烃热解排出物的加工方法技术

公开了来自烃热解装置的气态排出物的处理方法以提供具有降低的沥青质和甲苯不溶物含量的蒸汽裂化焦油。该方法适合于制备可用作燃料调合料，或用于制备炭黑的原料的降低粘度的焦油，同时减少或排除了为了达到粘度规格而对外部来源的较轻质芳族化合物添加剂的需要。该方法包括：从分离容器（例如初级分馏器或焦油分离鼓）提取蒸汽裂化焦油，将该焦油冷却，和将它返回到分离容器以在该分离容器内将总焦油温度降低，以降低粘度，从而增加缩合反应。还提供了实施该方法的设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用[0001]本申请特意地在此作为参考引入以下申请的全部公开内容：引入代理人案卷号2005B060，标题为“烃热解排出物的冷却方法”；代理人案卷号2005B061，标题为“烃热解排出物的加工方法”；代理人案卷号2005B062，标题为“烃热解排出物的加工方法”；代理人案卷号2005B063，标题为“烃热解排出物的加工方法”；和代理人案卷号2005B064，标题为“烃热解排出物的加工方法”；和代理人案卷号2005B065，标题为“烃热解排出物的加工方法”；它们都在此引入作为参考。专利
[0002]本专利技术涉及来自烃热解装置、尤其是使用石脑油或更重质原料的那些装置的气态排出物的加工方法。具体来说，本专利技术涉及衍生自烃热解的蒸汽裂化焦油的改质方法。专利技术背景[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。虽然不希望受到任何特定理论的束缚，应该相信，蒸汽裂化炉中首先产生的蒸汽裂化液体产物包含自由基分子、乙烯基芳族分子、及其它反应性物质，并且在蒸汽裂化液体产物的下游加工中常见的中等高温下是高度反应性的。此类芳族分子的不饱和官能团包括选自烯属基团和炔属基团的那些。更具体地说，此类不饱和官能团选自茚、苊-->烯(acenapthalene)及其它环戊烯并-芳族化合物；乙烯基苯，及其它含一个芳环的乙烯基芳族化合物；二乙烯基苯，乙烯基萘，二乙烯基萘，乙烯基蒽，乙烯基菲，及其它含2个或更多个芳环的乙烯基和二乙烯基芳族化合物。此类芳族分子的反应性倾向于引起使液体产物的性能显著降级的反应。[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和焦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的原料的蒸汽裂化器(统称为液体裂化器)一起使用是不令人满意的，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产生蒸汽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，来自裂化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更重质的原料，输送管线换热器将工艺料流冷却到大约1100(594℃)，从而有效地产生可以用于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和使焦油-->与更轻质液体馏分(称为热解汽油)分离，并用来回收大约200-600(93-316℃)之间的热。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100(38℃)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400-大约550(204-288℃)的范围内沸腾)的中间沸程料流还作为侧料流产生。[0008]此外，尽管焦油和汽油料流之间在主分馏器中发生分馏，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。附加的关注涉及提供蒸汽裂化焦油，其具有使得它适合于高值使用的特性。[0009]蒸汽裂化器焦油是蒸汽裂化过程中制备的最重质材料，其基本上包含全部沸点大于500(260℃)的产物。此类焦油包含高浓度的由引起蒸汽裂化液体分子量增长的化学反应产生的芳族化合物，例如裂化过程中的缩合和/或聚合反应。这些反应可以在初级分馏器或骤冷塔中在蒸汽裂化器初级分馏器塔中常见的温度下以较大程度进行。引起沥青质形成的这些分子量增长反应是相当快速的并且不象阻止它们那样容易地反向。[0010]焦油的产率主要是取决于裂化器原料类型，例如，石脑油的大约1wt％和非常重质瓦斯油的30％或更高。焦油的值通常基于其作为燃料或燃料调合料的应用。有时，它可以用作制备炭黑的原料。焦油也可以供给部分氧化过程，其中它被转变成合成燃料气。[0011]包含多于大约七个芳环的焦油中的分子不溶于庚烷并且被称为沥青质。沥青质是高分子量的复杂芳环结构并且可以作为胶态分散体存在。由于它们的芳环结构，沥青质不可溶于直链烷烃(己烷、庚烷)。它们可溶于芳族溶剂如二甲苯和甲苯。沥青质含量可以通过本领域的技术人员已知的各种技术，例如ASTM D3279测量。[0012]在不可溶于甲苯的焦油中的较重质分子称为甲苯不溶物，或TI。甲苯不溶物(凝聚/非凝聚的)是在氧化树脂或戊烷不溶物已经被甲苯稀释之后剩余的固体。不溶树脂是戊烷不溶物和甲苯不溶物之-->间的重量差异。甲苯不溶物可以通过本领域技术人员熟知的方法测量，例如ASTM D-893；ASTM D4312-05(a)2005，Standard Test Methodfor Toluene-Insoluble(TI)Content of Tar and Pitch(ShortMethod)；或ASTM D4072-98(2003)el，Standard Test Method forToluene-Insoluble(TI)Content of Tar and Pitch。[0013]沥青质和TI以数种方式影响焦油的质量和结果值。它们使得蒸汽裂化器焦油与许多其它燃料油不相容。例如，当焦油与链烷原料(例如来自链烷原油的残油)混合时，沥青质倾向于沉淀。这限制了焦油进入燃料油市场的潜在市场性。此外，当焦油用于制造炭黑时，沥青质和TI是不希望的组分。炭黑制造者通常更喜欢具有较低沥青质和TI浓度的原料，并且它们对这些组分的容许浓度设置了上限。[0014]因为沥青质和TI使得焦油更粘，所以为了达到产物粘度规格，将较轻质芳族材料如蒸汽裂化瓦斯油与焦油混合通常变得必要。对于供应石脑油或高度链烷瓦斯油的裂化器，所需要的轻质调合料的量可以超过共同生产的蒸汽裂化瓦斯油的量，这致使蒸汽裂化过程“失去骤冷平衡”，原因在于该裂化器中产生的轻质调合料的量不足以将所产生的蒸汽裂化器焦油稀释到其所需粘度。在此情况下，必须添加轻质、高度芳族材料的外部来源物质，并且这可能难以获得并且是昂贵的。或者，必须降低裂化强度，这对蒸汽裂化过程施加了产率和转化率限制本文档来自技高网...

