RU2818419C2 - Method for correction of sulphur content in fuel - Google Patents
Method for correction of sulphur content in fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2818419C2 RU2818419C2 RU2021124374A RU2021124374A RU2818419C2 RU 2818419 C2 RU2818419 C2 RU 2818419C2 RU 2021124374 A RU2021124374 A RU 2021124374A RU 2021124374 A RU2021124374 A RU 2021124374A RU 2818419 C2 RU2818419 C2 RU 2818419C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfur
- fuel
- oil
- sulfur content
- ship
- Prior art date
Links
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 397
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 234
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 title abstract 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 110
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 70
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 70
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 401
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 401
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 claims description 90
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 51
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 50
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 49
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 48
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 48
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 42
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 34
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 34
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 28
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 claims description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 12
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 134
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 66
- 239000000047 product Substances 0.000 description 59
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 56
- 230000008569 process Effects 0.000 description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 32
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 29
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 29
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 28
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 description 27
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 25
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 22
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 21
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 16
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 12
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 12
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 12
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 11
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 10
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 9
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 8
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 6
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 6
- 239000010747 number 6 fuel oil Substances 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011176 pooling Methods 0.000 description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 4
- 239000003079 shale oil Substances 0.000 description 4
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 4
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- -1 vacuum distillation Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002199 base oil Substances 0.000 description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 2
- 239000000571 coke Chemical group 0.000 description 2
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 2
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 239000010771 distillate fuel oil Substances 0.000 description 2
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000009419 refurbishment Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000000135 prohibitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
Изобретение относится к способам уменьшения выбросов серы в порту.The invention relates to methods for reducing sulfur emissions in a port.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯPREREQUISITES FOR CREATION OF THE INVENTION
Целью настоящего изобретения является предложение решения давней и хорошо известной сложной экологической проблемы, нерешенной ранее, заключающейся в том, что когда суда «в открытом море» сжигают дешевое низкосортное тяжелое бункерное топливо и другие тяжелые нефтяные остатки с высоким содержанием серы, азота и металлов, то оксиды серы, азота и металлов попадают в окружающую среду. Такие выбросы в атмосферу происходят во всем мире, не считаясь с национальными географическими границами.It is an object of the present invention to provide a solution to a long-standing and well-known difficult environmental problem, previously unsolved, that when ships "offshore" burn low-cost, low-grade heavy fuel oil and other heavy oil residues high in sulfur, nitrogen and metals, oxides of sulfur, nitrogen and metals enter the environment. Such atmospheric emissions occur throughout the world, regardless of national geographic boundaries.
В докладах различных сторонних организаций отмечается, что некоторые глобальные выбросы в атмосферу выхлопных газов, производимые в результате сжигания в море таких видов тяжелого топлива, предназначенных для водного транспорта, во много раз превышают общемировые выбросы, образующиеся в результате сжигания бензина береговым транспортом и в результате сжигания дизельного топлива транспортом, работающим на дизельном топливе. Такое сжигание топлива в море приводит к выбросам в атмосферу оксидов серы, окислов азота, углекислого газа, сажи и вредных металлов. Береговой транспорт включают легковые автомобили, грузовые автомобили и другие виды автомобилей, многие из которых в настоящее время используют обязательное к применению “дорожное топливо” с очень низким содержанием серы. Таким образом, даже если транспортировка такими крупными судами и эффективна, исходя из концепции «перевозка груза в 1 тонну на расстояние в 1 милю» и исходя из потребления топлива, то реальность такова, что такие суда производят крупные выбросы в атмосферу выхлопных газов.Reports from various third-party organizations indicate that some of the global exhaust gas emissions resulting from the combustion of such heavy fuels at sea for waterborne transport are many times greater than the global emissions resulting from the combustion of gasoline in coastal transport and from the combustion of diesel fuel for vehicles running on diesel fuel. This combustion of fuel at sea results in emissions of sulfur oxides, nitrogen oxides, carbon dioxide, soot and harmful metals into the atmosphere. Onshore vehicles include cars, trucks and other types of vehicles, many of which now use mandatory "road fuels" with very low sulfur content. Thus, even if transportation by such large ships is efficient based on the concept of "carrying 1 ton of cargo over a distance of 1 mile" and based on fuel consumption, the reality is that such ships produce large emissions of exhaust gases into the atmosphere.
Реализация определенных ключевых положений, предписывающих судам обязательно использовать для сжигания экологически более чистое судовое топливо, зависит от наличия достаточного количества такого топлива. Но как можно требовать выполнения того, что невыполнимо или неосуществимо, ни с технической, ни с экономической точки зрения, а решение все же необходимо.The implementation of certain key provisions requiring ships to burn cleaner marine fuels is dependent on the availability of sufficient quantities of such fuels. But how can you demand the implementation of something that is not feasible or feasible, either from a technical or economic point of view, and yet a solution is still necessary.
Например Международная морская организация (ИМО), учреждение Организации Объединенных Наций, издает положения, касающиеся международного судоходства. ИМО стремится к сокращению выбросов в атмосферу выхлопных газов путем установления более строгих предельных уровней содержания серы в судовом топливе, признавая при этом технические ограничения. ИМО потребовала, чтобы судовое топливо, сжигаемое после 2011 года в открытом море, имело содержание серы, не превышающее 3,50% по массе (например, топливо, сжигаемое за пределами определенных Зон контроля за содержанием серы в выбросах (ECA), включая 200 морских миль от берегов Соединенных Штатов, Европы и некоторых других районов). В 2015 году ИМО пересмотрела свои положения о предельном содержании серы в судовом топливе, которое, как правило, должно быть менее 0,1% для торговых судов в пределах зон, обозначенных ECA.For example, the International Maritime Organization (IMO), an agency of the United Nations, issues regulations concerning international shipping. The IMO is committed to reducing tailpipe emissions by setting stricter limits for sulfur content in marine fuels, while recognizing technical limitations. The IMO has required that marine fuels burned after 2011 on the high seas have a sulfur content of no more than 3.50% by mass (e.g. fuels burned outside certain Sulfur Emission Control Areas (ECAs), including 200 marine miles from the coast of the United States, Europe and some other areas). In 2015, the IMO revised its regulations on the sulfur content limit in marine fuels, which generally must be less than 0.1% for merchant ships within ECA designated areas.
Однако с 2020 года и в дальнейшем ИМО снова собирается снизить предельное содержание серы в судовом топливе, сжигаемом в открытое море, до 0,50% по массе. Однако, как отмечает ИМО, такое энергичное снижение в 2020 году зависит «от результатов изучения доступности требуемых видов топочного масла, который должен быть завершен к 2018 году», и она предлагает возможность отсрочки такого снижения до 2025 года, если требуемые виды топлива не доступны. См. положения о загрязнении воздушной среды в морском судоходстве в Конвенции по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ), Приложение VI.However, from 2020 onwards, the IMO is again set to reduce the sulfur limit in marine fuels burned on the high seas to 0.50% by mass. However, the IMO notes that such a vigorous reduction in 2020 is dependent "on the outcome of a study on the availability of the required fuel oils, which should be completed by 2018", and it offers the possibility of delaying such a reduction until 2025 if the required fuels are not available. See the provisions on maritime air pollution in the Convention for the Prevention of Pollution from Ships (MARPOL), Annex VI.
Таким образом, существует реальная вероятность возникновения существенной проблемы, связанной с недостатком поставок судового топлива с низким содержанием серы и отсутствием технологии для получения таких поставок. Например, отраслевое издание в 2015 году заявило, что «существуют планы по уменьшению допустимого содержания серы в топливе до уровней, ниже уровней [2014], требуемых для Зон контроля за содержанием серы в выбросах ...», но на это потребуются годы, поскольку существующая технология сделала бы затраты на такие цели непомерно высокими для многих судоходных компаний. Данное издание далее заявляет, что «из-за дополнительных затрат и возможных механических проблем, эти положения постоянно пересматриваются, и для реализации применяются поэтапные подходы», поскольку многие судовые двигатели не предназначены для работы на газойле с низким содержанием серы, потому что он намного более жидкий, чем тяжелое топочное масло, и он не имеет смазочных свойств, присущих тяжелому топочному маслу. Компании используют различные обходные пути, чтобы заставить двигатель работать, например, охлаждение топлива для увеличения вязкости или впрыскивание дополнительной смазки в некоторые части двигателя.» В сервисе «Quora» опубликована статья под названием «Правда ли, что 15 крупнейших судов в мире производят больше загрязнений, чем все автомобили?» (Is it true that the 15 biggest ships in the world produce more pollution than all the cars?) Джосаи Тоепфера (JosiahToepfer), сотрудника Управления береговой охраны, инспектора по судам/аудитора, следователя по расследованию аварий.There is therefore a real possibility that a significant problem will arise due to the lack of supply of low sulfur marine fuel and the lack of technology to obtain such supply. For example, an industry publication stated in 2015 that "there are plans to reduce fuel sulfur limits to levels below the [2014] levels required for Sulfur Emission Control Areas..." but this will take years because existing technology would make the costs of such purposes prohibitive for many shipping companies. This publication further states that "due to the additional costs and potential mechanical problems, these provisions are continually reviewed and phased approaches are being adopted for implementation" since many marine engines are not designed to run on low sulfur gas oil because it is much more thinner than heavy heating oil, and it does not have the lubricating properties of heavy heating oil. Companies use various workarounds to make the engine work, such as cooling the fuel to increase viscosity or injecting additional lubricant into certain parts of the engine." The Quora service published an article entitled “Is it true that the 15 largest ships in the world produce more pollution than all cars?” (Is it true that the 15 biggest ships in the world produce more pollution than all the cars?) Josiah Toepfer, Coast Guard Officer, Ship Inspector/Auditor, Accident Investigator.
Еще одним примером является, что, в 2015 году, положения ИМО снизили максимальное содержание серы в судовом топливе до 0,1% серы для торговых судов в пределах зон, обозначенных ECA. Перед вхождением в ECA суда должны переходить с дешевого тяжелого бункерного топочного масла с высоким содержанием серы, сжигаемого в открытом море, на недорогое топливо с низким содержанием серы, сходное с дизельным топливом. Снижение содержания серы в топливе в пределах ECA с максимального значения 1,00% по массе (для топлива, используемого после 1 июля 2010 года) до 0,10% по массе для топлива, используемого после 1 января 2015 года, создало проблемы для рынка поставок и цен. Производство и поставка такого топлива для использования в морском судоходстве в соответствии с положениями ИМО конкурирует с потребностями в дистиллятном топливе для применения на автомагистралях и для других применений дизельного топлива на берегу, и смещает имеющиеся предпочтительные сырьевые потоки, а также существующее устройство для нефтепереработки и системы поставок нефтяного сырья, далеко от использования на автомагистралях дизельного топлива и других дистиллятов с низким содержанием серы. Также, на борту судна возникают и другие технические вопросы.Another example is that, in 2015, IMO regulations reduced the maximum sulfur content of marine fuels to 0.1% sulfur for merchant ships within ECA designated areas. Before entering the ECA, ships must switch from low-cost, heavy, high-sulfur bunker heating oil burned on the high seas to low-cost, low-sulfur fuel similar to diesel. The reduction in fuel sulfur content under the ECA from a maximum of 1.00% by weight (for fuel used after July 1, 2010) to 0.10% by weight for fuel used after January 1, 2015, has created challenges for the supply market and prices. The production and supply of such fuel for marine use in accordance with IMO regulations competes with distillate fuel requirements for highway and other onshore diesel applications, and displaces existing preferred feedstock streams as well as existing refining arrangements and supply chains petroleum feedstocks, far removed from highway use of diesel and other low-sulfur distillates. Also, other technical issues arise on board the ship.
Что касается снижения содержания серы, в соответствии с ИМО 2015, в пределах зон, обозначенных ECA, Береговая охрана Соединенных Штатов выпустила предупреждения о том, что «суда, использующие топливо с более высоким содержанием серы, должны переходить на топочное масло с ультранизким содержанием серы (ULS), чтобы соответствовать» новым положениям. Суда должны использовать топочное масло ULS по возвращении из плавания и при выходе в море, в доке, и в любое время в пределах зон, обозначенных ECA, таким образом, для каждого судна, которое использует топочное масло с более высоким содержанием серы, требуется разработка и реализация переходных процедур для замены нефтяного остатка на дистиллятное топливо перед вхождением в ECA. Береговая охрана также предупредила о том, что «имеются многие другие важные технические вопросы, связанные с использованием топочных масел с ультранизким содержанием серы и переходом на топочные масла, указанные в документах, подготовленных классификационными обществами, страховщиками, производителями двигателей и профессиональными ассоциациями», и что «энергосодержание данного объема топочного масла ULS может отличаться от остаточного топлива, в результате чего существующие параметры работы двигателя могут не дать желаемой частоты вращения гребного винта или нагрузки генератора». «Береговая охрана Соединенных Штатов, Министерство внутренней безопасности США, Директорат по вопросам инспектирования и контроля за соответствием требованиям, 3 марта 2015 года, Памятка по безопасности 2-15, Вашингтон, округ Колумбия, Топочные масла с ультранизким содержанием серы и соответствие требованиям МАРПОЛ перед вхождением и во время работы в пределах Зон контроля за содержанием серы в выбросах.»Regarding sulfur reduction, in accordance with IMO 2015, within the areas designated by the ECA, the United States Coast Guard has issued warnings that "vessels using higher sulfur content fuels should convert to ultra-low sulfur fuel oil ( ULS) to comply with the new provisions. Vessels are required to use ULS heating oil upon returning from a voyage and when going to sea, in dock, and at any time within areas designated by the ECA, so each vessel that uses higher sulfur heating oil is required to develop and implementation of transition procedures to replace petroleum residues with distillate fuels before entering the ECA. The Coast Guard also warned that "there are many other important technical issues associated with the use of ultra-low sulfur heating oils and the transition to heating oils identified in documents prepared by classification societies, insurers, engine manufacturers and professional associations" and that “The energy content of a given volume of ULS fuel oil may differ from the residual fuel, and as a result, existing engine operating parameters may not produce the desired propeller speed or generator load.” “United States Coast Guard, Department of Homeland Security, Directorate of Inspection and Compliance, March 3, 2015, Safety Notice 2-15, Washington, DC, Ultra-Low Sulfur Heating Oils and MARPOL Pre-Entry Compliance and while operating within Sulfur Emission Control Areas.”
Суровая реальность заключается в том, что нефтеперерабатывающие заводы - это дорогостоящие предприятия, которые требуют значительных капиталовложений даже для того, что кажется относительно незначительными изменениями в топливном продукте или производственном устройстве или при дополнительных технологических операциях агрегата. В период 2003 года европейские исследования в рамках проведения оценки нефтепереработки проводились в ожидании потребности в более низких уровнях содержания загрязняющих веществ в судовом топливе, а также в отношении требований и возможностей его производства в необходимых количествах. См., например, «Официальное разъяснение по судовому топливу, потенциальная надбавка на цену за судовое топливо с содержанием серы 0,5%»; «Особые проблемы, с которыми сталкиваются производители топлива в разных частях ЕС»; и «Комментарий по рынку судового топлива, проект окончательного доклада по контракту номер ENV.C1/ SER/2001/0063. Бланк заказа № C1/3/2003. Европейская комиссия - Директорат по вопросам окружающей среды, октябрь 2003 года.The harsh reality is that oil refineries are expensive enterprises that require significant capital investment for even what appear to be relatively minor changes to the fuel product or process unit or additional plant process steps. During the 2003 period, European refining assessment studies were conducted in anticipation of the need for lower levels of pollutants in marine fuels and the requirements and capabilities to produce them in the quantities required. See, for example, Marine Fuel Byelaw, Potential Price Premium for 0.5% Sulfur Marine Fuel; “Special challenges faced by fuel producers in different parts of the EU”; and “Commentary on the marine fuel market, draft final report under contract number ENV.C1/SER/2001/0063. Order form No. C1/3/2003. European Commission - Directorate for the Environment, October 2003.
В таких докладах указывались большие проблемы, такие как повышение затрат или снижение уровня загрузки, или эффективности производства нефтеперерабатывающих заводов, когда они хотят производить необходимые количества соответствующего судового топлива во многих странах, в том числе, в некоторых случаях, отсутствие основного оборудования на местах вблизи главных портов для производства и поставок таких видов судового топлива на местном уровне, а также отсутствие технологий и устройств для производства таких видов топлива.Such reports have identified major problems such as rising costs or declining utilization rates or production efficiencies of refineries when they want to produce the required quantities of relevant marine fuels in many countries, including, in some cases, the lack of key equipment on site near major ports for the production and supply of such types of marine fuels locally, as well as the lack of technologies and devices for the production of such types of fuels.
В процитированных докладах предлагалось всего три варианта. Вариант «повторного блендинга» (смешивание тяжелых топочных масел с низким содержанием серы) рассматривался как самый недорогой вариант для производства бункерного топлива с низким содержанием серы, однако такой вариант не подошел, поскольку он предполагал бы переработку без существенных затрат только самого малого количества материала. Этот вариант предполагал тогда относительно небольшие затраты на логистику, связанную с повторным блендингом различных категорий тяжелых видов топлива, которые в настоящее время производятся на европейских нефтеперерабатывающих заводах, но это не обеспечивало получения требуемого количества.The cited reports offered only three options. The option of "re-blending" (blending heavy heating oils with low sulfur content) was considered as the most inexpensive option for producing low-sulfur bunker fuel, but this option was not suitable as it would involve processing only a very small amount of material without significant cost. This option then involved relatively low logistics costs associated with re-blending the various categories of heavy fuels currently produced in European refineries, but did not provide the required quantities.
Вторым альтернативным вариантом, предполагающим увеличение затрат, является переработка сырой нефти с более низким содержанием серы вместо переработки сырой нефти с высоким содержанием серы, например, вместо переработки сырой нефти сорта «Аравийская легкая», в которой, как отмечается, содержится 1,8% серы, предлагалось использовать сырую нефть с более низким содержанием серы, например, такой сорт африканской сырой нефти, как «Бонни легкая», в котором, как отмечается, содержится 0,14% серы по массе. По предварительным оценкам, дополнительные затраты на производство судового бункерного топлива, которые потребуются в связи с применением такой альтернативы, сочли чрезмерными по причинам, изложенным в докладах.A second cost-increasing alternative is to refine lower sulfur crude oil instead of higher sulfur crude oil, such as Arabian Light crude oil, which is noted to contain 1.8% sulfur. , it has been proposed to use crude oils with lower sulfur content, such as African crude oils such as Bonnie Light, which is noted to contain 0.14% sulfur by weight. Preliminary estimates indicate that the additional costs for the production of marine bunker fuel that would be required by such an alternative were considered excessive for the reasons stated in the reports.
Наконец, в докладах о прошедшем периоде упоминается о третьем, самом дорогом варианте производства видов судового топлива с низким содержанием серы путем десульфуризации вакуумного нефтяного остатка (VRDS). В докладе делается вывод о том, что «важно отметить, однако, что в отличие от степени десульфуризации, требуемой для бензина или дизельного топлива, гидроочистка нижних остатков (десульфуризация нефтяных остатков) не является процессом, который в настоящее время нефтеперерабатывающие заводы стремятся реализовывать в его непосредственном виде, то есть, если он не связан с некоторым преобразованием нефтяного остатка в более легкие продукты. Тем не менее, если VRDS проводилась с единственной целью десульфуризации вакуумного нефтяного остатка, то затраты на этот «альтернативный вариант» были, примерно, вдвое больше, чем во втором альтернативном варианте, и потому он еще более неприемлем.Finally, historical reports mention a third, most expensive option for producing low-sulfur marine fuels through vacuum residue desulfurization (VRDS). The report concludes that "it is important to note, however, that unlike the degree of desulfurization required for gasoline or diesel fuel, bottoms hydrotreating (residue desulfurization) is not a process that refineries are currently seeking to implement in their direct form, that is, if it is not associated with some transformation of the oil residue into lighter products. However, if VRDS was carried out for the sole purpose of desulphurizing the vacuum residue, then the cost of this “alternative” would be approximately twice that of the second alternative and would therefore be even more unacceptable.
Для удовлетворения требований ИМО при использовании технологий существующего уровня техники, оператор судна может принимать как топливо с высоким содержанием серы, предназначенное для использования в море, так и топливо с низким содержанием серы в пределах зон, обозначенных ECA; однако при этом выборе могут возникнуть проблемы, связанные с технологией двигателей, смазывающей способностью и возможными потребностями в различных системах впрыска топлива для обеспечения оптимальной работы установок и технических решений при переходе на другое топливо. Оператор может добавить устройство для очистки дымовых газов, образующихся после сжигания топлива, которое может быть относительно большим, дорогостоящим и сложным для поддержания производительности на самом высоком уровне. В некоторых случаях сжиженный природный газ (СПГ) можно рассматривать для использования в качестве судового топлива, например, в тех случаях, когда некоторые транспортные перевозчики СПГ могут выбрать использование «отпарного газа» в качестве топлива, но для распространения такой концепции работы двигателя на СПГ на все грузовые суда потребовалось бы широкое распространение инфраструктуры заправочных станций СПГ, что является очень дорогостоящим, требует дополнительных затрат для портов в таких местах, где отсутствуют поставки природного газа местного производства или установки сжижения газа. Однако во всех случаях использование СПГ вместо жидкостей сопряжено с тем, что вместе с таким использованием существует реальный риск высвобождения метана либо во время бункеровки через вентиляцию при заправке, либо при неполном сгорании, либо иным образом во время технологических операций и технического обслуживания. Такое выделение метана вызывает беспокойство, поскольку существует мнение, что метан, как источник парникового газа, оказывает воздействие на окружающую среду, которое во много раз превышает воздействие, оказываемое диоксидом серы. Также, существует аналогичное мнение, что можно добиться уменьшения выбросов в атмосферу выхлопных газов в море, производимых при сжигании природного газа во время транспортировки или в порту, благодаря наличию гавани, где имеется станция загрузки сырьевого газа. Однако, с точки зрения одной технической перспективы, у природного газа сохраняется проблема утечки метана, и сжигание природного газа уменьшает выбросы в атмосферу CO2 не потому, что он выделяет меньше CO2, но потому, что по сравнению с СПГ, использование природного газа позволяет избежать выбросов в атмосферу CO2, производимых при переработке в сжиженный СПГ и сокращает выбросы CO2 при отводе или замене угля, предназначенного для сжигания электростанциями, который поставляется судами, находящимися в порту. Мероприятия, проводимые в области развития, которые направлены на стимулирование замены жидкостей, применяемых в качестве судового топлива, на СПГ или природный газ, достойны внимания, но они не предлагают какого-либо практического экономически эффективного решения в отношении судового топлива в условиях, когда существует нехватка глобальной газовой инфраструктуры, и когда необходима новая топливная инфраструктура, причем газораспределительная инфраструктура представляет собой оборудование и капиталоемкость в портах в тех странах, где не осуществляются местные поставки газа.To meet IMO requirements using state of the art technology, the ship operator may accept both high sulfur fuel intended for marine use and low sulfur fuel within the ECA designated areas; However, this choice may pose challenges related to engine technology, lubricity, and the possible need for different fuel injection systems to ensure optimal performance of installations and technical solutions when switching to different fuels. The operator may add a device to purify the flue gases generated after combustion of the fuel, which can be relatively large, expensive and difficult to maintain performance at the highest level. In some cases, liquefied natural gas (LNG) may be considered for use as a marine fuel, for example where some LNG carriers may choose to use "boil-off gas" as a fuel, but to extend this LNG engine concept to All cargo ships would require widespread LNG fueling station infrastructure, which is very expensive, requiring additional costs for ports in locations where there is no locally produced natural gas supply or liquefaction facility. However, in all cases, the use of LNG in place of liquids carries with it the real risk of methane being released, either during bunkering through refueling vents, incomplete combustion, or otherwise during process operations and maintenance. This methane release is a concern because it is believed that methane, as a greenhouse gas, has environmental impacts that are many times greater than those of sulfur dioxide. Also, there is a similar opinion that it is possible to achieve a reduction in atmospheric emissions of exhaust gases at sea produced by the combustion of natural gas during transportation or in port, due to the presence of a harbor where there is a feed gas loading station. However, from one technical perspective, natural gas still has the problem of methane leakage, and burning natural gas reduces CO2 emissions not because it emits less CO2, but because compared to LNG, natural gas avoids emissions into the atmosphere of CO2 produced when processed into liquefied LNG and reduces CO2 emissions when removing or replacing coal intended for combustion by power plants, which is supplied by ships in port. Development efforts that seek to encourage the substitution of marine fuel liquids with LNG or natural gas are noteworthy, but they do not offer any practical cost-effective solution for marine fuels in situations where shortages exist. global gas infrastructure, and when new fuel infrastructure is needed, with gas distribution infrastructure representing equipment and capital intensity at ports in countries where there is no local gas supply.
Необходимо решить эти глобальные экологические проблемы, связанные с использованием судового топлива, которые, как считается, уже существуют много лет, и которые не нашли экономически эффективного технического решения. Кроме того, наличие новых недорогих видов топлива, произведенных в соответствии с новыми технологическими конфигурациями и устройством, должно побуждать судовладельцев устанавливать на судне высокоэффективные энергодвигательные установки с комбинированным циклом, которые имеют более высокую эффективность, по сравнению с дизельными двигателями, благодаря эффективному использованию извлечения отработанного тепла, и у которых нет проблемы с отсутствием у топлива смазывающей способности, как у многих двигателей, поскольку сжигается более дорогое дизельное топливо с ультранизким содержанием серы, поставки которого ограничены.It is necessary to solve these global environmental problems associated with the use of marine fuels, which are believed to have existed for many years, and which have not found a cost-effective technical solution. In addition, the availability of new low-cost fuels produced in accordance with new technological configurations and design should encourage shipowners to install high-efficiency combined cycle propulsion systems on their ships, which have higher efficiency than diesel engines due to the efficient use of waste heat recovery , and which do not have the problem of lack of lubricity of the fuel, as do many engines, because they burn more expensive ultra-low sulfur diesel fuel, the supply of which is limited.
Однако уже давно существует разрыв в технологии производства эффективных видов топлива, что вызывает нехватку поставок большого количества недорогого судового топлива с очень низким содержанием серы. Необходимость восполнить этот пробел сохраняется.However, there has long been a technology gap in producing efficient fuels, causing shortages in the supply of large quantities of low-cost, very low-sulfur marine fuels. The need to fill this gap remains.
