C10G69/06(2006.01)I
1.一种用于裂解含合成原油的原料的方法,包括:
i)加氢加工包含如下物质的宽沸程等分部分:a)在50°F到800°F范 围内沸腾的基本上不含残油的通常液态的烃部分,和b)在600°F到 1050°F范围内沸腾的热裂解烃液体,以提供在73°F到1070°F范围内沸腾 的合成原油,其包含大于25wt%的芳香族化合物,大于25wt%的环烷烃, 小于0.3wt%的S,小于0.02wt%沥青质并且基本上不含除沥青质外的残 油;
ii)向合成原油中加入在100°F到1050°F范围内沸腾的通常液态的 烃组分;和
iii)在裂解炉中裂解由ii)产生的混合物以提供裂解流出物,其中 裂解炉包括辐射盘管出口,其中裂解在足以得到大于单独裂解合成原油 的最佳辐射盘管出口温度的辐射盘管出口温度的条件下进行。
2.权利要求1的方法,其中通常液态的烃组分具有比合成原油大的 最佳辐射盘管出口温度。
3.权利要求2的方法,其中将通常液态的烃组分以足以与单独的合 成原油相比增加下列至少一个的量加至合成原油:A)盘管出口裂解的流 出物温度增加5°F到150°F,和B)由裂解产生的烯烃收率。
4.权利要求1的方法,其中通常液态的烃组分选自轻直馏石脑油、 冷凝物、煤油、馏出物、重常压瓦斯油、直馏瓦斯油、加氢处理的瓦斯 油精制产物、加氢处理的瓦斯油和加氢裂化产物。
5.权利要求1的方法,其中合成原油具有不大于80°F的倾点,通常 液态的烃组分具有大于102°F的倾点,以及由ii)产生的混合物具有不大 于100°F的倾点。
6.权利要求1的方法,其中将通常液态的烃组分以足以降低由ii)产 生的混合物的倾点的量加入合成原油。
7.权利要求1的方法,其中通常液态的烃部分为选自轻直馏石脑油、 冷凝物、加氢裂化产物、煤油、馏出物、重常压瓦斯油、减压瓦斯油、 瓦斯油精制产物、轻直馏石脑油冷凝物的直馏精炼原料,以及热裂解烃 液体选自热裂解极重质原油和焦化器瓦斯油。
8.权利要求1的方法,其中加氢加工包括加氢处理、氢化和氢化裂 解中的至少一个。
9.权利要求1的方法,其中将通常液态的烃组分以足以提供用于产 生的混合物的裂解炉最佳盘管出口温度的量加入合成原油,所述最佳盘 管出口温度相对于合成原油单独的裂解炉最佳盘管出口温度增加至少 70°F。
10.权利要求1的方法,其中将通常液态的烃组分以对于每增加5°F 盘管出口温度足以提高苛刻度至少0.05 C3=/C1的量加到合成原油。
11.权利要求1的方法,其中加入通常液态的烃组分到合成原油产生 的混合物对每重量份合成原油为从1到3重量份的通常液态的烃。
12.权利要求1的方法,其中宽沸程等分部分对于每重量份热裂解烃 液体包含从2到3重量份的通常液态的烃部分。
13.权利要求1的方法,其中合成原油衍生自页岩以及通常液态的烃 组分衍生自石油。
14.权利要求1的方法用作改良用于裂解的合成原油的方法,其中合 成原油是:a)在50°F到800°F范围内沸腾的基本上不含残油的通常液态 的烃部分,和b)在600°F到1050°F范围内沸腾的热裂解烃液体的加氢加 工的混合物,合成原油在73°F到1077°F范围内沸腾,包含大于25wt%的 芳香族化合物,大于25wt%的环烷烃,小于0.3wt%的S,小于0.02wt%沥 青质并且基本上不含除沥青质外的残油,该方法包括:
向合成原油中加入衍生自石油的在100°F到1050°F范围内沸腾的通 常液态的烃组分,组分i)提供比单独裂解的合成原油的大的用于裂解炉 流出物的最佳盘管出口温度。
15.权利要求14的方法,其中将通常液态的烃组分以足以与单独的 合成原油相比增加下列至少一个的量加至合成原油:A)裂解炉盘管出口 的裂解流出物温度增加5°F到150°F,和B)由裂解产生的烯烃收率。
16.用于制备裂解原料的权利要求1的方法,其包括:
1)加氢加工的宽沸程等分部分,该等分部分包含a)在50°F到800°F 范围内沸腾且基本上不含残油通常液态的烃部分;和b)在600°F到 1050°F范围内沸腾的热裂解烃液体,以提供在73°F到1077°F范围内沸腾 的合成原油;该合成原油包含大于25wt%的芳香族化合物,大于25wt%的 环烷烃,小于0.3wt%的S,小于0.02wt%沥青质并且基本上不含除沥青质 外的残油;和
2)在100°F到1050°F范围内沸腾,具有在裂解期间比单独合成原油 大的最佳盘管出口温度的通常液态的烃组分。
17.权利要求16的原料,其中通常液态的烃组分的存在量足以与使 用单独的合成原油获得的相比增加下列至少一个:A)裂解炉盘管出口的 裂解流出物温度增加5°F到150°F,和B)由裂解产生的烯烃收率。
18.权利要求16的原料,其中通常液态的烃组分选自轻直馏石脑油、 冷凝物、煤油、馏出物、重常压瓦斯油、直馏瓦斯油、加氢处理的瓦斯 油精制产物、和加氢裂化产物。
19.权利要求16的原料,其中合成原油具有不大于80°F的倾点,而 通常液态的烃组分具有大于102°F的倾点,以及用于裂解的原料具有不 大于100°F的倾点。
20.权利要求16的原料,包含1到99wt%的通常液态的烃组分和1到 99wt%的合成原油。
21.权利要求16的原料,包含75wt%加氢裂化产物作为通常液态的烃 组分和25wt%合成原油。
22.权利要求16的原料,其中通常液态的烃部分为选自轻直馏石脑 油、冷凝物、煤油、馏出物、重常压瓦斯油和减压瓦斯油的直馏精炼原 料,以及热裂解烃液体选自热裂解极重质原油和焦化器瓦斯油。
23.权利要求16的原料,其中通常液态的烃部分是选自瓦斯油精制 产物和加氢裂化产物的加氢处理的精制物流,以及热裂解烃液体选自热 裂解极重质原油和焦化器瓦斯油。
24.权利要求16的原料,其中通常液态的烃部分包括轻直馏石脑油 冷凝物,和热裂解烃液体包括热裂解极重质原油。
25.权利要求16的原料,其中宽沸程等分部分对于每重量份热裂解 烃液体包含从0.1到10重量份,一般2到3重量份的通常液态的烃部分。
用于裂解包含合成原油的原料的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种加工来自能使用重质原料例如含合成原油 的原料的烃类热解装置的气态流出物的方法,以及一种改良合成原油 的方法。
背景技术
[0002]蒸汽裂解,也称为热解,长期以来用于将各种烃原料裂解 为烯烃,优选轻质烯烃如乙烯、丙烯和丁烯。常规蒸汽裂解采用具有 两个主要区段的裂解炉:对流段和辐射段。烃原料一般作为液体进入 炉的对流段(除了轻质原料作为蒸汽进入),其中一般通过与来自辐射 段的热烟道气间接接触和与蒸汽直接接触而加热和汽化。然后将汽化 的原料和蒸汽混合物引入其中发生裂解的辐射段。包括烯烃的得到的 产物离开裂解炉用于包括急冷的进一步下游加工。
[0003]历史上,来自重质原料裂解炉的急冷流出物已经受到了技 术上的挑战。大多数现代重质原料炉使用二阶段急冷,第一阶段是高 压10400到13900kPa(1500-2000psig)蒸汽发生器和第二阶段利用直 接油急冷注入。参见例如Sato等人的美国专利No.3,647,907,该文 献在此引入作为参考。在1960年代,发现作为转移管线交换器配置的 产生高压蒸汽的裂解气冷却器特别对裂解液体原料有用。高压蒸汽压 力(8100到12200kPa(80到120巴))和高管壁温度(300℃到350℃)限 制了重质烃类的冷凝以及伴随的在管表面上的焦炭生成。