【技术保护点】
来自烃热解工艺装置的气态排出物的处理方法，该方法包括：　　　　（ａ）将所述气态排出物至少冷却到由该热解工艺形成的焦油从该排出物中冷凝的温度，以提供部分冷凝的排出物；　　　　（ｂ）让所述部分冷凝的排出物流到分离容器；　　　　（ｃ）从该分离容器中除去冷凝的焦油；　　　　（ｄ）将所述冷凝的焦油冷却；和　　　　（ｅ）在等于或低于所述部分冷凝的排出物进入所述分离容器的水平处将所述经冷却的焦油的至少一部分再循环到所述分离容器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-7-8 11/177,0761.来自烃热解工艺装置的气态排出物的处理方法，该方法包括：(a)将所述气态排出物至少冷却到由该热解工艺形成的焦油从该排出物中冷凝的温度，以提供部分冷凝的排出物；(b)让所述部分冷凝的排出物流到分离容器；(c)从该分离容器中除去冷凝的焦油；(d)将所述冷凝的焦油冷却；和(e)在等于或低于所述部分冷凝的排出物进入所述分离容器的水平处将所述经冷却的焦油的至少一部分再循环到所述分离容器。2.权利要求1的方法，其中所述分离容器是分馏塔。3.权利要求2的方法，其中在所述分馏塔的接受器部分引入所述经冷却的焦油。4.权利要求1的方法，其中所述分离容器是焦油分离鼓。5.上述权利要求中任一项的方法，其中所述部分冷凝的排出物的所述温度不大于大约650(343℃)。6.上述权利要求中任一项的方法，其中来自(a)的所述部分冷凝的排出物的所述温度为大约400-大约650(204-343℃)。7.权利要求1至5中任一项的方法，其中来自(a)的所述部分冷凝的排出物的所述温度为大约450-大约600(232-316℃)。8.上述权利要求中任一项的方法，其中所述气态排出物是通过重质烃原料的热解产生的。9.权利要求1至7中任一项的方法，其中所述气态排出物是通过将选自以下物质中至少一种的原料热解获得的：石脑油、瓦斯油、煤油、加氢裂化油、原油残油和原油。10.上述权利要求中任一项的方法，其中在比进入所述分离容器的排出物的温度低至少大约100(56℃)的温度下，将所述经冷却的焦油引入所述分离容器。11.权利要求1至9中任一项的方法，其中在比进入所述分离容器的排出物的温度低至少大约200(111℃)的温度下，将所述经冷却的焦油引入所述分离容器。12.权利要求1至9中任一项的方法，其中在比进入所述分离容器的排出物的温度低至少大约240(115℃)的温度下，将所述经冷却的焦油引入所述分离容器。13.上述权利要求中任一项的方法，其中将所述经冷却的焦油引入所述分离容器，从而为在所述分离容器内的焦油提供小于大约350(177℃)的平均温度。14.权利要求1至12中任一项的方法，其中将所述经冷却的焦油引入所述分离容器，从而为在所述分离容器内的焦油提供小于大约300(149℃)的平均温度。15.权利要求1至12中任一项的方法，其中将所述经冷却的焦油引入所述分离容器，从而为在所述分离容器内的焦油提供小于大约275(135℃)的平均温度。16.权利要求1至12中任一项的方法，其中在所述分离容器内的焦油的所述温度在分馏塔的接受器处量取。17.上述权利要求中任一项的方法，其中将(d)中产生的焦油冷却到小于大约200(93℃)。18.上述权利要求中任一项的方法，其中所述再循环的焦油包含至少大约10wt％从所述分离容器除去的焦油。19.权利要求1至17中任一项的方法，其中所述再循环的焦油包含至少大约50wt％从所述分离容器除去的焦油。20.权利要求1至17中任一项的方法，其中所述再循环的焦油包含至少大约80wt％从所述分离容器除去的焦油。21.上述权利要求中任一项的方法，其中从所述分离容器除去的所述焦油包含由ASTM D3279测量的小于大约20wt％的沥青质。22.权利要求1至20中任一项的方法，其中从所述分离容器除去的所述焦油包含由ASTM D3279测量的小于大约10wt％的沥青质。23.权利要求1至20中任一项的方法，其中从所述分离容器除去的所述焦油包含由ASTM D3279测量的小于大约8wt％的沥青质。24.权利要求23的方法，其中从所述分离容器除去的所述焦油在作为底部流出物在所述分离容器中保留至少5分钟之后包含由ASTM D3279测量的小于大约8wt％的沥青质。25.上述权利要求中任一项的方法，其中从所述分离容器除去的所述焦油包含由ASTM D893测量的小于大约0.5wt％的甲苯不溶物。26.权利要求1至24中任一项的方法，其中从所述分离容器除去的所述焦油包含由ASTM D893测量的小于大约0.1wt％的甲苯不溶物。27.权利要求1至24中任一项的方法，其中从所述分离容器除去的所述焦油包含含量低到...

【专利技术属性】
技术研发人员：RD斯特莱克，JR麦辛格，RC斯蒂尔，DC格里诺贝尔，JE阿斯普林，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]