烃热解排出物的加工方法

著录项
  • CN200680024907.5
  • 20060627
  • CN101218325
  • 20080709
  • 埃克森美孚化学专利公司
  • R·D·斯特莱克;J·R·梅辛杰
  • C10G9/00(2006.01)I
  • C10G9/00(2006.01)I

  • 美国得克萨斯
  • 美国,US
  • 20050708 US11178037
  • 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
  • 邓毅
  • 20060627 PCT/US2006/024990
  • 20070118 WO/2007/008404
  • 20080108
摘要
公开了采用小初级分馏器(即精馏器)处理来自烃热解装置排出物的方法和设备。该方法包括:冷却该气态排出物,例如通过直接骤冷和/或至少一个主换热器进行冷却,并且然后例如在副换热器中将该气态排出物冷却到焦油冷凝的温度,所述焦油是由所述排出物成分之间的反应形成的。让所得的混合气态和液态排出物通过精馏器,以清洁地将骤冷油与包含热解汽油馏分的气态排出物分离,所述热解汽油馏分的沸点由于该精馏器处理的结果而可能降低。然后将该排出物冷却以使包含热解汽油和由蒸汽冷凝的水的液态排出物冷凝,在馏出物转鼓中将所述馏分分离。将该冷却的气态排出物送往回收设备组以回收轻质烯烃。可以将该含热解汽油的馏分的至少一部分再循环到该精馏器以提高骤冷油与热解汽油馏分的分离。
权利要求

1.来自烃热解装置的气态排出物的处理方法,该方法包括:

(a)将该气态排出物至少冷却到焦油冷凝的温度,所述焦油是由 所述排出物成分之间的反应形成的;

(b)让来自步骤(a)的混合气态和液态排出物通过至少一个气- 液分离器,在那里,冷凝的焦油和气态排出物分离;

(c)将来自步骤(b)的气态排出物冷却以使液态排出物骤冷油 冷凝;

(d)让来自步骤(c)的排出物的至少一部分通过至少一个包括 回流入口的精馏器以便引入热解汽油馏分;

(e)将来自步骤(d)的气态排出物冷却以使包含热解汽油和由 蒸汽冷凝的水的液态排出物冷凝;

(f)处理来自步骤(e)的混合气态和液态排出物以至少部分地 由其分离出富含液态热解汽油的料流;和

(g)让该富含液态热解汽油的料流的至少一部分作为回流液流到 所述精馏器。

2.权利要求1的方法,其中将所述气态排出物在步骤(a)中冷却 到小于大约371℃(700)的温度,在步骤(c)中冷却到小于大约316 ℃(600)的温度,和在步骤(e)中冷却到小于大约104℃(220) 的温度。

3.权利要求1的方法,其中将所述气态排出物在步骤(a)中冷却 到大约232-大约316℃(450-600)的温度,在步骤(c)中冷却到大 约93-大约232℃(200-450)的温度,和在步骤(e)中冷却到大约 15-大约93℃(60-200)的温度。

4.权利要求1的方法,其中将所述气态排出物在步骤(a)中冷却 到大约249-大约293℃(480-560)的温度,在步骤(c)中冷却到大 约12-大约176℃(250-350)的温度,和在步骤(e)中冷却到大约 32-大约88℃(90-190)的温度。

5.上述权利要求中任一项的方法,其中所述富含液态热解汽油的 料流具有小于大约66℃(150)的初沸点和超过大约149℃(300) 的终沸点。

6.权利要求5的方法,其中所述富含液态热解汽油的料流具有大约 177-大约454℃(350-850)的终沸点。

7.上述权利要求中任一项的方法,其中步骤(a)包括让所述排出 物通过主输送管线换热器,该换热器提供温度至少大约254℃(489) 和压力大于大约4240kPa(600psig)的蒸汽。

8.上述权利要求中任一项的方法,其中步骤(a)包括让所述排出 物通过主输送管线换热器,该换热器提供温度大约254-大约677℃ (489-1250)和压力大约4240-大约17340kPa(600-2500psig)的 蒸汽。

