减少重质船用燃料油中的环境污染物的工艺和装置制造方法及图纸

一种用于减少符合ISO 8217规定的原料重质船用燃料油中的环境污染物的工艺和装置，该工艺包括：将一定量的原料重质船用燃料油与一定量的活化气体混合物混合以得到原料混合物；将原料混合物与一种或多种催化剂接触以由原料混合物形成工艺混合物；将工艺混合物的产物重质船用燃料油液体组分与工艺混合物的气态组分和副产物烃组分分离，并排出产物重质船用燃料油。产物重质船用燃料油符合ISO 8217对残余船用燃料油的规定，并具有最大硫含量(ISO 14596或ISO 8754)在0.05重量％至0.5重量％的范围之间的硫含量。产物重质船用燃料油可用作符合ISO 8217规定，符合IMO MARPOL附则VI(修订版)规定的低硫或超低硫重质船用燃料油，或用作符合SO 8217规定，符合IMO MARPOL附则VI(修订版)规定的低硫或超低硫重质船用燃料油的共混料。的共混料。的共混料。

【技术实现步骤摘要】
减少重质船用燃料油中的环境污染物的工艺和装置
[0001]本申请为2018年02月12日提交的申请号为201880018929.3且专利技术名称为“减少重质船用燃料油中的环境污染物的工艺和装置”的专利申请的分案申请。

技术介绍

[0002]有两种船用燃料油类型，基于馏分油的船用燃料油和基于残余物的船用燃料油。基于馏分油的船用燃料，也称为船用瓦斯油(MGO)或船用柴油(MDO)，包括在炼油厂中通过蒸馏工艺从原油中分离的石油馏分。瓦斯油(也称为中等柴油)是沸程中的石油馏分油中间物，粘度在煤油和含有C
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烃混合物的润滑油之间。瓦斯油用于家庭供热和用于重型设备，如起重机、推土机、发电机、山猫、拖拉机和联合收割机。通常，从残余物中最大化地回收瓦斯油是炼油厂对材料最经济的使用，因为他们可以将瓦斯油裂化成有价值的汽油和馏分油。柴油非常类似于瓦斯油，其中柴油主要含有C
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至C
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烃的混合物，柴油包括约64％的脂肪族烃、1
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2％的烯烃和35％的芳烃。船用柴油可含有至多15％的残余工艺流，并且可选地含有至多不超过5％体积的多环芳烃(沥青质)。柴油燃料主要用作陆地运输燃料和与煤油共混的组分以形成航空喷气燃料。
[0003]基于残余物的燃料或重质船用燃料油(HMFO)包括工艺残余物的混合物，该工艺残余物为即使在真空条件下也不会沸腾或蒸发的馏分，并且具有在3至20重量％之间的沥青质含量。沥青质是大而复杂的多环烃，具有形成复杂的蜡状沉淀物的倾向。一旦沥青质沉淀出来，众所周知它们难以再溶解，并被描述为海运业和船用燃料储存行业(marine bunker fueling industry)的燃料箱污泥。
[0004]大型远洋船舶已依靠HMFO为大型二冲程柴油发动机提供动力超过50年。HMFO是原油精炼工艺中产生的芳烃、馏分油和残余物的共混物。HMFO配方中包含的典型流包括：常压塔底物(即常压残余物)、真空塔底物(即真空残余物)减粘裂化残余物、FCC轻质循环油(LCO)、FCC重质循环油(HCO)(也称为FCC塔底物)、FCC淤浆油、重质瓦斯油和延迟裂化油(DCO)、多环芳烃、再生的陆地运输机油和小部分(小于20体积％)的切削油、煤油或柴油，以达到所需的粘度。HMFO的芳烃含量高于上述船用馏分油燃料。HMFO组合物是复杂的并且随着原油来源和用于从原油桶中提取最大价值的炼油工艺而变化。这些组分的混合物的特征通常为具有粘性、硫和金属含量高以及高沥青质，使得HMFO成为精炼工艺中每桶的价值低于原料原油本身价值的一种产物。
[0005]行业统计表明，销售的约90％的HMFO含有3.5重量％的硫。据估计，全球每年的HMFO消耗量约为3亿吨，航运业每年产生的二氧化硫估计超过2100万吨。船舶燃烧HMFO产生的排放对全球空气污染和当地空气污染水平的影响很大。
[0006]由国际海事组织(IMO)管理的国际防止船舶造成污染公约(International Convention for the Prevention of Pollution from Ships)MARPOL是为防止船舶污染而制定的。1997年，MARPOL增加了一个新的附则；防止船舶造成大气污染规则(Regulations for the Prevention of Air Pollution from Ships)
