借助于超临界水和氢供体从烃移除硫制造技术

本发明专利技术提供一种烃原料升级方法。所述方法包含将所述烃原料、水和经预加热的氢供给组合物供应到水热反应器，其中所述混合流在不存在催化剂的情况下维持在大于水的临界温度和压力的温度和压力历时足以将所述混合流转换为经改质流的驻留时间。将所述氢供给组合物预加热且维持在大于约50℃的温度历时至少约10分钟的周期。所述经改质流包含相对于所述烃原料来说经升级的烃。随后将所述经改质流分离为气体流和液体流，且将所述液体流分离为水流和经升级的烃产物流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于升级烃原料的方法和设备。更具体来说，本专利技术涉及用于以超临界水来升级烃原料的方法和设备。
技术介绍
石油是能量和化学品的不可缺少的来源。同时，石油和基于石油的产品也是空气和水污染的主要来源。为了解决逐渐增长的因石油和基于石油的产品引起的污染的问题，许多国家已实施关于石油产品的严格规章，尤其是关于石油精炼操作以及燃料中特定污染物的可允许浓度(例如，汽油燃料中的硫含量)的严格规章。举例来说，在美国规定动力汽油燃料的最大总硫含量须小于15ppm硫。由于在我们的日常生活中的重要性，对石油的需求持续增加，且对石油和基于石油的产品施行的规章变得越来越严格。当前在全世界精炼和使用的可用石油来源(例如，原油和煤)含有高得多的量的杂质(例如，含有硫的化合物)。另外，当前的石油来源通常包含大量的重烃分子，其必须通过例如加氢裂化等昂贵的工艺转换为较轻的烃分子，以便最终用作运输燃料。用于石油升级的当前常规技术包含加氢方法，其在催化剂的存在下需要外部氢来源，例如加氢处理和加氢裂化。在不存在氢的情况下执行的热方法也是此项技术中已知的，例如焦化(coking)和减粘裂化(visbreaking)。然而，用于石油升级的常规方法存在各种限制和缺陷。举例来说，加氢方法通常需要从外部来源供应大量的氢气以达到所要的升级和转换。这些方法还可存在催化剂的过早或快速减活，这通常是在重原料的加氢处理和/或苛刻条件下的加氢处理期间的情况，因此需要再生催化剂和/或添加新的催化剂，这又可导致工艺单元停工时间。热方法经常产生大量的焦炭作为副产品且移除例如硫和氮等杂质的能力有限。这又导致产生大量的可能需要稳定化的烯和二烯。另外，热方法需要适合于恶劣条件(例如，含有硫的化合物)的专门设备，需要输入大量能量，进而导致复杂性和成本增加。如上所述，提供和使用外部氢供应是昂贵的且危险的。用于通过原位产生方法提供氢的替代已知方法包含部分氧化和经由水煤气转移反应(water-gas shift reaction)产生氢。部分氧化将烃转换为一氧化碳、二氧化碳、氢气和水，以及部分氧化的烃分子，例如羧酸；然而，部分氧化工艺还移除了原料中存在的一部分有价值的烃且可造成严重焦化。因此，需要提供一种用于升级烃原料的工艺，其不需要使用催化剂或外部氢供应。本文描述的方法适合于经由借助超临界水的升级来产生具有较高的API重力、较高的中间馏出物产量、较低的硫含量和/或较低的金属含量中的一者或一者以上的较有价值的烃产品，而完全不需要使用水热反应器催化剂或外部氢供应。
技术实现思路
本专利技术提供用于以超临界水来升级烃原料的方法和设备，其中所述升级方法具体排除了水热催化剂的使用或外部氢供应的使用。在一个方面中，提供一种升级烃原料的方法。所述方法包含步骤:将包含所述烃原料、水和经预加热的氢供给组合物的混合流供应到水热反应器。所述混合流在所述水热反应器中维持在大于水的临界压力的压力和大于水的临界温度的温度。在供应到水热反应器之前，所述氢供给组合物经预加热到大于约50°C的温度且维持在所述温度历时至少约10分钟的周期。在不存在催化剂的情况下在所述水热反应器中使所述混合流反应历时足以将所述混合流转换为经改质流的驻留时间，其中所述经改质流包含相对于所述烃原料来说经升级的烃。将所述经改质流分离为气体流和液体流，且将所述液体流分离为水流和经升级烃产品流。在某些实施例中，所述氢供给组合物是来自选自由加氢裂化、焦化、减粘裂化、力口氢处理或催化裂化组成的群组的工艺的底部流。在某些实施例中，所述氢供给组合物通过以下步骤产生:将低级烃原料供应到反应器，其中所述反应器选自由加氢裂化器、焦化器、减粘裂化器、加氢处理器或催化裂化器组成的群组，其中所述低级烃原料被转换为中间流；以及将所述中间流分离为包含经升级烃的烃流和包含所述氢供给组合物的底部流。优选地，所述方法不包含将氢气供应到所述水热反应器的步骤。在某些实施例中，将所述水热反应器压力维持在大于约24MPa且将所述水热反应器温度维持在大于约395°C。或者，将所述水热反应器压力维持在约24与26MPa之间且将所述水热反应器温度维持在约400°C与450°C之间。在某些实施例中，在混合所述烃原料、氢供给组合物和水之前，将所述烃原料预加热到高达约250°C的温度，将所述氢供给组合物预加热到高达约500°C的温度，且将所述水预加热到高达约650°C的温度。在某些实施例中，将所述氢供给组合物预加热到约120°C与350°C之间的温度，且将所述氢供给组合物维持在所述预加热温度历时约10与90分钟之间的周期。在另一方面中，提供一种用于升级烃原料的方法。所述方法包含步骤:将低级第一烃原料供应到第一反应器，所述第一反应器选自由加氢裂化器、焦化器、减粘裂化器、加氢处理器和催化裂化器组成的群组，其中所述第一反应器经配置以用于所述第一烃原料的所述升级；以及从所述第一反应器回收中间烃流。将所述中间烃流回收和分离为轻烃流和底部流。将所述底部流预加热到至少约120°C的温度历时至少约10分钟的周期，且与烃原料和水混合以形成反应混合物。将所述反应混合物供应到维持在大于约374°C的温度和大于约22.06MPa的压力的主水热反应器历时所述水热反应器中约30秒与60分钟之间的驻留时间以产生包括经升级烃的经改质流。