用于升级基于石油的组合物同时减少堵塞的超临界水工艺制造技术

提供了用于升级基于石油的组合物同时减少堵塞的工艺的实施方案，其包括在混合装置中混合超临界水流与加压、加热的基于石油的组合物以建立组合的进料流，以及引入超临界升级反应器系统中。所述工艺还包括在冷却装置中冷却升级产物，以及在减压器中降低冷却的升级产物的压力。为了减少堵塞，所述工艺还包括将堵塞去除剂溶液注射至以下注射位置中的一者或多者处：工艺路线上连接混合装置与升级反应器系统的注射口；工艺路线上连接升级反应器系统与冷却装置的注射口；或工艺路线上连接冷却装置与减压器的注射口。

Supercritical water technology for upgrading petroleum based compositions while minimizing clogging

An implementation scheme for upgrading process based on petroleum based compositions and reducing blockage is provided, which includes mixing supercritical water flow with pressurized, heated oil based compositions in a mixing plant to establish a combined feed flow and introducing a supercritical upgrading reactor system. The process also includes cooling the upgrading product in the cooling device and reducing the pressure of the upgraded product in the pressure reducer. In order to reduce clogging, the process also includes one or more of the plugging remover solutions injected into the following injection position: the injection port connecting the mixing device and the upgrading reactor system on the process route, the injection port of the upgrading reactor system and the cooling device on the process route, or the cooling assembly on the process route. Put the injection port with the pressure reducer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于升级基于石油的组合物同时减少堵塞的超临界水工艺相关申请的交叉引用本申请要求2015年12月15日提交的美国临时申请62/267,401的优先权，这个临时申请以全文引用的方式并入。
本公开的实施方案一般涉及用于升级基于石油的组合物的超临界水工艺，并且更具体地涉及减少堵塞，尤其工艺路线中的堵塞的超临界水升级工艺。
技术介绍
用于升级基于石油的组合物的系统常常经历工艺路线中由焦炭或其它泥渣材料所致的堵塞。堵塞指的是工艺路线中的流动停止或急剧减少，这可能使升级工艺减缓或停止。另外，如果归因于工艺路线中焦炭和堵塞材料的形成，工艺流程停止或减缓，那么延迟或失速流可以进一步加剧堵塞材料的形成。堵塞材料并不限于焦炭。高粘性材料也可以造成堵塞。可以是水、转化的重油以及未转化的重油的混合物的超临界水反应器流出物常常呈乳液状态。水-烃乳液的粘度随高温而降低。因此，这类乳液可能不会在高温下操作的反应器中造成任何问题。然而，在离开反应器之后，流出物由热交换器冷却降温，这使粘度增加。这种粘度增加的混合物可能造成工艺路线中的堵塞并且可能减缓或中断升级工艺。
技术实现思路
