CN105765035A - 选择性级联脱沥青法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了通过液/液萃取将重质原料脱沥青的方法，所述方法包括对待处理的原料进行至少两个串联的脱沥青阶段，使得能够分离至少一个沥青馏分、至少一个被称作重质DAO的重质脱沥青油馏分和至少一个被称作轻质DAO的轻质脱沥青油馏分，至少一个所述脱沥青阶段借助至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物进行，所述脱沥青阶段在所用溶剂混合物的亚临界条件下进行。

Description

选择性级联脱沥青法

发明领域

本发明涉及原油处理领域。本发明更具体涉及通过液/液萃取将重质原料，特别是原油渣油串联选择性脱沥青的新型方法。

现有技术

原油渣油以极性和分子量递增的一系列分子结构为特征，它们通常可一起分成四类：

-饱和烃类，其包括没有芳环的饱和和不饱和性质的烃并具有这四类的最小极性，

-芳烃类，其基本包含通常含硫和/或含氮的芳族和/或杂原子和/或多芳族环（polyaromaticring）。这一类的极性大于饱和烃类的极性。

-树脂类，其基本包含通常含硫和/或含氮和/或含金属（如镍和钒的金属）的杂原子芳环。这一类还包含多芳族和/或杂原子多芳族环。这一类的极性甚至大于芳烃类的极性。

-沥青质类，其包含该系列的最极性分子结构，其为杂原子多环芳族类型。沥青质主要是富含与金属如镍和钒络合的含硫和/或含氮和/或含氧杂质的化合物。

树脂包含在沸点通常高于300℃的石油馏分中，而沥青质主要集中在具有通常高于500℃的高沸点的馏分中。

在现有方法中，可以使原油渣油经历本领域技术人员公知的脱沥青预处理。脱沥青的原理基于通过沉淀将石油渣油分离成两个相：i)被称作“脱沥青油”，也称作“油基质”或“油相”或DAO（脱沥青油）的相，其可以借助各种精炼法升级改造（upcycled）；和ii)含有上述难裂化（refractory）分子结构的被称作“沥青（asphalt）”或有时被称作“沥青（pitch）”的相。由于其平庸的品质和其可随温度条件从固体然后到糊状最后到液相的可变状态，沥青是对精炼***有害的产品，应将其减至最少。实际上，重质原料的升级改造和转化工艺的性能遇到主要受沥青中所含的这些所谓难裂化分子结构的存在控制的限制。

这种脱沥青，在下文中被称作传统脱沥青，通常使用链烷烃型溶剂进行。

专利US7,857,964描述了脱沥青法中所用的链烷烃溶剂的性质对渣油加氢处理性能的影响。

专利US4,305,812和US4,455,216描述了在塔中采用在该塔的不同高度注入的极性递增的几种溶剂的逆流萃取形式的脱沥青。

专利US2008/149534涉及级联脱沥青法，特别是在两个阶段中。使用含有5或7个碳原子（C5或C7）的第一链烷烃溶剂以萃取沥青。然后用含有较少碳（C3或C4）的另一种链烷烃溶剂处理收集的脱沥青油DAO以将含树脂的馏分与油基质分离。但是，这种方法具有与使用链烷烃溶剂有关的产生脱沥青油DAO的低收率的缺点。

现有技术中提出的解决方案都基于传统脱沥青，由于其原理，其就为石油渣油设想的升级改造而言在收率和灵活性方面具有限制。链烷烃型溶剂或溶剂混合物在传统脱沥青中的使用限制了脱沥青油DAO的收率，所述收率随溶剂（多至C6/C7溶剂）的分子量提高，然后趋平至特定于各原料和各溶剂的阈值。

本发明能够克服上述限制。其能够改进分离的灵活性以及可升级改造产品的收率。这样的方法的实施包括至少两个串联的脱沥青阶段并能够提高原料分离的选择性。其能够获得更多样范围的分子结构的馏分。根据本发明的至少一个脱沥青阶段借助至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物进行，根据原料的性质、根据各脱沥青阶段的目的、根据所需的沥青收率和/或根据所需DAO馏分的品质调节所述极性溶剂和所述非极性溶剂的比例，所述脱沥青阶段在所述溶剂混合物的亚临界条件下进行。

根据本发明的方法的一个目的是通过达到之前用传统脱沥青不可达到的分离选择性范围而允许原料处理中的更高灵活性。根据本发明的方法能在使该方法的脱沥青油DAO的所有不同分离馏分的最终收率最大化的同时在其升级改造过程中更选择性地调节渣油原料的可升级改造馏分的性质。

附图描述

图1代表根据本发明的脱沥青的图。

图2代表并入两个分离器并将溶剂独立再循环到它们各自的罐中的脱沥青的图。

发明详述

在下文及上文中，表达“根据本发明的溶剂混合物”被理解为是指根据本发明的至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物。

根据本发明的方法包括对待处理的原料进行的至少两个串联的脱沥青阶段，以分离至少一个沥青馏分、至少一个重质脱沥青油（被称作重质DAO）馏分和至少一个轻质脱沥青油（被称作轻质DAO）馏分，至少一个所述脱沥青阶段借助溶剂混合物进行，所述脱沥青阶段在所用溶剂混合物的亚临界条件下进行。

