專(zhuān)利名稱(chēng)：提高來(lái)自環(huán)烷類(lèi)和芳烴類(lèi)原油源的煤油和柴油質(zhì)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種提高來(lái)自環(huán)烷類(lèi)和芳烴類(lèi)原油源的低質(zhì)量煤油和柴油質(zhì)量的方法，特征在于Watson特征因子K的值等于或低于12。
背景技術(shù)：
Watson特征因子K的特征值為11-12的原油源也被稱(chēng)為″環(huán)烷類(lèi)″原油。如果K因子低于11，則該原油也稱(chēng)為″芳烴類(lèi)″原油。在API的技術(shù)數(shù)據(jù)手冊(cè)中(Section 2 Characterisation)，已經(jīng)定義了烴類(lèi)物質(zhì)的Watson特征因子K。
由環(huán)烷類(lèi)或芳烴類(lèi)原油精餾得到的直餾石腦油餾分特別適合于制備高辛烷值的動(dòng)力汽油組分，這是因?yàn)樗鼈兛梢苑浅Ｈ菀椎赝ㄟ^(guò)催化重整轉(zhuǎn)化為高辛烷值的重整油。但是，由環(huán)烷類(lèi)和/或芳烴類(lèi)原油生產(chǎn)的直餾煤油和直餾柴油具有某些質(zhì)量特性，其使得它們不滿(mǎn)足某些以環(huán)境要求為主要限制條件的燃料規(guī)格要求，而這些要求在各個(gè)地區(qū)和市場(chǎng)中已經(jīng)為越來(lái)越多的法令所規(guī)定。
由環(huán)烷類(lèi)和/或芳烴類(lèi)原油通過(guò)精餾和處理生產(chǎn)的航空煤油通常具有遠(yuǎn)低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格所要求的發(fā)煙點(diǎn)(最小25mm)，所述標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)Aviation Turbine Fuels(Avtur)在Checklist No.19 of AviationFuel Quality Requirements for Jointly Operated Systems(AFQRJOS)設(shè)立，或者如果煤油的萘含量低于3vol％，則其不滿(mǎn)足最大發(fā)煙點(diǎn)的另一個(gè)規(guī)格要求(最小19mm)。有時(shí)，當(dāng)煤油具有較高的終沸點(diǎn)時(shí)，由這些原油生產(chǎn)的煤油中萘的含量太高。另外，由環(huán)烷類(lèi)和/或芳烴類(lèi)原油源直接精餾得到的煤油，很難符合針對(duì)航空煤油設(shè)立的其它一些規(guī)格要求，如最小總酸值為0.015mgKOH/g、最大指定芳烴含量為25vol％以及熱穩(wěn)定性要求(JFTOT)等。
由這種環(huán)烷類(lèi)或芳烴類(lèi)原油生產(chǎn)的具有柴油質(zhì)量的柴油通常具有較低的十六烷值(CN)。通常其十六烷值為35-50，低于針對(duì)柴油級(jí)別的所要求的國(guó)際十六烷值規(guī)格。在國(guó)際上，為了減少車(chē)輛的排放，有提高柴油燃料十六烷值的明顯傾向。例如，在歐洲柴油規(guī)格(EN 590)中最小十六烷值要求從2000年已增加至最小51，以符合在EU FuelsDirective 98/70中對(duì)Euro III燃料設(shè)定的歐洲柴油燃料與排放要求。按他們?cè)?002年發(fā)表的World Wide Fuel Charter，全球的汽車(chē)生產(chǎn)商甚至需要進(jìn)一步增加柴油燃料的十六烷值需求至最小55。
由環(huán)烷類(lèi)或芳烴類(lèi)原油生產(chǎn)的柴油還具有高密度特征。國(guó)際柴油質(zhì)量的最大密度極限值現(xiàn)在正在降低以滿(mǎn)足柴油汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)。同樣，在歐洲標(biāo)準(zhǔn)中，EU590中柴油燃料的最大規(guī)格要求在2000年已經(jīng)降低至最大845kg/m3，如在EU Fuels Directive 98/70中所設(shè)定。
