專利名稱：由加氫轉化過程的重質殘渣制備可管道輸送的調和油的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及由加氫轉化過程的重質殘渣制備可管道輸送的調和油的方法和通過該方法生產的調和油。
背景技術：
近年來，對于將大量儲備的加拿大油砂和Northern Alberta的自然環(huán)境下的瀝青改良成可銷售的原油的積極性和興趣逐漸增加。(通過僅僅采用用于管道輸送的縮合物稀釋瀝青)的最小改良和(使用復雜且昂貴的精制改良工藝)的最大改良二者被視為不同的項目。當選擇殘渣改良工藝時，由于不同的原因，可在各種精制位置選擇拒碳和加氫路線。焦化、脫瀝青、熱裂解和氣化是拒碳路線的實例。LC-Fining和H-Oil是加氫路線的實例。
各種技術、經濟和環(huán)境的因素影響選擇改良瀝青和未轉化烴殘渣的合適方法的決定。例如，焦化選擇將生成焦炭，而焦炭必須堆放或輸送到市場上。氣化選擇必須解決二氧化碳排放的環(huán)境問題。LC-Fining選擇將制造未轉化的殘渣，這些未轉化的殘渣需要輸送給最終用戶。
在加氫路線或“加氫轉化”工藝的情況下，當在高轉化率下進行時，例如LC-Fining和H-Oil是最經濟的。但轉化率目前受到不能利用未轉化的殘渣制造穩(wěn)定產品且需要將它們輸送到市場上的限制。若需要將未轉化的殘渣長距離地輸送到市場上，則要求大量的稀釋劑來滿足管道密度和粘度要求。但與大量稀釋劑混合可能會反過來使包含在未轉化的殘渣內的瀝青質不穩(wěn)定，這可引起它們沉淀和使罐、管道和最終用戶使用的任何設備結垢。
加拿大專利申請2354734和美國專利6355159公開了通過往回添加稀釋劑改性的瀝青本身，而由“溫和的加氫轉化”工藝使熱轉化瀝青溶解和穩(wěn)定的方法(定義為525℃+餾分的殘渣在40-60％轉化率下的部分改良)。這便于降低使得瀝青適合于從生產場地管道輸送到精制中心所要求的石腦油和天然氣縮合物量。但該方法沒有解決由較高轉化率的加氫轉化工藝如LC-Fining和H-Oil(60-80％的殘渣轉化率)生成的不同類型未轉化殘渣。這些商用工藝在構造和催化劑類型方面不同于“溫和的加氫轉化”工藝，且產生苛刻得多的瀝青質的不穩(wěn)定性和不相容性問題。此外，這些工藝通常位于主精制中心處，在此通常得不到特殊的“稀釋劑改性的瀝青或稀釋劑改性的重質烴”。大多數重質原油或稀釋的瀝青以滿足管道技術規(guī)格的可銷售材料形式原樣到達管道終端。組成的任何變化都將是額外的成本。盡管在上述加拿大專利中研究了甲苯當量數的概念，但在最終用戶處結垢的問題沒有得到解決。
因此，需要由未轉化的殘渣生產可管道輸送的原油的方法，所述可管道輸送的原油在管道系統內是穩(wěn)定的且在最終用戶外不會引起過度結垢。這是本發(fā)明的主題。該方法由于更好的經濟性，將解決在比溫和加氫轉化轉化率更高的情況下與加氫轉化有關的不穩(wěn)定性和不相容性問題，且將通過允許殘渣改良工藝在更高的轉化率下操作而突破瓶頸。

發(fā)明內容
將來自高轉化率下操作的殘渣加氫轉化工藝的重質烴殘渣共混成可管道輸送的調和油的本發(fā)明的方法，包括共混重質烴殘渣與用稀釋劑稀釋的新鮮瀝青和/或新鮮重質原油，以便在所生產的調和油內1)維持重質組分的含量低于預定的最大值；和2)控制在調和油內重質組分的組成，以便維持包含在所述重質組分內的來自于所述殘渣轉化工藝的重質烴殘渣的量低于預定的最大值。
優(yōu)選共混步驟包括控制在調和油內的重質524℃+組分，以便調和油包括小于40vol％的重質524℃+組分，更特別地，優(yōu)選控制調和油中重質524℃+組分的含量，以便調和油包括30-36vol％的重質524℃+組分。
當在本說明書和權利要求中使用時，術語524℃+組分是指在大氣壓下在高于524℃的溫度下沸騰的組分。
此外，優(yōu)選共混步驟包括控制調和油內包含在重質烴殘渣內的重質524℃+組分與包含在用稀釋劑稀釋的新鮮瀝青和/或新鮮重質原油內的新鮮重質524℃+組分之間的比例，以便調和油內的重質524℃+組分包括小于80vol％來自于殘渣加氫轉化工藝的重質524℃+烴殘渣。
