处理重质烃原料以降低其粘度的方法 |
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| 申请号 | CN200980150227.1 | 申请日 | 2009-12-14 | 公开(公告)号 | CN102245505A | 公开(公告)日 | 2011-11-16 |
| 申请人 | 国际壳牌研究有限公司; | 发明人 | C·M·A·M·米斯特斯; | ||||
| 摘要 | 用于降低重质 烃 原料 粘度 的方法，包括：将重质烃原料和单质硫供应至反应区，在300-750℃的 温度 下，一部分重质烃原料与单质硫在液相中反应形成包含重质烃物流、二硫化 碳 和 硫化氢 的反应混合物，随后冷却反应混合物以提供包含二硫化碳的处理后重质烃物流。本 发明 也涉及可通过上述方法获得的产物及其在管道输送中的用途。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于降低重质烃原料粘度的方法，包括： |
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| 说明书全文 | 处理重质烃原料以降低其粘度的方法技术领域[0001] 本发明提供降低重质烃原料粘度的方法，通过该方法获得的重质烃物流以及重质烃物流在管道输送中的用途。 背景技术[0002] 重质烃原料，如重质原油和沥青，特别是从某些地质地层如油砂生产的那些，可能是相对粘性的，即可能具有使得它难以通过管道输送的粘度。重质稠粘性烃原料在石油工业中称为“低比重”油；高比重油是相对稀疏和相对容易泵送的油。 [0003] 由US 5025863，US 5104516和FR2484603已知用于降低重质烃原料粘度的数种方法和系统。 [0004] US 6644334中公开了一种方法，所述方法通过在高压下将气体或气体的组合注入原油中，从而降低原油的粘度。特别地，所述方法涉及将二氧化碳(CO2)或更优选地CO2和氮的组合注入原油中。该方法的缺点是，通过将气体或气体的组合注入原油中降低原油的粘度，必须在高的气体压力下进行。 [0005] 二硫化碳已知是用于强化油采收的适合溶剂。例如US 3847221中，公开了利用二硫化碳以通过互溶驱替强化从油砂的重质烃原料采收。该方法涉及将用于可从油砂采收的重质烃原料的溶剂混合物的栓体(slug)注入储层中，该溶剂的密度等于或大于水且包含二硫化碳和芳族烃或脂肪族烃。在溶剂混合物之后，将含水流体引入储层中，以驱使溶剂通过储层。重质烃原料和溶剂向着低于溶剂引入位置的位置移动，在那里产出重质烃物流。 [0006] 上述现有技术方法的缺点是所述方法要求引入储层中的新鲜溶剂。这种方法对于降低重质烃原料粘度而言有效发挥作用，使得可以更有效地泵送重质烃原料，但是是昂贵的且在许多应用中是不切实际的。 发明内容[0007] 已经发现在不添加任何新鲜溶剂或溶剂混合物的条件下，可以降低重质烃原料的粘度。通过将单质硫加入重质烃和在300-750℃的温度下加热，可以有利的降低重质烃原料的粘度。这将导致重质烃原料与单质硫部分转化成二硫化碳和硫化氢。冷却反应混合物将产生其中二硫化碳溶解在重质烃原料中的产物。 [0008] 因此，本发明提供用于降低重质烃原料粘度的方法，包括： [0009] 将重质烃原料和单质硫供应至反应区，在300-750℃的温度下，一部分重质烃原料与单质硫在液相中反应形成包含重质烃物流、二硫化碳和硫化氢的反应混合物，随后冷却反应混合物以提供包含二硫化碳的处理后重质烃物流。 [0010] 所述方法的优点是在没有添加新鲜溶剂或溶剂混合物的条件下，重质烃原料的粘度降低。以这种方式，本发明方法的成本充分降低。此外，原位使重质烃原料的粘度降低。 [0011] 本发明还提供可通过所述方法获得的产物。通过所述方法形成的产物的粘度通常为50-10000mPa/s，优选100-1000mPa/s。以这种方式，改进了重质烃物流的流动性。 [0012] 本发明还涉及所述方法获得的产物在管道输送中的用途。 [0013] 可通过所述方法获得的产物在管道输送中的用途的优点是制得的产物可以满足250cSt(250mPa/s)的粘度的加拿大管道规格。 [0014] 在本发明方法中，在300-750℃的温度下，重质烃原料与单质硫相进行反应。 [0015] 单质硫可以以蒸气相或液相的形式引入。优选地，单质硫是液体单质硫相。液体硫相可以包含S2、S8、S∞或它们的混合物形式的硫。通常，硫的熔点为96-116℃。将液体硫相和重质烃原料加入反应区，其中它们在液相中互相反应。反应区可以典型地是反应器容器或管。可以将重质烃原料供应至包含液体单质硫相的反应区。 [0016] 重质烃原料可以是油砂衍生沥青或通过蒸馏、特别是重质原油的减压蒸馏或油砂衍生沥青的减压蒸馏获得的常压渣油，特别是在二硫化碳中的溶解度为至少99.5％的渣油沥青。 [0017] 重质烃原料包含烃类化合物，所述烃类化合物具有碳和氢原子和任选的较小量的杂原子例如氧、硫或氮。烃类化合物在应用的反应条件下是液体。重质烃原料的初始沸点可以是350-850℃。 [0018] 在本发明方法中，烃类化合物和单质硫互相反应。整体反应方程式为： [0019] Cx Hy+(2x+1/2y)S→xCS2+1/2yH2S [0020] 重质烃原料可以包含大于一种烃类化合物。 [0021] 在本发明方法中，重质烃原料和单质硫都将通常连续供应至反应区。适合地，通过使重质烃原料与液体硫相预混合，将重质烃原料供应至反应区。加入反应区的单质硫量为1-25wt％，基于重质烃物流。 [0022] 重质烃原料与液体硫的接触时间优选1-3600秒，优选5-600秒。 [0023] 在本发明方法中，液体单质硫相保持在250-750℃的温度下。在低于250℃的温度下，液体硫相的高粘度将阻碍适当的处理。优选地，温度为350-700℃，更优选400-650℃。 [0024] 反应物互相在足以维持液体单质硫相的压力下进行反应。因此，压力可以强烈取决于反应温度。优选地，反应区中的压力为3-200bar(绝对)，更优选4-100bar(绝对)，甚至更优选5-30bar(绝对)。 [0025] 在本发明方法中，形成包含重质烃物流、二硫化碳和硫化氢的反应混合物。将该反应混合物输送至第二反应器容器或管，其中冷却反应混合物从而获得包含二硫化碳的液体物流。 [0026] 形成的二硫化碳量优选1-25wt％，基于重质烃的重量。通常，通过本发明方法获得的包含二硫化碳的液体物流也包含硫化氢。 [0027] 典型的硫化氢浓度为0.05-50wt％，特别是0.2-10wt％的硫化氢，基于重质烃的量。 [0028] 在反应完成之后，冷却混合物，导致重质烃粘度降低。包含部分转化的重质烃、二硫化碳和硫化氢的产物具有50-10000mPa/s、更优选100-1000mPa/s的降低的粘度。 [0029] 已知重质烃和硫之间的反应可以在催化剂存在下进行，例如如EP06116866.2中所述。优选地，烃类化合物与硫在不存在催化剂的条件下进行反应。 [0030] 优选地，本发明方法包括将重质烃原料分成两个原料(第一和第二原料)，由此第一原料与单质硫在反应区中反应，和在第二容器或管中将处理后第一物流与第二原料组合。优选地，第一原料为1-50wt％，特别是5-40wt％，基于重质烃原料重量。以这种方式，仅需要将1-50wt％的重质烃原料加热至300-750℃的温度，以获得具有如上所述相同降低的粘度的本发明产物。 [0031] 在本发明方法中形成的包含二硫化碳的产物特别适合于通过管道进行输送，因为它通常将满足例如对于管道输送的加拿大规格的要求。 [0032] 包含二硫化碳的产物可以在通常为5-80℃的温度下进行输送。管道的加热不是必须的。因此，可以通过30-80℃、优选40-60℃的温度降低，而降低输送温度。以这种方式，重质烃原料的输送是经济上可行的。 [0034] 适合地，在管道输送之后，可以从反应混合物中去除硫化氢。任选地，可以将分离的硫化氢转化成单质硫，例如在Claus法中，和循环至反应区。从反应混合物中去除的硫化氢量为0.05-40wt％，特别是0.2-10wt％的硫化氢，基于重质烃的量。 [0035] 在管道输送之后，可以从重质烃物流中分离二硫化碳。二硫化碳的分离可以通过任何适合的方法进行，例如蒸馏。分离的二硫化碳优选循环和在混合容器或管中与重质烃混合。 [0036] 因为二硫化碳的形成，重质烃物流的粘度可以降低10-99.9％，特别是80-99％，以mPa/s表示。 [0037] 通过以下非限定实施例进一步描述本发明方法。实施例 [0038] Peace River沥青(PR-B)和Peace River长沸程渣油(PR-LR)是具有高粘度的重质油。使用二硫化碳降低两种油的粘度。测试了数种油和二硫化碳的混合物，以测量二硫化碳/油比对粘度的影响。 [0039] 实施例1 [0040] 在玻璃瓶中将一定量的二硫化碳加入31.1克PR-LR(44.9mmol)，以制备基于1.2、5、10、15和40wt％的二硫化碳的PR-LR样品。在添加完毕之后，摇动混合物1小时，以使二硫化碳溶解和获得均匀的液体。在HAAKE粘度测试仪Typle 7R plus(Thermo Electron，GmbH)上，在数种温度下的温度控制浴中测量样品的粘度。表1显示了PR-LR的粘度数据。 计算的二硫化碳在油中的％wt基于油和二硫化碳的总量。 [0041] 表1的结果显示，通过添加二硫化碳，PR-LR的粘度降低。增大二硫化碳的量进一步降低了粘度。此外，在不同温度下，当使用类似的PR-LR重量比时，粘度随着温度升高而降低。该观察结果显示，二硫化碳在油中的溶解以及粘度对温度敏感。 [0042] 实施例2 [0043] 在玻璃瓶中将一定量的二硫化碳加入31.1克PR-B(46.8mmol)，以制备基于0、1.2、6.2、10.5和20.1wt％的二硫化碳的PR-LR样品。如实施例1中一样进行相同的程序。 表2显示了PR-B的结果。计算的二硫化碳在油中的％wt基于油和二硫化碳的总量。 [0044] 表2中的结果显示，与利用PR-B获得的结果相比，在PR-R中使用二硫化碳获得类 |
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