提质烃热解产物

著录项
  • CN201880040362.X
  • 20180504
  • CN110753742A
  • 20200204
  • 埃克森美孚化学专利公司
  • G·阿格拉瓦尔;S·T·科恩;K·坎德尔;S·V·纳亚克;徐腾
  • C10G45/38
  • C10G45/38 C10G47/00 C10G65/12 C10G9/36 C10G65/04

  • 美国得克萨斯
  • 美国(US)
  • 20170517 US62/507,435
  • 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
  • 张博媛
  • 20191217
摘要
一种烃转化方法,其包括提供包含来自热解方法的流出物馏分的烃原料,其中流出物馏分具有在大气压下至少177℃的初始沸点,和在大气压下不超过343℃的最终沸点,并且基于流出物馏分中氢原子的总重量包含至少0.5wt%的烯属氢原子。在至少一个加氢处理区中,在包含分子氢的处理气体的存在下,在催化加氢处理条件下对烃原料进行加氢处理,以生产基于加氢处理产物中氢原子的总重量包含小于0.5wt%的烯属氢原子的加氢处理产物。加氢处理条件包括150至350℃的温度和500至1500psig(3550至10445kPa?a)的压力。
权利要求

1.一种烃转化方法,包括:

(a)提供包含来自热解方法的流出物馏分的烃原料,其中该流出物馏分具有在大气压下至少177℃的初始沸点,以及在大气压下不超过343℃的最终沸点,并且基于流出物馏分中氢原子的总重量包含至少0.5wt%的烯属氢原子;和

(b)在至少一个加氢处理区中,在包含分子氢的处理气体的存在下,在催化加氢处理条件下对烃原料进行加氢处理,以产生基于加氢处理产物中氢原子的总重量包含小于0.5wt%的烯属氢原子的加氢处理产物,其中加氢处理条件包括150至350℃的温度和500至1500psig(3550至10445kPa-a)的压力。

2.权利要求1的方法,其中所述流出物馏分具有在大气压下至少200℃的初始沸点。

3.权利要求1或2的方法,其中至少70wt%的所述流出物馏分具有在大气压下小于260℃的沸点。

4.权利要求1-3中任一项的方法,其中所述加氢处理条件包括0.5至3hr-1的所述烃原料的重时空速。

5.权利要求1-4中任一项的方法,其中所述加氢处理条件包括1至2hr-1的所述烃原料的重时空速。

6.权利要求1-5中任一项的方法,其中分子氢以500至3000SCF/桶烃原料的速率供应至加氢处理区。

7.权利要求1-6中任一项的方法,其中所述加氢处理(b)在包含至少一种第8族金属,优选Ni和/或Co,和至少一种第6族金属,优选Mo的催化剂的存在下进行。

8.权利要求1-7中任一项的方法,其中所述加氢处理(b)在包括在第一温度下的第一阶段,和然后在第二、较高温度下的第二阶段的至少两个阶段中进行。

9.权利要求1-8中任一项的方法,其中所述加氢处理产物基于加氢处理产物中氢原子的总重重包含小于0.1wt%的烯属氢原子。

10.权利要求1-9中任一项的方法,其中所述流出物馏分具有大于10的溴值并且所述加氢处理产物具有小于10的溴值。

11.权利要求10的方法,其中所述加氢处理产物具有小于5的溴值。

12.权利要求1-10中任一项的方法,其中所述加氢处理条件包括250至300℃的温度。

13.权利要求12的方法,其中所述流出物馏分包含至少0.5wt%的硫并且加氢处理产物包含小于0.1wt%的硫。

14.一种柴油机燃料,其包含权利要求13的加氢处理产物。

15.一种提质具有在大气压下至少290℃的初始沸点的热解焦油的方法,其包括组合热解焦油与权利要求1的加氢处理产物,和使所述热解焦油和加氢处理产物的组合与包含分子氢的处理气体在催化加氢处理条件下接触,以产生加氢处理的焦油。

16.一种制备芳族烃的方法,其包括使权利要求1的加氢处理产物与包含分子氢的处理气体在催化加氢裂化条件下接触。

说明书

提质烃热解产物

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年5月17日提交的美国临时专利申请No.62/507,435的权益,其公开内容通过引用并入本文。