更特別地，優(yōu)選調和油內的重質524℃+組分包括45-75vol％來自于殘渣加氫轉化工藝的未轉化的重質524℃+烴殘渣。
在新鮮瀝青用作共混劑的情況下，優(yōu)選用烴縮合物作為稀釋劑稀釋新鮮瀝青。合適的新鮮瀝青是來自于加拿大的Peace River和/或Cold Lake油砂沉積物的瀝青。
可基于稱為ASTM熱濾試驗、P值試驗和結垢試驗的試驗方案，確定未轉化的重質烴殘渣與用稀釋劑稀釋的新鮮瀝青和/或新鮮原油之間的共混比。
在這種情況下，優(yōu)選確定共混比，以便在ASTM熱濾試驗中，共混物具有HFT＜0.15wt，和在P值試驗中，共混物具有P值＞1。P值是膠溶能力或可獲得的芳烴與絮凝比之間的測量比值，該比值是保持瀝青質在溶液內所要求的芳烴。于2000年9月24-29日在澳大利亞的Graz召開的Stability and Handling of Liquid Fuels的第7次國際會議(IASH-2000)上由F.G.A.van den Berg提交的論文‘Developmentin oil blending’中描述了P值試驗。
本發(fā)明的方法可用于生產具有穩(wěn)定化瀝青質的穩(wěn)定的調和油，所述穩(wěn)定的調和油可在管線外部溫度可能遠低于0℃或甚至低于-30℃的寒冷氣候中，通過長度超過100km或甚至超過1000km的長距離陸上或海底管道輸送。
在本發(fā)明方法中所使用的重質烴殘渣可來自于在60-80％轉化率下操作的高轉化率的催化加氫轉化工藝，如稱為LC-Fining和H-Oil(HRI)的工藝。為了降低獲得可管道輸送的調和油所要求的新鮮瀝青和/或新鮮原油的體積百分含量，調和油可包括至多5vol％的LC-Fining原料的SR旁路流。
因此，本發(fā)明的方法涉及在主精制中心處可商購重油或稀釋瀝青穩(wěn)定來自未轉化重質殘渣的瀝青質的用途。
可使用上述HFT、P值和結垢試驗方案確定對于任何給定類型的未轉化殘渣來說潛在的重油或瀝青的適用性。所述試驗方案確定給定的重油或瀝青是否具有在給定的未轉化殘渣內穩(wěn)定瀝青質所要求的“穩(wěn)定性保留”和“結垢抑制劑”特征。所述方案可由一系列試驗組成，以確定諸如熱濾(目標＜0.15wt％)、P值(目標＞1)和結垢試驗之類的性能。
為了解決不穩(wěn)定性和不相容性問題，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，可使用約1體積的(就地熱生產的)常規(guī)可管道輸送的重油或商用稀釋瀝青，以與約1-2.5體積來自殘渣加氫轉化工藝的“重質材料混合物”混合。這種來自催化劑加氫轉化改良單元的“重質材料混合物”是含有30-40％未轉化殘渣和余量為加氫處理或未加氫處理的輕油的混合物。在所得最終重質粗調和油內524℃+含量應當優(yōu)選在30-36vol％范圍內。所要求的常規(guī)重油/稀釋瀝青與改良裝置的“重質材料混合物”的體積比可隨著重油或稀釋的瀝青的有效性/來源、在加氫轉化工藝內的轉化率以及輕油稀釋被加氫處理或未加氫處理而變化。所得最終的重質粗調和油是可管道輸送的重質原油，以便重質524℃+組分(定義為524℃+餾分)的大部分、優(yōu)選25-55vol％的524℃+餾分是“天然來源”或“新鮮”殘渣(即來自于所使用的常規(guī)重油或稀釋瀝青的未裂解殘渣)。若一些內真空殘渣可直接旁路流到共混組分內(在所得最終重質粗調和油內不大于5vol％)，則可降低常規(guī)重油或稀釋瀝青的體積，只要保持相同當量％的新鮮524℃+即可。
本發(fā)明還涉及可通過本發(fā)明方法獲得的穩(wěn)定的可管道輸送的調和油?？晒艿垒斔偷恼{和油包括低于預定最大值的適量重質組分和低于預定最大值的適量在所述重質組分內包含的來自于所述殘渣加氫轉化工藝的未轉化的重質烴殘渣。優(yōu)選地，共混物包括小于40vol％的重質524℃+組分，和所述重質524℃+組分包括小于80vol％來自于加氫轉化工藝的重質524℃+烴殘渣。
