用于专用于重油输送和温室气体减排的重油流化的提质简化方法技术

本文描述了经济且可持续的方法，用于将通过管道和铁路运输重油所需的稀释剂添加归零。该方法降低了重油的特性，例如：(a)粘度、(b)密度、(c)酸性化合物(TAN)、(d)硫和(e)在热处理过程中产生的烯烃，以满足稳定的运输标准。为防止催化剂过早失活和沉淀，原油重油中的固体物质首先通过物理分离单元去除，构成称为固体馏分(≤30％)的馏分，而重油的无固体馏分或脱固馏分(≥70％)在第二单元中在氢气压力下进行热催化处理。在此步骤中，上面列出的两种重油性质都会降低。一旦生产出来，烯烃就会被反应过程中存在的氢气(或添加剂)饱和，产生稳定的处理过的重油。的处理过的重油。的处理过的重油。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于专用于重油输送和温室气体减排的重油流化的提质简化方法

技术介绍

[0001]由于世界对能源的需求不断增加，并且尽管致力于研究可再生能源，但重油目前仍然是主要的解决方案。不幸的是，这些自然资源在远离城市或客户的地方生产，因此它们必须通过管道和/或铁路运输到城市和/或其他国家。
[0002]为了满足不断增长的世界能源需求及其可持续发展政策，加拿大已探明储量为172Gbbl(千兆桶)，预计将管道网络的容量从2016年4000kbbl/d(千桶/天)增加到)到2030年达到5550kbbl/d，同时从2022年开始征收50美元/吨二氧化碳的碳税。
[0003]困难在于，除了重油或沥青的生产成本外，这些材料非常粘稠，不能像这样泵送或运输。因此，它们必须提质以方便通过管道运输。重油组包括被美国石油协会(API)或加拿大国家能源委员会(NEB)分类为重油、超重油和沥青的油。
[0004]通常，重油的粘度小于10000cP(厘泊)，API比重在10
°
API至20
°
API之间，超重油的粘度小于10000cP，API比重小于10
°
API，而沥青的粘度大于10000cP，API比重小于10
°
API。重油可从油砂、常减压渣油、页岩油、煤衍生液、原油渣油等中提取。
[0005]由于热提质技术的缺点和需要添加的大量稀释剂(有时高达30％的稀释剂报价约为100美元/桶)，生产商已经面临财务问题。事实上，要运输的重油的特性必须满足几个标准。如果幸运地满足这些规格，这些特性中的一些特性会使桶的价格受到适用的折扣(烯烃、TAN、S等)。根据世界银行的一份文件，对于TAN为4.7mgKOH/g的原油(乍得(Chad)原油的情况)，当布伦特(Brent)原油(TAN＝0.07mgKOH/g)价格是50美元/桶(基于0.051美元每超出点，每桶布伦特原油)时，施加的折扣高达11.81美元/桶。
[0006]考虑到温室气体(GHG)是沥青生产的增加函数，对生产者来说挑战将是巨大的，因为政府正在鼓励沥青生产并且同时它正在征收碳税。在这种情况下，创新和理想的可持续过程将(这一过程)能够在满足特定标准的同时消除稀释剂的使用并减少温室气体的产生。
[0007]关于用于运输的沥青提质，评估了许多过程，例如降低粘度和密度的热处理技术(蒸馏、焦化、热裂化和/或加氢裂化)、稀释剂添加方法和当前新兴的部分提质过程。
[0008]热技术
[0009]在提质的热技术中，裂化是不稳定的来源，而焦化过程(高达88mx10m)的产率是有限的，因为溶解在麦芽酸介质中的较大且非常重的残留物形成为粘性副产物。只有加氢裂化工艺才能在轻烃、中间馏分收率和催化剂成本和寿命之间取得平衡。
[0010]同时，由于大量沥青质的存在，重油结构的复杂性是重油基质和催化剂活性位点之间紧密接触的限制因素。此外，根据元素分析，沥青质等材料富含碳，因此在热处理过程中容易产生大量温室气体。
[0011]当前石油工业中与蒸馏单元相关的所有这些技术的配置不仅复杂且耗能，而且也是温室气体的来源，因为每个操作单元都产生温室气体。
[0012]此外，这种复杂的技术构成了增加OPEX和CAPEX的因素。热技术产生的加工沥青往往不稳定，不符合所有运输标准，焦化等过程产生大量尾矿，需要处置或管理设施。
[0013]美国专利第5 096 566号公开了一种基于射流剪切的降低焦化器原料粘度的方法，旨在限制焦炭的形成。然而，该参考文献并未涉及重油运输。
[0014]这一事实部分解释了为什么工业转向使用轻烃作为稀释剂以物理而非化学地增强或改变所谓的重油和/超重油的性质以至少促进它们的运输。