由排放決定的燃料規(guī)格的后果是由環(huán)烷類(lèi)或芳烴類(lèi)原油生產(chǎn)的中間餾分燃料可能不再符合為Avtur和柴油設(shè)立的嚴(yán)格的由環(huán)境決定的燃料規(guī)格要求。如果這些原油在所謂的輕度加氫煉油廠中處理，將會(huì)造成柴油或煤油質(zhì)量“不合格”。輕度加氫煉油廠是相對(duì)簡(jiǎn)單的煉廠，由原油蒸餾和加氫精制過(guò)程組成。
為了提高由這些原油生產(chǎn)的餾出物的質(zhì)量，以滿(mǎn)足特定的產(chǎn)品質(zhì)量，這些煉廠有兩個(gè)選擇1)作為第一個(gè)選擇，通過(guò)進(jìn)一步采用更深度的加氫處理或加化裂化可以進(jìn)一步改善劣質(zhì)餾出物的質(zhì)量。但是對(duì)于那些沒(méi)有配備這些處理單元的煉廠來(lái)說(shuō)，這一選擇可能需要昂貴的投資。
在這些方法中，按US-A-3607729所述，通過(guò)煤油餾分中環(huán)烷烴組分的催化開(kāi)環(huán)，可以提高煤油餾分的發(fā)煙點(diǎn)。同時(shí)，由于加氫和開(kāi)環(huán)反應(yīng)，在這些過(guò)程中柴油的十六烷值也可以提高。
US-A-3775297描述了一種方法，其中柴油餾分作為與環(huán)烷類(lèi)原油分離的組分被轉(zhuǎn)化為潤(rùn)滑基油和動(dòng)力汽油。
按US-A-5107056所述，最新的進(jìn)展包括如下方法，其中不想要的環(huán)烷烴化合物通過(guò)膜分離從油中脫除。
2)改進(jìn)煤油和柴油特性的第二個(gè)選擇是使這些劣質(zhì)的環(huán)烷類(lèi)和芳烴類(lèi)原油與更多種鏈烷類(lèi)的原油混合和共同處理。這種原油混合物的最終餾出物產(chǎn)率可以通過(guò)用每種原油得到的餾出物產(chǎn)率乘以原油混合比來(lái)計(jì)算。
與鏈烷類(lèi)原油混合的缺點(diǎn)在于這種原油并不總是可以在煉廠本地得到，或者只能以高得多的價(jià)格得到。另一個(gè)缺點(diǎn)是，并不是總能找到一種可用來(lái)混合的鏈烷類(lèi)原油，從而使煤油和柴油的特性以及餾出物的體積要求均符合所規(guī)定的各自的質(zhì)量和數(shù)量要求。
通常，原油混合會(huì)造成某些質(zhì)量的讓步，例如在混合這些原油后，其為煤油混合物或柴油混合物，它們分別符合發(fā)煙點(diǎn)要求和十六烷值規(guī)格。其它混合物具有超過(guò)規(guī)格的特性值，而所述混合物的特性值與具有更接近規(guī)格的特性的混合物相同或相近。很明顯這種所謂的質(zhì)量讓步優(yōu)選應(yīng)該避免。但是，正如上文所解釋?zhuān)?dāng)在煉廠混合環(huán)境下優(yōu)化煤油和柴油產(chǎn)品時(shí)，這種質(zhì)量讓步是不可避免的。共同處理鏈烷類(lèi)原油還會(huì)需要更多的原油貯存和處理、混合、原油的蒸餾和處理等。
在cookson David J等人的″觀察和預(yù)測(cè)到的由煤液化和費(fèi)托原料配制的噴氣燃料和柴油燃料的特性(Observed and predictedproperties of jet and diesel fuel formulated from coalliquefaction and Fischer-Tropsch feedstocks)″，Energy Fuels1992，6，第581-585頁(yè)，其中描述了由非原油源即煤液化方法得到的煤油和柴油餾分如何分別與由費(fèi)-托衍生煤油和柴油混合。