根據下述實施例、權利要求、摘要和詳細說明，并參考附圖，本發(fā)明方法的這些和其它特征、優(yōu)點和實施方案將變得顯而易見。


參考附圖，更詳細地且以實施例的方式描述本發(fā)明，其中圖1是根據本發(fā)明生產的可管道輸送的調和油組成的示意圖，它包括＜40vol％524℃+餾分，和其中524℃+餾分包括＜80vol％的加氫轉化工藝的重質殘渣；圖2說明了在本身不具有高HFT的不相容組分的不穩(wěn)定的調和油成為具有高HFT的調和油中如何形成顆粒，從而形成在其內發(fā)生瀝青質沉淀的不可管道輸送的調和油；和圖3說明了根據ALCOR Rig按序溫度結垢試驗獲得的基準原油線，以確定與常規(guī)的新鮮原油相比，含改良裝置重質殘渣的原油的等級。
具體實施例方式
圖1說明了可通過共混重質殘渣與新鮮瀝青，如由加拿大的Alberta的Peace River或Cold Lake油砂沉積物生產的瀝青，和/或新鮮重質原油，如由Wabasca重油沉積物生產的重質原油，通過控制調和油內524℃+餾分，由加氫轉化工藝的重質殘渣生產穩(wěn)定的可管道輸送的調和油，以便1.調和油包括小于40vol％524℃+組分，即在大氣壓下在高于約524℃的溫度下沸騰的組分；和2.在調和油內的524℃+餾分包括小于80vol％來自加氫轉化工藝的重質殘渣。
本發(fā)明可用于已經歷過“高轉化率”催化殘渣加氫轉化工藝的重油或瀝青。
術語“高轉化率”用于指代被ABB Lummus Global(LC-Fining)或HRI(H-Oil)批準的在氫氣存在下進行的催化殘渣加氫轉化工藝，其中約60％-85％的524℃+餾分轉化成較低粘度和密度的產物。優(yōu)選地，在400℃-450℃的溫度范圍內，在1500psig-2500psig的氫氣分壓范圍內，和在0.1-0.5L/L/Hr的液時空速范圍內，進行高轉化率的殘渣加氫轉化工藝。在殘渣加氫轉化工藝的反應器內正常使用并沸騰催化劑(單一或復合系統)。這種催化劑可商購于催化劑供應商如Criterion和Grace。典型地，將催化劑間歇地加入到該工藝中，且以每天約1-5％反應器內藏量的流量采出。
作為“高轉化率”的加氫轉化工藝構造的實例，首先在大氣和真空單元內處理稀釋瀝青，回收稀釋劑、石腦油、汽油和真空汽油以供下游的加氫處理。真空殘渣(一般定義為524℃+餾分)被輸送到一組LC-Fining反應器內，在其中在高溫、高的氫氣壓力和催化劑存在下將其轉化成輕油產品。反應器的流出液通常被分離成輕油和重油物流(一些單元還具有真空塔)。輕油和真空汽油在下游進一步被加氫處理，產生無殘渣的合成原油。若沒有現場焦化裝置或附近的燃料油市場，則必須輸送(含有未轉化殘渣的)重油，以便通過往回添加一些輕油作為稀釋劑，共混到可管道輸送的重質原油內。目前用于重質原油的工業(yè)管道的技術規(guī)格是-在15℃下的密度最大940Kg/m3-在6℃下的粘度在冬季月份最大350cSt-BS&W＜0.5％v但這些基本性能沒有描述制造穩(wěn)定的重質粗調和油面臨的挑戰(zhàn)。不穩(wěn)定性和不相容性的定義可描述為“因一起共混輕油和重油導致形成顆粒”。這在圖2中進行了說明，當共混各自本身不具有高HFT的組分時，將導致具有高HFT的調和油。盡管對于不穩(wěn)定性和不相容性的表征，不存在可接受的工業(yè)標準，但此處可采用來自熱裂解器的殘渣共混的重質燃料油的一些知識，且當滿足如下條件時，通常是明顯的不穩(wěn)定性信號-P值＜1-共混物的ASTM HFT＞＞單獨的組分的ASTM HFT。