[0015]稀释剂添加方法
[0016]稀释剂，一种轻烃馏分(密度：600
‑
800kg/m3)目前是“加拿大能源管道协会(CEPA)”成员公司主要使用的首选解决方案，该协会负责重油运输。加拿大预计到2030年产量将高达5.55Mbbl/天，并且所需的比例为30％vol.稀释剂与70％vol.沥青以产生100％vol的用于运输的稀沥青(dilbit)。考虑到稀释剂的价格，很明显，运输例如100kbbl/d的这种稀释剂是生产商在成本方面关注的问题。
[0017]考虑到碳税的设立(50$/吨CO2)，并考虑到以下原因，如果不采取任何措施，生产者将处于危险之中。
[0018]首先，以ca.30％vol.的已知比例加入稀释剂对沥青生产商来说是一个很大的问题，因为稀释剂非常昂贵(例如：成本是截至2014年)。例如，要运送100kbbl/d的给定稀沥青，其成本超过10亿美元(1.095G$/年)。
[0019]除了稀释剂成本之外，还有一些与稀释剂的使用相关的缺点。在一些偏远地区，稀释剂的可用性存在问题(例如：在加拿大，目前使用的稀释剂有一半是进口的)。从天然气中生产稀释剂(例如：37kgCO2/bbl.)及其用作稀释剂是温室气体的来源。同样，在意外溢出的情况下，稀释剂可能会带来环境风险。
[0020]重油提质运输的新兴技术
[0021]2018年，阿尔伯塔省政府在S.Dehkissia博士自2004年以来的论文工作期间投入数百万美元开发部分提质技术。美国专利第8,105,480 B2号公开了一种类似于美国专利号5,096,566的基于射流剪切的方法，用于降低粘度，解决重油运输问题。
[0022]这种后一种方法的缺点是它不满足所有的运输标准，但仍需要添加稀释剂(减少约50％vol.)并且意味着用于减少轻馏分中所含烯烃、TAN(参见美国专利号9,745,525)、粘度或密度的分离单元。此外，这种系统的喷嘴需要定期更换。这是一个关注空化和机械效应的过程。
[0023]美国专利第9,976,093 B2号公开了一种仅限于沥青质分离的方法，而美国专利第9,944,864 B2号和第9,890,337 B2号公开了用于生产管道就绪或精炼厂就绪原料的方法。不幸的是，关于原料和产品特性的信息很少。众所周知，在去除沥青质之前对含有高沥青质含量的原油进行热处理是脱沥青油(DAO)不稳定性的根源。此外，在没有催化剂和氢气的情况下加工材料，处理后的原料容易受到TAN和/或硫和烯烃折扣的影响。从原料中去除的那部分浓缩沥青质构成了严重的环境问题，即使它用于共同再生。
[0024]美国公开号2017/0002275A1公开了一种用于沥青加工和运输的方法。这个过程的弱点很多。首先，它意味着在两种沥青质馏分中从油中分离出两种类型的沥青质，然后将其混合并在脱沥青油中形成沥青质颗粒。为了控制沥青质颗粒的密度，将一个或多个中空部分与添加一种或多种稀释剂一起添加到颗粒中和/或使烃材料经受热减粘裂化。当然，过程中的原料除了不稳定性外，还会受到TAN、硫和烯烃折扣的影响。
[0025]美国专利第9,206,359B2号公开了一种用苛性碱溶液和选择性促进剂对受污染的
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.重油提质方法，包括：去除重油的固体馏分(SF)，得到脱固馏分(DSF)；在催化剂和氢气存在下对所述DSF进行热处理，以产生流化脱固馏分(FDSF)。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：用盐水溶液洗涤或脱硫所述SF以除去杂原子；重新混合所述DSF或FDSF以生成合成原油(SCO)。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述重油含有痕量水平或给定百分比的来自生产油田的稀释剂。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述SF代表小于30wt％。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述SF通过苛性碱或盐水溶液辅助洗涤经历脱硫或去污步骤。6.根据权利要求4所述的方法，其中，沥...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：克里尼克德弗洛瑞赛讯福尼尔伊特菲耶思股份有限公司CVFF股份有限公司，
类型：发明
国别省市：