领域

本发明涉及将烃热解产物,特别是蒸汽裂化瓦斯油提质的方法,所得的提质的热解产物,以及提质的热解产物的用途。

背景

热解方法,例如蒸汽裂化,被广泛用于将饱和烃转化成高价值的产品,例如轻质烯烃,如乙烯、丙烯和丁烯。常规的蒸汽裂化利用具有两个主要段的热解炉:对流段和辐射段。在常规的热解炉中,烃原料以液体形式进入炉子的对流段(除了以蒸气形式进入的轻质原料),在其中它通过与来自辐射段的热烟道气间接接触以及任选地通过与蒸汽直接接触被加热和汽化。然后将汽化的原料和蒸汽混合物(如果存在的话)通过交叉管道引入到发生裂化的辐射段。得到的产物包含烯烃,其离开热解炉以进行进一步的下游处理。

尽管热解主要涉及充分加热烃原料以引起较大分子的热分解,但是该方法还产生倾向于结合形成高分子量材料的分子,其中最重的是蒸汽裂化瓦斯油(“SCGO”)和蒸汽裂化焦油(“SCT”)。SCGO和SCT不仅是从热解炉的流出物中获得的最小价值的产物,而且含有较高沸点材料的原料(“重质进料”)通常倾向于产生更大量的SCGO和SCT。因此,由于精炼工业需要处理更多的重质进料,越来越需要提质这些重质热解产物。

例如,SCGO是高度芳族的烃馏分,其沸点在350至650℉(177至343℃),通常400至550℉(204至288℃)的范围内,并且主要由C10至C17烃构成。它的高芳香性和它理想的沸点分布的组合,使SCGO成为潜在有吸引力的溶剂,尤其是在SCT的提质中。然而,SCGO通常具有高的烯烃含量,通过1H NMR峰积分测量,其中3.0wt%的氢原子为烯属的。另外,SCGO通常具有高的硫含量,通常超过0.5重量%。目前,这两种性能都阻止SCGO成为高价值产品。烯烃是不稳定的,并且具有在较高温度下聚合的倾向。由于反应器结垢问题的增加,这阻止了SCGO作为SCT加氢处理的溶剂的用途。另外,其高硫含量有效地阻止了SCGO被用作燃料的添加剂。

因此,需要一种通过降低其烯烃含量和/或其硫含量来提质SCGO的简单且有效的方法。

概述

本发明部分地基于以下发现:热解瓦斯油,例如SCGO,可以被提质以去除硫并降低烯烃含量,但是没有过度饱和芳族烃。

因此,本发明的某些方面在于烃转化方方法,其包括:

(a)提供包含来自热解方法的流出物馏分的烃原料,其中该流出物馏分具有在大气压下至少为177℃的初始沸点,以及在大气压下不超过343℃的最终沸点,并且基于流出物馏分中氢原子的总重量包含至少0.5wt%的烯属氢原子;和

(b)在至少一个加氢处理区中,在含有分子氢的处理气体的存在下,在催化加氢处理条件下对烃原料进行加氢处理,以产生基于加氢处理产物中氢原子的总重量包含小于0.5wt%的烯属氢原子的加氢处理产物,其中加氢处理条件包括150至350℃的温度和500至1500psig(3550至10445kPa-a)的压力。

在其他方面,流出物馏分包含至少0.5wt%的硫并且加氢处理产物包含小于0.1wt%的硫。

本发明还在于所得加氢处理产物作为柴油机燃料添加剂,在热解焦油的提质中和作为芳烃来源的用途。

实施方案详述

烃热解方法,特别是蒸汽裂化,被广泛用于化学工业中以从饱和烃原料中产生轻质烯烃,例如乙烯、丙烯和丁烯。然而,除了所期望的轻质烯烃外,热解方法还产生在热解炉中的条件下结合形成更高分子量材料的分子。因此,来自热解方法的典型流出物可包含15至45wt%的C5+烃,其按分子量升序包含:蒸汽裂化石脑油(SCN),蒸汽裂化瓦斯油(SCGO)和蒸汽裂化焦油(SCT)。本公开内容涉及一种这样的方法,其用于提质来自烃热解方法的蒸汽裂化瓦斯油(SCGO)馏分,以至少降低SCGO的烯烃含量,并且优选地以降低SCGO的烯烃含量和硫含量二者。并且更优选地这样做而没有明显的芳族化合物饱和。