因此，持续需要用于升级基于石油的组合物同时减少工艺路线中的堵塞的工艺。本专利技术实施方案通过将堵塞去除剂溶液注射至超临界反应器系统的各个位置处以减少和去除工艺路线中的堵塞来解决这些需要。根据一个实施方案，提供了一种用于升级基于石油的组合物同时减少堵塞的工艺。这种工艺包括在混合装置中混合超临界水流与加压、加热的基于石油的组合物以建立组合的进料流，以及将组合的进料流引入升级反应器系统中以产生升级产物，其中升级反应器系统在高于水的临界温度和高于水的临界压力的压力下操作，并且其中升级反应器系统包括一个或多个升级反应器。这种工艺还包括将升级产物传送出升级反应器系统，用冷却装置冷却升级产物以建立具有低于200℃的温度的冷却的升级产物，以及用减压器降低冷却的升级产物的压力以建立具有0.05兆帕(MPa)至2.2MPa的压力的冷却、减压流。此外，这种工艺包括在注射位置处的内部流体的温度的200℃以内的温度和注射位置处的内部流体的压力的100％至120％的压力下将堵塞去除剂溶液注射至一个或多个注射位置处，其中堵塞去除剂溶液包含芳香族溶剂和小于500百万分率(ppm)的水，并且其中注射位置包括以下一者或多者：工艺路线上连接混合装置与升级反应器系统的注射口；工艺路线上连接升级反应器系统与冷却装置的注射口；或工艺路线上连接冷却装置与减压器的注射口。所描述的实施方案的额外特征和优点将在以下详细描述中陈述，并且一部分将为本领域的技术人员从那个描述显而易见或通过实施所描述的实施方案，包括以下详细描述、权利要求书以及附图而认识到。附图说明图1是根据本公开的一个或多个实施方案的用于升级基于石油的组合物同时减少堵塞的超临界水系统的示意性绘图；图2是根据本公开的一个或多个实施方案的用于升级基于石油的组合物同时减少堵塞的超临界水系统的另一个示意性绘图；图3是根据本公开的一个或多个实施方案的用于升级基于石油的组合物同时减少堵塞的超临界水系统的又一个示意性绘图；以及图4是如下实施例中提供的比较模拟的压力随时间而变的图解说明，其中堵塞去除剂未注射至升级反应器系统中。具体实施方式本公开的实施方案是针对改善用于加工重油的超临界水工艺的操作稳定性和性能。如先前所叙述，当重油经受超临界水工艺时通常遭遇到由低溶解度材料所致的堵塞。本公开的实施方案是针对通过在某些条件下将堵塞去除剂溶液注射至各个工艺路线位置处来去除这类堵塞材料。超临界水已经证实是重油的热加工中的有效溶剂或稀释剂以减少过度裂化或焦化。如本公开通篇所用的“超临界”指的是物质处于高于其水的临界压力和温度的压力和温度下，以使得截然不同的相不存在并且物质可以展现气体的扩散同时如同液体一样溶解材料。在高于临界温度和压力的温度和压力下，水的液相和气相边界消失，并且流体具有液态与气态物质的特征。超临界水如同有机溶剂一样能够溶解有机化合物并且如同气体一样具有极佳的可扩散性。温度和压力的调节允许连续“调整”超临界水的特性以更像液体或更像气体。超临界水与液相亚临界水相比具有降低的密度和更小的极性，从而大大扩展可以在水中进行的化学的可能范围。不受理论约束，超临界水当其达到超临界边界时具有各种意想不到的特性。超临界水对有机化合物具有极高的溶解度并且与气体具有无限的可混溶性。此外，自由基种类可以通过超临界水经由笼蔽效应(即，一个或多个水分子包围自由基种类，然后阻止自由基种类相互作用的状况)来稳定。自由基种类的稳定可以帮助阻止自由基间缩合并且从而减少当前实施方案中的总体焦炭产生。举例来说，焦炭产生可以是自由基间缩合的结果。在某些实施方案中，超临界水经由蒸汽重整反应和水-气变换反应产生氢气，其然后可用于升级反应。在超临界水工艺中，热裂化反应可以由超临界水的存在来控制以避免过度裂化和焦化。超临界水具有极低的介电常数，使其与诸如甲苯和二氯甲烷的常用有机溶剂相容。虽然超临界水可以溶解大范围的烃，但超临界水的高温条件在超临界水溶解烃之前可以导致其它副反应。举例来说，在高温条件中苯并芘暴露于水比所需更长的时段可以导致焦炭的形成。参考图1-3，提供了用于在超临界水存在下升级基于石油的组合物105的工艺100的实施方案。基于石油的组合物105可以指来源于石油、煤液或生物材料的任何烃来源。基于石油的组合物105的例示性烃来源可以包括全范围原油、蒸馏原油、渣油、拔顶原油、来自炼油厂的产物流、来自蒸汽裂化工艺的产物流、液化煤、从油或焦油砂回收的液体产物、沥青、油页岩、沥青质、生物质烃，等等。在一个实施方案中，基于石油的组合物105可以包括常压渣油。如图1-3中所示，基于石油的组合物105可以在泵112中加压以建立加压的基于石油的组合物116。加压的基于石油的组合物116的压力可以是至少22.1MPa，接近水的临界压力。或者，加压的基于石油的组合物116的压力可以介于22.1MPa与32MPa之间，或介于23MPa与30MPa之间，或介于24MPa与28MPa之间。