一方面根据待处理的原料的性质和根据沥青的收率和/或所需重质DAO和轻质DAO的脱沥青馏分的品质，并且另一方面根据为各馏分设想的后续升级改造工艺，如加氢裂化、加氢处理、加氢转化、催化裂化、热裂化等的规范调节溶剂的选择以及该溶剂混合物中的所述极性溶剂和所述非极性溶剂的比例。这带来分离性能方面的显著增益，根据包括根据本发明的方法的***的目的改进和/或优化分离馏分的收率和品质。

由于特定的脱沥青条件，根据本发明的方法允许根据原料的性质以及根据在所述处理下游的设想的升级改造***的原料处理中的更高灵活性。根据本发明的脱沥青条件能够克服如使用链烷烃溶剂的传统脱沥青中存在的脱沥青油DAO收率的限制。由于特定的脱沥青条件，根据本发明的方法能够进一步保持在传统脱沥青的情况下作为沥青相的主要成分的重质树脂和沥青质的所有或一部分极性结构溶解在油基质中。本发明因此能够选择哪种类型的极性结构保持溶解在DAO油基质中。在根据本发明的脱沥青过程中萃取出的沥青对应于基本由转化和精炼工艺中最难裂化的多环芳族和/或杂原子分子结构组成的最终沥青。这使得脱沥青油的总收率改进。

本发明因此能在所得各馏分的收率和/或品质的优化方面以比传统脱沥青的情况下更高的灵活性获得至少三个馏分：沥青馏分、被称作重质DAO的重质脱沥青油馏分和被称作轻质DAO的轻质脱沥青油馏分。

根据本发明，所用原料选自原油类型的石油来源原料或源自原油的残余馏分，如源自所谓常规原油（API度>20°）、重质原油（API度为10至20°）或超重质原油（API度<10°）的常压渣油或减压渣油。所述原料也可以是源自这些原油之一或这些常压渣油之一或这些减压渣油之一的任何预处理或转化阶段，例如加氢裂化、加氢处理、热裂化、加氢转化的残余馏分。所述原料也可以是源自使用或不使用氢气、使用或不使用催化剂的煤的直接液化（无论所用方法如何）的残余馏分（常压渣油或减压渣油），或源自单独或与煤和/或渣油馏分混合的木质纤维素生物质的使用或不使用氢气、使用或不使用催化剂的直接液化（无论所用方法如何）的残余馏分。

根据本发明的方法的原料的沸点通常高于300℃，优选高于400℃，更优选高于450℃。

该原料可具有不同的地理和地球化学起源（I、II、IIS或III类型）以及不同的成熟度和生物降解程度。

根据本发明的方法的原料可具有大于0.5%m/m（作为相对于原料质量计的硫质量表示的百分比），优选大于1%m/m，更优选大于2%m/m，甚至更优选大于4%m/m的硫含量；大于20ppm（作为相对于原料质量计的金属质量表示的百万分率），优选大于70ppm，优选大于100ppm，更优选大于200ppm的金属含量；大于1%m/m（作为相对于原料质量计的C7沥青质质量表示的百分比，根据NFT60-115法测量），优选大于3%m/m，优选大于8%m/m，更优选大于14%m/m的C7沥青质含量；大于5%m/m（作为相对于原料质量计的CCR质量表示的百分比），优选大于7%m/m，优选大于14%m/m，更优选大于20%m/m的康氏残炭含量（也称作CCR）。有利地，C7沥青质含量为1至40重量%，且优选2至30重量%。

根据本发明的方法的脱沥青阶段可以在萃取塔或萃取器中，优选在混合器-沉降器中进行。优选在两个不同的料位（level）将根据本发明的溶剂混合物引入萃取塔或混合器-沉降器中。优选在单个引入料位将根据本发明的溶剂混合物引入萃取塔或混合器-沉降器中。

根据本发明，脱沥青阶段的液/液萃取在所述溶剂混合物的亚临界条件下，即在比该溶剂混合物的临界温度低的温度下进行。当使用单一溶剂，优选非极性溶剂时，在所述溶剂的亚临界条件下，即在比所述溶剂的临界温度低的温度下进行脱沥青阶段。萃取温度有利地为50至350℃，优选90至320℃，更优选100至310℃，甚至更优选120至310℃，甚至更优选150℃至310℃，且压力有利地为0.1至6MPa，优选2至6MPa。

根据本发明的溶剂混合物的体积（极性溶剂的体积+非极性溶剂的体积）与原料质量的比率通常为1/1至10/1，优选2/1至8/1，以升/千克表示。

根据本发明的选择性脱沥青的至少一个阶段中所用的溶剂混合物是至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物。

有利地，极性溶剂和非极性溶剂的混合物中的极性溶剂的比例为0.1至99.9体积%，优选0.1至95体积%，优选1至95体积%，更优选1至90体积%，甚至更优选1至85体积%，且非常优选1至80体积%。