在早期公開的IASH-2000的論文中公開了“P值”技術，且該技術是測量油樣品膠溶能力以保持瀝青質在溶液內，以防在該油內瀝青質絮凝傾向使瀝青質去穩(wěn)定的方法。這一技術最初被開發(fā)為表征并允許計算/預測燃料油的不穩(wěn)定性，和最近已用于評估不相容的原油混合物。存在類似但不相同的被Wiehe稱為溶解共混數和不溶解數的方法，正如I.A.Wiehe在由Division of Petroleum Chemical Society組織、于2001年4月1-5日在San Diego召開的關于Heavy Oil and ResidCompatibility and Stability的學術會議上提交的標題為“Foulingof Nearly Incompatible Oils”的論文中所述。這兩種方法在所使用的溶劑和工序上不同。根據P值確定方法，對于其中瀝青質沉淀出來的不穩(wěn)定油來說，P值小于1。
ASTM HFT和P值確定方法僅僅解決了重質原油的輸送和儲存方面的問題，但是沒有解決在用戶的精制原油換熱器和加熱器內這些原油的加工方面的問題。因此，穩(wěn)定的重質原油的定義需要擴展到包括評價在換熱器和加熱器內的結垢特征，以便除了HFT和P值以外，“不穩(wěn)定”的原油還意味著-比常規(guī)原油更易結垢。
這一額外標準的原因是，加氫轉化材料的結垢特征不可能容易地與HFT或P值相關聯。
由于經濟原因，殘渣加氫轉化工藝總是被推到反應器穩(wěn)定性或下游共混產物穩(wěn)定性的范圍內。在高轉化率下，(仍含有許多瀝青質的)未轉化的殘渣與加氫處理的輕油的混合物不具有殘留的許多“固有的穩(wěn)定性保留劑”。因此這一重質材料混合物的穩(wěn)定性常常處于邊緣狀態(tài)，如果不是已經不穩(wěn)定的話。因此，在本發(fā)明以前，沒有商用單元能共混穩(wěn)定的重質原油，將其與未轉化的殘渣一起放入輸送管道。
當評價目前的輕質、中等和重質原油的ASTM HFT和P值時，顯然的是，常規(guī)和重質原油具有低的HFT和P值＞1，參見表1。
表1加拿大常規(guī)和重質原油的評價

此外，這些原油已經在已有的精煉廠內加工，和用目前的方式可控制任何結垢。這暗含常規(guī)原油、尤其是重質原油中的一些殘渣，具有本發(fā)明可利用的“穩(wěn)定性保留劑”。因此，本發(fā)明的理念是使用可商購的常規(guī)原油作為共混組分，由改良裝置改進邊緣(或甚至不)穩(wěn)定的重質粗調和油的HFT和P值。但并非所有的殘渣具有相同的“穩(wěn)定性保留劑”特征。輕質和中等原油殘渣傾向于不如芳烴，且通常不是共混組分的良好候選物。因此，重質原油殘渣是更合適的候選物。
此外，由于這一共混組分是(已經滿足粘度和密度規(guī)格要求的)可管道輸送的重質原油，因此不要求來自改良裝置的用作稀釋劑的額外輕油。
加氫轉化工藝的隱含意義對本發(fā)明來說是重要的。不僅可消除對未轉化殘渣的最終用戶(焦化裝置、氣化器、燃料油市場)的鄰近要求的限制，而且可向上推進轉化率，以改進殘渣改良的經濟性。
作為未轉化殘渣和輕油的改良裝置重質混合物用的共混組分，可商購的重質原油的恰當候選物的選擇方法如下所述。
質量目標和試驗方案為了引導理解在試驗程序內粗調和油的穩(wěn)定性行為和對溶液的研究，本發(fā)明采用下述主要的質量目標和試驗方案，以確保由未轉化的殘渣改良裝置生產穩(wěn)定的可管道輸送的原油
-熱濾試驗(ASTM D4870-已有)＜0.15wt％-自動P值(Shell方法)＞1-結垢試驗結果在基準原油當中。
應當注意，上述試驗無一是管道技術規(guī)格。HFT＜0.15WT％和P值＞1均基于采用燃料油和原油混合物的戶內實驗。P值是戶內Shell方法。存在由Wiehe提出的類似技術，但P值＞1的定義需要基于原油和燃料油所要求的類似數據庫來換算。隨后進一步描述結垢試驗。
(a)共混方案在實驗室共混試驗中，觀察到組分放置在一起的順序對于確保不因相對用量的一些組分的不相容性導致過早出現不穩(wěn)定性非常重要。這會影響輸出的調和油質量。因此，檢驗共混體系的設計的指導原理是“應當以重度順序(以密度、粘度、沸點范圍和芳烴性質表達)添加各組分，最重的組分應當首先放入和最輕的組分最后放入”。這有助于維持瀝青質在最終的重質粗調和油內的溶解度/穩(wěn)定性。推薦下述順序-開始添加來自反應器流出液分離器(汽提器或真空單元)的重油樣品；-僅僅在可行的情況下，旁路添加一些新鮮真空殘渣；-添加可商購的共混組分稀釋瀝青或重油；和-以最高到最低的芳香性和密度的順序添加輕油組分。
