由經(jīng)氣化的焦炭生產(chǎn)二甲基硫醚的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及由經(jīng)氣化的焦炭物流生產(chǎn)二甲基硫醚的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 焦化是石油精煉和煤加工的重要方法。相對(duì)于石油精煉，焦化在精煉低品質(zhì)原油 中尤其重要，所述低品質(zhì)原油包含或當(dāng)加工時(shí)形成大量的通常在焦化裝置中處理的高沸點(diǎn) 物質(zhì)。焦化能夠有效轉(zhuǎn)化這些不太希望的石油餾分為更希望的餾出物產(chǎn)物和石油焦炭。煤 焦炭在升高的溫度下作為氧化鐵的適合還原試劑通過(guò)煤的碳化過(guò)程產(chǎn)生，和例如在由鐵礦 石生產(chǎn)鋼的過(guò)程中作為鐵礦石的還原試劑產(chǎn)生。
[0003] 然后焦炭（石油焦炭或煤焦炭）可以利用蒸汽和空氣氣化以產(chǎn)生包含一氧化碳、 二氧化碳、氫、氮和硫化氫的經(jīng)氣化的焦炭物流。上述的相對(duì)比例可尤其取決于被氣化的焦 炭的組成和焦炭氣化方法。通常，二氧化碳和硫化氫從經(jīng)氣化的焦炭物流中除去，留下一氧 化碳、氮和氫，后者用作燃料例如發(fā)電。如果蒸汽和氧用于氣化過(guò)程，則氮可為經(jīng)氣化的焦 炭物流中的次要組分。
[0004] 但許多焦炭具有明顯量的硫和因此將廣生具有尚硫化氛濃度的經(jīng)氣化的焦炭物 流。由于硫化氫幾乎沒(méi)有價(jià)值并且伴有嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)章，所以高硫焦炭通常是不希望的。焦 炭中硫的濃度與廣生焦炭的石油或煤中的硫的濃度有關(guān)。因此，尚硫石油和尚硫煤在工業(yè) 中被視為無(wú)價(jià)值的，因此基本上開(kāi)采不夠。
[0005] 在本領(lǐng)域中，為高硫焦炭提供附加值同時(shí)解決環(huán)境問(wèn)題的系統(tǒng)和方法將是有價(jià)值 的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明涉及由經(jīng)氣化的焦炭物流生產(chǎn)二甲基硫醚的方法和系統(tǒng)。
[0007] 在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種方法，包括：
[0008] 提供含一氧化碳、氫、硫化氫、二氧化碳和氮的經(jīng)氣化的焦炭物流；
[0009] 將經(jīng)氣化的焦炭物流分離為相對(duì)于經(jīng)氣化的焦炭物流富含一氧化碳的物流、相對(duì) 于經(jīng)氣化的焦炭物流富含氫的物流和相對(duì)于經(jīng)氣化的焦炭物流富含硫化氫的物流；
[0010] 由至少一部分經(jīng)分離的富含一氧化碳的物流和至少一部分經(jīng)分離的富含氫的物 流生產(chǎn)甲醇；
[0011] 由至少一部分產(chǎn)生的甲醇和至少一部分經(jīng)分離的富含硫化氫的物流生產(chǎn)二甲基 硫醚。
[0012] 在另一方面，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，包括：
[0013] 分離器，所述分離器接收經(jīng)氣化的焦炭物流，和構(gòu)造和設(shè)置所述分離器以由經(jīng)氣 化的焦炭物流生產(chǎn)一氧化碳物流、氫物流和硫化氫物流；
[0014] 甲醇反應(yīng)器，所述甲醇反應(yīng)器流體操作連接至分離器以從分離器接收至少一部分 一氧化碳物流和至少一部分氫物流，其中構(gòu)造和設(shè)置所述甲醇反應(yīng)器以由一氧化碳物流和 氫物流生產(chǎn)甲醇物流；和
