专利名称：联合溶剂脱沥青和气化的沥青和树脂生产的制作方法
背景技术：
传统地，炼油厂采用溶剂脱沥青(SDA)法从残油进料中提取有价值的组分，即作为原油精炼副产物产生的重质烃。所述提取组分返回炼油厂，使之转化成有价值的较轻馏分如汽油。可用于SDA法的适合残油进料包括例如常压塔底残油、真空塔底残油、原油、拔顶原油、煤油提取物、页岩油、和从焦油砂中回收的油。
典型的SDA法中，向来自炼油厂的残油进料中加入轻质烃溶剂，在可称之为沥青质分离器的装置中进行处理。常用溶剂是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷、新戊烷、己烷、异己烷、庚烷、其单烯属对应物、和用于脱沥青的类似已知溶剂、及其混合物。在升温升压下，所述混合物在沥青质分离器中分离成多个液流，典型地为基本上不含沥青质的脱沥青油(DAO)、树脂和溶剂的液流，和其中可能溶解一些DAO的沥青质和溶剂的混合物。所述SDA法是一种公知的石油加工工艺，描述在例如U.S.Pat.No.3,968,023(Yan)、U.S.Pat.No.4,017,383(Beavon)、U.S.Pat.No.4,125,458(Bushnell)中，引入本文供参考，以及其它许多文献中。
一旦除去沥青质后，通常使所述基本上不含沥青质的DAO、树脂和溶剂的物流经过溶剂回收系统。所述SDA装置的溶剂回收系统通过煮掉所述溶剂从富含DAO的溶剂中提取一部分溶剂，通常利用来自火焰加热器的水蒸汽或热油。然后使汽化的溶剂冷凝，再循环用于所述SDA装置。
从所述DAO/树脂产物流中分离树脂产品通常是有益的。这通常在从所述DAO中除去溶剂之前进行。本文所用“树脂”意指已分离和从SDA装置中得到的树脂。树脂比脱沥青油的密度更大或更重，但比上述沥青质轻。所述树脂产品通常包含多种有高度脂族取代的侧链的芳烃，可能还包含金属如镍和钒。一般地，所述树脂包括已从中除去沥青质和DAO的物料。
U.S.Pat.No.3,775,292(Watkins)教导一种SDA法，其中用溶剂使原料脱沥青，然后在溶剂提取装置中用选择性溶剂除去树脂从而提供贫溶剂的树脂浓缩物和脱树脂的第二液相。两种溶剂都不回收，所述树脂和所述DAO在加氢裂化装置中进一步处理以生产更低沸点的烃。
U.S.Pat.No.4,101,415(Crowley)和U.S.Pat.No.(Ven Driesen等)教导了类似的SDA法，其中使原料经溶剂提取步骤除去沥青质和树脂，得到不含沥青质且不含树脂的DAO。然后使从所述原料中除去的沥青质/树脂混合物经第二溶剂提取步骤使树脂与沥青质分离。
U.S.Pat.No.4,239,616(Gearhart)教导一种SKA法，其中使重质烃原料与溶剂混合，然后经过在升温升压下的第一分离区从而使所述物料分离成包含油、树脂和溶剂的第一轻相、和包含沥青质和一些溶剂的第二重相。将所述第一轻相送入第二分离区，在其中经受比第一分离区更高的温度从而使所述第一轻相分离成包含油和溶剂的第二轻相和包含树脂和一些溶剂的第二重相。然后将所述第二轻相送入第三分离区，使之分离成包含溶剂的第三轻相和包含油的第三重相。
所述‘616法的关键在于将所述第一重相的至少一部分引入第二分离区的上部。这样使所述第一重相与第二轻相接触，除去可能夹带在第二轻相中的任何树脂体的至少一部分。还优选在所述第一重相引入第二分离区之前将所述第一重相加热足以使所述第二分离区的上部内形成内回流，从而有助于从所述第二轻相中除去树脂。
U.S.Pat.No.4,454,023(Lutz)教导一种方法，其中将粘滞的重质烃进料在减粘裂化装置中处理并供入蒸馏装置进行分馏。然后将所述蒸馏装置的塔底产物供入溶剂提取装置产生沥青质重馏分以及一或多种包含很大百分比树脂或油的较轻馏分。使包含树脂的较轻馏分的至少一部分再循环回所述减粘裂化炉的进料流中以提高所述减粘裂化炉中的转化率。