有利地，根据本发明的方法，根据本发明的溶剂混合物中的极性溶剂的沸点高于非极性溶剂的沸点。

根据本发明的方法中所用的极性溶剂可选自纯芳族或环烷-芳族溶剂、包含杂元素的极性溶剂或其混合物。芳族溶剂有利地选自独自或混合物形式的单环芳烃，优选苯、甲苯或二甲苯；二环芳烃或多环芳烃；环烷烃-芳烃，如四氢化萘或二氢化茚；杂原子芳烃（含氧、含氮、含硫）或比饱和烃更极性的任何其它类型的化合物，例如二甲亚砜（DMSO）、二甲基甲酰胺（DMF）、四氢呋喃（THF）。根据本发明的方法中所用的极性溶剂可以是富含芳族化合物的馏分。根据本发明的富含芳族化合物的馏分可以是例如源自FCC（流化催化裂化）的馏分，如重质汽油或LCO（LCO（轻循环油））或源自炼油厂的石油化工单元的馏分。还可以提到由煤、生物质或生物质/煤混合物（任选含有渣油原料）在使用或不使用氢气、使用或不使用催化剂的热化学转化后衍生的馏分。所用极性溶剂优选是单环芳烃——纯净或与芳烃混合。

根据本发明的方法中所用的非极性溶剂优选是由包含大于或等于2，优选2至9的碳原子数的一种或多种饱和烃构成的溶剂。这些溶剂独自或作为混合物（例如：链烷和/或环烷的混合物，或石脑油类型的轻质石油馏分）使用。

与根据本发明的萃取的温度和压力条件结合，至少一个脱沥青阶段中的溶剂性质的选择、非极性溶剂/极性溶剂的组合的选择能够连续实现至少两个调节要点，它们可以调节并使得能够达到之前用传统脱沥青不可达到的选择性范围。在本发明的情况下，这两个调节要点的优化能将原料分离成三个馏分：富含杂质和难升级改造化合物的被称作最终馏分（final）的沥青馏分、富含极性最低的不难裂化的树脂和沥青质的结构的被称作重质DAO的重质脱沥青油相，和脱除树脂和沥青质并通常脱除杂质（金属、杂原子）的被称作轻质DAO的轻质脱沥青油相。

根据本发明的方法，可以根据要在第一脱沥青阶段中还是在第二脱沥青阶段中萃取出沥青来调节该溶剂混合物中的溶剂的性质和/或极性溶剂的比例和/或固有极性。

在第一实施方案中，根据本发明的方法在被称作极性递减的构造中进行，即第一脱沥青阶段中所用的溶剂混合物的极性高于第二脱沥青阶段中所用的溶剂或溶剂混合物的极性。这一构造能在第一脱沥青阶段中萃取出被称作最终馏分的沥青相馏分和被称作完全DAO的完全脱沥青油馏分；在第二脱沥青阶段中从被称作完全DAO的完全脱沥青油中萃取出被称作重质脱沥青油和轻质脱沥青油的两个馏分。

在第二实施方案中，根据本发明的方法在被称作极性递增的构造中进行，即第一脱沥青阶段中所用的溶剂或溶剂混合物的极性低于第二脱沥青阶段中所用的溶剂混合物的极性。在这样的构造中，在第一阶段中，萃取出被称作轻质馏分的脱沥青油馏分和包含油相和沥青相的流出物；所述流出物经历第二脱沥青阶段以萃取出沥青相馏分和被称作重质DAO的重质脱沥青油相馏分。

第一实施方案

根据这一实施方案，根据本发明的方法至少包括：

a)第一脱沥青阶段，其包括使原料与至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物接触，调节所述极性溶剂和所述非极性溶剂的比例以获得至少一个沥青相馏分和一个被称作完全DAO的完全脱沥青油相馏分和

b)第二脱沥青阶段，其包括使至少一部分源自阶段a)的被称作完全DAO的完全脱沥青油相与非极性溶剂或至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物接触，调节所述混合物中所述极性溶剂和所述非极性溶剂的比例以获得至少一个轻质脱沥青油馏分和一个重质脱沥青油馏分，

脱沥青阶段a)和b)在所用非极性溶剂或溶剂混合物的亚临界条件下进行。

对于给定原料，该溶剂混合物中的极性溶剂的比例和/或固有极性越高，脱沥青油的收率越高，原料的一部分极性结构保持溶解和/或分散在脱沥青油DAO相中。降低该混合物中的极性溶剂比例具有提高收集的沥青质相的量的作用。

第一脱沥青阶段因此能够选择性地并以适合各原料的最佳方式萃取出富含杂质和难升级改造化合物的被称作最终馏分的沥青馏分，同时使极性最低的重质树脂和沥青质（它们本身对下游升级改造阶段而言不难处理）的所有或一部分极性结构保持溶解在完全DAO油基质中。因此，根据非极性/极性溶剂的比例，可以显著改进脱沥青油DAO的收率并因此使沥青收率最小化。沥青收率可以为0.1至50%，且更特别是0.1至25%。考虑到沥青（有害馏分）的升级改造始终构成对包括这类工艺的***的切实限制，这是有意义的点。

源自阶段a)的被称作完全DAO的完全脱沥青油，至少部分与在第一萃取阶段中的根据本发明的溶剂混合物一起，优选经历至少一个其中将被称作完全DAO的完全脱沥青油与根据本发明的溶剂混合物分离的分离阶段，或至少一个其中将被称作完全DAO的完全脱沥青油仅与非极性溶剂分离的分离阶段。

