专利名称：用于裂解重质烃进料的方法
技术领域：
本发明涉及通过蒸汽裂解重质烃进料制备烯烃和其它产物。
背景技术：
烃的蒸汽裂解是一种非催化石化过程，其广泛用于制备烯烃例如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、和芳烃例如苯、甲苯、和二甲苯。典型地，烃进料例如乙烷、丙烷、石脑油、瓦斯油(gasoil)、或其它烃馏分的混合物和蒸汽在蒸汽裂解器中裂解。蒸汽稀释烃进料并减少焦化。蒸汽裂解器也称作热解炉、裂解炉、裂解器、或裂解加热炉。蒸汽裂解器具有对流区和辐射区。预热在对流区中完成，而裂解反应在辐射区中发生。蒸汽和烃进料混合物典型地在对流区在对流管(盘管)中预热至约900-约I，000 F (约482-约538°C )的温度，并随后传输至位于辐射区的辐射管。在辐射区中，烃和蒸汽快速加热至约1，450-约1，550 F(约788-约843°C)的烃裂解温度。裂解反应典型地在约10-约30 psig的压力下发生。蒸汽裂解无任何催化剂辅助地完成。在辐射区中裂解之后，来自蒸汽裂解器的流出物含有众多种类的气态烃，例如每分子1-35个碳原子。这些气态烃可为饱和的、单不饱和的、和多不饱和的，并可为脂肪族的、脂环族的、或芳香族的。裂解流出物还含有大量的氢气分子。通常进一步处理裂解流出物以制备各种产物例如氢气、乙烯、丙烯、混合C4烃、热解汽油、和热解燃料油。传统的蒸汽裂解体系对于裂解气体进料(例如乙烷、丙烷)或所含大部分为轻质挥发烃的高质量的液体进料(例如瓦斯油、石脑油)是有效的。使用热解炉无法经济地裂解含有重质组分的烃进料例如原油或常压渣油，因为这类进料含有高分子量、非挥发性、重质组分，其倾向于在热解 炉的对流区中过快地形成焦炭。由于含重质组分的烃进料的可得性和与高质量的液体进料相比较低的成本，已作出努力来发展在蒸汽裂解器中使用其的方法。例如，美国专利3，617，493公开了一种用于原油进料的外部汽化塔和第一闪蒸(以作为蒸气移除石脑油)和第二闪蒸(以移除沸点为450-1100 F (232-593°C)的挥发物)。蒸气在热解炉中裂解成烯烃并将分离的液体自两个闪蒸罐中移除、蒸汽汽提、并用作燃料。美国专利3，487，006教导了一种用于整合原油分馏设备和石化产品制备的方法，其中轻质馏出物在第一分馏器中首先与原油分离。无轻质馏出物的原油与蒸汽混合并通过热解加热器的对流区和导入瓦斯油塔。将来自瓦斯油塔的塔顶瓦斯油不经冷凝地导入热解加热器的辐射加热区以实现其裂解生成所需的石化产物。美国专利3，487，006还教导了来自瓦斯油塔的残余物可进一步处理，例如通过焦化，以制备更轻质的产物。美国专利3，898，299教导了一种由常压石油渣油进料制备气态烯烃的方法。该方法包括:(a)在加氢区中在50-500°C的温度、50-5，000 psig的压力、和0.1-5.0的液时空速下使石油渣油进料与加氢催化剂接触以实现芳香烃的加氢；(b)自所得加氢的常压石油渣油进料分离含氢气的气相和含烃的液相；(c)将至少一部分含氢气的气相循环至加氢区域；(d)将含烃的液相分离成具有沸程低于650°C的馏出物馏分和沸程大于该馏出物的沸程的残余物馏分；(e)在热解区中、在蒸汽的存在下、在实现至少一部分液相转化成气态烯烃的条件下使馏出物馏分经历热裂解；和(f)自热解区流出物回收通常气态的烯烃。美国专利4，310，439教导了一种用于裂解重质液态烃进料混合物的方法，该重质液态烃进料混合物具有超过200°C的标准沸点并含有单环芳烃和多环芳烃，该方法通过进料加氢和随后热裂解所得进料以获得烯烃。该方法包括加氢步骤因此进料中的多环芳烃被广泛地氢化，和其中在加氢步骤和热裂解步骤之间提供了将加氢产物分离成(i)含有主要部分的单环芳烃的轻质馏分和(ii)重质液体馏分的中间步骤，与所述轻质馏分相比，所述重质液体馏分的异构化少得多，并仅使所述重质液体馏分经历热裂解阶段以获得富乙烯产物流。