如本文所用,术语“SCGO”指的是来自烃热解方法的流出物馏分,其具有在大气压下至少177℃,优选至少200℃的初始沸点,以及在大气压下不高于343℃的最终沸点。在一些实施方案中,在本方法中采用的SCGO的至少70wt%,例如至少80wt%的流出物馏分具有在大气压下低于260℃的沸点。此外,或供选择地,本文所采用的SCGO可以主要由C10至C17烃构成并且可包含至少60wt%的一环和二环芳族化合物。

现在将更详细地描述包括通过蒸汽裂化生产SCT的本发明的方面。本发明不限于这些方面,并且该描述并不意图排除在本发明的更宽范围内的其他方面,例如涉及在不存在蒸汽的情况下热解的那些。

通过蒸汽裂化生产SCGO

常规的蒸汽裂化使用具有两个主要段的热解炉:对流段和辐射段。热解原料通常进入炉子的对流段,在其中热解原料的烃组分通过与来自辐射段的热烟道气间接接触以及通过与热解原料的蒸汽组分直接接触被加热和汽化。然后汽化的烃组分被引入其中发生≥50%(基于重量)的裂化的辐射段。热解流出物从热解炉中导出,热解流出物包含热解原料的热解得到的产物和热解原料的任何未转化组分。通常至少一个分离阶段位于热解炉的下游,该分离阶段用于从热解流出物中分离轻质烯烃、SCN、SCGO、SCT、水、热解原料的未反应的烃组分等中的一种或多种。分离阶段可以包括例如一级分馏器。通常,冷却阶段位于热解炉和分离阶段之间。冷却阶段可以利用常规的冷却手段,例如直接骤冷和/或间接热交换中的一种或多种,但是本发明不限于此。

热解原料通常包含烃和蒸汽。在某些方面,基于热解原料的重量,热解原料包含≥10.0wt%的烃,例如,≥25.0wt%,≥50.0wt%,例如≥65wt%的烃。尽管热解原料的烃可以包含一种或多种轻质烃,例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等,但是使用包含大量的较高分子量烃的热解原料可以是特别有利的,因为与较低分子量烃的相比,这些分子的热解通常产生更多的SCGO。例如,基于热解原料的重量,热解原料可包含≥1.0wt%或≥25.0wt%的在环境温度和大气压下处于液相的烃。可以使用多于一个的蒸汽裂化炉,并且它们可以(i)并联运行,其中一部分的热解原料被转移到多个炉中的每个,(ii)串联运行,其中至少第二炉位于第一炉的下游,第二炉用于裂化第一炉的热解流出物中未反应的热解原料组分,以及(iii)(i)和(ii)的组合。

在某些实施方案中,基于烃组分的重量,热解原料的烃组分包含≥5wt%的非挥发性组分,例如,≥30wt%,例如≥40wt%,或在5wt%至50wt%的范围内。非挥发性组分是具有通过ASTM D-6352-98,D-7580测量的高于1100℉(590℃)的标称(nominal)沸点的烃进料的馏分。这些ASTM方法可以外推,例如当烃的最终沸点大于标准中所规定的时。烃的非挥发性组分可以包括适度重的焦炭前体和/或反应性分子,例如多环芳族化合物,其可以从气相中冷凝,然后在本发明方法所遇到的运行条件下形成焦炭。合适的烃的实例包括蒸汽裂化的瓦斯油和渣油,瓦斯油,加热油,喷气燃料,柴油,煤油,汽油,焦化石脑油,蒸汽裂化石脑油,催化裂化石脑油,加氢裂化油,重整油,残油重整油,费-托液体,费-托气体,天然汽油,馏出物,直馏石脑油,原油,常压管式炉底部物,包括底部物的真空管式炉料流,宽沸程石脑油到瓦斯油冷凝物,来自炼油厂的重质非直馏烃料流,真空瓦斯油,重质瓦斯油,被原油污染的石脑油,常压渣油,重质渣油,C4/渣油混合物,石脑油/渣油混合物,瓦斯油/渣油混合物和原油中的一种或多种。热解原料的烃组分可以具有至少约600℉(315℃),通常大于约950℉(510℃),通常大于约1100℉(590℃),例如大于约1400℉(760℃)的标称最终沸点。标称最终沸点是指99.5wt%的特定样品已达到其沸点的温度。