在该方法的一个变体中，源自阶段a)的被称作完全DAO的完全脱沥青油，至少部分与根据本发明的溶剂混合物一起，经历两个连续分离阶段使得在各阶段中分别分离溶剂。因此，例如，在第一分离阶段中，将非极性溶剂与被称作完全DAO的完全脱沥青油和极性溶剂的混合物分离；并且在第二分离阶段中，将极性溶剂与被称作完全DAO的完全脱沥青油分离。

分离阶段在超临界或亚临界条件下进行。

在分离阶段结束时，与根据本发明的溶剂混合物分离的完全脱沥青油DAO在被送至第二脱沥青阶段之前有利地被送入至少一个汽提塔。

极性和非极性溶剂的混合物或独立分开的溶剂有利地再循环。在该方法的一个变体中，只将非极性溶剂再循环至其各自的补充罐。当再循环的溶剂是混合物形式时，在线检验非极性/极性比例并按需要经由分别容纳极性溶剂和非极性溶剂的补充罐再调节。当溶剂独立分开时，将所述溶剂独立再循环至所述各自的补充罐。

从第一脱沥青阶段中分离的沥青相优选为液态并通常用一部分根据本发明的溶剂混合物（其量可以为取出的沥青体积的多至200%，优选30%至80%）至少部分稀释。在萃取阶段结束时至少部分随极性和非极性溶剂的混合物萃取出的沥青可以与至少一种稀释剂（fluxingagent）混合以便更容易取出。所用稀释剂可以是可溶解或分散沥青的任何溶剂或溶剂混合物。该稀释剂可以是选自单环芳烃，优选苯、甲苯或二甲苯；二环芳烃或多环芳烃；环烷烃-芳烃，如四氢化萘或二氢化茚；杂原子芳烃；具有与例如200℃至600℃的沸点对应的分子量的极性溶剂，例如LCO（来自FCC的轻循环油）、HCO（来自FCC的重循环油）、FCC油浆、HCGO（重质焦化瓦斯油）或从油链中提取的芳族提取物或超芳族馏分、源自残余馏分和/或煤和/或生物质的转化的VGO馏分的极性溶剂。确定稀释剂的体积与沥青质量的比率以便可以容易取出该混合物。

可以在至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物存在下在所用溶剂混合物的亚临界条件下对至少一部分，优选全部源自第一脱沥青阶段的被称作完全DAO的完全脱沥青油进行第二脱沥青阶段。也可以在非极性溶剂存在下在所用溶剂的亚临界条件下对至少一部分，优选全部源自第一脱沥青阶段的被称作完全DAO的完全脱沥青油进行第二脱沥青阶段。所述溶剂或溶剂混合物的极性优选低于第一脱沥青阶段中所用的溶剂混合物的极性。进行这种萃取以获得主要包含极性最低的树脂和沥青质类的被称作重质DAO的沉淀重质脱沥青油相和脱除树脂和沥青质并通常脱除杂质（金属、杂原子）的被称作轻质DAO的轻质脱沥青油相。被称作轻质DAO的轻质脱沥青油相主要包含饱和烃类和芳烃类。

根据本发明，可以通过借助该混合物中非极性/极性溶剂的性质和比例或非极性溶剂的性质调节该溶剂混合物的极性来改变分离选择性和因此被称作重质DAO的重质脱沥青油和被称作轻质DAO的轻质脱沥青油的馏分的组成。

第二实施方案

在第二实施方案中，根据本发明的方法至少包括：

a)第一脱沥青阶段，其包括使原料与非极性溶剂或至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物接触，调节所述混合物中所述极性溶剂和所述非极性溶剂的比例以获得至少一个轻质脱沥青油相馏分和包含油相和沥青相的流出物；和

b)第二脱沥青阶段，其包括使至少一部分源自阶段a)的流出物与至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物接触，调节所述极性溶剂和所述非极性溶剂的比例以获得至少一个沥青相馏分和重质脱沥青油相馏分，

所述脱沥青阶段在所用非极性溶剂或溶剂混合物的亚临界条件下进行。

在本实施方案中，颠倒产物类别的萃取顺序：第一脱沥青阶段中所用的溶剂或溶剂混合物的极性低于第二脱沥青阶段中所用的溶剂混合物的极性。

第一脱沥青阶段因此能从原料中选择性萃取出被称作轻质DAO的轻质脱沥青油馏分和包含油相和沥青相的流出物。第一脱沥青阶段可以用根据本发明的非极性溶剂和用溶剂混合物两者进行。在所用溶剂或溶剂混合物的亚临界条件下调节该溶剂混合物中的极性溶剂的性质、比例和/或极性以萃取出主要包含饱和烃类和芳烃类的轻质脱沥青油馏分。

来自第一脱沥青阶段的包含被称作重质DAO的重质脱沥青油相和萃取出的沥青相的流出物可以至少部分含有根据本发明的非极性溶剂或溶剂混合物。根据本发明有利地，所述流出物经历至少一个其中将其与根据本发明的非极性溶剂或溶剂混合物分离的分离阶段或至少一个其中将所述流出物仅与该溶剂混合物中所含的非极性溶剂分离的分离阶段。