减粘裂化炉或炼焦器馏出物可用作该方法的重质液态烃进料。美国专利7，374，664公开了一种用于利用全原油作为烯烃生产厂的热解炉进料的方法。该进料经历汽化条件直至基本上被最低限度温和裂解所汽化，但留有某些来自进料的剩余液体，由此形成的蒸气在炉的辐射区经历剧烈裂解，并将来自进料的剩余液体与至少一种急冷油混合以降低该剩余液体的温度 。美国专利7，404，889公开了一种用于热裂解烃进料的方法，其中首先在常压热蒸馏步骤中处理进料以形成轻质汽油、石脑油馏分、中间馏出物馏分、和常压残余物。轻质汽油和残余物的混合物在汽化步骤中至少部分汽化，和在蒸汽的存在下将汽化步骤的汽化产物热裂解。石脑油馏分和中间馏出物馏分不裂解。中间馏出物典型地包括加热油(heatingoil)、喷气燃料、柴油、和煤油。美国专利7，550，642公开了一种用于处理液体原油和/或天然气冷凝物进料的方法，包括使进料经历汽化步骤以形成蒸气状产物和液体产物，使蒸气状产物经历热裂解，和使液体产物经历原油精炼处理。美国专利7，138，047教导了一种用于裂解含不挥发烃的重质烃进料的方法，包括:加热重质烃进料，使重质烃进料与流体和/或初级稀释蒸汽流混合以形成混合物，闪蒸该混合物以形成蒸气相和液相，并依据方法的至少一个选定的操作参数，例如闪蒸流进入闪蒸罐之前的温度，改变与重质烃进料混合的流体和/或初级稀释蒸汽流的量。美国专利申请公开20090050523教导了用于操作烯烃生产装置的改进的方法，其采用了裂解炉来重度热裂解含烃材料以在所述生产装置中后续加工如此裂解的产物，所述装置操作方法包括:1)提供全原油和天然气凝析油至少之一作为所述含烃材料，2)将所述全原油/凝析油进料供给到汽化步骤，其中所述进料被大体上汽化，和3)将所述大体上汽化的进料输送到所述裂解炉，所述装置进一步对所述裂解的材料产物进行油淬步骤以形成裂解瓦斯油流。改进包括将至少一部分所述裂解瓦斯油流送往加氢裂解步骤，加氢裂解所述裂解瓦斯油以产生加氢裂解产物，和将至少一部分所述加氢裂解产物作为进料返回到所述汽化步骤。所述裂解瓦斯油的沸程为从约380到约700 F(193-371 °C )。U.S.专利 7，404，889,7, 550，642,7, 138，047 和美国专利申请公开 20090050523所教导的方法全部具有产生渣油副产物的缺陷，所述渣油不得不在别处处理。尚存对发展有效方法的需要，所述方法能够利用重质烃进料例如重质原油以高产率制备烯烃和其它石化化合物(参见，例如，2010年11月23日提交的共同未决申请12/952，592 (案卷编号77-3009A)，和2010年11月23日提交的共同未决申请12/952，662(案卷编号77-3010A))。发明概述本发明是一种用于裂解重质烃进料的方法，包括汽化步骤、蒸馏步骤、焦化步骤、加氢处理步骤、和蒸汽裂解步骤。将重质烃进料传输至汽化单元的第一区以分离第一蒸气流和第一液体流。将第一液体流传输至汽化单元的第二区并与逆流蒸汽密切接触以产生第二蒸气流和第二液体流。在蒸汽裂解器的辐射区裂解第一蒸气流和第二蒸气流以产生裂解流出物。在分懼器中蒸懼第二液体流以产生顶部流、侧懼分和底物流(bottoms stream)。在催化剂的存在下使侧馏分与氢气反应以产生加氢处理产物。将加氢处理产物分离成气体产物和液体产物。将液体产物送至汽化单元。在焦炭塔中热裂解底物流以产生焦化流出物和焦炭。将焦化流出物传输至所述分馏器。附图简要说明
图1为本发明一个实施方案的工艺流程图。发明详述