(b)結垢試驗方案使用標準的ALCOR結垢用具進行結垢試驗。進行這一試驗的基本理念是，流體樣品流過耐熱的管殼式換熱器，同時監(jiān)控流量、溫度和壓力。樣品在加熱器管道及其外部不銹鋼外殼之間的環(huán)形空間內垂直上升。低壓、高電流的AC信號流過加熱器管道，以提供耐熱性。使用溫度控制器控制加熱器管道的溫度。使用所得溫度曲線和有關的入口與出口溫度，以獲得結垢因子，所述結垢因子是計算的傳熱系數的變化百分數。該設備在過去已廣泛用于戶內評價原油的結垢。這類測試還另外用于工業(yè)上，且在于1996年11月出版的雜志HydrocarbonProcessing第107-110頁上，由L.J.Wachel撰寫的標題為“ExchangeSimulatorGuide to Less Fouling”的文章中進行了描述。它是加速的換熱器結垢模擬，因為與商用速度(1-2m/s)相比，該液體速度相當低(～0.0014m/s)。另外，由于試驗的苛刻，相比通常允許在商用換熱器內使用的溫度50-60℃，在管表面溫度和本體流體溫度之間的溫差Δ通常較大，為～100-200℃(對于250-400℃的管道溫度)，以最小化結垢。但對于實驗室實驗來說，加速試驗確實使得可測量在短時間內的結垢。因此，試驗結果可用于與基準相比的比較目的。
本發(fā)明所使用的結垢試驗是“按序溫度”結垢試驗。這是模擬油樣品首先在大氣壓蒸餾塔的預熱部分中，然后在原油加熱器中按序結垢。每一油樣品經歷2種結垢溫度。在第一次試驗中，試樣接受在新鮮管道中250℃的管道溫度設定值。在第一次試驗最后，回收所得液體用于下一步實驗，在下一步實驗中，再次使用新鮮管道，使所得液體接受400℃的管道溫度設定值。對于每一次試驗來說，連同在每一溫度下的結垢百分數一起報道起始液體的出口溫度。
為了首先建立基準原油的數據庫，在ALCOR用具中，在檢驗其按序溫度結垢行為的試驗程序中，使用大量的常規(guī)輕質和重質原油。在不同的管道終端(Edmonton、Hardisty、Cromer和Kerrobert)對這些原油采樣。在夏季末對重油采樣，因此在6℃下的粘度可略大于350cSt-所測試的輕質原油Brent和Husky合成調和油-所測試的中等原油LSB、SLE、Midale-所測試的重質原油Lloyd Hardisty調和油，Cold Lake調和油，Peace River調和油，Wabasca和Bow River。
在目前的研究中使用圖3中的基準原油線，以評定各種改良裝置重質粗調和油，以便-PASS意味著低于該線，在常規(guī)的原油區(qū)域當中；-FAIL意味著高于該線，比常規(guī)原油更易結垢。
穩(wěn)定性標桿為了使用以上所述的試驗方案滿足對穩(wěn)定可管道輸送的原油的質量目標，發(fā)現下述兩個重要的共混參數在控制穩(wěn)定性和結垢方面有效-在所得最終重質原油內524℃+餾分中的％新鮮殘渣。為了便于定義，未轉化或裂解的殘渣來自于反應器流出液分離器中的重油，和新鮮殘渣來自于購買的重油/稀釋瀝青或真空殘渣旁路流。實驗室試驗表明，大于1/3的524℃+殘渣需要為新鮮來源，為的是保持HFT低于目標的0.15wt％和P值＞1。此外，殘渣的來源非常重要，因為一些稀釋的瀝青或重質原油比其它在HFT和結垢結果這兩方面來說更有效。因此，一些重質原油或瀝青所要求的新鮮殘渣％將會高于1/3，更可能在40-50vol％范圍內(參見下部分的實施例)。另一方面，從轉化單元旁路流到共混料中的一些真空殘渣可有助于降低HFT。但同樣取決于來源，過量的真空殘渣旁路流(在最重的重質粗調和油內＞5vol％當量)顯示出引起新的結垢問題。因此，最終的重質粗調和油的配方必須意識到新鮮殘渣來源的差別。
-在最終的重質粗調和油內524℃+殘渣含量應當在30-36vol％范圍內。這意味著就524℃+含量來說，最終的重質粗調和油不可能太重或太輕，以便對結垢標準來說合格。另外，如果制造具有較少殘渣含量的調和油來滿足小于0.15wt％的HFT目標，則實驗室試驗是不成功的。
