6] g)費(fèi)-托（FT)液體在性質(zhì)上主要是石蠟，從而改善精煉產(chǎn)品板巖的質(zhì)量和價(jià)值；
[0027] h)FT石腦油在當(dāng)前升級(jí)器中很少以任何量可獲得并且將非常優(yōu)先用于在溶劑脫 瀝青單元（SDA)中和油砂泡沫處理單元中使蒸餾過的底部殘留物脫瀝青；以及
[0028] i)濃縮的0)2從氣化器（XTL)合成氣處理單元可獲得，允許升級(jí)器作為低成本碳 捕獲預(yù)留〇)2來源用于碳捕獲和封存（CCS)項(xiàng)目。
[0029] 作為在本文所闡述的技術(shù)范圍內(nèi)的進(jìn)一步進(jìn)展的一部分，精煉方面得到解決。
[0030] 在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施方案中，闡明了一種工藝以完全升級(jí)通常具有介于22與40 之間的API密度的輕原油和具有介于12至22之間的API密度的重油或具有小于API 12的 API密度的超重油或柏油而不會(huì)產(chǎn)生不合需要的烴副產(chǎn)品，諸如石油焦、重燃料油或?yàn)r青。 這種工藝組合了費(fèi)-托烴合成單元與常規(guī)精煉加工步驟以生產(chǎn)完全商業(yè)規(guī)格的精煉產(chǎn)品， 尤其諸如（但不限于）用于石油化學(xué)品原料的石腦油、用于汽油摻合的石腦油、汽油、柴油、 噴氣燃料、滑潤劑、蠟。
[0031] -般來說，常規(guī)或簡單的拔頂、輕度加氫以及輕度轉(zhuǎn)化精煉廠經(jīng)過設(shè)計(jì)以接收 >22API、更特別地30至40API密度的脫硫或含硫輕原油用于生產(chǎn)精煉燃料。輕油精煉廠主 要集中于生產(chǎn)汽油、噴氣以及柴油燃料，并且如有需要，精煉廠將管理精煉底部殘留物作為 瀝青或燃料油出售。通常，底部殘留物的體積對(duì)于大于30API的原油密度是最小的。
[0032] 近年來，輕原油的供應(yīng)和可用性已經(jīng)明顯下降并且相對(duì)于減低的較重原油成本變 得很費(fèi)成本。許多常規(guī)精煉廠最近已經(jīng)被重新配置成中度轉(zhuǎn)化精煉廠以接收成本進(jìn)一步降 低的重原油（20至30API)，得到原油的較高餾分，其轉(zhuǎn)化成殘?jiān)⑶冶晦D(zhuǎn)化成瀝青、含硫重 燃料油或石油焦。另外，許多精煉廠已經(jīng)被迫進(jìn)一步升級(jí)加氫處理設(shè)施來生產(chǎn)超低硫汽油 (ULSG)和超低硫柴油（ULSD)以達(dá)到更嚴(yán)格的監(jiān)管商業(yè)市場規(guī)格。這些改造的精煉廠的經(jīng) 濟(jì)學(xué)已經(jīng)變得極具挑戰(zhàn)性，這歸因于顯著的資本和加工成本而沒有額外的產(chǎn)品產(chǎn)率或大量 收入的增加。
[0033] 為使問題進(jìn)一步復(fù)雜化，大體積的低價(jià)值世界原油供應(yīng)現(xiàn)在采用來自原位或開采 油砂操作的超重原油（12至22API)或柏油（6至11API)來源的形式?，F(xiàn)在需要復(fù)雜的精 煉廠轉(zhuǎn)化，其涉及添加深度轉(zhuǎn)化精煉單元，諸如深度加氫裂解和焦化，以適應(yīng)超重油和柏油 饋料。這些深度轉(zhuǎn)化精煉廠是資本密集的并且產(chǎn)生顯著較低價(jià)值的副產(chǎn)品，諸如具有顯著 增加的GHG(溫室氣體）排放的石油焦?；诔睾桶赜驮偷木珶挳a(chǎn)品產(chǎn)率為約80至90 體積％。
[0034] 石油焦具有不合需要的特性，諸如處理困難和費(fèi)成本、儲(chǔ)存和運(yùn)輸需求、主要環(huán)境 影響，并且含有高水平的硫（6+wt%)以及有毒重金屬，諸如鎳和釩（1000ppm+)。因此，石 油焦具有有限的市場并且常常有商業(yè)和環(huán)境責(zé)任，因?yàn)槠湓跇O低或負(fù)收益下儲(chǔ)存或投入市 場。
[0035] 因?yàn)槭澜缬推饭?yīng)更多地朝著超重油（12至20API)和柏油（6至12API)的供應(yīng) 轉(zhuǎn)變，所以真空底部殘留物接近整個(gè)原油鑒定的60vol %。因此，需要一種改善的工藝以使 所有重油和柏油饋料轉(zhuǎn)化成商業(yè)的高價(jià)值產(chǎn)品，而不會(huì)產(chǎn)生諸如石油焦和C02(GHG)的副產(chǎn) 品，并且對(duì)環(huán)境的影響減小。
[0036] 將要論述的精煉工藝解決了本領(lǐng)域中的需要?？蓺w因于這種工藝的優(yōu)點(diǎn)包括：
[0037] a)精煉底部殘留物，通常>950+F材料轉(zhuǎn)變成合成燃料，諸如FT石腦油、合成柴油、 合成噴氣燃料、合成潤滑油、蠟等等；