U.S.Pat.No.5,145,574(Hedrick)教导一种从包含溶剂、DAO和树脂的溶剂溶液中分离树脂相的方法。将所述溶剂溶液引入特殊的热交换装置，射向一般垂直设置的换热表面的至少一部分从而将所述溶剂溶液加热使所述树脂相沉淀。然后回收树脂含量降低的溶剂溶液以及树脂产品。
分离出的脱沥青树脂产品构成更好的用于重烃裂化装置如H-OILTM、延迟焦化装置、和减粘裂化装置的进料。不含树脂的DAO也是用于产品裂化装置如加氢处理装置、加氢裂化器和催化裂化装置的改良原料。
H-OILTM是一种有专利权的沸腾床法(Hydrocarbon Research，Inc.和Texaco Development Corporation共有)，用于重质减压渣油或“渣油”和重油的催化氢化以生产改质的馏出石油产品和特别适合掺混至低硫燃油中的未转化的底部产物。所述H-OILTM法中，通过确保催化剂保持在基本上等温的条件下并暴露于均一性质的进料中的装置使所述催化剂与氢气和包含硫和金属的烃原料接触。此加氢处理方法尤其可用减压渣油原料实现高度加氢脱硫。所述H-OILTM产品称为密度和平均沸点较低、硫含量较低而且金属含量较低的液体产品。
由于渣油原料典型地包含高浓度的金属如镍、铁和钒以及高浓度的氮和硫，有时很难实现高度转化。这些物质许多甚至可使催化剂钝化或中毒。催化剂中毒通常导致需要频繁添加或更换催化剂，影响装置的可用性和生产量。由于渣油原料包含当所述原料被加热时产生不溶性碳质材料的大沥青质馏分，也难以使渣油转化。这些固体的形成通常造成原料或温度操作限制。树脂原料的金属含量和沥青质含量较低，因而是比渣油更好的用于H-OILTM法的原料。
延迟焦化法是一种确定的炼油方法，用于低价值的极重渣油原料如减压渣油以获得低沸点裂化产物。所述延迟焦化法中，将所述重油原料在管式炉中迅速加热，原料从管式炉中直接流入大焦化罐中，所述焦化罐保持在微压下发生焦化的条件下。在罐内，所述加热的进料分解成焦炭、气体和所要的低沸点液体，从罐的顶部排出，通入分馏塔中。所述焦化罐充满固体焦炭时，使所述进料换向另一罐，使所述满罐冷却，排出焦炭产品。一般使用至少两个焦化罐以致一个罐被加载时从另一罐中排出焦炭。
炉内结焦是延迟焦化操作中的大问题。焦化罐内温度较高可减少焦炭和气体的产量。所述炉提供较高的温度，导致炉管内过度结垢，从而导致清洁炉管的维护要求更大。
所述基本的延迟焦化法已进行许多改进。例如U.S.Pat.No.4,455,219(Janssen等)和U.S.Pat.No.4,518,487(Graf等)(均引入本文供参考)提出通过用低沸程烃代替一些重质进料改进所述延迟焦化法。这些方法使焦化方法得到改进，其中获得增多的液体产品而焦炭产量相应地减少。因此，树脂原料是比渣油更好的用于延迟焦化装置的进料，因为树脂较轻，而且它们具有减少在炉内焦化的倾向。
减粘(技术术语，作为“降低粘度”的缩写)是用于通过使渣油转化成更轻的烃馏分而降低渣油粘度的轻度裂化操作。有时使所述渣油与有价值的轻油或沥青稀释油共混产生可接受粘度的油。利用减粘裂化装置降低渣油粘度以降低所述沥青稀释油的需求。为改善过程经济性，减粘裂化一般在高温高压下进行以提高重残渣的转化率。取决于减粘裂化操作的苛刻度，所述减粘裂化反应过程中可能发生设备的结焦和结垢，限制了增加所述减粘裂化操作苛刻度的能力。因此，对于给定的原料，应通过增加苛刻度获得最大转化率；但苛刻度增加可能对产品质量和/或焦炭形成速率有不利影响，从而通过增加苛刻度提高转化率的能力受到限制。减粘裂化法的例子可参见例如U.S.Pat.No.5,925,236(Fersing等)和U.S.Pat.No.5,413,702(Yan)，均引入本文供参考。
已提出多种增加减粘裂化操作苛刻度的方案。U.S.Pat.No.4,454,023(Lutz)(引入本文供参考)提出通过使来自所述操作的重产物经过溶剂提取步骤产生作为分离馏分的溶剂提取油、树脂和沥青质，使树脂馏分返回减粘裂化操作以允许增加苛刻度，从而增加减粘裂化操作的苛刻度。一般地，对于这些类型的装置而言，树脂是比沥青质优选的原料，因为其粘度低、固体含量低、而且允许减粘裂化操作在更苛刻的条件下运行。U.S.Pat.No.4,767,521(Feldman等)(引入本文供参考)提出通过从减粘裂化装置的进料中除去一些重组分增加减粘裂化的苛刻度。