可商購的共混組分的候選物可以是重油類Wabasca(典型的自然環(huán)境內的重油)或獲自Peace River或Cold Lake的稀釋瀝青(常規(guī)的自然環(huán)境內生產的瀝青)。以下列出了一些性能-Wabasca夏季樣品密度＝935Kg/m3，6℃下的粘度＝494cSt，P值＝2.79，35-37vol％的524℃+殘渣，S＝3.5wt％。
-Peace River稀釋瀝青調和油密度＝935Kg/m3，6℃下的粘度＝329cSt，P值＝2.42，35-37vol％的524℃+殘渣，S＝4.5wt％。
-Cold Lake稀釋瀝青夏季調和油密度＝928Kg/m3，6℃下的粘度＝566cSt，P值＝2.08，35-38vol％的524℃+殘渣，S＝3.68wt％。
在下述實施例中闡述了這些重油和稀釋瀝青在穩(wěn)定改良裝置未轉化殘渣以制造穩(wěn)定可管道輸送的重質粗調和油方面的有效性。
實施例在實驗室中測試數種調和油配方，并證實通過了穩(wěn)定性和結垢標準。為了闡述目的，作為實例，本發(fā)明使用基于LC-Fining在高轉化率下的Shell Scotford Upgrader和9wt％C5瀝青質的Athabasca瀝青改良裝置原料。這是獲自于特殊的渣滓處理工藝的瀝青質減少的Athabasca瀝青。使用真空殘渣，在高溫和高的氫氣壓力下，在催化劑存在下，進行LC-Fining沸騰的中試裝置程序，獲得不同轉化率水平的產物以用于共混程序。還測試具有高C5瀝青質含量的不同改良裝置原料，以檢驗本發(fā)明的可靠性。蒸餾從中試裝置試驗中收集的重油，獲得427℃+重油汽提器底部餾分的等價物(此處稱為“HOSBottoms”)。這種HOS Bottoms含有未轉化的殘渣。在獨立的下游中試裝置單元中加氫處理輕油(427℃-)，以除去硫和氮。加氫處理輕油以及一些未加氫處理的輕油作為稀釋劑構成滿足管道粘度和密度要求的最后的重質粗調和油。該試驗方案用于評估重質粗調和油的穩(wěn)定性和尋找合適的共混組分(即可商購的Wabasca重油或PeaceRiver/Cold Lake稀釋瀝青)。
(a)實施例1在沒有添加可商購的重油或稀釋瀝青作為共混組分以穩(wěn)定瀝青質的情況下，改良裝置重質粗調和油不穩(wěn)定，這通過在LC-Fining中3種不同的轉化率水平的主要質量作為例證。HFT非常高，和P值介于邊緣到不穩(wěn)定之間(＜1)。請注意，所使用的輕油是加氫處理和未加氫處理材料的組合。


在該實施例中生產的最終的重質粗調和油沒有一種被視為穩(wěn)定的原油。
(b)實施例2該實施例說明了對于在LC-Fining中77％的轉化率的情況下，各種重油和稀釋瀝青(即新鮮524℃+源)穩(wěn)定來自改良裝置未轉化殘渣的瀝青質的有效性。還測試直接旁路流到共混料中的真空殘渣LC-Fining原料(稱為來自9wt％C5瀝青質Athabasca瀝青的SR旁路流)的情況。輕油是加氫處理和未加氫處理的材料的組合。


可看出，Peace River稀釋的瀝青作為共混組分在輔助滿足穩(wěn)定性目標，以穩(wěn)定在改良裝置重質粗調和油內的瀝青質方面比Wabasca和Cold Lake更有效。所要求的共混比為約2體積改良裝置材料對1體積的Peace River稀釋的瀝青，以便在最終的重質粗調和油內得到～34％新鮮Peace River 524℃+。若使用Wabasca，則需要比Peace River情況更多的用量(參見第3欄～37％新鮮Wabasca 524℃+)。因此，所要求的共混比為約1.75體積的改良裝置材料對1體積的Wabasca重質原油。Cold Lake不如Wabasca好(參見第4欄)，和實施例3中示出了進一步的試驗結果。旁路流一些LC-Fining真空殘渣原料到共混料，即最終的重質原油(相當于11.5％v)中，并往回添加更多的(加氫處理和未加氫處理的)輕油不如其它選擇有效，即使新鮮524℃+的％用量范圍與其它情況相同。
