针对相容性的燃料油改性制造技术

本公开提供测定各种等级的燃料油的相容性的方法，以及改性燃料油以改进相容性的方法和相容性改进的组合物。已经发现，燃料油掺合物的甲苯等效溶解力不相对于各掺合组分的甲苯等效溶解力直接变化。相反，已经确定各组分的沥青质含量也可影响最终掺合物的甲苯等效溶解力。基于这一发现，提供能够改性潜在燃料油掺合物的一种或多种组分的方法。这可降低和/或最小化在形成燃料油掺合物时沥青质沉淀的可能性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】针对相容性的燃料油改性专利
本专利技术涉及改进燃料油的相容性的方法。专利技术背景船用燃料油，有时称作船用燃料，传统上为重油馏分提供用途，否则重油馏分转化成有益用途是困难和/或昂贵的。部分由于在国际水域中使用允许具有相对较高硫含量的燃料，可将真空渣油馏分以及其它轻度加工(或甚至未加工)馏分并入传统燃料油中。更最近，许多国家已经采用对来自船舶的较低硫排放的地方规范。这会导致一些船舶携带两种类型的燃料油，一种类型适用于国际水域，而第二种类型可满足更严格的地方法规。美国专利No.5,997,723描述了掺合石油以避免不相容掺合物的方法。石油可基于可溶值(SBN)和不溶值(IN)表征。掺合过程中的目标可以是选择保持可溶值与不溶值的所需比率，如至少1.3的掺合物，或选择具有可溶值和不溶值之间的最小差值，如至少20的掺合物。石油掺合物的可溶值被描述为各组分的可溶值的加权平均值。美国专利No.4,441,890描述了烷芳基磺酸添加剂用于减少或抑制燃料油中的沥青质沉积物形成的用途。美国专利No.8,987,537描述了低硫船用燃料组合物，如0.1重量％或更低的硫含量。通过合并50至90重量％的渣油馏分(如常压渣油)与10至50重量％的附加烃组分(其任选是加氢处理的烃组分)形成燃料组合物。法国公开No.FR3011004描述了通过掺合来自裂化过程，任选在加氢精制(hydrotreatment)后的重馏出物沸程馏分与直馏馏馏出物或加氢精制的馏分而形成的船用燃料组合物。专利技术概述在各种方面中，本专利技术可包括具有改进的相容性的燃料油掺合原料/组合物和改进燃料油(如具有不同硫含量的燃料油)的相容性的方法。该方法可包括处理一种或多种燃料油以改变性质，如沥青质含量、运动粘度、密度和/或其它性质。这能使混合燃料油时(如在船舶的燃料输送系统中)固体形成减少或最小化(提高的相容性)。附图简述图1示意性显示具有各种沥青质含量的燃料油掺合物的BMCI和TE值的一个实例图2显示各种常规硫燃料油与低硫燃料油在各种掺合比下的掺合物的沉积量。图3显示常规硫燃料油和低硫燃料油的掺合物的BMCI和TE值。图4显示常规硫燃料油和低硫燃料油的掺合物的BMCI和TE值。图5显示具有小于大约3.5重量％的硫含量的几种重质燃料油的实例。图6显示具有小于大约0.1重量％的硫含量的几种低硫燃料油的实例。图7显示选择各种燃料油/掺合原料的物理-化学性质。图8显示来自图7的这些燃料油/掺合原料的沸程分布的更多细节。实施方案详述在各种方面中，本专利技术可包括具有改进的相容性的燃料油掺合原料/组合物和测定各种等级的燃料油的相容性以及改性燃料油以改进相容性的方法。已经发现，燃料油掺合物的甲苯等效溶解力不一定相对于各掺合物组分的甲苯等效溶解力直接变化。附加地或替代性地，已经确定各组分的沥青质含量可影响最终掺合物的甲苯等效溶解力。基于认识到这些关系的一种或两种的复杂度，在本文中提供能够改性潜在燃料油掺合物的一种或多种组分以有利地降低和/或最小化在将另一组分添加到现有燃料组合物中以形成燃料油掺合物时不合意的不混溶性(例如沥青质沉淀)的可能性的方法。当船舶从国际水域驶向地方水域时，来自船舶的允许硫排放会受到限制。例如，在2015年1月，创立与各国的沿海水域对应的EmissionControlAreas。在这样的EmissionControlAreas中，船舶被限制为具有与来自具有大约0.1重量％或更低的硫含量的低硫燃料油的燃烧的预期排放对应的排放。相反，在国际水域中，现行规章仍允许与含有最多大约3.5重量％硫的燃料油对应的排放。应对这些不同要求的一个选择是在EmissionControlAreas中使用洗涤器或对船舶排放的其它排放控制技术。这会允许船舶使用单一类型的燃料油，同时使用排放控制技术满足当地法规。