在根据本发明的方法的一个变体中，所述流出物可以经历至少两个连续分离阶段以能够在各分离阶段中分别分离溶剂（如本发明的第一实施方案中所述）。

分离阶段在超临界或亚临界条件下进行。

在分离阶段结束时，与根据本发明的溶剂或溶剂混合物分离的包含被称作重质DAO的重质脱沥青油相和沥青相的流出物在被送至第二脱沥青阶段之前可以被送入至少一个汽提塔。

极性和非极性溶剂的混合物或独立分开的溶剂有利地再循环。在该方法的一个变体中，只将非极性溶剂再循环至其各自的补充罐。当再循环的溶剂是混合物形式时，在线检验非极性和极性溶剂的比例并按需要经由分别容纳所述极性溶剂和非极性溶剂的补充罐再调节。当溶剂独立分开时，将所述溶剂独立再循环至所述各自的补充罐。

在至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物存在下在所用溶剂混合物的亚临界条件下对至少一部分，优选全部源自第一脱沥青阶段的包含被称作重质DAO的重质脱沥青油相和沥青相的流出物进行第二脱沥青阶段。所述溶剂混合物的极性优选高于第一脱沥青阶段中所用的溶剂或溶剂混合物的极性。进行这种萃取以从所述流出物中选择性萃取出富含杂质和难升级改造化合物的被称作最终馏分的沥青馏分，同时使在传统脱沥青的情况下通常仍包含在沥青馏分中的极性最低的树脂和沥青质的所有或一部分极性结构保持溶解在被称作重质DAO的重质脱沥青油基质中。

根据本发明的方法的优点在于能在先前传统脱沥青尚未开发的整个范围内显著改进被称作轻质DAO和重质DAO的轻质和重质脱沥青油的总收率。对于所得轻质和重质脱沥青油的总收率趋平为75%（在传统脱沥青中用正庚烷萃取）的给定进料，通过调节极性溶剂和非极性溶剂的比例，本发明中实施的脱沥青在特定条件下能够覆盖75-99.9%的被称作轻质DAO和重质DAO的轻质和重质脱沥青油的总收率范围。

在给定原料的情况下，由于其分离选择性和其灵活性，根据本发明的方法能以比通过传统脱沥青法可获得的沥青收率低得多的沥青收率获得沥青馏分。所述沥青收率有利地为1至50%，优选1至25%，更优选1至20%。

本发明的优点在于：i)改进处理的原料的性质以允许更容易和更有效的升级改造，同时ii)以受控方式限制沥青收率。

由于两个调节要点，根据本发明的方法具有在下列方面改进的灵活性的优点：

-原料的性质：本发明适合于处理更宽范围的原料，

-产品的升级改造：根据追求的产品的升级改造途径，本发明能使分离选择性定位于获得在收率和/或化学组成方面优化的被称作重质DAO的重质脱沥青油和被称作轻质DAO的轻质脱沥青油的馏分。

被称作轻质DAO的轻质脱沥青油的馏分可以例如作为加氢裂化、FCC（为了提高例如汽油的升级改造）或任何其它精炼处理工艺的原料被升级改造。被称作重质DAO的重质脱沥青油的馏分可以例如作为加氢处理、加氢转化或任何其它精炼处理工艺的原料被升级改造，以及在某些精炼工艺中再循环。

附图描述

根据图1中描述的本发明的一个实施方案，将使用炉和/或交换器（未显示）预先加热的原料(1)引入萃取器(13)，如萃取塔，优选混合器-沉降器。在上游在由各自分别装有极性溶剂（罐4）和非极性溶剂（罐5）的两个补充罐进料的混合器(10)中生产极性溶剂(3)和非极性溶剂(2)的混合物。例如在两个不同料位将溶剂混合物引入萃取器(13)。至少一部分溶剂混合物经管线11以与引入的原料的混合物的形式经管线1被送入萃取器(13)。至少另一部分溶剂混合物经管线(12)被直接送入萃取器(13)，在此在上文规定的根据本发明的条件下进行萃取。

根据图1，使用经管线14送入的稀释剂以液体混合物形式或以分散固体形式从萃取器(13)中取出还至少部分含有根据本发明的溶剂混合物的沥青(16)。然后可以将沥青、根据本发明的溶剂和稀释剂的混合物送至未显示的附加分离阶段。分离的溶剂或部分溶剂或稀释剂可再用于本发明的方法。

在第一萃取阶段结束时，至少部分与根据本发明的溶剂混合物混合的被称作萃取出的完全DAO的完全脱沥青油经管线15被送至分离器(17)，在此将该完全脱沥青油与溶剂混合物或仅与溶剂混合物中所含的非极性溶剂(22)分离。在分别分离溶剂的情况下，该方法可包括第二分离器（见图2）。将该溶剂混合物或独立取出的溶剂有利地在分离器中在超临界或亚临界条件下分离。在经管线(20)回收之前，该完全脱沥青油然后优选经管线(18)被送入汽提塔(19)。源自汽提塔的溶剂经管线(21)被送至线路(23)。