(c)實施例3此處闡述了對于在LC-Fining中77％的轉化率的情況下，對重油和稀釋瀝青(即新鮮524℃+源)所要求的比例的進一步優(yōu)化，以穩(wěn)定來自改良裝置未轉化殘渣的瀝青質。應當注意，在該實施例中的輕油只是加氫處理材料的組合，從而導致要求比實施例2略多的Wabasca。在該實施例中，共混比為1.65體積的改良裝置材料對1體積的Wabasca。


可看出，在3種作為共混組分的候選物當中，Cold Lake稀釋的瀝青在輔助滿足穩(wěn)定性目標，以穩(wěn)定在改良裝置重質粗調和油內的瀝青質方面的有效性最低(需要～50％+新鮮Cold Lake 524℃+)。所要求的共混比為約1體積改良裝置材料對1體積的Cold Lake稀釋的瀝青。也示出了共混比，其中Wabasca/Peace River和Wabasca/Cold Lake的組合用作共混組分而不是單一的候選物?？煽闯觯琍eace River輔助降低所要求的購買量1.75體積的改良裝置材料對1體積的組合75/25Wabasca/Peace River(與利用單獨的Wabasca時的1.65∶1相比)。即使單獨的Cold Lake不那么有效，但與第2和3欄相比，一些Wabasca可起到彌補作用，如第5欄所示。可使用這一方案尋找合適的比例，若所有這3種候選物一起使用的話(例如，由1.65體積的改良裝置材料與1體積的50/25/25Wab/PR/CL的組合組成的最終的重質粗調和油，將產生穩(wěn)定的可管道輸送的原油)。
(d)實施例4盡管LC-Fining原料SR旁路流到共混料中本身不會很好地起作用(如實施例2的第5欄所示)，但當存在到達LC-Fining的過量原料時，它仍可用于替代一定體積的購買重油/稀釋瀝青用于共混料。對于在LC-Fining中77％轉化率的情況下，此處對其進行了說明。在這一實施例中的輕油只是加氫處理材料的組合。

與實施例3相比，要求購買較少的Wabasca或Cold Lake稀釋瀝青作為共混組分，若存在某些過量的SR旁路流的話，所述SR旁路流可通過在最終的重質粗調和油內保持大致相同％的新鮮524℃+，從而直接導入到共混料內。因此，在5％當量的內部SR旁路流的情況下，共混比為3體積的改良裝置材料對1體積的Wabasca重油。對于采用具有約5％當量的內部SR旁路流的Cold Lake可看到類似的要求降低。但不推薦使用超過5％當量的SR旁路流，因為過量會引起結垢問題，如實施例2的第5欄中所看到的。
(e)實施例5證明在較低轉化率的LC-Fining的未轉化殘渣的情況下的共混操作。以下示出了結果。在該實施例中的輕油只是加氫處理的材料的組合。

可看出，降低轉化率會稍微減輕穩(wěn)定性問題(要求較少的％新鮮524℃+)，但不會消除穩(wěn)定性問題(同樣參見表1)。因此，需要較少的共混組分(重油或稀釋瀝青)。在LC-Fining中65％轉化率下，只需要30％新鮮Wabasca 524℃+，相比之下，在LC-Fining中77％轉化率下，需要40％新鮮Wabasca 524℃+。因此，在65％轉化率下共混比為2.4體積改良裝置材料對1體積Wabasca。在73％轉化率下，共混比為2體積改良裝置材料對1體積Wabasca。若存在5％當量的內部SR旁路流，則在73％轉化率下，共混比為4體積改良裝置材料對1體積Wabasca。
(f)實施例6該實施例說明了所購買的重油或稀釋瀝青共混組分概念也可用于其它改良裝置原料上。在此情況下，Cold Lake稀釋瀝青作為改良裝置的替代原料。在采用Cold Lake時，在LC-Fining內可實現的轉化率水平較低，和以下示出了共混操作的結果。在該實施例中的輕油只是加氫處理材料的組合。

采用其它改良裝置原料的情況下，這一概念和方案同樣很好地起作用，從而發(fā)現最有效的重油或稀釋瀝青作為共混組分，以輔助穩(wěn)定在最終重質粗調和油內的瀝青質?？煽吹捷^低的轉化率，和這一原料類型要求購買的重油或稀釋瀝青共混組分比實施例5少。此外，再次表明Wabasca原油比Cold Lake瀝青作為候選共混組分更有效。
