在热解反应器中热裂化原油和重质进料以生成烯烃制造技术

本发明专利技术公开了用于有效率地裂化烃混合物的系统和方法，所述烃混合物例如为包括标准沸腾温度大于450℃、500℃或甚至大于550℃的化合物的混合物，例如全原油。

Thermal cracking crude oil and heavy feed are used in a pyrolysis reactor to produce olefins

The invention discloses a system and method for efficiently cracking of hydrocarbon mixtures, the mixture of hydrocarbons such as a mixture of compounds including standard boiling temperature higher than 450 DEG, 500 DEG C or even greater than 550 DEG C, such as crude oil.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在热解反应器中热裂化原油和重质进料以生成烯烃
本文公开的实施方式总体上涉及热裂化烃混合物(例如全原油或其它烃混合物)以生成烯烃。
技术介绍
终沸点超过550℃的烃混合物通常不直接在热解反应器中处理以生成烯烃，因为反应器焦化相当快。虽然限制反应条件可能降低结垢趋势，但较不苛刻的条件会导致产量显著损失。本领域的普遍共识是需要将具有宽沸点范围的烃混合物和/或具有高终沸点的烃初分离成许多馏分，例如气/轻烃、石脑油范围烃、瓦斯油等，然后在特定针对这些馏分的条件下(例如在单独的裂化炉中)裂化各馏分。虽然分馏(例如通过蒸馏塔)和单独处理可能是资本和能源密集型的，但是通常认为馏分的分别和单独处理在工艺控制和产率方面提供最高的收益。
技术实现思路
现在已经开发了用于灵活处理全原油和含有高沸点焦炭前体的其它烃混合物的方法。本文的实施方式可有利地在裂化过程中减少焦化和结垢(即使在高苛刻度的条件下)，并达到理想的产率，同时显著降低与预分馏和单独处理相关的资本和能量需求。在一方面，本文公开的实施方式涉及一种用于热裂化烃混合物以生成烯烃的方法。该方法可以包括加热烃混合物以汽化烃混合物中的一部分烃。然后可以在第一分离器中将加热的烃混合物分离成第一蒸气馏分和第一液体馏分。可以在热解反应器的对流区中加热第一液体馏分以汽化第一液体馏分中的一部分烃并形成第二加热的烃混合物。然后可以在第二分离器中将第二加热的烃混合物分离成第二蒸气馏分和第二液体馏分。蒸汽可以与第一蒸气馏分混合，并且所得的混合物可以在对流区中加热，并且进料到热解反应器的辐射区中的第一辐射盘管，用于裂化烃以生成烯烃。第二蒸气馏分也可以与蒸汽混合、在对流区过热，并且进料到热解反应器的辐射区中的第二辐射盘管，以生成另外的烯烃。在另一方面，本文公开的实施方式涉及一种用于热裂化烃混合物以生成烯烃的系统。该系统可以包括：加热器以及包括辐射区和对流区的热解反应器。该系统还包括第一间接热交换盘管，其用于加热加热器中的烃混合物以形成加热的烃混合物；第一分离器，其用于将加热的烃混合物分离成第一蒸气馏分和第一液体馏分；第二间接热交换盘管，其用于加热对流区中的第一液体馏分以形成第二加热的烃混合物；第二分离器，其用于将第二加热的烃混合物分离成第二蒸气馏分和第二液体馏分；第三和第四间接热交换盘管，其用于分别在对流区中使第一和第二蒸气馏分过热；第一辐射盘管，其在热解反应器的辐射区中，用于热裂化所述过热的第一蒸气馏分中的烃；以及第二辐射盘管，其在热解反应器的辐射区中，用于热裂化所述过热的第二蒸气馏分中的烃。因此，根据本文实施方式的用于裂化烃混合物以生成烯烃的系统可以包括加热器和具有辐射区和对流区的热解反应器。加热器包括具有入口和出口的第一间接热交换盘管。入口可以流体连通式地连接到烃混合物源，并且出口可以流体连通式地连接到第一分离器。第一分离器可以包括蒸气出口和液体出口，并且可以用于例如将来自加热器的加热的烃分离成第一蒸气馏分和第一液体馏分。热解反应器可以包括对流区中的多个间接热交换盘管，以及辐射区中的多个间接热交换盘管。例如，第二间接热交换盘管可以具有：入口，其流体连通式地连接到第一分离器的液体出口；以及出口，其流体连通式地连接到第二分离器的入口。第二分离器也可以具有蒸气出口和液体出口。第三和第四间接热交换盘管可以各自包括入口和出口，入口分别流体连通式地连接到第一分离器的蒸气出口和第二分离器的蒸气出口。第三和第四间接热交换盘管可以用于例如使热解加热器对流区中的相应蒸气馏分过热。第三和第四间接热交换盘管的出口可以分别流体连通式地连接到热解反应器的辐射区内的第一辐射盘管和第二辐射盘管的入口。