在某些方面,热解原料的烃组分包含≥10.0wt%,例如≥50.0wt%,例如≥90wt%(基于烃的重量)的石脑油,瓦斯油,真空瓦斯油,蜡状渣油,常压渣油,渣油混合物或原油中的一种或多种;包括包含≥0.1wt%沥青质的那些。当烃包括原油和/或其一种或多种馏分时,在被包括在热解原料中之前,原油任选地脱盐。在热解原料中使用的原油馏分的实例是通过从原油中分离常压管式炉(“APS”)底部物,然后对APS底部物进行真空管式炉蒸馏(VPS)处理来生产的。

合适的原油包括例如高硫直馏原油,例如富含多环芳族化合物的那些。例如,热解原料的烃可以包括≥90.0wt%的一种或多种原油和/或一种或多种原油馏分,例如从常压APS和/或VPS获得的那些;蜡状渣油;常压渣油;被原油污染的石脑油;各种渣油混合物;和SCT。

任选地,热解原料的烃组分包含硫,例如基于热解原料的烃组分的重量,≥0.1wt%的硫,例如≥1.0wt%,例如在约1.0wt%至约5.0wt%的范围内。任选地,热解原料的含硫分子的至少一部分,例如≥10.0wt%的热解原料的含硫分子包含至少一个芳环(“芳族硫”)。当(i)热解原料的烃是包含≥0.1wt%的芳族硫的原油或原油馏分,并且(i i)热解是蒸汽裂化时,那么SCGO包含大量的衍生自热解原料的芳族硫的硫。例如,按重量计,SCGO的硫含量可以是热解原料的烃组分中的硫含量的约3至4倍。

在某些实施方案中,基于热解原料的重量,热解原料包含的蒸汽的量在10.0wt%至90.0wt%的范围内,热解原料的其余部分包含烃(或基本上由烃组成或由烃组成)。这样的热解原料可以通过使烃与蒸汽合并而产生,例如以每kg烃0.1至1.0kg蒸汽的比例,或每kg烃0.2至0.6kg蒸汽的比例。

当热解原料的稀释剂包含蒸汽时,热解可以在常规的蒸汽裂化条件下进行。合适的蒸汽裂化条件包括例如将热解原料暴露于≥400℃的温度(在辐射出口处测量),例如在400℃至900℃的范围内,以及≥0.1bar的压力,持续在约0.01秒至5.0秒的范围内的裂化停留时间段。在某些方面,热解原料包含烃和稀释剂,其中:

a.基于热解原料的烃的重量,热解原料的烃包含≥50.0wt%的一种或多种原油和/或一种或多种原油馏分,例如从APS和/或VPS中获得的那些;蜡状渣油;常压渣油;被原油污染的石脑油;各种渣油混合物;和SCT;和

b.基于稀释剂的重量,热解原料的稀释剂包含例如≥95.0wt%的水,其中基于热解原料的重量,热解原料中稀释剂的量在约10.0wt%至90.0wt%的范围内。

在这些方面,蒸汽裂化条件通常包括以下中的一种或多种:(i)760℃至880℃的温度,(ii)1.0至5.0bar的压力(绝对),或(iii)0.10至2.0秒的裂化停留时间。

来自蒸汽裂化方法的流出物从热解炉导出至冷却和分离系统以回收流出物的各种组分,包括SCGO。例如,可以使用包括转移管线热交换器的系统将热解流出物冷却至约700℃至350℃的温度,以便有效地产生超高压蒸汽,其可被该方法利用或被导出。如果需要,热解流出物可以在通常位于炉子出口和分离阶段之间的点上进行直接骤冷。作为用转移管线交换器处理的替代或补充,可以通过使热解流出物与液体骤冷料流接触来实现骤冷。在与至少一个转移管线交换器结合使用的情况下,骤冷液优选在转移管线交换器(一个或多个)的下游的点引入。合适的骤冷液包括液体骤冷油,例如通过下游骤冷油分离鼓获得的那些,热解燃料油和水,其可以从常规来源获得,例如冷凝的稀释蒸汽。

可以在热解炉的下游和转移管线交换器和/或骤冷点的下游使用分离阶段,以从热解流出物中分离轻质烯烃、SCN、SCGO、SCT或水中的一种或多种。可以在分离阶段中使用常规的分离设备,例如一个或多个闪蒸鼓,分馏器,水淬塔,间接冷凝器等,例如美国专利No.8,083,931中描述的那些。