本發(fā)明的目的是得到一種由環(huán)烷類(lèi)或芳烴類(lèi)原油制備煤油和柴油的方法，其中減少了產(chǎn)品的質(zhì)量讓步，并且其中不需要減少環(huán)烷烴或芳烴含量的特殊措施。

發(fā)明內(nèi)容
用如下方法實(shí)現(xiàn)這一目的。一種由Watson特征因子K值等于或小于12.0的原油源制備煤油和柴油產(chǎn)品的方法，該方法通過(guò)如下步驟進(jìn)行(a)從所述原油源中分離石油衍生煤油餾分和石油衍生柴油餾分，其中當(dāng)所述煤油餾分的萘含量低于3vol％時(shí)，所述石油衍生煤油餾分的發(fā)煙點(diǎn)小于25mm或小于19mm，并且所述石油衍生柴油的十六烷值低于50或密度大于845kg/m3，(b)向所述石油衍生煤油餾分中加入足夠量的費(fèi)-托衍生煤油餾分，從而得到一種混合物，當(dāng)該混合物的萘含量低于3vol％時(shí)，其發(fā)煙點(diǎn)的值大于25mm或大于19mm，以及(c)向石油衍生柴油餾分中添加費(fèi)-托衍生柴油餾分，從而使所得的混合物的十六烷值大于51。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的方法提供一種得到具有希望特性的煤油和柴油產(chǎn)品的簡(jiǎn)單方法，同時(shí)不需共同處理鏈烷類(lèi)原油。應(yīng)用費(fèi)-托產(chǎn)品作為混合組分也有利于應(yīng)用由環(huán)烷類(lèi)或芳烴類(lèi)原油精餾得到的直餾煤油和柴油。這將減少甚至避免加氫處理步驟，因?yàn)樗鼈兺ǔ１挥脕?lái)減少這些餾分中的環(huán)烷烴或芳烴含量。
其它優(yōu)點(diǎn)是還可以改進(jìn)煤油的其它產(chǎn)品特性。例如由于煤油的較高熱值將增加其氫含量。熱穩(wěn)定性也將提高。
類(lèi)似地，當(dāng)直餾環(huán)烷類(lèi)柴油與費(fèi)-托衍生柴油混合后，除了十六烷值外，其它柴油性質(zhì)也將得到改善。例如熱穩(wěn)定性將提高，密度將會(huì)降低，而硫和芳烴含量將降低，以符合汽車(chē)生產(chǎn)商在他們的世界燃料憲章(World Wide Fuels Charter)(2002年修改)中針對(duì)第4級(jí)柴油等級(jí)所作的要求。
所用原油源的Watson特征因子K值等于或小于12.0。所述這些K值按API Technical Data Book(第2章表征)中所描述的公式和圖表計(jì)算得到。具有如此低K值的原油源的例子有西非原油(WestAfrican crude)如Forcados和Nigerian Light；遠(yuǎn)東原油(Far Eastcrude)如Champion Export、Labuan和Miri Light；北海原油(NorthSea crude)如Danish(DUC)、Troll、Gryphon和Alba原油；以及南美原油如Tia Juana Pesado、Bachequero和Maya。以K值等于或小于12.0的原油為基準(zhǔn)，按本發(fā)明方法得到的柴油和煤油產(chǎn)品的石油衍生餾分優(yōu)選超過(guò)50wt％、更優(yōu)選超過(guò)70wt％，最優(yōu)選超過(guò)90wt％。
從石油原料源中分離出石油衍生的煤油和柴油，優(yōu)選通過(guò)精餾分離。這種精餾優(yōu)選在常壓精餾塔中通過(guò)對(duì)煉廠操作領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員公知的方法實(shí)施。通過(guò)精餾分離且不進(jìn)行其它轉(zhuǎn)化過(guò)程的餾分稱(chēng)為直餾蒸餾餾分。
石油衍生煤油餾分優(yōu)選具有140-200℃的ASTM D 86精餾IBP，并且其終沸點(diǎn)為200-300℃。
石油衍生柴油餾分優(yōu)選具有250-300℃的ASTM D 86精餾IBP，并且其FBP為340-380℃。
