СПОСОБ ГАЗИФИКАЦИИ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ В РЕЖИМЕ ПОНИЖЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ ПРОЦЕССА

1. Способ совместного производства серосодержащего исходного синтез-газа и, по существу, десульфурированного твердого остатка из серосодержащих тяжелых нефтяных остатков в качестве исходного материала, включающий:
(a) подачу серосодержащих тяжелых нефтяных остатков в виде твердых частиц в качестве исходного материала в реактор для газификации со стационарным псевдоожиженным слоем;
(b) преобразование указанных серосодержащих тяжелых нефтяных остатков в качестве исходного материала в серосодержащий исходный синтез-газ посредством реакции частичного окисления указанного исходного материала, данная реакция частичного окисления происходит в реакторе для газификации со стационарным псевдоожиженным слоем в присутствии воды и агента частичного окисления при температуре 1000°С или менее и давлении примерно 10 атм (1013 кПа) или менее, посредством чего также производится, по существу, десульфурированный твердый остаток; и
(c) раздельное извлечение, по существу, десульфурированного твердого остатка и серосодержащего исходного синтез-газа,
2
в котором все реакции, которые протекают в данном способе совместного производства, включающие потребление O в качестве окислителя от агента частичного окисления, реакции конверсии с водяным паром, реакции углерода с паром и реакции крекинга, происходят в реакторе для газификации со стационарным псевдоожиженным слоем при 1000°С или менее, наряду с реакцией частичного окисления.
2. Способ газификации тяжелых нефтяных остатков в режиме пониженной жесткости процесса, включающий:
(a) подачу серосодержащих тяжелых нефтяных остатков в виде твердых частиц в реактор для газификации со стационарным псевдоожиженным слоем;
(b) преобразование указанных серосодержащих тяжелых нефтяных остатков в серосодержащий исходный синтез-газ посредством реакции частичного окисления исходного материала, данная реакция частичного окисления происходит в реакторе для газификации со стационарным псевдоожиженным слоем в присутствии воды и агента частичного окисления при температуре 1000°С или менее и давлении примерно 10 атм (1013 кПа) или менее, посредством чего также производится, по существу, десульфурированный твердый остаток; и
(c) селективное извлечение серосодержащего исходного синтез-газа,
2
в котором все реакции, которые протекают в данном способе газификации, включающие потребление O в качестве окислителя от агента частичного окисления, реакции конверсии с водяным паром, реакции углерода с паром и реакции крекинга, происходят в реакторе для газификации со стационарным псевдоожиженным слоем при 1000°С или менее наряду с реакцией частичного окисления.
3. Способ по п.1, в котором серосодержащие тяжелые нефтяные остатки, используемые в качестве исходного материала, представляют собой нефтяной кокс или остатки, обогащенные асфальтенами, или же их смесь.
4. Способ по п.3, в котором остатки, обогащенные асфальтенами, представляют собой асфальтены.
5. Способ по п.3, в котором серосодержащие тяжелые нефтяные остатки в виде твердых частиц, подаваемые в качестве исходного материала в реактор для газификации на стадии (а), имеют распределение частиц по размеру в интервале от примерно 0,1 до примерно 5 мм.
6. Способ по п.3, дополнительно включающий контролируемое измельчение серосодержащих тяжелых нефтяных остатков в виде твердых частиц перед их подачей на стадии (а), посредством чего получают исходный материал с заданным распределением частиц по размеру.
7. Способ по п.6, в котором заданное распределение частиц по размеру соответствует интервалу от примерно 0,1 до примерно 5 мм, предпочтительно от примерно 0,2 до примерно 5 мм, более предпочтительно от примерно 0,2 до примерно 2 мм.
8. Способ по п.1, в котором реакция частичного окисления выполняется посредством воздуха.
9. Способ по п.8, в котором воздух предоставляется в виде воздуха, обогащенного кислородом.
10. Способ по п.1, в котором вода предоставляется в виде жидкости и/или в газообразной форме.
11. Способ по п.1, в котором реакционное давление составляет более чем примерно 1 атм (101 кПа).