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附则VI，以尽量减少船舶的大气排放(SOx、NOx、ODS、VOC)及其对空气造成的污染。2008年10月通过了修订后的附则VI，其中收
紧了排放限度，并自2010年7月1日起生效(以下称为附则VI(修订版)或简称附则VI)。
[0007]MARPOL附则VI(修订版)为船只在指定排放控制区(ECA)内运行制定了一套严格的排放限度。MARPOL附则VI(修订版)下的ECA是：i)波罗的海区域
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如MARPOL附则I中所规定的
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仅限SOx；ii)北海区域
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如MARPOL附则V中所规定的
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仅限SOx；iii)北美
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如MARPOL附则VI的附录VII中所规定的
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SOx、NOx和PM；和(iv)美国加勒比海区域
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如MARPOL附则VI的附录VII所规定的
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SOx、NOx和PM。
[0008]附则VI(修订版)在美国以防止船舶造成污染法(Act to Prevent Pollution from Ships，APPS)编入法典。在APPS的授权下，美国环境保护署(EPA)与美国海岸警卫队(USCG)协商，颁布了一些法规，其中通过参考引入了MARPOL附则VI(修订版)的全文。参见40 C.F.R.
§
1043.100(a)(1)。自2012年8月1日，在美国水域/ECA运行的船舶上使用的所有船用燃料油的最大硫含量不得超过1.00重量％(10,000ppm)，自2015年1月1日，在北美ECA中使用的所有船用燃料油的最大硫含量降至0.10重量％(1,000ppm)。在实施时，美国政府表示船只经营者必须积极为0.10重量％(1,000ppm)美国ECA船用燃料油硫标准做准备。为了鼓励符合规定，EPA和USCG拒绝将符合规定的低硫燃料油的成本视为声称无法购买符合规定的燃料油的有效依据。在过去五年中，为满足海洋工业对低硫HMFO的需求，一直存在很强的经济激励，但技术上可行的解决方案尚未实现。对制造符合MARPOL附则VI排放要求的低硫HMFO的工艺和方法存在持续和迫切的需求。
[0009]由于ECA，所有既在这些ECA外部又在其内部运行的远洋船舶需要使用不同的船用燃料油运行，以符合各自的限制并实现最大的经济效率。在这种情况下，在进入ECA之前，船舶需要完全转换为使用符合ECA规定的船用燃料油，并在船上实施如何进行这一工作的书面程序。类似地，从使用符合ECA规定的燃料油转换回HMFO也要直到离开ECA之后才开始。每次转换，都要求记录船上符合ECA规定的燃料油的量，以及船舶在进入这些区域前完成转换或在离开这些区域之后开始转换时的日期、时间和位置。这些记录应按照船旗国的规定记入航海日志，在没有任何具体要求的情况下，记录可以例如在船舶的附则I油类记录簿中进行。
[0010]附则VI(修订版)还对船舶废气和颗粒物的硫氧化物和氮氧化物排放设定了全球限制，并禁止故意排放消耗臭氧的物质，如氢氯氟烃。根据修订版的MARPOL附则VI，HMFO的全球硫含量上限降低到3.50重量％，于2012年1月1日生效；然后进一步降低到0.50重量％，于2020年1月1日生效。这项规定一直是海运和船用燃料储存行业(marine fuel bunkering industry)多次讨论的主题。在全球限制下，所有船舶必须使用硫含量不超过0.50重量％的HMFO。