費(fèi)-托衍生煤油和柴油餾分適當(dāng)?shù)赜?加氫裂化的)費(fèi)-托合成產(chǎn)品得到。費(fèi)-托衍生煤油和柴油的例子在EP-A-583836、WO-A-9714768、WO-A-9714769、WO-A-011116、WO-A-011117、WO-A-0183406、WO-A-0183648、WO-A-0183647、WO-A-0183641、WO-A-0020535、WO-A-0020534、EP-A-1101813、US-A-5766274、US-A-5378348、US-A-5888376和US-A-6204426中有述。
適當(dāng)?shù)?，費(fèi)-托衍生煤油由至少90wt％、更優(yōu)選至少95wt％的異鏈烷烴和直鏈鏈烷烴組成。異鏈烷烴與正鏈烷烴的重量比適當(dāng)大于0.3。該比值可以高達(dá)12。該比值適當(dāng)為2-6。該比值的實(shí)際值部分由所使用的由費(fèi)-托合成產(chǎn)品制備費(fèi)-托衍生煤油或柴油的加氫轉(zhuǎn)化方法決定。也可以存在一些環(huán)狀鏈烷烴。
適當(dāng)?shù)?，費(fèi)-托衍生煤油的發(fā)煙點(diǎn)大于25mm，優(yōu)選大于50mm，并且其ASTM D 86精餾曲線(xiàn)大部分落在典型的煤油范圍內(nèi)約150-200℃，在15℃下的密度為約740kg/m3，并且硫和芳烴濃度為零(低于檢測(cè)限)。
費(fèi)-托衍生柴油適當(dāng)由至少90wt％、更優(yōu)選至少95wt％的異鏈烷烴和直鏈鏈烷烴組成。異鏈烷烴與正鏈烷烴的重量比適當(dāng)大于0.3。該比值可以高達(dá)12。該比值適當(dāng)為2-6。該比值的實(shí)際值部分由所使用的由費(fèi)-托合成產(chǎn)品制備費(fèi)-托衍生煤油或柴油的加氫轉(zhuǎn)化方法決定。也可以存在一些環(huán)狀鏈烷烴。
適當(dāng)?shù)?，費(fèi)-托衍生柴油的十六烷值大于60，優(yōu)選大于70，并且其ASTM D 86精餾曲線(xiàn)大部分落在典型的柴油范圍內(nèi)約200-400℃。費(fèi)-托柴油合適地具有300-400℃的T90vol％，在15℃下的密度為約0.76-0.79g/cm3，并且在40℃下的粘度為約2.5-4.0厘沲。
混合可以通過(guò)所謂的管道內(nèi)混合、在線(xiàn)混合或間歇混合來(lái)實(shí)施。這取決于自動(dòng)化水平。在間歇混合中，石油衍生餾分首先與費(fèi)-托衍生餾分混合，然后供料給貯存容器，然后再供料給輪船、火車(chē)或汽車(chē)或最終混合物的其它輸送設(shè)備。測(cè)量進(jìn)料至貯存容器的希望的產(chǎn)品質(zhì)量，即發(fā)煙點(diǎn)或十六烷值，并調(diào)節(jié)混合組分的量，以使其特性值保持在預(yù)定范圍內(nèi)，從而使質(zhì)量讓步最小。
當(dāng)在管道內(nèi)混合時(shí)，不需要中間貯存容器，但是混合比/體積通過(guò)質(zhì)量測(cè)量?jī)x(QMI)在管道內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)，而混合物直接卸料至輪船、火車(chē)或汽車(chē)中?；旌衔镔|(zhì)量或特性的管道內(nèi)測(cè)量與控制可以應(yīng)用公知的技術(shù)如近紅外技術(shù)(NI R)來(lái)實(shí)施。合適方法的例子在WO-A-0206905中有述。
通過(guò)下列非限定性實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明。這些實(shí)施例以應(yīng)用已知混合規(guī)則進(jìn)行的計(jì)算為基準(zhǔn)。
實(shí)施例1UOPK值為11.5的環(huán)烷類(lèi)原油被精餾成石腦油餾分、煤油餾分和柴油餾分。不同餾分的性質(zhì)在表1中列出。
表1 典型的環(huán)烷類(lèi)原油餾出物的性質(zhì)