加氢裂化装置是最通用的炼油转化装置。可处理从石脑油至沥青的各种原料产生分子量比所述原料的分子量更低的任何想要产品。加氢处理是最广泛使用的催化炼油方法，可处理从最轻的石脑油至最重的减压渣油的原料。主要用于从原料中除去不想要的杂质如含硫化合物。加氢裂化和加氢处理都用氢气作为反应物。催化裂化与加氢裂化相似，但不使用氢气。每种方法中都使用催化剂，原料中存在的任何金属或固体杂质以及所述工艺过程中产生的任何焦炭可使所述催化剂钝化。
固体杂质还导致反应器内的流型差，以及导管和下游设备结垢、堵塞、和封闭。充满固体的油不能有效地或容易地用管道输送。固体的积累可导致设备待修、停车、延长停工期、降低工艺收率、降低效率、和形成不想要的焦炭。因此，不含树脂的DAO原料比含树脂的DAO原料优选，因为如前面所述，除去所述DAO的树脂部分中，大部分金属、脱除沥青质后残留的固体和焦炭产物也从所述DAO中脱除。
发明概述本发明的一方面提供一种从包含溶剂、脱沥青油(DAO)和树脂的溶剂溶液中分离树脂相的改进方法。此改进方法包括将所述溶剂溶液加热以使所述树脂从所述溶剂溶液中沉淀，然后从所述溶剂溶液中分离所述树脂和一些溶剂。这将产生树脂产品和包含所述DAO和剩余溶剂的混合物。然后使所述DAO/溶剂混合物沸腾以使所述溶剂的一部分汽化。从所述DAO/溶剂混合物中除去汽化的溶剂而留下包含任何未汽化溶剂的不含树脂的DAO产品。然后使所述汽化的溶剂冷凝，再循环回溶剂脱沥青相再用于使重质烃原料脱沥青。
更具体地，本发明涉及溶剂脱沥青工艺与气化工艺的热联合。所述热联合涉及用来自气化装置的废热(优选来自热的饱和合成气的热量)使所述DAO和溶剂的混合物沸腾。通过用所述汽化的溶剂部分加热上述溶剂溶液完成树脂的脱除。沸腾之前还用所述汽化的溶剂部分预热所述DAO/溶剂混合物。所述溶剂溶液加热和DAO/溶剂混合物预热步骤通常串联进行，其中在所述沸腾步骤之前先使所述DAO/溶剂混合物预热留下冷却的汽化溶剂部分。然后在所述树脂分离步骤之前用所述冷却的汽化溶剂部分为所述溶剂溶液提供热量。然后用所述脱沥青步骤中回收的沥青作为所述气化工艺中的原料。
附图简述
图1为不脱除树脂的普通现有技术溶剂回收工艺的示意流程图。
图2为本发明一实施方案的示意流程图，说明联合的树脂脱除和溶剂回收法。
图3为本发明优选实施方案的示意流程图，说明联合的气化/溶剂脱沥青系统。
说明性实施方案的描述本发明提供一种气化和溶剂脱沥青联合法，重点是从脱沥青油中脱除树脂。
本文所用术语“沉淀”在使沥青质沉淀中意指所述富沥青质的材料形成第二相，它可以是而且优选是流体或似流体相。本发明一优选实施方案中，将所述沉淀的富沥青质材料泵送至气化器中。
本文所用术语“脱沥青的烃原料”、“脱沥青油”、DAO、和“石蜡油”可互换地用于意指在所述脱沥青操作所选的条件下可溶于所选脱沥青溶剂的油。
本文所用术语“合成气”意指包含均超过约5％(摩尔)的氢气和一氧化碳气体的气体。氢气与一氧化碳之摩尔比可以(但不是必须)为约1∶1。所述合成气中往往有一些惰性气体特别是氮气和二氧化碳。往往有污染物如硫化氢和COS。“合成气”通常在气化反应中产生。
本文所用术语“烃质”描述各种适合的气化器原料，旨在包括气态、液体和固态烃、碳质材料、及其混合物。沥青质是所述气化器原料的一种组分。通常利于使进料混合。事实上，术语“烃质”的定义中可包括基本上任何可燃的含碳有机物或其浆液。可使固态、气态和液态进料混合而同时使用；这些可包括任何比例的链烷属、烯属、炔属、环烷属、沥青质、和芳族化合物。
油中的沥青质使油的进一步运输和加工困难。为使重石油的价值最大，多年来一直将油中的沥青组分分离。回收非沥青质组分而作为有价值的产品出售，留下价值极低的沥青质组分。沥青质是适合于气化的烃质材料。参见例如U.S.专利号4,391,701，引入本文供参考。