在一些实施方案中，加压的基于石油的组合物116的压力可以介于25MPa与29MPa、26MPa与28MPa、25MPa与30MPa、26MPa与29MPa或23MPa与28MPa之间。再次参考图1-3，加压的基于石油的组合物116然后可以在一个或多个石油预热器120中加热以形成加压、加热的基于石油的流124。在一个实施方案中，加压、加热的基于石油的流124具有高于如先前所描述的水的临界压力的压力和高于75℃的温度。或者，加压、加热的基于石油的流124的温度介于10℃与300℃之间，或介于50℃与250℃之间，或介于75℃与200℃之间，或介于50℃与150℃之间，或介于50℃与100℃之间。在一些实施方案中，加压、加热的基于石油的流124的温度可以介于75℃与225℃之间，或介于100℃与200℃之间，或介于125℃与175℃之间，或介于140℃与160℃之间。石油预热器120的实施方案可以包括天然气火焰加热器、热交换器或电加热器。举例来说，加压、加热的基于石油的流124可以在套管式热交换器或壳管式热交换器中加热。如图1-3中所示，水流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于升级基于石油的组合物同时减少堵塞的工艺，其包括：在混合装置中混合超临界水流与加压、加热的基于石油的组合物以建立组合的进料流；将所述组合的进料流引入升级反应器系统中以产生升级产物，其中所述升级反应器系统在高于水的临界温度的温度和高于水的临界压力的压力下操作，并且其中所述升级反应器系统包括一个或多个升级反应器；将所述升级产物传送出所述升级反应器系统；用冷却装置冷却所述升级产物以建立具有低于200℃的温度的冷却的升级产物；用减压器降低所述冷却的升级产物的压力以建立具有0.05兆帕(MPa)至2.2MPa的压力的冷却、减压流；以及在所述注射位置处的内部流体的温度的200℃以内的温度和所述注射位置处的所述内部流体的压力的100％至120％的压力下将堵塞去除剂溶液注射至一个或多个注射位置处，其中所述堵塞去除剂溶液包含芳香族溶剂和小于500百万分率(ppm)的水，并且其中所述注射位置包括以下一者或多者：工艺路线上连接所述混合装置与所述升级反应器系统的注射口；工艺路线上连接所述升级反应器系统与所述冷却装置的注射口；或工艺路线上连接所述冷却装置与所述减压器的注射口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 US 62/267,4011.一种用于升级基于石油的组合物同时减少堵塞的工艺，其包括：在混合装置中混合超临界水流与加压、加热的基于石油的组合物以建立组合的进料流；将所述组合的进料流引入升级反应器系统中以产生升级产物，其中所述升级反应器系统在高于水的临界温度的温度和高于水的临界压力的压力下操作，并且其中所述升级反应器系统包括一个或多个升级反应器；将所述升级产物传送出所述升级反应器系统；用冷却装置冷却所述升级产物以建立具有低于200℃的温度的冷却的升级产物；用减压器降低所述冷却的升级产物的压力以建立具有0.05兆帕(MPa)至2.2MPa的压力的冷却、减压流；以及在所述注射位置处的内部流体的温度的200℃以内的温度和所述注射位置处的所述内部流体的压力的100％至120％的压力下将堵塞去除剂溶液注射至一个或多个注射位置处，其中所述堵塞去除剂溶液包含芳香族溶剂和小于500百万分率(ppm)的水，并且其中所述注射位置包括以下一者或多者：工艺路线上连接所述混合装置与所述升级反应器系统的注射口；工艺路线上连接所述升级反应器系统与所述冷却装置的注射口；或工艺路线上连接所述冷却装置与所述减压器的注射口。2.如权利要求1所述的工艺，其中堵塞去除剂溶液注射至所述注射位置中的至少两者处。3.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述超临界水流是通过将水馈送至第一泵和在所述第一泵下游的第一加热装置而产生，并且所述加压、加热的基于石油的组合物是通过将所述加压、加热的基于石油的组合物馈送至第二泵和在所述第二泵下游的第二加热装置而产生，其中所述加压、加热的基于石油的组合物在高于50℃的温度下。4.如权利要求3所述的工艺，其进一步包括在以下注射位...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔基玄，穆尼夫·F·阿尔卡尔祖赫，李朱恒，巴德·M·阿尔奥泰比，阿卜杜拉·T·阿拉布杜哈迪，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA