，所述方法包括將所述溶劑溶液加熱以使所述樹脂沉淀；從所述溶劑溶液中分離所述樹脂，產(chǎn)生樹脂產(chǎn)品和包含脫瀝青油和溶劑的混合物；使所述混合物沸騰以使一部分溶劑汽化；和從所述混合物中除去所述汽化的溶劑部分留下不含樹脂的脫瀝青油產(chǎn)品。
所述溶劑溶液可包含約10％脫瀝青油和樹脂、以及90％溶劑。一部分溶劑可與所述樹脂產(chǎn)品一起除去，并且可包含約50％樹脂和約50％溶劑?？赏ㄟ^與來自氣化裝置的廢熱換熱使剩余的DAO/溶劑混合物沸騰，所述廢熱通常由溫度為約400°F(204℃)至約500°F(約260℃)的濕合成氣提供，所述濕合成氣被冷卻至約300°F(149℃)。
來自鍋爐的汽化溶劑部分可用于預(yù)熱所述DAO/溶劑混合物和用于加熱所述DAO/樹脂/溶劑溶液，通常與先發(fā)生的所述DAO/溶劑混合物的加熱串聯(lián)。所得不含樹脂的脫瀝青油產(chǎn)品可包含約50％脫瀝青油和50％溶劑。
所得樹脂產(chǎn)品可在選自H-oil裝置、焦化裝置和減粘裂化裝置的重?zé)N裂化裝置中處理。所述不含樹脂的脫瀝青油產(chǎn)品可在選自加氫處理裝置、加氫裂化裝置和催化裂化裝置的產(chǎn)品裂化裝置中進(jìn)一步處理。
根據(jù)以上公開，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解和體會到，第二種說明性實施方案包括一種溶劑脫瀝青工藝和氣化工藝的聯(lián)合方法，包括向包含瀝青質(zhì)、樹脂和油的重質(zhì)烴物流中加入溶劑；除去所述瀝青質(zhì)以產(chǎn)生基本上不含溶劑的瀝青質(zhì)物流和基本上不含瀝青質(zhì)的包含所述溶劑、所述樹脂和所述油的溶劑溶液；在部分氧化反應(yīng)器中處理所述瀝青質(zhì)以生產(chǎn)合成氣；將所述溶劑溶液加熱以使所述樹脂沉淀；從所述溶劑溶液中分離出所述樹脂，產(chǎn)生樹脂產(chǎn)品和包含所述油和所述溶劑的混合物；給所述混合物施加熱量以使一部分溶劑汽化，其中用所述合成氣作為熱源；和從所述混合物中除去所述汽化的溶劑部分，留下不含樹脂的脫瀝青油產(chǎn)品。
所述溶劑溶液可包含約10％脫瀝青油和樹脂、以及90％溶劑。一部分溶劑可與所述樹脂產(chǎn)品一起除去，并且可包含約50％樹脂和約50％溶劑?？赏ㄟ^與來自氣化裝置的廢熱換熱使剩余的DAO/溶劑混合物沸騰，所述廢熱通常由溫度為約400°F(204℃)至約500°F(約260℃)的濕合成氣提供，所述濕合成氣被冷卻至約300°F(149℃)的溫度。
來自鍋爐的汽化溶劑部分可用于預(yù)熱所述DAO/溶劑混合物和用于加熱所述DAO/樹脂/溶劑溶液，通常與先發(fā)生的所述DAO/溶劑混合物的加熱串聯(lián)。然后使所述汽化溶劑冷凝，與新鮮溶劑組合，加入包含瀝青質(zhì)、樹脂和油的重質(zhì)烴物流中在所述脫瀝青工藝中再利用。所得不含樹脂的脫瀝青油產(chǎn)品可包含約50％脫瀝青油和50％溶劑。
所得樹脂產(chǎn)品可在選自H-oil裝置、焦化裝置和減粘裂化裝置的重?zé)N裂化裝置中處理。所述不含樹脂的脫瀝青油產(chǎn)品可在選自加氫處理裝置、加氫裂化裝置和催化裂化裝置的產(chǎn)品裂化裝置中進(jìn)一步處理。
雖然已根據(jù)優(yōu)選實施方案描述了本發(fā)明所述裝置、組合物和方法，但在不背離本發(fā)明構(gòu)思和范圍的情況下可對本文所述方法進(jìn)行改變對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的所有類似替換和修改都認(rèn)為在以下權(quán)利要求書中提出的本發(fā)明范圍和構(gòu)思之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種從包含脫瀝青油、樹脂和溶劑的溶劑溶液中除去樹脂和溶劑的方法，所述方法包括a)將所述溶劑溶液加熱以使所述樹脂沉淀；b)從所述溶劑溶液中分離所述樹脂，產(chǎn)生樹脂產(chǎn)品和包含脫瀝青油和溶劑的混合物；c)使所述混合物沸騰以使一部分溶劑汽化；和d)從所述混合物中除去所述汽化的溶劑部分，留下不含樹脂的脫瀝青油產(chǎn)品。
2.權(quán)利要求1的方法，其中將至少一部分溶劑與所述樹脂產(chǎn)品一起除去。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述樹脂產(chǎn)品包含約50％樹脂和約50％溶劑。
4.權(quán)利要求1的方法，其中通過與來自氣化裝置的廢熱換熱使所述混合物沸騰。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述來自氣化裝置的廢熱由濕合成氣提供。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述濕合成氣處于約400°F(204℃)至約500°F(約260℃)的溫度下。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所述濕合成氣被冷卻至約300°F(149℃)的溫度。
