對(duì)原油進(jìn)行集成加氫處理、蒸汽熱解和漿液加氫處理以生產(chǎn)石油化學(xué)產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】在氫氣存在下將原油加到在可有效產(chǎn)生經(jīng)過加氫處理的流出物的條件下操作的加氫處理區(qū)，在蒸汽存在下在蒸汽熱解區(qū)中對(duì)其進(jìn)行熱裂化，以產(chǎn)生混合產(chǎn)物流。對(duì)來(lái)源于所述經(jīng)過加氫處理的流出物、所述蒸汽熱解區(qū)內(nèi)的加熱蒸汽或所述混合產(chǎn)物流中的一者或多者的重質(zhì)組分加到漿液加氫處理區(qū)，以產(chǎn)生漿液中間產(chǎn)物，然后對(duì)其進(jìn)行熱裂化。從所分離的混合產(chǎn)物流回收烯烴和芳烴作為產(chǎn)物。
【專利說明】對(duì)原油進(jìn)行集成加氫處理、蒸汽熱解和漿液加氫處理以生 產(chǎn)石油化學(xué)產(chǎn)品
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)要求2012年3月20日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/613, 294和2013年 3月14日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/785, 894的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該兩文獻(xiàn)以引用的方式并 入本文中。
[0003] 發(fā)明背景 發(fā)明領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明涉及一種由進(jìn)料（包括原油）生產(chǎn)如輕質(zhì)烯烴和芳烴等石油化學(xué)產(chǎn)品的集 成加氫處理、蒸汽熱解和漿液加氫處理工藝。
[0005] 相關(guān)技術(shù)說明
[0006] 低級(jí)烯烴（例如乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯）和芳烴（例如苯、甲苯和二甲苯）是 廣泛用于石油化工和化學(xué)工業(yè)的基本中間物。熱裂化或蒸汽熱解是典型地在蒸汽存在下和 在無(wú)氧條件下形成這些材料的工藝的一種主要類型。蒸汽熱解的原料可以包括石油氣體和 餾分，如石腦油、煤油和瓦斯油。在原油精煉中，這些原料的可用性常常受到限制，并且需要 昂貴的能量密集型工藝步驟。
[0007] 已經(jīng)使用重質(zhì)烴作為蒸汽熱解反應(yīng)器的原料進(jìn)行了研究。常規(guī)重質(zhì)烴熱解操作中 的一個(gè)主要缺點(diǎn)是焦炭形成。舉例來(lái)說，用于重質(zhì)液體烴的蒸汽裂化工藝公開在美國(guó)專利 號(hào)4, 217, 204中，其中將熔融鹽霧引入到蒸汽裂化反應(yīng)區(qū)中，以試圖將焦炭形成減到最少。 在一個(gè)使用康拉遜殘?zhí)紴?. 1重量％的阿拉伯輕質(zhì)原油的實(shí)施例中，在熔融鹽存在下，裂 化設(shè)備能夠連續(xù)操作624小時(shí)。在不加入熔融鹽的對(duì)比例中，蒸汽裂化反應(yīng)器在僅5小時(shí) 后就因?yàn)榉磻?yīng)器中形成焦炭而被阻塞并且變得不可操作。
[0008] 另外，使用重質(zhì)烴作為蒸汽熱解反應(yīng)器的原料時(shí)烯烴和芳烴的產(chǎn)率和分布與使用 輕質(zhì)烴原料時(shí)的不同。重質(zhì)烴與輕質(zhì)烴相比具有較高的芳烴含量，如較高的礦務(wù)局相關(guān)指 數(shù)（BMCI)所指示。BMCI是原料芳香度的度量，且計(jì)算如下：