本发明方法适用于含沥青质的烃原料。此原料通常是流体如油或重油。在原油蒸馏过程中，如炼油厂大规模用于生产轻质烃油馏出物的蒸馏过程中，通常得到残油。所述方法也适用于此残油。所述含沥青质的烃原料甚至可以看似固体，尤其在室内条件下。所述含沥青质的烃原料应至少部分地与所述提取温度下的溶剂溶混。
本发明是用溶剂从油中萃取沥青质的工艺、通过部分氧化实现气化的工艺、和从所述不含沥青质的油中脱除树脂的工艺的联合。通过气化与溶剂脱沥青结合，可使往往滞销的副产物沥青质转化成有价值的合成气。
所述溶剂脱沥青工艺中，通过用溶剂液-液萃取从所述包含沥青质的烃原料中分离出的脱沥青烃原料是用于诸如H-OILTM、减粘裂化装置、焦化装置、加氢处理装置、加氢裂化装置和催化裂化装置的操作的有价值原料。此外，从所述脱沥青烃原料中脱除的树脂相可显著地改善所述H-OILTM、减粘裂化装置和焦化装置的所述原料的质量。剩余的不含树脂的脱沥青烃原料本身是用于加氢处理装置、加氢裂化装置和催化裂化装置的改良原料。另一方面，分离出的富沥青质材料价值低得多，因而是理想的气化原料。
用低沸点溶剂从含沥青质的烃原料中萃取沥青质是已知的。参见例如U.S.专利号4,391,701和U.S.专利号3,617,481，引入本文供参考。所述脱沥青步骤涉及使所述溶剂与所述含沥青质的烃原料在沥青质萃取器中接触。利于保持这样的温度和压力以致所述含沥青质的烃原料和所述低沸点溶剂为流体或似流体。所述接触可以间歇方式、连续的流体-流体逆流方式、或本领域已知的任何其它方法进行。所述沥青质形成晶体，可通过重力分离、过滤、离心分离、或本领域已知的任何其它方法与所述脱沥青烃原料分离。
所述工艺包括使含沥青质的烃液与链烷烃溶剂接触形成混合物。溶剂的量典型地为约4至约8份/份(基于重量)。所述温度典型地在约400°F(204℃)至约800°F(427℃)之间。然后使所述液体的粘度降低以致可通过例如离心分离、过滤或重力沉降从所述混合物中除去夹带的固体。加压烧结金属过滤器是一种优选的分离方法。然后使所述沥青质沉淀析出成为分离流体相。可通过加入附加的溶剂和/或将所述混合物加热引发沉淀直至沥青质沉淀析出成为分离相。从所述混合物中除去基本上不含固体(即低于约150ppm重)的沥青质。随后使所回收的不含固体的沥青质气化。
使沉淀的沥青质和其它烃质燃料气化涉及使之与包含活性氧的气体如空气、有大于约90％(摩尔)氧的基本上纯氧、或有大于约21％(摩尔)氧的富氧空气反应。优选基本上纯氧。利于在温度控制调节剂如水蒸汽或水存在下，在气化区完成所述烃质原料的部分氧化得到热的部分氧化合成气。所述气化法为本领域已知。参见例如U.S.专利4,099,382和U.S.专利4,178,758，引入本文供参考。
所述反应区中，内容物通常将达到在约1,700°F(927℃)至3,000°F(1649℃)范围内、更典型地在约2,000°F(1093℃)至2,800°F(1538℃)范围内的温度。压力典型地在约1大气压(101kPa)至约250大气压(25331kPa)的范围内、更典型地在约15大气压(1520kPa)至约150大气压(15,199kPa)的范围内、甚至更典型地在约60大气压(6080kPa)至约80大气压(8106kPa)的范围内。
合成气混合物包含一氧化碳和氢气。氢气是工业上用于氢化反应的重要反应物。所述合成气中常见的其它物质包括硫化氢、二氧化碳、氨、氰化物、及碳和痕量金属形式的颗粒。原料中的污染程度取决于原料类型和所用特定气化方法以及操作条件。无论如何，脱除这些污染物对于使气化成为可行方法是很重要的，脱除酸气即硫化氢是非常有利的。
所述产品气从气化器中排出时，通常使之经过冷却和涉及涤气技术的清洗操作，其中将所述气体引入涤气器，与水雾接触，使所述气体冷却并从所述合成气中除去颗粒和离子组分。然后在所述溶剂脱沥青法的溶剂回收步骤中用于汽化和回收溶剂的锅炉中使所得温度为约400°F(约204℃)至约500°F(约260℃)的湿合成气进一步冷却至约300°F(约149℃)。然后在下游工艺中使用所述合成气之前，在酸气脱除步骤中处理所述冷却的湿合成气以除去污染气体。