Международное энергетическое агентство (МЭА), Подразделение нефтяной промышленности и рынков выпустило официальные публикации, в которых описываются технологические процессы и конфигурации устройств, используемых для производства топлива, и описываются конфигурации устройств, продукты и маржа при традиционной нефтепереработке. Термины, используемые в настоящем документе, если им не дано отдельное определение, или они явным образом не изменены, имеют значение, присвоенное им в документе «Глоссарий, источник: США, Управление по энергетической информации (октябрь 2016 года)» (Glossary, Source:U.S. EnergyInformationAdministration (Oct2016)), который включен в настоящий документ для всех целей. В публикациях МЭА определяются и обсуждаются конфигурации для переработки сырой нефти, полное разделение каждой баррели сырой нефти на большое количество продуктов для различных применений или для дальнейшей переработки нефти.The International Energy Agency (IEA), Petroleum Industries and Markets Division has produced white papers that describe the processes and device configurations used to produce fuels and describe device configurations, products and margins in conventional petroleum refining. Terms used in this document, unless specifically defined or expressly modified, have the meaning assigned to them in Glossary, Source: United States Energy Information Administration (October 2016). U.S. Energy Information Administration (Oct2016)), which is incorporated herein for all purposes. IEA publications define and discuss configurations for crude oil refining, the complete separation of each barrel of crude oil into a large number of products for various applications or for further refining of the oil.
Генетика развития или роста традиционных нефтеперерабатывающих заводов - это своего рода главный запас, основанный на эволюции требований общества, предъявляемых к продуктам, получившим свое развитие от базовых керосиновых дистиллятов, применяемых для освещения, до большого количества продуктов, таких как бензин и дизельное топливо, применяемых для транспортных средств, а впоследствии, авиационное топливо, и затем нефтяное сырье для производства химических веществ на основе его дальнейшей переработки. Техническое развитие нефтеперерабатывающих заводов, как оказалось, эволюционировало поэтапно, и оно двигалось в направлении проведения реконструкции либо для максимального увеличения объема имеющейся разделенной сырой нефти, полученной из каждой баррели, предназначенной для конкретного сегмента рынка, либо проведения реконструкции для получения различных потоков нефтяного сырья для производства химических веществ на основе его дальнейшей переработки, и при этом сохранялось производство большого количества продуктов для различного конечного применения.The genetics of the development or growth of traditional oil refineries is a kind of master reserve based on the evolution of society's requirements for products, which have evolved from basic kerosene distillates used for lighting to a large number of products such as gasoline and diesel fuel used for vehicles, and subsequently, aviation fuel, and then petroleum feedstock for the production of chemicals based on its further processing. The technical development of refineries appears to have evolved in stages, moving towards either refurbishment to either maximize the volume of available separated crude oil produced from each barrel dedicated to a specific market segment, or refurbishment to produce different petroleum feedstock streams for production. chemicals based on its further processing, while maintaining the production of a large number of products for various end uses.
Таким образом, на нефтеперерабатывающих заводах, имеющих конструкции существующего уровня техники, на которых используются агрегаты атмосферной дистилляции сырой нефти и/или вакуумной дистилляции, растворительная сепарация, гидроочистка, газификация и многие другие технологические операции агрегатов, разделяют каждую баррель сырой нефти на большое количество продуктов, причем каждый продукт имеет свои технические характеристики, в соответствии с различными применениями или в соответствии с дальнейшей переработкой нефти.Thus, refineries with state-of-the-art designs that utilize crude oil atmospheric distillation and/or vacuum distillation units, solvent separation, hydrotreating, gasification, and many other unit process steps separate each barrel of crude oil into a large number of products, each product has its own technical characteristics, in accordance with different applications or in accordance with further oil processing.
При традиционной нефтепереработке выглядит контринтуитивно, когда нефтяное сырье сепарируют на различные выходящие потоки, а затем все эти выходящие потоки рекомбинируют. Для примера, вышеупомянутое МЭА определяет и описывает традиционную или типичную атмосферную дистилляцию сырой нефти, вакуумную дистилляцию, cольвентную деасфальтизацию топлива, каталитическое гидроочистку и комплексную технологию газификационно-комбинированного цикла, но не конфигурацию этих процессов для преобразования по существу всего нефтезаводского сырья с целью получения жидкого монотоплива.In traditional oil refining, it is counterintuitive to separate crude oil into different effluents and then recombine all of these effluents. As an example, the above IEA defines and describes conventional or typical atmospheric distillation of crude oil, vacuum distillation, solvent fuel deasphalting, catalytic hydrotreating and integrated gasification-combined cycle technology, but not the configuration of these processes to convert substantially all refinery feedstocks to produce liquid monofuels .
В рамках объема традиционных процессов нефтепереработки используются установки для «модернизации», «отгонки легких фракций» или для «гидроскимминга». При использовании установки для облагораживания нефти, главная цель состоит в том, чтобы преобразовать обычно очень тяжелые, высоковязкие или содержащие примеси твердых частиц материалы для того, чтобы их можно было повторно обрабатывать на существующих традиционных нефтеперерабатывающих заводах, которые обрабатывают более легкие, жидкотекучие материалы для производства полного ассортимента топливных продуктов, химического сырья и/или нефтяного кокса. Установки для облагораживания нефти просто преобразуют более тяжелую сырую нефть в более легкую по плотности нефть на нефтеперерабатывающих заводах с традиционной переработкой нефти, индивидуальная конструкция которых позволяет обрабатывать серу таким образом, чтобы ее содержание соответствовало техническим характеристикам каждого соответствующего продукта дальнейшей переработки, а уменьшение содержания серы или устранение металлов не являются главной целью установок для облагораживания нефти. Целью является облагораживание исходных материалов с чрезвычайно высокой плотностью, по сравнению с традиционными источниками сырой нефти с более низкой плотностью. Более тяжелые материалы отбирают или сепарируют от исходных веществ, поэтому в результате плотность материалов в облагороженном продукте приближается к плотности сырой нефти, обрабатываемой на нефтеперерабатывающих заводах на оборудовании, имеющем существующую традиционную конфигурацию. Что касается «мини» нефтеперерабатывающих заводов или нефтеперерабатывающих заводов, производящих отгонку легких фракций, то они зачастую расположены в удаленных местах или в местах нахождения источника сырой нефти. Нефтеперерабатывающие заводы, производящие отгонку легких фракций, обычно разделяют каждую баррель сырой нефти на несколько фракций с целью получения нафты, а не бензина, без какой-либо или минимальной последующей переработки, за исключением, в некоторых ограниченных случаях, риформинга нафты для повышения октанового числа бензина и гидроочистки большого количества дистиллятов для производства разнообразных продуктов. Обычной целью отгонки легких фракций является создание широкой линейки непосредственно используемых топливных продуктов, таких как бензин, керосин, дизельное топливо и топочное масло для потребления на местных рынках. При использовании некоторых нежелательных способов отгонки легких фракций и использовании продуктов их отгонки, или при неправильной обработке нефтезаводских отходов количество вредных выбросов в атмосферу увеличивается, а не уменьшается. При использовании в нефтепереработке гидроскимминга сырую нефть преобразуют в большое количество продуктов, сходных с продуктами, получаемыми при отгонке легких фракций, но обычно добавляют некоторое количество установок риформинга тяжелой нафты, которые также вырабатывают водород, потребляемый установками гидроочистки при производстве дизельного топлива. Установки гидроскимминга, также как и установки для отгонки легких фракций, обычно производят широкую ленту сортов бензина, керосина, дизельного топлива и топочного масла для местного потребления, а не только один продукт.Within the scope of traditional petroleum refining processes, units are used for "upgrading", "lighting" or "hydroskimming". When using an oil upgrading plant, the main goal is to convert typically very heavy, highly viscous or particulate-laden materials so that they can be reprocessed in existing conventional refineries that process lighter, fluid materials to produce a full range of fuel products, chemical raw materials and/or petroleum coke. Upgraders simply convert heavier crude oil into lighter-density crude oil in conventional refineries that are individually designed to treat sulfur levels to match the specifications of each respective downstream product, reducing sulfur content or Elimination of metals is not the main goal of oil upgrading plants. The goal is to upgrade extremely high-density feedstocks compared to traditional lower-density crude oil sources. Heavier materials are taken or separated from the feedstocks, so that the resulting density of materials in the upgraded product approaches the density of crude oil processed in refineries using equipment having the existing conventional configuration. In the case of “mini” refineries or light end refineries, they are often located in remote locations or at the source of crude oil. Lighting refineries typically split each barrel of crude oil into multiple fractions to produce naphtha rather than gasoline, with no or minimal downstream processing except, in some limited cases, reforming the naphtha to increase the gasoline's octane rating. and hydrotreating large quantities of distillates to produce a variety of products. The typical purpose of stripping is to create a wide range of directly usable fuel products such as gasoline, kerosene, diesel and heating oil for consumption in local markets. When using some undesirable methods for distilling light fractions and using the products of their distillation, or when improperly processing oil refinery waste, the amount of harmful emissions into the atmosphere increases rather than decreases. When hydroskimming is used in petroleum refining, crude oil is converted into a large number of products similar to those produced by stripping, but typically some heavy naphtha reformers are added, which also produce the hydrogen used by hydrotreaters to produce diesel fuel. Hydroskimming plants, as well as stripping plants, typically produce a wide range of gasoline, kerosene, diesel and heating oil grades for local consumption, rather than just one product.
Из существующего уровня техники известны различные аспекты адаптации гидроочистки, в том числе существуют отдельные ряды или зоны параллельных установок гидроочистки, или существуют зоны реакторов комплексной гидроочистки. В патенте PCT/US1999/00478(1998), опубликованном Кэш с соавторами (Cashetal), и в ссылках, приведенных в данном документе, раскрывается комплексная гидроочистка разнородного нефтяного сырья, где потоки, содержащие водород и содержащие жидкость из зон отдельной гидроочистки разделяют или объединяют способом, описанным в настоящем документе. Различные аспекты использования растворительной сепарации для извлечения деасфальтизированного масла из асфальта в потоках тяжелых нефтяных остатков и использование деасфальтизированного масла в качестве сырья для гидроочистки известны из уровня техники при использовании для производства большого количества потоков нефтепродуктов. Например, в патенте США 7,686,941 (2010) Бриерли с соавторами (Brierleyetal) обсуждается cольвентная деасфальтизация для производства деасфальтизированного масла без крекинга или деградации путем сепарации сырой нефти на основе растворимости в жидком растворителе, таком как пропан или в другом парафиновом растворителе, таком как бутан, пентан и в других растворителях вплоть до гептана и включая его. Остаток асфальта содержит высокое содержание металлов и серы. Деасфальтизированное масло может быть подвергнуто гидроочистке для удаления серы, азота, коксового остатка и металлов, как описано в этой ссылке, для производства нескольких продуктов, включая нафту, керосин, дизельное топливо и материалы нефтяных остатков.Various aspects of hydrotreating adaptation are known in the prior art, including separate rows or zones of parallel hydrotreating units, or zones of complex hydrotreating reactors. PCT/US1999/00478(1998) published by Cashetal and references herein discloses integrated hydrotreating of heterogeneous petroleum feedstocks wherein hydrogen containing streams containing liquid from separate hydrotreating zones are separated or combined in the manner described herein. Various aspects of the use of solvent separation to recover deasphalted oil from asphalt in heavy residue streams and the use of deasphalted oil as a feedstock for hydrotreating are known in the art when used to produce large quantities of petroleum product streams. For example, US Pat. No. 7,686,941 (2010) by Brierleyetal discusses solvent deasphalting to produce deasphalted oil without cracking or degradation by separating crude oil based on solubility in a liquid solvent such as propane or another paraffinic solvent such as butane. pentane and in other solvents up to and including heptane. Asphalt residue contains high levels of metals and sulfur. Deasphalted oil can be hydrotreated to remove sulfur, nitrogen, coke residue and metals as described in this link to produce several products including naphtha, kerosene, diesel fuel and petroleum residue materials.
Глобальному рынку необходимо иметь в наличии большое количество топлива с низким содержанием серы и азота и, по существу не содержащего примесей металлов, для решения глобальных экологических проблем в открытом море или на береговых участках, где мало или вообще отсутствуют ресурсы природного газа, где топливо с высоким содержанием серы или сырая нефть используется для выработки электроэнергии с низкой эффективностью. The global market requires the availability of large quantities of fuels that are low in sulfur and nitrogen, and essentially free of metal impurities, to address global environmental challenges in the high seas or onshore areas where there are few or no natural gas resources, where fuels with high sulfur content or crude oil is used to generate electricity with low efficiency.
Производителям топлива нужны конструкции, которые отличаются от конструкций, созданных для традиционной нефтепереработки, для производства большого количества линеек продуктов. Для того, чтобы сохранить низкие затраты, конструкции должны быть оборудованы при малых капиталовложениях, только устройствами, которые по существу обеспечивают большое количество экологически чистого топлива экономически и термически эффективным образом. Конструкции должны быть нацелены на производство, главным образом, судового топлива, а не просто извлекать относительно небольшое количество фракции каждой баррели сырой нефти для судового топлива и не использовать большую порцию баррели для других применений.Fuel producers require designs that differ from those created for traditional petroleum refining to produce a wide range of product lines. In order to keep costs low, designs must be equipped, at a low capital investment, with only devices that essentially provide large quantities of clean fuel in a cost-effective and thermally efficient manner. Designs should be aimed at producing primarily marine fuel, rather than simply extracting a relatively small fraction of each barrel of crude oil for marine fuel and not using a larger portion of the barrel for other applications.
То, что нужно миру, так это новый процесс со «сменой игры», который предлагает решение технических проблем, связанных с производством большого количества относительно чистого жидкого топлива (в эффективной форме для использования, во избежание потери энергии, выраженной в краткой форме в виде британских тепловых единиц (БТЕ) экономически эффективным образом для применения в морских условиях. Для такого процесса должна быть обеспечена минимально необходимая инфраструктура и связанные с ней капитальные и эксплуатационные затраты, поскольку существующие заправочные станции судового топлива на жидкой основе (например, станции, которые подают топочное масло с высоким содержанием серы (HSFO)), распространенные по всему миру, могут использоваться для распространения таких видов топлива, вместо создания новых инфраструктур для СПГ. Любой такой новый процесс должен направленно поддерживать эффективным образом производство жидких БТЕ по доступной цене, в отличие от дизельного топлива с ультранизким содержащим серы (ULSD), производимого, главным образом, для использования в автомобильном и грузовом транспорте, причем дизельное топливо является широко доступным, но широко не используется в море крупными морскими транспортными перевозчиками из-за больших затрат и проблем со смазывающей способностью, когда ULSD используется во многих существующих судовых дизельных двигателях.What the world needs is a new "game changer" process that offers a solution to the technical problems associated with producing large quantities of relatively clean liquid fuels (in an efficient form for use, avoiding wastage of energy, expressed briefly as UK thermal units (BTUs) in a cost-effective manner for marine applications, the minimum required infrastructure and associated capital and operating costs must be provided for such a process, as existing liquid-based marine fuel filling stations (e.g. stations that supply heating oil) high sulfur fuel (HSFO) fuels distributed around the world can be used to distribute such fuels, rather than creating new LNG infrastructures. Any such new process must be targeted to support the efficient production of liquid BTUs at an affordable price, as opposed to diesel fuels. ultra-low sulfur (ULSD) produced primarily for use in automotive and truck transport, with diesel fuel being widely available but not widely used at sea by large ocean carriers due to high costs and lubricity issues when ULSD is used in many existing marine diesel engines.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Настоящее изобретение заполняет пробел в технологии производства эффективных видов топлива, обеспечивая недорогую подачу большого объема топлива с очень низким содержанием серы, азота и, по существу, не содержащего металлов, в частности, пригодного в море для применения в морских условиях, а также для крупномасштабного применения в наземных условиях, например, в турбинах, работающих на продуктах сгорания газа, для выработки электроэнергии. Используемые в описании и в формуле изобретения термины «по существу не содержащий металлов» или «нулевое содержание металлов» означают содержание металлов в диапазоне от нуля до менее 100 частей на миллиард по массе или менее, или содержание, которое является настолько низким, что его трудно точно измерить обычными онлайн-инструментами.The present invention fills a gap in efficient fuel technology by providing low-cost, high-volume fuel that is very low in sulfur, nitrogen, and substantially metal-free, particularly suitable for marine applications as well as large-scale applications. in ground conditions, for example, in turbines operating on gas combustion products to generate electricity. As used in the specification and claims, the terms “substantially free of metals” or “zero metal content” mean a metal content in the range of zero to less than 100 parts per billion by weight or less, or a content that is so low that it is difficult to accurately measure with common online tools.
В традиционной нефтепереработке нефтезаводское сырье разделяют на большое количество частей, и каждую часть отправляют на соответствующий рынок сбыта. В отличие от представленного выше, мы обнаружили, что мы можем преобразовывать максимальное количество каждой баррели нефтезаводского сырья в ультрачистое монотопливо при одновременном захвате загрязняющих веществ: серы, азота и вредных металлов, сохранять и исключать те порции сырой нефти, которые предназначены для технологических утилит и потоков, необходимых для такого преобразования и захвата. По настоящему изобретению нефтезаводское сырье разделяют только на минимальное количество частей, необходимых для захвата и контроля за загрязняющими веществами, а затем части снова собирают для образования одного топливного продукта.In traditional oil refining, refinery feedstock is divided into a large number of parts, and each part is sent to the appropriate market. Unlike presented above, we have found that we can convert the maximum amount of each barrel of refinery feedstock into ultra-clean monofuel while capturing contaminants: sulfur, nitrogen and harmful metals, retaining and eliminating those portions of crude oil destined for process utilities and streams necessary for such transformation and capture. In the present invention, refinery feedstock is separated into only the minimum number of parts necessary to capture and control contaminants, and then the parts are reassembled to form a single fuel product.
Таким образом, настоящее изобретение отличается от традиционной нефтепереработки, при которой каждую баррель нефтяного сырья разделяют для производства большого количества рыночных продуктов, таких как различные виды бензина, дизельное топливо, топочное масло или нефтехимическое сырье для производства или применения химических веществ на основе их дальнейшей переработки, причем способы по настоящему изобретению нацелены на производство только одного, в первую очередь, экологически чистого топливного продукта. Настоящее изобретение предлагает недорогую систему очистки сырой нефти и остаточных масел, которая требуется для производства большого коммерческого объема экологически чистого топлива, который заменяет бункерное топливо с высоким содержанием серы и других тяжелых нефтяных остатков, используемых в торговых транспортных судах и энергосистемах, работающих на сжигании топлива. Настоящее изобретение предлагает эти виды топлива, а также способы и устройство для производства таких видов топлива для того, чтобы уменьшить содержание серы экономически эффективным образом.Thus, the present invention differs from traditional petroleum refining, in which each barrel of petroleum feedstock is divided into large quantities of marketable products, such as various types of gasoline, diesel fuel, heating oil or petrochemical feedstocks for the production or use of chemicals based on their further processing, Moreover, the methods of the present invention are aimed at producing only one, primarily environmentally friendly fuel product. The present invention provides a low-cost crude oil and residual oil purification system that is required to produce large commercial volumes of clean fuels that replace the high sulfur content of bunker fuels and other heavy oil residues used in merchant shipping vessels and fuel-burning power systems. The present invention provides these fuels, as well as methods and apparatus for producing such fuels in order to reduce sulfur content in a cost-effective manner.
Эти новые способы используют контринтуитивные шаги для уменьшения производственных затрат при одновременном контроле за содержанием серы в конечном продукте на уровне или ниже целевых уровней серы неожиданно эффективным образом. Настоящее изобретение предлагает новые способы преобразования максимального количества каждой баррели нефтезаводского сырья в ультрачистое монотопливо при одновременном захвате загрязняющих веществ: серы, азота и вредных металлов во время производства топлива.These new methods use counterintuitive steps to reduce production costs while controlling the sulfur content of the final product at or below target sulfur levels in an unexpectedly effective manner. The present invention provides new methods for converting the maximum amount of each barrel of refinery feedstock into ultra-clean monofuel while capturing contaminants such as sulfur, nitrogen and harmful metals during fuel production.
Во многих вариантах осуществления настоящего изобретения, по существу все количество, описанное в конкретных вариантах осуществления, как девяносто (90%) по объему или более каждой баррели нефтезаводского сырья, преобразуется в такое монотопливо, и в таких вариантах осуществления только минимальное количество, которое составляет менее, примерно, десяти процентов (10%) каждой баррели сырой нефти, потребляется для технологических утилит и потоков, необходимых для такого преобразования и захвата загрязняющих веществ. Способы по настоящему изобретению позволяют корректировать процентное содержание нефтяного сырья, выделяемого для топливного продукта, и процентное содержание нефтяного сырья, выделяемого для технологических утилит и потоков, необходимых для преобразования и захвата загрязняющих веществ, в целях соблюдения баланса водорода, удовлетворения спроса на асфальт, кокс и другие остаточные продукты нефтепереработки в конкретной местности с учетом общей экономики производства и других рекомендаций по эксплуатации, таких как доступность на местах альтернативного более дешевого технологического топлива и энергии. Во вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, семьдесят процентов (70%) по объему каждой баррели нефтезаводского сырья преобразуют в жидкие фракции, когда их впоследствии обрабатывают или не обрабатывают, а объединяют для того, чтобы образовать по существу один жидкий топливный продукт, а не большое количество углеводородных продуктов, имеющих содержание серы, не превышающее целевое содержание серы, а оставшаяся порция каждой баррели вышеупомянутого нефтезаводского сырья находится в нефтяных остатках или других потоках, или в продуктах.In many embodiments of the present invention, substantially all of the amount described in particular embodiments as ninety (90%) by volume or more of each barrel of refinery feedstock is converted into such monofuel, and in such embodiments only a minimum amount of less than Approximately ten percent (10%) of each barrel of crude oil is consumed for the process utilities and streams required for such conversion and capture of contaminants. The methods of the present invention adjust the percentage of petroleum feedstock allocated to the fuel product and the percentage of petroleum feedstock allocated to process utilities and streams required to convert and capture pollutants in order to maintain the balance of hydrogen, meet the demand for asphalt, coke and other petroleum residues in a particular location, taking into account the overall economics of production and other operational considerations, such as local availability of alternative lower-cost process fuels and energy. In embodiments of the present invention, at least seventy percent (70%) by volume of each barrel of refinery feedstock is converted into liquid fractions where they are subsequently processed or unprocessed and combined to form substantially one liquid fuel product, and not a large amount of hydrocarbon products having a sulfur content not exceeding the target sulfur content, and the remaining portion of each barrel of the above refinery feedstock is in oil residues or other streams or products.
В отличие от традиционной нефтепереработки, когда нефтезаводское сырье разделяют на большое количество частей, и каждую часть отправляют на соответствующий рынок, по настоящему изобретению нефтезаводское сырье разделяют только на минимальное количество частей, необходимых для захвата и контроля за загрязняющими веществами, а затем части снова собирают для образования одного топливного продукта с очень низким содержанием серы и азота, и по существу не содержащего металлов. Технологические конфигурации и устройство по настоящему изобретению обеспечивают недорогое и эффективное производство большого количества топлива с низким содержанием серы, необходимого, в соответствии с нормативным положениями, для крупномасштабного применения в морских и береговых турбинах. Такие новые конфигурации обработки топлива требуют существенно меньших капитальных и эксплуатационных затрат, по сравнению с затратами при альтернативной традиционной переработке сырой нефти, и таким образом, позволяют производить крупномасштабное количество топлива с очень низким содержанием серы, очень низким содержанием азота и, по существу не содержащее металлов, чрезвычайно экономически эффективным образом. Эти новые способы позволяют упростить цепочку подачи энергии от нефтяного месторождения до судового двигателя или береговой электростанции очень экономически эффективный образом.Unlike traditional petroleum refining, where the refinery feedstock is divided into a large number of parts and each part is sent to the appropriate market, in the present invention the refinery feedstock is divided into only the minimum number of parts necessary to capture and control contaminants, and then the parts are reassembled to the formation of a single fuel product with very low sulfur and nitrogen content, and essentially free of metals. The process configurations and apparatus of the present invention enable the inexpensive and efficient production of large quantities of low sulfur fuel required by regulation for large scale offshore and onshore turbine applications. These new fuel processing configurations require substantially lower capital and operating costs than alternative conventional crude oil processing, and thus enable large-scale production of very low sulfur, very low nitrogen, and essentially metal free fuels. , in an extremely cost-effective manner. These new methods make it possible to simplify the energy supply chain from the oil field to the ship's engine or shore power station in a very cost-effective manner.
Для судоходной отрасли новые конфигурации по настоящему изобретению предлагают недорогое судовое топливо с низким содержанием серы в количествах, необходимых для достижения целей уменьшенного содержания серы в мировом масштабе. Новые способы производства топлива и конфигурации устройства по настоящему изобретению имеют по существу более низкие капитальные и эксплуатационные затраты, по сравнению с затратами при альтернативной традиционной переработке сырой нефти, и таким образом, позволяют производить крупномасштабное количество судового топлива с очень низким содержанием серы и, по существу не содержащее металлов, и с очень низким содержанием азота, чрезвычайно экономически эффективным образом.For the shipping industry, the new configurations of the present invention offer low-cost, low-sulfur marine fuel in quantities needed to meet global reduced sulfur goals. The new fuel production methods and apparatus configurations of the present invention have substantially lower capital and operating costs than those of alternative conventional crude oil refining, and thus enable the production of large-scale quantities of very low sulfur marine fuels and substantially metal-free, and with very low nitrogen content, in an extremely cost-effective manner.