[0004]常规的蒸汽裂解体系已经有效用于裂解高质量原料如瓦斯 油和石脑油。然而,蒸汽裂解的经济方面有时有利于裂解低成本重质 原料例如,作为非限制的实例,原油和常压残油,也称作常压管式蒸 馏釜底部残留物。原油和常压残油包含高分子量的沸点超过590℃ (1100°F)的非挥发性组分。这些原料的非挥发性重质尾部馏分在常规 热解炉的对流段中作为焦炭沉积。在其中轻质组分已经完全汽化的点 下游的对流段中可以容许仅仅非常低含量的非挥发性物质。另外,一 些石脑油在运输期间被原油污染。常规裂解炉不具有加工残油、原油 或许多残油或原油污染的瓦斯油或石脑油的适应性,它们含有大比例 的重质非挥发性烃类。
[0005]合成原油是包含最小限度量的非挥发性材料的宽沸程烃原 料。给定基本上不含来自合成原油的非挥发性物质例如残油(包括沥青 质),它们似乎特别适于作为用于裂解工艺的原料。然而,与热裂解产 物结合的常规合成原油(其为来自常压或减压管式炉的不含残油的直 馏液体的加氢处理混合物)可能显示出在裂解器中可操作性上的困难。 这样的困难包括低的盘管出口温度、低转化率和裂解炉辐射和急冷段 中的高焦化。
[0006]Leftin等人的美国专利4,176,045(将其在此引入作为参 考)公开了通过“蒸汽热解,即裂解”通常液态的烃,同时将炉内表面 的焦炭沉积最小化以生产C2到C5的烯烃。将更高级的芳香族,高级焦 化石油衍生的原料与低级的焦化石油衍生原料混合以提供裂解原料。
[0007]Leftin等人,“High-Severity Pyrolysis of Shale and Petroleum Gas Oil Mixtures,”Ind.Eng.Chem.,Process Des.Dev., Vol.25,No.1,第211-16页,1986年1月,教导了窄沸程页岩瓦斯油 和衍生自石油的轻瓦斯油混合物的高苛刻度热解以降低结焦,相比于 单独的页岩瓦斯油,其作为在热解前加氢处理页岩瓦斯油的替代。
[0008]Oballa等人的US2005/0258073公开了在催化剂存在下 “可将由加工衍生自焦油砂矿的重质汽油而获得的富含芳香物质/萘 (naphthalene)的物流和衍生自裂解重质汽油的循环油(cycle oils) 混合并经历加氢工艺和开环反应”“以生产用于进一步化学加工的链 烷类原料”。
[0009]Sharypov,V.I等人,Fuel,Vol.75,No.7,791-94页公开 了衍生自蒸汽裂解煤的沸点<350℃的液体。
[0010]Gamidov等人,“Pyrolysis of Coal-Derived Naphtha,” Azerb.Neftr.Khoz.,(5)37-40(1989)Chem.Abstr.ABSTR.NO. 39538 V112 N6,教导了衍生自煤的加氢精制的石脑油的蒸汽裂解提供 了比直馏石脑油降低的气体产物收率(7-20%),差异随工艺苛刻度降低 而扩大。对于衍生自煤的石脑油,在“中等高苛刻度条件下”乙烯收 率高3到7%。
[0011]当使用合成原油作为裂解器的原料时,将这样的原料改良 以改善裂解器可操作性是合乎需要的。如此改善的原料将提供更高的 盘管出口温度,更高的转化率和在裂解炉的辐射和急冷段减少的结焦。
发明内容
[0012]一方面,本发明涉及一种用于裂解含合成原油的原料的方 法,该方法包括:i)加氢加工包含如下物质的宽沸程等分部分:a)在 50°F到800°F范围内沸腾的基本上不含残油的通常液态的烃部分,和b) 在600°F到1050°F范围内沸腾的热裂解烃液体,以提供在73°F到1070°F 范围内沸腾的合成原油,其包含大于25wt%的芳香族化合物,大于25wt% 的环烷烃,小于0.3wt%的S,小于0.02wt%沥青质并且基本上不含除沥 青质外的残油;ii)向合成原油中加入在100°F到1050°F范围内沸腾的 通常液态的烃组分;和iii)在裂解炉中裂解由ii)产生的混合物以提供 裂解流出物,其中裂解炉包括辐射盘管出口,其中裂解在足以得到大 于单独裂解合成原油的最佳辐射盘管出口温度的辐射盘管出口温度的 条件下进行。