9.权利要求7或8中任一项的方法,其中步骤(a)包括让所述排出 物从该主输送管线换热器流到其中至少相当大一部分所述焦油冷凝的 副输送管线换热器。

10.权利要求7至9中任一项的方法,其中步骤(a)包括将所述主 输送管线换热器的出口温度维持在其排出物露点之上。

11.上述权利要求中任一项的方法,其中步骤(a)至少部分地通 过用液体骤冷料流将该气态排出物直接骤冷来进行。

12.权利要求11的方法,其中所述液体骤冷料流选自水和油。

13.权利要求12的方法,其中所述液体骤冷料流包括来自步骤(d) 的冷凝骤冷油。

14.权利要求7至10中任一项的方法,其中步骤(a)包括在所述排 出物穿过所述主输送管线换热器之后用骤冷液体直接地接触该气态排 出物。

15.权利要求14的方法,其中所述骤冷液体选自水和油。

16.权利要求15的方法,其中所述骤冷液体包括来自步骤(d)的 冷凝骤冷油。

17.上述权利要求中任一项的方法,其中所述精馏器包括至少一个 塔板。

18.上述权利要求中任一项的方法,其中所述冷却步骤(c)通过 间接接触热交换进行。

19.上述权利要求中任一项的方法,其中将所述冷凝焦油的至少一 部分再循环到所述气-液分离器。

20.上述权利要求中任一项的方法,其中步骤(a)的所述气态排 出物衍生自石脑油原料的热解。

21.上述权利要求中任一项的方法,其中步骤(a)的所述气态排 出物衍生自比石脑油更重质的原料的热解。

22.上述权利要求中任一项的方法,其中在馏出物转鼓中将来自步 骤(e)的冷却的气态排出物、液态热解汽油和液态水至少部分地彼此 分离以形成气态排出物料流、富含液态热解汽油的料流和富含液态水 的料流,将该气态排出物料流送往回收设备组。

23.上述权利要求中任一项的方法,其中所述富含液态热解汽油的 料流与由相应的但不包括步骤(d)的方法制成的相应料流相比具有更 低的终点。

24.来自烃热解装置的气态排出物的处理方法,该方法包括:

(a)让衍生自比石脑油更重质的原料的热解的气态排出物穿过至 少一个主换热器,从而将该气态排出物冷却并产生超高压的蒸汽;

(b)让来自步骤(a)的混合气态和液态排出物穿过至少一个气- 液分离器,在那里,将由所述排出物成分之间的反应形成的焦油冷凝 并与该气态排出物分离;

(c)将来自步骤(b)的气态排出物冷却以使液态排出物骤冷油 冷凝;

(d)让来自步骤(c)的所述混合气态和液态排出物穿过至少一 个精馏器,该精馏器包括选自塔板和填料的蒸馏介质以及用于引入热 解汽油馏分的回流入口,在该精馏器中将冷凝的骤冷油与所述气态排 出物分离;

(e)将来自步骤(d)的气态排出物冷却以使包含热解汽油和由 蒸汽冷凝的水的液态排出物冷凝;

(f)处理来自步骤(e)的混合气态和/或液态排出物以至少部分 地由其分离出富含液态热解汽油的料流;和

(g)让该富含液态热解汽油的料流的至少一部分作为回流液流到 所述精馏器。

25.烃裂化设备,包括:

(a)用于将烃原料热解的反应器,该反应器具有出口,气态热解 排出物可以经由该出口离开该反应器;

(b)i)与该反应器出口连接的换热器和ii)该反应器出口下游 的用于引入骤冷油的管线中的至少一种,用于将该气态热解排出物冷 却;

(c)与(b)连接的且在(b)下游的至少一个气-液分离器,用 于将焦油与该气态排出物分离;

(d)与该至少一个气-液分离器连接的且在其下游的冷却设备组, 用于将该气态排出物进一步冷却;

(e)包括至少一个理论阶段的至少一个精馏器,用于接收来自步 骤(d)的混合气态和液态排出物,其中冷凝的骤冷油与该气态排出物 分离;

(f)至少一个选自冷凝器和水骤冷塔的冷却设备,用于将步骤(e) 的气态排出物冷却,以使包含热解汽油和由蒸汽冷凝的水的液态排出 物冷凝;

(g)用于从步骤(f)的气态和/或液态排出物回收富含液态热解 汽油的料流的分离器;

(h)从步骤(f)和/或(g)的气态排出物回收轻质烯烃的回收 设备组;和

(i)用于将步骤(g)的富含液态热解汽油的料流的至少一部分 再循环到所述精馏器的管线。

26.权利要求25的设备,其中所述精馏器包括至少一个蒸馏塔板。

27.权利要求25的设备,其中所述精馏器包括填料。

28.权利要求25至27中任一项的设备,其还包括在所述换热器下游且 在所述气-液分离器上游的位置处将骤冷油从所述精馏器引入的管线。

29.权利要求25至28中任一项的设备,其中步骤(g)的所述分离 器包括用于接收来自步骤(f)的混合气态和液态排出物的馏出物转鼓, 其中冷却的气态排出物、热解汽油和水至少部分地彼此分离而形成气 态排出物料流、富含液态热解汽油的料流和富含液态水的料流。

30.权利要求25至28中任一项的设备,其中步骤(g)的所述分离 器包括用于接收来自水骤冷塔底部流出物的液体的沉降转鼓,其中冷 凝的热解汽油和水至少部分地彼此分离而形成富含液态热解汽油的料 流和富含液态水的料流。

说明书
技术领域

发明领域

[0002]本发明涉及来自烃热解装置、尤其是使用比石脑油更重质 的原料的那些装置的气态排出物的加工方法。

发明背景

[0003]由各种烃原料制备轻质烯烃(乙烯、丙烯和丁烯)使用热解 或蒸汽裂化技术。热解包括将原料充分地加热到引起较大分子的热分 解。然而,热解工艺产生倾向于结合而形成高分子量材料即焦油的分子。 焦油是在一定条件下可使设备结垢的高沸点、粘稠、反应性材料。