源自分离器(17)和汽提塔(21)的溶剂有利地经线路(23)在该方法中内部再循环至萃取器(13)。优选通过密度计或折射计(24)在线检验极性和非极性溶剂的混合物的组成。按需要用分别从补充罐(4)和(5)经管线(6)和(7)输送的补充的极性溶剂和非极性溶剂再调节极性溶剂和非极性溶剂的比例。以该方式再调节的混合物有利地在被送入混合器(10)之前在静态型混合器(25)中均化。当溶剂独立分开时，将各溶剂再循环至其原始罐。

然后将经管线(20)回收的完全脱沥青油送至在根据本发明的条件下使用并能够分离被称作轻质DAO的轻质脱沥青油馏分(38)和被称作重质DAO的重质脱沥青油馏分(39)的第二萃取器(37)。在上游在由各自分别装有极性溶剂（罐28）和非极性溶剂（罐29）的两个补充罐进料的混合器(34)中生产极性溶剂(27)和非极性溶剂(26)的混合物。该极性和非极性溶剂可以不同于第一萃取器中使用的那些。在两个萃取器中所用的极性和非极性溶剂相同的情况下，第二萃取器中所用的溶剂混合物可以由两个补充罐(4)和(5)进料。否则，第二萃取器中所用的溶剂混合物由两个补充罐(28)和(29)进料。在另一情况下，可以仅使用非极性溶剂(26)。

将至少部分与根据本发明的非极性溶剂或溶剂混合物混合的萃取出的被称作轻质DAO的轻质脱沥青油馏分(38)送至分离器(40)，在此将被称作轻质DAO的轻质脱沥青油(41)部分或非部分（inpartornot）与根据本发明的溶剂(45)分离。如上文在溶剂混合物的情况下所述，在分别分离溶剂的情况下，该方法可包括第二分离器。将该溶剂混合物或独立取出的溶剂有利地在分离器中在超临界或亚临界条件下分离。在经管线(43)回收之前，被称作轻质DAO的轻质脱沥青油(41)然后优选被送入汽提塔(42)。源自汽提塔的溶剂经管线(44)被送至线路(46)。

将至少部分与根据本发明的非极性溶剂或溶剂混合物混合的萃取出的被称作重质DAO的重质脱沥青油馏分(39)送至分离器(49)，在此将被称作重质DAO的重质脱沥青油(50)与非极性溶剂或与根据本发明的溶剂或仅与该溶剂混合物中所含的非极性溶剂(53)分离。将该溶剂混合物或独立取出的溶剂有利地在分离器中在超临界或亚临界条件下分离。在经管线(52)回收之前，被称作重质DAO的重质脱沥青油(50)然后优选被送入汽提塔(51)。源自汽提塔的溶剂经管线(54)被送至线路(46)。

源自分离器(40,49)、汽提塔(42,51)的溶剂有利地经线路(46)在该方法中内部再循环至萃取器(37)。在溶剂混合物的情况下，优选通过密度计或折射计(47)在线检验极性和非极性溶剂的混合物的组成。按需要用从补充罐(28)和(29)或从补充罐(4)和(5)（根据第二萃取器中所用的溶剂与第一萃取器中所用的溶剂相同还是不同）输送的补充的极性溶剂和非极性溶剂再调节极性溶剂和非极性溶剂的比例。以该方式再调节的混合物有利地在被送至混合器(34)之前在静态型混合器(48)中均化。当溶剂独立分开时，将各溶剂再循环至其原始罐。

图2显示并入两个分离器(17)和(20)以能分别分离溶剂并将它们独立再循环到它们各自的罐中的根据本发明的方法的图。因此根据图2，将使用炉和/或交换器（未显示）预先加热的原料(1)引入萃取器(13)，如萃取塔，优选混合器-沉降器。在上游在由各自分别装有极性溶剂（罐4）和非极性溶剂（罐5）的两个补充罐进料的混合器(10)中生产极性溶剂(3)和非极性溶剂(2)的混合物。例如在两个不同料位将溶剂混合物引入萃取器(13)。至少一部分溶剂混合物经管线(11)以与引入的原料的混合物的形式经管线(1)被送入萃取器(13)。至少另一部分溶剂混合物经管线12被直接送入萃取器(13)，在此在上文规定的根据本发明的条件下进行萃取。

使用经管线(14)送入的稀释剂以液体混合物形式或以分散固体形式从萃取器(13)中取出还至少部分含有根据本发明的溶剂混合物的沥青(16)。沥青(16)可以经历与对图1所述的相同的处理。

在第一萃取阶段结束时，将至少部分与根据本发明的溶剂混合物混合的萃取出的被称作完全DAO的完全脱沥青油经管线(15)送至分离器(17)，在此优选将被称作完全DAO的完全脱沥青油与非极性溶剂(19)分离。有利地将非极性溶剂再循环到罐(5)中。与极性溶剂混合的被称作完全DAO的完全脱沥青油然后经管线(18)被送至第二分离器(20)，在此将被称作完全DAO的完全脱沥青油与被送至线路(26)的极性溶剂(21)分离。将溶剂有利地在分离器中在超临界或亚临界条件下分离。在经管线(24)回收之前，被称作完全DAO的完全脱沥青油然后优选经管线(22)被送入汽提塔(23)。源自汽提塔的溶剂经管线(25)被送至线路(26)。源自分离器(20)和汽提塔(23)的极性溶剂经线路(26)再循环到罐(4)中。