[0013]在这方面的某些具体实施方案中,通常液态的烃组分具有 比合成原油大的最佳辐射盘管出口温度。通常,将通常液态的烃组分 以与单独的合成原油相比足以增加A)盘管出口裂解流出物温度5°F到 150°F,比方说50°F到70°F,例如100°F到125°F和B)由裂解产生的 烯烃收率中至少一个的量加入合成原油。
[0014]这方面的具体实施方案可包括那些,其中通常液态的烃组 分选自轻直馏石脑油、冷凝物、煤油、馏出物、重常压瓦斯油、直馏 瓦斯油。加氢处理的瓦斯油精制产物(gofinate)和加氢裂化产物。 通常,通常液态的烃组分选自轻直馏石脑油和汽油。替代地,通常液 态的烃组分选自加氢处理的轻直馏石脑油和加氢处理的瓦斯油。
[0015]在本发明这方面的某些具体实施方案中,合成原油具有不 大于80°F的倾点,一般不大于70°F,例如不大于52°F,比方说-12°F, 而通常液态的烃组分具有大于50°F的倾点,比方说大于102°F,例如 大于120°F,并且由ii)产生的混合物具有不大于100°F的倾点,比方 说不大于90°F,例如不大于80°F。
[0016]本发明这方面的具体实施方案可包括这样的方法,其中混 合物包含1到99wt%的通常液态的烃组分和1到99wt%的合成原油,一 般50到80wt%的通常液态的烃组分和20到50wt%合成原油,例如75wt% 加氢裂化产物和25wt%合成原油。
[0017]在这方面的一个具体实施方案中,将通常液态的烃组分以 足以降低由ii)产生的混合物的倾点的量加入合成原油。倾点可以降 低至少5°F,一般至少10°F。
[0018]本发明这方面的某些实施方案包括那些,其中通常液态的 烃部分为选自轻直馏石脑油、冷凝物、煤油、馏出物、重常压瓦斯油 和减压瓦斯油的直馏精炼原料,以及热裂解烃液体选自热裂解极重质 原油和焦化器瓦斯油。
[0019]这方面的其他具体实施方案包括那些,其中通常液态的烃 部分是选自瓦斯油精制产物和加氢裂化产物的加氢精制物流,以及热 裂解烃液体选自热裂解极重质原油和焦化器瓦斯油。
[0020]在另一个实施方案中,通常液态的烃部分包括轻质直馏石 脑油(napththa)冷凝物,以及热裂解烃液体包括热裂解极重质原油。
[0021]本发明这方面的某些具体实施方案包括那些,其中加氢加 工选自加氢处理、氢化和氢化裂解。
[0022]本发明这方面另外的具体实施方案包括那些,其中合成原 油包含不大于0.1wt%的S,例如不大于0.05wt%的S。
[0023]仍然在这方面的其他具体实施方案中,将通常液态的烃组 分以足以提供用于产生的混合物的裂解炉最佳盘管出口温度的量加入 合成原油,其中该最佳盘管出口温度相对于合成原油单独的裂解炉最 佳盘管出口温度增加至少10°F,一般至少30°F,例如至少70°F。
[0024]在本发明这方面的另一个具体实施方案中,将通常液态的 烃组分以足以将裂解炉盘管出口的热裂解流出物温度提高到用于通常 液态的烃组分的最佳盘管出口温度的量加入合成原油。通常,将通常 液态的烃组分以足以对于盘管出口温度每增加5°F提高苛刻度 (severity)至少0.05C 3=/C1的量加入合成原油,例如以足以对于盘 管出口温度每增加5°F提高苛刻度至少0.03C 3=/C1的量。
[0025]仍然在这方面的另一具体实施方案中,将通常液态的烃组 分以足以减少焦炭生成至少1wt%,一般至少10wt%,例如直到20wt% 的量加入合成原油。
[0026]本发明这方面的另一具体实施方案中,将通常液态的烃组 分以足以提高裂解的烯烃收率至少0.1wt%乙烯,一般至少1wt%乙烯, 例如至少2wt%乙烯的量加入合成原油。