[0009] BMCI = 87552/VAPB+473. 5*(sp. gr. )-456. 8 (1)
[0010] 其中：
[0011] VAPB =體積平均沸點(diǎn)（蘭氏度），且
[0012] sp. gr.=原料的比重。
[0013] 當(dāng)BMCI減小時(shí)，預(yù)期乙烯產(chǎn)率增加。因此，高石蠟或低芳烴進(jìn)料通常優(yōu)選進(jìn)行蒸 汽熱解，以便在反應(yīng)器旋管部分中獲得所需烯烴的較高產(chǎn)率且避免存在較多不希望的產(chǎn)物 和焦炭形成。
[0014] Cai 等，"Coke Formation in Steam Crackers for Ethylene Production, "Chem. Eng. &Proc.，第41卷，（2002)，199 - 214中已經(jīng)報(bào)告了蒸汽裂化器中的絕對(duì)焦炭形成速率。 總體來(lái)說，絕對(duì)焦炭形成速率呈烯烴〉芳烴〉石蠟烴這樣的升序，其中烯烴表示重烯烴。
[0015] 為了能夠響應(yīng)于對(duì)這些石油化學(xué)產(chǎn)品的不斷增長(zhǎng)的需求，能以較大的量使用的其 它類型進(jìn)料，如未處理的原油，對(duì)生產(chǎn)商具有吸引力。使用原油進(jìn)料將最小化或消除精煉的 可能性，精煉是這些必需的這些石油化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)中的瓶頸。
[0016] 發(fā)明概述
[0017] 本文中的系統(tǒng)和工藝提供了一種集成有加氫處理區(qū)和漿液加氫處理區(qū)以便允許 直接處理原料（包括原油原料）以生產(chǎn)石油化學(xué)產(chǎn)品（包括烯烴和芳烴）的蒸汽熱解區(qū)。
[0018] 在氫氣存在下將原油加到在可有效生產(chǎn)經(jīng)過加氫處理的還原流出物的條件下操 作的加氫處理區(qū)，所述流出物具有降低的污染物含量、增加的鏈烷烴含量、減小的礦務(wù)局相 關(guān)指數(shù)和增加的美國(guó)石油學(xué)會(huì)比重。在蒸汽熱解區(qū)中對(duì)經(jīng)過加氫處理的流出物進(jìn)行熱裂 化，以產(chǎn)生混合產(chǎn)物流。來(lái)源于經(jīng)過加氫處理的流出物、蒸汽熱解區(qū)內(nèi)經(jīng)過加熱的蒸汽或由 蒸汽裂化產(chǎn)生的混合產(chǎn)物流中的一者或多者加到漿液加氫處理區(qū)，以產(chǎn)生漿液中間產(chǎn)物， 然后對(duì)其進(jìn)行熱裂化。從所分離的混合產(chǎn)物流回收烯烴和芳烴作為產(chǎn)物。
[0019] 如本文中所使用，術(shù)語(yǔ)"原油"應(yīng)理解為包括來(lái)自于常規(guī)來(lái)源的全原油，包括已經(jīng) 進(jìn)行了一定的預(yù)處理的原油。術(shù)語(yǔ)原油還應(yīng)該理解為包括已經(jīng)進(jìn)行了水-油分離和/或 氣-油分離和/或脫鹽和/或穩(wěn)定的原油。
[0020] 下文詳細(xì)論述本發(fā)明工藝的其它方面、實(shí)施方案和優(yōu)點(diǎn)。此外，應(yīng)理解，前述信息 和以下詳細(xì)描述都僅僅是各種方面和實(shí)施方案的說明性實(shí)例，并且打算為理解所要求的特 征和實(shí)施方案的特性和特征提供綜述或框架。附圖是說明性的，并且是為了加深對(duì)本發(fā)明 工藝的各種方面和實(shí)施方案的理解而提供。
[0021] 附圖簡(jiǎn)述