但是，许多船舶无法得益于这种排放控制技术。另一选择可以是根据船舶的位置改变所用燃料油的类型。在这一类型的选择中，可以在国际水域使用“常规硫”燃料油，在排放控制法规适用时可使用“低硫”燃料油。这可允许船舶在大部分航程使用明显较便宜的常规硫燃料油。但是，如果常规硫燃料油和低硫燃料油不相容(例如足够混溶)，一种类型的燃料油和另一类型之间的转换会在燃料输送系统内造成沉淀(例如沥青质的沉淀)。例如，许多船舶可能只有一个用于船舶发动机的燃料输送系统。在从常规硫燃料油向低硫燃料油的转换过程中(或反之亦然)，两种不同类型的燃料油可掺合在一起，如在常用油箱(日用油箱)中，以产生多种多样的潜在掺合物。如果在燃料输送系统内局部形成与燃料油的不相容掺合比对应的掺合物，沥青质和/或其它固体可能在燃料输送系统内沉淀出来(形成固体)。这些沉淀物会迅速造成燃料输送系统内的过滤器堵塞等问题。在各种方面中，可通过改性至少一种燃料油以改进相容性而减轻和/或最小化归因于不相容燃料油的混合的沥青质和/或其它固体的沉淀。这可相当于提高燃料油的可溶值和/或BureauofMinesCompatibilityIndex(BMCI)、降低燃料油的不溶值和/或甲苯等效(TE)值或其组合。改性量可至少部分基于燃料油掺合物的甲苯等效值和该掺合物中的各燃料油组分的沥青质含量之间的出乎意料的关系。表征溶解度和沥青质沉淀潜力为了表征可能的燃料油的相容性，可以选择一种或多种方法就在表面上形成沉淀物和/或沉积焦炭的倾向描述燃料油的特征。在一些方面中，此类方法可涉及燃料油保持沥青质的可溶性的能力和/或避免沥青质的相分离所需的溶解力的量。在这一论述中，沥青质被定义为相当于如可使用ASTMD6560表征的正庚烷不溶性化合物。这样的正庚烷不溶性沥青质通常可被理解为在ASTMD6560中阐述的条件下在可溶于甲苯的同时不溶于正庚烷的化合物。根据ASTM标准，如果小于0.5质量％的样品在适当条件下在正庚烷中产生不溶性固体，该试验结果被标注为完全正庚烷可溶。但是，要指出，沥青质或沥青质型化合物也可至少部分通过它们在一种或多种其它溶剂中的可溶性/不溶性指定。这样的替代性溶剂可包括，但不限于，其它C3-C7链烷、甲苯或其组合。尽管燃料油样品的沥青质含量可以直接表征，如使用ASTMD6560，但也可以使用其它表征方法。例如，另一表征燃料油样品的方法可基于MicroCarbonResidue(MCR)试验。在示例性MCR试验中，可以将大约4克样品置于称重过的玻璃灯泡中。然后可以将灯泡中的样品在浴中在～553℃下加热大约20分钟。在冷却后，可以将灯泡再称重并记录差值。尽管MCR试验没有提供沥青质含量的直接测量，但通常相信MCR值与石油馏分的结焦倾向高度关联，因此可提供沥青质含量的替代/近似指示。BureauofMinesCorrelationIndex(BMCI)可提供另一表征燃料油(或另一石油馏分)的性质的方法。BMCI指数可提供燃料油馏分保持化合物(如沥青质)的可溶性的能力的指示。BMCI指数可基于方程式(1)计算：(1)在方程式(1)中，VABP是指可基于该馏分从～10体积％至～90体积％以大约10体积％为间隔蒸馏的分数权重沸点(thefractionalweightboilingpoints)测定的该馏分的体积平均沸点(以开氏度计)。“d60”值是指该馏分在～60本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用或船用锅炉燃料组合物，其具有提高的与商业船用或船用锅炉燃料的相容性，所述组合物具有至少一种、至少两种、至少三种、至少四种、至少五种、至少六种、至少七种或所有下文列举的性质：大约40至大约100的BMCI指数；大约15至大约50的BMCI指数和TE值之差；大约1.0重量％至大约5.5重量％的沥青质含量；大约2.0重量％至大约8.0重量％的MCR含量；大约4000wppm至大约5000wppm的硫含量；其中T0.5为大约100℃至大约220℃、T10为大约220℃至大约320℃、T50为大约300℃至大约430℃和/或T90为大约360℃至大约510℃的沸点分布；大约0.88克/立方厘米至大约0.99克/立方厘米的在15℃下的密度；和大约4.5cSt至大约220cSt的在50℃下的运动粘度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.13 US 62/204,7161.