[0027]在本发明这方面的又一个具体实施方案中,将通常液态的 烃组分加入合成原油以提高最佳盘管出口温度(COT)至少10°F,一般 至少70°F。为此,将术语“最佳盘管出口温度”定义为在此温度下实 现可接受速率的辐射或急冷焦炭形成的最大温度,除了其中在对流段 实现可接受速率的焦炭形成的含戊烷不溶物的原料外。一般,最佳盘 管出口温度是提供该装置商业上可接受的运行长度的,能容易地由本 领域熟练技术人员确定。最佳盘管出口温度能通过管金属温度升高速 率确定。例如,在实验室装置中以75wt%加氢裂化产物和25wt%合成原 油操作时观察到125°F的管金属温度升高。影响最佳COT的因素包括 炉结焦和下游抑制。通常,制得更多乙烯(其产出在比丙烯高得多的 COT达到峰值)的最佳COT将提高COT超过使丙烯生产量增加的温度, 以制造更多的甲烷、更多的乙烯和更少的丙烯。通常将盘管出口温度 保持在低于乙烯制造达到峰值的点。
[0028]在本发明这方面的某些具体实施方案中,由将通常液态的 烃组分加入合成原油而产生的混合物的范围从0.1到99重量份,一般 从1到9重量份,例如从1到3重量份的通常液态的烃组分对每一重 量份的合成原油。
[0029]在本发明的仍然其它具体实施方案中,宽沸程等分部分包 含每重量份热裂解烃液体0.1到10重量份,一般从2到3重量份的通 常液态的烃部分。
[0030]在本发明这方面的另一具体实施方案中,裂解是蒸汽裂解。
[0031]在这方面的又一个具体实施方案中,合成原油衍生自页岩 以及通常液态的烃组分衍生自石油。
[0032]在另一方面,本发明涉及改良用于裂解的合成原油的方法, 其中合成原油是a)在50°F到800°F范围内沸腾的基本上不含残油的通 常液态的烃部分,和b)在600°F到1050°F范围内沸腾的热裂解烃液体的 加氢加工的混合物,合成原油在73°F到1077°F范围内沸腾,包含大于 25wt%的芳香族化合物,大于25wt%的环烷烃,小于0.3wt%的S,小于 0.02wt%沥青质并且基本上不含除沥青质外的残油,该方法包括:向合 成原油中加入衍生自石油的在100°F到1050°F范围内沸腾的通常液态 的烃组分,组分i)提供比单独裂解的合成原油的大的用于裂解炉流出 物的最佳盘管出口温度。
[0033]在这方面的具体实施方案中,将通常液态的烃组分以与单 独的合成原油相比足以增加A)盘管出口裂解流出物温度5°F到150°F, 和B)由裂解产生的烯烃收率中至少一个的量加入合成原油。
[0034]在又一方面,本发明涉及用于裂解的原料,其包括:1)加 氢加工的宽沸程等分部分,该等分部分包含a)在50°F到800°F范围内沸 腾且基本上不含残油通常液态的烃部分;和b)在600°F到1050°F范围内 沸腾的热裂解烃液体,以提供在73°F到1070°F范围内沸腾的合成原油; 该合成原油包含大于25wt%的芳香族化合物,大于25wt%的环烷烃,小 于0.3wt%的S,小于0.02wt%沥青质并且基本上不含除沥青质外的残油; 和2)在100°F到1050°F范围内沸腾,具有在裂解期间比单独合成原油大 的最佳盘管出口温度的通常液态的烃组分。
[0035]在本发明这方面的具体实施方案中,通常液态的烃组分以 与单独使用合成原油所达到的相比足以增加A)裂解炉内盘管出口裂 解流出物温度5°F到150°F,和B)由裂解产生的烯烃收率中至少一个 的量存在。
[0036]这方面的具体实施方案包括那些,其中通常液态的烃组分 选自轻直馏石脑油、冷凝物、煤油、馏出物、重常压瓦斯油、直馏瓦 斯油、加氢处理的瓦斯油精制产物和加氢裂化产物。通常,通常液态 的烃组分选自轻直馏石脑油和瓦斯油。另一方面,通常液态的烃组分 选自加氢处理的轻直馏石脑油和加氢处理的瓦斯油。
[0037]在本发明这方面的某些具体实施方案中,合成原油具有不 大于80°F的倾点,一般不大于70°F,例如不大于52°F,比方说-12°F, 而通常液态的烃组分具有大于50°F的倾点,比方说大于102°F,例如 大于120°F,并且用于裂解的原料具有不大于100°F的倾点,比方说 不大于64°F,例如不大于52°F。