通过上述热解方法生产的SCGO的实用性受到其固有的高烯烃含量的限制。烃样品的烯烃含量可以若干种方式测量。一种方法涉及1H NMR,特别涉及样品的1H NMR谱图的烯属区域中峰下面积的积分。1H NMR谱图的烯属区域通过烯属氢原子的存在来指示,即,连接到与相邻碳原子共享双键的碳原子上的氢原子。在这样的测量方法的情况下,基于SCGO样品中氢原子的总重量,SCGO通常包含至少0.5wt%,例如至少1wt%,例如至少1.5wt%,例如至少2wt%,例如至少2.5wt%,通常至少3wt%的烯属氢原子。另一种测量烯烃含量的方法是溴值,它是100克样品吸收的以克计的溴的量。溴值通常根据ASTM D1492通过电化学滴定测定。但是,这样的滴定也受芳族化合物含量的影响,因此不是SCGO中烯烃的非常准确的度量。典型的SCGO产品的溴值为至少10,例如至少15,例如至少20。

SCGO的用途,特别是作为燃料的用途,由于其高硫含量而进一步受到限制。因此,大多数SCGO产物包含至少0.5wt%,例如至少0.75wt%的硫,而允许使用烃产品作为排放控制区(ECA)燃料的最大硫含量为0.1wt%。

本发明的某些方面通过提供加氢处理方法以提质SCGO来解决这些限制,从而至少降低SCGO的烯烃含量,并优选降低SCGO的烯烃和硫含量,并且更优选这样做而不会使芳族化合物过度饱和。

SCGO加氢处理

在本方法中,通过使SCGO与包含分子氢的处理气体在加氢处理催化剂的存在下在至少一个加氢处理区中接触,实现对从热解方法流出物中分离的SCGO加氢处理,在进行或更优选不进行任何预处理的情况下。

合适的加氢处理催化剂包括包含(i)一种或多种本体金属和/或(ii)一种或多种在载体上的金属的那些。金属可以是元素形式或化合物形式。在一种或多种实施方案中,加氢处理催化剂包括至少一种来自元素周期表第5至10族中的任一族的金属(列表为元素周期表,Merck Index,Merck&Co.,Inc.,1996)。这样的催化金属的实例包括但不限于钒、铬、钼、钨、锰、锝、铼、铁、钴、镍、钌、钯、铑、锇、铱、铂或其混合物。

在一种或多种实施方案中,催化剂具有每克催化剂至少0.0001克,或至少0.001克或至少0.01克的第5至10族金属的总量,其中克是基于元素计算的。例如,催化剂可包含总量为0.0001克至0.6克,或0.001克至0.3克,或0.005克至0.1克,或0.01克至0.08的第5至10族金属。在一种具体的实施方案中,催化剂进一步包含至少一种第15族元素。优选的第15族元素的实例是磷。当使用第15族元素时,催化剂可包括总量在0.000001克至0.1克,或0.00001克至0.06克,或0.00005克至0.03克或0.0001克至0.001克范围内的第15族元素,其中克是基于元素计算的。

在一种实施方案中,催化剂包含至少一种第6族金属。优选的第6族金属的实例包括铬、钼和钨。催化剂可包含总量为每克催化剂至少0.00001克,或至少0.01克或至少0.02克的第6族金属,其中克是基于元素计算的。例如,催化剂可包含总量为每克催化剂0.0001克至0.6克,或0.001克至0.3克,或0.005克至0.1克,或0.01克至0.08克的第6族金属,其中克是基于元素计算的。

在相关的实施方案中,催化剂包括至少一种第6族金属,并且进一步包括至少一种来自第5族,第7族,第8族,第9族或第10族的金属。这样的催化剂可以包含例如第6族金属与第5族金属的摩尔比在0.1至20,1至10或2至5的范围内的金属的组合,其中比例基于元素计。供选择地,催化剂可以包含第6族金属与7至10族金属总量的摩尔比在0.1至20,1至10或2至5的范围内的金属的组合,其中比例基于元素计。