12. Способ по п.11, в котором реакционное давление составляет менее чем примерно 5 атм (507 кПа).
13. Способ по п.11, в котором температура реакции находится в интервале от примерно 780 до 1000°С, предпочтительно от примерно 950 до 1000°С.
14. Способ по п.13, в котором температура реакции составляет примерно 980°С или менее.
15. Способ по п.8, в котором эквивалентное соотношение λ для воздуха в реакторе для газификации находится в интервале от примерно 0,15 до примерно 0,5, предпочтительно от примерно 0,3 до примерно 0,5, наиболее предпочтительно от примерно 0,35 до примерно 0,45.
16. Способ по п.10, в котором вода предоставляется в форме как пара, так и жидкости, при этом массовое соотношение пара и исходного материала находится в интервале от примерно 0,3 до примерно 0,7, предпочтительно от примерно 0,4 до примерно 0,7, и массовое соотношение жидкой воды и исходного материала находится в интервале от примерно 0,05 до примерно 0,2, предпочтительно от примерно 0,10 до примерно 0,15.
17. Способ по п.1, в котором агент, образующий псевдоожиженный слой в реакторе для газификации со стационарным псевдоожиженным слоем, представляет собой огнеупорный материал, содержащий кремнезем, глинозем, оливин, магнезию, оксид хрома или их смеси.
18. Способ по п.17, в котором агент, образующий псевдоожиженный слой, имеет диаметр частиц в интервале от примерно 300 до примерно 500 мкм.
19. Способ по п.17, в котором реактор для газификации со стационарным псевдоожиженным слоем функционирует в режиме стационарного псевдоожижения, отличающийся тем, что скорости находятся в интервале от более чем 0,6 до примерно 1,8 м/с.
20. Способ по п.1, в котором агент, образующий псевдоожиженный слой в реакторе для газификации со стационарным псевдоожиженным слоем, представляет собой серосодержащие тяжелые нефтяные остатки в виде частиц, как таковые.
21. Способ по п.20, в котором агент, образующий псевдоожиженный слой, представляет собой нефтяной кокс и в котором указанный нефтяной кокс имеет распределение частиц по размерам в интервале от примерно 0,5 до примерно 2 мм.
22. Способ по п.20, в котором агент, образующий псевдоожиженный слой, представляет собой асфальтены и в котором указанные асфальтены имеют распределение частиц по размерам в интервале от примерно 0,5 до примерно 2 мм.
23. Способ по п.20, в котором реактор для газификации со стационарным псевдоожиженным слоем функционирует в режиме стационарного псевдоожижения, отличающийся тем, что скорости находятся в интервале от примерно 0,2 до примерно 0,6 м/с.
24. Способ по п.8, в котором воздух и/или вода инжектируются в реактор для газификации в нескольких заданных местах, посредством чего обеспечивается выполнение реакции частичного окисления ступенчатым образом.
25. Способ по п.1, дополнительно включающий удаление серы из серосодержащего исходного синтез-газа.
26. Способ по п.25, в котором удаление серы выполняется очисткой газа в скруббере.
2
27. Способ по п.25, дополнительно включающий удаление СО из синтез-газа перед удалением серы или после него.
2
28. Способ по п.27, в котором удаление CO выполняется очисткой газа в скруббере.
29. Способ по п.1, дополнительно включающий рекуперацию тепла, которая охлаждает синтез-газ до примерно 400°С при производстве пара для отвода.
30. Способ по п.1, дополнительно включающий периодический отвод твердых частиц, чтобы регулировать накапливание твердого вещества в донной части реактора для газификации.
31. Способ по п.1, дополнительно включающий добавление доломита, кальцита, прокаленного доломита или прокаленного кальцита в реактор для газификации для нейтрализации любых хлоридных элементов, присутствующих в исходном материале.
32. Способ по п.1, дополнительно включающий предварительную сушку серосодержащих тяжелых нефтяных остатков в виде частиц, используемых в качестве исходного материала, перед подачей на стадии (b) в реактор для газификации.
33. Способ по п.32, в котором предварительно высушенный исходный материал имеет содержание влаги примерно 8,5 мас.% или менее.