[0038]本发明这方面的具体实施方案可包括这样的方法,其中用 于裂解的原料包含1到99wt%的通常液态的烃组分和1到75wt%的合成 原油,一般75到25wt%的通常液态的烃组分和75到25wt%的合成原油。
[0039]在这方面的一个具体实施方案中,将通常液态的烃组分以 足以降低用于裂解的原料的倾点的量加入合成原油。倾点可以降低至 少3°F,一般至少5°F,例如至少10°F。
[0040]本发明这方面的某些实施方案包括那些,其中通常液态的 烃部分为选自轻直馏石脑油、冷凝物、煤油、馏出物、重常压瓦斯油 和减压瓦斯油的直馏精炼原料,以及热裂解烃液体选自热裂解极重质 原油和焦化器瓦斯油。
[0041]这方面的其他具体实施方案包括那些,其中通常液态的烃 部分是选自瓦斯油精制产物和加氢裂化产物的加氢精制物流,以及热 裂解烃液体选自热裂解极重质原油和焦化器瓦斯油。
[0042]在另一个具体实施方案中,通常液态的烃部分包括轻质直 馏石脑油(naphtha)冷凝物,以及热裂解烃液体包括热裂解极重质原 油。
[0043]本发明这方面另外的具体实施方案包括那些,其中合成原 油包含不大于0.1wt%的S,例如不大于0.05wt%的S。
[0044]仍然在这方面的其他具体实施方案中,通常液态的烃组分 以足以提供用于产生的混合物的裂解炉最佳盘管出口温度的量存在于 用于裂解的原料中,其中最佳盘管出口温度相对于合成原油单独的裂 解炉最佳盘管出口温度增加至少20°F,一般至少50°F,例如至少70°F。
[0045]在本发明这方面的另一个具体实施方案中,通常液态的烃 组分以足以将裂解炉盘管出口热裂解流出物温度提高到用于通常液态 的烃组分的最佳盘管出口温度的量存在于用于裂解的原料。通常,通 常液态的烃组分以足以对于盘管出口温度每增加5°F提高苛刻度至少 0.05 C3=/C1的量存在于用于裂解的原料中(比例随COT和苛刻度的增 加而降低),例如以足以对于盘管出口温度每增加5°F提高苛刻度至少 0.03 C3=/C1的量。
[0046]仍然在这方面的另一具体实施方案中,通常液态的烃组分 以足以相对于单独合成原油焦炭生成减少焦炭生成至少10wt%,一般 至少20wt%,例如至少35wt%的量存在于用于裂解的原料。
[0047]本发明这方面的另一具体实施方案中,通常液态的烃组分 以相对于单独合成原油的烯烃产出足以提高裂解的烯烃收率至少 0.1wt%乙烯,一般至少1wt%乙烯,例如至少2wt%乙烯的量存在于用于 裂解的原料。
[0048]在本发明这方面的某些具体实施方案中,用于裂解的原料 的范围从0.1到99重量份,一般从1到9重量份,例如从1到3重量 份的通常液态的烃组分对每一重量份的合成原油。
[0049]在本发明的仍然其它具体实施方案中,宽沸程等分部分包 含每重量份热裂解烃液体0.1到10重量份,一般2到3重量份的通常 液态的烃部分。
详细描述
[0050]本发明提供了裂解包含合成原油的原料的方法。适用于本 发明的合成原油通过i)加氢加工宽沸程等分部分而制备,该等分部分 包含a)在50°F到800°F沸腾的基本上不含残油的通常液态的烃部分, 和b)在600°F到1050°F范围内沸腾的热裂解烃液体。对本发明来说, 术语“通常液态”指的是在环境条件下比如说温度范围32°F到212°F 在大气压下基本上为液体的原料。
[0051]此处所用的,非挥发性的(不可蒸镏的)组分或残油是通过 ASTM D-6352-98或D-2887测量的标称沸点高于590℃(1100°F)的烃原 料的级分。非挥发性物质包括焦炭前体,其为大的可冷凝分子,它在 蒸汽中冷凝,然后在包括氢化裂解、催化裂解、热裂解或蒸汽裂解的 裂解过程中遇到的操作条件下形成焦炭。为此,术语“基本上不含残 油”指的是含少于70wppm的残油,优选少于20wppm残油。给定在裂 解过程中使用较重质的原料相关的基于残油的焦炭问题,没有残油的 合成原油被认为作为裂解原料特别是蒸汽裂解具有特别的意义。可存 在于残油的沥青质是正庚烷不可溶组分。为此,样品的沥青质含量能 通过熟知的分析方法确定,例如ASTM D6560(测定粗石油和石油产品 中沥青质(庚烷不溶物)的标准测试),或ASTM D3270(用于正庚烷 不溶物的标准测试方法)。