一种船用或船用锅炉燃料组合物，其具有提高的与商业船用或船用锅炉燃料的相容性，所述组合物具有至少一种、至少两种、至少三种、至少四种、至少五种、至少六种、至少七种或所有下文列举的性质：大约40至大约100的BMCI指数；大约15至大约50的BMCI指数和TE值之差；大约1.0重量％至大约5.5重量％的沥青质含量；大约2.0重量％至大约8.0重量％的MCR含量；大约4000wppm至大约5000wppm的硫含量；其中T0.5为大约100℃至大约220℃、T10为大约220℃至大约320℃、T50为大约300℃至大约430℃和/或T90为大约360℃至大约510℃的沸点分布；大约0.88克/立方厘米至大约0.99克/立方厘米的在15℃下的密度；和大约4.5cSt至大约220cSt的在50℃下的运动粘度。2.一种船用或船用锅炉燃料组合物，其具有提高的与商业船用或船用锅炉燃料的相容性，所述组合物具有至少一种、至少两种、至少三种、至少四种、至少五种、至少六种或所有下列性质：大约30至大约80的BMCI指数；大约15至大约40的BMCI指数和TE值之差；大约1.0重量％至大约4.0重量％的沥青质含量；大约3.0重量％至大约10.0重量％的MCR含量；大约900wppm至大约1000wppm的硫含量；其中T0.5为大约130℃至大约240℃、T10为大约220℃至大约360℃、T50为大约330℃至大约470℃和/或T90为大约400℃至大约570℃的沸点分布；大约0.87克/立方厘米至大约0.95克/立方厘米的在15℃下的密度；和大约20cSt至大约150cSt的在50℃下的运动粘度。3.一种掺合燃料油的方法，其包括：将第一燃料油输送到发动机的燃料输送系统中，第一燃料油具有0.15重量％至大约3.5重量％的硫含量、至少大约6.0重量％的第一沥青质含量、第一BMCI值和第一TE(甲苯等效)值；和将第二燃料油输送到发动机的燃料输送系统中，第二燃料油具有大约0.1重量％或更低的硫含量、比第一沥青质含量低至少大约3.5重量％的第二沥青质含量、大约0.87克/立方厘米至大约0.95克/立方厘米的在15℃下的密度、大约20cSt至大约200cSt(或大约20cSt至大约150cSt)的在50℃下的运动粘度、第二BMCI值和第二TE值。4.一种掺合燃料油的方法，其包括：将第一燃料油输送到发动机的燃料输送系统中，第一燃料油具有0.15重量％至大约3.5重量％、任选至少大约0.3重量％或至少大约0.5重量％的硫含量、大约5.0重量％至大约8.0重量％的沥青质含量、大约0.96至大约1.05克/立方厘米的在15℃下的密度、大约70cSt至大约500cSt(或大约150cSt至大约380cSt)的在50℃下的运动粘度、第一BMCI值和大约40或更小的第一TE(甲苯等效)值；和将第二燃料油输送到发动机的燃料输送系统中，第二燃料油具有大约0.1重量％或更低的硫含量、第二BMCI值和第二TE值。5.一种掺合燃料油的改进的方法，其中第一燃料油具有至少0.15重量％的第一硫含量、第一沥青质含量、第一BMCI值和第一TE(甲苯等效)值，第一BMCI值和第一TE值之差为大约40或更小，且其中第二燃料油具有小于大约0.1重量％的第二硫含量、第二沥青质含量、第二BMCI值和第二TE值，第一沥青质含量大于第二沥青质含量，第一TE值大于第二BMCI值的大约0.75倍，且其中将第一燃料油引入发动机的燃料输送系统，且其中将第二燃料油引入发动机的燃料输送系统，第一燃料油和第二燃料油在发动机的燃料输送系统内混合，所述改进包括：改性第二燃料油以将第二沥青质含量提高至少大约0.5重量％，所述改性的第二燃料油具有至少大约2.5重量％、第一沥青质含量的至少一半或其组合的改性沥青质含量，在所述改性后将所述改性的第二燃料油引入发动机的燃料输送系统。6.一种掺合燃料油的改进的方法，其中第一燃料油具有至少0.15重量％的第一硫含量、至少大约5.0重量％的第一沥青质含量、第一BMCI值和第一TE(甲苯等效)值，且其中第二燃料油具有小于大约0.1重量％的第二硫含量、比第一沥青质含量低大约3.0重量％或更多的第二沥青质含量、第二BMCI值和第二TE值，且其中将第一燃料油引入发动机的燃料输送系统，且其中将第二燃料油引入发动机的燃料输送系统，第一燃料油和第二燃料油在发动机的燃料输送系统内混合，所述改进包括：改性第二燃料油以将第二沥青质含量提高至少大约0.5重量％，所述改性的第二燃料油具有至少大约2.5重量％、第一沥青质含量的至少一半或其组合的改性沥青质含量，在所述改性后将所述改性的第二燃料油引入发动机的燃料输送系统。