本发明是一种用于蒸汽裂解重质烃进料以制备乙烯、丙烯、C4烯烃、热解汽油、和其它产物的方法。重质烃进料可包含以下的一种或多种:瓦斯油、加热油、喷气燃料、柴油、煤油、汽油、合成石脑油、残油液重整油、费托液、费托气、天然汽油、馏出物、原始石脑油、原油、天然气冷凝物、常压管式炉底物(atmospheric pipestill bottoms)、减压管式炉流(包括底物、宽沸程石脑油至瓦斯油冷凝物)、来自精炼厂的重质非原始烃流、减压瓦斯油、重质瓦斯油、常压渣油、加氢裂化器蜡、费托蜡等。一种优选的重质烃进料为原油。重质烃进料包含沸点为至少565°C的烃(“重质烃”)。进料中重质烃的量通常为至少I wt%,优选地至少10 wt%,最优选地至少30 wt%。术语“烃(hydrocarbon)”或“烃的(hydrocarbonaceous)”指主要由氢和碳原子组成，但可含有其它元素如氧、硫、氮、金属、无机盐等的物质。
术语“全原油”或“原油”、“未加工石油”、或“毛油”指适用于蒸懼，但还未经历任何蒸馏或分馏的液体油。原油通常含有大量的烃和其它沸点等于或大于1，050 F (565°C)的组分和不沸组分(如浙青或焦油)。因此，如果不是不可能的话，很难提供全原油的沸程。术语“石脑油”指具有约30°C -约232°C沸程的可燃烃混合物，其获自石油或煤焦油蒸馏。石脑油通常是具有5-12个碳原子的烃分子的混合物。术语“轻质石脑油”指具有30°C -90°C沸程的烃级分。其通常含有具有5-6个碳原子的烃分子。术语“重质石脑油”指具有90°C _232°C沸程的烃级分。其通常含有具有6_12个碳的烃分子。术语“费托过程”或“费托合成”指用于将一氧化碳和氢气的混合物转化成烃的催化过程。术语“常压残油”或“常压渣油”指精炼厂中原油常压蒸馏中获得的蒸馏底物。获自常压蒸懼的常压残油有时被称作“常压洛油(long resid或long residue)”。为了回收更多的馏出物产物，在减压和高温下进行进一步蒸馏，称作“减压蒸馏”。减压蒸馏残余物被称作“减压禮:油(short resid 或 short residue)”。蒸汽裂解器典型地具有矩形燃烧室，所述燃烧室具有位于辐射耐火壁之间的竖直管。烃的蒸汽裂解在管式反应器中完成。管支撑于它们的顶部。辐射区供热由使用气态或气态/液态组合燃料的侧壁安装燃烧器或底部安装燃烧器或二者的组合来完成。燃烧室典型地处于轻微负压下，最经常带有向上流动的烟道气。烟道气通过自然通风和/或引风流入对流区。通常两个裂解炉共享一个共同的烟 ，并且加热器的高度可自30至50米变化。辐射管通常挂于燃烧室中央下方的单平面内。它们可嵌入单平面中或者以交错、双排管排列平行放置。从燃烧器向辐射管的热传递主要通过辐射发生，因此有了术语“辐射区”，此处烃被加热至约1，400 F-约1，550 F (约760-843°C )的温度。多个工程承包商包括ABBLummus Global> Stone and Webster、Kellogg-Braun & Root、Linde、和 KTI 提供裂解炉技术。离开辐射区的裂解流出物被快速冷却以防止较轻的分子反应形成较重的化合物。以高压蒸汽的形式回收了大量的热，其可用于烯烃设备或别处。热回收通常通过使用本领域已知的传输线交换器(TLE)来完成。在烯烃设备的回收区中，冷却的流出物被通过压缩结合浓缩和分馏分离成所需的产物，包括氢气、甲烷、乙烯、丙烯、粗C4烃、热解汽油、和热解燃料油。术语“热解汽油”指具有约100 F-约400 F (38-204°C)沸程的馏分。术语“热解燃料油”指具有约400 F (204°C)_终点，例如大于1200 F (649°C )沸程的馏分。作为副产物产生焦炭，当使用气体进料或所含大部分为轻质挥发烃的高质量的液体进料时，焦炭沉积在辐射管内壁上，而不太经常沉积在对流管内壁上。沉积在反应器管壁上的焦炭限制了向管的热传递、增大了沿盘管的压力降、并影响裂解反应的选择性。