[0015] 二甲基硫醚反應(yīng)器，所述二甲基硫醚反應(yīng)器流體操作連接至甲醇反應(yīng)器以從甲醇 反應(yīng)器接收至少一部分甲醇物流和流體操作連接至分離器以從分離器接收至少一部分硫 化氫物流，其中構(gòu)造和設(shè)置所述二甲基硫醚反應(yīng)器以由甲醇物流和硫化氫物流生產(chǎn)二甲基 硫醚物流。
[0016] 在閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方案的描述后，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的特征和 優(yōu)點(diǎn)將是明顯的。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 引入以下附圖以描述本發(fā)明的某些方面，這些附圖不應(yīng)當(dāng)被視為排他性實(shí)施方 案。如得益于本公開(kāi)的本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)想到的，所公開(kāi)的主題可以在形式和功能方面 進(jìn)行相當(dāng)?shù)恼{(diào)整、改變、組合和等價(jià)替換。
[0018] 圖1的圖為本發(fā)明一些實(shí)施方案的系統(tǒng)。
[0019] 圖2的圖為本發(fā)明一些實(shí)施方案的系統(tǒng)。
[0020] 圖3的圖為本發(fā)明一些實(shí)施方案的系統(tǒng)。
[0021] 圖4的圖給出了在30°C使用各種溶劑從油砂采收石油。
[0022] 圖5的圖給出了在10°C使用各種溶劑從油砂采收石油。
[0023] 圖6的圖給出了增加二甲基硫醚濃度對(duì)西非含蠟原油的粘度降低效果。
[0024] 圖7的圖給出了增加二甲基硫醚濃度對(duì)中東瀝青基原油的粘度降低效果。
[0025] 圖8的圖給出了增加二甲基硫醚濃度對(duì)加拿大瀝青基原油的粘度降低效果。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 本發(fā)明涉及由經(jīng)氣化的焦炭物流生產(chǎn)二甲基硫醚的方法和系統(tǒng)。
[0027] 本文所述的系統(tǒng)和方法利用經(jīng)氣化的焦炭物流中的硫化氫來(lái)生產(chǎn)二甲基硫醚，二 甲基硫醚可以特別用于強(qiáng)化油采收（"E0R"）方法。此外，這樣的EOR方法通常利用大量的 二甲基硫醚，這形成了對(duì)于高硫含量焦炭以及由此對(duì)于高硫含量石油和煤的較大市場(chǎng)。
[0028] 此外，因?yàn)楸疚乃龅南到y(tǒng)和方法使硫化氫反應(yīng)以形成相對(duì)非毒的產(chǎn)物（即二甲 基硫醚），因此可以減輕先前與高硫焦炭相關(guān)的許多環(huán)境問(wèn)題。
[0029] 本文所用的術(shù)語(yǔ)"焦炭"指的是石油焦炭（即源自石油的焦炭）和煤焦炭（即源 自煤的焦炭）兩者。
[0030] 本文所用的術(shù)語(yǔ)"高硫焦炭"指的是具有約3wt%或更多硫的石油焦炭和具有約 Iwt %或更多硫的煤焦炭。
[0031] 本文所用的"石油"定義為天然產(chǎn)生的烴混合物，通常為液態(tài)，它也可能包含硫、 氮、氧和金屬的化合物。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)"石油"包括輕質(zhì)烴和重質(zhì)烴。如本文所用的， 術(shù)語(yǔ)"輕質(zhì)石油"是指API重度大于20°的石油。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)"重質(zhì)石油"是指API 重度最多20°的石油。除非另有規(guī)定，如本文所用的API重度根據(jù)ASTM方法D4052來(lái)確 定。