第一和第二辐射盘管也可以各自包括出口。辐射盘管可以用于例如热裂化过热的蒸气馏分中的烃，并且允许回收裂化产物用于进一步处理。在另一方面，本文公开的实施方式涉及一种用于热裂化烃混合物以生成烯烃的方法，所述烃混合物包括从石脑油范围烃沸腾的烃到在大于550℃的温度下沸腾的烃。该方法可以包括：在热解反应器的对流区中加热烃混合物以汽化烃混合物中的一部分烃并形成加热的烃混合物；将加热的烃混合物在第一分离器中分离成包括石脑油范围烃的第一蒸气馏分和第一液体馏分；将第一液体馏分与蒸汽混合以形成第一蒸汽/油混合物；在热解反应器的对流区中加热第一蒸汽/油混合物以汽化第一蒸汽/油混合物中的一部分烃并形成第二加热的烃混合物；将第二加热的烃混合物在第二分离器中分离成包括瓦斯油范围烃的第二蒸气馏分和第二液体馏分；将蒸汽与第一蒸气馏分混合，在对流区中使所得的混合物过热，并将过热的混合物进料到热解反应器的辐射区中的第一辐射盘管；以及将蒸汽与第二蒸气馏分混合，在对流区中使所得的混合物过热，并将过热的混合物进料到热解反应器的辐射区中的第二辐射盘管。在另一方面，本文公开的实施方式涉及一种用于裂化烃混合物以形成烯烃的系统。该系统可以包括：第一加热器，其包括辐射区和对流区；一个或多个第二加热器，其包括辐射区和对流区；第一加热盘管，其设置在第一加热器的对流区中，用于部分汽化混合烃进料；第一分离系统，用于将部分汽化的混合烃进料分离成第一蒸气馏分和第一液体馏分；第二加热盘管，其设置在第一加热器的对流区中，用于部分汽化第一液体馏分；第二分离系统，用于将部分汽化的第一液体馏分分离成第二蒸气馏分和第二液体馏分；第三加热盘管，其设置在第一加热器的对流区中，用于部分汽化第二液体馏分；第三分离系统，用于将部分汽化的第二液体馏分分离成第三蒸气馏分和第三液体馏分；第一辐射盘管，其设置在所述一个或多个第二加热器中之一的辐射区中，用于裂化第一蒸气馏分以形成烯烃；以及第二辐射盘管，其设置在所述一个或多个第二加热器中之一的辐射区中，用于裂化第二蒸气馏分以形成烯烃。因此，根据本文的各种实施方式的用于裂化烃混合物以生成烯烃的系统可以包括：第一加热器，其具有辐射区和对流区；以及一个或多个第二加热器，其包括辐射区和对流区。第一加热器可以包括在加热器的对流区中的多个间接热交换盘管，每个间接热交换盘管具有入口和出口。第一盘管的入口可以例如流体连通式地连接到烃混合物源，并且第一盘管的出口可以流体连通式地连接到第一分离器。第二盘管的入口可以流体连通式地连接到第一分离器的液体出口，并且第二盘管的出口可以流体连通式地连接到第二分离器。第三盘管的入口可以流体连通式地连接到第二分离器的液体出口，并且第三盘管的出口可以流体连通式地连接到第三分离器。所述一个或多个第二加热器可以包括在相应的辐射区中的辐射盘管，每个辐射盘管具有入口和出口。第一辐射盘管的入口可以流体连通式地连接到第一分离器的蒸气出口。第二辐射盘管的入口可以流体连通式地连接到第二分离器的蒸气出口。辐射盘管可以用于例如裂化在相应的蒸气馏分中的烃，并且出口可以允许回收裂化产物用于进一步处理。在另一方面，本文公开的实施方式涉及一种方法，其包括：在第一加热器中产生第一废气；在第二加热器中产生第二废气；在第一加热器的对流区中从第一废气中回收热量，从而冷却第二废气；在第二加热器的对流区中从第二废气中回收热量，从而冷却第二废气；将冷却的第一和第二废气组合以形成组合的废气流；以及从组合的废气流中回收热量。所附草图中显示的工艺流程图可以针对特定原油和产品构成(product本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于热裂化烃混合物以生成烯烃的方法，所述方法包括：在加热器中将烃混合物加热以汽化所述烃混合物中的一部分烃并形成加热的烃混合物；在第一分离器中将所述加热的烃混合物分离成第一蒸气馏分和第一液体馏分；在热解反应器的对流区中加热第一液体馏分以汽化所述第一液体馏分中的一部分烃并形成第二加热的烃混合物；在第二分离器中将所述第二加热的烃混合物分离成第二蒸气馏分和第二液体馏分；将蒸汽与所述第一蒸气馏分混合，使所得的混合物在所述对流区中过热，并且将过热的混合物进料到热解反应器的辐射区中的第一辐射盘管；以及将蒸汽与所述第二蒸气馏分混合，使所得的混合物在所述对流区中过热，并且将过热的混合物进料到热解反应器的辐射区中的第二辐射盘管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.07 US 62/060,8151.