[0004]在热解排出物离开蒸汽裂化炉之后,可以如下使焦油的形 成最小化:迅速地将离开该热解装置的排出物的温度降低到焦油形成 反应大大减缓的水平。

[0005]用来冷却热解装置排出物和除去所得重油的一种技术采用 换热器接着采用水骤冷塔,在该水骤冷塔中除去可冷凝物。当裂化轻 质气体(主要是乙烷、丙烷和丁烷)时,已经证明这一技术是有效的, 因为加工轻质原料的裂化器(统称为气体裂化器)产生较少量的焦油。 结果,换热器可以有效地回收大多数有价值的热而不会结垢并且较少 量的焦油可以由水骤冷分离,即使有一些困难。

[0006]然而,这一技术对于与裂化石脑油和更重质原料的蒸汽裂 化器(统称为液体裂化器)一起使用是不令人满意地,因为液体裂化 器产生比气体裂化器多得多的焦油。换热器可以用来从液体裂化中除 去一些热,但是仅降至焦油开始冷凝的温度。在这一温度之下,不能 使用常规换热器,因为它们将由换热器表面上的焦油的聚集和热降解 而迅速地结垢。此外,当对来自这些原料的热解排出物进行骤冷时, 所产生的一些重油和焦油具有与水大致相同的密度并且可以形成稳定 的油/水乳液。此外,通过液体裂化产生的较大量的重油和焦油将导致 水骤冷操作失效,这使得难以从冷凝水中除热和难以按环境上可接受 的方式处理过量的骤冷水以及重油和焦油。

[0007]因此,在大多数工业液体裂化器中,来自裂解炉的排出物 的冷却通常使用输送管线换热器系统、初级分馏器和水骤冷塔或间接 冷凝器来实现。对于典型的比石脑油原料更重质的原料,输送管线换 热器将该工艺料流冷却到大约371-大约649℃(700-1200)(其中该 温度取决于原料的质量),从而有效地产生可以用于该工艺其它地方 的超高压蒸汽。初级分馏器通常用来将焦油冷凝并将其与较轻质液体 馏分(称为热解汽油)分离,并回收热而降至大约93℃(200),并 且可以使用直接骤冷点,在那里,添加骤冷油以将该料流冷却到足以 使存在于该料流中的焦油冷凝。水骤冷塔或间接冷凝器进一步将离开 该初级分馏器的气体料流冷却到大约40℃(100)以使存在的大部分 稀释蒸汽冷凝和使热解汽油与该气态烯属产物分离,然后将它送到压 缩机。有时,称为蒸汽裂化瓦斯油(其在比方说大约177-大约287℃ (350-550)的范围内沸腾)的中间沸程料流还作为侧料流产生。

[0008]然而,初级分馏器是非常复杂的一件设备,它通常包括油 骤冷部分、初级分馏器塔和一个或多个外部油泵唧循环回路。在骤冷 部分,添加骤冷油以将排出物料流冷却到大约200-大约290℃(400-550 ),从而冷凝存在于该料流中的焦油。在初级分馏器塔中,冷凝的 焦油与该料流的剩余部分分离,在一个或多个泵唧循环区中通过循环 油除去热并在一个或多个蒸馏区中将热解汽油馏分与更重质物质分 离。在一个或多个外部泵唧循环回路中,使用间接换热器将从初级分 馏器排出的油冷却然后返回到该初级分馏器或直接骤冷点。

[0009]具有与其相关的泵唧循环的初级分馏器是整个裂化系统中 最为昂贵的构件。初级分馏器塔本身是工艺中最大的单件设备,通常 对于中型液体裂化器来说,其直径为大约二十五英尺,高度超过一百 英尺。该塔是较大的,因为它实际上在大量低压气体存在下分馏两种 少量组分,即焦油和热解汽油。泵唧循环回路同样是较大的,在中型 裂化器的情况下,每小时处理超过1.3百万千克/小时(3百万磅/小时) 的循环油。泵唧循环线路中的换热器必须较大,原因在于高流量、以 有用水平回收热所必须的紧温差(temperature approach),以及结 垢的容限。

[0010]此外,初级分馏器具有许多其它的限制和问题。具体来说, 热传递发生两次,即从气体到塔内部的泵唧循环液体然后从该泵唧循 环液体到外部冷却设施。这实际上需要对两个热交换系统的投资,并 对除热要求两个温差(或差量),从而降低热效率。

[0011]此外,尽管焦油和汽油料流之间发生分馏,这两种料流通 常必须进一步加工。有时,需要对焦油进行汽提以除去轻质组分,而 汽油可能需要进行再分馏以达到它的终点规格。

[0012]此外,初级分馏器塔和其泵唧循环回路易于结垢。焦炭在 该塔的底部部分聚集并且必须在设备检修过程中最终除去。泵唧循环 回路也受结垢影响,从而需要从过滤器中除去焦炭并且定期清理结垢 的换热器。塔中的塔板和填料有时受结垢影响,这可能限制设备生产。 系统还含有显著存量的可燃液体烃,这从固有安全性观点出发是不合 乎需要的。