所述溶剂脱沥青工艺中所用溶剂可以是任何适合的脱沥青溶剂。用于脱沥青的典型溶剂是轻脂族烃，即有2至8个碳原子的化合物。链烷烃特别是包含丙烷、丁烷、戊烷或其混合物的溶剂适用于本发明。特别优选的溶剂取决于所述沥青质的特性。较重的溶剂用于沥青环球法软化点较高的沥青质。溶剂可包含少部分(即低于约20％)的高沸点链烷烃如己烷或庚烷。
脱沥青后，对包含脱沥青油、树脂和溶剂的溶剂溶液进行处理以除去并回收所述树脂相。此溶剂溶液可包括40％至超过90％溶剂，剩余物包括所述脱沥青油和树脂。树脂回收这样实现先将所述溶剂溶液加热，优选用来自后续溶剂回收步骤的汽化溶剂。然后将所述热的溶剂溶液送入分离器，其中因所述混合物被加热而发生的溶解度变化使所述树脂从溶剂溶液中沉淀析出。然后从所述分离器中取出沉淀的树脂，通常为约50％树脂和50％溶剂的混合物。然后通常将回收的树脂泵送至重烃裂化装置如H-OILTM装置、焦化装置、或减粘裂化装置。
脱除树脂后，对所述脱沥青油/溶剂混合物进行处理以回收溶剂。溶剂回收一般可通过超临界分离或蒸馏进行，但本发明中通过简单地将所述不含树脂的脱沥青油/溶剂混合物加热至足以煮去一部分溶剂的温度实现。本发明中，用于所述煮沸的热量由来自所述气化装置的湿合成气产品提供。优选在所述煮沸步骤之前用所述汽化溶剂预热所述脱沥青油/溶剂混合物。这使所述汽化溶剂冷却，然后用所述冷的汽化溶剂在所述树脂脱除步骤之前加热由树脂、脱沥青油和溶剂组成的上述溶剂溶液。然后使大多数脱沥青溶剂循环，以使来自所述树脂脱除加热步骤的蒸气冷凝，送回所述脱沥青步骤进一步处理。
一般地，并非所有溶剂都沸腾离开所述脱沥青油。通常所述溶剂的一部分保留在所述脱沥青油中，因此所述脱沥青油产品通常为约50％溶剂和50％脱沥青油。然后通常将此混合物送入产品裂化装置如加氢处理装置、加氢裂化装置、或催化裂化装置进一步处理。
参见附图，图1示出从脱沥青油中脱除和回收溶剂的普通现有技术工艺。由溶剂脱沥青工艺产生的脱沥青油(DAO)和溶剂的混合物经管线2供入换热器4。在换热器4中使所述混合物预热，然后经管线6送入锅炉18中。在锅炉18中，用经管线1O供入的传热流体如热油或蒸汽提供的热量加热所述混合物。所述传热流体在锅炉18中被冷却，经管线12排出。所述混合物被加热至足以使混合物中的一部分溶剂沸腾的温度，此溶剂部分通过管线14离开所述锅炉。被加热的DAO和剩余溶剂的混合物经管线8离开所述锅炉用于进一步处理。
管线14中的汽化溶剂部分给换热器4提供热量，用于在沸腾之前预热所述DAO/溶剂混合物。所述汽化溶剂部分在换热器4中被冷却，通过管线16离开。然后通常将管线16中的冷却的汽化溶剂送入冷凝器使之可以液体形式循环回前面的溶剂脱沥青工艺。
图1所示现有技术工艺中，不从所述DAO中除去树脂部分。
图2示出本发明一实施方案，其中从溶剂脱沥青工艺产生的DAO/溶剂混合物中除去树脂。
树脂的回收如下实现将所述混合物经管线102送入换热器104用于加热。所述混合物在换热器104中被加热，然后经管线106送入分离器108。因所述混合物被加热而发生的溶解度变化使所述树脂从所述溶剂溶液中沉淀析出而沉降在分离器108的底部。然后所述沉淀树脂通过管线110从分离器中排出，通常与一部分溶剂一起排出，送入其它炼油装置如类似H-OILTM装置、焦化装置、或减粘裂化装置的重烃裂化装置进行处理。
脱除树脂后，剩余的脱沥青油/溶剂混合物经管线112从分离器108流入换热器114中。所述混合物在换热器114中被预热，然后经管线116送入锅炉118中。在锅炉118中，用经管线122供入的传热流体如热油或蒸汽、但优选来自气化装置的热合成气提供的热量加热所述混合物。所述传热流体在锅炉118中被冷却，经管线124排出。所述混合物被加热至足以使所述混合物中的一部分溶剂沸腾的温度，此溶剂部分通过管线126离开锅炉。被加热的DAO和剩余溶剂的混合物通过管线120离开锅炉用于进一步处理，通常在产品裂化装置如加氢处理装置、加氢裂化装置、或催化裂化装置中处理。