[0038] b)消除諸如重燃料油、道路瀝青以及石油焦的低價(jià)值烴副產(chǎn)品的產(chǎn)生，從而完全 (100wt% )利用原油饋料，而與原油板巖的密度或摻合密度無關(guān)；
[0039] c)饋料流（即，原油、天然氣等等）中大于90%的所有碳保留和轉(zhuǎn)化，使得0)2或 GHG的排放減少超過50% ;以及
[0040] d)來自主要的常規(guī)精煉工藝的康拉遜碳（CCR)、環(huán)烷酸（TAN)和重金屬以及大量 硫?qū)嵸|(zhì)上減少。這是有利的，因?yàn)槠湓试S使用較低成本的常規(guī)氫加工單元（加氫裂解器）， 這些單元具有單個(gè)或多個(gè)固定床催化劑系統(tǒng)以使重餾分升級(jí)至高價(jià)值的精煉燃料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0041] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種改善的重油和柏油升級(jí)方法，其用于以實(shí)質(zhì)上增 加的產(chǎn)率生產(chǎn)精煉產(chǎn)品并且合成烴而不會(huì)產(chǎn)生諸如石油焦或渣油的廢料副產(chǎn)品。
[0042] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的另一個(gè)目的在于提供一種用于升級(jí)重油或柏油以配制 精煉的烴副產(chǎn)品的工藝，其包括：
[0043] (a)提供重油或柏油的原料來源；
[0044] (b)處理所述原料以形成蒸餾過的餾分和未蒸餾的底部殘留物餾分；
[0045] (c)將所述底部殘留物餾分饋送至合成氣產(chǎn)生回路用于經(jīng)由部分氧化反應(yīng)配制貧 氫合成氣流并且使所述合成氣在費(fèi)-托反應(yīng)器中反應(yīng)以合成烴副產(chǎn)品；
[0046] ⑷移出完全精煉的烴副產(chǎn)品的至少一部分用于商業(yè)應(yīng)用；以及
[0047] (e)添加外部氫源至所述貧氫合成氣以優(yōu)化烴的合成，這些烴中的至少一者是合 成經(jīng)副廣品。
[0048] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的另一個(gè)目的在于提供一種用于升級(jí)重油或柏油以配制 精煉的烴副產(chǎn)品的工藝，其包括：
[0049] (a)提供柏油或重油原料的來源并且通過蒸餾處理所述原料以形成蒸餾過和未蒸 餾的底部殘留物餾分；
[0050] (b)將所述未蒸餾的底部殘留物餾分饋送至合成氣產(chǎn)生回路用于經(jīng)由部分氧化反 應(yīng)配制貧氫合成氣流；
[0051] (c)處理所述貧氫合成氣流的至少一部分至水氣變換（WGS)反應(yīng)以產(chǎn)生最佳 費(fèi)-托合成氣；
[0052] (d)在費(fèi)-托單元中處理所述最佳費(fèi)-托合成氣流以合成烴副產(chǎn)品；以及
[0053] (e)移出完全精煉的合成烴副產(chǎn)品的升級(jí)部分中的至少一者用于商業(yè)應(yīng)用。
[0054] 本發(fā)明技術(shù)減少了現(xiàn)有技術(shù)的參考文獻(xiàn)中所例示的疏漏。盡管事實(shí)是呈專利公 布、頒布的專利以及其它學(xué)術(shù)出版物形式的現(xiàn)有技術(shù)全部認(rèn)可費(fèi)-托工藝、蒸汽甲烷重整、 自熱重整、烴升級(jí)、合成油配制、流再循環(huán)以及其它工藝的有用性，但現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)個(gè)別地采 用時(shí)或當(dāng)結(jié)合起來時(shí)缺乏在沒有渣油和/或石油焦產(chǎn)生的情況下提供柏油和重油的有效 升級(jí)的工藝。
[0055] 合成原油（SCO)和精煉的烴副產(chǎn)品，諸如石腦油、汽油、柴油以及噴氣燃料，是從 與來自可開采的油砂和原位生產(chǎn)的柏油和重油相關(guān)聯(lián)使用的柏油/重油升級(jí)器設(shè)施的輸 出。其還可以指的是頁巖油，從油頁巖熱解的輸出。合成原油或精煉的烴副產(chǎn)品的特性取 決于升級(jí)配置中所用的工藝。典型的完全升級(jí)的SCO不含硫并且具有約30至40的API比 重，其適合于常規(guī)精煉原料。其也被稱為"升級(jí)原油"。本文所敘述的工藝對(duì)于汽油、噴氣燃 料以及柴油燃料的部分升級(jí)、完全升級(jí)或完全精煉特別有效。便利地，工藝的靈活性允許在 相同方案內(nèi)進(jìn)行燃料合成和合成原油部分升級(jí)或進(jìn)行部分升級(jí)作為整個(gè)工藝。