[0013]因此需要用于冷却热解装置排出物以及除去所得重油和焦 油的简化方法,该方法排除对初级分馏器塔及其辅助设备的需要,即 使当产生蒸汽裂化瓦斯油时仍如此。

[0014]本发明设法提供处理热解装置排出物、尤其是来自比石脑 油更重质的含烃原料的蒸汽裂化的排出物的简化方法。重质原料裂化 通常比石脑油裂化更经济有利,但是过去它具有差的能量效率和较高 的投资要求的缺点。本发明使由重质原料蒸汽裂化产生的有用热能的 回收得到优化而不会使冷却设备结垢。本发明用更简单的能够使用低 水平热的设备取代初级分馏器塔及其辅助设备(例如泵唧循环回路), 所述热存在于正被加工以蒸馏液体组分的料流中。

[0015]美国专利4,279,733和4,279,734提出了使用骤冷器、间接 换热器和分馏器冷却排出物的裂化方法,所述排出物由蒸汽裂化产生。

[0016]美国专利4,150,716和4,233,137提出了包括预冷区、热回 收区和分离区的热回收设备;其中在预冷区中,让由蒸汽裂化产生的 排出物与喷射的骤冷油接触。

[0017]Lohr等人的“Steam-cracker Economy Keyed to Quenching”,Oil&Gas Journal,第76卷(第20期),第63-68页 (1978)提出了二阶段骤冷,其包括用输送管线换热器间接骤冷以产 生高压蒸汽以及用骤冷油直接骤冷以产生中压蒸汽。

[0018]美国专利5,092,981和5,324,486提出了用于由蒸汽裂化炉 产生的排出物的二阶段骤冷方法,其包括:用来迅速冷却炉子排出物 和产生高温蒸汽的主输送管线换热器以及用来将炉子排出物冷却到尽 可能低到与有效的初级分馏器或骤冷塔性能一致的温度并产生中到低 压蒸汽的副输送管线换热器。

[0019]美国专利5,107,921提出了具有不同管直径的多个管程的 输送管线换热器。美国专利4,457,364提出了紧密连接的输送管线换热 器装置。

[0020]美国专利3,923,921提出了石脑油蒸汽裂化方法,其包括让 排出物穿过输送管线换热器以冷却该排出物之后穿过骤冷塔。

[0021]WO 93/12200提出了如下将来自烃热解装置的气态排出物骤 冷的方法,让该排出物穿过输送管线换热器,然后用液态水将该排出物 骤冷使得当该排出物进入主分离容器时,将该排出物冷却到105℃-130 ℃的温度,使得重油和焦油冷凝。在该主分离容器中将该冷凝的油和焦 油与气态排出物分离并且让剩余的气态排出物流到骤冷塔中,在那里将 该排出物的温度降低到该排出物化学稳定的水平。

[0022]EP 205205提出了通过使用具有两个或更多个独立的热交 换部分的输送管线换热器冷却流体如裂化反应产物的方法。

[0023]美国专利5,294,347提出在乙烯生产装置中,水骤冷柱冷却 离开初级分馏器的气体;并且在许多装置中,不使用初级分馏器以及 进给到水骤冷柱的原料直接地来自输送管线换热器。

[0024]JP 2001-40366提出了用水平换热器然后用垂直换热器冷 却在高温范围中的混合气体,所述垂直换热器的热交换平面按垂直方 向设置。之后通过在下游精炼步骤的蒸馏分离该垂直换热器中冷凝的 重质组分。

[0025]WO 00/56841;GB1,390,382;GB1,309,309和美国专利 4,444,697;4,446,003;4,121,908;4,150,716;4,233,137; 3,923,921;3,907,661和3,959,420提出了用于热裂化气态料流骤冷 的各种设备,其中让热气态料流通过其中注入了液体冷却剂(骤冷油) 的骤冷管道或骤冷管。

[0026]所有上述美国专利及其它参考文献在此整体地引入作为参考。

发明概述

[0027]在一个方面中,本发明涉及来自烃热解装置的气态排出物 的处理方法,该方法包括:(a)将该气态排出物至少冷却到焦油冷凝 的温度,所述焦油由该排出物成分之间的反应形成;(b)让来自步骤 (a)的混合气态和液态排出物通过至少一个气-液分离器,在那里, 冷凝的焦油和气态排出物分离;(c)将来自步骤(b)的气态排出物 冷却以使液态排出物骤冷油冷凝;(d)让来自步骤(c)的排出物的 至少一部分通过至少一个包括回流入口的精馏器以便引入热解汽油馏 分;(e)将来自步骤(d)的气态排出物冷却以使包含热解汽油和由 蒸汽冷凝的水的液态排出物冷凝;(f)处理来自步骤(e)的混合气 态和液态排出物以至少部分地由其分离出富含液态热解汽油的料流; 和(g)让该富含液态热解汽油的料流的至少一部分作为回流液流到该 精馏器。

[0028]通常,将所述气态排出物在步骤(a)中冷却到小于大约371 ℃(700)的温度,在步骤(c)中冷却到小于大约316℃(600) 的温度,和在步骤(e)中冷却到小于大约100℃(220)的温度;例 如,将所述气态排出物在步骤(a)中冷却到大约204-大约316℃ (400-600)的温度,在步骤(c)中冷却到大约93-大约232℃(200-450 )的温度,和在步骤(e)中冷却到大约15-大约93℃(60-200) 的温度;比方说,将所述气态排出物在步骤(a)中冷却到大约249- 大约293℃(480-560)的温度,在步骤(c)中冷却到大约121-大约 176℃(250-350)的温度,和在步骤(e)中冷却到大约32-大约88 ℃(90-190)的温度。