管线126中的汽化溶剂部分先给换热器114提供热量，用于在沸腾之前预热所述不含树脂的DAO/溶剂混合物。所述汽化溶剂部分在换热器114中被冷却，通过管线128离开。然后使管线128中的冷却的汽化溶剂在换热器104中进一步冷却，用于在所述树脂沉淀/脱除步骤之前加热所述含树脂的DAO/溶剂混合物。进一步冷却的汽化溶剂通过管线130从换热器104中排出，然后通常送入冷凝器使之可以液体形式循环回前面的溶剂脱沥青工艺。
图3说明本发明另一实施方案，从与气化工艺联合的溶剂脱沥青工艺产生的DAO/溶剂混合物中脱除树脂。
此实施方案中，使管线242中的包含沥青质的油与来自管线240的溶剂接触产生混合物。管线240中的溶剂通常是来自管线238的新鲜溶剂与来自管线237的循环冷凝溶剂的组合。然后将包含沥青质的油/溶剂混合物送入分离器246，在其中使所述沥青质沉淀析出成为分离流体相，通过管线248从分离器246中排出。所述脱沥青油/溶剂通过管线202从分离器246中排出，然后进行处理以回收树脂和溶剂。
所述沉淀的沥青质经管线248送入液化装置252。如果装有下游气化装置256来处理固体进料，则此步骤可能不必要。在液化装置252中，所述沉淀的沥青质与来自管线250的水接触形成浆液，通过管线254从液化装置252中排出。然后将管线254中的浆液送入气化装置256，在其中与来自管线258的含氧气体和来自管线260的温度控制调节剂如水蒸汽反应。在气化反应器256中处理之前也可使来自管线254的浆液与另一种气化器原料混合。在气化反应器256中，产生包含一氧化碳和氢气的热的湿合成气混合物，通过管线222从气化反应器中排出。
从所述DAO中回收树脂可如下实现将来自分离器246的DAO/溶剂混合物经管线202送入换热器204用于加热。所述混合物在换热器204中被加热，然后经管线206送入分离器208。因所述混合物被加热而发生的溶解度变化使所述树脂从所述溶剂溶液中沉淀析出而沉降在分离器208底部。然后所述沉淀树脂通过管线210从分离器中排出，通常与一部分溶剂一起排出，送入其它炼油装置如类似H-OILTM装置、焦化装置、或减粘裂化装置的重烃裂化装置进行处理。
脱除树脂后，剩余的脱沥青油/溶剂混合物经管线212从分离器208流入换热器214中。所述混合物在换热器214中被预热，然后经管线216送入锅炉218中。在锅炉218中，用经管线222供入的来自气化装置260的湿合成气提供的热量加热所述混合物。所述热合成气在锅炉218中被冷却，经管线224排出。所述混合物被加热至足以使所述混合物中的一部分溶剂沸腾的温度，此溶剂部分通过管线226离开锅炉。被加热的DAO和剩余溶剂的混合物通过管线220离开锅炉用于进一步处理，通常在产品裂化装置如加氢处理装置、加氢裂化装置、或催化裂化装置中处理。
管线226中的汽化溶剂部分先给换热器214提供热量，用于在沸腾之前预热所述不含树脂的DAO/溶剂混合物。所述汽化溶剂部分在换热器214中被冷却，通过管线228离开。然后使管线228中的冷却的汽化溶剂在换热器204中进一步冷却，用于在所述树脂沉淀/脱除步骤之前加热所述含树脂的DAO/溶剂混合物。进一步冷却的汽化溶剂通过管线230从换热器204中排出，然后送入冷凝器236。在冷凝器236中，所述进一步冷却的汽化溶剂与通过管线232进入冷凝器236并通过管线234离开的冷却介质如冷却水换热。冷凝的溶剂通过管线237离开冷凝器236，然后与管线238中的新鲜溶剂组合用于溶剂脱沥青工艺。
根据以上公开，本领域普通技术人员将理解和体会到，一种说明性的实施方案包括一种从包含脱沥青油、树脂和溶剂的溶剂溶液中除去树脂和溶剂的方法，所述方法包括将所述溶剂溶液加热以使所述树脂沉淀；从所述溶剂溶液中分离所述树脂，产生树脂产品和包含脱沥青油和溶剂的混合物；使所述混合物沸腾以使一部分溶剂汽化；和从所述混合物中除去所述汽化的溶剂部分留下不含树脂的脱沥青油产品。