当催化剂包括至少一种第6族金属和一种或多种来自第9或10族的金属(例如钼-钴和/或钨-镍)时,这些金属可以例如以第6族与第9和10族金属的摩尔比在1至10或2至5范围内存在,其中比例基于元素计。当催化剂包括至少一种第5族金属和至少一种第10族金属时,这些金属可以例如以第5族金属与第10族金属的摩尔比在1至10或2至5的范围内存在,其中比例基于元素计。还包含无机氧化物例如作为粘合剂和/或载体的催化剂在本发明的范围内。例如,催化剂可包含(i)≥1.0wt%的选自周期表第6、8、9和10族的一种或多种金属和(i i)≥1.0wt%的无机氧化物,重量百分比基于催化剂的重量计。

在一种或多种实施方案中,催化剂是具有或不具有粘合剂的本体多金属加氢处理催化剂。在一种实施方案中,催化剂包含至少一种第8族金属,优选Ni和/或Co,和至少一种6族金属,优选Mo。

本发明涵盖将一种或催化金属例如一种或多种第5至10族和/或第15族的金属掺入载体中(或沉积在载体上)以形成加氢处理催化剂。载体可以是多孔材料。例如,载体可以包含一种或多种难熔氧化物,多孔碳基材料,沸石或其组合,合适的难熔氧化物包括例如氧化铝,二氧化硅,二氧化硅-氧化铝,氧化钛,氧化锆,氧化镁及其混合物。合适的多孔碳基材料包括活性炭和/或多孔石墨。沸石的实例包括,例如,Y-沸石,β沸石,丝光沸石,ZSM-5沸石和镁碱沸石。载体材料的另外的实例包括γ氧化铝,θ氧化铝,δ氧化铝,α氧化铝或其组合。每克催化剂载体的γ氧化铝,δ氧化铝,α氧化铝或其组合的量可以在0.0001克至0.99克,或0.001克至0.5克,或0.01克至0.1克或最多0.1克的范围内,通过X射线衍射测定。在一种具体的实施方案中,加氢处理催化剂是负载型催化剂,并且载体包含至少一种氧化铝,例如θ氧化铝,其量在0.1克至0.99克,或0.5克至0.9克,或0.6克至0.8克的范围内,该量以每克载体计。氧化铝的量可以使用例如X射线衍射来测定。在供选择的实施方案中,载体可以包含至少0.1克,或至少0.3克,或至少0.5克,或至少0.8克的θ氧化铝。

当使用载体时,可以用期望的金属浸渍该载体以形成加氢处理催化剂。在用金属浸渍之前,可以在400℃至1200℃,或450℃至1000℃,或600℃至900℃范围内的温度下对载体进行热处理。在某些实施方案中,加氢处理催化剂可以通过将第5至10族金属添加或掺入到成形的载体热处理混合物中来形成。这种类型的形成通常称为在载体材料顶部覆盖金属。任选地,在结合载体与一种或多种的催化金属后将催化剂热处理,例如在150℃至750℃,或200℃至740℃或400℃至730℃的范围内的温度。任选地,在热空气和/或富氧空气的存在下,在400℃至1000℃范围内的温度下对催化剂进行热处理,以除去挥发性物质,从而使至少一部分的第5至10族金属转化为其相应的金属氧化物。在其他实施方案中,可以在氧(例如空气)存在下在35℃至500℃,或100℃至400℃或150℃至300℃的温度下热处理催化剂。热处理可以进行1至3小时的时间段,以除去大部分的挥发性组分,而不会将第5至10族金属转化为其金属氧化物形式。通过这样的方法制备的催化剂通常被称为“未煅烧的”催化剂或“干燥的”。这样的催化剂可以与硫化方法结合制备,其中第5至10族金属基本上分散在载体中。当催化剂包含θ氧化铝载体和一种或多种第5至10族金属时,通常在≥400℃的温度下对催化剂进行热处理以形成加氢处理催化剂。通常,这样的热处理在≤1200℃的温度下进行。

催化剂可以是成形形式,例如盘、粒料、挤出物等中的一种或多种,尽管这不是必需的。这种成形形式的非限制性实例包括具有在约0.79mm至约3.2mm(1/32至1/8英寸),约1.3mm至约2.5mm(1/20至1/10英寸),或约1.3mm至约1.6mm(1/20至1/16英寸)的范围内的直径的圆柱形对称性的那些。相似尺寸的非圆柱形形状在本发明的范围内,例如,三叶形、四叶形等。任选地,催化剂具有在50-500N/cm,或60-400N/cm,或100-350N/cm,或200-300N/cm,或220-280N/cm的范围的平板抗压强度。