[0029]所述富含液态热解汽油的料流通常具有小于大约66℃(150 )的初沸点和超过大约149℃(300)的终沸点,比方说大约177- 大约454℃(350-850)的终沸点。

[0030]在一个实施方案中,所述方法的步骤(a)包括让所述排出 物通过主换热器,该换热器提供温度至少大约254℃(489)和压力 大于大约4240kPa(600psig),比方说,温度大约254-大约677℃ (489-1250)和压力为大约4240-大约17340kPa(600-2500psig) 的蒸汽。

[0031]在另一个实施方案中,所述方法的步骤(a)包括让来自所 述主换热器的排出物流到副换热器,其中将至少相当大一部分焦油冷 凝。

[0032]在又一个实施方案中,所述方法的步骤(a)包括将来自所 述主换热器的出口温度维持在其排出物的露点之上。

[0033]在又一个实施方案中,所述方法的步骤(a)至少部分地通 过用液体骤冷料流将气态排出物直接骤冷来进行。通常,该液体骤冷 料流选自水和油,例如,该液体骤冷料流可以包括来自步骤(d)的冷 凝骤冷油。

[0034]在又一个实施方案中,步骤(a)包括在所述排出物穿过该 主换热器之后用骤冷液体直接地接触该气态排出物。通常,骤冷液体 选自水和油,例如,该骤冷液体包括来自步骤(d)的冷凝骤冷油。

[0035]在另一个实施方案中,所述精馏器包括至少一个塔板。

[0036]在又一个实施方案中,所述方法的冷却步骤(c)通过间接 接触热交换进行。

[0037]在又一个实施方案中,将冷凝焦油的至少一部分再循环到 气-液分离器。

[0038]在又一个实施方案中,步骤(a)的气态排出物衍生自石脑 油原料的热解。

[0039]在又一个实施方案中,步骤(a)的气态排出物衍生自比石 脑油更重质的原料的热解。

[0040]在该方法的另一个实施方案中,在馏出物转鼓中将来自步 骤(e)的冷却的气态排出物、液态热解汽油和液态水至少部分地彼此 分离,以形成气态排出物料流、富含液态热解汽油的料流和富含液态 水的料流,将该气态排出物料流送往回收设备组。

[0041]在该方法的又一个实施方案中,所述富含液态热解汽油的 料流与由相应的但不包括步骤(d)的方法制成的相应料流相比具有更 低的终点。

[0042]在另一个方面中,本发明涉及来自烃热解装置的气态排出 物的处理方法,该方法包括:(a)让衍生自比石脑油更重质的原料的 热解的气态排出物穿过至少一个主换热器,从而将该气态排出物冷却 和产生超高压的蒸汽;(b)让来自步骤(a)的混合气态和液态排出 物穿过至少一个气-液分离器,在那里,将由所述排出物成分之间的反 应形成的焦油冷凝并与该气态排出物分离;(c)将来自步骤(b)的 气态排出物冷却以使液态排出物骤冷油冷凝;(d)让来自步骤(c) 的所述混合气态和液态排出物穿过至少一个精馏器,该精馏器包括选 自塔板和填料的蒸馏介质以及用于引入热解汽油馏分的回流入口,在 该精馏器中将冷凝的骤冷油与所述气态排出物分离;(e)将来自步骤 (d)的气态排出物冷却以使包含热解汽油和由蒸汽冷凝的水的液态排 出物冷凝;(f)处理来自步骤(e)的混合气态和/或液态排出物以至 少部分地由其分离出富含液态热解汽油的料流;和(g)让该富含液态 热解汽油的料流的至少一部分作为回流液流到该精馏器。

[0043]在又一个方面中,本发明涉及烃裂化设备,包括:(a)用 于将烃原料热解的反应器,该反应器具有出口,气态热解排出物可以 经由该出口离开该反应器;(b)i)与该反应器出口连接的换热器和 ii)该反应器出口下游的用于引入骤冷油的管线中的至少一种,用于 将该气态热解排出物冷却;(c)与(b)连接的且在(b)下游的至少 一个气-液分离器,用于将焦油与该气态排出物分离;(d)与该至少 一个气-液分离器连接的且在其下游的冷却设备组,用于将该气态排出 物进一步冷却;(e)包括至少一个理论阶段的至少一个精馏器,用于 接收来自步骤(d)的混合气态和液态排出物,其中冷凝的骤冷油与该 气态排出物分离;(f)至少一个选自冷凝器和水骤冷塔的冷却设备, 用于将来自步骤(e)的气态排出物冷却以使包含热解汽油和由蒸汽冷 凝的水的液态排出物冷凝;(g)用于从步骤(f)的气态和/或液态排 出物回收富含液态热解汽油的料流的分离器;(h)从步骤(f)和/ 或(g)的气态排出物回收轻质烯烃的回收设备组;和(i)用于将步 骤(g)的富含液态热解汽油的料流的至少一部分再循环到该精馏器的 管线。