IMO已多次向海运业表示，无论符合规定的燃料可获得性或符合规定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于减少原料重质船用燃料油中的环境污染物的工艺，所述工艺包括：将一定量的原料重质船用燃料油与一定量的活化气体混合物混合以得到原料混合物；将所述原料混合物与一种或多种催化剂接触以由所述原料混合物形成工艺混合物；接收所述工艺混合物并将所述工艺混合物的产物重质船用燃料油液体组分与所述工艺混合物的气态组分和副产物烃组分分离，并排出所述产物重质船用燃料油。2.根据权利要求1所述的工艺，其中所述原料重质船用燃料油具有符合ISO 8217：2017的主要性质，并具有5.0重量％至1.0重量％的范围之间的硫含量(ISO 14596或ISO 8754)。3.根据权利要求1所述的工艺，其中所述产物重质船用燃料油具有符合ISO 8217：2017的主要性质，并具有0.05重量％至1.0重量％范围之间的最大硫含量(ISO 14596或ISO 8754)。4.根据权利要求1所述的工艺，其中所述催化剂包括：多孔无机氧化物催化剂载体和过渡金属催化剂，其中所述多孔无机氧化物催化剂载体是至少一种选自由氧化铝、氧化铝/氧化硼载体、含有含金属的硅铝酸盐的载体、氧化铝/磷载体、氧化铝/碱土金属化合物载体、氧化铝/二氧化钛载体和氧化铝/氧化锆载体组成的组的载体，并且其中所述过渡金属催化剂是一种或多种选自由周期表第6、8、9和10族组成的组的金属。5.根据权利要求1所述的工艺，其中所述活化气体选自氮气、氢气、二氧化碳、气态水和甲烷的混合物，使得所述活化气体具有大于活化气体混合物总压力(P)的80％的理想的氢气气体分压(p
H2
)，并且其中所述活化气体的量与所述原料重质船用燃料油的量的比率在250scf气体/bbl原料重质船用燃料油至10,000scf气体/bbl原料重质船用燃料油的范围内；其中第一容器中的总压力在250psig至3000psig之间；并且其中所述第一容器内的指示温度在500℉至900℉之间，并且其中所述第一容器内的液时空速在0.05油/小时/m3催化剂至1.0油/小时/m3催化剂之间。6.一种用于减少原料重质船用燃料油中的环境污染物的工艺，所述工艺包括：将一定量的原料重质船用燃料油与一定量的活化气体混合物混合以得到原料混合物；将所述原料混合物与一种或多种催化剂接触以由所述原料混合物形成工艺混合物；接收所述工艺混合物并将所述工艺混合物的液体组分与所述工艺混合物的大部分气态组分分离；接收所述液体组分并将任何残余的气态组分和副产物烃组分与产物重质船用燃料油分离；并排出所述产物重质船用燃料油。7.根据权利要求6所述的工艺，其中所述原料重质船用燃料油具有符合ISO 8217：2017的主要性质，并且具有5.0重量％至1.0重量％的范围之间的硫含量(ISO 14596或ISO 8754)。8.根据权利要求7所述的工艺，其中所述原料重质船用燃料油具有：50℃(ISO 3104)下的在180mm2/s至700mm2/s的范围之间的最大运动粘度，15℃(ISO 3675)下的在991.0kg/m3至1010.0kg/m3的范围之间的最大密度，在780至870的范围内的CCAI，不低于60.0℃的闪点(ISO 2719)，0.10重量％的最大总沉积物
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老化(ISO 10307
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2)，在18.00重量％至20.00重量％的范围之间的最大碳残余
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微量方法(ISO 10370)，在350mg/kg至450mg/kg的范围之间的最大钒含量(ISO 14597)和60mg/kg的最大铝加硅(ISO 10478)含量。9.根据权利要求7所述的工艺，其中所述活化气体选自氮气、氢气、二氧化碳、气态水和甲烷的混合物，使得所述活化气体具有大于活化气体混合物总压力(P)的90％的理想的氢
气气体分压(p
H2
)。10.根据权利要求7所述的工艺，其中所述活化气体的量与所述原料重质船用燃料油的量的比率在250scf气体/bbl原料重质船用燃料油至10,000scf气体/bbl原料重质船用燃料油的范围内；其中第一容器中的总压力在250psig至3000psig之间；...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯特兰，
申请(专利权)人：麦格玛科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：