包括具有常规孔特性的那些的多孔催化剂在本发明的范围内。当使用多孔催化剂时,催化剂可以具有在常规加氢处理催化剂的特性范围内的孔结构、孔尺寸、孔体积、孔形状、孔表面积等,尽管本发明不限于此。例如,催化剂可具有对于加氢处理SCT分子有效的中值孔尺寸,这样的催化剂具有在至或至或至的范围内的中值孔尺寸。孔尺寸可以根据ASTM方法D4284-07汞孔隙率法测定。

在一种具体的实施方案中,加氢处理催化剂具有在至范围内的中值孔径。供选择地,加氢处理催化剂具有在至或至或至的范围内的中值孔径。在另一种实施方案中,加氢处理催化剂具有在至范围内的中值孔径。供选择地,加氢处理催化剂具有在至或至的范围内的中值孔径。在又其他的替代方案中,使用具有较大中值孔径的加氢处理催化剂,例如,具有在至或至或至的范围内的中值孔径的那些。

通常,加氢处理催化剂的孔尺寸分布不大到显著降低催化剂活性或选择性的程度。例如,加氢处理催化剂可具有这样的孔尺寸分布,其中至少60%的孔具有在或的中值孔径以内的孔径。在某些实施方案中,催化剂具有至或至的范围内的中值孔径,至少60%的孔具有在或的中值孔径以内的孔径。

当使用多孔催化剂时,催化剂可以具有例如,孔体积≥0.3cm3/g,例如≥0.7cm3/g,或≥0.9cm3/g。在某些实施方案中,孔体积可以在例如0.3cm3/g至0.99cm3/g,0.4cm3/g至0.8cm3/g或0.5cm3/g至0.7cm3/g的范围内。

在某些实施方案中,较大的表面积可以是期望的。例如,加氢处理催化剂的表面积可以≥60m2/g,或≥100m2/g,或≥120m2/g,或≥170m2/g,或≥220m2/g,或≥270m2/g;例如在100m2/g至300m2/g或120m2/g至270m2/g或130m2/g至250m2/g或170m2/g至220m2/g的范围内。

可以使用常规的加氢处理催化剂,但是本发明不限于此。在某些实施方案中,催化剂包括以下中的一种或多种:可得自Albemarle Catalysts Company LP(德克萨斯州休斯顿)的KF860;可得自相同来源的催化剂,如20;可得自CriterionCatalysts and Technologies(德克萨斯州休斯顿)的催化剂,例如DC-2618、DN-2630、DC-2635和DN-3636中的一种或多种;可得自相同来源的催化剂,例如DC-2532、DC-2534和DN-3531中的一种或多种;和可得自相同来源的FCC预处理催化剂,例如DN3651和/或DN3551。

加氢处理在氢存在下如下进行,例如,通过(i)将分子氢与加氢处理上游的SCGO进料合并和/或(ii)在一个或多个导管或管线中将分子氢引导至加氢处理阶段。尽管可以将相对纯净的分子氢用于加氢处理,但是通常期望使用“处理气体”,其包含足够的分子氢用于加氢处理,以及任选的通常不会不利地干扰或影响反应或产物的其他物种(例如,氮气和轻质烃,例如甲烷)。通常在除去不期望的杂质例如H2S和NH3之后,可以将未使用的处理气体与加氢产物分离以再利用。基于被引导至加氢处理阶段的处理气体的总体积,处理气体任选地包含≥约50vol.%的分子氢,例如≥约75vol.%。

任选地,供应至加氢处理阶段的分子氢的量在约500SCF/B(标准立方英尺每桶)(89S m3/m3)至10000SCF/B(1780S m3/m3)的范围内,其中B是指桶进料至加氢处理阶段的SCGO进料。例如,可以在500SCF/B(89S m3/m3)至3000SCF/B(534S m3/m3)的范围内提供分子氢。

加氢处理在加氢处理条件下进行,所述条件包括150至350℃的温度和500至1500psig(3550至10445kPa-a)的压力。在指定范围内的优选温度可以根据加氢处理主要针对的特定杂质而变化。因此,在除去烯烃是加氢处理的主要目的的情况下,可以优选较低的温度,例如150至250℃。供选择地,在需要除去烯烃和硫二者的情况下,例如以将硫含量降低至低于0.1wt%,可以优选较高的温度,例如250至350℃。