[0044]在本发明设备的一个实施方案中,所述精馏器包括至少一 种蒸馏塔板和/或填料。

[0045]在另一个实施方案中,所述设备包括在所述输送管线换热器 下游且在所述气-液分离器上游的一位置处将骤冷油从所述精馏器引入 的管线。

[0046]在本发明设备的又一个实施方案中,步骤(g)的所述分离 器包括用于接收来自步骤(f)的混合气态和液态排出物的馏出物转鼓, 其中冷却的气态排出物、热解汽油和水至少部分地彼此分离而形成气 态排出物料流、富含液态热解汽油的料流和富含液态水的料流。

[0047]在本发明设备的又一个实施方案中,步骤(g)的所述分离 器包括用于接收来自水骤冷塔底部流出物的液体的沉降鼓,其中冷凝 的热解汽油和水至少部分地彼此分离而形成富含液态热解汽油的料流 和富含液态水的料流。

附图简述

[0048]图1是根据本发明的处理来自瓦斯油原料裂化的气态排出 物的方法的示意性流程图。

实施方案的详细描述

[0049]本发明提供来自烃热解反应器的气态排出物料流的低成本 处理方法,从而从该料流中除去和回收热和分离C5+烃,以提供分离的 热解汽油和瓦斯油馏分(其可以适于用作骤冷油),以及在该排出物 中的所需C2-C4烯烃,而不需要初级分馏器。

[0050]通常,用于本发明方法的排出物通过将在比方说大约40- 大约704℃(104-1300)温度范围中沸腾的烃原料(如石脑油或瓦斯 油)热解来制备。例如,用于本发明方法的排出物是通过将终沸点大 于大约180℃(356)的烃原料(如比石脑油更重质的原料)热解而 制备的。这些原料包括在大约177-大约538℃(350-1000),比方说 大约204-大约510℃(400-950)的范围中沸腾的那些。典型的比石 脑油更重质的原料可以包括重质冷凝物、瓦斯油、加氢裂化油、煤油、 冷凝物、原油和/或原油馏分,例如拔顶油。在热解反应器出口处的气 态排出物的温度通常为大约760-大约930℃(1400-1700),并且本 发明提供将所述排出物冷却到所需C2-C4烯烃可以有效压缩的温度的方 法,该温度例如小于大约75℃(167),如小于大约60℃(140), 通常大约20-大约50℃(68-大约122)。

[0051]具体来说,本发明涉及来自重质原料裂化装置的气态排出 物的处理方法,该方法包括让该排出物穿过至少一个主换热器(通常 是输送管线换热器),该主换热器能够从该排出物回收热以将其降至 结垢开始的温度。如果需要,可以通过蒸汽脱焦、蒸汽/空气脱焦或机 械清洁将该换热器周期性地清洁。常规的间接换热器如套管式换热器 或壳管式换热器可以用于该设施。该主换热器将工艺料流冷却到大约 340-大约650℃(644-1202),如大约370℃(700)的温度,使用 水作为冷却介质和产生超高压蒸汽,压力大于大约900psig,通常,大 约900-大约2500psig,例如大约1200-大约1900psig,比方说大约 1500psig。

[0052]当离开所述主换热器时,冷却的气态排出物通常仍然在大 于该排出物的烃露点(第一滴液体冷凝的温度)的温度下。对于在裂 化条件下典型的重质原料,排出物料流的烃露点为大约343-大约649 ℃(650-1200),比方说大约399-大约593℃(750-1100)。在该 烃露点之上,结垢倾向相对较低,即蒸气相结垢通常不严重,并且不 存在可能引起结垢的液体。焦油在大约204-大约343℃(400-650), 比方说,大约232-大约316℃(450-600)的温度下从此类重质原料 中冷凝。

[0053]适宜地,也可以提供副换热器(通常是输送管线换热器), 并且该副换热器经操作满足它包括冷到足以将排出物的一部分冷凝并 在换热表面处产生液态烃膜的换热表面。该液膜是就地产生的并且优 选等于或低于焦油产生的温度,通常在大约190℃-大约315℃(374-599 )下,例如在大约230℃(450)下。这通过冷却介质和换热器设 计的合适选择而得以确保。因为热传递的主要阻力在主体工艺料流和 膜之间,所以该膜可以在比主体料流低得多的温度下。当主体料流被 冷却时,该膜有效地保持换热表面被流体材料湿润,从而防止结垢。 此种副换热器必须连续地冷却该工艺料流到产生焦油的温度。如果在 这之前停止冷却,则结垢很可能发生,原因在于该工艺料流可能仍处 于结垢状态。这一副换热器尤其适合于与轻质液体原料(例如石脑油) 以及比石脑油更重质的原料一起使用。

[0054]可以对来自蒸汽裂化炉的气态排出物进行直接骤冷,通常 在该炉子出口和焦油分离鼓之间的位置进行。可以通过让该换热器排 出物与液体骤冷料流接触来进行该骤冷。通常,在换热器下游的位置 将骤冷液体引入。适合的骤冷液体包括液体骤冷油,例如通过下游骤 冷油分离鼓获得的那些,热解燃料油和水,它们可以从各种适合的来 源获得,例如在该工艺中下游获得。