Топливо по настоящему изобретению заменяет низкосортное тяжелое бункерное топливо с высоким содержанием серы и металлов и существенно уменьшает выбросы в атмосферу в открытом море оксидов серы, окислов азота, углекислого газа, сажи и вредных металлов. Вместо серы и металлов, попадающих в окружающую среду при сжигании бункерного топлива, в практике осуществления настоящего изобретения сера, азот и металлы захватываются и удаляются во время производства топлива экологически безопасным образом. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, предлагаются конкретные альтернативные виды топлива с низким содержанием серы, предполагающие более низкие затраты, чем для дизельного топлива, однако эти виды топлива обладают достаточной смазывающей способностью, позволяющей избежать чрезмерного износа судовых двигателей, и эти новые виды топлива могут использовать существующие инфраструктуры бункерного топлива, в отличие от других альтернатив, без нагревания топлива для того, чтобы сделать его текучим и, следовательно, могут уменьшить количество энергии, потребляемой для нагревания топлива в резервуарах на суше или на судне.The fuel of the present invention replaces low-grade heavy bunker fuel with high sulfur and metal content and significantly reduces emissions of sulfur oxides, nitrogen oxides, carbon dioxide, soot and harmful metals into the high seas. Instead of sulfur and metals being released into the environment when bunker fuel is burned, in the practice of the present invention, the sulfur, nitrogen and metals are captured and removed during fuel production in an environmentally friendly manner. In some embodiments of the present invention, specific low sulfur alternative fuels are provided that have lower costs than diesel fuel, but these fuels have sufficient lubricity to avoid excessive wear on marine engines, and these new fuels can be used existing bunker fuel infrastructures, unlike other alternatives, do not heat the fuel to make it fluid and can therefore reduce the amount of energy consumed to heat the fuel in tanks on land or on a ship.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, топливо также предлагает альтернативу сжиганию сырой нефти или тяжелых нефтяных остатков в крупных береговых турбинах, работающих на продуктах сгорания газа, что используется утилитами, например, электростанциями одноциклового режима или электростанциями с комбинированным циклом, такими как электростанции, производящие электричество и деминерализованную воду. Турбины, сжигающие топливо по настоящему изобретению, производят существенно меньшее количество выбросов в атмосферу выхлопных газов турбины: окислов азота, оксидов серы, углекислого газа, сажи, вредных металлов и других побочных продуктов сгорания, а также в их зонах горения в меньшей степени образуется коррозия или загрязнения в условиях образования золы при сгорании загрязненной тяжелой сырой нефти или остаточных масел нефтепереработки, в зависимости от источника сырья.In one embodiment of the present invention, the fuel also offers an alternative to the combustion of crude oil or heavy oil residues in large onshore gas turbines used by utilities, such as single cycle power plants or combined cycle power plants, such as power generating plants. and demineralized water. Turbines burning fuel according to the present invention produce significantly less emissions of turbine exhaust gases into the atmosphere: nitrogen oxides, sulfur oxides, carbon dioxide, soot, harmful metals and other combustion by-products, and there is less corrosion or corrosion in their combustion zones. pollution due to ash formation from the combustion of contaminated heavy crude oil or refinery residual oils, depending on the feedstock source.
Настоящее изобретение относится к целенаправленному преобразованию комплексного углеводородного сырья в топливный монопродукт для использования в системах с огневым нагревом, например, в судовых двигателях, в турбинах, работающих на продуктах сгорания газа, или в огневых печах. В базовом варианте осуществления настоящего изобретения, вначале поступает сырая нефть, а возвращается ультрачистый топливный монопродукт с отрегулированным низким уровнем содержания серы и уменьшенным содержанием азота, и в нем устранены металлы. В вариантах осуществления настоящего изобретения, нефтяное сырье, подаваемое на дистилляцию, может представлять собой, по меньшей мере, один вид сырой нефти, объединенной, по меньшей мере, с одним видом топочного масла с высоким содержанием серы или с другим видом более тяжелого остаточного масла, с добавлением сланцевой нефти или топочного масла с высоким содержанием серы, или и сланцевой нефти, и топочного масла с высоким содержанием серы, в качестве части потока, подаваемого, по меньшей мере, в одну технологическую операцию агрегата, такую как вакуумная дистилляция, растворительная сепарация, гидроочистка или газификация.The present invention relates to the targeted conversion of complex hydrocarbon feedstocks into a single fuel product for use in combustion heated systems, such as marine engines, combustion gas turbines, or combustion furnaces. In the basic embodiment of the present invention, crude oil is supplied first and an ultra-clean fuel mono product with adjusted low sulfur levels, reduced nitrogen levels and no metals is returned. In embodiments of the present invention, the distillation feedstock may be at least one type of crude oil combined with at least one type of high sulfur fuel oil or another type of heavier residual oil, with the addition of shale oil or high sulfur heating oil, or both shale oil and high sulfur heating oil, as part of the stream supplied to at least one process step of the unit, such as vacuum distillation, solvent separation, hydrotreating or gasification.
В зависимости от различных применений в области техники термин «топочное масло с высоким содержанием серы» или «HSFO» был присвоен различным, зачастую разнородным, противоречащим друг другу и вызывающим путаницу понятиям в различных технических статьях, патентах и нормативных правовых актах, некоторые из которых меняются со временем. Используемый в описании и в формуле изобретения термин «топочное масло с высоким содержанием серы» или «HSFO» означает любой материал, используемый в качестве топлива, имеющего содержание серы более 0,50% по массе (0,5 масс.%). Используемые в настоящем документе термины «тяжелое топливо», «тяжелое остаточное масло», «нефтезаводские отходы», «нефтяной остаток» или «другие более тяжелые масла» включают углеводородные материалы нефтяного происхождения с содержанием серы более 0,50% по массе (0,5 масс.%). Термин «высокое содержание серы» означает превышение целевого предельного содержания серы или установленного нормативными правовыми актами предельного содержания серы, если применимо, в зависимости от того, какой предел ниже.Depending on the various applications in the field of technology, the term "high sulfur heating oil" or "HSFO" has been assigned to various, often disparate, contradictory and confusing concepts in various technical articles, patents and regulations, some of which are changing with time. As used herein and in the claims, the term “high sulfur fuel oil” or “HSFO” means any material used as a fuel having a sulfur content greater than 0.50% by weight (0.5 wt%). As used herein, the terms "heavy fuel", "heavy residual oil", "refinery waste", "petroleum residue" or "other heavier oils" include petroleum-derived hydrocarbon materials with a sulfur content greater than 0.50% by weight (0. 5 wt.%). The term “high sulfur” means exceeding the target sulfur limit or the regulatory sulfur limit, as applicable, whichever is lower.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, содержание серы в конечном топливном продукте контролируется в процессе комбинации потоков, имеющих различное содержание серы. В вариантах осуществления настоящего изобретения, каждый объединенный таким образом поток образуется для промежуточного целевого содержания серы путем корректировки технологических операций агрегата и скоростей потоков, путем регулировочного добавления или удаления потоков с очень низким содержанием серы, или путем смешивания различных сортов нефтяного сырья с различным содержанием серы. Варианты осуществления настоящего изобретения включают контроль уровней серы в продукте путем, при необходимости, подачи выбранного вида сырой нефти вместе, по меньшей мере, с одним другим видом (i) сырой нефти, (ii) бункерного топлива, (iii) топочного масла с высоким содержанием серы или другим видом дистиллята (iv) других нефтяных остатков с высоким содержанием серы или с примесями металлов из других источников.Используемые в описании и в формуле изобретения термины «по существу не содержащий металлов» или «нулевое содержание металлов» означают содержание металлов в диапазоне от нуля до менее 100 частей на миллиард по массе или менее, или содержание, которое является настолько низким, что его трудно точно измерить обычными онлайн-инструментами.In a preferred embodiment of the present invention, the sulfur content of the final fuel product is controlled by combining streams having different sulfur contents. In embodiments of the present invention, each stream thus combined is generated to an intermediate target sulfur content by adjusting unit operations and flow rates, by adjusting the addition or removal of very low sulfur content streams, or by blending different grades of petroleum feedstocks with different sulfur contents. Embodiments of the present invention include controlling product sulfur levels by, if necessary, supplying a selected type of crude oil together with at least one other type of (i) crude oil, (ii) bunker fuel, (iii) high content heating oil sulfur or other form of distillate (iv) other petroleum residues with a high sulfur content or with metal impurities from other sources. As used in the description and claims, the terms “substantially free of metals” or “zero metal content” mean a metal content ranging from zero to less than 100 parts per billion by mass or less, or a content that is so low that it is difficult to accurately measure with conventional online tools.
Мы установили, что мы можем оптимизировать производство топлива с низким содержанием серы путем выбора различного распределения содержания серы в нефтяном сырье.We have determined that we can optimize the production of low sulfur fuels by selecting different distributions of sulfur content in the petroleum feedstock.
Мы можем выбрать (i), когда в конкретной фракции присутствуют только относительно небольшие порции серы в виде базовых форм H2S или RSH маркаптанового типа (ii) когда присутствует относительно большие порции серы в виде более сложных органических структурированных форм, а затем мы можем корректировать скорости потоков технологических процессов и рабочие условия на основе предполагаемой точки излома фракции на верхнем или более высоком уровне, при котором содержание серы начинает увеличиваться быстрее, возможно даже экспоненциальным образом, по сравнению с увеличением содержания серы на более низких фракционных уровнях.We can select (i) when a particular fraction contains only relatively small portions of sulfur in the form of basic forms of H2S or RSH of the marcaptan type (ii) when relatively large portions of sulfur are present in the form of more complex organic structured forms, and then we can adjust the flow rates process and operating conditions based on the assumed break point of the cut at the upper or higher level at which sulfur content begins to increase more rapidly, perhaps even exponentially, compared to the increase in sulfur content at lower cut levels.
Мы обнаружили, что можем создать технологические конфигурации и устройство, которые позволяют обойтись без обработки конкретных потоков, и мы может максимальным образом избежать такой обработки, и избежать или уменьшить обработку потоков, содержащих базовые менее сложные формы серы, и обрабатывать потоки, содержащие более сложные формы иным образом. Сюда можно включить выборочное исключение из процесса гидродесульфуризации конкретных потоков, а другие потоки можно подавать в различные гидроочистители и корректировать различные рабочие условия агрегата гидроочистки или корректировать удаление с помощью растворителя и/или реактивной химической очистки с использованием нескольких растворителей или других агентов, используемых для удаления, по меньшей мере, в одном агрегате, предназначенном для удаления, при этом в каждом агрегате проводится корректировка каждого соотношения агентов, используемых для удаления, с учетом распределения серы в каждом агрегате для осуществления выборочного удаления менее или более сложных молекул, содержащих серу.We have found that we can create process configurations and apparatus that avoid processing specific streams, and we can avoid such processing as much as possible, and avoid or reduce the processing of streams containing basic less complex forms of sulfur, and process streams containing more complex forms otherwise. This may include selective exclusion of specific streams from the hydrodesulfurization process, and other streams may be fed to different hydrotreaters and adjustments to various hydrotreater operating conditions, or adjustments to removal using solvent and/or reactive chemical treatment using multiple solvents or other agents used for removal, at least one removal unit, each unit adjusting each ratio of removal agents based on the distribution of sulfur in each unit to selectively remove less or more complex sulfur-containing molecules.
Термины «керосин» и «легкий дистиллят» часто наделяют одинаковыми, перекликающимися или даже разными значениями в разных справочных материалах, но им дают единообразное определение только в связи с точками температурных интервалов в ректификационной колонне, предназначенной для получения погонов при атмосферной перегонке сырой нефти (например, от 190° C до 250° C или от 180° C до 230° C, или в этом роде), и им не дают определение, исходя из содержания серы. Вместо этого проводят соответствующие измерения содержания серы, о которых сообщают, исходя из точек температурных интервалов для получения погонов, которые определяют технической характеристикой каждого продукта при традиционной нефтепереработке. На наш взгляд, это - не оптимальный вариант.The terms "kerosene" and "light distillate" are often given the same, overlapping, or even different meanings in different references, but they are given a uniform definition only in relation to points of temperature intervals in the distillation column intended to produce overheads from the atmospheric distillation of crude oil (for example , from 190°C to 250°C or from 180°C to 230°C, or the like), and are not defined based on sulfur content. Instead, appropriate measurements of sulfur content are made and reported based on temperature interval points to produce the cuts, which are determined by the technical characteristics of each product in conventional petroleum refining. In our opinion, this is not the optimal option.
Мы установили, что мы можем оптимизировать уменьшение затрат на производство топлива с низким содержанием серы, если мы изменим основной способ дистилляции сырой нефти в ректификационных колоннах. Мы обнаружили, что нам следует исходить из содержания серы в боковом потоке конкретных дистиллятных погонов, при отражении в анализе содержания серы в нефтяном сырье или в смеси, подаваемой на ректификационную колонну, а не из температурного диапазона, обозначенного в технических характеристиках традиционных продуктов, предназначенных для дальнейших исторически установившихся применений, таких как керосин, реактивное топливо, дизельное топливо или тому подобное.We have determined that we can optimize the cost reduction of low sulfur fuel production if we change the primary way crude oil is distilled in distillation columns. We have found that we should base our analysis on the sidestream sulfur content of specific distillate cuts when reflecting the sulfur content of the petroleum feedstock or distillation column feed rather than the temperature range specified in the technical specifications of traditional products designed for further historically established uses such as kerosene, jet fuel, diesel fuel or the like.
Мы установили как определить «точку излома», чтобы выбрать точку, в которой изменение (превышение над циклом) содержания серы в расчете на изменение единицы объема произведенного погона уже не является по существу плоским, а находится в точке изломе, и поскольку объем погона немного увеличился, то содержание серы начинает быстро возрастать или экспоненциально возрастать, как, например, высокая скорость изменения превышения за единицу цикла. Также находясь в точке излома или позади нее, в зависимости от типа нефтяного сырья, тип и состав, а также сложность соединения, содержащего серу, обычно изменяются. Точка излома является ориентиром, отделяющим сепарацию потоков или порций потоков, которым нужна десульфуризация, от потоков, для которых десульфуризация может быть сведена к минимуму, или устранена.We have established how to determine the "break point" to select the point at which the change (over cycle) in sulfur content per unit change in volume of the product produced is no longer essentially flat, but is at the break point, and since the volume of the stream has increased slightly , then the sulfur content begins to increase rapidly or exponentially, such as a high rate of change in excess per cycle unit. Also at or behind the break point, depending on the type of petroleum feedstock, the type and composition, as well as the complexity of the sulfur containing compound, usually varies. The break point is a guideline separating the separation of streams or portions of streams that require desulfurization from streams for which desulfurization can be minimized or eliminated.
Мы обнаружили, что можем свести к минимуму капитальные и производственные затраты на производство топлива с низким содержанием серы, если мы максимально увеличим производство общего объема жидкостей, имеющих погон с содержанием серы в точке излома или ниже нее, с тем чтобы непосредственно разделить и собрать такое максимальное количество материалов, которые имеют содержание серы на в точке излома или ниже, и избежать или уменьшить затраты на их последующую обработку для сокращения содержания или удаления серы.We have found that we can minimize the capital and production costs of producing low sulfur fuels if we maximize the production of the total volume of liquids having a sulfur content at or below the break point so as to directly separate and collect that maximum quantities of materials that have a sulfur content at or below the break point, and avoid or reduce the cost of post-processing them to reduce or remove sulfur.
Мы установили, что относительно большим объемам таких материалов, находящихся в точке излома или ниже, и в некоторых видах сырой нефти, причем эти порции в пределах узкой конкретной зоны находятся выше точки излома, не понадобится обработка или последующая существенная обработка для удаления серы, когда их объединяют с другими погонами, которые были обработаны для удаления серы. Мы максимально увеличиваем такое производство необработанных материалов для того, чтобы уменьшить десульфуризацию всего потока или другие затраты на обработку, благодаря созданию условий атмосферной дистилляции, в первую очередь за счет увеличения подачи сырья или повышения температурного профиля ректификационной колонны, а также за счет сокращения или устранения орошения, или сокращения скорости подачи сырой нефти или смеси, или разбавления нефтяного сырья для изменения состава углеводородного сырья или серы с тем, чтобы максимально увеличить количество погонов, чтобы подойти близко к точке излома или оказаться в ней. Точка излома не определяется в рамках стандартных отраслевых классификаций или положений, устанавливающих температурные диапазоны погонов.We have determined that relatively large volumes of such materials occurring at or below the break point, and in some crude oils where those portions within a narrow specific zone are above the break point, will not require treatment or subsequent significant treatment to remove sulfur when they are combined with other shoulder straps that have been treated to remove sulfur. We maximize such raw material production to reduce overall stream desulfurization or other processing costs by creating atmospheric distillation conditions, primarily by increasing feed feed or increasing the temperature profile of the distillation column, and by reducing or eliminating reflux , or reducing the feed rate of the crude oil or mixture, or diluting the crude oil feedstock to change the composition of the hydrocarbon feedstock or sulfur in order to maximize the number of runs to come close to or at the breaking point. The break point is not defined by standard industry classifications or regulations that establish shoulder strap temperature ranges.
Мы определяем «точку излома» для целей технических характеристик и формулы изобретения, со ссылкой на анализ сырой нефти или другой способ определения, обозначая массу или объем сырой нефти в % по оси X, а содержание серы - по оси Y, как точку, в которой содержание серы начинает быстро увеличиваться от горизонтальной линии или близко к ней, или возрастает экспоненциально, с точки зрения высокой скорости изменения превышения за единицу цикла, где дельта для цикла представляет собой изменение единицы объема фракции, а дельта для превышения представляет собой изменение единицы содержания серы, а наклон представляет собой превышение над циклом. Наклон такого превышения над циклом начинается от нуля или по горизонтали, быстро перемещается к 0,2, быстро перемещает к 1, в направлении к некоторому экспоненциальному разрыву увеличения содержания серы, точка излома будет меняться в зависимости от того, подается ли сырая нефть или другое сырье в дистиллятную колонну. «Погон с точкой излома» или «погон с содержанием серы в точке излома», таким образом, служит для определения разделения углеводород содержащих жидкостей, которые кипят при температуре выше конечной точки диапазона для нафты, например, выше конечной точки диапазона для нестабилизированной прямогонной нафты, но ниже или в точке излома того, что, как отмечалось, является точкой, в которой содержание серы начинает быстро увеличиваться или возрастать экспоненциально, с точки зрения высокой скорости изменения превышения за единицу цикла.We define "break point" for purposes of specifications and claims, by reference to crude oil analysis or other method of determination, by denoting the mass or volume of crude oil in % on the X-axis and sulfur content on the Y-axis as the point at which the sulfur content begins to increase rapidly from or close to a horizontal line, or increases exponentially, in terms of the high rate of change in excess per unit cycle, where delta for cycle represents the unit change in fraction volume and delta for excess represents the unit change in sulfur content, and the slope represents the excess over the cycle. The slope of such an excess over the cycle starts at zero or horizontally, moves quickly to 0.2, quickly moves to 1, towards some exponential break of increasing sulfur content, the break point will vary depending on whether crude oil or other feedstock is supplied into the distillate column. “Break point sulfur” or “break point sulfur” is therefore used to define the separation of hydrocarbon containing liquids that boil at a temperature above the end point of the naphtha range, for example, above the end point of the unstabilized straight run naphtha, but below or at the inflection point of what has been noted is the point at which the sulfur content begins to increase rapidly or increase exponentially, in terms of the high rate of change of excess per unit cycle.
Мы определяем базовый «погон с точной излома» или базовый «погон с содержанием серы в точке излома» для целей технических характеристик и формулы изобретения для обозначения, со ссылкой на содержание серы во фракции, углеводород содержащих жидкостей, которые кипят при температуре выше конечной точки диапазона для нестабилизированной прямогонной нафты, но ниже или в точке излома, и когда такую точку излома выбирают с тем, чтобы когда поток топливного продукта образуется из комбинации всех необработанных потоков в точке излома или ниже ее, и все потоки, которые выше точки излома погона, выбраны для добавления в такую комбинацию, то комбинированное топливо имело бы фактическое содержание серы, которое не превышает целевое содержание серы. В вариантах осуществления настоящего изобретения, топливо может производиться в соответствии с тем, что целевое содержание серы представляет собой точку излома содержания серы или выше, или ниже точки излома содержания серы, а комбинацию потоков, образующих топливо, осуществляют эффективным образом со ссылкой на точку излома таким образом, что фактическое содержание серы вышеупомянутого топлива не превышает целевое содержание серы.We define the basic "break point sulfur content" or the basic "break point sulfur content" for purposes of the technical specifications and claims to mean, by reference to the sulfur content of the fraction, hydrocarbon containing liquids that boil at a temperature above the end point of the range for unstabilized straight-run naphtha, but below or at the break point, and where such break point is selected so that when a fuel product stream is formed from the combination of all raw streams at or below the break point, and all streams that are above the break point of the stream are selected to be added to such a combination, the combination fuel would have an actual sulfur content that does not exceed the target sulfur content. In embodiments of the present invention, the fuel may be produced such that the target sulfur content is either above or below the sulfur break point, and the combination of streams forming the fuel is carried out in an efficient manner with reference to the break point such such that the actual sulfur content of the above fuel does not exceed the target sulfur content.
Для многих видов сырой нефти погон с содержанием серы в точке излома для колонны атмосферной дистилляции мог бы включать большую часть материалов диапазона керосинов (которые определяются различными способами в данной области техники), например, материалов, у которых кипение начинается при 180° C или 190° C (или при другой начальной точке диапазона керосинов) и для упрощения, она может включать материалы с более низким или более высоким температурным диапазоном. Однако содержание серы, а не температура или исторические определения материалов диапазона керосинов, является определяющим для конечной точки диапазона точки излома содержания серы. Топливо может производиться в соответствии с тем, что целевое содержание серы представляет собой точку излома содержания серы, а комбинацию потоков, образующих топливо, осуществляют таким образом, что фактическое содержание серы вышеупомянутого топлива не превышает целевое содержание серы.For many crude oils, the break point sulfur content for an atmospheric distillation column could include most of the materials in the kerosene range (which are defined in various ways in the art), for example, materials that boil at 180° C. or 190° C. C (or whatever the starting point of the kerosene range is) and for simplicity, it may include materials with a lower or higher temperature range. However, sulfur content, rather than temperature or historical material definitions of the kerosene range, is what determines the end point of the sulfur break point range. The fuel can be produced in such a way that the target sulfur content represents a break point of the sulfur content, and the combination of streams forming the fuel is carried out such that the actual sulfur content of the above-mentioned fuel does not exceed the target sulfur content.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, нефтяное сырье сепарируют на потоки, обрабатывают, по меньшей мере, одну жидкую порцию таких отдельных потоков, а другие порции не обрабатывают. Затем большинство объемов всех обработанных и необработанных жидких потоков рекомбинируют с образованием жидкого топлива, имеющего фактическое содержание серы, соответствующее или ниже целевого содержания серы. Этапы способа включают (a) сепарирование сырой нефти путем проведения, по меньшей мере, одной дистилляции и этапов растворительной сепарации на легкие верхние нефтезаводские газы, обогащенный металлом нефтяной остаток, нерастворимый, по меньшей мере, в одном растворителе, используемом для вышеупомянутой растворительной сепарации, газы, содержащие серу, и жидкие фракции, находящиеся выше точки излома содержания серы, и жидкие фракции, находящиеся в точке излома или ниже нее, (b) обработку путем проведения, по меньшей мере, одного этапа гидроочистки жидких фракций, находящихся выше точки излома содержания серы, но не жидких фракций, находящихся в точке излома содержания серы или ниже нее, или нерастворимого нефтяного остатка для образования, по меньшей мере, одного гидроочищенного потока, имеющего уменьшенное содержание серы, но оставляя другие порции необработанными и (c) объединение вышеупомянутых гидроочищенных потоков с жидкими фракциями, находящимися в точке излома или ниже нее с для образования вышеупомянутого топлива, имеющего фактическое содержание серы в точке излома содержания серы или ниже нее, в качестве целевого содержания серы.In one embodiment of the present invention, the petroleum feedstock is separated into streams, at least one liquid portion of such individual streams is treated, and the other portions are not processed. The majority volumes of all treated and untreated liquid streams are then recombined to form liquid fuels having an actual sulfur content at or below the target sulfur content. The method steps include (a) separating the crude oil by performing at least one distillation and solvent separation steps into light refinery overhead gases, a metal-enriched petroleum residue insoluble in at least one solvent used for the above solvent separation, gases containing sulfur and liquid fractions above the sulfur break point and liquid fractions at or below the break point, (b) treating by at least one hydrotreating step the liquid fractions above the sulfur break point , but not liquid fractions at or below the sulfur break point, or insoluble petroleum residue to form at least one hydrotreated stream having a reduced sulfur content but leaving other portions untreated and (c) combining the above hydrotreated streams with liquid fractions at or below the break point c to form the above fuel having an actual sulfur content at or below the sulfur break point as the target sulfur content.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения, предлагается способ сокращения выбросов в атмосферу выхлопных газов, в соответствии с техническими характеристиками ИМО, судном в открытом море или в ECA, или в порту при использовании топлива, произведенного по настоящему изобретению, которое имеет содержание серы, скорректированное до менее чем максимально применимой технической характеристики ИМО в месте использования вышеупомянутого топлива вышеупомянутым судном, будь то в море или в ECA, или в порту. Таким образом, судно может превзойти требования ИМО и ожидания общества.In yet another embodiment of the present invention, a method is provided for reducing exhaust gas emissions, in accordance with IMO specifications, from a ship on the high seas or in an ECA or in a port when using a fuel produced according to the present invention that has a sulfur content adjusted to less than the maximum applicable IMO technical specification at the place where the said fuel is used by the said vessel, whether at sea or in an ECA or in port. In this way, the ship can exceed IMO requirements and public expectations.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, предлагается способ, позволяющий судам использовать топливо по настоящему изобретению, когда судно находится в порту, для выработки и продажи электроэнергии береговым электросетям, например, чтобы компенсировать топливные затраты в море или в порту.In another embodiment of the present invention, a method is provided for allowing ships to use the fuel of the present invention while the ship is in port to generate and sell electricity to shore power grids, for example to offset fuel costs at sea or in port.
Мы установили, что мы можем производить недорогое ультрачистое судовое топливо и одновременно учитывать и корректировать температуру вспышки соответствующим образом, и значительно превышать ожидания ИМО в отношении ограничений по содержанию серы и металлов.We have established that we can produce low-cost, ultra-clean marine fuel while addressing and adjusting flash points accordingly, and significantly exceeding IMO expectations for sulfur and metals limits.
Таким образом, мы установили технические способы, позволяющие извлечь выгоду из (i) незначительных изменений температуры вспышки, приносящих (ii) огромную пользу экологии (огромные сокращения оксидов серы и окислов азота и, по существу устранение вредных металлов), особенно в отношении большого количества топлива, потребляемого гигантскими грузовыми судами. Другие не смогли сделать это открытие.Thus, we have established technical ways to benefit from (i) small changes in flash point with (ii) huge environmental benefits (huge reductions in sulfur oxides and nitrogen oxides and essentially eliminating harmful metals), especially for large quantities of fuel , consumed by giant cargo ships. Others have failed to make this discovery.