權利要求
1.一種將來自殘渣加氫轉化工藝的重質烴殘渣共混成可管道輸送的調和油的方法，該方法包括共混重質烴殘渣與用稀釋劑稀釋的新鮮瀝青和/或新鮮重質原油，以便在所生產的調和油內1)維持重質組分的含量低于預定的最大值；和2)控制在調和油內所述重質組分的組成，以便維持包含在所述重質組分內的來自于所述殘渣加氫轉化工藝的重質烴殘渣的量低于預定的最大值。
2.權利要求1的方法，其中共混包括控制調和油內的重質524℃+組分的組成，以便調和油包括小于40vol％的重質524℃+組分，所述重質524℃+組分在大氣壓下在高于約524℃的溫度下沸騰。
3.權利要求2的方法，其中共混包括控制在調和油內的重質524℃+組分的組成，以便調和油包括30-36vol％的重質524℃+組分。
4.權利要求1、2或3的方法，其中共混包括控制包含在重質烴殘渣內的未轉化的重質524℃+組分和包含在用稀釋劑稀釋的新鮮瀝青和/或新鮮重質原油內的新鮮524℃+組分之間的比例，以便在調和油內的重質524℃+組分包括小于80vol％來自殘渣加氫轉化工藝的未轉化的重質524℃+烴殘渣。
5.權利要求4的方法，其中共混包括控制包含在重質烴殘渣內的未轉化的重質524℃+組分和包含在用稀釋劑稀釋的新鮮瀝青和/或新鮮重質原油內的新鮮524℃+組分之間的比例，以便在調和油內的重質524℃+組分包括45-75vol％來自殘渣加氫轉化工藝的未轉化的重質524℃+烴殘渣。
6.前述任一項權利要求的方法，其中調和油包括新鮮重質原油和/或用烴的縮合物作為稀釋劑稀釋的新鮮瀝青。
7.權利要求6的方法，其中調和油包括來自于加拿大的PeaceRiver和/或Cold Lake油砂沉積物的新鮮瀝青和/或來自于加拿大的Wabasca油田的新鮮重質原油。
8.前述任一項權利要求的方法，其中基于諸如被稱為ASTM熱濾試驗、P值試驗和結垢試驗的試驗方案，確定在未轉化的重質烴殘渣和用稀釋劑稀釋的新鮮瀝青和/或新鮮原油之間的共混比。
9.權利要求8的方法，其中確定共混比，以便調和油在ASTM熱濾試驗內具有HFT＜0.15wt，和在P值試驗內具有P值＞1。
10.前述任一項權利要求的方法，其中使用該方法生產具有穩(wěn)定化瀝青質的穩(wěn)定調和油，所述調和油可在寒冷氣候中通過長度大于100km的長距離陸上或海底管線來輸送。
11.前述任一項權利要求的方法，其中重質烴殘渣來自于高轉化率的催化加氫轉化工藝，如在60-80％轉化率下操作的稱為LC-Fining或H-Oil的工藝。
12.前述任一項權利要求的方法，其中調和油包括至多5vol％LC-Fining原料的SR旁路流。
13.一種可通過前述任一項權利要求的方法獲得的可管道輸送的調和油，該調和油包括含量低于預定最大值的重質組分，和含量低于預定最大值的包含在所述重質組分內的來自于所述殘渣加氫轉化工藝的未轉化的重質烴殘渣。
14.權利要求13的調和油，其中調和油包括小于40vol％的重質524℃+組分，和所述重質524℃+組分包括小于80vol％來自于加氫轉化工藝的重質524℃+烴殘渣。
全文摘要
公開了由在高轉化率(60－80％)下操作的催化加氫轉化工藝的重質殘渣生產穩(wěn)定的可管道輸送的調和油的方法，該方法通過共混該重質殘渣與新鮮瀝青，如由加拿大Alberta的Peace River或Cold Lake油砂沉積物生產的瀝青，和/或Wabasca新鮮重質原油，其中控制調和油中524℃+餾分，以便1)調和油包括小于40vol％的重質524℃+組分，即在大氣壓下在高于約524℃的溫度下沸騰的組分；和2)在調和油內的524℃+組分包括小于約80vol％來自加氫轉化工藝的重質殘渣。
文檔編號C10G45/58GK1784482SQ200480012568
公開日2006年6月7日 申請日期2004年5月7日 優(yōu)先權日2003年5月9日
發(fā)明者F·G·A·范登伯格, S·J·弗賴爾, M·G·萊茨, M·R·馬吉拉姆, W·J·鮑爾, O·K·Y·西, L·瓦多里 申請人:國際殼牌研究有限公司