實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1。除此之外，Watson K特征因子值為12.3的鏈烷類(lèi)原油也被精餾以得到混合組分，以改善表1所列的煤油和柴油餾分的性質(zhì)。所應(yīng)用的鏈烷類(lèi)原油的量要足以得到煤油和柴油混合物，以調(diào)節(jié)表1所列的各組分滿(mǎn)足希望的規(guī)格要求?；旌衔锏男再|(zhì)在表2中列出。
表2 鏈烷類(lèi)和環(huán)烷類(lèi)原油及其混合物的餾出物性質(zhì)

從表2可以看到，針對(duì)由混合物生產(chǎn)的煤油的發(fā)煙點(diǎn)和某些柴油性質(zhì)如十六烷值和密度，觀察到質(zhì)量讓步。
實(shí)施例3重復(fù)實(shí)施例1。向表1的煤油和柴油餾分中分別加入足夠量的費(fèi)-托煤油和柴油(具有表3中所列的性質(zhì))，以滿(mǎn)足發(fā)煙點(diǎn)和十六烷值的規(guī)格要求。所得性質(zhì)在表4中列出。
表3 FT餾出物性質(zhì)

表4 FT餾出物與環(huán)烷類(lèi)原油餾出物的混合物

權(quán)利要求
1.由Watson特征因子K值等于或小于12.0的原油源制備煤油和柴油產(chǎn)品的方法，所述方法通過(guò)如下步驟進(jìn)行(a)從所述原油源中分離石油衍生煤油餾分和石油衍生柴油餾分，其中當(dāng)所述煤油餾分的萘含量低于3vol％時(shí)，所述石油衍生煤油餾分的發(fā)煙點(diǎn)小于25mm或小于19mm，并且所述石油衍生柴油的十六烷值低于50或密度大于845kg/m3，(b)向所述石油衍生煤油餾分中加入足夠量的費(fèi)-托衍生煤油餾分，從而得到一種混合物，當(dāng)該混合物的萘含量低于3vol％時(shí)，其發(fā)煙點(diǎn)的值大于25mm或大于19mm，以及(c)向石油衍生柴油餾分中添加費(fèi)-托衍生柴油餾分，從而使所得的混合物的十六烷值大于51。
2.權(quán)利要求1的方法，其中在輕度加氫煉油廠中使煤油和柴油與原油源分離。
3.權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)的方法，其中以Watson K值等于或小于12.0的原油為基準(zhǔn)，石油柴油和煤油超過(guò)50wt％。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的方法，其中石油衍生煤油餾分的ASTMD86精餾初沸點(diǎn)為140-200℃，終沸點(diǎn)為200-300℃。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其中石油衍生柴油餾分的ASTMD86精餾初沸點(diǎn)為250-300℃，終沸點(diǎn)為340-380℃。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的方法，其中費(fèi)-托衍生煤油的異鏈烷輕與正鏈烷烴的重量比為2-6。
全文摘要
由Watson特征因子K值等于或小于12.0的原油源制備煤油和柴油產(chǎn)品的方法，所述方法通過(guò)如下步驟進(jìn)行(a)從所述原油源中分離石油衍生煤油餾分和石油衍生柴油餾分，其中當(dāng)所述煤油餾分的萘含量低于3vol％時(shí)，所述石油衍生煤油餾分的發(fā)煙點(diǎn)小于25mm或小于19mm，并且所述石油衍生柴油的十六烷值低于50或密度大于845kg/m
文檔編號(hào)C10L1/08GK1795258SQ200480014060
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2004年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月22日
發(fā)明者W·博斯 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司