术语“焦炭”指任何高分子 量碳质固体，并包括自多核芳烃缩合形成的化合物。必须定期地关闭并清理裂解器，这叫做除焦。除焦之间典型的运行周期为25-100天。焦炭还沉积在传输线交换器中。传统的蒸汽裂解器对于裂解高质量的液体进料，例如瓦斯油和石脑油有效。使用传统的蒸汽裂解器无法经济地裂解重质烃，因为它们倾向于更容易地在对流管和辐射管中形成焦炭，这缩短了裂解器的运行周期。本发明的方法包含将重质烃进料导入汽化单元的第一区并分离第一蒸气流和第一液体流。汽化单元具有两个区:第一区和第二区。在第一区中，发生气液分离以形成第一蒸气流和第一液体流。第一蒸气流离开第一区并进入蒸汽裂解器的辐射区。重质烃进料在进入汽化单元之前可在蒸汽裂解器的对流区中在约15-100 psig下预热至350-400 F (177-204°C)的温度。在重质烃进料进入汽化单元之前可将蒸汽加入其中。通常第一区保持在约350-约400 F (177-204°C)的温度和15-100 psig的压力下。第一液体流进入汽化单元的第二区。通常第二区位于第一区之下。在第二区中，第一液体与蒸汽以逆流方式接触以致至少一部分的烃组分被汽化。优选处于约900-约1300F (482-704°C)温度下的蒸汽进入第二区并向第二区中的液态烃提供额外的热能，其促进了液态烃的进一步汽化。在第二区中形成的蒸气烃(第二蒸气流)离开汽化单元并进入蒸汽裂解器的辐射区。剩余液态烃(第二液体流)自汽化单元的底部离开第二区。典型地，第二区在约500-约900 F (260-482°C)的温度和约15-约100 psig的压力下操作。进料到第二区的蒸汽与进入第二区的第一液体流的重量比可为约0.3:1-约1:1。在分馏器中将第二液体流蒸馏成顶部流、侧馏分和底物流。分馏器可具有许多适合的塔盘设计，例如，泡罩塔盘、浮阀塔盘和筛盘。泡罩塔盘具有配合在各个孔上的升气管(riser)或上升筒(chimney),以及覆盖所述升气管的泡罩(cap)。泡罩如此安装以使得在升气管和泡罩之间存在间隙以允许蒸气通过。蒸气上升通过上升筒并被泡罩导向下方，经由泡罩中的缝排出，并穿过塔盘上的淤浆鼓泡。在浮阀塔盘中，穿孔被可掀起的泡罩覆盖。蒸气流掀起泡罩，由此自己产生供蒸气通过的流通面积。掀起泡罩使得将蒸气导向水平流入淤浆中，由此提供蒸气/淤浆混合物。筛盘是其中具有孔的金属板。蒸气直接向上穿过板上的淤浆。可以使用具有随机填料或规整填料的分馏器。除了第二液体流之外，分馏器还可以接收在焦化步骤(见下文)中产生的焦化流出物。焦化流出物是具有各种各样的沸点的烃的混合物。分馏器通常具有10-20的理论级数。分馏器的顶部保持在从约120F ( 49°C)，底部保持在700 F( 371°C )。分馏器的顶部流包含从第二液体流和焦化流出物中分离出的挥发性组分。其通常包含氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、水、二氧化碳、硫化氢及其它烃。优选地将顶部流送往烯烃设备的回收区。侧馏分可具有100-1050 F (38- 565°C )的沸程。其包含石脑油、轻瓦斯油和重瓦斯油。重瓦斯油的沸程一般为约650-约1,050 F ( 343 - 565°C )。热裂解底物流以热裂产生焦化流出物和焦炭(〃焦化步骤〃)。例如延迟焦化是在不使用蒸汽或催化剂的情况下，大的烃分子在压力下热分解以形成更小分子的过程。焦化用于由相对低价值的进料(如重质残余物)制备更轻质、更有价值的烃。焦化通常在约800-约1050 F (426-565°C)的温度和约15-约50 psig的压力下进行。
