用于直接加工原油的包括残余物旁路的整合的加氢处理和水蒸气热解方法技术

本发明专利技术提供一种针对与包括残余物旁路的加氢加工区相整合的水蒸气热解区、以允许直接加工原油原料以便生产包括烯烃和芳香族化合物的石油化学产品的方法。用于直接加工原油以便生产烯属和芳香族石油化学产品的所述整合的加氢处理和水蒸气热解方法包括：将所述原油分离成轻质组分和重质组分；将所述轻质组分和氢装料至在有效于产生加氢加工的流出物的条件下操作的加氢加工区，所述加氢加工的流出物具有降低的污染物含量、增加的链烷烃含量、降低的美国矿务局关联指数以及增加的美国石油学会比重；使所述加氢加工的流出物在存在水蒸气的情况下热裂解以产生混合的产物流；分离所述混合的产物流；纯化从所述混合的产物流回收的氢并且将它再循环至所述加氢加工区；从所述分离的混合产物流回收烯烃和芳香族化合物；并且回收来自所述分离的混合产物流的热解燃料油与来自步骤(a)的重质组分的组合流作为燃料油共混物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于直接加工原油的包括残余物旁路的整合的加氢处理和水蒸气热解方法相关申请本申请要求2012年1月27日提交的美国临时专利申请号61/591,816的权益，所述申请的公开内容以引用的方式整体并入本文。专利技术背景专利
本专利技术涉及一种用于直接加工原油以生产石油化学产品如烯烃和芳香族化合物的整合的加氢处理和水蒸气热解方法。相关技术说明低级烯烃(即，乙烯、丙烯、丁烯以及丁二烯)和芳香族化合物(即，苯、甲苯以及二甲苯)为石油化学和化学工业中广泛使用的基本中间体。热裂解或水蒸气热解为通常在存在水蒸气的情况下并且在不存在氧的情况下用于形成这些材料的主要类型的方法。用于水蒸气热解的原料可以包括石油气和馏出物如石脑油、煤油以及瓦斯油。这些原料的可获得性通常是有限的并且需要原油精炼厂中的昂贵的且能量密集型的方法步骤。已经使用重质烃作为水蒸气热解反应器的原料进行了研究。常规重质烃热解操作中的主要缺点为焦炭形成。例如，用于重质液体烃的水蒸气裂解方法公开于美国专利号4,217,204中，其中将熔盐的雾状物引入到水蒸气裂解反应区中以试图最小化焦炭形成。在使用具有3.1重量％的康拉逊残炭值的阿拉伯轻质原油的一个实例中，裂解设备能够在存在熔盐的情况下持续操作624小时。在不添加熔盐的对比实例中，水蒸气裂解反应器在仅5小时之后由于反应器中焦炭的形成而变得阻塞且不可操作。此外，使用重质烃作为水蒸气热解反应器的原料的烯烃和芳香族化合物的产率和分布不同于使用轻质烃原料的那些。重质烃具有比轻质烃高的芳香族化合物含量，如由较高的美国矿务局关联指数(BMCI)所指示的。BMCI是原料的芳香性的度量并且计算如下：BMCI＝87552/VAPB+473.5*(sp.gr.)-456.8(1)其中：VAPB＝以兰氏度(degreesRankine)计的体积平均沸点，并且sp.gr.＝原料的比重。随着BMCI降低，乙烯产量预期增加。因此，对于水蒸气热解来说，高链烷烃或低芳香族化合物进料通常是优选的，从而获得较高产率的所需烯烃并且避免较高的不需要的产物和反应器盘管段中的焦炭形成。水蒸气裂解器中的绝对焦炭形成速率已由Cai等人,“CokeFormationinSteamCrackersforEthyleneProduction,”Chem.Eng.&Proc.,第41卷,(2002),199-214进行了报道。一般来说，绝对焦炭形成速率是按照烯烃>芳香族化合物>链烷烃的递增顺序，其中烯烃代表重质烯烃。为了能够响应于对这些石油化学产品的增长的需求，能够以较大量获得的其它类型的进料如原油对于生产者来说具有吸引力。