Международная конвенция по охране человеческой жизни на море (СОЛАС) дает описание температурам вспышки топлива и разрешенному использованию на грузовых судах. «Хотя многим минимальная температура вспышки 60° C для видов топлива широкого назначения, приведенная в Конвенции СОЛАС, может показаться одним из основных принципов морского законодательства, это стало актуальным только с вступлением в силу поправок 1981 года. Первые три конвенции СОЛАС (1914, 1929 и 1948 годы) не ограничивали температуру вспышки нефтяного топлива, и даже в Конвенции 1960 года требовалось только, чтобы для «новых» пассажирских судов топливо, используемое двигателями внутреннего сгорания, имело температуру вспышки не менее 43° C - положение, по существу перенесенное в нынешнюю Конвенцию 1974 года в первоначальном виде», это цитата приведена из документа «Проблемы судового дистиллятного нефтяного топлива и последствия, связанные с гармонизацией требования минимальной температуры вспышки, предъявляемого к судовому дистиллятному нефтяному топливу, с требованием других пользователей» (2012), автор Райт с соавторами (Wrightetal.), опубликованного для Ассоциации судовладельцев Дании «Регистром Ллойда FOBAS» (FOBAS - FueloilBunkerAnalysisandAdvisoryService - Служба проведения анализа бункера нефтяного топлива и консультирования).The International Convention for the Safety of Life at Sea (SOLAS) describes fuel flash points and permitted use on cargo ships. “While the SOLAS minimum flash point of 60°C for general purpose fuels may seem to many to be one of the fundamental principles of maritime law, it only became relevant with the entry into force of the 1981 amendments. The first three SOLAS Conventions (1914, 1929 and 1948) did not limit the flash point of petroleum fuels, and even the 1960 Convention only required that for "new" passenger ships, fuel used by internal combustion engines had a flash point of at least 43°C - a provision substantially carried over into the current 1974 Convention in its original form”, this quote is from the document “Issues of marine distillate fuel oils and implications associated with harmonizing the minimum flash point requirement for marine distillate fuel oils with the requirements of other users.” (2012), by Wright et al., published for the Danish Shipowners' Association by Lloyd's FOBAS (FOBAS - FueloilBunkerAnalysis and Advisory Service).
Райт с соавторами отметил, что температура вспышки является эмпирическим, а не фактическим мировым значением, а «температура вспышки не представляет и никогда не представляла собой границу раздела «безопасности»/«небезопасности». Следовательно, с самого начала в нефтяной промышленности температура вспышки использовалась в некотором роде не правильно, в качестве средства для разграничения продуктов, в отношении которых необходимо проявлять большую осторожность и внимание при хранении и использовании. В действительности, при применении в морских условиях сжигание нефтяного топлива инициируется вследствие утечки или разрыва труб, в результате которых топливо соприкасается с поверхностями, температура которых - выше температуры самовоспламенения топлива, а не воспламенения пара. Тем не менее, температура вспышки была использована в качестве параметра безопасности в законодательстве о безопасности нефтепродуктов с самого начала, хотя иногда и в противоречие некоторым произвольно установленным ограничениям, или с учетом того факта, что она представляла собой эмпирическое значение.Wright et al noted that flash point is an empirical value, not an actual global value, and “flash point does not, and never has, represented a safety/unsafe boundary.” Consequently, from the very beginning, flash point has been somewhat misused in the petroleum industry as a means of distinguishing between products that require greater care and attention during storage and use. In reality, in marine applications, combustion of petroleum fuels is initiated by leaking or ruptured pipes that expose the fuel to surfaces that are above the auto-ignition temperature of the fuel rather than the ignition temperature of the vapor. However, flash point has been used as a safety parameter in petroleum safety legislation from the very beginning, although sometimes in conflict with some arbitrary restrictions, or due to the fact that it represented an empirical value.
СОЛАС предусматривает исключение для грузовых судов. СОЛАС предусматривает, что не должно использоваться нефтяное топливо с температурой вспышки менее 60° С; за исключением «использования на грузовых судах топлива, которое имеет более низкую температуру вспышки, чем указано в [СОЛАС] Параграфе 2.1 [например, 60° C], такое может допускаться, например, дляSOLAS provides an exception for cargo ships. SOLAS stipulates that petroleum fuels with a flash point of less than 60°C should not be used; with the exception of "the use on cargo ships of fuel which has a lower flash point than specified in [SOLAS] Paragraph 2.1 [e.g. 60°C], this may be permitted for e.g.
сырой нефти, при условии, что такое топливо не будет хранится в каком-либо машинном помещении и с одобрения Администрации.» Следует отметить, что в некоторых странах не существует стандарт температуры вспышки, а в других странах допускаются относительно низкие температуры вспышки для применения в морских условиях.crude oil, provided that such fuel is not stored in any machinery space and with the approval of the Administration.” It should be noted that some countries do not have a flash point standard and other countries allow relatively low flash points for marine applications.
Температуру вспышки топлива можно откорректировать путем обработки, если это необходимо. Используемый в описании и в формуле изобретения термин «обработка температуры вспышки» означает композицию, которая при объединении с материалом повышает температура вспышки. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, обработка температуры вспышки снижает давление паров того материала, в котором это применяют, для снижения риска воспламенения паров. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, корректировка температуры вспышки представляет собой твердую или жидкую присадку с температурой вспышки 60° C или выше, которая добавляется к топливу с низкой температурой вспышки для того, чтобы увеличить температуру вспышки топлива. Они могут включать различные типы твердых частиц и масел. Например, были изобретены присадки с высокой температурой вспышки для обработки углеродных видов топлива, например, в патенте США 8,088,184 (2014) Хьюза с соавторами (Hughesetal), в котором описываются «разбавители с высокой температурой вспышки», например, разбавители, которые выбраны из группы, состоящей из парафиновых базовых масел с температурой вспышки, по меньшей мере, 200° С и их смесей или комбинаций, и конкретно упоминаются Calpar 100 (температура вспышки 210° C), Calpar 325 (температура вспышки 240° C) и CalparP950 (температура вспышки 257° C), поставляемые компанией Калюмет Лубрикантс Ко. (CalumetLubricantsCo.) из Индианаполиса, Индиана, и парафиновых базовых масел с температурой вспышки, по меньшей мере, 200° С, и их смесей или комбинаций.The flash point of the fuel can be adjusted by processing if necessary. As used in the specification and claims, the term “flash point treatment” means a composition that, when combined with a material, increases the flash point. In one embodiment of the present invention, the flash point treatment reduces the vapor pressure of the material in which it is applied to reduce the risk of vapor ignition. In one embodiment of the present invention, the flash point adjustment is a solid or liquid additive with a flash point of 60° C. or higher that is added to a low flash point fuel in order to increase the flash point of the fuel. These may include various types of particulates and oils. For example, high flash point additives have been invented for treating carbon fuels, such as in US Pat. No. 8,088,184 (2014) to Hughes et al., which describes “high flash point diluents,” such as diluents that are selected from the group , consisting of paraffinic base oils with a flash point of at least 200 ° C and mixtures or combinations thereof, and specifically mentions Calpar 100 (flash point 210 ° C), Calpar 325 (flash point 240 ° C) and Calpar P950 (flash point 257° C) supplied by Calumet Lubricants Co. (CalumetLubricantsCo.) of Indianapolis, Indiana, and paraffinic base oils with a flash point of at least 200° C., and mixtures or combinations thereof.
Мы установили технические способы, позволяющие извлечь выгоду из (i) незначительных изменений температуры вспышки, приносящих (ii) огромную пользу экологии (огромные сокращения оксидов серы и окислов азота и, по существу устранение вредных металлов), особенно в отношении большого количества топлива, потребляемого гигантскими грузовыми судами. Другие не смогли сделать это открытие.We have established technical ways to benefit from (i) small changes in flash point with (ii) huge environmental benefits (huge reductions in sulfur oxides and nitrogen oxides and essentially eliminating harmful metals), especially in relation to the large amounts of fuel consumed by giant cargo ships. Others have failed to make this discovery.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На ФИГУРЕ 1 дано схематическое представление содержания серы в различных фактических и гипотетических видах сырой нефти с указанием диапазонов границ.FIGURE 1 provides a schematic representation of the sulfur content of various actual and hypothetical crude oils, with ranges indicated.
На ФИГУРЕ 2 представлен схематический чертеж организации технологического процесса обработки сырой нефти для производства жидкого монопродукта, пригодного для использования в качестве топлива, в соответствии с настоящим изобретением.FIGURE 2 is a schematic drawing of a crude oil processing process to produce a liquid monoproduct suitable for use as a fuel in accordance with the present invention.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF OPTIONS FOR IMPLEMENTING THE INVENTION
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, способ преобразования углеводородного сырья, по меньшей мере, одной порции, которая представляет собой сырую нефть, содержащую серу и металлы, в жидкий монопродукт содержит (i) сепарирование вышеупомянутой сырой нефти путем проведения, по меньшей мере, одной дистилляции и этапов растворительной сепарации в легкие верхние нефтезаводские газы (которые могут включать только нефтезаводские газы, не конденсируемые в условиях атмосферной дистилляции, в соответствии, по меньшей мере, определения МЭА, независимо от того, являются ли системы дебутанизаторов предпочтительными для условий конкретной местности, или в других ситуациях затраты на них должны быть устранены), обогащенный металлом нефтяной остаток, нерастворимый, по меньшей мере, в одном растворителе, используемом для вышеупомянутой растворительной сепарации, газы, содержащие серу, и жидкие фракции, содержащие серу, которые содержат дистиллят (по меньшей мере, с некоторой порцией материалов диапазона керосинов для некоторых видов нефтяного сырья, обрабатываемого в пределах диапазона дистиллятов) и углеводороды диапазона вакуумного газойля (ii) гидроочистку, посредством, по меньшей мере, одного этапа гидроочистки, выбранных жидких фракций, которые находятся выше погона с содержанием серы в точке излома (где, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, только растворимые жидкие фракции выбраны для гидроочистки), но не жидких фракций, находящихся в погоне с содержанием серы в точке излома, или ниже (и, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, не те порции каких-либо фракций, которые являются нерастворимыми в вышеупомянутых растворителях, используемых в растворительной сепарации), для образования, по меньшей мере, одного обработанного потока, имеющего уменьшенное содержание серы, (iii) объединение вышеупомянутых необработанных фракций с вышеупомянутыми обработанными потоками для образования топлива, имеющего фактическое содержание серы, соответствующее целевому содержанию серы или ниже него. Используемый в настоящем документе термин «этапы» или «зона» может относиться к технологической операции агрегата или к области, имеющей, по меньшей мере, одну технологическую операцию, имеющую конфигурации оборудования и/или, по меньшей мере, один сегмент технологической операции агрегата или суб-зону. Единицы оборудования могут содержать, по меньшей мере, один резервуар, сосуд, дистиллятную колонну, сепаратор, реактор или бак реактора, нагреватель, теплообменник, отпарную колонну, трубопровод, насос, компрессор и контроллер. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, по существу все углеводородные композиции вышеупомянутого нефтяного сырья сепарируют на фракции, но затем рекомбинируют для образования вышеупомянутого топлива, которое представляет собой жидкий топливный монопродукт, содержащий ряд углеводородов из сжиженного нефтяного газа, полученного из исходного нефтяного сырья, или, в одном варианте осуществления настоящего изобретения, нафту добавляют к гидроочищенному деасфальтизированному маслу, при этом не производится большое количество углеводородных продуктов, за исключением углеводородных композиций, включающих (i) более легкие верхние газы дистилляции, (ii) вышеупомянутые нерастворимые нефтяные остатки и (iii) потоки для извлечения серы или металлов. Такой диапазон представляет собой по существу весь ряд углеводородов, полученных из сырой нефти, от фракции С3 или С5 до фракций, превышающих С20, причем вышеупомянутые углеводороды имеют начальную температуру кипения, которая является самой низкой температурой кипения любой фракции в неочищенных потоках, объединенных в вышеупомянутом топливе, а самая высокая температура кипения является самой высокой температурой кипения очищенного потока, объединенного в вышеупомянутом топливе. Термин «необработанный», используемый в технических характеристиках и формуле изобретения, означает, что объект не подвергается гидроочистке для уменьшения или удаления серы, азота или металлов. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, такое топливо содержит по существу ряд углеводородов, полученных из сырой нефти, от фракции С3 или С5 до фракций, превышающих С20, или ряды углеводородов, которые содержат фракции, имеющие начальную температуру кипения в диапазоне от, примерно, 35° С до, примерно, 315° С и выше, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - вплоть до начальной температуры кипения деасфальтизированного масла в конце цикла и деасфальтизированного нефтяного остатка в начале цикла, который не растворим в растворителе, выбранном для растворительной сепарации. В еще более предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, топливо содержит комбинацию углеводородов в диапазоне от порции вышеупомянутой необработанной жидкой фракции с самой низкой температурой кипения, которая получена в результате атмосферной дистилляции, до порции гидроочищенных растворимых веществ с самой высокой температурой кипения, которая получена в результате растворительной сепарации. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, топливо противопоставлено традиционным видам бензина, дизельного топлива, керосина и топочного масла, которые были разделены на отдельные поддиапазоны и не имеют значимого содержания полных диапазонах таких углеводородов. Таким образом, в одном варианте осуществления настоящего изобретения, предлагается топливо, полученное в виде монопродукта, произведенного в результате переработки сырой нефти, причем вышеупомянутое топливо имеет фактическое содержание серы 0,5 масс. % или менее, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - 0,1 масс.% или менее, которое содержит по существу весь ряд углеводородов, полученных из сырой нефти, от фракции С3 или С5 до фракций, превышающих С20, причем вышеупомянутые углеводороды имеют начальную температуру кипения, которая является самой низкой температурой кипения любой фракции вышеупомянутой сырой нефти в условиях атмосферной дистилляции, а самая высокая температура кипения является конечной температурой кипения порции нефтяных остатков вышеупомянутой сырой нефти, которая не растворима в растворителе, пригодном для растворительной сепарации. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, такое топливо содержит по существу весь ряд углеводородов, полученных из сырой нефти, от фракции С3 или С5 до фракций, превышающих С20, причем вышеупомянутые углеводороды имеют начальную температуру кипения, которая является самой низкой температурой кипения любой фракции в неочищенных потоках, объединенных в вышеупомянутом топливе, а конечная температура кипения является самой высокой температурой кипения очищенного потока, объединенного в вышеупомянутом топливе. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, сырую нефть сепарируют на легкие верхние нефтезаводские газы, обогащенный металлом нефтяной остаток, нерастворимый, по меньшей мере, в одном растворителе, используемом для вышеупомянутой растворительной сепарации, газы, содержащие серу (включая продувочные газы, содержащие серу), и жидкие фракции, содержащие серу, содержащие (i) жидкие фракции, находящиеся в точке излома содержания серы или ниже нее и (ii) жидкие фракции, находящиеся выше точки излома содержания серы, которые либо растворяются, либо не растворяются в растворителе, используемом в растворительной сепарации (b) проводят гидроочистку посредством, по меньшей мере, одного этапа гидроочистки вышеупомянутых растворимых жидких фракций, находящихся выше точки излома содержания серы, но не жидких фракций, находящихся в точке излома содержания серы или ниже нее, или нерастворимых фракций для образования, по меньшей мере, одного обработанного потока, имеющего уменьшенное содержание серы, (c) объединяют вышеупомянутые необработанные потоки с вышеупомянутыми обработанными потоками для образования топлива, имеющего фактическое содержание серы в точке излома целевого содержания серы или ниже нее.In one embodiment of the present invention, a method of converting at least one portion of a hydrocarbon feedstock that is crude oil containing sulfur and metals into a liquid monoproduct comprises (i) separating said crude oil by performing at least one distillation and solvent separation steps into light refinery overhead gases (which may include only refinery gases not condensable under atmospheric distillation conditions, consistent with at least the IEA definition, regardless of whether debutanizer systems are preferred for local conditions, or in other situations, the cost thereof should be eliminated), metal-enriched petroleum residue insoluble in at least one of the solvents used for the above solvent separation, sulfur-containing gases and sulfur-containing liquid fractions that contain distillate (at least , with some portion of kerosene range materials for certain petroleum feedstocks processed within the distillate range) and vacuum gas oil range hydrocarbons (ii) hydrotreating, through at least one hydrotreating step, selected liquid fractions that are above the sulfur content at the break point (where, in the preferred embodiment of the present invention, only soluble liquid fractions are selected for hydrotreating), but not liquid fractions in pursuit of sulfur content at or below the break point (and, in the preferred embodiment of the present invention, not those portions of any fractions that are insoluble in the above solvents used in solvent separation) to form at least one processed stream having a reduced sulfur content, (iii) combining the above raw fractions with the above processed streams to form a fuel having an actual sulfur content equal to or lower than the target sulfur content. As used herein, the term “steps” or “zone” may refer to a unit process operation or an area having at least one process operation having equipment configurations and/or at least one unit operation segment or sub -zone. The equipment units may include at least one tank, vessel, distillate column, separator, reactor or reactor tank, heater, heat exchanger, stripper, piping, pump, compressor, and controller. In preferred embodiments of the present invention, substantially all of the hydrocarbon compositions of the above petroleum feedstock are separated into fractions, but then recombined to form the above fuel, which is a liquid fuel monoproduct containing a number of hydrocarbons from liquefied petroleum gas derived from the petroleum feedstock, or, in one embodiment of the present invention, naphtha is added to the hydrotreated deasphalted oil without producing large quantities of hydrocarbon products other than hydrocarbon compositions comprising (i) lighter distillation overhead gases, (ii) the aforementioned insoluble petroleum residues, and (iii) streams for extraction of sulfur or metals. This range represents substantially the entire range of hydrocarbons derived from crude oil, from the C3 or C5 cut to those above C20, the above hydrocarbons having an initial boiling point that is the lowest boiling point of any fraction in the crude streams combined in the above fuel , and the highest boiling point is the highest boiling point of the purified stream combined in the above fuel. The term "untreated" as used in the specifications and claims means that the item is not hydrotreated to reduce or remove sulfur, nitrogen, or metals. In one embodiment of the present invention, such fuel contains substantially a range of hydrocarbons derived from crude oil, from the C3 or C5 cut to fractions greater than C20, or a range of hydrocarbons that contain fractions having an initial boiling point in the range of about 35 ° C to about 315 ° C and above, in the preferred embodiment of the present invention - up to the initial boiling point of the deasphalted oil at the end of the cycle and the deasphalted oil residue at the beginning of the cycle, which is insoluble in the solvent selected for solvent separation. In even more preferred embodiments of the present invention, the fuel contains a combination of hydrocarbons ranging from the lowest boiling point portion of the aforementioned raw liquid fraction, which is obtained from atmospheric distillation, to the highest boiling point portion of hydrotreated solutes, which is obtained from solvent distillation. separation. Thus, in a preferred embodiment of the present invention, the fuel is contrasted with traditional types of gasoline, diesel fuel, kerosene and heating oil, which have been divided into separate sub-ranges and do not have a significant content of the full ranges of such hydrocarbons. Thus, in one embodiment of the present invention, there is provided a fuel obtained as a single product resulting from the refining of crude oil, the above-mentioned fuel having an actual sulfur content of 0.5 wt. % or less, in the preferred embodiment of the present invention - 0.1 wt.% or less, which contains essentially the entire range of hydrocarbons derived from crude oil, from the C3 or C5 fraction to fractions exceeding C20, the above-mentioned hydrocarbons having an initial temperature boiling point, which is the lowest boiling point of any fraction of the above-mentioned crude oil under atmospheric distillation conditions, and the highest boiling point is the final boiling point of the portion of petroleum residues of the above-mentioned crude oil, which is insoluble in a solvent suitable for solvent separation. In one embodiment of the present invention, such fuel contains substantially the entire range of hydrocarbons derived from crude oil, from the C3 or C5 fraction to fractions greater than C20, wherein said hydrocarbons have an initial boiling point that is the lowest boiling point of any fraction in the crude oil. streams combined in the above fuel, and the final boiling point is the highest boiling point of the purified stream combined in the above fuel. In one embodiment of the present invention, the crude oil is separated into light refinery overhead gases, a metal-rich residue insoluble in at least one solvent used for the above solvent separation, sulfur-containing gases (including sulfur-containing purge gases), and sulfur-containing liquid fractions containing (i) liquid fractions at or below the sulfur break point and (ii) liquid fractions above the sulfur break point that are either soluble or insoluble in the solvent used in the solvent separations (b) hydrotreating by at least one step of hydrotreating the above-mentioned soluble liquid fractions above the sulfur break point, but not liquid fractions at or below the sulfur break point, or insoluble fractions to form at least at least one treated stream having a reduced sulfur content, (c) combining the above untreated streams with the above treated streams to form a fuel having an actual sulfur content at or below the break point of the target sulfur content.
В вариантах осуществления настоящего изобретения, такой нефтяной остаток сжигают, по меньшей мере, в одном газификаторе для выработки электроэнергии и, по меньшей мере, одной порции водорода для вышеупомянутой гидроочистки и для захвата, по меньшей мере, одной порции вышеупомянутых металлов в твердых веществах газификатора, которые удаляют, или нефтяной остаток сжигают, по меньшей мере, в одном бойлере, в котором происходит захват серы и металлов из дымовых газов, для выработки электроэнергии и дополнительных технологических операций агрегата по выработке водорода для поддержания подачи водорода в вышеупомянутую гидроочистку. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, и все газы, содержащие серу, направляются, по меньшей мере, в один общий агрегат для извлечения серы.In embodiments of the present invention, such oil residue is burned in at least one gasifier to generate electricity and at least one portion of hydrogen for the above hydrotreating and to capture at least one portion of the above metals in the gasifier solids, which are removed, or the oil residue is burned in at least one boiler, which captures sulfur and metals from the flue gases to generate electricity and additional process steps of the hydrogen generation unit to maintain the hydrogen supply to the above-mentioned hydrotreating unit. In a preferred embodiment of the present invention, all sulfur containing gases are sent to at least one common sulfur recovery unit.
Согласно практике настоящего изобретения, фактическое содержание серы в вышеупомянутом топливе может быть откорректировано для соответствия целевой технической характеристике по предельному содержанию серы, например, технической характеристике ИМО для судового топлива, или предельному содержанию серы для турбины, работающей на продуктах сгорания газа, путем корректировки количества непрерывного потока необработанных и обработанных потоков в комбинацию, образующую топливо. Например, целевое содержание серы в топливе может быть скорректировано в соответствии, по меньшей мере, с одной целевой технической характеристикой ИМО, например, в пределах или за пределами ECA, например, в соответствии со значениями, выбранными из 3,5 масс.%, 0,5 масс.%, 0,1 масс.%, или с другими техническими характеристиками ИМО. Топливо, произведенное в соответствии со способами по настоящему изобретению, пригодно для использования в судовых двигателях, турбинах, работающих на продуктах сгорания газа, огневых печах, таких как бойлеры, и для других применений.According to the practice of the present invention, the actual sulfur content of the above fuel can be adjusted to meet a target sulfur limit specification, such as an IMO marine fuel specification, or a combustion gas turbine sulfur limit, by adjusting the amount of continuous flow of raw and processed streams into the combination that forms the fuel. For example, the target fuel sulfur content may be adjusted in accordance with at least one IMO target technical characteristic, for example, within or outside the ECA, for example, in accordance with values selected from 3.5 wt.%, 0 .5 wt.%, 0.1 wt.%, or other IMO specifications. The fuel produced in accordance with the methods of the present invention is suitable for use in marine engines, gas turbines, combustion furnaces such as boilers, and other applications.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один из вышеупомянутых гидроочищенных потоков представляет собой поток с ультранизким содержанием серы, имеющий 10 частей на миллион по массе или менее серы, который используют для корректировки, путем сокращения или добавления количества такого потока в вышеупомянутую комбинацию, образования вышеупомянутого топлива, с тем, чтобы его фактическое содержание серы соответствовало целевому содержанию серы или ниже него. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один из гидроочищенных потоков представляет собой поток с ультранизким содержанием серы, имеющий менее 10 частей на миллион по массе серы, а необработанная фракция имеет содержание серы, превышающее целевое содержание серы, и необработанную фракцию используют в качестве регулирования баланса, путем сокращения или добавления количества такой необработанной фракции в вышеупомянутую комбинацию для образования топлива, имеющего фактическое содержание серы, соответствующее целевому содержанию серы или ниже него. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения, в котором нефтезаводское сырье преобразуют по существу в жидкий топливный монопродукт, а не в большое количество углеводородных продуктов, производят первый гидроочищенный поток, который представляет собой поток с уменьшенным содержанием серы, имеющий содержание серы менее 10 частей на миллион по массе серы, и производят вторую гидроочищенную топливную фракцию, которая имеет поток с уменьшенным содержанием серы, имеющий содержание серы в диапазоне от 0,12 до 0,18 масс.% серы, а необработанная фракция имеет содержание серы, которое находится либо в точке излома содержания серы, либо ниже, либо выше нее, что превышает целевое содержание серы, и либо вышеупомянутый первый гидроочищенный поток, либо второй гидроочищенный поток, либо оба эти потока используют в качестве регулирования баланса, путем сокращения или добавления некоторого количества таких потоков в вышеупомянутую комбинацию для образования топлива, имеющего фактическое содержание серы, соответствующее целевому содержанию серы или ниже него.In one embodiment of the present invention, at least one of the above hydrotreated streams is an ultra-low sulfur stream having 10 ppm by weight or less sulfur, which is used to adjust by reducing or adding an amount of such stream to the above combination , formation of the above fuel so that its actual sulfur content is at or below the target sulfur content. In another embodiment of the present invention, at least one of the hydrotreated streams is an ultra-low sulfur stream having less than 10 ppm by weight sulfur, and the raw fraction has a sulfur content greater than the target sulfur content, and the raw fraction is used in as a balance control, by reducing or adding the amount of such raw fraction to the above combination to form a fuel having an actual sulfur content equal to or lower than the target sulfur content. In yet another embodiment of the present invention, in which the refinery feedstock is converted to a substantially liquid fuel monoproduct rather than a large amount of hydrocarbon products, a first hydrotreated stream is produced that is a reduced sulfur stream having a sulfur content of less than 10 ppm by weight of sulfur, and produces a second hydrotreated fuel fraction that has a reduced sulfur content stream having a sulfur content in the range of 0.12 to 0.18 wt.% sulfur and a raw fraction having a sulfur content that is either at the break point sulfur content, either below or above the target sulfur content, and either the above-mentioned first hydrotreated stream or the second hydrotreated stream, or both of these streams are used as a balance control by reducing or adding a certain amount of such streams to the above combination to producing fuel having an actual sulfur content that is at or below the target sulfur content.