[0022] 將在下文且參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中：
[0023] 圖1是本文中所描述的集成工藝的一個(gè)實(shí)施方案的工藝流程圖；且
[0024] 圖2A-2C是本文中所描述的集成工藝的某些實(shí)施方案中所使用的氣-液分離裝置 的透視圖、頂視圖和側(cè)視圖的示意性說明；且
[0025] 圖3A-3C是本文中所描述的集成工藝的某些實(shí)施方案中所使用的閃蒸容器中的 氣-液分離裝置的截面視圖、放大截面視圖和頂部截面視圖的示意性說明。
[0026] 發(fā)明詳述
[0027] 圖1中示出了包括集成加氫處理、蒸汽熱解和漿液加氫處理的工藝流程圖。所述 集成系統(tǒng)總體上包括選擇性加氫處理區(qū)、蒸汽熱解區(qū)、漿液加氫處理區(qū)和產(chǎn)物分離區(qū)。
[0028] 所述選擇性加氫處理區(qū)總體上包括加氫處理反應(yīng)區(qū)4,所述加氫處理區(qū)具有用于 接收混合物3的入口，所述混合物含有進(jìn)料1和從蒸汽熱解產(chǎn)物流再循環(huán)而來(lái)的氫氣2,以 及必要時(shí)存在的補(bǔ)充氫氣（未示出）。加氫處理反應(yīng)區(qū)4還包括用于排出經(jīng)過加氫處理的 流出物5的出口。
[0029] 在熱交換器（未示出）中冷卻來(lái)自于加氫處理反應(yīng)區(qū)4的反應(yīng)器流出物5,且送到 高壓分離器6。在胺單元12中凈化分離器頂部物質(zhì)7,且將產(chǎn)生的富氫氣體流13傳送到再 循環(huán)壓縮器14以用作加氫處理反應(yīng)器中的再循環(huán)氣體15。來(lái)自于高壓分離器6的底部物 流8基本上呈液相，將其冷卻并引入到低壓冷分離器9中，在其中將它分離成氣體物流和液 體物流10。來(lái)自于低壓冷分離器的氣體包括氫氣、H 2S、NH3和任何輕質(zhì)經(jīng)，如C「C4烴。典 型地，將這些氣體送出以便進(jìn)行進(jìn)一步處理，如閃光處理或燃料氣體處理。根據(jù)本文中的工 藝和系統(tǒng)的某些實(shí)施方案，通過將物流11與蒸汽裂化器產(chǎn)物44組合作為產(chǎn)物分離區(qū)的組 合進(jìn)料來(lái)從其中回收氫氣和其它烴。液體物流l〇a的全部或一部分充當(dāng)加到蒸汽熱解區(qū)30 的經(jīng)過加氫處理的裂化進(jìn)料。
[0030] 蒸汽熱解區(qū)30總體上包括可基于本領(lǐng)域中已知的蒸汽熱解單元操作（例如在蒸 汽存在下將熱裂化進(jìn)料加到對(duì)流部分）進(jìn)行操作的對(duì)流部分32和熱解部分。
[0031] 在某些實(shí)施方案中，氣-液分離區(qū)36包括在部分32與34之間。來(lái)自于對(duì)流區(qū)32 的經(jīng)過加熱的裂化進(jìn)料所通過被分餾的氣-液分離區(qū)36可以是閃蒸分離裝置、基于對(duì)蒸氣 和液體進(jìn)行物理或機(jī)械分離的分離裝置或包括這些裝置類型中的至少一種的組合。
[0032] 在其它實(shí)施方案中，氣-液分離區(qū)18包括在部分32的上游。物流10a在氣-液 分離區(qū)18中被分餾成氣相和液相，所述氣-液分離區(qū)可以是閃蒸分離裝置、基于對(duì)蒸氣和 液體進(jìn)行物理或機(jī)械分離的分離裝置或包括這些裝置類型中的至少一種的組合。
[0033] 有用的氣-液分離裝置示范為且參考圖2A-2C和3A-3C。氣-液分離裝置的類似配 置描述于美國(guó)專利
【發(fā)明者】E·賽義德, R·沙菲, A·R·Z·阿克拉斯, A·布朗內(nèi), I·A·阿巴 申請(qǐng)人:沙特阿拉伯石油公司