焦化流出物被送往分馏器以进一步分离(参见上面)。焦化流出物为宽范围分子量的可蒸馏烃的混合物，包括气体(典型地包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、氢气、二氧化碳、硫化氢等)、轻石脑油、轻质瓦斯油、和重质瓦斯油。所得焦炭通常用作燃料，但也可以用于特定用途，如电极制造以及化学品和冶金焦的制备。侧馏分与氢气在催化剂的存在下反应以产生加氢处理流出物。术语“加氢处理”指在催化剂的存在下用氢气处理烃流。加氢处理包括加氢裂解和加氢精制(hydrotreating)。术语“加氢裂解(hydrocracking)”通常指将高分子量物质分解成更低分子量的物质。进行“加氢裂解(hydrocrack)”是指用氢气将有机分子分裂成所得分子片段以形成两种或更多种更小的有机分子。侧馏分的加氢裂解可根据本领域技术人员已知的传统方法进行。典型的加氢裂解条件例如描述于美国专利6，179,995中，其内容通过引用整体并入本文。典型地，加氢裂解通过使焦化液体与氢气在适合的加氢裂解催化剂的存在下、在约600-约900 F(316-482°C)、优选约 650-约 850 F (343_454°C )的温度、和约 200-约 4000 psig、优选约1500-约3000 psia的压力、和约0.1-约10 h'优选约0.25-约5 IT1的液时空速下接触来实现。用于加氢裂解的适合催化剂通常包含裂解组分、加氢组分、和粘合剂。加氢裂解催化剂是本领域已知的。裂解组分可包括无定形二氧化硅-氧化铝和/或沸石，例如Y-型或USY沸石。粘合剂通常为二氧化硅或氧化铝。加氢组分可为第VI族、第VII族、或第VIII族金属，优选为钥、钨、钴、或镍中的一种或多种。如果存在于催化剂中，这些加氢组分通常占催化剂重量的约5%-约40%。或者，钼族金属，例如钼或钯，可作为加氢组分单独存在或与基础金属加氢组分钥、钨、钴、或镍结合存在。如果存在，钼族金属通常占催化剂重量的约0.1%-约 2%O
术语“加氢精制”指使碳-碳双键(例如烯烃或芳烃中)或碳-碳三键变饱和并从杂原子化合物中移除杂原子(例如氧、硫、氮)。典型的加氢精制条件是本领域技术人员所熟知的，例如描述于美国专利8，179，995中，其内容通过引用整体并入本文。加氢精制条件包括约 400 F-约 900 F (204-482°C)、优选约 650 F-约 850 F (343_454°C )的反应温度；约500-约5000 psig、优选约1000-约3000 psig的压力；和约0.5 IT1-约20 IT1的液时空速(LHSV)。适合的加氢精制催化剂包含负载于多孔耐火载体(如氧化铝)之上的第VI族金属和第VIII族金属。加氢精制催化剂的实例为氧化铝负载的钴-钥、镍-钨、钴-钨和镍-钥。典型地，加氢精制催化剂是预硫化的。将由加氢裂解和/或加氢精制产生的加氢处理流出物分离成气体产物和液体产物。便利地，这通过将加氢处理流出物在约15-30psig的压力下冷却到约120 F (49°C )来进行。该气体产物通常含有氢气、硫化氢、氨、水、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、二氧化碳、和其它烃。优选地，将气体产物传输至烯烃设备的回收区以进一步纯化。将液体产物进料至汽化单元。根据加氢处理流出物的温度，其可与进料结合并在裂解器的对流区中进一步加热，或直接进料至汽化单元。液体产物典型地具有约13-15 wt%的氢气含量，这比焦化流出物的氢气含量高约1-约3 wt%。更高的氢气含量有助于提高在蒸汽裂解对较低级烯烃的选择性，由此产生更多的乙烯和丙烯及更少的燃料级化学品。另外，加氢裂解降低了平均分子量且降低了芳烃含量，这减少了对流管和辐射管中的焦化。加氢精制降低了塔顶烃产物的硫、氮、和氧含量。加氢精制也可使多核芳烃饱和并由此减少焦化。