所述主水热反应器不包含催化剂。从主水热反应器取出所述经改质流且将所述经改质流分离为气相和液相，且将所述液相分离为水流和经升级烃流，其中所述经升级烃流与所述烃原料相比具有至少一个改进的物理性质，所述物理性质选自硫含量、氮含量、金属含量、焦炭含量和API重力。附图说明图1提供根据本专利技术的升级烃原料的方法的一个实施例的示意图。图2提供根据本专利技术的升级烃原料的方法的第二实施例的示意图。图3提供根据本专利技术的升级烃原料的方法的第二实施例的示意图。图4提供根据本专利技术的升级烃原料的方法的第二实施例的示意图。图5提供根据本专利技术的升级烃原料的方法的第二实施例的示意图。图6提供根据本专利技术的升级烃原料的方法的第二实施例的示意图。具体实施方式虽然以下详细描述为了说明目的而含有许多具体细节，但所属领域的技术人员将了解，以下细节的许多实例、变化和更改在本专利技术的范围和精神内。因此，陈述本文描述且在附图中提供的本专利技术的示范性实施例而无任何一般性损失，且不强加关于所主张专利技术的限制。本专利技术解决与升级烃原料的现有技术方法相关联的问题。在一个方面中，本专利技术提供一种用于升级含有石油原料的烃的方法。更具体来说，在某些实施例中，本专利技术提供一种用于通过一工艺在氢供给组合物的存在下利用超临界水来升级石油原料的方法，所述工艺具体来说排除了外部氢气供应的使用，且还具体来说排除了用于反应的催化剂的使用，且带来具有减少的焦炭产生的经升级烃产品，和/或例如含有硫、氮和金属的化合物等杂质的显著移除。大体上，由于经济和安全性问题而避免与水热工艺一起使用氢气。另外，本文描述的方法带来石油产品中的各种其它改进，包含较高的API重力、较高的中间馏出物产量(与在原料和相当的升级工艺中存在的中间馏出物相比)，以及在石油原料中存在的不饱和化合物的加氢。加氢裂化是众所周知的化学工艺，其中通过碳碳键的断裂将络合有机分子或重烃分解为较简单的分子(例如，将重烃分解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.14 US 12/881,9001.一种升级烃原料的方法，所述方法包括以下步骤: 将包括所述烃原料、水和经预加热的氢供给组合物的混合流供应到水热反应器，其中所述混合流维持在大于水的临界压力的压力和大于水的临界温度的温度，且其中所述经预加热的氢供给组合物经预加热到大于约50°c的温度且维持在所述温度历时至少约10分钟的周期； 在不存在催化剂的情况下在所述水热反应器中使所述混合流反应； 在所述水热反应器中使所述混合流反应历时足以将所述混合流转换为经改质流的驻留时间，所述经改质流包括相对于所述烃原料来说经升级的烃； 将所述经改质流分离为气体流和液体流；以及 将所述液体流分离为水流和经升级烃产物流。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述氢供给组合物是来自选自由加氢裂化、焦化、减粘裂化、加氢处理或催化裂化组成的群组的工艺的底部流。3.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的方法，其中所述氢供给组合物通过以下步骤产生: 将低级烃原料供应到反应器，所述反应器选自由加氢裂化器、焦化器、减粘裂化器、力口氢处理器或催化裂化器组成的群组，其中所述低级烃原料被转换为中间流； 将所述中间流分离为包括经升级烃的烃流和包括所述氢供给组合物的底部流。4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的方法，其中所述方法不包含将氢气供应到所述水热反应器的步骤。5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的方法，其进一步包括在所述分离所述经改质流的步骤之前: 将所述经改质流减压；以及 降低所述经改质流的温度。6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的方法，其进一步包括: 将所述水热反应器压力维持在大于约24MPa ;以及 将所述水热反应器温度维持在大于约395°C。7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的方法，其进一步包括: 将所述水热反应器压力维 持在约24MPa与26MPa之间；以及 将所述水热反应器温度维持在约400°C与450°C之间。8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的方法，其中供应到所述水热反应器的所述烃原料与水的体积比在1: 10与10: I之间。9.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的方法，其中所述氢供给组合物与所述烃原料的重量比在约0.005: I与0.1: I之间。10.根据权利要求1到11中任一权利要求所述的方法，在混合所述烃原料、氢供给组合物和水之前，所述方法进一步包括以下步骤: 将所述烃原料预加热到高达约250°c的温度； 将所述氢供给组合物预加热到高达约500°C的温度； 将所述水预加热到高达约650°C的温度；以及 混合所述经预加热的烃原料流、所述氢供给组合物和所述水流以产生所述混合流。11.根据权利要求1到10中任一权利要求所述的方法，其中所述混合流在所述水热反应器中的所述驻留时间在约I分钟与30...

【专利技术属性】
技术研发人员：基玄·崔，阿肖克·K·普内塔，穆罕默德·R·阿勒多萨瑞，穆罕默德·F·阿勒吉希，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：
国别省市：