使用原油进料将最小化或消除精炼厂在这些石油化学产品的生产中出现瓶颈现象的可能性。虽然水蒸气热解方法良好发展并且适合于其预定目的，但原料的选择一直非常有限。专利技术概述本文的系统和方法提供一种与包括残余物旁路的加氢加工区整合的水蒸气热解区以便允许直接加工原油原料来生产石油化学产品，包括烯烃和芳香族化合物。用于直接加工原油以生产烯属和芳香族石油化学产品的整合的加氢处理和水蒸气热解方法包括：将所述原油分离成轻质组分和重质组分；将所述轻质组分和氢装料至在有效于产生加氢加工的流出物的条件下操作的加氢加工区，所述加氢加工的流出物具有降低的污染物含量、增加的链烷烃含量、降低的美国矿务局关联指数以及增加的美国石油学会比重；使所述加氢加工的流出物在存在水蒸气的情况下热裂解以便产生混合的产物流；分离所述混合的产物流；纯化从所述混合的产物流回收的氢并且将它再循环至所述加氢加工区；从所述分离的混合产物流回收烯烃和芳香族化合物；并且回收来自所述分离的混合产物流的热解燃料油与来自步骤(a)的重质组分的组合流作为燃料油共混物。如本文所用，术语“原油”应被理解为包括来自常规来源的全原油、已经经历一些预处理的原油。术语原油还将被理解为包括已经经受水-油分离和/或气-油分离和/或脱盐和/或稳定化的原油。本专利技术的方法的其它方面、实施方案以及优点在以下详细讨论。此外，应理解前述信息与以下详述都仅是各种方面和实施方案的说明性实例，并且旨在提供用于理解所要求保护的特征和实施方案的性质和特性的概观或框架。附图是说明性的并且被提供来进一步理解本专利技术的方法的不同方面和实施方案。附图简述本专利技术将在以下并且参照附图进行进一步详细描述，其中：图1是本文所描述的整合方法的实施方案的方法流程图；并且图2A至图2C是按照本文所描述的整合方法中的水蒸气热解单元的某些实施方案中所使用的蒸气-液体分离装置的透视图、俯视图以及侧视图进行的示例性说明。专利技术详述在图1中示出包括具有残余物旁路的整合的加氢加工和水蒸气热解方法和系统的流程图。所述整合的系统总体上包括进料分离区20、选择性催化加氢加工区、水蒸气热解区30以及产物分离区。进料分离区20包括用于接收原料流1的入口，用于排出排放的部分22的出口，以及用于排出剩余烃部分2的出口。在分离区20的分馏点可以设定成使得它与残余燃料油共混物相容，例如约540℃。分离区20可以为单级分离装置，诸如闪蒸分离器。在另外的实施方案中，分离区20可包括旋流相分离装置、或基于蒸气和液体的物理或机械分离的其它分离装置或基本上由其组成(即，在不存在闪蒸区的情况下操作)。蒸气-液体分离装置的一个实例通过并且参照图2A至图2C进行说明。蒸气-液体分离装置的类似安排还描述于美国专利公布号2011/0247500中，所述专利以引用的方式整体并入本文。在所述分离区包括基于蒸气和液体的物理或机械分离的分离装置或基本上由其组成的实施方案中，分馏点可以基于气化温度和进入装置的材料的流体速度进行调整。选择性加氢加工区包括具有入口的加氢加工反应区4，所述入口用于接收烃部分21与从水蒸气热解产物流再循环的氢2的混合物3和在必要时补充氢。加氢加工反应区4进一步包括用于排出加氢加工的流出物5的出口。来自所述一个或多个加氢加工反应器的反应器流出物5在热交换器(未示出)中进行冷却并且送至高压分离器6。分离器顶部物7在胺单元12中进行清洁并且所得到的富含氢的气体流13被传递至再循环压缩机14以便在所述加氢加工反应器中用作再循环气体15。来自高压分离器6的呈大致上液相形式的底部物流8进行冷却并且引入至低压冷分离器9，在所述低压冷分离器中所述底部物流被分离成气体流和液体流10。来自低压冷分离器的气体包括氢、H2S、NH3以及任何轻质烃如C1-C4烃。