在一种优选的方法中，从分馏器获得超过一个侧馏分，且对每个侧馏分分别进行加氢处理。例如，可以获得两个侧馏分:第一侧馏分和第二侧馏分。第一侧馏分的沸程为约100-650 F (38-343Γ)，且在约 500-700F (260-37ΓΟ 的温度、约 100-约 500psig 的压力和约1-约51Γ1的液时空速下加氢处理。第二侧馏分的沸程为约650-1050F(343-565°C )，且在约500-725F( 260-385°C )的温度、约400-约2500psig的压力和约0.5-约51Γ1的液时空速下加氢处理。通过获得具有不同分子量范围的侧馏分，可以根据各个流的杂原子内容物、多环芳烃内容物等对各个流使用适当的催化剂和加氢处理条件(例如，温度，压力，氢-烃比，流速)。该方法包括在炉的辐射区裂解来自汽化单元的第一和第二蒸气流以产生裂解流出物。在烯烃设备中处理该裂解流出物以产生产物，如氢气、乙烯、丙烯、热解汽油、和热解燃料油。可能期望地在同一焦化步骤中热裂解该热解燃料油以产生额外的蒸汽裂解进料。例如，热解燃料油可与分馏器的底物流混合以形成结合的流，其在焦化步骤中热裂解。图1为本发明的烯烃设备的一部分的工艺流程图。使原油进料I经过炉101的对流区的预热区A。然后经由管线2将原油进料传输至汽化单元102，所述汽化单元102包括上部区域(第一区)11和下部区域(第二区)12。将与单元102收集的预热进料有关的烃蒸气、和在区域11中形成的额外蒸气作为第一蒸气流经由管线4自区域11移出。未在区域11中汽化的烃液体(第一液体流)经由管线3移至区域12的上内部。区域11和12通过不渗透壁9彼此隔开不流体连通，所述不渗透壁9例如可为固体塔板。管线3代表区域11和12之间的外部流体下降流连通。如果需要，区域11和12可在它们之间通过更改壁9而具有内部流体连通，所述更改壁9为将壁9更改为至少部分液体可渗透的以允许区域9中的液体向下通入区域12的上内部和区域12中的蒸气向上进入区域11的下内部。不管第一液体流通过什么方式自区域11移至区域12，其向下移入区域12的上内部，并优选遇到至少一个液体分布装置6。装置6将液体均匀地分布在单元102的横切面上以致向下流动的液体在接触床10之前沿塔的宽度均匀地铺展开。适合的液体分布装置包括多孔板、槽分布器、穿流筛板、烟筒塔板(chimney trays)、喷头等。床10沿单元102的整个横截面伸展，其不具有液体可不受床10阻碍地流过的大开放垂直通道或管道。因此，向下流动的液体无法不经床10而自第二区12的顶部流至底部。优选地，床10含有用于促进第二区中液体和蒸气密切混合的填充材料和/或塔板。将初始稀释蒸汽(通过区域B预热管线30中的低温蒸汽产生)经由管线13导入位于床10之下的区域12下部。来自第一区11的第一液体流经由管线3进入第二区12，经过液体分布器6，向下移入区域12，并与床10中的蒸汽密切混合。作为结果，额外的蒸气烃(第二蒸气流)在区域12中形成。新形成的蒸气与稀释蒸汽一起自区域12经由管线5移出，并与管线4中的蒸气合并以形成管线7中的烃蒸气流。管线7中的流含有在汽化单元中由进料I和输入汽化单元的蒸汽所产生的全部烃蒸气(第一蒸气流和第二蒸气流)。使来自汽化单元的烃蒸气和蒸汽经过炉101的对流区的预热区C，进一步加热至更高的温度，并进入炉101的辐射区D中的辐射管。在辐射区D中，蒸气烃裂解。区域12中的自底部离开汽化单元102的剩余液态烃(第二液体流)被进料到分馏器103。顶部流任选地被传输至烯烃设备的回收区。第一侧馏分经由管线16进入加氢处理区106。氢气经由管线22加入加氢处理区106。管线23中的加氢处理产物在区域108中冷却并分离成管线25中的第一气体产物和管线27中的第一液体产物。类似地，第二侧馏分在反应区105加氢处理并被分离成管线29中的第二液体产物和管线26中的第二气体产物。将第一和第二液体产物在管线29中合并 ，并在A区预热之后传输至蒸发器102。第一和第二气体产物任选地传输至烯烃设备的回收区以进行纯化。在焦炭塔104中热裂解来自分馏器的底物流以形成焦化流出物和焦炭。焦炭通过管线20除去。焦化流出物通过管线21传输到分馏器103。本发明直接自重质烃进料，例如原油，产生轻质烯烃，如乙烯、丙烯、和其它有用的石化中间体，而不需要精炼-型操作。