然后将经管线(24)回收的被称作完全DAO的完全脱沥青油送至第二萃取器(38)。分离的脱沥青油馏分经历与上文在图1中所述的相同的处理。

实施例

为实施例选择的原料是源自加拿大北部的Athabasca的减压渣油。其化学特征在表1中给出。

实施例1（不根据本发明）:

实施例1对应于如专利US2008149534中所述的传统两级脱沥青的实施。所选原料经历用链烷烃溶剂正庚烷的第一脱沥青，收集的脱沥青油C7DAO然后经历用正丙烷的第二脱沥青以获得重质DAO和轻质DAO馏分。各馏分的性质以及萃取收率概括在表1中。

对于14%的C7沥青质含量（根据标准NFT60-115测得），C7DAO的收率为75%。这显示一部分树脂也已与C7沥青质一起被萃取出以构成沥青。

表1.原料的性质以及源自在第一阶段用溶剂nC7然后在第二阶段用nC3进行的传统两级脱沥青的馏分的收率和性质

在这一实施例中，各种DAO的收率以及品质由这两个阶段的各阶段中所用的链烷烃溶剂的性质确定。

实施例2（根据本发明）:

所选原料经历根据本发明的选择性两级脱沥青。第一萃取阶段用溶剂nC3(丙烷)/甲苯(36/65；v/v)的组合在130℃的温度下进行，溶剂/原料比为5/1(v/m)。该第一阶段能从沥青馏分中选择性萃取出50%的C7沥青质，同时使其沥青收率最小化（10%m/m）（见表2）。第一阶段能够升级改造90%的渣油（90%的脱沥青油DAO收率）。原料中的最极性结构集中在沥青馏分中。

然后，将源自第一脱沥青阶段的脱沥青油DAO馏分在经历第二萃取阶段之前与根据本发明的溶剂分离。案例1和2根据分离的馏分的品质或设想的收率举例说明该方法的灵活性，取决于位于下游的单元所需的规格。

案例1:获得良好品质的轻质脱沥青油的馏分

用与实施例2的第一阶段中相同的溶剂（丙烷(nC3)和甲苯）对源自第一脱沥青阶段的脱沥青油DAO馏分进行第二萃取阶段。在这一案例1中，调节丙烷(nC3)和甲苯的比例以达到获得被称作轻质DAO的良好品质的轻质脱沥青油馏分的目的。用溶剂混合物nC3/甲苯（99.5/0.5；v/v）、120℃的温度和5/1(v/m)的溶剂/DAO比进行操作。获得被称作重质DAO的重质脱沥青油馏分和被称作轻质DAO的轻质脱沥青油馏分，收率分别为54%和36%（相对于初始原料渣油计算出的收率）。所有结果概括在表2中。

表2.源自在获得良好品质的轻质DAO馏分的情况下进行的选择性两级脱沥青的馏分的收率和性质

*na:不可分析。

要指出，实施例1中获得的轻质脱沥青油馏分的品质非常接近在根据本发明的轻质脱沥青油中获得的那些品质，根据本发明的轻质脱沥青油的收率相同。

根据本发明获得的被称作重质DAO的重质脱沥青油的馏分富含极性最低的树脂和沥青质。这一馏分具有显著的芳族性质和比被称作轻质DAO的轻质脱沥青油馏分高的杂质（金属、杂原子）浓度。如果将这一馏分的性质与实施例1的重质脱沥青油的那些性质比较，注意到它们更富集重质结构但可升级改造，这不同于实施例1，在实施例1中这些结构保持未升级改造，因为它们包含在沥青馏分中。产生的可升级改造的被称作重质DAO的重质脱沥青油的收率明显改进（54%相对于实施例1的传统SDA的情况中的41%）。

案例2:以更好收率获得被称作轻质DAO的轻质脱沥青油的馏分

用与实施例2的第一阶段中相同的溶剂（丙烷(nC3)和甲苯）对源自第一脱沥青阶段的DAO进行第二萃取阶段。在这一案例2中，调节丙烷(nC3)和甲苯的比例以达到以高收率获得被称作轻质DAO的轻质脱沥青油的目的。该方法的第一阶段的萃取条件保持不变。用溶剂混合物nC3/甲苯（72/28(v/v)）进行操作。温度为125℃且溶剂/DAO比为5/1(v/m)。

表3中所示的结果显示，以60%而非案例1中的36%的收率获得被称作轻质DAO的轻质脱沥青油馏分。另一方面，这种脱沥青油现在含有一部分极性最低的树脂。因此，被称作重质DAO的重质脱沥青油的收率从54降至30%（与案例1相比）并且其富集大部分极性最低的沥青质和极性最高的树脂。根据本发明并入的***的目的，这种重质脱沥青油可以再循环并且是追求的。

