用于在蒸汽裂化器單元中裂化烴原料的方法
【專利說明】用于在蒸汽裂化器單元中裂化烴原料的方法
[0001] 本發(fā)明涉及用于在蒸汽裂化器單元中裂化烴原料的方法。
[0002] 通常，將原油經(jīng)由蒸餾處理成許多餾分例如石腦油，瓦斯油和殘留物。每個(gè)這些餾 分具有許多潛在的用途，例如用于生產(chǎn)運(yùn)輸燃料例如汽油，柴油和煤油或者作為到一些石 化和其它處理單元的進(jìn)料。
[0003] 輕質(zhì)原油餾分例如石腦油和一些瓦斯油可以用于經(jīng)由方法例如蒸汽裂化來生產(chǎn) 輕質(zhì)烯烴和單環(huán)芳香族化合物，在其中烴進(jìn)料料流蒸發(fā)，并且用蒸汽稀釋，然后在短的停留 時(shí)間（〈1秒）暴露于非常高的爐（反應(yīng)器）管的溫度（800°c -860°c )。在這樣的方法中， 當(dāng)與進(jìn)料分子相比時(shí)，進(jìn)料中的烴分子被轉(zhuǎn)化成（平均）更短的分子和具有較低的氫：碳 比的分子（例如烯烴）。這種方法也產(chǎn)生了氫作為有用的副產(chǎn)物和大量的較低價(jià)值輔助產(chǎn) 物例如甲烷和C9+芳烴和稠合芳族物質(zhì)（包含兩個(gè)或者更多個(gè)共享邊的芳環(huán)）。
[0004] 通常，更重質(zhì)（或者更高沸點(diǎn)），更高芳族含量的料流例如殘留物是在原油精煉廠 進(jìn)一步處理，來使得來自原油的更輕質(zhì)（可蒸餾）產(chǎn)物的收率最大化。這種處理可以通過 方法例如加氫裂化來進(jìn)行（由此將加氫裂化器進(jìn)料在這樣的條件下暴露于合適的催化劑， 所述條件導(dǎo)致進(jìn)料分子的一些級(jí)分破裂成更短的烴分子，同時(shí)添加氫）。重質(zhì)精煉料流加氫 裂化通常在高壓和高溫進(jìn)行的，和因此具有高的資金成本。
[0005] 原油蒸餾和輕質(zhì)蒸餾餾分的蒸汽裂化的這樣的組合的一個(gè)方面是資金和與原油 分餾相關(guān)的其它成本。重質(zhì)原油餾分（即沸點(diǎn)超過~350°c)是相對(duì)富含取代的芳族物質(zhì) 的，特別是取代的稠合的芳族物質(zhì)（包含兩個(gè)或更多個(gè)共享邊的芳環(huán)），并且在蒸汽裂化條 件下，這些物質(zhì)將產(chǎn)生大量的重質(zhì)副產(chǎn)物例如C9+芳烴和稠合的芳烴。因此，原油蒸餾和蒸 汽裂化的常規(guī)組合的結(jié)果是原油的顯著部分沒有經(jīng)由蒸汽裂化器處理，因?yàn)閬碜杂谥刭|(zhì)餾 分的有價(jià)值的產(chǎn)物的裂化收率不被認(rèn)為是足夠高的。
[0006] 上述技術(shù)的另一方面是甚至當(dāng)僅僅輕質(zhì)原油餾分（例如石腦油）經(jīng)由蒸汽裂化處 理時(shí)，進(jìn)料料流的顯著部分也被轉(zhuǎn)化成低價(jià)值重質(zhì)副產(chǎn)物例如C9+芳烴和稠合的芳烴。使 用通常石腦油和瓦斯油，這些重質(zhì)副產(chǎn)物會(huì)占總產(chǎn)物收率的2% -25%(表VI，第295頁， Pyrolysis ：Theory and Industrial Practice, Lyle F. Albright等人，Academic Press， 1983)。同時(shí)這表示了在常規(guī)蒸汽裂化器規(guī)模上昂貴的石腦油到較低價(jià)值物質(zhì)的明顯財(cái)政 降級(jí)，這些重質(zhì)副產(chǎn)物的收率通常不值得這樣的資金投入，即，將這些物質(zhì)提質(zhì)（例如通過 加氫裂化）成能夠產(chǎn)生大量更高價(jià)值的化學(xué)品的料流所需的資金投入。