所述溶剂溶液可包含约10％脱沥青油和树脂、以及90％溶剂。一部分溶剂可与所述树脂产品一起除去，并且可包含约50％树脂和约50％溶剂。可通过与来自气化装置的废热换热使剩余的DAO/溶剂混合物沸腾，所述废热通常由温度为约400°F(204℃)至约500°F(约260℃)的湿合成气提供，所述湿合成气被冷却至约300°F(149℃)。
来自锅炉的汽化溶剂部分可用于预热所述DAO/溶剂混合物和用于加热所述DAO/树脂/溶剂溶液，通常与先发生的所述DAO/溶剂混合物的加热串联。所得不含树脂的脱沥青油产品可包含约50％脱沥青油和50％溶剂。
所得树脂产品可在选自H-oil装置、焦化装置和减粘裂化装置的重烃裂化装置中处理。所述不含树脂的脱沥青油产品可在选自加氢处理装置、加氢裂化装置和催化裂化装置的产品裂化装置中进一步处理。
根据以上公开，本领域普通技术人员将理解和体会到，第二种说明性实施方案包括一种溶剂脱沥青工艺和气化工艺的联合方法，包括向包含沥青质、树脂和油的重质烃物流中加入溶剂；除去所述沥青质以产生基本上不含溶剂的沥青质物流和基本上不含沥青质的包含所述溶剂、所述树脂和所述油的溶剂溶液；在部分氧化反应器中处理所述沥青质以生产合成气；将所述溶剂溶液加热以使所述树脂沉淀；从所述溶剂溶液中分离出所述树脂，产生树脂产品和包含所述油和所述溶剂的混合物；给所述混合物施加热量以使一部分溶剂汽化，其中用所述合成气作为热源；和从所述混合物中除去所述汽化的溶剂部分，留下不含树脂的脱沥青油产品。
所述溶剂溶液可包含约10％脱沥青油和树脂、以及90％溶剂。一部分溶剂可与所述树脂产品一起除去，并且可包含约50％树脂和约50％溶剂。可通过与来自气化装置的废热换热使剩余的DAO/溶剂混合物沸腾，所述废热通常由温度为约400°F(204℃)至约500°F(约260℃)的湿合成气提供，所述湿合成气被冷却至约300°F(149℃)的温度。
来自锅炉的汽化溶剂部分可用于预热所述DAO/溶剂混合物和用于加热所述DAO/树脂/溶剂溶液，通常与先发生的所述DAO/溶剂混合物的加热串联。然后使所述汽化溶剂冷凝，与新鲜溶剂组合，加入包含沥青质、树脂和油的重质烃物流中在所述脱沥青工艺中再利用。所得不含树脂的脱沥青油产品可包含约50％脱沥青油和50％溶剂。
所得树脂产品可在选自H-oil装置、焦化装置和减粘裂化装置的重烃裂化装置中处理。所述不含树脂的脱沥青油产品可在选自加氢处理装置、加氢裂化装置和催化裂化装置的产品裂化装置中进一步处理。
虽然已根据优选实施方案描述了本发明所述装置、组合物和方法，但在不背离本发明构思和范围的情况下可对本文所述方法进行改变对本领域技术人员来说是显而易见的。对本领域技术人员来说显而易见的所有类似替换和修改都认为在以下权利要求书中提出的本发明范围和构思之内。
权利要求
1.一种从包含脱沥青油、树脂和溶剂的溶剂溶液中除去树脂和溶剂的方法，所述方法包括a)将所述溶剂溶液加热以使所述树脂沉淀；b)从所述溶剂溶液中分离所述树脂，产生树脂产品和包含脱沥青油和溶剂的混合物；c)使所述混合物沸腾以使一部分溶剂汽化；和d)从所述混合物中除去所述汽化的溶剂部分，留下不含树脂的脱沥青油产品。
2.权利要求1的方法，其中将至少一部分溶剂与所述树脂产品一起除去。
3.权利要求2的方法，其中所述树脂产品包含约50％树脂和约50％溶剂。
4.权利要求1的方法，其中通过与来自气化装置的废热换热使所述混合物沸腾。
5.权利要求4的方法，其中所述来自气化装置的废热由湿合成气提供。
6.权利要求5的方法，其中所述湿合成气处于约400°F(204℃)至约500°F(约260℃)的温度下。
7.权利要求6的方法，其中所述湿合成气被冷却至约300°F(149℃)的温度。
8.权利要求1的方法，还包括在使所述混合物沸腾之前在所述混合物和所述汽化溶剂部分之间进行换热，得到冷却的汽化溶剂部分。