В еще более предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, выбирают содержание серы, по меньшей мере, одного вида сырой нефти, остаточного масла и другого нефтяного сырья, или корректируют условия переработки, до тех пор, пока, по меньшей мере, 70 % по объему каждой баррели вышеупомянутого нефтезаводского сырья не преобразуются в жидкие фракции, когда их впоследствии обрабатывают или не обрабатывают, но их объединяют и образуют топливный продукт, имеющий содержание серы, не превышающее целевое содержание серы, а не большое количество углеводородных продуктов, имеющих содержание серы, не превышающее целевое содержание серы, и не более 30% каждой баррели вышеупомянутого нефтезаводского сырья направляются не на топливо. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, 80% по объему каждой баррели нефтезаводского сырья, а в еще более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, около 90% нефтезаводского сырья, в зависимости от состава нефтезаводского сырья, баланса водорода, производственной экономики и других факторов, а также корректировки условий технологических процессов и скоростей потоков, каждую баррель углеводородного сырья преобразуют в жидкий топливный монопродукт, а не большое количество углеводородных продуктов, за исключением, по меньшей мере, одного потока с очень низким содержанием серы, который используют в качестве регулирования баланса, путем увеличения или уменьшения регулировочного потока, содержания серы в конечном топливном продукте, чтобы ее уровень не превышал целевое содержание серы. Излишние количество регулировочного потока может быть отдельно передано для целей баланса материалов и регулирования запасов. В таких предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения не более чем, примерно, от 10 до 30% по объему каждой баррели вышеупомянутого нефтезаводского сырья захватывается в обогащенном металлами нефтяном остатке после атмосферной и вакуумной дистилляции посредством растворительной экстракции.In even more preferred embodiments of the present invention, the sulfur content of at least one crude oil, residual oil and other petroleum feedstock is selected, or the processing conditions are adjusted, until at least 70% by volume of each barrel of the above refinery feedstocks are not converted into liquid fractions when they are subsequently processed or not, but are combined to form a fuel product having a sulfur content not exceeding the target sulfur content, rather than a large quantity of hydrocarbon products having a sulfur content not exceeding the target content sulfur, and no more than 30% of each barrel of the above-mentioned refinery feedstock is used for purposes other than fuel. In preferred embodiments of the present invention, at least 80% by volume of each barrel of refinery feedstock, and in an even more preferred embodiment of the present invention, at least about 90% of refinery feedstock, depending on the composition of the refinery feedstock, hydrogen balance, production economics and other factors, as well as adjustments to process conditions and flow rates, each barrel of hydrocarbon feedstock is converted into a liquid fuel monoproduct rather than large quantities of hydrocarbon products, except for at least one very low sulfur stream that is used as a balance control, by increasing or decreasing the control flow, the sulfur content of the final fuel product so that its level does not exceed the target sulfur content. Excess control flow quantities may be transferred separately for material balance and inventory control purposes. In such preferred embodiments of the present invention, no more than about 10 to 30% by volume of each barrel of the above refinery feedstock is captured in the metal-enriched petroleum residue after atmospheric and vacuum distillation through solvent extraction.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, топочное масло с высоким содержанием серы, имеющее содержание серы, превышающее целевое содержание серы, добавляют либо отдельно, либо со сланцевой нефтью перед или во время объединения всех обработанных и необработанных фракций для образования вышеупомянутого топлива. Вышеупомянутое топочное масло с высоким содержанием серы можно подавать, по меньшей мере, на один вышеупомянутый этап дистилляции, этап растворительной дистилляции или этап гидроочистки. В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, поток с ультранизким содержанием серы имеет в диапазоне менее 10 частей на миллион по массе серы или менее, а необработанная фракция имеет содержание серы, превышающее целевое содержание серы, и вышеупомянутая необработанная фракция используется для корректировки, путем сокращения или добавления количества такой необработанной фракции в вышеупомянутую комбинацию для образования топлива, имеющего фактическое содержание серы, соответствующее целевому содержанию серы или ниже него.In another embodiment of the present invention, high sulfur fuel oil having a sulfur content greater than the target sulfur content is added either alone or with shale oil before or during the combination of all treated and untreated fractions to form the above fuel. The above-mentioned high sulfur content fuel oil may be fed to at least one of the above-mentioned distillation step, solvent distillation step or hydrotreating step. In one preferred embodiment of the present invention, the ultra-low sulfur stream has sulfur in the range of less than 10 ppm by weight or less, and the raw fraction has a sulfur content greater than the target sulfur content, and the above raw fraction is used for adjustment, by reducing or adding an amount of such raw fraction to the above combination to form a fuel having an actual sulfur content equal to or lower than the target sulfur content.
Устройство для практического осуществления способа по настоящему изобретению может иметь уменьшенную общую занимаемую площадь оборудования в диапазоне от 20% до 30% от общей занимаемой площади устройства, применяемого в традиционной нефтепереработке, где имеются традиционные агрегаты для дальнейшей переработки. Таким образом, капитальные затраты на баррель нефтезаводского сырья значительно сокращаются. Например, в одном конкретном варианте осуществления настоящего изобретения используется только, по меньшей мере, одна атмосферная дистилляция, вакуумная дистилляция, растворительная сепарация, гидроочистка и газификация с использованием необходимых дополнительных устройств для захвата серы и металлов, и не проводятся какие-либо операции по обработке углеводородов после гидроочистки, за исключением газификации, с помощью необходимого дополнительного устройства для захвата серы и металлов.The apparatus for practicing the method of the present invention may have a reduced overall equipment footprint ranging from 20% to 30% of the total apparatus footprint used in conventional petroleum refining where conventional downstream units are present. Thus, capital costs per barrel of refinery feedstock are significantly reduced. For example, in one particular embodiment of the present invention, only at least one of atmospheric distillation, vacuum distillation, solvent separation, hydrotreating and gasification is used using the necessary additional devices for capturing sulfur and metals, and no hydrocarbon processing operations are performed. after hydrotreating, excluding gasification, using the necessary additional device to capture sulfur and metals.
Варианты осуществления технологических конфигураций по настоящему изобретению предлагают высокую эффективность и низкую стоимость эксплуатации, благодаря эффективной интеграции площадки, на которой находятся утилиты, для удовлетворения потребностей процесса подачи водорода, пара и топливного газа, а также электроэнергии, и при этом предлагают интеграцию металлов и средства захвата серы. Площадка, на которой находятся утилиты, содержит, по меньшей мере, одну систему газификации, которая обрабатывают обогащенный тяжелыми металлами нефтяной остаток для захвата и устранения загрязняющих металлов, которые являются компонентами потенциальных источников выбросов в атмосферу выхлопных газов, а в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения используют интегрированную площадку и, таким образом, снижают капитальные затраты, проводят обработку отходящих газов в отношении серосодержащего газа и кислотного газа, отходящего от всех источников захвата серы, обработку и удаление их как потенциальных источников выбросов в атмосферу выхлопных газов. Конфигурация площадки по настоящему изобретению позволяет вырабатывать водород для этапов гидроочистки, пар и топливный газ для технологического процесса электроснабжения и технологического процесса электроснабжения посредством высокоэффективных средств выработки электроэнергии с комбинированным циклом, использующих определенные потоки, которые в противном случае были бы потоками отходов, для выполнения технологических требований.Embodiments of the process configurations of the present invention offer high efficiency and low operating cost by effectively integrating the utility site to meet the process needs of hydrogen, steam and fuel gas as well as electrical power, while offering integration of metals and capture means sulfur. The utility site contains at least one gasification system that treats the heavy metal-enriched petroleum residue to capture and eliminate contaminant metals that are components of potential sources of exhaust gas emissions, and in a preferred embodiment of the present invention uses integrated site and thus reduce capital costs, process off-gases for sulfur containing gas and acid gas from all sulfur capture sources, treat and dispose of them as potential sources of exhaust gas emissions. The site configuration of the present invention allows for the generation of hydrogen for hydrotreating steps, steam and fuel gas for power process and power process through highly efficient combined cycle power generation means using specific streams that would otherwise be waste streams to meet process requirements .
В одном варианте осуществления настоящего изобретения говорится о том, что сланцевая нефть не содержит достаточного количества более тяжелых углеводородов в своих нижних фракциях и нефтяных остатках для обеспечения технологического баланса для переработки углеводородов и соответствующей выработки водорода с тем, чтобы обеспечить возможность переработки такой легкой нефти для гидрогенизации с целью снижения содержания серы и металлов для деконтаминации. Этот способ включает этап добавления вышеупомянутой легкой нефти, отдельно или в смеси с другими видами нефтяного сырья, в любой или все виды более тяжелого нефтяного сырья для способов обработки в виде атмосферной дистилляции, вакуумной дистилляции или растворительной сепарации.In one embodiment of the present invention, it is stated that shale oil does not contain sufficient heavier hydrocarbons in its bottoms and residues to provide the process balance for hydrocarbon processing and associated hydrogen production to allow such lighter oils to be processed for hydrogenation in order to reduce the content of sulfur and metals for decontamination. This method includes the step of adding the above-mentioned light oil, alone or in mixture with other petroleum feedstocks, to any or all of the heavier petroleum feedstocks for atmospheric distillation, vacuum distillation or solvent separation processing processes.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, конструкции устройства для технологических операций вакуумной дистилляции, растворительной сепарации, гидроочистки и газификации, проводимых после атмосферной дистилляции, измеряют с тем, чтобы у них была дополнительная или вспомогательная способность обрабатывать топочное масло с высоким содержанием серы или дополнительный более тяжелый нефтяной остаток, полученный из другого источника, находящегося за пределами границ площадки осуществления вышеупомянутых технологических операций, для образования топлива, имеющего фактическое содержание серы, соответствующее целевому предельному уровню содержания серы в топливе или ниже него, и захвата, по меньшей мере, порции серы и металлов из вышеупомянутого дополнительного тяжелого нефтяного остатка.In one embodiment of the present invention, device designs for vacuum distillation, solvent separation, hydrotreating and gasification process steps following atmospheric distillation are measured to have the additional or auxiliary ability to handle high sulfur fuel oil or additional heavier fuel oil. oil residue obtained from another source located outside the site boundaries of the above-mentioned processing operations to produce a fuel having an actual sulfur content at or below a target fuel sulfur limit and to capture at least a portion of the sulfur and metals from the above-mentioned additional heavy oil residue.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, настоящее изобретение предлагает для судов способ использования топлива по настоящему изобретению в то время, пока они находятся в порту, для снижения выбросов в атмосферу выхлопных газов в конкретной местности, а также выработки и продажи электроэнергии береговым электросетям. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, данное изобретение предлагает технический способ снижения выбросов в атмосферу выхлопных газов в самих портах или вблизи них, содержащий (а) технический анализ для определения количества выбросов в атмосферу серы или металлов в расчете на киловатт/час (кВт.ч), которые возникают от береговых средств выработки электроэнергии, которые вырабатывают электроэнергию, как правило, подаваемую в электросеть в порту или вблизи него (включая, например, выбросы в атмосферу выхлопных газов, связанные с использованием местного электроснабжения судном, когда оно находится в порту и подключено к такой сети), и (b) технический анализ для определения количества выбросов в атмосферу серы или металлов в расчете кВт.ч, которые возникают в результате выработки электроэнергии на борту судна самим судном, когда оно находятся в порту в месте (a), затем сравнивают (a) и (b), и если (b) выбросы в атмосферу, производимые судном, для выработки электроэнергии, ниже, чем местные источники электроэнергии (а), то на судне сокращают выбросы в атмосферу и объявляют тендер на продажу электросети электроэнергии, вырабатываемой на судне, полностью или частично. Этот вариант осуществления настоящего изобретения может быть особенно пригоден для снижения выбросов выхлопных газов в окружающую среду, когда местное электроснабжение производится на основе определенных типов источников, использующих сжигание угля, или использующих для сжигания тяжелую сырую нефть или остаточные масла для выработки электроэнергии там, где варианты с более низкими уровнями выбросов в атмосферу выхлопных газов недоступны для выработки электроэнергии на местном уровне. При отсутствии компенсаций такой тендер, проводимый судном в отношении местной электросети, может и не состояться, если стоимость кВт.ч вырабатываемой судном электроэнергии будет больше, чем стоимость кВт.ч местной электросети, или если такой тендер, проводимый судном в отношении местной электросети, будет каким-либо образом невыгоден судну, за исключением компенсации портовых сборов или в иных случаях, когда компенсация за сокращение выбросов в атмосферу выхлопных газов не кредитуется, например, субсидией на оплату за выработку электроэнергии с низким уровнем выбросов в атмосферу выхлопных газов.In another embodiment of the present invention, the present invention provides a method for ships to use the fuel of the present invention while in port to reduce exhaust gas emissions in a particular location and to generate and sell electricity to shore power grids. In one embodiment of the present invention, the present invention provides a technical method for reducing exhaust gas emissions at or near ports, comprising (a) a technical analysis to determine the amount of sulfur or metal emissions per kilowatt hour (kWh). ) that arise from shore-based power generation facilities that generate electricity typically fed into the electrical grid at or near a port (including, for example, exhaust gas emissions associated with the use of a ship's local power supply while it is in port and connected to such network), and (b) a technical analysis to determine the amount of sulfur or metal emissions per kWh that result from the generation of electricity on board a ship by the ship itself while in port at location (a), then compare (a) and (b), and if (b) the ship's emissions to generate electricity are lower than local sources of electricity (a), then the ship reduces its emissions and tenders for sale to the electricity grid, generated on board the ship, in whole or in part. This embodiment of the present invention may be particularly useful for reducing exhaust gas emissions into the environment when the local power supply is derived from certain types of sources using coal combustion, or using heavy crude oil or residual oils to generate electricity where options with lower levels of exhaust emissions are not available for local electricity generation. In the absence of compensation, such a vessel tender for the local power grid may not take place if the cost of the kWh of electricity generated by the ship is greater than the cost of the kWh of the local power grid, or if such a ship tender for the local power grid is is in any way disadvantageous to the ship, except for compensation of port dues or in other cases where compensation for the reduction of exhaust gas emissions is not credited, for example, a subsidy for payment for the generation of electricity with low exhaust gas emissions.
Если тендер, проводимый судном, в отношении местной электросети является выгодным, то судно может компенсировать или сократить затраты на топливо, понесенные в море, за счет доходов от тендера, проведенного в отношении береговой электросети, пока судно находится в порту, в отношении всей или части электроэнергии, вырабатываемой на борту судна, путем использования топлива по настоящему изобретению в то время, пока судно находится в порту. Такой доход, полученный в результате проведение тендера в отношении электросети в то время, пока судно находится в порту, мог бы компенсировать затраты на судовое топливо, используемое во время плавания, доведя их до уровня фактических затрат на судовое топливо, используемое во время плавания, поскольку затраты на эти новые виды топлива - ниже, чем затраты на топочное масло с высоким содержанием серы, которое используют во время плавания в море, в зависимости от продолжительности нахождения в порту. If the ship's tender for the local power grid is profitable, the ship may offset or reduce fuel costs incurred at sea from the proceeds of the tender for the shore power grid while the ship is in port for all or part of electricity generated on board the ship by using the fuel of the present invention while the ship is in port. Such revenue generated by tendering for the electrical grid while the ship is in port could offset the costs of marine fuel used during the voyage, bringing them to the level of the actual costs of marine fuel used during the voyage, since The costs of these new fuels are lower than the high sulfur fuel oil used during voyages, depending on the length of stay in port.
На ФИГУРЕ 1 показана схема участка содержание серы в различных фактических и гипотетических видах сырой нефти с указанием диапазонов точек излома. Примерные профили содержания серы в сырой нефти, 4,5,6 размещены на графике, основываясь на центральных точках фактических данных, полученных из публикации под названием «Соединения серы в сырой нефти», Вашингтон, опубликованной «UNT» Роллом с соавторами (Ralletal.). Гипотетические профили содержания серы в сырой нефти 1,2,3 получены частично из фактических данных, полученных из различных источников, в том числе из работы «Нефтепереработка, схемы технологических процессов производства нефтепродуктов из сырой нефти» (1995) Воквиера Дж. П. (WauquierJ.P.), опубликованной «Французским институтом нефти» (InstitutFrancaisduPetrole).FIGURE 1 shows a plot of the sulfur content of various actual and hypothetical crude oils, indicating breakpoint ranges. Approximate profiles of sulfur content in crude oils, 4,5,6 are plotted based on the center points of the actual data obtained from the publication entitled "Sulfur Compounds in Crude Oils", Washington, published by "UNT" Roll et al. . Hypothetical crude oil sulfur profiles 1,2,3 are derived in part from actual data obtained from various sources, including Refining Process Flowcharts for the Production of Petroleum Products from Crude Oil (1995) by WauquierJ. .P.), published by the French Petroleum Institute (InstitutFrancaisduPetrole).
На ФИГУРЕ 1 показано, как предложить определение «точка излома» для различных видов сырой нефти технологических конфигураций по настоящему изобретению. На ФИГУРЕ 1 показано, что точка излома представляет собой точку, в которой изменение (превышения за единицу цикла) содержания серы в расчете на единицу объема произведенного погона, больше не является по существу горизонтальным или плоским, а находится в точке излома, и поскольку объем погона немного увеличился, то содержание серы начинает быстро возрастать или экспоненциально возрастать, чтобы вызвать высокую скорость изменения превышения за единицу цикла. Также находясь в точке излома или позади нее, в зависимости от типа нефтяного сырья, тип и состав, а также сложность соединений, содержащих серу, обычно изменяются. Точка излома позволяет определить, в целях эффективности эксплуатации, как наилучшим образом обойтись без дорогостоящей интенсивной гидроочистки, но при этом производить топливо, удовлетворяющее техническим характеристикам целевого предельного содержания серы. То есть, точкой излома может быть максимальное содержание серы во фракции, полученной в результате атмосферной дистилляции сырой нефти в ректификационной колонне, которую направляют в сторону, или уменьшают, противоположную последующей дальнейшей переработке для снижения содержания серы, например, направляют в сторону, противоположную гидроочистке. Фракции, находящиеся выше точки излома, направляют на последующую переработку для снижения содержания серы, в то время как фракции, находящиеся в точке излома или ниже нее, не очищают, что приводит к значительной экономии операций. При традиционной нефтепереработке погоны зафиксированы температурными диапазонами, а не содержанием серы. Целевое содержание серы, например, согласно требованию конечного использования, может определять выбор точки излома. Если точка излома установлена слишком высоко, то чрезмерное количество неочищенных потоков с более высоким содержанием серы нельзя легко компенсировать путем увеличения количества гидроочищенных потоков с более низким содержанием серы.FIGURE 1 shows how to propose a definition of "breaking point" for various crude oil process configurations of the present invention. FIGURE 1 shows that the break point is the point at which the change (excess per unit cycle) of sulfur content per unit volume of stream produced is no longer substantially horizontal or flat, but is at the break point, and since the volume of the stream is increased slightly, the sulfur content begins to increase rapidly or exponentially to cause a high rate of change in the excess per unit cycle. Also located at or behind the inflection point, depending on the type of petroleum feedstock, the type and composition, as well as the complexity of the sulfur containing compounds, usually vary. The break point allows one to determine, for operational efficiency purposes, how best to avoid costly intensive hydrotreating while still producing fuel that meets the specifications of the target sulfur limit. That is, the break point may be the maximum sulfur content of the fraction resulting from atmospheric distillation of crude oil in a distillation column, which is directed in the direction, or reduced, opposite to subsequent further processing to reduce the sulfur content, for example, directed in the direction opposite to hydrotreating. Fractions above the break point are sent to downstream processing to reduce sulfur content, while fractions at or below the break point are not purified, resulting in significant operational savings. In traditional oil refining, the cuts are fixed by temperature ranges, not by sulfur content. The target sulfur content, for example, according to the end use requirement, may determine the choice of break point. If the break point is set too high, then the excessive amount of higher sulfur raw streams cannot be easily compensated for by increasing the amount of lower sulfur hydrotreated streams.
На ФИГУРЕ 2 представлен общий обзор другого варианта осуществления настоящего изобретения, и в упрощенной форме показаны основные компоненты технологического процесса для производства жидкого монопродукта, пригодного для использования в качестве топлива. На ФИГУРЕ 2 показан способ интеграции атмосферной и вакуумной дистилляции, растврорительной дистилляции, гидроочистки и газификации для производства топливного монопродукта, по существу не содержащего металлов, с низким содержанием серы.FIGURE 2 provides a general overview of another embodiment of the present invention and shows in simplified form the main components of a process for producing a liquid monoproduct suitable for use as a fuel. FIGURE 2 illustrates a method for integrating atmospheric and vacuum distillation, solvent distillation, hydrotreating and gasification to produce a substantially metal-free, low sulfur monofuel product.
Поток загрязненной сырой нефти, содержащей серу, водород и металлы, поступает в технологический процесс, проводимый по линии 2, после предварительной обработки, такой как обессоливание, что является предпочтительным для сырой нефти. В данном примере нефтяное сырье 2 может представлять собой единую сырую нефть или смесь, по меньшей мере, одного вида сырой нефти, или смесь сырой нефти с остаточным маслом, например, с топочным маслом с высоким содержанием серы. Сырье 2 направляют в колонну для атмосферной дистилляции 100, где сырье сепарируют на легкие верхние газы 4 и большое количество погонов. Легкие верхние газы 4 включают неконденсирующиеся нефтезаводские газы 6, пригодные в качестве технологического топлива, или они могут быть захвачены для других целей. В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, капитальные затраты, связанные со стабилизационной системой, исключаются в отношении таких верхних газов 4; однако, в зависимости от местных потребностей, например, от технической характеристики особого судового топлива с максимальным содержанием сероводорода, стабилизационная система может быть включена. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на ФИГУРЕ 2, множественные погоны будут включать, по меньшей мере, один поток в пределах этих диапазонов: (1) нестабилизированная прямогонная нафта по линии 4 на линии 16, (2) погон с содержанием серы в точке излома на линии 18, (3) легкий дистиллят на линии 24, (4) средний дистиллят на линии 26, (5) первый тяжелый дистиллят на линии 28, (6) атмосферный нефтяной остаток на линии 30.The contaminated crude oil stream containing sulfur, hydrogen and metals enters the process line 2 after pre-treatment, such as desalting, which is preferred for crude oil. In this example, the petroleum feedstock 2 may be a single crude oil or a mixture of at least one type of crude oil, or a mixture of crude oil and a residual oil, such as high sulfur fuel oil. The raw material 2 is sent to an atmospheric distillation column 100, where the raw material is separated into light overhead gases 4 and a large number of shoulder straps. Light overhead gases 4 include non-condensable refinery gases 6 suitable as process fuels, or they may be captured for other purposes. In one preferred embodiment of the present invention, the capital costs associated with the stabilization system are eliminated in relation to such overhead gases 4; however, depending on local needs, for example, the technical characteristics of a special marine fuel with a maximum hydrogen sulfide content, the stabilization system may be included. In one embodiment of the present invention, shown in FIGURE 2, the multiple streams will include at least one stream within these ranges: (1) unstabilized straight-run naphtha at line 4 at line 16, (2) stream containing sulfur at point break on line 18, (3) light distillate on line 24, (4) middle distillate on line 26, (5) first heavy distillate on line 28, (6) atmospheric oil residue on line 30.
В различных применениях в данной области техники различные значения были присвоены одинаковым или подобным погонам в разных регионах мира, значения которых зачастую отличаются, дублируют друг от друга, противоречат друг другу и создают путаницу. В данном описании и в формуле изобретения определенным терминам присвоены следующие значения: (а) «нафта» означает композиции, содержащие углерод, находящиеся в диапазоне от композиций, содержащих минимум три (3) атома углерода С3, например, пропан, до композиций, у которых начальная температура кипения (IBP), примерно, 175° C (примерно, 350° F), и сюда не включены более легкокипящие соединения, например, метан или более легкое соединение, (b) «стабилизированная нафта» означает, что материал относится к нафте или другим материалам диапазона нафты, которые используют в качестве запаса топливной смеси, что более легкокипящие соединения, например, бутан или пропан, или более легкие соединения, были почти полностью удалены из нафты или топлива, где, например, при традиционной нефтепереработке поток нижней фракции из дистиллятной колонны дебутанизатора нафты был бы нестабилизированной нафтой, (c) «нестабилизированная прямогонная нафта» означает нафту, у которой не удалили С4 или более легкие компоненты; например, при традиционной нефтепереработке поток сырья в дебутанизатор нафты будет нестабилизированной нафтой, (d) «нестабилизированная прямогонная нафта» означает композиции, содержащие углерод, полученные в результате атмосферной дистилляции, находящиеся в диапазоне от композиций, которые имеют минимум три (3) атома углерода С3, например, пропан, до композиций, у которых начальная температура кипения (IBP), примерно, 175° C (примерно, 350° F), и сюда не включены более легкокипящие соединения, например, метан или более легкое соединение, сюда могут быть отнесены нефтезаводские газы, полученные в результате атмосферной дистилляции, (e) «нестабилизированная нафта» в контексте гидроочистки означает нестабилизированную более легкую фракцию гидроочищенного потока, выходящего из ректификационной колонны или другого сепаратора, работоспособность которого считается частью зоны гидроочистки, которая извлекает, по меньшей мере, одну более тяжелую фракцию в нижней части сепаратора или рядом, например, диапазон дистиллята, диапазон тяжелой нефти или другой более тяжелый, чем нафта порции сырья в сепаратор, и нестабилизированный, (f) «точка излома в погоне» в настоящем документе определена, как превышающая настоящую техническую характеристику, и пример показан на ФИГУРЕ 1, (g) «легкий дистиллят, находящийся выше погона с точкой излома» или «легкий дистиллят» в настоящем документе означает фракцию, имеющую первоначальное содержание серы, превышающее самое высокое содержание серы в точке излома погона, которая, соответственно, имеет температуру кипения (IBP), превышающую самую высокую конечную температуру кипения точки излома погона, (h) «средний дистиллят» означает фракцию, находящуюся между легким дистиллятом и тяжелым дистиллятом, которые сепарированы как погон в соответствии с предпочтительным вариантом конструкции дистиллятной колонны; в которой, например, погон среднего дистиллята может быть устранен и объединен либо с легким дистиллятом, либо с тяжелым дистиллятом, (i) «первый тяжелый дистиллят» означает самую тяжелую фракцию агрегата атмосферной дистилляции, в которой содержание серы и диапазон температуры кипения определяются рабочими характеристиками, такими как, по меньшей мере, один состав серы нефтяного сырья дистиллятного агрегата, жесткость технологических операций ректификационной колонны, предназначенной для обработки сырой нефти, и условий последующей гидроочистки, (j) «первый тяжелый дистиллят» означает самую тяжелую фракцию агрегата атмосферной дистилляции, которая имеет содержание серы и диапазон температуры кипения, которые определяются с учетом состава серы нефтяного сырья дистиллятного агрегата и погона с содержанием серы в точке излома, и с учетом, по меньшей мере, одной рабочей характеристики, такой как жесткость технологических операций ректификационной колонны, предназначенной для обработки сырой нефти, и жесткость условий последующей дистиллятной гидроочистки,In various applications in the art, different meanings have been assigned to the same or similar shoulder straps in different regions of the world, the meanings of which are often different, duplicative, contradictory and create confusion. In this specification and in the claims, certain terms are assigned the following meanings: (a) “naphtha” means compositions containing carbon ranging from compositions containing a minimum of three (3) C3 carbon atoms, such as propane, to compositions having initial boiling point (IBP) is approximately 175° C (approximately 350° F), and does not include lower boiling compounds such as methane or a lighter compound, (b) “stabilized naphtha” means that the material is naphtha or other naphtha range materials that are used as a stock fuel mixture, that lower boiling compounds, such as butane or propane, or lighter compounds, have been almost completely removed from the naphtha or fuel, where, for example, in conventional oil refining, the bottoms stream from naphtha debutanizer distillate column would be unstabilized naphtha, (c) “unstabilized straight-run naphtha” means naphtha that has not had its C4 or lighter components removed; for example, in a conventional petroleum refining, the feed stream to the naphtha debutanizer will be unstabilized naphtha, (d) “unstabilized straight-run naphtha” means carbon-containing compositions resulting from atmospheric distillation ranging from compositions that have a minimum of three (3) C3 carbon atoms , for example, propane, to compositions that have an initial boiling point (IBP) of approximately 175° C (about 350° F), and do not include lower boiling compounds, such as methane or a lighter compound, which may include refinery gases resulting from atmospheric distillation, (e) "unstabilized naphtha" in the context of hydrotreating means the unstabilized lighter fraction of the hydrotreated stream exiting a distillation column or other separator, the operability of which is considered part of the hydrotreating zone that recovers at least one a heavier fraction at or near the bottom of the separator, such as a distillate range, a heavy oil range, or other heavier than naphtha feed portions into the separator, and unstabilized, (f) the "chase break point" is defined herein to be greater than this specification, and an example is shown in FIGURE 1, (g) "light distillate above break point" or "light distillate" as used herein means a fraction having an initial sulfur content greater than the highest sulfur content at the break point of the overhead, which accordingly has a boiling point (IBP) greater than the highest final boiling point of the distillate break point, (h) "middle distillate" means the fraction located between the light distillate and the heavy distillate, which are separated as a distillate in accordance with the preferred embodiment of the distillate columns; in which, for example, the middle distillate cut may be eliminated and combined with either a light distillate or a heavy distillate, (i) "first heavy distillate" means the heaviest fraction of an atmospheric distillation unit in which the sulfur content and boiling point range are determined by the operating characteristics such as at least one sulfur composition of the distillate unit feedstock, the severity of the crude oil distillation column operations, and subsequent hydrotreating conditions, (j) “first heavy distillate” means the heaviest fraction of the atmospheric distillation unit, which has a sulfur content and a boiling point range that are determined taking into account the sulfur composition of the petroleum feedstock of the distillate unit and the sulfur content at the break point, and taking into account at least one operating characteristic, such as the severity of the processing operations of the distillation column intended to process crude oil, and the severity of the subsequent distillate hydrotreating conditions,
(k) «второй тяжелый дистиллят» означает самую легкую фракцию ректификационной колонны, предназначенной для вакуумной дистилляции, имеющую содержание серы и диапазон температуры кипения, которые определяются с учетом состава серы нефтяного сырья дистиллятного агрегата и погона с содержанием серы в точке излома, и с учетом, по меньшей мере, одной рабочей характеристики, такой как жесткость технологических операций ректификационной колонны, предназначенной для обработки сырой нефти, и жесткость условий последующей дистиллятной гидроочистки и (j) «атмосферный нефтяной остаток», «вакуумный нефтяной остаток», «вакуумный газойль», включая «легкий вакуумный газойль» и «тяжелый вакуумный газойль», «растворительная сепарация» и «гидроочистка» и другие термины и варианты таких терминов известны специалистам в области техники переработки сырой нефти.(k) “second heavy distillate” means the lightest fraction of a distillation column intended for vacuum distillation, having a sulfur content and a boiling point range that is determined by reference to the sulfur composition of the distillate unit feedstock and the cut-point sulfur content of the distillate, and by reference to at least one operating characteristic, such as the severity of the crude oil distillation column operations and the severity of the subsequent distillate hydrotreating conditions and (j) "atmospheric residue oil", "vacuum residue oil", "vacuum gas oil", including "light vacuum gas oil" and "heavy vacuum gas oil", "solvent separation" and "hydrotreating" and other terms and variations of such terms are known to those skilled in the art of crude oil refining technology.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, комбинация потоков (1) нестабилизированной прямогонной нафты по линии 4 на линии 16 и (2) погона с содержанием серы в точке излома на линии 18 предположительно будет иметь содержание серы в диапазоне от менее 0,06 масс. % до 0,08 масс. %, если целевое содержание серы топливной комбинации 600 составляет 0,1 масс. % или менее, а содержание серы очищенного потока 70 составляет менее 10 частей на миллион по массе, где скорость потока у потоков 10 и 70 комбинации корректируются таким образом, чтобы в топливной комбинации 600 не было превышения целевого содержания серы.In a preferred embodiment of the present invention, the combination of (1) unstabilized straight-run naphtha streams in line 4 at line 16 and (2) a sulfur content at the break point in line 18 is expected to have a sulfur content ranging from less than 0.06 wt. % up to 0.08 wt. % if the target sulfur content of fuel combination 600 is 0.1 wt. % or less and the sulfur content of purified stream 70 is less than 10 ppm by weight, wherein the flow rates of combination streams 10 and 70 are adjusted so that fuel combination 600 does not exceed the target sulfur content.
На ФИГУРЕ 2 атмосферный нефтяной остаток подают по линии 30 в вакуумную дистиллятную колонну 200, для того, чтобы получить (1) второй тяжелый дистиллят на линии 32, (2) легкий вакуумный газойль на линии 36, (3) тяжелый вакуумный газойль на линии 38 и (4) вакуумный нефтяной остаток, на линии 50. Вакуумный нефтяной остаток направляют по линии 50 на растворительную сепарацию 300 для производства (1) деасфальтизированного масла на линии 80 и асфальта, являющегося асфальтом, который представляет собой обогащенный металлами тяжелый нефтяной остаток на линии 90.In FIGURE 2, atmospheric residue is fed via line 30 to vacuum distillate column 200 to produce (1) a second heavy distillate at line 32, (2) a light vacuum gas oil at line 36, (3) a heavy vacuum gas oil at line 38. and (4) a vacuum residue oil, at line 50. The vacuum residue oil is sent through line 50 to a solvent separation 300 to produce (1) deasphalted oil at line 80 and asphalt, which is an asphalt, which is a metal-enriched heavy residue oil at line 90 .
На ФИГУРЕ 2 показана система комплексной гидроочистки 400, содержащая две зоны гидроочистки, зону дистиллятной гидроочистки 430 и зону гидроочистки тяжелой нефти 460. Системы комплексной водородной очистки известны в данной области техники и являются предпочтительными для этого применения; однако условия мягкой гидроочистки при относительно низких значения давления в диапазоне от, примерно, 117 до 138 бар (от 1700 до 2000 фунтов на квадратный дюйм) достаточны для гидродесульфуризации и гидродеметаллизации в обеих зонах 430 и 460.FIGURE 2 shows an integrated hydrotreating system 400 comprising two hydrotreating zones, a distillate hydrotreating zone 430 and a heavy oil hydrotreating zone 460. Integrated hydrogen treating systems are known in the art and are preferred for this application; however, mild hydrotreating conditions at relatively low pressures ranging from about 117 to 138 bar (1700 to 2000 psi) are sufficient for hydrodesulfurization and hydrodemetallization in both zones 430 and 460.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, легкий дистиллят 24, средний дистиллят 26, первый тяжелый дистиллят 28 и второй тяжелый дистиллят 32 подают в систему комплексной гидроочистки 400 и очищенных водородом в присутствии катализатора в условиях гидроочистки для того, чтобы сформировать зону дистиллятной гидроочистки 430 выходящих потоков на линии 60. Такой гидроочищенный выходящий поток 60 содержит материалы в пределах диапазона (1) нестабилизированной нафты с ожидаемым диапазоном кипения от свыше С5 (композиции, содержащие пять атомов углерода) до, примерно, 175° С (примерно, 350° F) и (2) дизельное топливо с ультранизким содержанием серы, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения имеющее содержание серы менее 10 частей на миллион по массе, которое представляет собой поток с уменьшенным содержанием серы, образованный из комбинации очищенных дистиллятных потоков, содержащих легкий дистиллят 24, средний дистиллят 26, первый тяжелый дистиллят 28 и второй тяжелый дистиллят 32. Специалисты в области гидроочистки понимают, что побочные продукты гидроочистки в зоне 430 могут включать газы, содержащие серу, такие как сероводород, обогащенный водородом отходящий газ, по меньшей мере, одну порцию которого очищают для удаления серы и рециркулируют добавлением водорода либо в зону дистиллятной гидроочистки 430, либо в зону гидроочистки тяжелого топлива 460, или в обе зоны, и обычно небольшим количеством жидких нефтяных газов.In a preferred embodiment of the present invention, light distillate 24, middle distillate 26, first heavy distillate 28, and second heavy distillate 32 are supplied to the integrated hydrotreating system 400 and purified with hydrogen in the presence of a catalyst under hydrotreating conditions to form a distillate hydrotreating effluent zone 430 at line 60. Such hydrotreated effluent stream 60 contains materials within the range of (1) unstabilized naphtha with an expected boiling range from above C5 (compositions containing five carbon atoms) to about 175° C. (about 350° F.) and ( 2) ultra-low sulfur diesel fuel, in the preferred embodiment of the present invention having a sulfur content of less than 10 ppm by weight, which is a reduced sulfur stream formed from a combination of purified distillate streams containing light distillate 24, middle distillate 26 , a first heavy distillate 28 and a second heavy distillate 32. Those skilled in the hydrotreating art will appreciate that hydrotreating by-products in zone 430 may include sulfur-containing gases such as hydrogen sulfide, a hydrogen-enriched off-gas, at least one portion of which is purified to remove sulfur and recycled by adding hydrogen to either the distillate hydrotreating zone 430 or the heavy fuel hydrotreating zone 460, or both, and typically a small amount of liquid petroleum gases.
Легкий вакуумный газойль 36, тяжелый вакуумный газойль 38 и деасфальтизированное масло 80,Light vacuum gas oil 36, heavy vacuum gas oil 38 and deasphalted oil 80,
в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, также подают в систему комплексной гидроочистки 400 и очищают водородом в присутствии катализатора в условиях гидроочистки для того, чтобы образовать зону гидроочистки тяжелого вакуумного газойля 460 выходящих потоков 70. Такой гидроочищенный выходящий поток содержит материалы в пределах диапазона (1) нестабилизированной нафты с ожидаемым диапазоном кипения от свыше С5 (композиции, содержащие пять атомов углерода) до, примерно, 175° С (примерно, 350° F) и (2) дизельного топлива с ультранизким содержанием серы, которое, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, имеет содержание серы менее 10 частей на миллион по массе, при этом оно представляет собой поток с уменьшенным содержанием серы, полученный из зоны гидроочистки первого тяжелого топлива, который сформирован из первой порции комбинации очищенных дистиллятных потоков, содержащих легкий вакуумный газойль 36, тяжелый вакуумный газойль 38 и деасфальтизированное масло 80, (3) второго потока с уменьшенным содержанием серы, который, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, имеет содержание серы в диапазоне от 0,12 до 0,18 масс. %, при этом он образован из второй порции комбинации очищенных дистиллятных потоков, содержащих легкий вакуумный газойль 36, тяжелый вакуумный газойль 38 и деасфальтизированное масло 80. Специалисты в области гидроочистки понимают, что побочные продукты гидроочистки в зоне 460 могут включать газы, содержащие сернистые газы, такие как сероводород, обогащенный водородом отходящий газ, по меньшей мере, одну порцию которого очищают для удаления серы и рециркулируют добавлением водорода либо в зону дистиллятной гидроочистки 430, либо в зону гидроочистки тяжелого топлива 460, или в обе зоны, и обычно небольшим количеством жидких нефтяных газов.in a preferred embodiment of the present invention, is also supplied to the integrated hydrotreating system 400 and purified with hydrogen in the presence of a catalyst under hydrotreating conditions to form a heavy vacuum gas oil hydrotreating zone 460 effluent streams 70. Such hydrotreated effluent stream contains materials within the range of (1) unstabilized naphtha with an expected boiling range from above C5 (compositions containing five carbon atoms) to about 175°C (about 350°F) and (2) ultra-low sulfur diesel fuel, which, in a preferred embodiment of the present invention , has a sulfur content of less than 10 ppm by weight, and is a reduced sulfur stream obtained from the first heavy fuel hydrotreating zone, which is formed from a first portion of a combination of purified distillate streams containing light vacuum gas oil 36, heavy vacuum gas oil 38 and deasphalted oil 80, (3) a second reduced sulfur content stream which, in a preferred embodiment of the present invention, has a sulfur content in the range of 0.12 to 0.18 wt. %, wherein it is formed from a second portion of a combination of purified distillate streams containing light vacuum gas oil 36, heavy vacuum gas oil 38 and deasphalted oil 80. Those skilled in the art of hydrotreating understand that by-products of hydrotreating in zone 460 may include gases containing sour gases, such as hydrogen sulfide, a hydrogen-enriched off-gas, at least one portion of which is scrubbed to remove sulfur and recycled by adding hydrogen to either the distillate hydrotreating zone 430 or the heavy fuel hydrotreating zone 460 or both, and typically a small amount of liquid petroleum gases
Неочищенный поток 10 и, по меньшей мере, один гидроочищенный жидкий поток по линии 60 и линии 70 объединяют для образования топливного продукта, по существу не содержащего металлов, с низким содержанием серы в зоне 600, где «объединять» означает образовать путем линейного смешивания потоков, блендинга или других однородных комбинаций. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, нестабилизированная прямогонная нафта по линиям 4 и 16 и погон с содержанием серы в точке излома по линии 18 объединяют в 100 без дополнительной очистки, затем образуют топливную в зоне 600 путем объединения, по меньшей мере, с одним выходящим потоком из зоны дистиллятной гидроочистки 430, содержащим нестабилизированную нафту и дизельное топливо с ультранизким содержанием серы, и, по меньшей мере, с одним выходящим потоком из зоны гидроочистки тяжелого топлива 460, содержащим нестабилизированную нафту, дизельное топливо с ультранизким содержанием серы и со вторым потоком с уменьшенным содержанием серы, который образован в зоне гидроочистки тяжелого топлива 460. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, где используется зона гидроочистки 400, выходящие потоки зон 430 и 460 объединяют для образования единого потока, как если бы линия 60 и линия 70 были объединены (не показано) в такой зоне, причем такой вариант пригоден, когда сепарация выходящего потока зон гидрообработки 430 и 460 не является предпочтительной. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, гидроочищенная порция вакуумного газойля зоны 460 имеет поток верхней системы и поток нижней системы, причем порция, которая течет, представляет собой материал диапазона кипения дизельного топлива, который может иметь относительно небольшой объем, по сравнению с комбинированным дизельным топливом, добавленным зонами 430 или 460 в зону объединения 600, и порция гидроочищенного объединенного бокового дизельного топлива зоны 430 также имеет боковой поток нестабилизированной нафты, либо отдельно, либо часть потока верней системы и потока нижней системы, включая дизельное топливо с низким содержанием серы, направляемый в блок 600 или используемый в качестве регулировочной подачи потока или для других целей.Crude stream 10 and at least one hydrotreated liquid stream through line 60 and line 70 are combined to form a substantially metal-free, low sulfur fuel product in zone 600, where "combine" means formed by linear mixing of the streams, blending or other homogeneous combinations. In one embodiment of the present invention, the unstabilized straight-run naphtha in lines 4 and 16 and the break point sulfur content in line 18 are combined into 100 without further purification, then form fuel in zone 600 by combining with at least one effluent stream from a distillate hydrotreating zone 430 containing unstabilized naphtha and ultra-low sulfur diesel fuel, and with at least one effluent stream from a heavy fuel hydrotreating zone 460 containing unstabilized naphtha, ultra-low sulfur diesel fuel and a second stream with reduced sulfur content that is generated in the heavy fuel oil hydrotreating zone 460. In another embodiment of the present invention where a hydrotreating zone 400 is used, the effluent streams from zones 430 and 460 are combined to form a single stream as if line 60 and line 70 were combined (not shown) ) in such a zone, and this option is suitable when separation of the effluent from hydroprocessing zones 430 and 460 is not preferred. In a preferred embodiment of the present invention, the hydrotreated portion of zone 460 vacuum gas oil has an overhead system stream and a bottom system stream, wherein the portion that flows is diesel boiling range material that may have a relatively small volume compared to combined diesel fuel. added by zones 430 or 460 to pooling zone 600, and a portion of the hydrotreated pooled sidestream diesel fuel of zone 430 also has a sidestream of unstabilized naphtha, either separately or a portion of the top system stream and bottom system stream, including low sulfur diesel fuel sent to the unit 600 or used as flow control or other purposes.
Нижний тяжелый нефтяной остаток 90, полученный из деасфальтизатора 300, содержащий асфальт и обогащенный металлами тяжелый нефтяной остаток подают в комплексную систему газификации комбинированного цикла 500, содержащую, по меньшей мере, один газификатор для частичного окисления вышеупомянутого тяжелого нефтяного остатка 90 в присутствии пара и кислорода и, при необходимости, углеродсодержащую суспензию для охлаждения для образования синтез-газа, по меньшей мере, одну порцию которого преобразуют в водород, который направляют по линии 502 для использования в системе гидроочистки 400, содержащей дистиллятный гидроочиститель 430 и гидроочиститель тяжелого топлива 460, и синтез-газ для сжигания в газовой турбине энергетического агрегата с комбинированным циклом, находящегося в газификационной системе 500, для выработки электроэнергии в пределах 504 для использования в технологическом процессе и для других целей, и горячий газ турбины, а также содержащей теплоутилизационный генератор для извлечения тепла из горячего газа, производимого газовой турбиной, для производства пара, который управляет паровой турбиной, для дополнительной выработки электроэнергии, направляемой в виде энергии по 504. Каждый газификатор также производит обогащенную металлами сажу, которая может быть в виде твердых частиц, которые содержат примеси металлов, полученные из сырой нефти и/или тяжелого нефтяного сырья, при этом твердые частицы направляют по линии 506 от каждого газификатора для удаления металлов. Системы обеспечения содержат, по меньшей мере, один агрегат очистки газа, к которому подаются все газовые потоки, содержащие серу, будь то серосодержащий газ или кислотный газ, из всех технологических операций агрегата для удаления серы по 508. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, такие системы удаления серы являются частью площадки, на которой находятся утилиты, в состав которой входит газификационная система. В более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один газовый поток, содержащий серу, направляют на промышленное производство серной кислоты в рамках общего удаления серы. Газификационная система 500, как правило, включает агрегат для удаления кислотного газа и систему замещения кислого угарного газа, которые оптимизируют по мощности и конфигурации для производства требуемого водорода из, по меньшей мере, части сырьевого синтез-газа, произведенного в газификационной системе.Bottom heavy oil residue 90 obtained from deasphalting agent 300 containing asphalt and metal-enriched heavy oil residue is supplied to an integrated combined cycle gasification system 500 containing at least one gasifier to partially oxidize said heavy oil residue 90 in the presence of steam and oxygen and , optionally, a carbon-containing slurry for cooling to form synthesis gas, at least one portion of which is converted to hydrogen, which is sent through line 502 for use in a hydrotreating system 400 containing a distillate hydrotreater 430 and a heavy fuel hydrotreater 460, and a synthesis gas. gas for combustion in a gas turbine of a combined cycle power plant located in a gasification system 500 to generate electricity within 504 for use in the process and for other purposes, and hot gas of the turbine, and also containing a heat recovery generator for extracting heat from the hot gas produced by the gas turbine to produce steam, which drives the steam turbine, to further generate electrical power, sent as 504 energy. Each gasifier also produces metal-enriched soot, which can be in the form of particulate matter that contains metal impurities derived from the raw material. oil and/or heavy petroleum feedstock, with the solids sent through line 506 from each gasifier to remove metals. The supply systems comprise at least one gas treatment unit to which all gas streams containing sulfur, whether sulfur gas or acid gas, from all process steps of the sulfur removal unit 508 are supplied. In a preferred embodiment of the present invention, such Sulfur removal systems are part of the utility site, which includes a gasification system. In a more preferred embodiment of the present invention, at least one gas stream containing sulfur is sent to industrial production of sulfuric acid as part of overall sulfur removal. The gasification system 500 typically includes an acid gas removal unit and an acid carbon monoxide replacement system that are optimized in capacity and configuration to produce the required hydrogen from at least a portion of the synthesis gas feedstock produced in the gasification system.
В варианте осуществления комплексной системы гидроочистки 400, показанной на ФИГУРЕ 2, подпиточный водородосодержащий газ 502 из газификационной системы 500, в количествах, необходимых для гидроочистки, вместе с водородом, произведенным в процессе внутренней рециркуляции в блоке гидроочистки 400, сжимают и нагревают до эффективных рабочих температур гидроочистки, давления, объемных скоростей и давления, которое регулируют с учетом выбранного катализатора и других условий, известных в данной области техники, для достижения желаемого уровня десульфуризации и деметализации. Такой приготовленный водород 502 (наряду с рециркуляционным водородом) сначала размещают в зоне гидроочистки тяжелого топлива 460, в зоне повышенного давления. Выходящий поток зоны гидроочистки тяжелого топлива 460, содержащий гидроочищенные жидкости и водородосодержащий газ, сепарируют в сепараторе высокого давления (не показано), при этом такие жидкости собирают в зоне 460, и водородное содержимое извлекают и проводят по линии 410 в дистиллятный гидроочиститель 430 для целей гидроочистки в такой зоне пониженного давления. Гидроочищенные жидкости и продувочные газы, содержащие кислые и кислотные газы из зоны гидроочистки 430, проводят по линии 412 в зону гидроочистки тяжелого топлива 460, где их по существу объединяют. Гидроочищенные жидкости обеих зон 430 и 460 могут быть сегрегированы по линиям 60 и 70 и отдельно использованы в качестве входных потоков в комбинированное топливо 600 или добавлены в качестве дозирующего состава для регулирования баланса уровня серы в зоне объединения 600 или изъяты (не показано), в зависимости от технологических потребностей в отношении баланса серы и материала. В показанном варианте комплексной гидроочистки продувочные газы 420 обеих зон 430 и 460 направляют по линии 420 на площадку, на которой находятся утилиты, 500, которая содержит системы извлечения серы и, при необходимости, газификацию или бойлеры. На ФИГУРЕ 2 не показаны, но имеются известные специалистам в области гидроочистки различные вспомогательные газожидкостные сепараторы высокого, среднего и низкого давления, поточные нагреватели, линии рециркуляции и продувки газа, емкости для орошения газов или огней и сепарации жидкостей, компрессоров, систем охлаждения, и для другого вспомогательного использования. Если вместо использования общей площадки, на которой находятся утилиты, использовать зону гидроочистки, то в зоне гидроочистки 400 можно было бы расположить различные аминные или другие абсорберы агентов извлечения серы и зачистные системы для обработки кислым газом или кислотным газом.In the embodiment of the integrated hydrotreating system 400 shown in FIGURE 2, hydrogen-containing make-up gas 502 from the gasification system 500, in quantities required for hydrotreating, together with hydrogen produced by internal recirculation in the hydrotreating unit 400, is compressed and heated to effective operating temperatures. hydrotreating, pressure, space velocities and pressures, which are adjusted based on the selected catalyst and other conditions known in the art to achieve the desired level of desulfurization and demetalization. This prepared hydrogen 502 (along with recirculated hydrogen) is first placed in the heavy fuel hydrotreating zone 460, a pressurized zone. The effluent of heavy fuel hydrotreating zone 460, containing hydrotreated liquids and hydrogen-containing gas, is separated in a high-pressure separator (not shown), wherein such liquids are collected in zone 460 and the hydrogen content is recovered and passed through line 410 to distillate hydrotreater 430 for hydrotreating purposes. in such a low pressure zone. Hydrotreated liquids and purge gases containing acidic and acidic gases from hydrotreating zone 430 are carried through line 412 to heavy fuel hydrotreating zone 460 where they are substantially combined. Hydrotreated liquids from both zones 430 and 460 may be segregated in lines 60 and 70 and separately used as input streams to the combined fuel 600 or added as a dosage composition to control the sulfur level balance in the combined zone 600 or withdrawn (not shown), depending depending on process needs regarding sulfur balance and material. In the integrated hydrotreating embodiment shown, purge gases 420 from both zones 430 and 460 are routed through line 420 to a utility pad 500, which contains sulfur recovery systems and, if necessary, gasification or boilers. Not shown in FIGURE 2, but known to those skilled in the hydrotreating field, are various auxiliary high, medium and low pressure gas-liquid separators, flow heaters, gas recirculation and purge lines, tanks for spraying gases or fires and separating liquids, compressors, cooling systems, and for other auxiliary uses. If a hydrotreating zone were used instead of using a common area containing utilities, then various amine or other sulfur recovery agent absorbers and stripping systems for acid gas or acid gas treatment could be located in the hydrotreating zone 400.