实施例图1阐述了根据本发明的烯烃设备中的蒸汽裂解过程。将被称为阿拉伯重质原油的原油经由管线1、以87，000 lb/h的速度、在环境温度和压力下进料到热解炉101对流区的预热区A。该阿拉伯重质原油含有约31 wt%的在大于1，050 F (565°C)的温度下沸腾的烃，包括浙青质和焦油。在对流区中，在约60 psig下将进料加热至约740 F(393°C),并随后经由管线2通入汽化单元102的上部区域11。在区域11中，在约350 F(177°C)的温度和60 psig下形成汽油和石脑油蒸气的混合物，将其自剩余液体分离。分离的蒸气经由管线4自区域11移出。区域11中剩余的烃液体经由管线3转移至下部区域12，并在区域12中向下落向单元102的底部。将约1，020 F (549°C)的预热蒸汽以30，000 lb/h的速度经由管线13导入区域12的底部以在区域12中产生约0.6:1的蒸汽与烃重量比。区域12中下落的烃液滴通过填充床10与上升的蒸汽接触。将约800 F (426°C)的蒸汽和烃的气态混合物经由管线5自接近区域12顶部抽出，并与经由管线4自区域11移出的蒸气混合以形成管线7中的合并的蒸汽-烃蒸气混合物。管线7中的混合物具有约0.5:1的蒸汽与烃重量比。该混合物在区域C中预热，并以90, 000 lb/h的总流速导入辐射区的区域D以在1，450 F-1, 550 F (788-843°C )的温度下热裂解。裂解产物通过管线14移出，以在烯烃设备回收区(图1中未示出)进行下游处理。将来自区域12的残余油以27,000 lb/h的速度、在约600 F (315°C)的温度和约70 psig的压力下自单元102经由管线8移出，并传输至分馏器203底部的第一级之下。分懼器203具有12个真实分级。来自分懼器回流鼓的顶部排气(overhead vent)包含轻气体，如氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、C4化合物、硫化氢和氨。将该流送往烯烃设备以进行处理和回收有价值的烃。第一侧馏分从第10级离开分馏器，其包含石脑油和轻质瓦斯油级分。第一侧馏分经由管线16进入固定床反应器106。反应器106包含N1-Mo催化剂，工作在600 F(315°C )的温度、600 psig的压力和I IT1的液时空速下。氢气经由管线22供给到反应器106。将来自反应器106的产物在区108冷却到约120 F (49°C )并分离成管线25中的包含氢气、硫化氢、氨、甲烷及其它轻气体的气体产物和管线27中的液体产物。第二侧馏分从第4级离开分馏器，其包含重质瓦斯油级分。第二侧馏分经由管线18进入固定床反应器105。反应器106包含相同的N1-Mo催化剂，工作在725 F (385°C)的温度、2200psig的压力和0.5 IT1的液时空速下。氢气经由管线22添加到反应器105。将来自反应器105的产物在区108冷却到约120 F (49°C )并分离成管线25中的气体产物和管线27中的液体产物。将从区108和区107分离的气体产物传输至烯烃设备的回收区以进行精制。第一侧馏分和第二侧馏分都经由管线29送往烯烃设备并与管线I中的新鲜进料合并。底物流在700 F(371°C )离开分馏器，加热至约900 F (482°C )的温度，传输至焦炭塔(coking drum) 104,其工作在约900 F (482°C )的温度和约60 psig的压力下。