[0032] 本文所用的"流體操作連接或流體操作相連"定義為兩個(gè)或更多個(gè)元件間的連接， 其中所述元件直接或間接連接以允許元件間直接或間接流體流動(dòng)。該定義中所用的"流體 流動(dòng)"指氣體或液體的流動(dòng)；該定義中所用的術(shù)語(yǔ)"直接流體流動(dòng)"是指在兩個(gè)定義的元件 之間的液體或氣體流直接在兩個(gè)定義的元件之間流動(dòng)；和該定義中所用的術(shù)語(yǔ)"間接流體 流動(dòng)"是指當(dāng)液體或氣體在兩個(gè)定義的元件之間流動(dòng)時(shí)，在兩個(gè)定義的元件之間的液體或 氣體流可被引導(dǎo)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)額外元件以改變液體或氣體的一個(gè)或多個(gè)方面。在間接流 體流動(dòng)中可改變的液體或氣體的方面包括物理特征，例如氣體或液體的溫度或壓力、液體 和氣體之間的流體狀態(tài)和/或氣體或液體的組成。如本文定義的"間接流體流動(dòng)"排除通 過(guò)液體或氣體的一種或多種元素的化學(xué)反應(yīng)如氧化或還原改變兩個(gè)定義的元件之間氣體 或液體的組成。
[0033] 應(yīng)該注意的是，本文所用的術(shù)語(yǔ)"分離"等不必然意味著100%的分離程度。此外， 術(shù)語(yǔ)"物流"不必然意味著它的組成的純度水平。
[0034] 圖1和2中分別示出的系統(tǒng)100和200是可用于實(shí)施本發(fā)明方法的本發(fā)明系統(tǒng)。 圖1和2中的各系統(tǒng)100和200可在一些方面相似（例如可用相似附圖標(biāo)記理解系統(tǒng)的相 似部分或相似系統(tǒng)組件）。這些不應(yīng)該被視為限制。在本發(fā)明范圍內(nèi)的其它實(shí)施方案對(duì)于 本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是明顯的。
[0035] 在一些實(shí)施方案中，由經(jīng)氣化的焦炭物流生產(chǎn)二甲基硫醚可以包括：將經(jīng)氣化的 焦炭物流中的一氧化碳、氫和硫化氫分別分離為富含一氧化碳、氫和硫化氫的各個(gè)物流；由 至少一部分一氧化碳和至少一部分氫生產(chǎn)甲醇；和由至少一部分甲醇和至少一部分硫化氫 生產(chǎn)二甲基硫醚。一些實(shí)施方案可以還包括通過(guò)氣化焦炭生產(chǎn)經(jīng)氣化的焦炭物流。
[0036] 適合與本文所述的方法和系統(tǒng)組合使用的焦炭可以為石油焦炭、煤焦炭或它們 的任意組合。在一些情況下，石油焦炭的硫含量可為〇. 5wt %或更大、或0. 5-lOwt %、 或I-IOwt %、或3-10wt %。在一些情況下，煤焦炭的硫含量可為0. 5wt %或更大、或 0· 5_5wt %、或 l_5wt %、或 3_5wt %。
[0037] 焦炭可在焦炭氣化器（未顯示）中氣化以產(chǎn)生經(jīng)氣化的焦炭物流。被氣化的石油 焦炭可以在延遲焦化裝置或流化床焦化裝置中產(chǎn)生。焦炭氣化器可為任何用于氣化焦炭的 常規(guī)焦炭氣化器。焦炭氣化器可與焦化裝置集成和接收形成的待氣化的焦炭，或可不與焦 化裝置集成和接收來(lái)自儲(chǔ)存設(shè)備的待氣化的焦炭。
[0038] 現(xiàn)在參照描述本發(fā)明示例性系統(tǒng)的圖1，系統(tǒng)100包括分離器101，所述分離器101 通過(guò)管線103接收經(jīng)氣化的焦炭物流，和構(gòu)造和設(shè)置所述分離器101以由經(jīng)氣化的焦炭物 流生產(chǎn)一氧化碳物流、氫物流和硫化氫物流。甲醇反應(yīng)器105流體操作連接至分離器101以 通過(guò)管線107接收至少一部分一氧化碳物流和通過(guò)管線109接受至少一部分氫物流。構(gòu)造 和設(shè)置甲醇反應(yīng)器105以由一氧化碳物流和氫物流生產(chǎn)甲醇物流。二甲基硫醚反應(yīng)器111 流體操作連接至甲醇反應(yīng)器105以通過(guò)管線113接收至少一部分甲醇物流。二甲基硫醚反 應(yīng)器111