[0055]在穿过换热器和/或直接骤冷之后,将该冷却的排出物供给 焦油分离鼓,在那里冷凝的焦油与作为底部流出物的排出物料流分离。 如果需要的话,可以将多个分离鼓并联连接,使得单个鼓可以停止使 用并且在装置正在操作的同时进行清洁。在该工艺的这一阶段除去的 焦油通常具有大约177-大约287℃(350-550),比方说,至少大约 200℃(392)的初沸点。

[0056]进入焦油分离鼓的排出物应该在足够低的温度下,通常在 大约190-大约315℃(375-600)下,例如在大约230℃(450)下, 以致焦油在该分离鼓中迅速地分离。

[0057]在焦油分离鼓中除去焦油之后,对所述气态排出物料流进 行附加的冷却程序,该程序包括让该排出物穿过一个或多个使用本领 域的技术人员已知的冷却介质,例如选自锅炉给水、中压蒸汽、稀释 蒸汽和低压蒸汽的冷却介质的裂化气体冷却器。在通过裂化气体冷却 器冷却到大约121-大约204℃(250-400),例如大约149℃(300) 后的温度,然后将该冷却的排出物送往精馏器(或精馏塔),其就本 发明目的而言可以定义为其中在蒸馏阶段下方引入原料的蒸馏塔。通 常,精馏器在高度和直径方面将比初级分馏器塔小得多,例如,以体 积计,小50%,比方说,小20%。该精馏器没有使用穿过换热器的循环 油的外部泵唧循环区,所述换热器通常与初级分馏器连接。该精馏器 包括引入作为回流液的热解汽油馏分的入口,该回流液优选在蒸馏阶 段、塔板、填料等的上方引入该精馏器。从顶部到底部,该精馏器可 以优选在大约93-大约204℃(200-400),例如在大约104-149℃ (220-300)的温度下操作,以产生作为底部流出物的重质馏分,该 馏分可以用作骤冷油并通常具有大约66-大约204℃(150-400)的初 沸点。该精馏器通常包括至少一个蒸馏塔板或实际阶段。

[0058]所述精馏塔包括固定数目的实际阶段。该精馏器的进料口 通常位于精馏器中实际阶段的下方。回流液(比方说热解汽油)的入 口通常位于最高蒸馏塔板或实际阶段的上方。实际阶段的数目可以为 大约2-大约20,或大约5-大约15,比方说大约8。本文所使用的术语实 际“阶段”和实际“塔板”可互换用来意指本领域技术人员熟知的物 理接触装置,例如泡罩板或筛板,在精馏器壳内部用来进行分级蒸馏。

[0059]或者,所述分馏塔可以包括本领域中众所周知的适合的填 料,以代替或与第一和最后实际阶段之间的实际阶段一起使用。此类填 料包括促进气体/液体密切接触的适合的材料。该气体/液体接触材料可 以包括但不限于无规填料和规整填料。它们的实例包括:Gauze,规整 填料如Metal Max Pak、Mellapak、Flexipac、Gempak、Goodloe、 Sulzer,或无规或堆积填料如马鞍型填料、Intalox鞍型填料、腊希 圈、Pall环和Nutter RingsTM。这些及其它类型的适合的气体/液体接 触设备在Kister,H.Z.Distillation Design,McGraw-Hill,N.Y. (1992),6和8章中进行了详细地描述,该文献的公开内容在此引入作 为参考。通常,将这些材料填充到大约2ft-大约40ft(大约0.6m-大约 12m),比方说大约4ft-大约20ft(大约1.2m-大约6m)的深度。填料材 料的功效与塔板有关,所述塔板在当量高度/理论塔板(HETP),即质 量传递效率的量度方面进行替代或补充。在填充蒸馏塔中,是填料的高 度形成了相当于理论塔板的高度的间隔。

[0060]来自所述精馏器的作为塔顶馏出物的气态排出物可以具有 大约82-大约149℃(180-300)的温度并且可以经由至少一个间接部 分冷凝器导入,以使其温度被冷凝器降到大约37℃(100)的排出物 中的C5+组分(例如热解汽油)以及水冷凝。让该排出物经过至少一个 间接部分冷凝器适宜地经安排以将该排出物的温度降低到大约20-大 约50℃(68-122),通常大约40℃(100)以使附加的轻质烃冷凝, 从而降低烃相的密度和改进热解汽油与水的分离。

[0061]然后在馏出物转鼓中将来自间接部分冷凝器的包含气态馏 分和液态热解汽油馏分的所得的排出物分离成气态塔顶馏出物、源自 稀释蒸汽的水性馏分和含烃馏分,例如包括热解汽油的C5料流。将包 含裂化气的气态塔顶馏出物送往回收设备组以便回收C2-C4烯烃。富含 含热解汽油的含烃馏分可以作为产物回收和/或作为回流液再循环到 精馏器。或者,可以将取自精馏器的气态排出物送往水骤冷塔,在那 里将热解汽油和水冷凝并将气体料流冷却到大约38℃(100)。