在一些实施方案中,加氢处理可以在包含在第一温度(例如150到250℃)下的第一阶段,和然后在第二、较高温度(例如250至350℃)下的第二阶段的至少两个阶段中进行。

加氢处理条件通常还包括0.5至3hr-1,例如1至2hr-1的烃原料的重时空速。

通常,控制加氢处理条件以使分子氢消耗速率在约200至2000SCF/桶烃原料或约36标准立方米/立方米(S m3/m3)至约356S m3/m3的范围内,例如在约300至约1500SCF/桶烃原料,或约53标准立方米/立方米(S m3/m3)至约267S m3/m3的范围内。已经发现这样做可以防止明显的芳族化合物饱和,否则该饱和会降低加氢处理的瓦斯油作为芳族溶剂或化学前体的有效性。

取决于在加氢处理步骤(一个或多个)中使用的条件,通过1H NMR测量的SCGO的烯属氢原子含量可以通过本文所述的加氢处理方法从0.5wt%或更高例如大于1wt%降低至小于0.5wt%,例如小于0.1wt%,甚至达到0.01wt%或更少。就溴值而言,SCGO的溴值可以通过本文所述的加氢处理方法从10或更大降低至小于10,如小于5。此外,特别是在250℃和更高的温度,SCGO的硫含量可以从0.5wt%和更高降低至小于0.1wt%。典型地,明显的芳族化合物饱和被避免,如由加氢处理导致的瓦斯油密度的相对小的变化所证明的。例如,当空速(WHSV)在0.5hr-1至3hr-1的范围内时,加氢处理通常将瓦斯油密度(ρ)从瓦斯油进料的初始值“ρ1”降低至加氢处理瓦斯油的最终值“ρ2”,其为≤5%(通过确定),例如≤2.5%,或≤1%,或在0.05%至5%,或1%至4%的范围内。

加氢处理的SCGO的用途

通过本方法生产的并具有小于0.5wt%,例如小于0.1wt%,甚至达到0.01wt%或更少的通过1H NMR测量的烯属氢原子含量的加氢处理的SCGO是在提质蒸汽裂化的最重质产物,蒸汽裂化焦油(SCT)中的有吸引力的溶剂或工作流体。在国际公开No.WO2013/033580中描述了在SCT的提质中使用工作流体以生产燃料油和燃料油调和原料的实例。

通过本方法生产的具有小于0.1wt%的硫含量的加氢处理的SCGO作为ECA燃料是有用的。

通过本方法生产的加氢处理的SCGO也是用于例如通过加氢裂化生产到化学工业的芳族进料(如A200以及苯、甲苯和二甲苯(BTX))的有用前体。

现在将参考以下非限制性实施例更具体地描述本发明。

实施例

进行了系统的研究以探索空速和温度在SCGO的加氢处理中对烯烃饱和度和硫降低的影响。SCGO进料具有11.04的平均碳数,8.32%的氢原子的总百分比,0.974gm/ml的密度以及含有0.92wt%的硫和2.9wt%的通过1H NMR峰积分测量的烯属氢原子。加氢处理用Co/Mo催化剂在1100psig(7686Kpa-a)的压力,3000scfb氢的氢气进料速率下和在150℃至300℃范围内的不同温度下以及在1和2hr-1的重时空速下进行。结果显示在下表1中。

表1

如表1所示,通过在2WHSV和200℃下加氢处理,SCGO的烯烃含量降低了97%(通过H1 NMR测量)。如表1进一步所示,通过在275℃下,在1和2WHSV二者下加氢处理,硫含量降低至0.1%或更少。因此,对于所测试的进料,在1-2WHSV下,至少275℃的加氢处理温度似乎对于提质SCGO产物以实现烯烃和硫的降低二者都是优选的。仅就烯烃降低而言,较低的温度,例如至少200℃可以是足够的。如表中所示,可以实现硫含量的降低和烯烃含量的降低,而不会导致芳族烃过度饱和,这由密度的略微降低所证明。

尽管已经通过参考特定实施方案描述和说明了本发明,但是本领域普通技术人员将理解,本发明将适合于在本文不必示出的变化。因此,出于确定本发明的真实范围的目的,应仅参考所附权利要求书。

本文发布于:2024-09-24 17:13:28,感谢您对本站的认可!

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