7.权利要求5或权利要求6的方法，其中所述改进进一步包括在改性第二燃料油之前测定第二燃料油的第二沥青质含量。8.一种掺合燃料油的改进的方法，其中第一燃料油具有至少0.15重量％的第一硫含量、第一沥青质含量、第一BMCI值和第一TE(甲苯等效)值，第一BMCI值和第一TE值之差为大约40或更小，且其中第二燃料油具有小于大约0.1重量％的第二硫含量、低于第一沥青质含量的第二沥青质含量、第二BMCI值和第二TE值，第一TE值大于第二BMCI值的大约0.75倍，且其中将第一燃料油引入发动机的燃料输送系统，且其中将第二燃料油引入发动机的燃料输送系统，第一燃料油和所述改性的第二燃料油在发动机的燃料输送系统内混合，所述改进包括：改性第一燃料油以将第一沥青质含量降低至少大约0.5重量％，所述改性的第一燃料油具有大约5.0重量％或更低、第二沥青质含量的两倍或更低或其组合的改性沥青质含量，在所述改性后将所述改性的第一燃料油引入发动机的燃料输送系统。9.一种掺合燃料油的改进的方法，其中第一燃料油具有至少0.15重量％的第一硫含量、至少大约6.0重量％的第一沥青质含量、第一BMCI值和第一TE(甲苯等效)值，且其中第二燃料油具有小于大约0.1重量％的第二硫含量、大约0重量％至大约2.0重量％的第二沥青质含量、第二BMCI值和第二TE值，且其中将第一燃料油引入发动机的燃料输送系统，且其中将第二燃料油引入发动机的燃料输送系统，第一燃料油和所述改性的第二燃料油在发动机的燃料输送系统内混合，所述改进包括：改性第一燃料油以将第一沥青质含量降低至少大约0.5重量％，所述改性的第一燃料油具有大约5.0重量％或更低、第二沥青质含量的两倍或更低或其组合的改性沥青质含量，在所述改性后将第一燃料油引入发动机的燃料输送系统。10.权利要求8或权利要求9的改进的方法，其中所述改进进一步包括在改性第一燃料油之前测定第一燃料油的第一沥青质含量。11.一种改进第二燃料油与第一燃料油的相容性的方法，第一燃料油具有至少0.15重量％的硫含量和40或更小的第一BMCI值和第一TE(甲苯等效)值之差，第一TE值大于第二燃料油的第二BMCI值的大约0.75倍，第一燃料油具有大于第二燃料油的第二沥青质含量的第一沥青质含量，所述方法包括：选项A)测定第二燃料油的沥青质含量、密度或运动粘度的至少一项，第二燃料油具有小于大约0.1重量％的硫含量、第二BMCI值和第二TE值；和改性第二燃料油以改变测定的沥青质含量、密度或运动粘度的至少一项，所述改性的第二燃料油具有至少大约2.5重量％的沥青质含量、大约0.87克/立方厘米至大约0.95克/立方厘米的在15℃下的密度和大约20cSt至大约200cSt(或大约20cSt至大约150cSt)的在50℃下的运动粘度，或选项B)测定第二燃料油的第二沥青质含量、密度和运动粘度的至少一项，第二燃料油具有小于大约0.1重量％的硫含量、第二BMCI值和第二TE值；和改性第二燃料油以改变测定的第二沥青质含量、密度和/或运动粘度，所述改性的第二燃料油具有至少大约2.5重量％的沥青质含量、大约0.87克/立方厘米至大约0.95克/立方厘米的在15℃下的密度和大约20cSt至大约200cSt(或大约20cSt至大约150cSt)的在50℃下的运动粘度。12.一种改进第二燃料油与第一燃料油的相容性的方法，第一燃料油具有至少大约5.0重量％的第一沥青质含量、至少0.15重量％的硫含量、至少大约60的第一BMCI值，以及至少30的第一TE值与40或更小的第一BMCI值和第一TE值之差中的至少一项，第一沥青质含量大于第二燃料油的第二沥青质含量，所述方法包括：选项A)测定第二燃料油的沥青质含量、密度或运动粘度的至少一项，第二燃料油具有小于大约0.1重量％的硫含量、大约2.0重量％或更低的沥青质含量、...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·C·H·卡尔，S·B·鲁宾皮特尔，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：美国,US