專利名稱：用于對含烴燃料進行部分氧化的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于對含烴燃料進行部分氧化的方法。
本發明尤其涉及這樣一種用于對含烴燃料進行部分氧化的方法，在該方法中，將含氧氣體和含烴燃料供入氣化區，并在適當的條件下自動地輸入含有合成氣體的氣流。
在烴的自熱式部分氧化中，由工藝過程本身通過原料的部分混合而提供必需的熱能。
含氧氣體通常是空氣或純氧，或是它們的混合物。為了控制氣化區內的溫度，可以向氣化區供入慢化劑氣體，例如蒸汽或二氧化碳。
更具體地說，本發明涉及一種上文所述的方法，其中超重質殘油(very heavy residue)適宜作為燃料。
目前，需要對具有極高粘度和比重的超重質殘油進行氣化，因為它們比餾出液便宜，并且因為現在的去污染措施增加了不能用于其它目的的殘油餾分。
在煉油廠殘余烴油的脫瀝青工序中可以得到超重質殘油，所說的殘余烴油可能是分餾處理產生的任何殘油餾分并具有較高的瀝青含量。
這種殘余烴油可以是原油的真空蒸餾殘渣，通常稱為脆殘油(short residue)。
可以按照任何傳統的方式對殘余烴油進行脫瀝青處理，例如使用陶瓷膜片或借助吸附技術進行的物理分離。然而，對于本發明目的來說，最好使用熟知的溶劑脫瀝青法。在該方法中，使用一種通常含鏈烷烴化合物的輕烴溶劑的萃取介質來對需要脫瀝青的殘余烴油進行逆流式處理。通常應用的鏈烷烴化合物包括C3-8鏈烷烴，例如丙烷、丁烷、異丁烷、戊烷、異戊烷、己烷或者它們之中的兩種或多種化合物的混合物。然而對于本發明來說，最好將丁烷、戊烷或它們的混合物用作萃取溶劑，其中優選使用戊烷。一般來說，萃取深度隨萃取溶劑碳原子數的增加而加深。就此而論，應該注意，萃取深度越高，則從殘余烴油中萃取的烴數量越大、瀝青餾分的數量越少以及在上述瀝青餾分中存在的瀝青越重。
在溶劑脫瀝青過程中，當在頂部輸入殘余烴油并在底部輸入萃取溶劑時可以使用旋轉盤接觸器或板式蒸餾塔。在殘余烴油中存在的具有鏈烷烴溶解性能的各種較輕的烴被溶解在萃取溶劑中，并從裝置的頂部排出。在萃取溶劑中不能溶解的瀝青組分從裝置的底部排出。進行脫瀝青操作所需的條件在本專業中是熟知的。適于進行脫瀝青處理的條件是萃取溶劑總量對殘余烴油之比為1.5～8wt/wt、壓力為1～50巴與溫度為40～230℃。如上所述，對于本發明的目的來說，對殘余烴油進行脫瀝青處理，以便在萃取深度至少為50wt%、優選60～90wt%、最佳65～85wt%的條件下獲得脫瀝青油(DAO)，物料平衡的余量部分由瀝青補足100%(重量)。
因為提高溶劑脫瀝青裝置的萃取深度將產生更多的脆殘油，從而對于提高由溶劑脫瀝青裝置從脆殘油生產DAO的產率有著強烈的經濟刺激。
然而，DAO高產率的操作將產生十分粘稠的瀝青。
若干脫瀝青的工藝方法可以用于商業用途，并已經得到發證單位的認可。在此方面可以參考“Hydrocarbon Processing”，11，1992，P.159。
因此，本發明的一個目的是提供一種用于對含烴燃料進行部分氧化的方法，在該方法中，可以對作為原料的超重質殘油進行處理。
因此，本發明提供一種用于對含烴燃料進行部分氧化的方法，該方法包括以下步驟在適宜的反應條件下，將含氧氣體、含烴燃料，以及任選地將慢化劑氣體輸入氣化區，其中重質殘油料是作為燃料使用的，其特征在于，重質殘油原料是Cn-瀝青，其中n為4或更大，在適宜的條件下將Cn-瀝青通過至少一個多噴嘴(共環狀)燃燒器供入氣化區。