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将焦炭塔103中形成的焦化流出物以18，500 lb/h的速度经由管线21移出并送往分馏器。
权利要求
1.一种用于在具有对流区和辐射区的蒸汽裂解器中裂解重质烃进料的方法，该方法包括: (a)将重质烃进料传输至汽化单元的第一区并在第一区中将所述进料分离成第一蒸气流和第一液体流； (b)将第一液体流传输至汽化单元的第二区并在汽化单元的第二区中使第一液体流与逆流蒸汽接触以致第一液体流与所述蒸汽密切混合产生第二蒸气流和第二液体流； (C)在蒸汽裂解器的辐射区蒸汽裂解第一蒸气流和第二蒸气流以产生裂解流出物； (d)在分馏器中蒸馏第二液体流以产生顶部流、侧馏分和底物流； (e)加氢处理所述侧馏分以产生加氢处理流出物； (f)将所述加氢处理产物分离成气体产物和液体产物； (g)将所述液体产物传输至所述汽化单元； (h)在焦炭塔中热裂解来自所述分馏器的所述底物流以产生焦化流出物和焦炭； (i)将焦化流出物传输至所述分馏器。
2.权利要求1的方法，其中所述重质烃进料包含至少1wt%的沸点为至少565°C的烃。
3.权利要求1的方法,其中所述重质烃进料包含至少10wt%的沸点为至少565°C的烃。
4.权利要求1的方法，其中在所述重质烃进料进入汽化单元的第一区之前，在蒸汽裂解器的对流区将其加热至177-204°C。
5.权利要求1的方法，其中汽化单元的第一区处于177-204°C的温度和15-100psig的压力下。
6.权利要求1的方法，其中所述逆流蒸汽处于482-704°C的温度和15-100psig的压力下。
7.权利要求1的方法，其中汽化单元的第二区处于260-482°C的温度和15-100psig的压力下。
8.权利要求1的方法，进一步包括将焦化流出物传输至所述分馏器。
9.权利要求1的方法，进一步包括将所述气体产物传输至烯烃设备的回收区。
10.权利要求1的方法，进一步包括从所述裂解流出物中分离热解燃料油并将热解燃料油传输至步骤(h)。
11.权利要求1的方法，其中步骤(d)产生两个侧馏分:沸程为约38-约343°C的第一侧馏分，和沸程为约343-约565°C的第二侧馏分。
12.权利要求11的方法，其中第一侧馏分在约260-约371°C的温度、约100-约500psig的压力和约1-约5h-1的液时空速下加氢处理，第二侧馏分在约260-约385°C的温度、约400-约2500psig的压力和约0.5-约51Γ1的液时空速下加氢处理。
全文摘要
本发明公开了一种用于裂解重质烃进料的方法，包括汽化步骤、焦化步骤、加氢处理步骤、和蒸汽裂解步骤。将重质烃进料传输至汽化单元的第一区以分离第一蒸气流和第一液体流。将第一液体流传输至汽化单元的第二区并与逆流蒸汽密切接触，制备第二蒸气流和第二液体流。使第一蒸气流和第二蒸气流在蒸汽裂解器的辐射区中裂解以制备裂解流出物。在分馏器中蒸馏第二液体流以产生顶部流、侧馏分和底物流。在催化剂的存在下使侧馏分与氢气反应以产生加氢处理产物。将加氢处理产物分离成气体产物和液体产物。将液体产物送至汽化单元。在焦炭塔中热裂解底物流以产生焦化流出物和焦炭。将焦化流出物传输至所述分馏器。
文档编号C10G9/36GK103249813SQ201180061005
公开日2013年8月14日 申请日期2011年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者R.S.布里奇斯, S.G.切拉潘 申请人:伊奎斯塔化学有限公司