使用非极性/极性溶剂的组合的优点是能够按需要并且无限制地为给定原料和为给定***的目的调节和优化源自脱沥青阶段的萃取馏分的收率（不同于传统脱沥青）、收率/品质关系。不再存在如传统脱沥青的情况下那样由溶剂性质带来的任何限制，这为该方法带来其所有灵活性。

表3.源自以更好收率获得被称作轻质DAO的轻质脱沥青油馏分的情况下进行的选择性两级脱沥青的馏分的收率和性质

*na:不可分析。

Claims (15)

1.通过液/液萃取将重质原料脱沥青的方法，所述方法包括对待处理的原料进行至少两个串联的脱沥青阶段，使得能够分离至少一个沥青馏分、至少一个被称作重质DAO的重质脱沥青油馏分和至少一个被称作轻质DAO的轻质脱沥青油馏分，至少一个所述脱沥青阶段借助至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物进行，根据处理的原料的性质和根据所需的沥青收率和/或脱沥青油的品质调节所述溶剂混合物中所述极性溶剂和所述非极性溶剂的比例，所述脱沥青阶段在所用溶剂混合物的亚临界条件下进行。

2.根据权利要求1的方法，其至少包括：

a)第一脱沥青阶段，其包括使原料与至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物接触，调节所述极性溶剂和所述非极性溶剂的比例以获得至少一个沥青相馏分和一个被称作完全DAO的完全脱沥青油相馏分；和

b)第二脱沥青阶段，其包括使至少一部分源自阶段a)的脱沥青油相与非极性溶剂或至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物接触，调节所述混合物中所述极性溶剂和所述非极性溶剂的比例以获得至少一个轻质脱沥青油馏分和一个重质脱沥青油馏分，

所述脱沥青阶段在所用非极性溶剂或溶剂混合物的亚临界条件下进行。

3.根据权利要求2的方法，其中源自阶段a)的脱沥青油相预先经历至少一个其中将所述脱沥青油与所述溶剂混合物分离的分离阶段或至少一个其中将被称作完全DAO的完全脱沥青油仅与非极性溶剂分离的分离阶段。

4.根据权利要求2的方法，其中源自阶段a)的脱沥青油相预先经历至少两个连续分离阶段，其中分别分离极性和非极性溶剂。

5.根据权利要求3至4任一项的方法，其中在将与溶剂分离的脱沥青油送入第二脱沥青阶段之前，将其送入至少一个汽提塔。

6.根据权利要求1的方法，其至少包括：

a)第一脱沥青阶段，其包括使原料与非极性溶剂或至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物接触，调节所述混合物中所述极性溶剂和所述非极性溶剂的比例以获得至少一个轻质脱沥青油相馏分和包含油相和沥青相的流出物；和

b)第二脱沥青阶段，其包括使至少一部分源自阶段a)的流出物与至少一种极性溶剂和至少一种非极性溶剂的混合物接触，调节所述极性溶剂和所述非极性溶剂的比例以获得至少一个沥青相馏分和一个重质脱沥青油相馏分，

所述脱沥青阶段在所用非极性溶剂或溶剂混合物的亚临界条件下进行。

7.根据权利要求6的方法，其中源自阶段a)的流出物预先经历至少一个其中将所述流出物与所述非极性溶剂或与所述溶剂混合物分离的分离阶段或至少一个其中将所述流出物仅与所述溶剂混合物中所含的非极性溶剂分离的分离阶段。

8.根据权利要求6或7的方法，其中源自阶段a)的流出物预先经历至少两个分离阶段，其中分别分离极性和非极性溶剂。

9.根据权利要求7至8任一项的方法，其中在将与溶剂分离的所述流出物送入第二脱沥青阶段之前，将其送入至少一个汽提塔。

10.根据前述权利要求任一项的方法，其中在至少一个脱沥青阶段中极性溶剂和非极性溶剂的混合物中极性溶剂的比例为0.1至99.9体积%。

11.根据前述权利要求任一项的方法，其中所用极性溶剂选自纯芳族或环烷-芳族溶剂、包含杂元素的极性溶剂或其混合物，或富含芳族化合物的馏分，如源自FCC（流化催化裂化）或源自炼油厂的石油化工单元的馏分、衍生自煤、生物质或生物质/煤混合物的馏分。

12.根据前述权利要求任一项的方法，其中所用非极性溶剂包括由包含大于或等于2，优选2至9的碳数的一种或多种饱和烃构成的溶剂。

13.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述原料选自原油类型的石油来源原料、源自所谓常规原油、重质原油或超重质原油的常压渣油、减压渣油类型的原料、源自这些原油之一或这些常压渣油之一或这些减压渣油之一的任何预处理或转化工艺，如加氢裂化、加氢处理、热裂化、加氢转化的残余馏分、源自单独或与煤和/或渣油馏分混合的木质纤维素生物质的直接液化的残余馏分。

14.根据权利要求3和7任一项的方法，其中当再循环的溶剂是混合物形式时，在线检验非极性/极性比例并按需要经由分别容纳极性溶剂和非极性溶剂的补充罐再调节。

15.根据权利要求3、4、7和8任一项的方法，其中当溶剂独立分开时，将所述溶剂独立再循环至所述各自的补充罐。