現在參考附圖
按照實施例方式對本發明進行詳細說明，在附圖中該圖形示意地表示本發明的原理。
現在參考附圖，在已顯示的方框圖中，方框1代表用于處理原油的煉油廠。參考字母A代表原油的入口。
如同本專業的普通技術人員熟知的那樣，通過蒸餾處理過程(為簡明起見未示出)，利用不同的沸點將原油分離成其各種組分。
在經過本專業的普通技術人員熟知的高真空蒸餾等幾個工藝過程(未示出)處理后，可得到一種粘稠的殘油產物(例如脆殘油)。
以任何適宜的方式將這些來自方框1的粘稠殘油產物供入溶劑脫瀝青裝置(方框2)，其中以這樣的方式對它們進行處理，以便生產出脫瀝青油(DAO)和Cn-瀝青〔丁烷-瀝青(C4-瀝青)、戊烷-瀝青(C5-瀝青)等〕。已如上述，脫瀝青的工藝方法對于本專業的普通技術人員是熟知的，因此不進行詳細說明。通常，它是指通過將油同溶劑混合以從殘油中去除瀝青組分。從而，將所得到的Cn-瀝青(其中n為4或更大)作為具有很高粘度的超重質原料供入進行部分氧化的工藝過程中，方框3示意性地代表該工藝過程。參考字母B示意性地代表產品氣體的出口。方框2中的參考字母C示意性地代表DAO的出口。為簡明起見，在方框3中沒有單獨表示氧化劑和(任選地)慢化劑的輸入。
按照各種已確定的工藝方法可以進行烴原料的部分氧化。
這些方法包括殼式氣化法(Sheel Ga sification Process)。在“the Oil and Gas”Journal，9，6，1971，PP85-90中可以找到對這種方法的綜合評價。
通常在溫度約為1600℃，優選1500℃與壓力最高為100巴，優選為5～100巴的條件下進行烴燃料的部分氧化。
為簡明起見，燃燒爐、廢熱鍋爐、氣化器等設備沒有在圖中表示出來。
在上述氣化工藝過程中使用至少一個多噴嘴燃燒器(共環狀燃燒器)。多噴嘴(共環狀)燃燒器包括同所述燃燒器縱軸同軸的N個管道或通道的同心裝置，其中N是N≥2的整數。
使用三噴嘴燃燒器(N＝3)或四噴嘴燃燒器(N＝4)是有利的。經過燃燒器的各單獨通道分配重質原料、氧化劑與(任選地)慢化劑是本專業的普通技術人員選擇的事情。
在燃燒器工作時它的入口溫度通常在280℃以上，當在該燃料器中使用超重質瀝青作為燃料時，從可操作性和燃點的觀點來看，燃燒器入口的瀝青粘度應限制在1200cS以下，尤其是其最大粘度應限制在約1000cS(cS＝厘沲)。
本專業的普通技術人員將懂得，在降低的溫度下瀝青粘度將急劇增加，這將導致瀝青在燃料器的供應管道中固化。
更有利地是，當在正常條件(即對于脆殘油為60%的DAO產率)下運行溶劑脫瀝青裝置時，燃燒器入口處的瀝青粘度在320cS以下，具體說是在約300cS。為達到300cS的粘度要求瀝青溫度約為280℃。當在溶劑脫瀝青裝置中將脆殘油的DAO產率增加到67%時，必須將瀝青加熱到經約320℃以達到300cS的粘度。
本專業的普通技術人員將懂得，為了將超重質原料預熱至最高約330℃，可以在燃燒器入口之前安裝任何適宜的進料預熱系統，以便在燃燒器入口處使瀝青達到所要求的粘度。
可以通過適宜的熱交換器(例如熱油式熱交換器)在瀝青進入共環狀燃燒器以前達到所要求的預熱溫度。
有利地是，將瀝青熱交換器設計成多殼形式以便能夠進行在線清理。為了避免結塊問題，從溶劑脫瀝青裝置到氣化室的全部線路中的瀝青溫度應該保持在260℃(對于60%的DAO產率)以上或300℃(對于67%的DAO產率)以上。
操作步驟如下將來自煉油廠1的殘余烴油(有利的是脆殘油)壓入溶劑脫瀝青裝置2，對通過出口C得到的DAO進一步以任何適宜于熱裂解等目的的方式進行處理，在適宜的條件下將所得到的瀝青餾分供入進行部分氧化的工藝過程3中。可能有部分溶劑被夾帶在瀝青中;在該情況下，在瀝青/溶劑混合物離開溶劑脫瀝青裝置后被供入一個瀝青汽提塔(stripper)中，以便從瀝青中回收溶劑。
有利地是，在上述溶劑汽提塔的再循環底部回路中通過汽提塔熱交換器提供汽提熱量。將高度粘稠的瀝青從溶劑汽提塔供入到氣化區的共環狀燃燒器，并且有利的是被熱油式熱交換器(不是燃燒爐)所加熱。可以包括一個平衡筒以補償小的流量波動。
不難理解，在脫瀝青過程中的萃取深度將決定瀝青的粘度以及為了在燃燒器入口達到所要求的最大粘度所需的溫度。
按照本發明可以有利地提供各種進料的下述實施例
Ⅰ.在脫瀝青裝置中使用異戊烷作為溶劑對脆殘油進行處理。
脆殘油進料的DAO產率為70wt%;脆殘油進料的異戊烷瀝青產率為30wt%。
從脫瀝青裝置到共環狀燃燒器的管道中瀝青流的粘度在235℃時為14，000cS。而在280℃時為1，400cS。
根據這種瀝青得到的粘度-溫度數據，可知在320℃以下時其粘度為300cS。
Ⅱ.在脫瀝青裝置中使用異丁烷/丁烷(25/75wt%)溶劑對脆殘油進行處理。
脆殘油進料的DAO產率為50wt%;脆殘油進料的異丁烷/丁烷瀝青產率為50wt%。
從脫瀝青裝置到共環狀燃燒器的管道中瀝青流的粘度在235℃時為870cS，而在280°時為170cS。
本發明的各種更改對于上述本專利的普通技術人員來說是顯而易見的。這些更改屬于權利要求書所限定的范圍之內。
權利要求
1.一種用于對含烴燃料進行部分氧化的方法，它包括以下步驟在適宜的反應條件下，將含氧氣體、含烴燃料以及(任選地)慢化劑氣體供入氣化區，其中將重質殘油原料作為燃料使用，其特征在于，重質殘油原料是Cn-瀝青，其中n為4或更大，在適宜的條件下將該Cn-瀝青通過至少一個多噴嘴(共環狀)燃燒器供入氣化區。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于，將C5-瀝青作為原料使用。
3.根據權利要求1或2的方法，其特征在于，從Cn-脫瀝青工藝過程得到Cn-瀝青。
4.根據權利要求3的方法，其特征在于，殘余烴油在Cn-脫瀝青工藝過程中進行轉換，從而在至少50wt%，有利地是60～90wt%(以殘余烴油總重為基準)的萃取深度時得到脫瀝青油(DAO);以及瀝青餾分。
5.根據權利要求4的方法，其特征在于，從高真空蒸餾裝置得到用作脆殘油的殘余烴油。
6.根據權利要求1-5中任一項的方法，其特征在于，在共環狀燃燒器入口處的重質殘油原料的粘度在1，200cS以下。
7.根據權利要求1-6中任一項的方法，其特征在于，在共環狀燃燒器入口處的重質殘油原料的粘度在瀝青溫度超過260℃時低于320cS。
8.根據權利要求1-7中任一項的方法，其特征在于，在共環狀燃燒器和氣化區之前安裝進料預熱系統以將重質原料預熱到最高約330℃。
全文摘要
一種用于對含烴燃料進行部分氧化的方法，包括以下步驟在適宜的反應條件下，將含氧氣體、含烴燃料以及(任選地)慢化劑氣體供入氣化區，其中將重質殘油原料作為燃料使用。該重質殘油原料是C
文檔編號C01B3/36GK1096808SQ9410460
公開日1994年12月28日 申請日期1994年4月7日 優先權日1993年4月8日
發明者J·D·T·博納德, B·迪魯特 申請人:國際殼牌研究有限公司