通常这些气体被送去进一步加工如燃烧加工(flareprocessing)或燃料气体加工。根据本文的某些实施方案，通过将包含氢、H2S、NH3以及任何轻质烃如C1-C4烃的水蒸气气体流11与水蒸气裂解器产物44进行组合来回收氢。液体流10的全部或一部分用作水蒸气热解区30的进料。水蒸气热解区30总体上包括对流段32和热解段34，所述热解段可以基于本领域已知的水蒸气热解单元操作来进行操作，即在存在水蒸气的情况下将热裂解进料装料至所述对流段。此外，在如本文所描述的某些任选的实施方案中(如在图1中用虚线所指示的)，蒸气-液体分离段36包括在段32与段34之间。来自对流段32的加热的水蒸气裂解进料通过的蒸气-液体分离段36可以是基于蒸气和液体的物理或机械分离的分离装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于直接加工原油以生产烯属和芳香族石油化学产品的整合的加氢处理和水蒸气热解方法，所述方法包括：a.将所述原油分离成轻质组分和重质组分；b.将所轻质组分和氢装料至在有效于产生加氢加工的流出物的条件下操作的加氢加工区，所述加氢加工的流出物具有降低的污染物含量、增加的链烷烃含量、降低的美国矿务局关联指数以及增加的美国石油学会比重；c.使所述加氢加工的流出物在存在水蒸气的情况下热裂解以产生混合的产物流；d.分离所述热裂解的混合产物流；e.纯化在步骤(d)中回收的氢并且将它再循环至步骤(b)；f.从所述分离的混合产物流回收烯烃和芳香族化合物；以及g.回收来自所述分离的混合产物流的热解燃料油与来自步骤(a)的重质组分的组合流作为燃料油共混物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.27 US 61/591,8161.一种用于直接加工原油以生产烯属和芳香族石油化学产品的整合的加氢处理和水蒸气热解方法，所述方法包括：a.将所述原油分离成轻质组分和重质组分；b.将所述轻质组分和氢装料至在有效于产生加氢加工的流出物的条件下操作的加氢加工区；c.使所述加氢加工的流出物在存在水蒸气的情况下热裂解以产生混合的产物流；d.分离所述热裂解的混合产物流；e.纯化在步骤(d)中回收的氢并且将它再循环至步骤(b)；f.从所述分离的混合产物流回收烯烃和芳香族化合物；以及g.回收来自所述分离的混合产物流的热解燃料油与来自步骤(a)的重质组分的组合流作为燃料油共混物。2.如权利要求1所述的整合的加氢处理和水蒸气热解方法，其进一步包括在高压反应器中分离所述加氢加工区反应器流出物以回收被清洁并且再循环至所述加氢加工区作为另外的氢来源的气体部分；和液体部分；以及在低压分离器中将来自所述高压分离器的所述液体部分分离成气体部分和液体部分，其中来自所述低压分离器的所述液体部分是经受热裂解的所述加氢加工的流出物，并且来自所述低压分离器的所述气体部分在所述水蒸气热解区之后并且在步骤(d)中的分离之前与所述混合的产物流进行组合。3.如权利要求1所述的整合的加氢处理和水蒸气热解方法，其中所述热裂解步骤包括在水蒸气热解区的对流段中加热加氢加工的流出物，将所述加热的加氢加工的流出物分离成蒸气馏分和液体馏分，将所述蒸气馏分传递至水蒸气热解区的热解段，以及排出所述液体馏分。4.如权利要求3所述的整合的加氢处理和水蒸气热解方法，其中将所述排出的液体馏分与步骤(g)中回收的热解燃料油进行共混。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·沙菲，A·博拉内，I·A·艾巴，A·R·Z·阿克拉斯，E·赛义德，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA