含烃化石和可再生组分的混合物和生产这种混合物的方法
阅读说明：本技术 含烃化石和可再生组分的混合物和生产这种混合物的方法 (Mixture comprising hydrocarbon fossil and renewable components and method for producing such a mixture ) 是由 S·B·艾弗森 J·K·R·格雷罗 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于输入炼油厂的烃混合物,包括含有可再生烃组分的第一混合物组分和含有石油衍生烃的第二混合物组分,以形成用于在炼油厂进行加工的最终的烃混合物的至少一部分,其中,所述第一混合物组分的特征在于包含至少70重量％的沸点高于220℃且具有特性(δ-(d1),δ-(p1),δ-(h1))＝(17-20,6-12,6-12)的烃物质；以及其中,所述第二混合物组分的特征在于具有特性(δ-(d2),δ-(p2),δ-(h2))＝(17-20,3-5,4-7),其中,所述第一混合物组分以至多80重量％的相对量存在于所述最终的烃混合物中。(The invention relates to a hydrocarbon mixture for input to a refinery, comprising a first mixture component comprising a renewable hydrocarbon component and a second mixture component comprising a petroleum-derived hydrocarbon to form at least a portion of a final hydrocarbon mixture for processing at the refinery, wherein the first mixture component is characterized by comprising at least 70 wt% of a hydrocarbon having a boiling point above 220 ℃ and a property (delta) of d1 ,δ p1 ,δ h1 ) (ii) a hydrocarbon material of (17-20,6-12, 6-12); and wherein the second mixture component is characterized byTo have the characteristic (delta) d2 ,δ p2 ,δ h2 ) (17-20,3-5,4-7), wherein the first mixture component is present in the final hydrocarbon mixture in a relative amount of up to 80 wt%.)
技术领域
本发明涉及炼油厂中的烃加工领域，尤其涉及加工烃混合物的领域，所述烃混合物包含含有可再生烃组分的第一混合物组分和含有石油衍生烃的第二混合物组分以形成用于以提高效率在炼油厂进行加工的最终的烃混合物的至少一部分。
背景技术
气候变化迫使国际社会制定了雄心勃勃的目标，以减少温室气体的总排放，以期到2050年温度最高升高2℃。总温室气体排放中的约25％来自交通运输，尽管燃油效率有所提高，但交通运输是排放量仍高于1990年水平的唯一领域(即重型卡车、海运和航空)，也是与1990年的水平相比二氧化碳排放量持续上升的唯一领域。虽然轻型车辆和公共汽车可以通过提高燃油效率、电气化、混合动力汽车、生物乙醇来减少排放，但对于重型卡车、海运和航空而言，这些选择并不存在，这些领域的排放不断上升，并且预计还会继续增加。因此，此类运输应用需要新的解决方案。
水热液化(HTL)是一种非常有效的热化学方法，在接近水的临界点(218巴，374℃)的高压水中，例如在150巴至400巴的压力、300℃至450℃范围的温度的高压水中，将生物源材料(例如生物质和废料流)转化为可再生原油。在这些条件下，水获得了特殊的性质，使其成为许多化学反应(例如，将生物有机材料转化为可再生原油)的理想介质。由于所有有机碳材料(包括顽固的生物聚合物，如木质素)都直接转化为可再生的生物原油，因此水热液化由于其高转化率和碳效率而具有很高的资源效率。由于寄生损失(parasitic loss)低，它具有非常高的能源效率，并且与其他热化学过程不同，因为不需要干燥或相变而不需要潜在的热添加，即可以处理湿材料。此外，水热液化过程允许进行广泛的热回收过程。生产的可再生原油与其石油对应物有许多相似之处，并且通常与例如通过热解生产的生物油相比质量高得多，这种生物油通常包含大量杂原子，例如氧(例如40重量％)以及高含水量(例如30重量％至50重量％)，这使得此类生物油是化学不稳定的且与石油不混溶，并对它们的提质和/或协同加工成成品(例如运输燃料)带来严峻挑战。从石油加氢处理中采用的催化加氢脱氧已被证明至少部分地将热解产生的生物油转化为烃类或更稳定的生物油，但由于高氧含量、催化剂稳定性和反应器结垢，具有与非常高的氢消耗相关的局限性，参见发表的研究如Xing(2019)、Pinheiro(2019)、Mohan(2006)、Elliott(2007)。
通过水热液化生产的可再生原油的数量和质量取决于具体的操作条件和采用的水热液化工艺，例如原料、干物质含量、加热和转化期间的压力和温度、催化剂、液态有机化合物的存在、加热和冷却速率、分离系统等参数。
对于传统的石化原油，由水热液化方法生产的可再生原油需要提质/精炼(例如通过催化加氢处理和分馏)，然后才能够用于最终应用，例如直接用于现有基础设施作为直送燃料(drop-in-fuel)。然而，尽管通过水热液化生产的可再生原油在许多方面类似于其石油对应物，但它们也具有其独特的性质，包括：
-由于含氧量高于传统石油，因此沸点和粘度较高
-有氧和无氧的沸点相差巨大
-比石油衍生油更高的氧含量会导致在提质过程(例如，通过催化加氢)中因较高的含氧量而放热更高
-可再生原油与其石油对应物或部分提质油或完全提质油(例如，用氢气催化处理)不是完全可混合/相容的。
这些不同的性质需要在水热生产过程、可再生原油或其馏分的直接使用、以及在提质过程的操作期间加以考虑，无论是单独对可再生原油进行提质还是通过在炼油厂将其与其他油(例如常规石油衍生油或其他油)协同加工。
对于油或其馏分在混合物中的应用，例如进入炼油厂之前或在炼油厂期间的后期阶段的炼油厂的输入流中，包括化石烃以及含有可再生组分的烃混合物，重要的是，所有组分是完全相容的，例如，不会在使用、储存和/或用其他用于同一应用的燃料混合物稀释时分层。
尽管这种相容性以及改进的效率和加工性是合乎需要的，但是对于包含可再生组分的油而言通常无法获得。
提高可再生原油与化石对应物的相容性的一种方式是在氧含量高的情况下通过氢化使可再生原油脱氧。这会提高相容性，却是实现混溶性增加的非常昂贵的方式。
Energy&Fuels 2019,33,p.11135-11144(Ying et al.)第11135页显示，从快速热解过程中获得的生物油在与石油的协同处理方面存在问题，因为它们不混溶且含氧量非常高，这已经改变了针对HTL衍生的生物原油的关注。
根据美国专利申请2013/0174476，生产包含生物质衍生液体、至少一种石油衍生组合物和任选的一种或多种添加剂的生物油组合物以生产可替代的生物油组合物是已知的。在该先前已知的技术中，生物质衍生液体是热解油，其会具有如上所述的缺点并且进一步具有高的水含量。在此过程中会产生大量残留物，这会显著降低工艺效率。
出于工艺和资源效率原因以及经济原因，进一步希望将尽可能多的可再生原油转化为可以直接使用或经进一步加工为有用且有价值、并且产生最少的低价值残留物或废品的产品。
发明目的
因此，本发明的目的是提供一种包含石油组分以及可再生组分的烃混合物，其没有上述的效率和相容性问题并且产生最少的废料或残留物。
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