Параметры выбора катализатора гидроочистки и корректировки условий процесса гидроочистки в зоне гидроочистки 400 входят в компетенцию человека, занятого в нефтеперерабатывающей промышленности, и не требуют дополнительного объяснения практической реализации технологических процессов в сегменте гидроочистки по настоящему изобретению. В реакционных зонах дистиллятного гидроочистителя 430 и гидроочистителя тяжелого топлива 460 применяемые катализаторы гидроочистки включают любую каталитическую композицию, пригодную для каталитического гидрирования углеводородного сырья, для увеличения содержания в нем водорода и/или удаления серы, азота, кислорода, фосфора и примесей гетероатомных металлов. Типы конкретных катализаторов и используемые конфигурации различных слоев, и выбранные условия гидроочистки будут зависеть от углеводородной композиции, а также от содержания серы и металлов, и тяжелого углеводородного нефтяного остатка, причем каждую порцию нефтяного сырья обрабатывают каждым соответствующим агрегатом для получения требуемого уменьшенного содержания серы и металлов в потоке продукта из каждой зоны. Такой катализатор может быть выбран из любого катализатора, пригодного для гидрообработки углеводородного нефтяного сырья; однако рабочие условия регулируются таким образом, чтобы избежать или минимизировать насыщение кольца или гидроконверсию в практике предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. В номере публикации US20140221713A1 (US13/758,429) 2014 Бальдассари с соавторами (Baldassarietal), который включен в настоящий документ путем ссылки, описаны различные катализаторы, подходящие для гидроочистки, а также подходящие способы гидроочистки, включая варианты устройства комплексной гидроочистки. Бальдассари с соавторами далее приводит резюме вариантов каталитических композиций и диапазонов условий гидроочистки дистиллятов и тяжелого топлива, и приводит различные условия гидрокрекинга и гидроконверсии нефтяного остатка, и все они известны специалистам в области гидропроцессинга. В работе «Реконструкция гидроочистителей дизельного топлива для получения ультранизкого содержания серы с использованием изотермической технологии» (RevampingDieselHydrotreatersForUltra-LowSulfurUsingIsoThermingTechnology) Аскерсона с соавторами (Ackersonetal) обсуждается конструкция агрегата, выбор катализаторов, потребление водорода и другие рабочие условия для удаления серы путем гидрирования для производства продукта, имеющего содержание серы менее 8 частей на миллион по массе, с использованием высокоактивного никелево/молибденового (Ni/Mo) катализатора. В работе «Оптимизация используемых в гидропроцессинге систем катализаторов для применения в гидрокрекинге и гидроочистке дизельного топлива, достижение функциональности посредством использования катализатора» (OptimizingHydroprocessingCatalystSystemsforHydrocrackingandDieselHydrotreatingApplications, FlexibilityThroughCatalyst) Шифлета с соавторами (Shifletetal), стр. 6 Передовые технологии нефтепереработки, Специальное издание Каталограм, выпуск №113/2013 (AdvancedRefiningTechnologiesCatalagramSpecialEdition) также обсуждаются вопросы гидроочистки с получением уровней до 10 частей на миллион по массе или менее посредством использования высокоактивного кобальто/молибденового (Co/Mo) катализатора для удаления незатрудненной серы и высокоактивного никелево/молибденового (Ni/Mo) катализатора - для оставшейся стерически затрудненной серы.The parameters for selecting a hydrotreating catalyst and adjusting the hydrotreating process conditions in the hydrotreating zone 400 are within the purview of a person employed in the petroleum refining industry and do not require further explanation of the practical implementation of the technological processes in the hydrotreating segment of the present invention. In the reaction zones of distillate hydrotreater 430 and heavy fuel hydrotreater 460, the hydrotreating catalysts used include any catalyst composition suitable for the catalytic hydrogenation of hydrocarbon feedstocks to increase its hydrogen content and/or remove sulfur, nitrogen, oxygen, phosphorus and heteroatomic metal impurities. The types of specific catalysts and the various bed configurations used, and the hydrotreating conditions selected, will depend on the hydrocarbon composition, as well as the sulfur and metal content, and heavy hydrocarbon petroleum residue, each batch of petroleum feedstock being treated with each respective unit to obtain the required reduced sulfur and metal content in the product flow from each zone. Such a catalyst may be selected from any catalyst suitable for hydroprocessing of hydrocarbon petroleum feedstocks; however, operating conditions are adjusted to avoid or minimize ring saturation or hydroconversion in the practice of preferred embodiments of the present invention. Publication number US20140221713A1 (US13/758,429) 2014 by Baldassari et al., which is incorporated herein by reference, describes various catalysts suitable for hydrotreating, as well as suitable hydrotreating processes, including embodiments of complex hydrotreating devices. Baldassari et al. then provide a summary of catalytic composition options and ranges of conditions for hydrotreating distillates and heavy fuel oils, and provide various conditions for hydrocracking and hydroconversion of petroleum residue, all of which are known to those skilled in the hydroprocessing field. RevampingDieselHydrotreatersForUltra-LowSulfurUsingIsoThermingTechnology by Ackerson et al. discusses unit design, catalyst selection, hydrogen consumption, and other operating conditions for removing sulfur by hydrogenation to produce the product having a sulfur content of less than 8 ppm by weight, using a highly active nickel/molybdenum (Ni/Mo) catalyst. In the work “Optimization of catalyst systems used in hydraulic systems in hydrocracking and diesel fuel hydraulic cleaning, achieving functionality through the use of catalyst” (OptimizinghydropatroCaCRACKINADROCKKINGYDieselHy Flexibilitythroughcatalyst) Schiflet with co -authors (Shifletetal), p. 6 Advanced oil refining technologies, special edition of Catalograms, Issue No. 113 /2013 (AdvancedRefiningTechnologiesCatalagramSpecialEdition) also discusses hydrotreating to levels down to 10 ppm by weight or less using a high activity cobalt/molybdenum (Co/Mo) catalyst to remove unhindered sulfur and a high activity nickel/molybdenum (Ni/Mo) catalyst to remove remaining sterically hindered sulfur.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на ФИГУРЕ 2, содержание серы в нефтяном сырье 2 измеряют с помощью анализа, который показывает экспоненциальную точку излома профиля серы и скорость возрастания, например, точку излома содержания серы в диапазоне от 0,06 до 0,08 масс. % (или выше, с учетом скоростей относительного потока неочищенных и гидроочищенных паров, и соответствующего содержания серы в них), и используют такой профиль для регулирования корректировок атмосферной дистилляции 100 для того, чтобы максимально увеличить доступное количество нестабилизированной прямогонной нафты 16 и погона с содержанием серы в точке излома 18, потоки которых могут течь для объединения путем смешивания потоков или путем блендинга в зоне сбора продукта 600, причем эти потоки не проходили очистку, и определяют или уменьшают, при необходимости, количество (1) потоков легкого дистиллята 24, среднего дистиллята 26, первого тяжелого дистиллята 28 или второго тяжелого дистиллята 32 в зоне дистиллятного гидроочистителя 430 или (2) потоков светлого вакуумного газойля 36, тяжелого вакуумного газойля 38 или деасфальтизированного масла 80 в гидроочистителе тяжелого топлива 460, которые текут в направлении гидроочистки, в увеличенном или уменьшенном количестве, для прохождения очистки с тем, чтобы образовать топливный продукт 600, имеющий фактическое содержание серы на уровне целевого предельного содержания серы или ниже него. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения, можно использовать анализ для регулирования максимального количества потоков, отличных от неочищенной нестабилизированной прямогонной нафты 16 и неочищенного погона с содержанием серы в точке излома 18, для определения количества потоков, направляемых на гидроочистку с тем, чтобы образовать топливо 600, имеющее уровень фактического содержания серы на уровне целевого предельного содержания серы или ниже него. То есть, различные скорости потока направляемого для гидроочистки 400 любого количества (1) потоков легкого дистиллята 24, среднего дистиллята 26, первого тяжелого дистиллята 28 или второго тяжелого дистиллята 32, направляемого в зону дистиллятного гидроочистителя 430, или (2) потоков легкого вакуумного газойля 36, тяжелого вакуумного газойля 38 или деасфальтизированного масла 80, направляемого в гидроочиститель тяжелого топлива 460, могут быть увеличены или уменьшены для регулирования в зоне гидроочистки содержания серы 400 выходящих потоков 60 или 70 или обоих потоков, которые объединяются в зоне 600 с неочищенными потоками 10.In another embodiment of the present invention, shown in FIGURE 2, the sulfur content of petroleum feedstock 2 is measured using an analysis that shows the exponential break point of the sulfur profile and the rate of increase, for example, the break point of the sulfur content in the range of 0.06 to 0.08 wt. % (or higher, taking into account the relative flow rates of crude and hydrotreated vapors, and the corresponding sulfur content thereof), and use such a profile to control adjustments to the atmospheric distillation 100 in order to maximize the available amount of unstabilized straight-run naphtha 16 and sulfur-containing overhead. at the break point 18, the streams of which can flow to be combined by mixing the streams or by blending in the product collection zone 600, and these streams have not been purified, and determine or reduce, if necessary, the number of (1) light distillate streams 24, middle distillate 26 , first heavy distillate 28 or second heavy distillate 32 in the zone of distillate hydrotreater 430 or (2) streams of light vacuum gas oil 36, heavy vacuum gas oil 38 or deasphalted oil 80 in heavy fuel hydrotreater 460, which flow in the direction of hydrotreating, in increased or decreased quantities , to undergo purification to form a fuel product 600 having an actual sulfur content at or below the target sulfur limit. In yet another embodiment of the present invention, analysis may be used to control the maximum number of streams other than the crude unstabilized straight-run naphtha 16 and the crude sulfur content at break point 18 to determine the number of streams to be sent to hydrotreating to form fuel 600 , having an actual sulfur content level at or below the target sulfur content limit. That is, different flow rates directed to hydrotreater 400 of any number of (1) light distillate streams 24, middle distillate 26, first heavy distillate 28 or second heavy distillate 32 sent to the zone of distillate hydrotreater 430, or (2) light vacuum gas oil streams 36 , heavy vacuum gas oil 38 or deasphalted oil 80 sent to heavy fuel hydrotreater 460 may be increased or decreased to control in hydrotreating zone 400 the sulfur content of effluent streams 60 or 70 or both, which are combined in zone 600 with crude streams 10.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, топливный продукт 600, имеющий фактическое содержание серы, соответствующее целевому предельному уровню содержания серы или ниже него, образуется путем корректировки фактического уровня серы в конечном продукте 600 путем увеличения или уменьшения количества направляемого в зону объединения 600, по меньшей мере, одного любого потока из (a) нестабилизированной прямогонной нафты 16 или погона с содержанием серы в точке излома 18, каждый из которых может иметь некоторое содержание серы, поскольку их не очищают путем удаления серы, или (b) потоков, входящих или выходящих из дистиллятного гидроочистителя 430, например, потоков очищенного легкого дистиллята 24, среднего дистиллята 26, первого тяжелого дистиллята 28 и второго тяжелого дистиллята 32 или (c) потоков, входящих или выходящих из гидроочистителя тяжелого топлива, например, очищенного легкого вакуумного газойля 36, тяжелого вакуумного газойля 38 и деасфальтизированного масла 80, где такая регулировка основана на измерении вклада относительного содержания серы в каждый поток 60 или 70 для объединения в комбинации 600.In one embodiment of the present invention, a fuel product 600 having an actual sulfur content at or below a target sulfur limit is produced by adjusting the actual sulfur level in the final product 600 by increasing or decreasing the amount sent to pooling zone 600 by at least , any one stream from (a) unstabilized straight-run naphtha 16 or a cut containing sulfur at break point 18, each of which may have some sulfur content because they are not purified by sulfur removal, or (b) streams entering or leaving the distillate hydrotreater 430, e.g., refined light distillate 24, middle distillate 26, first heavy distillate 28, and second heavy distillate streams 32, or (c) streams entering or exiting a heavy fuel hydrotreater, e.g., refined light vacuum gas oil 36, heavy vacuum gas oil 38 and deasphalted oil 80, where such adjustment is based on measuring the relative sulfur content contribution of each stream 60 or 70 to be combined in combination 600.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, легкую нефть низкопроницаемых коллекторов или конденсат, или комбинацию легкой нефти низкопроницаемых коллекторов или тому подобное, например, конденсат, получаемый при разработке природного газа и сланцевого газа, имеющий низкое содержание металлов и содержание серы, которое меньше уровня целевого предельного содержания серы в топливе 600, объединяют, по меньшей мере, с одним из следующего: (a) нефтяное сырье, подаваемое на атмосферную дистилляцию 100 или вакуумную дистилляцию 200, растворительную сепарацию 300, любое нефтяное сырье, являющееся источником легкого дистиллята 24, среднего дистиллята 26, первого тяжелого дистиллята 28 или второго тяжелого дистиллята 32, направляемое в дистиллятный гидроочиститель 430, или любое нефтяное сырье, являющееся источником легкого вакуумного газойля 36, тяжелого вакуумного газойля 38 или деасфальтизированного масла 80, направляемое в гидроочиститель тяжелого топлива 460 для очистки или (b) поток 10, образованный из нестабилизированной прямогонной нафты 16 и погона с содержанием серы в точке излома 18 без дополнительной очистки или (c) поток, образованный в дистиллятном гидроочистителе, содержащий нестабилизированную нафту и дизельное топливо с ультранизким содержанием серы, или (d) потоки, образованные в гидроочистителе тяжелого топлива, содержащие нестабилизированную нафту, дизельное топливо с ультранизким содержанием серы и второй поток с уменьшенным содержанием серы или (e) объединенный выходящий поток 70, образованный в агрегате гидроочистки 400, направляемый в зону конечного топливного продукта 600, или (f) иным образом добавляют в топливо, производимое системой в пределах или за пределами нахождения системы производства такого топлива, для образования конечного продукта.In one embodiment of the present invention, light tight reservoir oil or condensate, or a combination of light tight reservoir oil or the like, for example, condensate produced from natural gas and shale gas development, having low metal content and sulfur content that is less than the target limit level sulfur content of fuel 600 is combined with at least one of the following: (a) petroleum feedstock supplied to atmospheric distillation 100 or vacuum distillation 200, solvent separation 300, any petroleum feedstock that is the source of light distillate 24, middle distillate 26 , first heavy distillate 28 or second heavy distillate 32 sent to distillate hydrotreater 430, or any petroleum feedstock source of light vacuum gas oil 36, heavy vacuum gas oil 38 or deasphalted oil 80 sent to heavy fuel hydrotreater 460 for purification or (b) stream 10 formed from unstabilized straight-run naphtha 16 and a cut containing sulfur at break point 18 without further purification, or (c) a stream formed in a distillate hydrotreater containing unstabilized naphtha and ultra-low sulfur diesel fuel, or (d) streams formed in a heavy fuel hydrotreater containing unstabilized naphtha, ultra-low sulfur diesel fuel and a second reduced sulfur stream, or (e) a combined effluent stream 70 generated in hydrotreater 400 sent to end fuel product zone 600, or (f) otherwise added in a manner to fuel produced by a system within or outside the location of such fuel production system to form the final product.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на ФИГУРЕ 2, содержание серы в топливном продукте 600 контролируют таким образом, чтобы оно находилось на уровне целевого предельного содержания серы или ниже него путем: (а) подачи в комбинацию 600 нестабилизированной прямогонной нафты 16 и погона с содержанием серы в точке излома 18 без дополнительной очистки либо такого потока по линии 10, а затем (b) корректировки фактического уровня содержания серы в продукте 600 путем увеличения или уменьшения количества, направляемого в комбинацию, по меньшей мере, одного любого из следующих: (1) потоки легкого дистиллята 24, среднего дистиллята 26, первого тяжелого дистиллята 28 или второго тяжелого дистиллята 32, направляемые в зону дистиллятного гидроочистителя 430 или (2) потоки светлого вакуумного газойля 36, тяжелого вакуумного газойля 38 или деасфальтизированного масла 80, направляемые в гидроочиститель тяжелой нефти 460 и (c) затем уменьшения количества, направляемого в комбинацию, по меньшей мере, одного любого из следующих: (1) потоки, получаемые из зоны дистиллятного гидроочистителя 430 по линии 60, которые были образованы из легкого дистиллята 24, среднего дистиллята 26, первого тяжелого дистиллята 28 или второго тяжелого дистиллята 32, (2) потоки, получаемые из зоны гидроочистителя тяжелого топлива 460 по линии 70, которые образованы из легкого вакуумного газойля 36, тяжелого вакуумного газойля 38 и деасфальтизированного масла 80, если в любом или во всех этих потоках необходимо увеличить, по любой причине, фактический уровень содержания серы в продукте 600 до уровня целевого содержания серы или (d) увеличения количества направляемых в комбинацию, по меньшей мере, одного любого из следующих: (1) вышеупомянутые потоки, полученные из дистиллятного гидроочистителя 430 по линии 60, или (2) потоки, полученные из гидроочистителя тяжелого топлива 460 по линии 70, если необходимо, по какой-либо причине, уменьшить фактический уровень содержания серы в продукте 600 с тем, чтобы он соответствовал уровню целевого предельного содержания серы на или ниже него. Благодаря такому упрощению, можно эффективно производить большое количество сортов серы, например, сорта серы, используемые для получения топлива с целевым содержанием серы 500 частей на миллион по массе или менее, которые применяют для морских и береговых газовых турбин, или различные диапазоны для тех же применений в различных местах, где требуется различный уровень содержания серы.In one embodiment of the present invention, shown in FIGURE 2, the sulfur content of fuel product 600 is controlled to be at or below a target sulfur limit by: (a) feeding combination 600 with unstabilized straight-run naphtha 16 and a sulfur content at break point 18 without further purification or such flow through line 10, and then (b) adjusting the actual sulfur level of product 600 by increasing or decreasing the amount sent to a combination of at least one of any of the following: (1 ) streams of light distillate 24, middle distillate 26, first heavy distillate 28, or second heavy distillate 32 sent to the distillate hydrotreater zone 430 or (2) streams of light vacuum gas oil 36, heavy vacuum gas oil 38 or deasphalted oil 80 sent to the heavy oil hydrotreater 460 and (c) then reducing the amount sent to a combination of at least one of any of the following: (1) streams obtained from the distillate hydrotreater zone 430 via line 60, which were formed from light distillate 24, middle distillate 26, first heavy distillate 28 or second heavy distillate 32, (2) streams obtained from the heavy fuel oil hydrotreater zone 460 via line 70, which are formed from light vacuum gas oil 36, heavy vacuum gas oil 38, and deasphalted oil 80, if in any or all of these streams need to increase, for any reason, the actual sulfur level of product 600 to the target sulfur level or (d) increase the amount sent to a combination of at least one of the following: (1) the above streams derived from distillate hydrotreater 430 through line 60, or (2) streams obtained from heavy fuel hydrotreater 460 through line 70, if necessary, for any reason, to reduce the actual sulfur content of product 600 so that it meets the target sulfur content limit level at or below him. Due to this simplification, large quantities of sulfur grades can be efficiently produced, such as grades of sulfur used to produce fuels with a target sulfur content of 500 ppm or less that are used for offshore and onshore gas turbines, or different ranges for the same applications. in different locations where different levels of sulfur are required.
В вариантах осуществления использования топочного масла с высоким содержанием серы, имеющего содержание серы, превышающее уровень целевого предельного содержания серы в конечном топливе в комбинации 600, топочное масло с высоким содержанием серы подают в виде части, по меньшей мере, одного вида нефтяного сырья, выбираемого из различных видов нефтяного сырья, по меньшей мере, в одну технологическую операцию каждого агрегата. Топочное масло с высоким содержанием серы может быть добавлено на (a) линию подачи 2 для атмосферной дистилляции 100 или на линию 30 для вакуумной дистилляции 200, или на (b) линию 50 для растворительной сепарации 300, или на (с) линию 20 в дистиллятный гидроочиститель 430, либо отдельно, либо в виде комбинации, по меньшей мере, с одним легким дистиллятом 24, средним дистиллятом 26, первым тяжелым дистиллятом 26 или вторым тяжелым дистиллятом 32, подаваемым в вышеупомянутый дистиллятный гидроочиститель 430, либо на (d) линию 40 в гидроочиститель тяжелого топлива 460, либо отдельно, либо в виде комбинации, по меньшей мере, с одним легким вакуумным газойлем 36, тяжелым вакуумным газойлем 38 и деасфальтизированным маслом 80 для образования топливной комбинации 600, имеющей фактическое содержание серы на уровне целевого предельного содержания серы или ниже него. Специалисты в области нефтепереработки понимают, что на практике, по меньшей мере, в одном таком варианте использования топочного масла с высоким содержанием серы в качестве подаваемого нефтяного сырья и при отборе его точки подачи следует учитывать содержание в нем серы, содержание асфальтенов и другие факторы, относящиеся к природе подаваемого топочного масла с высоким содержанием серы, и совместимость с сырой нефтью или другим нефтяным сырьем, используемом при совместной обработке, габариты судна и потребление энергии, содержание асфальтенов, содержание нерастворимых компонентов, образование смолы и другие вопросы эффективности. In embodiments of using a high sulfur heating oil having a sulfur content greater than the target fuel sulfur limit in combination 600, the high sulfur heating oil is provided as a portion of at least one petroleum feedstock selected from various types of petroleum feedstock in at least one technological operation of each unit. High sulfur fuel oil may be added to (a) feed line 2 for atmospheric distillation 100, or line 30 for vacuum distillation 200, or (b) line 50 for solvent separation 300, or (c) line 20 for distillate hydrotreater 430, either alone or in combination with at least one light distillate 24, middle distillate 26, first heavy distillate 26, or second heavy distillate 32 fed to said distillate hydrotreater 430 or to (d) line 40 in heavy fuel hydrotreater 460, either alone or in combination with at least one light vacuum gas oil 36, heavy vacuum gas oil 38, and deasphalted oil 80 to form a fuel combination 600 having an actual sulfur content at or below the target sulfur limit him. Those skilled in the petroleum refining art will appreciate that in practice, in at least one such embodiment, the use of high sulfur heating oil as a petroleum feedstock and the selection of its feed point must take into account its sulfur content, asphaltene content and other factors related to to the nature of the high sulfur fuel oil supplied, and compatibility with crude oil or other petroleum feedstocks used in co-processing, vessel dimensions and energy consumption, asphaltene content, insoluble component content, tar formation and other efficiency issues.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, экологически чистое топливо в зоне объединения 600 образуется путем добавления топочного масла с высоким содержанием серы, которое может иметь содержание серы, превышающее уровень целевого предельного содержания серы, по меньшей мере, к одному из следующего: (а) потоки 10, образованные из нестабилизированной прямогонной нафты 16 и погон с содержанием серы в точке излома 18 без дополнительной очистки, в зависимости от содержания серы в топочном масле с высоким содержанием серы, или путем его добавления к (b) потоку 60, образованному в дистиллятном гидроочистителе 430, содержащему нестабилизированную нафту и материалы, имеющие диапазон дизельного топлива с ультранизким содержанием серы, или к (c) потоку 70, образованному в гидроочистителе тяжелого топлива 460, содержащему нестабилизированную нафту, дизельное топливо с ультранизким содержанием серы и второй поток с уменьшенным содержанием серы, или объединенный выходящий поток 70 из зоны гидроочистки 400, в результате чего топливо 600 имеет фактическое содержание серы на уровне целевого предельного содержания серы или ниже него.In another embodiment of the present invention, clean fuel in the pooling zone 600 is formed by adding high sulfur fuel oil, which may have a sulfur content exceeding the target sulfur limit level, to at least one of the following: (a) streams 10, formed from unstabilized straight-run naphtha 16 and sulfur content at break point 18 without further purification, depending on the sulfur content of the high sulfur fuel oil, or by adding it to (b) stream 60 formed in distillate hydrotreater 430 containing unstabilized naphtha and materials having a range of ultra-low sulfur diesel fuel, or to (c) stream 70 formed in heavy fuel hydrotreater 460 containing unstabilized naphtha, ultra-low sulfur diesel fuel and a second reduced sulfur content stream, or a combined effluent stream 70 from hydrotreating zone 400, resulting in fuel 600 having an actual sulfur content at or below the target sulfur limit.