一种用于热裂化烃混合物以生成烯烃的方法，所述方法包括：在加热器中将烃混合物加热以汽化所述烃混合物中的一部分烃并形成加热的烃混合物；在第一分离器中将所述加热的烃混合物分离成第一蒸气馏分和第一液体馏分；在热解反应器的对流区中加热第一液体馏分以汽化所述第一液体馏分中的一部分烃并形成第二加热的烃混合物；在第二分离器中将所述第二加热的烃混合物分离成第二蒸气馏分和第二液体馏分；将蒸汽与所述第一蒸气馏分混合，使所得的混合物在所述对流区中过热，并且将过热的混合物进料到热解反应器的辐射区中的第一辐射盘管；以及将蒸汽与所述第二蒸气馏分混合，使所得的混合物在所述对流区中过热，并且将过热的混合物进料到热解反应器的辐射区中的第二辐射盘管。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述对流区中加热所述第一液体馏分之前将所述第一液体馏分与蒸汽混合。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：将蒸汽进料到所述第一分离器和所述第二分离器中的至少一个。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述第二液体馏分与蒸汽混合以形成蒸汽/油混合物；在热解反应器的所述对流区中将所述蒸汽/油混合物加热以汽化所述蒸汽/油混合物中的一部分烃并形成第三加热的烃混合物；在第三分离器中将所述第三加热的烃混合物分离成第三蒸气馏分和第三液体馏分；将蒸汽与所述第三蒸气馏分混合，将所得的混合物在所述对流区中过热，并将过热的混合物进料到热解反应器的辐射区中的第三辐射盘管。5.根据权利要求4所述的方法，还包括：取出一部分蒸汽流，并使用该部分作为用于与所述烃混合物、所述第一液体馏分、所述第一蒸气馏分和所述第二液体馏分中的至少一种混合的所述蒸汽；在热解反应器的所述对流区中使所述蒸汽流的剩余部分过热；以及将过热的蒸汽进料到所述第一分离器、所述第二分离器和所述第三分离器中的至少一个。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：使用所述过热的蒸汽的一部分作为用于与所述第三蒸气馏分混合的所述蒸汽。7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述对流区中废气的温度在加热所述第二液体馏分时比加热所述第一液体馏分时更高。8.根据权利要求7所述的方法，其中，对流区中的所述废气的温度在将所述第一蒸气馏分、所述第二蒸气馏分和所述第三蒸气馏分过热时比加热所述第二液体馏分时更高。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述烃混合物包括全原油或包含具有至少550℃的标准沸点的烃的烃混合物。10.根据权利要求1所述的方法，还包括：加氢处理所述烃混合物以减少所述烃混合物中氮、硫、金属和康拉逊碳中的至少一种的含量。11.根据权利要求14所述的方法，还包括：从流出物回收热量、冷凝至少一部分流出物和/或将流出物分离成一个或多个馏分。12.一种用于热裂化烃混合物以生成烯烃的系统，所述系统包括：加热器；热解反应器，所述热解反应器包括辐射区和对流区；第一间接热交换盘管，用于在所述加热器中加热烃混合物以形成加热的烃混合物；第一分离器，用于将所述加热的烃混合物分离成第一蒸气馏分和第一液体馏分；第二间接热交换盘管，用于在所述对流区中加热所述第一液体馏分以形成第二加热的烃混合物；第二分离器，用于将所述第二加热的烃混合物分离成第二蒸气馏分和第二液体馏分；第三和第四间接热交换盘管，用于在所述对流区中分别使所述第一蒸气部分和所述第二蒸气部分过热；第一辐射盘管，所述第一辐射盘管在所述热解反应器的辐射区中，用于热裂化所述过热的第一蒸气馏分中的烃；以及第二辐射盘管，所述第二辐射盘管在所述热解反应器的辐射区中，用于热裂化所述过热的第二蒸气馏分中的烃。13.根据权利要求12所述的系统，还包括一个或多个混合装置，用于将蒸汽与所述烃混合物、所述加热的烃混合物、所述第一蒸气馏分和所述第一液体馏分中的至少一种混合。14.根据权利要求12所述的系统，还包括：第五间接热交换盘管，用于在所述对流区中加热所述第二液体馏分，以形成第三加热的烃混合物；第三分离器，用于将所述第三加热的烃混合物分离成第三蒸气馏分和第三液体馏分；以及第六间接热交换盘管，用于在所述对流区中使所述第三液体馏分过热；第三辐射盘管，所述第三辐射盘管在所述热解反应器的辐射区中，用于热裂化所述过热的第三蒸气馏分中的烃。15.根据权利要求14所述的系统，还包括第七间接热交换盘管，在所述对流区中使蒸汽过热。16.根据权利要求15所述的系统，还包括一个或多个混合装置，用于将过热的蒸汽与所述第二蒸气馏分和所述第三蒸气馏分中的至少一种混合。17.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·M·森达拉姆，
申请(专利权)人：鲁姆斯科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US