這部分地因?yàn)榧託?裂化設(shè)備具有高的資金成本，并且當(dāng)使用大部分的石化方法時(shí)，這些單元的資金成本通常 與以0. 6或者0. 7的次方增加的通過量成比例的。因此，小規(guī)模加氫裂化單元的資金成本 通常被認(rèn)為過高，而不值得這樣的投資來處理蒸汽裂化器重質(zhì)副產(chǎn)物。
[0007] 重質(zhì)精煉料流例如殘留物的常規(guī)加氫裂化的另一方面是其通常在選擇來實(shí)現(xiàn)期 望的整體轉(zhuǎn)化率的折衷條件下進(jìn)行的。因?yàn)檫M(jìn)料料流包含一定范圍內(nèi)易于裂化的物質(zhì)的混 合物，因此這導(dǎo)致通過相對(duì)容易加氫裂化的物質(zhì)的加氫裂化所形成的可蒸餾產(chǎn)物的一些級(jí) 分在這樣的條件下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，該條件是加氫裂化更難以加氫裂化的加氫裂化物質(zhì)所必需 的。這增加了與所述方法有關(guān)的氫的消耗和熱管理難度，以及以更有價(jià)值的物質(zhì)為代價(jià)，增 加了輕質(zhì)分子例如甲烷的收率。
[0008] 更輕質(zhì)蒸餾餾分的原油蒸餾和蒸汽裂化的這樣的組合的一個(gè)特征是蒸汽裂化爐 管通常不適于處理這樣的餾分，其包含顯著量的沸點(diǎn)大于~350°C的物質(zhì)，因?yàn)樗y以確保 在混合烴和蒸汽料流暴露于促進(jìn)熱裂化所需的高溫之前，這些餾分完全蒸發(fā)。如果液體烴 的小滴存在于裂化管的熱區(qū)中，則焦炭快速沉積到該管表面，其降低了傳熱并且增加了壓 降并且最終減少了裂化管的運(yùn)行，使得必需使該爐停機(jī)來進(jìn)行脫焦。歸因于這種難點(diǎn)，顯著 比例的初始原油不能經(jīng)由蒸汽裂化器處理成輕質(zhì)烯烴和芳族物質(zhì)。
[0009] US2009173665涉及催化劑和增加烴原料（其包括多核芳烴）的單芳烴含量的方 法，其中單芳烴的增加可以使用如下方式來實(shí)現(xiàn)：增加汽油/柴油收率和同時(shí)降低不想要 的化合物，由此提供用于提質(zhì)烴的路線，該烴包括顯著量的多核芳烴。
[0010] FR2364879涉及選擇性方法，用于生產(chǎn)輕質(zhì)烯烴，主要是每個(gè)分子分別具有2和3 個(gè)碳原子的那些，特別是乙烯和丙烯，其是通過氫解或者加氫裂化，隨后用蒸汽裂化來獲得 的。
[0011] GB1250615涉及芳烴提取方法，由此芳烴可以從含芳烴的加氫裂化物中提取，該方 法包括將含芳烴的加氫裂化物進(jìn)料作為上部進(jìn)料引入至芳族提取系統(tǒng)中，將通過蒸餾得自 輕質(zhì)重整油并且包含苯和重質(zhì)烴和一些甲苯的產(chǎn)物作為中部進(jìn)料引入，和將包含甲苯和重 質(zhì)級(jí)分并且不含環(huán)己烷（用于芳族提取系統(tǒng)的沸點(diǎn)低于含芳烴上部進(jìn)料的溶劑）的重整油 級(jí)分作為底部進(jìn)料引入，和將富含芳烴的提取物送至芳烴-溶劑分離器。
[0012] US3842138涉及在氫存在下熱裂化石油的烴加料的方法，其中該加氫裂化方法是 在反應(yīng)器的出口處5和70巴的壓力，使用0.01-0. 5秒的非常短的停留時(shí)間和從625至 1000°C的在反應(yīng)器出口處的溫度范圍下進(jìn)行的。