В одном предпочтительном варианте использования топочного масла с высоким содержанием серы при изготовлении топливной композиции 600, определяют содержание серы в таком топочном масле с высоким содержанием серы, затем топочное масло с высоким содержанием серы либо подают в виде части нефтяного сырья 50 в агрегат растворительной сепарации для образования порции потока деасфальтизированного масла 80, либо объединяют, по меньшей мере, с одним дистиллятным потоком легкого дистиллята 24, среднего дистиллята 26, первого тяжелого дистиллята 26 или второго тяжелого дистиллята 32, и в виде части нефтяного сырья 20 подают в вышеупомянутый дистиллятный гидроочиститель 430 или объединяют, по меньшей мере, с одним потоком тяжелого топлива из легкого вакуумного газойля 36, тяжелого вакуумного газойля 38 и деасфальтизированного масла 80 или обоих дистиллятных потоков и потоками тяжелого топлива для образования порции нефтяного сырья либо в дистиллятном гидроочистителе 430, либо в гидроочистителе тяжелого топлива 460, или в обоих гидроочистителях, с учетом определения содержания серы в топочном масле с высоким содержанием серы для того, чтобы оптимизировать регулирование условий гидроочистки в зонах 430 или 460, или для регулирования в обеих зонах для образования топлива, имеющего фактическое содержание серы, соответствующее уровню целевого предельного содержания серы или ниже него.In one preferred embodiment of using a high sulfur fuel oil in the manufacture of fuel composition 600, the sulfur content of such high sulfur fuel oil is determined, then the high sulfur fuel oil is either supplied as a portion of the petroleum feedstock 50 to a solvent separation unit to form portions of the deasphalted oil stream 80 are either combined with at least one distillate stream of light distillate 24, middle distillate 26, first heavy distillate 26, or second heavy distillate 32, and as part of the petroleum feedstock 20 is fed to the above distillate hydrotreater 430 or combined with at least one heavy fuel stream of light vacuum gas oil 36, heavy vacuum gas oil 38 and deasphalted oil 80 or both distillate streams and heavy fuel streams to form a slug of petroleum feedstock in either distillate hydrotreater 430 or heavy fuel hydrotreater 460, or in both hydrotreaters, taking into account the determination of the sulfur content of high sulfur fuel oil in order to optimize the control of hydrotreating conditions in zones 430 or 460, or for control in both zones to produce fuel having an actual sulfur content corresponding to the target limit level sulfur content or lower.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, экологически чистое топливо с уровнем содержания серы, соответствующим техническим характеристикам предельного содержания серы или ниже него, может быть образовано с использованием тяжелого остаточного масла, включая топочное масло с высоким содержанием серы, которое представляет собой, как правило, атмосферный нефтяной остаток или более тяжелый нефтяной остаток, который может иметь плотность или содержание серы или металлов, выходящее за рамки технических характеристик или соответствующее обычным стандартам для топочного масла с высоким содержанием серы. Зачастую, из-за рыночных факторов такое тяжелое остаточное масло можно получить из другого источника подачи, находящегося за пределами границ площадки, где находится установка по производству топлива. Тяжелый нефтяной остаток с содержанием серы, превышающим уровень целевого предельного содержания серы в топливе 600, подают, по меньшей мере, в одно из следующего: (а) вакуумную дистиллятную колонну 200 отдельно или в виде комбинации по линии 30 с атмосферным остатком нефтяного сырья в вакуумную колонну 200 для производства, по меньшей мере, порции любого или всего вышеупомянутого второго тяжелого дистиллята 32, легкого вакуумного газойля 36, тяжелого вакуумного газойля или вакуумного нефтяного остатка 50 или (b) на растворительную сепарацию 300 отдельно или в виде комбинации по линии 50 с вакуумным остатком нефтяного сырья на растворительную сепарацию 300 для получения, по меньшей мере, порции деасфальтизированного масла 80 или асфальта 90, имеющего обогащенный металлом нефтяной остаток, который передают в газификационную систему 500 для осуществления газификации, извлечения серы и другой вспомогательной переработки. Такое тяжелое остаточное масло также может быть объединено с асфальтом по линии 90 в виде нефтяного сырья, подаваемого на площадку, на которой находятся утилиты 500. В вариантах осуществления настоящего изобретения, когда неочищенное топочное масло с высоким содержанием серы, имеющее относительно высокое содержание серы (свыше 0,5 масс.%) или высокое содержание металлов используют без очистки для регулирования корректировки содержания серы в топливе 600 по настоящему изобретению, то для такого регулирования используют относительно незначительное количество такого топочного масла без очистки для гарантированного получения такой комбинации 600, в которой не превышено целевое предельное содержание серы.In another embodiment of the present invention, a clean fuel with a sulfur content level at or below the sulfur limit specifications may be produced using a heavy residual oil, including a high sulfur fuel oil, which is typically atmospheric petroleum residue or heavier petroleum residue which may have a density or sulfur or metal content beyond the specifications or within normal standards for high sulfur heating oil. Often, due to market factors, such heavy residual oil can be obtained from another supply source located outside the boundaries of the site where the fuel production plant is located. A heavy petroleum residue with a sulfur content exceeding the target fuel sulfur limit 600 is fed to at least one of the following: (a) vacuum distillate column 200 alone or in combination via line 30 with an atmospheric residue petroleum feedstock to the vacuum column 200 for producing at least a portion of any or all of the above second heavy distillate 32, light vacuum gas oil 36, heavy vacuum gas oil, or vacuum residue 50 or (b) to solvent separation 300 alone or in combination via line 50 with vacuum the remaining petroleum feedstock to a solvent separation 300 to obtain at least a portion of deasphalted oil 80 or asphalt 90 having a metal-enriched petroleum residue, which is transferred to a gasification system 500 for gasification, sulfur recovery and other auxiliary processing. Such heavy residual oil may also be combined with the asphalt via line 90 as an oil feedstock supplied to the site containing the utilities 500. In embodiments of the present invention, when the crude high sulfur heating oil having a relatively high sulfur content (above 0.5 wt.%) or high metal content is used without purification to control the adjustment of sulfur content in the fuel 600 of the present invention, then a relatively small amount of such fuel oil is used without purification to ensure such a combination 600 is not exceeded target sulfur limit.
На ФИГУРЕ 2 изображена технологическая схема, показывающая различные промежуточные отдельные продукты, которые служат для целей примера и понимания основных продуктов и побочных продуктов, находящихся в выходящих потоках каждой изображенной технологической операции агрегата. Выбранный вариант сепарации или очистки посредством каждой технологической операции агрегата зависит от выбранной сырой нефти и нефтяного сырья, и от оптимизации промежуточных продуктов, производимых для получения топлива, соответствующего целевой технической характеристике содержания серы или ниже нее. Например, оба выходящих потока 60 и 70, которые выходят из гидроочистителей 430 и 460, могут быть объединены в зоне гидроочистки 400 с использованием общего газожидкостного сепаратора (не показано), если дизельное топливо с ультранизким содержанием серы, произведенное в зоне 430, не сепарируют, и все гидроочищенные материалы объединяют на линии 70, как показано на ФИГУРЕ 2, удаляют только газы. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, если целью технологического процесса является сепарация или удаление некоторой части нестабилизированной нафты или дизельного топлива с ультранизким содержанием серы для регулирования баланса содержания серы в топливе в зоне конечного объединения 600 или по другой причине, выходящие потоки 60 и 70, которые выходят из гидроочистителей 430 и 460, могут быть направлены, либо отдельно, либо в виде комбинации, в отпарную колонну или ректификационную колонну для того, чтобы осуществить удаление фракции нестабилизированной нафты или дизельного топлива с ультранизким содержанием серы.FIGURE 2 is a process flow diagram showing various intermediate individual products that serve for purposes of example and understanding of the major products and by-products found in the effluent streams of each unit process step depicted. The selected separation or purification option for each unit process step depends on the crude oil and petroleum feedstocks selected, and the optimization of intermediate products produced to produce fuel at or below the target sulfur content specification. For example, both effluent streams 60 and 70 that exit hydrotreaters 430 and 460 may be combined in hydrotreater zone 400 using a common gas-liquid separator (not shown) if the ultra-low sulfur diesel fuel produced in zone 430 is not separated. and all hydrotreated materials are combined at line 70, as shown in FIGURE 2, only gases are removed. In an alternative embodiment of the present invention, if the purpose of the process is to separate or remove some of the unstabilized naphtha or ultra-low sulfur diesel fuel to control the sulfur balance of the fuel in the final pooling zone 600 or for other reason, effluent streams 60 and 70 that exiting hydrotreaters 430 and 460 may be sent, either alone or in combination, to a stripper or distillation column to effect removal of the unstabilized naphtha or ultra-low sulfur diesel fraction.
Хотя были описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что они предназначены только для пояснительной цели, а не для ограничения. Например, когда температуру вспышки топлива не учитывают, неочищенную легкую нефть низкопроницаемых коллекторов или конденсат, или неочищенную легкую нефть низкопроницаемых коллекторов или конденсат с низким содержанием металлов и с меньшим содержанием серы, по сравнению с целевым содержанием серы, добавляют в качестве порции комбинации вышеупомянутых неочищенных фракций с вышеупомянутыми очищенными потоками для образования топлива, имеющего фактическое содержание серы, соответствующее целевому содержанию серы или ниже него. Термин «легкая нефть низкопроницаемых коллекторов» или «LTO», используемый в настоящем документе, означает устьевой конденсат или конденсат, полученный при производстве сланцевого газа, имеющий (i) содержание серы в диапазонах от 0,1 до 0,2 масс.% и (ii) плотность, API (град.) в диапазоне от 38 до 57 и (iii) широкие разнообразие источников на основе углеводородных диапазонов. LTO обычно имеет потенциальные перекрывающиеся диапазоны фракций дистиллятного погона, в массовых долях, (a) от 5 до 20 масс. % диапазона сжиженного углеводородного газа, (b) от 10 до 35 масс. % нафты, (c) от 15 до 30 масс.% керосина, (d) от 15 до 25% дизельного топлива, (e) вакуумного газойля и (f) от нуля (0%) до 10% тяжелых нефтяных остатков.Although various embodiments of the present invention have been described, it should be understood that they are intended for explanatory purposes only and not for limitation. For example, when the flash point of the fuel is not considered, crude light tight reservoir oil or condensate, or crude light tight reservoir oil or condensate with low metal content and lower sulfur content than the target sulfur content, is added as a portion of a combination of the above crude fractions with the above purified streams to form a fuel having an actual sulfur content at or below the target sulfur content. The term “light tight oil” or “LTO” as used herein means wellhead condensate or condensate produced from shale gas production having (i) a sulfur content in the ranges of 0.1 to 0.2 wt.% and ( ii) gravity, API (deg) ranging from 38 to 57 and (iii) wide variety of sources based on hydrocarbon ranges. LTO typically has potential overlapping distillate fraction fraction ranges, in mass fractions, of (a) 5 to 20 mass fractions. % liquefied petroleum gas range, (b) 10 to 35 wt. % naphtha, (c) 15 to 30 wt.% kerosene, (d) 15 to 25% diesel fuel, (e) vacuum gas oil and (f) zero (0%) to 10% heavy oil residues.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, рассматривается совместная обработка (i) сырой нефти, имеющей качество неочищенной легкой нефти низкопроницаемых коллекторов или конденсата, или комбинации легкой нефти низкопроницаемых коллекторов или конденсата, например, когда имеются в распоряжении резервуары произведенной нефти, которые находятся за пределами границ площадки, где находится установка по производству топлива по настоящему изобретению, и (ii), по меньшей мере, одного другого вида сырой нефти, которые подают в технологический процесс по настоящему изобретению для производства недорогого топлива с низким содержанием металлов и содержанием серы, которое меньше целевого содержания серы. Такая легкая нефть низкопроницаемых коллекторов, не содержащая (например, 0% или очень малое количество тяжелых нефтяных остатков), вероятно, достаточное количество более тяжелых углеводородов в пределах своих нижних фракций с диапазонами нефтяных остатков, требуемое для обеспечения баланса переработки с целью десульфуризации или для другой гидрообработки, а также не содержащая соответствующих нефтяных остатков, в количестве, достаточном для поддержания процесса выработки водорода с целью обеспечения экономически эффективной переработки такой легкой нефти для проведения гидрогенизации с тем, чтобы уменьшить содержание серы и металлов для деконтаминации или для обеспечения достаточной смазывающей способности, чтобы обеспечить применение в некоторых типах двигателей.In one embodiment of the present invention, the co-processing of (i) crude oil having the quality of crude light reservoir oil or condensate, or a combination of light reservoir oil or condensate, is contemplated, for example, when reservoirs of produced oil are available that are located outside the boundaries of site where the fuel production plant of the present invention is located, and (ii) at least one other type of crude oil, which are fed into the process of the present invention to produce low-cost fuel with low metal content and less than target sulfur content sulfur content. Such light low-permeability reservoir oils containing no (e.g., 0% or very little heavy oil residues) are likely to have sufficient quantities of heavier hydrocarbons within their lower fractions with the oil residue ranges required to balance processing for desulfurization or other purposes. hydroprocessing, and also free from associated petroleum residues, in quantities sufficient to support the hydrogen production process in order to enable cost-effective processing of such light oils for hydrogenation in order to reduce the sulfur and metal content for decontamination or to provide sufficient lubricity so that ensure application in certain types of engines.
Варианты осуществления новых видов топлива по настоящему изобретению лучше оценивать со ссылкой на стандарт ISO 8217, выпущенный Международной организацией по стандартизации (ISO). ISO 8217 описывает категории и подробные технические характеристики для целого ряда судового остаточного топлива для потребления на борту судов. Технические характеристики считают основой для их развития, изменений в поставках сырой нефти, способов нефтепереработки и других условий. Такие технические характеристики указывают на то, что они учитывают различные международные требования, предъявляемые к таким свойствам, как содержание серы. В настоящее время самым строгим стандартом ISO 8217 является RMA 10, на котором должны основываться интерпретация технической характеристики и формула изобретения. На основании смоделированных композиций новых видов топлива по настоящему изобретению (сделанных посредством имитационной модели, разделяющей сырую нефть на фракции, некоторые из которых подвергают гидроочистке и исключают нефтяной остаток, который не растворяют во время растворительной сепарации, а затем реконфигурируют такие неочищенные и очищенные сегменты), эти новые виды топлива соответствуют и/или превышают все технические характеристики ISORMA 10, за исключением температуры вспышки, которая для грузовых судов находится в пределах исключений СОЛАС в отношении требований, предъявляемых к температуре вспышки для грузовых судов, которые использую топливо, имеющее новые характеристики или улучшения, которые, как мы заявляем, отличают эти новые виды топлива от видов судового топлива, произведенного из нефтяных остатков.Embodiments of the new fuels of the present invention are best evaluated with reference to the ISO 8217 standard issued by the International Organization for Standardization (ISO). ISO 8217 describes categories and detailed specifications for a range of marine residual fuels for consumption on board ships. Technical characteristics are considered the basis for their development, changes in crude oil supplies, refining methods and other conditions. These specifications indicate that they take into account various international requirements for properties such as sulfur content. Currently, the most stringent ISO 8217 standard is RMA 10, on which the interpretation of the technical specification and claims must be based. Based on the simulated compositions of the new fuels of the present invention (made by a simulation model that separates crude oil into fractions, some of which are hydrotreated and eliminates the oil residue that is not dissolved during solvent separation, and then reconfigures such crude and refined segments), These new fuels meet and/or exceed all ISORMA 10 specifications except flash point, which for cargo ships is within the SOLAS exceptions to flash point requirements for cargo ships using fuels with new characteristics or improvements , which we claim differentiates these new fuels from marine fuels produced from petroleum residues.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, мы предлагаем улучшенное топливо, удовлетворяющее или превышающее технические характеристики ISORMA 10 (ISO 2817-10), за исключением температуры вспышки, и имеющее любые или все следующие отличительные характеристики: (a) сера 0,50% по массе (масс.%) или ниже, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - в диапазоне от 0,05 до 0,20 по массе (масс.%), (b) металлы 5,0 мг/кг (частей на миллион по массе) или ниже, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - 1,0 мг/кг (1,0 частей на миллион по массе) или ниже, например, 0,2 мг/кг (0,2 частей на миллион по массе), и (c) температура вспышки не более 60° С, и другие улучшенные признаки по техническим характеристикам ISORMA 10. В вариантах осуществления настоящего изобретения, эти новые виды топлива имеют, по меньшей мере, одну из этих дополнительных отличительных характеристик: (а) вязкость не более 10 сСт, (b) температура застывания 0 (ноль)º C или менее, (c) плотность в диапазоне 820-880 кг/м3, (d) CCAI не более 800, (e) натрий 20 мг/кг или ниже, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - 10 мг/кг или ниже. Все вышеизложенное определяется посредством методов тестирования или расчетов, установленных ISO 2817-10. Такие виды топлива содержат ряд углеводородов, имеющих начальную температуру кипения нафты, и наиболее высокой температурой кипения является самая высокая температура кипения ее компонента, который растворим в растворителе, пригодном для растворительной сепарации, например, в гептане. Содержание металлов может быть снижено до 100 частей на миллион по массе, в зависимости от состава сырой нефти и регулировки рабочих условий.In one embodiment of the present invention, we provide an improved fuel that meets or exceeds ISORMA 10 (ISO 2817-10) specifications except flash point and has any or all of the following distinguishing characteristics: (a) sulfur 0.50% by weight (wt.%) or lower, in the preferred embodiment of the present invention - in the range from 0.05 to 0.20 by weight (wt.%), (b) metals 5.0 mg/kg (ppm by weight) or lower, in a preferred embodiment of the present invention, 1.0 mg/kg (1.0 ppm by weight) or lower, for example, 0.2 mg/kg (0.2 ppm by weight), and ( c) a flash point of not more than 60°C, and other improved characteristics according to ISORMA 10 technical characteristics. In embodiments of the present invention, these new fuels have at least one of these additional distinguishing characteristics: (a) a viscosity of not more than 10 cSt, (b) pour point 0 (zero)º C or less, (c) density in the range of 820-880 kg/m 3, (d) CCAI not more than 800, (e) sodium 20 mg/kg or below, in in a preferred embodiment of the present invention, 10 mg/kg or lower. All of the above are determined by means of the test methods or calculations specified in ISO 2817-10. Such fuels contain a number of hydrocarbons having an initial boiling point of naphtha, and the highest boiling point is the highest boiling point of its component that is soluble in a solvent suitable for solvent separation, such as heptane. Metal content can be reduced to 100 ppm by weight, depending on the composition of the crude oil and adjustment of operating conditions.
Мы обнаружили, что мы можем производить экономным образом такие виды топлива с чрезвычайно низким содержанием серы и металлов, которые подпадают под исключение СОЛАС в отношении требований, предъявляемых к температуре вспышки для грузовых судов. Если для других целей требуется корректировка температуры вспышки, то температуру вспышки доводят до 60° C или выше, или до такого требуемого значения, которое известно в данной области техники.We have found that we can economically produce fuels with extremely low sulfur and metal contents that fall within the SOLAS exception for flash point requirements for cargo ships. If adjustment of the flash point is required for other purposes, the flash point is adjusted to 60° C. or higher, or to such required value as is known in the art.
Использование низковязкого топлива с низкой температурой застывания по настоящему изобретению в судовых двигателях позволяет избежать или уменьшить потребление энергии, требуемое в связи с нагреванием традиционных остаточных масел для того, чтобы обеспечить их перекачку и обработку, либо в порту на заправочных станциях, либо в море. Тяжелые остаточные масла - густые, их необходимо нагревать и поддерживать в горячем состоянии из-за их относительно высокой температуры застывания и высокой вязкости в процессе хранения, перекачки и подачи на судовые двигатели, которые при нагревании потребляют энергию.The use of the low viscosity, low pour point fuel of the present invention in marine engines avoids or reduces the energy consumption required in connection with heating traditional residual oils to enable their pumping and processing, either in port at fueling stations or at sea. Heavy residual oils are thick and must be heated and kept hot due to their relatively high pour point and high viscosity during storage, pumping and supply to marine engines, which consume energy when heated.
В Таблице 1 ниже показаны два варианта топлива по настоящему изобретению, причем один вариант топлива имеет чрезвычайно низкое содержание серы 0,1 масс.%, а другой вариант топлива имеет еще более низкий уровень содержания серы 0,05 масс.%., по сравнению с данными ISORMA 10, приведенными в Таблице 1 ниже:Table 1 below shows two fuel options of the present invention, with one fuel option having an extremely low sulfur content of 0.1 wt.%, and the other fuel option having an even lower sulfur content of 0.05 wt.%. ISORMA 10 data given in Table 1 below:
Такие варианты топлива по настоящему изобретению, обладающие свойствами, показанными в Таблице 1, дополнительно различаются тем, что они содержат по существу весь ряд углеводородов, полученных из сырой нефти, от С3 или С5, до более С20, причем вышеупомянутые углеводороды, имеющие начальную температуру кипения, которая является самой низкой температурой кипения любой фракции вышеупомянутой сырой нефти в условиях атмосферной дистилляции, а самая высокая температура кипения является конечной температурой кипения порции нефтяного остатка вышеупомянутой сырой нефти, которая нерастворима в растворителе, пригодном для растворительной сепарации. В отличие от представленного выше, нефтяные остатки, будь то нефтяной остаток вакуумной дистилляции, нефтяные остатки растворительной деасфальтизации, другие продукты коксования и тому подобное, не содержат такой широкий ряд углеводородов, но ограничены только очень тяжелыми материалами.Such fuel embodiments of the present invention, having the properties shown in Table 1, are further distinguished in that they contain substantially the entire range of hydrocarbons derived from crude oil, from C3 or C5, to more than C20, the aforementioned hydrocarbons having an initial boiling point , which is the lowest boiling point of any fraction of the above crude oil under atmospheric distillation conditions, and the highest boiling point is the final boiling point of a portion of the petroleum residue of the above crude oil which is insoluble in a solvent suitable for solvent separation. In contrast to the above, petroleum residues, whether vacuum distillation residues, solvent deasphalting residues, other coking products and the like, do not contain such a wide range of hydrocarbons, but are limited to only very heavy materials.
На основании изобретения, раскрытого в описании и в формуле изобретения, по настоящему изобретения можно производить ультрачистые виды топлива, которые соответствуют или превосходят стандарты совместимости с имеющимися в настоящее время судовыми поршневыми двигателями, но также совместимы с усовершенствованными турбинами, работающими на продуктах сгорания газа, которые могут использоваться для применения в морских условиях. Такие усовершенствованные турбинные двигатели доступны сегодня, но, как правило, расположены на суше. Эти усовершенствованные турбинные двигатели, когда-то размещенные на борту судов, могут иметь большое преимущество с точки зрения эффективности, поскольку обладают меньшей коррозией или образованием золы, благодаря сжиганию топлива по настоящему изобретению во время плавания. Кроме того, в зависимости от сложившихся экономических особенностей применения топлива в порту, суда могут получить преимущество с точки зрения эффективности за счет подачи этих новых видов топлива в порт для выработки электроэнергии и передачи такой энергии местной электрической сети для получения дохода. Такой доход от выработки электроэнергии в порту компенсирует затраты на судовое топливо и может более существенно снизить фактическую полную сумму затрат на судовое топливо, используемое на судне, в сравнении с затратами на топочное масло с высоким содержанием серы, и, таким образом, компенсирует затраты на топливо с низким содержанием серы по настоящему изобретению, если оно окажется более дорогим судовым топливом. Полная выгода для окружающей среды, если сравнивать с некоторыми основными вариантами, заключается в том, что во время плавания можно достичь сокращения выбросов оксидов серы и окислов азота более чем на девяносто пять процентов (95%) и сокращений выбросов вредных металлов, возможно, более чем на 99% (почти 100%). Кроме того, принести пользу окружающей среде можно, сократив выбросы CO2 двумя способами: (i) использовать на судах эффективные усовершенствованные газотурбинные двигатели и (ii) повысить эффективность выработки электроэнергии в портах, заменив неэффективное сжигание угля, сырой нефти, остаточных масел или некоторых других видов топлива.Based on the invention disclosed in the specification and claims, the present invention can produce ultra-clean fuels that meet or exceed compatibility standards with currently available marine reciprocating engines, but are also compatible with advanced combustion gas turbines that can be used for use in marine conditions. Such advanced turbine engines are available today, but are typically located on land. These improved turbine engines, once placed on board ships, can have a great advantage in terms of efficiency by having less corrosion or ash production due to the combustion of the fuel of the present invention during voyage. In addition, depending on the prevailing fuel economics at the port, ships may gain efficiency benefits by bringing these new fuels into the port to generate electricity and transfer such energy to the local electrical grid to generate revenue. This revenue from in-port power generation offsets the cost of marine fuel and can more significantly reduce the actual total cost of marine fuel used on a ship compared to the cost of high sulfur heating oil, and thus offsets the cost of fuel. low sulfur content of the present invention if it turns out to be a more expensive marine fuel. The overall environmental benefit, when compared to some mainstream options, is that more than ninety-five percent (95%) reductions in sulfur oxides and nitrogen oxides and possibly more than ninety-five percent (95%) reductions in harmful metal emissions can be achieved while sailing. by 99% (almost 100%). In addition, the environment can be benefited by reducing CO2 emissions in two ways: (i) using efficient, advanced gas turbine engines on ships and (ii) increasing the efficiency of power generation in ports by replacing the inefficient combustion of coal, crude oil, residual oils or some other types of fuel.
Таким образом, очевидно, что настоящее изобретение имеет широкое применение для производства видов топлива, имеющих уменьшенное содержание серы, низкие уровни содержания серы и других загрязнителей, и использования таких видов топлива. Некоторые признаки могут быть изменены без отклонения от принципа или объема настоящего изобретения. Соответственно, настоящее изобретение не должно истолковываться как ограниченное конкретными обсуждаемыми вариантами осуществления или примерами, а только теми, которые определены в прилагаемой формуле изобретения или в существенных эквивалентах формулы изобретения.Thus, it is obvious that the present invention has wide application for the production of fuels having reduced sulfur content, low levels of sulfur and other pollutants, and the use of such fuels. Certain features may be changed without departing from the principle or scope of the present invention. Accordingly, the present invention should not be construed as being limited to the specific embodiments or examples discussed, but only to those defined in the appended claims or the substantially equivalent claims.
Claims (19)
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019131696A Division RU2758361C2 (en) | 2019-10-08 | 2019-10-08 | Method for reducing sulfur emissions into atmosphere in port |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021124374A RU2021124374A (en) | 2023-02-17 |
| RU2818419C2 true RU2818419C2 (en) | 2024-05-02 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2843968A1 (en) * | 2002-09-03 | 2004-03-05 | Inst Francais Du Petrole | Use of petroleum seam gas for pre-refining of fluid petroleum comprises conversion of gases to hydrogen for hydrotreatment or hydroconversion processes |
| WO2009080679A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-02 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process to prepare a gas oil and a base oil |
| RU2478686C1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерный центр "Нефть и газ" | Stabilisation and refining method of oil from hydrogen sulphide and mercaptans |
| WO2015000841A1 (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-08 | Saudi Basic Industries Corporation | Process for upgrading refinery heavy residues to petrochemicals |
| US20150353851A1 (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-10 | Sunoco Partners Marketing & Terminals L.P. | Low sulfur marine fuel |
| RU2722647C2 (en) * | 2016-10-18 | 2020-06-02 | Маветал Ллс | Environmentally friendly ship fuel |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2843968A1 (en) * | 2002-09-03 | 2004-03-05 | Inst Francais Du Petrole | Use of petroleum seam gas for pre-refining of fluid petroleum comprises conversion of gases to hydrogen for hydrotreatment or hydroconversion processes |
| WO2009080679A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-02 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process to prepare a gas oil and a base oil |
| RU2478686C1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерный центр "Нефть и газ" | Stabilisation and refining method of oil from hydrogen sulphide and mercaptans |
| WO2015000841A1 (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-08 | Saudi Basic Industries Corporation | Process for upgrading refinery heavy residues to petrochemicals |
| US20150353851A1 (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-10 | Sunoco Partners Marketing & Terminals L.P. | Low sulfur marine fuel |
| RU2722647C2 (en) * | 2016-10-18 | 2020-06-02 | Маветал Ллс | Environmentally friendly ship fuel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11692147B2 (en) | Environment-friendly marine fuel | |
| JP7596352B2 (en) | Method for providing on-board generated electricity to a land-based power grid - Patents.com | |
| RU2818419C2 (en) | Method for correction of sulphur content in fuel | |
| RU2758361C2 (en) | Method for reducing sulfur emissions into atmosphere in port | |
| RU2734309C1 (en) | Environmentally friendly ship fuel | |
| JP7002590B2 (en) | fuel |