[0052]合成原油或“合成原油”一般是已经与热裂解液体产物结 合的包含非残油的直馏液体的合成混合物,其中结合的物流经历加氢 加工即氢化、加氢处理或氢化裂解。合适的加氢加工条件包括392°F 到896°F(200℃到480℃)范围的温度,和100到 3045psig(690-21,000kPa),例如870psig(6,000kPa)的压力。加入的 氢的量可以是500到5000,例如2000,标准立方英尺(90-900Nm3/m3) 每桶进料。
[0053]通常,加氢加工在加氢处理条件下进行。一般的加氢处理 条件在宽范围内变化。通常,总LHSV是0.25到2.0,优选0.5到1.0。 氢分压大于200psig,优选从500psig到2000psig。氢再循环速率一 般大于50SCF/Bbl,以及优选在1000和5000SCF/Bb1之间。温度范围 从300°F到750°F,优选从450°F到600°F。产生的合成原油在73°F 到1070°F范围内沸腾,包含大于25wt%的芳香族化合物,大于25wt% 环烷烃,少于0.3wt%的S,少于0.02wt%沥青质,以及基本上不含除 沥青质外的残油的液体。
[0054]合适的合成原油是可商购的。Sincor原油是重质的非直馏 委内瑞拉原油。Syncrude 319是重质的非直馏加拿大原油。两种都已 经被加工以提供具有瓦斯油终点的全馏程原油。这样的工艺包括通过 蒸馏除去重质尾馏分,将重质尾馏分注入焦化装置以提供焦化器瓦斯 油,将来自重质尾馏分的焦化器瓦斯油与蒸馏的底部馏份混合,以及 加氢加工得到的瓦斯油/底部级分混合物以降低烯烃含量。Sincor原 油(委内瑞拉的)和Syncrude 319(加拿大的)的性质列于如下表1中。
表1进料性质
[0055]用于与合成原油混合以提高裂解期间的可操作性的适合的 进料是在100°F到1050°F范围内沸腾的通常液态的烃组分。重质芳香 瓦斯油(HAGO)特别适用于本发明中的该用途。HAGO能作为常压管式蒸 馏釜排出的底部流而获得。HAGO的性质列于如下表2。
表2-重质芳香瓦斯油性质
[0056]另一种适于与合成原油混合以提高裂解期间的可操作性的 原料是倾点高于合成原油的加氢裂化产物。这样的高倾点加氢裂化产 物(110°F倾注)的特征列于如下表3中。
表3-高倾点(110°F)加氢裂化产物特征
[0057]在实施本发明时,可将包含合成原油和通常液态的烃组分 的混合物的烃类原料首先通过在与稀释流体如蒸汽混合前通过在热解 炉的第一对流段管束中与烟道气间接接触而加热。优选,在与稀释流 体混合前,重质烃原料的温度为150℃到260℃(300°F到500°F)。
[0058]在与最初稀释蒸汽流混合之后,混合物流可通过在被闪蒸 之前通过在裂解炉的第一对流段中与烟道气间接接触而加热。优选, 将第一对流段排列以增加最初稀释蒸汽流,在该区段的分区段之间使 得烃类原料能在与流体混合之前被加热以及混合物流能在被闪蒸之前 被进一步加热。
[0059]进入第一对流段管束的烟道气的温度通常不到815℃ (1500°F),例如,不到705℃(1300°F),如少于620℃(1150°F),和优 选不到540℃(1000°F)。
[0060]稀释蒸汽可在该工艺的任一点加入,例如,可将它在加热 前或后加至烃类原料,加至混合物流和/或加至气相。任何稀释蒸汽流 可包括酸性蒸汽。可将任何稀释蒸汽流在位于炉的对流段内的任何位 置的对流段管束中加热或过度加热,优选第一或第二管束。
[0061]混合物流在引入气/液分离器或闪蒸设备例如分离罐之前 可在315℃到540℃(600°F到1000°F),以及闪蒸压力可为275到1375 kPa(40到200psia)。在闪蒸之后,50到98%的混合物流可以在气相中。 可将另外的分离器如离心分离器用来从气相中除去微量液体。可将气 相在进入炉的辐射段之前加热到高于闪蒸温度,例如到425℃到705 ℃(800到1300°F)。此加热可发生在对流段管束中,优选最接近炉辐 射段的管束。
[0062]可将转移线交换器(transfer line exchanger)用于产生 高压蒸汽,然后优选将其在裂解炉的对流段管束中,在烟道气进入用 来加热重质烃原料和/或混合物流的对流段管束之前,通过与烟道气间 接接触而过热一般至温度小于590℃(1100°F),例如455到510℃ (850°F到950°F)。中间减温器可用于控制高压蒸汽的温度。高压蒸汽 优选在4240kPa(600psig)或更大的压力下,可具有10450到13900 kPa(1500到2000psig)的压力。高压蒸汽过热器管束优选位于第一对 流段管束和用来加热气相的管束之间。
[0063]从蒸汽裂解炉的辐射段的盘管出口的气态流出物能进行直 接急冷,一般在炉出口和分离器(初级分馏塔)或焦油分离鼓之间的点。 这样的急冷可在如上所述的第二和/或第三转移线交换器中进行。急冷 通过将流出物与液态急冷流接触而实现,作为替代,或除用转移线交 换器处理外。其中与至少一个转移线交换器连接使用时,优选将急冷 液体引至转移线交换器(一个或多个)内或在其下游的点。适当的急冷 液体包括液体急冷油,如那些可通过下游急冷油分离鼓获得的、热解 燃料油和水,其可通过各种适当来源获得,例如冷凝的稀释蒸汽。
[0064]在通过直接急冷和/或转移线交换器后,将冷却的流出物进 料到分离器(初级分馏塔或至少一个焦油分离鼓),其中将冷凝的焦油 从流出物流中分离。
[0065]将分离器的气态塔顶(overhead)引到回收设备组 (recovery train)以尤其回收其中的C2到C4的烯烃。
[0066]本发明通过以下实施例进行说明,将其提供用以说明的目 的,不将其视为限制本发明的范围。除非另有说明,所有百分比、份 数等为重量计。
实施例1
[0067]进行工程计算(COMPASS)(其模拟处理单独的合成原油和合 成原油与按照本发明的HAGO的混合物)并与实际的实验室结果对比。 反应条件包括反应器温度725℃(盘管出口测得),反应器压力50kPag, 蒸汽/烃比例为0.30,具有1.5的苛刻度(C3=/C1,即丙烯/甲烷的重 量比)和1.6的选择性(C2=/C1,即乙烯/甲烷的重量比)。在如上所述 的工业规模的炉中裂解单独的Sincor和Syncrude 319,或与重质芳 香族瓦斯油结合(75份合成原油/25份HAGO)的结果显示出2wt%的乙烯 收率增加,辐射/急冷焦炭生成减少10wt%和最佳盘管出口温度增加 125°F。
实施例2
[0068]重复实施例1,除了用倾点110°F的高倾点加氢裂化产物 代替HAGO。合成原油Sincor和Syncrude 319显示出-12°F的低倾点。 结果显示出乙烯收率增加2wt%,辐射/急冷焦炭生成减少10wt%以及最 佳盘管出口温度增加125°F。低倾点Syncrude/高倾点加氢裂化产物混 合物显示出80°F的相对低倾点,这使得它们适用于没有加热罐或管线 的使用。
[0069]尽管本发明已经非常详细地参考某些优选实施方案进行了 描述,其它具体实施方案是可能的,并且对于本领域熟练技术人员来 说将变得明显。因此,所附的权利要求的精神和范围将不局限于本文 包含的优选实施方案的描述。
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