9.权利要求8的方法，其中通过在所述溶剂溶液和所述冷却的汽化溶剂部分之间换热将所述溶剂溶液加热。
10.权利要求1的方法，其中通过在所述溶剂溶液和所述汽化溶剂部分之间换热将所述溶剂溶液加热。
11.权利要求1的方法，其中所述树脂产品在选自H-oil装置、焦化装置和减粘裂化装置的重烃裂化装置中进一步处理。
12.权利要求1的方法，其中所述不含树脂的脱沥青油产品在选自加氢处理装置、加氢裂化装置和催化裂化装置的产品裂化装置中进一步处理。
13.权利要求1的方法，其中所述不含树脂的脱沥青油产品包含约50％脱沥青油和约50％溶剂。
14.权利要求1的方法，其中所述溶剂溶液包含约10％脱沥青油和树脂、以及约90％溶剂。
15.一种溶剂脱沥青工艺和气化工艺的联合方法，包括a)向包含沥青质、树脂和油的重质烃物流中加入溶剂；b)除去所述沥青质以产生基本上不含溶剂的沥青质物流和基本上不含沥青质的包含所述溶剂、所述树脂和所述油的溶剂溶液；c)在部分氧化反应器中处理所述沥青质以生产湿合成气；d)将所述溶剂溶液加热以使所述树脂沉淀；e)从所述溶剂溶液中分离出所述树脂，产生树脂产品和包含所述油和所述溶剂的混合物；f)给所述混合物施加热量以使一部分溶剂汽化，其中用所述合成气作为热源；和g)从所述混合物中除去所述汽化的溶剂部分，留下不含树脂的脱沥青油产品。
16.权利要求15的方法，其中至少一部分溶剂与所述树脂产品一起除去。
17.权利要求16的方法，其中所述树脂产品包含约50％树脂和约50％溶剂。
18.权利要求15的方法，其中所述湿合成气处于约400°F(204℃)至约500°F(约260℃)的温度下。
19.权利要求18的方法，其中所述湿合成气被冷却至约300°F(149℃)的温度。
20.权利要求15的方法，还包括在给所述混合物施加热量之前在所述混合物和所述汽化溶剂部分之间进行换热，得到冷却的汽化溶剂部分。
21.权利要求20的方法，其中通过在所述溶剂溶液和所述冷却的汽化溶剂部分之间换热将所述溶剂溶液加热。
22.权利要求15的方法，其中通过在所述溶剂溶液和所述汽化溶剂部分之间换热将所述溶剂溶液加热。
23.权利要求15的方法，其中所述树脂产品在选自H-oil装置、焦化装置和减粘裂化装置的重烃裂化装置中进一步处理。
24.权利要求15的方法，其中所述不含树脂的脱沥青油产品在选自加氢处理装置、加氢裂化装置和催化裂化装置的产品裂化装置中进一步处理。
25.权利要求15的方法，其中所述不含树脂的脱沥青油产品包含约50％脱沥青油和约50％溶剂。
26.权利要求15的方法，其中所述溶剂溶液包含约10％脱沥青油和树脂、以及90％溶剂。
27.权利要求15的方法，其中使所述汽化溶剂冷凝，与所述溶剂合并，加入所述包含沥青质、树脂和油的重质烃物流中。
全文摘要
本发明涉及溶剂脱沥青工艺与气化工艺的热联合和一种从包含溶剂、脱沥青油(DAO)和树脂的溶剂溶液中分离树脂相的改进方法。此改进方法包括将所述溶剂溶液加热以使所述树脂从所述溶剂溶液中沉淀，然后从所述溶剂溶液中分离所述树脂和一些溶剂。这将产生树脂产品和包含所述DAO和剩余溶剂的混合物。然后使所述DAO/溶剂混合物沸腾以使所述溶剂的一部分汽化，用来自气化装置的废热为所述沸腾提供热源。从所述DAO/溶剂混合物中除去汽化的溶剂，留下包含任何未汽化溶剂的不合树脂的DAO产品。用所述汽化溶剂加热上述溶剂溶液和预热所述不含树脂的DAO/溶剂混合物。所述溶剂溶液加热和DAO/溶剂混合物预热步骤通常串联进行，其中在所述沸腾步骤之前先使所述DAO/溶剂混合物预热留下冷却的汽化溶剂部分。然后在所述树脂分离步骤之前用所述冷却的汽化溶剂部分为所述溶剂溶液提供热量。然后用所述脱沥青步骤中回收的沥青作为所述气化工艺的原料。
文档编号C10G21/14GK1455809SQ01815582
公开日2003年11月12日 申请日期2001年4月13日 优先权日2000年8月22日
发明者P·S·瓦拉斯, K·A·约翰逊, C·F·彭罗斯, J·G·尼库姆 申请人:德士古发展公司