[0062]通常,回收的热解汽油馏分具有小于大约150℃(302) 的初沸点和超过大约177℃(350),如大约204℃(400)左右的 终沸点。

[0063]现将参照附图中所示的实施例更具体地描述本发明。

[0064]参照图1,在本发明实施例的方法中,将包含重瓦斯油的烃 原料100以及稀释蒸汽102供给蒸汽裂化反应器104,在那里将该烃原料 加热以引起该原料热分解从而产生更低分子量的烃,如C2-C4烯烃。在 该蒸汽裂化反应器中的热解工艺还产生一些焦油和蒸汽裂化瓦斯油。

[0065]离开所述蒸汽裂化炉104的气态热解排出物106最初穿过至 少一个主输送管线换热器108,该换热器108将该排出物从大约704-大 约927℃(1300-1700),比方说大约760-大约871℃(1400-1600), 例如大约816℃(1500)的入口温度冷却到大约316-大约927℃ (600-1300),比方说大约371-大约649℃(700-1200),例如大 约593℃(1100)的出口温度。该主换热器108包括进水口110,用于 引入压力为大约2172kPa-大约17340kPa(300-2500psig),比方说大 约10450kPa(1500psig),温度为大约104℃-大约371℃(220-700), 比方说大约121℃-大约343℃(250-650),例如大约316℃(大约 600)的高压锅炉给水。高压饱和蒸汽取自蒸汽出口112。通常,压 力与经由进水口110提供的锅炉给水没有显著地变化。在离开主换热器 108之后,然后用液体骤冷油或液体水将冷却的排出物料流114骤冷, 该液体骤冷油或液体水经由管线119引入到换热器108排出物中以提供 补充冷却。然后让经骤冷的换热器排出物120进入至少一个焦油分离鼓 122,在那里该排出物分离成底部焦油以及焦炭馏分124和气态馏分 126。可以在换热器123中冷却该底部馏分以产生冷却的焦油料流125。

[0066]所述焦油分离鼓气态馏分126穿过一个或多个裂化气体冷 却器128,在那里通过间接热传递例如用脱气的锅炉给水作为冷却介质 将该馏分冷却到大约121-大约204℃(250-400),如大约135-177 ℃(275-350),例如149℃(300)的温度。气体冷却器还可以用 来产生中压蒸汽或低压蒸汽。然后在蒸馏塔板或阶段134下方将冷却的 排出物130引入精馏器132。该精馏器使用存在于该排出物料流中的低 水平热将热解汽油与更重质烃蒸馏。经由管线136取得作为底部流出物 的较重质烃,它可以至少部分地用作骤冷油。将经由管线138取得的包 含热解汽油和裂化气的大部分C10和更轻质塔顶馏出物送往采用冷水作 为冷却介质的冷凝器140和142,该冷却介质经由管线144在大约27℃ (80)的温度下引入,并作为热流146在大约38℃(100)的温度 下离开该下游冷凝器142,该热流146被引入上游冷凝器140,并从该冷 凝器140作为在大约49℃(120)温度下的热流148取得。在该冷凝器 中,将该料流冷却到环境温度附近和将热解汽油冷凝。或者,冷凝器 140和142可以被本领域中熟知的水骤冷塔替代。将冷却的料流150送往 馏出物转鼓152,其中该料流分离成富含热解汽油的经由管线154作为 底部流出物取得的馏分,该馏分可以作为回流液经由管线155送往精馏 器到在蒸馏阶段和/或填料上方的入口,或作为产物经由管线156取得。 可以将气态塔顶馏分158直接地供给本领域技术人员已知的回收设备 组,以便压缩、冷却和分离C2-C4烯烃。

[0067]因此,可以看出本发明的方法具有若干优于现有技术的优 点。它需要减少的投资,用精馏器替换更复杂的初级分馏器,同时通 过在焦油分离出之后从气体回收有用的热而使回收热的值最大化。可 以将热直接地从排出物转移到外部冷却设施,从而避免需要中间热传 递料流和相关的换热设备。焦油和焦炭有利地通过本发明方法尽早地 在专用容器中除去,从而使结垢最小化和简化焦炭除去。大大地减少 该方法的液态烃存量,同时排除泵唧循环泵。消除了泵唧循环换热器 的结垢。更小的精馏器比它替代的初级分馏器具有更少的塔板或更少 的填料,并且因此具有降低的对结垢的敏感度。

[0068]本发明尤其适合于与产生大量热解汽油和更重质烃的裂化器 一起使用。该精馏器使用存在于气体料流中的大部分热将热解汽油与更 重质烃蒸馏。相反,使用尾塔将热解汽油与更重质烃分离需要相当大的 附加热输入以大部分原料气化和使塔的底部流出物再沸腾。在尾塔的存 在下还可能需要汽提蒸汽,以保持温度较低。精馏器提供基本不含重质 烃的塔顶馏出物料流,使得它是水骤冷塔或间接冷凝器的适合的原料。

[0069]虽然已经结合某些优选的实施方案描述了本发明,以致可 以更完全地理解和领会本发明的各方面,但是不希望将本发明限制到 这些特定的实施方案。相反,希望涵盖可以包括在所附权利要求书限 定的本发明范围内的所有备选方案、修改和等同物。

本文发布于:2024-09-25 13:24:57,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/1/71539.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议