[0056] 本發(fā)明以先前未認(rèn)識(shí)到的組合將一系列已知的單元操作合并成有很大改善的合 成途徑用于合成烴的高產(chǎn)率、高質(zhì)量生產(chǎn)。費(fèi)-托工藝的整合，并且更特別是費(fèi)-托工藝與 在蒸汽甲烷重整器（SMR)和/或自熱重整器（ATR)中與天然氣組合使用FT石腦油和/或 FT升級(jí)器蒸氣作為主要燃料的富氫合成氣發(fā)生器的整合，得到優(yōu)良的脫硫合成烴副產(chǎn)品， 其在不存在石油焦和渣油的情況下可合成。
[0057] 已發(fā)現(xiàn)，通過采用蒸汽甲烷重整器（SMR)作為與天然氣組合使用精煉燃料、精煉 LPG、FT LPG、FT石腦油以及FT/升級(jí)器蒸氣的富氫合成氣發(fā)生器，當(dāng)與通過未蒸餾或處理 過的柏油或重油底部殘留物的氣化而形成的貧氫合成氣摻合時(shí)可以達(dá)成顯著結(jié)果。實(shí)現(xiàn)了 在中間餾出物合成烴范圍內(nèi)的顯著產(chǎn)量增加。通用反應(yīng)如下：
[0058] 天然氣+FT石腦油（v) +FT升級(jí)器蒸氣+蒸汽+熱一C0+nH2+C02。
[0059] 如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，蒸汽甲烷重整可以在任何適合的條件下操作以促進(jìn) 饋料流（如上述方程式中所示的實(shí)例）轉(zhuǎn)化成氫氣H2和一氧化碳C0,或被稱作合成氣或 特別稱作富氫合成氣。顯著效益使得中間餾出物合成的烴增加超過100%。添加蒸汽和天 然氣以優(yōu)化氫氣與一氧化碳的所需比率達(dá)到3:1至6:1的近似范圍?？梢匀芜x地添加外部 〇)2以使不合需要的〇)2的形成減至最低并且使富氫合成氣中C0的形成達(dá)到最大。還可以 將水氣變換反應(yīng)（WGS)、變壓吸附（PSA)或膜單元添加至SMR合成氣回路的任何部分以進(jìn)一 步富集富氫流并且產(chǎn)生接近純的氫氣流以供氫加工使用。一般來說，使用天然氣、FT蒸氣、 精煉氣或任何其它適合的燃料以提供用于SMR爐的熱能。
[0060] 蒸汽重整器可以含有任何適合的催化劑，一種或多種催化活性組分的實(shí)例如鈀、 鉑、銠、銥、鋨、釕、鎳、鉻、鈷、鈰、鑭或其混合物。催化活性組分可以負(fù)載于陶瓷小球上或耐 熱金屬氧化物上。其它形式將為技術(shù)人員顯而易見。
[0061] 進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，采用自熱重整器（ATR)作為唯一的富氫合成氣發(fā)生器或與SMR組 合或作為ATR/SMR的混合組合，稱作XTR，顯著效益使得FT中間餾出物合成烴增加超過 200 %。用于ATR或XTR的饋料流由FT石腦油、FT蒸氣、富H2升級(jí)器蒸氣、C0 2、02以及天然 氣組成。
[0062] 類似地，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，自熱重整采用二氧化碳和氧氣或蒸汽，與輕 烴氣體，如天然氣、FT蒸氣以及升級(jí)器蒸氣反應(yīng)以形成合成氣。這就氧化程序來說是放熱 反應(yīng)。當(dāng)自熱重整器采用二氧化碳時(shí)，所產(chǎn)生的氫氣與一氧化碳的比率為1:1，并且當(dāng)自熱 重整器使用蒸汽時(shí)，所產(chǎn)生的比率為約2. 5:1，或不同尋常地高達(dá)3. 5:1。
[0063] 在自熱重整器中合并的反應(yīng)如下：
[0064] 2CH4+02+C02- 3H 2+3C0+H20+ 熱。
[0065] 當(dāng)采用蒸汽時(shí)，反應(yīng)方程式如下：
[0066] 4CH4+02+2H20+ 熱一10H2+4C0。
[0067] 使用ATR的更顯著效益之一是在氫氣與一氧化碳的比率的可變性方面實(shí)現(xiàn)。使用 ATR的一個(gè)額外的顯著效益是可以將外部0)2添加至反應(yīng)中以完成逆變換反應(yīng)來形成額外 的一氧化碳用于加強(qiáng)FT合成單元和減少總體設(shè)施GHG排放。在本發(fā)明技術(shù)中，如先前所描 述，ATR也可以被視為富氫合成氣發(fā)生器。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，ATR操作獨(dú)立地或與上述實(shí)例中示為 蒸汽甲烷重整器（SMR)的富氫合成氣產(chǎn)生回路組合添加至回路中，對(duì)來自總體工藝的烴生 產(chǎn)率具有顯著影響。類似地，還可以將水氣變換反應(yīng)（WGS)、變壓吸附（