[0013] EP0584879涉及由至少具有沸點(diǎn)高于低級(jí)烯烴的沸程的級(jí)分的烴進(jìn)料制備低級(jí)烯 烴的方法，該方法包括熱裂化烴進(jìn)料，其中至少部分的烴進(jìn)料是加氫處理的合成油級(jí)分。
[0014] 本發(fā)明一個(gè)目標(biāo)是提供將石腦油提質(zhì)成芳烴和蒸汽裂化器原料的方法。
[0015] 本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供這樣的方法，其用于將相對(duì)重質(zhì)液體進(jìn)料例如柴油和常 壓瓦斯油轉(zhuǎn)化來生產(chǎn)包含單芳烴和C2-C4鏈烷烴的加氫裂化產(chǎn)物料流。
[0016] 本發(fā)明的另一目標(biāo)是處理重質(zhì)液體原料，同時(shí)使得重質(zhì)C9+副產(chǎn)物的產(chǎn)生最小 化。
[0017] 本發(fā)明涉及裂化蒸汽裂化器單元中的烴原料的方法，其包括下面的步驟：
[0018] 將烴原料進(jìn)料到第一加氫裂化單元，
[0019] 將因此裂化的烴原料進(jìn)料至分離單元，用于獲得鏈烷烴和環(huán)烷烴量高的料流、重 質(zhì)芳烴量高的料流和單芳烴量高的料流
[0020] 將鏈烷烴和環(huán)烷烴量高的料流進(jìn)料至第二加氫裂化單元，其中第一加氫裂化單元 中的工藝條件不同于第二加氫裂化單元中的工藝條件，
[0021] 將因此在第二加氫裂化單元中加氫裂化的料流分離成高含量芳烴料流和包含 C2-C4鏈烷烴、氫和甲烷的氣態(tài)料流，
[0022] 將氣態(tài)料流進(jìn)料至蒸汽裂化器單元。
[0023] 基于這樣的方法，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)。
[0024] 根據(jù)這樣的用于制備可以作為原料用于氣體蒸汽裂化器單元中輕質(zhì)烴的裂化的 原料的方法，在將鏈烷烴和環(huán)烷烴送至第二加氫裂化單元時(shí)，芳烴在芳烴提取單元中得到 分離。此處，所有鏈烷烴都加氫裂化成LPG并且環(huán)烷烴轉(zhuǎn)化成芳烴，所述芳烴優(yōu)選送回至提 取單元。在提取單元中，產(chǎn)生苯⑶和甲苯/二甲苯（TX)餾分。TX-餾分可以進(jìn)一步加氫 脫烷基化以制備更多的苯和燃料氣體。該燃料氣體（甲烷）可以用于蒸汽裂化器單元，制備 可用于第一和第二加氫裂化單元的更多的氫。蒸汽裂化器單元中產(chǎn)生的典型的燃料氣體通 常包含大量氫，在沒有其它用途的情況下，其通常用作燃料來滿足蒸汽裂化器的能量需求。 因此這改善了能量性能和氫平衡。
[0025] 在優(yōu)選實(shí)施方案中，分離單元包括蒸餾單元和提取單元，其中來自蒸餾單元的頂 部料流優(yōu)選送至所述提取單元的入口。蒸餾單元的底部料流（包含重質(zhì)芳烴量高的料流） 優(yōu)選返回至第一加氫裂化單元的入口。鏈烷烴和環(huán)烷烴量高的料流從提取單元送至第二加 氫裂化單元，而單芳烴量高的料流可以進(jìn)一步分餾（如果需要的話）。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方 案，可以將頂部料流從蒸餾單元直接送至第二加氫裂化單元。
[0026] 來自第二加氫裂化單元的高含量芳烴料流優(yōu)選返回至所述分離單元，優(yōu)選至所述 提取單元的入口。這樣返回所述高含量芳烴料流對(duì)總芳烴生產(chǎn)效率具有有益效果。這意味 著用于提取單元的