8.權(quán)利要求1的方法，還包括在使所述混合物沸騰之前在所述混合物和所述汽化溶劑部分之間進(jìn)行換熱，得到冷卻的汽化溶劑部分。
9.權(quán)利要求8的方法，其中通過在所述溶劑溶液和所述冷卻的汽化溶劑部分之間換熱將所述溶劑溶液加熱。
10.權(quán)利要求1的方法，其中通過在所述溶劑溶液和所述汽化溶劑部分之間換熱將所述溶劑溶液加熱。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述樹脂產(chǎn)品在選自H-oil裝置、焦化裝置和減粘裂化裝置的重?zé)N裂化裝置中進(jìn)一步處理。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述不含樹脂的脫瀝青油產(chǎn)品在選自加氫處理裝置、加氫裂化裝置和催化裂化裝置的產(chǎn)品裂化裝置中進(jìn)一步處理。
13.權(quán)利要求1的方法，其中所述不含樹脂的脫瀝青油產(chǎn)品包含約50％脫瀝青油和約50％溶劑。
14.權(quán)利要求1的方法，其中所述溶劑溶液包含約10％脫瀝青油和樹脂、以及約90％溶劑。
15.一種溶劑脫瀝青工藝和氣化工藝的聯(lián)合方法，包括a)向包含瀝青質(zhì)、樹脂和油的重質(zhì)烴物流中加入溶劑；b)除去所述瀝青質(zhì)以產(chǎn)生基本上不含溶劑的瀝青質(zhì)物流和基本上不含瀝青質(zhì)的包含所述溶劑、所述樹脂和所述油的溶劑溶液；c)在部分氧化反應(yīng)器中處理所述瀝青質(zhì)以生產(chǎn)濕合成氣；d)將所述溶劑溶液加熱以使所述樹脂沉淀；e)從所述溶劑溶液中分離出所述樹脂，產(chǎn)生樹脂產(chǎn)品和包含所述油和所述溶劑的混合物；f)給所述混合物施加熱量以使一部分溶劑汽化，其中用所述合成氣作為熱源；和g)從所述混合物中除去所述汽化的溶劑部分，留下不含樹脂的脫瀝青油產(chǎn)品。
16.權(quán)利要求15的方法，其中至少一部分溶劑與所述樹脂產(chǎn)品一起除去。
17.權(quán)利要求16的方法，其中所述樹脂產(chǎn)品包含約50％樹脂和約50％溶劑。
18.權(quán)利要求15的方法，其中所述濕合成氣處于約400°F(204℃)至約500°F(約260℃)的溫度下。
19.權(quán)利要求18的方法，其中所述濕合成氣被冷卻至約300°F(149℃)的溫度。
20.權(quán)利要求15的方法，還包括在給所述混合物施加熱量之前在所述混合物和所述汽化溶劑部分之間進(jìn)行換熱，得到冷卻的汽化溶劑部分。
21.權(quán)利要求20的方法，其中通過在所述溶劑溶液和所述冷卻的汽化溶劑部分之間換熱將所述溶劑溶液加熱。
22.權(quán)利要求15的方法，其中通過在所述溶劑溶液和所述汽化溶劑部分之間換熱將所述溶劑溶液加熱。
23.權(quán)利要求15的方法，其中所述樹脂產(chǎn)品在選自H-oil裝置、焦化裝置和減粘裂化裝置的重?zé)N裂化裝置中進(jìn)一步處理。
24.權(quán)利要求15的方法，其中所述不含樹脂的脫瀝青油產(chǎn)品在選自加氫處理裝置、加氫裂化裝置和催化裂化裝置的產(chǎn)品裂化裝置中進(jìn)一步處理。
25.權(quán)利要求15的方法，其中所述不含樹脂的脫瀝青油產(chǎn)品包含約50％脫瀝青油和約50％溶劑。
26.權(quán)利要求15的方法，其中所述溶劑溶液包含約10％脫瀝青油和樹脂、以及90％溶劑。
27.權(quán)利要求15的方法，其中使所述汽化溶劑冷凝，與所述溶劑合并，加入所述包含瀝青質(zhì)、樹脂和油的重質(zhì)烴物流中。
全文摘要
本發(fā)明涉及溶劑脫瀝青工藝與氣化工藝的熱聯(lián)合和一種從包含溶劑、脫瀝青油(DAO)和樹脂的溶劑溶液中分離樹脂相的改進(jìn)方法。此改進(jìn)方法包括將所述溶劑溶液加熱以使所述樹脂從所述溶劑溶液中沉淀，然后從所述溶劑溶液中分離所述樹脂和一些溶劑。這將產(chǎn)生樹脂產(chǎn)品和包含所述DAO和剩余溶劑的混合物。然后使所述DAO/溶劑混合物沸騰以使所述溶劑的一部分汽化，用來自氣化裝置的廢熱為所述沸騰提供熱源。從所述DAO/溶劑混合物中除去汽化的溶劑，留下包含任何未汽化溶劑的不合樹脂的DAO產(chǎn)品。用所述汽化溶劑加熱上述溶劑溶液和預(yù)熱所述不含樹脂的DAO/溶劑混合物。所述溶劑溶液加熱和DAO/溶劑混合物預(yù)熱步驟通常串聯(lián)進(jìn)行，其中在所述沸騰步驟之前先使所述DAO/溶劑混合物預(yù)熱留下冷卻的汽化溶劑部分。然后在所述樹脂分離步驟之前用所述冷卻的汽化溶劑部分為所述溶劑溶液提供熱量。然后用所述脫瀝青步驟中回收的瀝青作為所述氣化工藝的原料。
文檔編號C10G21/14GK1455809SQ01815582
公開日2003年11月12日 申請日期2001年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月22日
發(fā)明者P·S·瓦拉斯, K·A·約翰遜, C·F·彭羅斯, J·G·尼庫姆 申請人:德士古發(fā)展公司