含氮进料的烃热解制造技术

本发明专利技术涉及烃热解，例如包含烃和含氮组合物的进料的蒸汽裂解。本发明专利技术还涉及可用于这样热解的设备、系统和装置，涉及这样热解的产物和副产物，并涉及这样的产物和联产物例如通过聚合进行的进一步加工。聚合进行的进一步加工。聚合进行的进一步加工。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含氮进料的烃热解
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年4月20日提交的美国临时申请号63/012,891和2020年7月6日提交的EP申请号20184289.5的优先权和权益，其公开内容通过引用完全并入本文。
[0003]领域
[0004]本专利技术涉及烃热解，例如包含烃和含氮组合物的进料的蒸汽裂解。本专利技术还涉及可用于这样热解的设备、系统、方法和装置，涉及这样热解的产物和副产物，并涉及这样的产物和联产物例如通过聚合进行的进一步加工。
[0005]背景
[0006]可通过加工原进料例如原油来产生各种精炼工艺料流。这些精炼工艺料流中许多用作(和/或包括在)烃热解工艺例如蒸汽裂解的进料中。蒸汽裂解由包含烃(“烃进料”)和蒸汽的进料(“蒸汽裂解器进料”)产生有用的产物例如轻质烃。除了分子烃、饱和烃和水之外，蒸汽裂解还产生不饱和产物例如烯烃，例如包括乙烯和丙烯的轻质(C4‑
)烯烃。蒸汽裂解还产生蒸汽裂解器焦油，其可用作燃料油、热解汽油、蒸汽裂解器瓦斯油等。
[0007]用作蒸汽裂解工艺用烃进料的一些精炼料流在25℃的温度和1巴(abs)的压力下主要是气相。其它在这些条件下主要是液相，例如精炼料流如石脑油、瓦斯油、渣油等。除了可从精炼工艺得到的那些之外，主要为液相的烃进料还可以从其它石油化工设施或从例如管道、运输容器、储存容器等来源获得。从精炼工艺获得这样的进料的优点在于用于产生烃进料的精炼工艺通常去除了通常存在于精炼进料中的各种形式的氮(例如N2和其它含氮组合物例如氮化合物)。例如，在许多精炼产物料流中氮作为氨存在。
[0008]随着时间推移，对轻质烯烃的需求增长已经超过了精炼产品(例如燃料和润滑油)的需求增长，并且预期这种趋势会继续。结果是，新的或翻新的蒸汽裂解器厂的数量和尺寸与新的或翻新的精炼厂的数量和尺寸相比都表现出了明显提高。对主要为液相的烃进料所产生需求提高了对利用较重液相进料，例如API比重小于石脑油的那些主要为液相的烃原料(“相对重的主要为液相的烃进料”，也称为“优势进料”)的兴趣。虽然优势进料可包括已经进行了预先加工的那些，例如某些瓦斯油，但是优势进料还可包括原进料例如原油，例如包含中质烃和/或重质烃的原油。例如，使用包含原始原料例如各种原油的优势进料将提高可得液体进料的供应，并将降低蒸汽裂解器厂为了满足蒸汽裂解器进料需要对精炼工艺料流的依赖。这转而会改善工厂经济情况，例如通过降低轻质烃生产成本和通过使相对高价值精炼料流可用于其它目的。
[0009]优势进料中含有的氮(处于各种形式例如污染物)的量会是使用它们用于蒸汽裂解的障碍。使用包含含氮组合物的原始进料例如原油会导致加工困难，例如蒸汽裂解器系统的催化剂和其它组分由乙腈和/或其它含氮污染物所致降解。例如，含氮组合物可使催化剂例如乙炔转化器催化剂、甲基乙炔和丙二烯(MAPD)转化器催化剂、热解汽油加氢处理催化剂、酸性催化剂例如用于MTBE生产的那些和其它催化剂和/或催化剂床中毒。蒸汽裂解器系统部件还可被铵盐和/或胺盐腐蚀。由氨和/或胺产生的蒸汽裂解器工艺料流中相对高的pH可导致水包油问题。这转而可导致设备结垢和催化剂性能降低。与蒸汽裂解有关的各种
工艺料流中NOx的形成可不期望地影响冷冻设备和炉排放物。
[0010]蒸汽裂解器进料中含氮组合物的存在在生产期望的轻质烯烃产物中会是特别的困难。对于乙烯和/或丙烯料流中的氨、胺、腈和其它含氮组合物化合物的容许量的产品规格会是非常严格的，例如小于1重量份/百万重量份(“wppm”)的用于生产聚合物产物例如聚乙烯和聚丙烯的乙烯和/或丙烯牌号中总含氮组合物。使用含有适当量的各种形式的氮的进料会导致实现具有规定纯度的轻质烯烃料流的困难。
[0011]已提出常规方法用于在进行蒸汽裂解之前从烃进料去除含氮组合物。一种这样的方法即进料加氢处理可去除某些含氮组合物，但是这种方法成本高且通常导致进料烃化合物产物不期望转化为较低价值例如甲烷。另一常规方法使用与蒸汽裂解炉集成的闪蒸分离容器。这种方法在炉的辐射段中进行蒸汽裂解之前去除并导离至少一些烃进料的含氮组合物。然而，需要进一步改进，因为对蒸汽裂解器产物中含氮组合物的量的限制变得愈加严格。
[0012]特别地，需要改进的系统、方法和工艺来管理优势进料中发现的或由优势进料例如原进料例如原油的蒸汽裂解产生的含氮组合物。期望有效地管理蒸汽裂解用烃进料中的含氮组合物，以便：(i)满足愈加严格的产品规格；(ii)降低蒸汽裂解厂的操作成本，例如与工厂的回收设施中催化剂中毒有关的那些；和/或(iii)降低与由含氮组合物例如氨所致腐蚀有关的运行成本。
[0013]概述
[0014]公开了本专利技术的某些方面，其提供用于生产轻质烯烃和减轻或消除由含有重质烃的蒸汽裂解器进料中存在各种含氮组合物以及由其它烃料流和进料产生的不期望效果的工艺、方法和装置。
[0015]本专利技术部分基于以下发现：对于广泛的烃进料，特别是重质进料，进料中各种含氮组合物的存在导致从蒸汽裂解器流出物分离的料流中出现含氮组合物。观察到这些分离的料流可包括被携带通过蒸汽裂解工艺并进入蒸汽裂解器流出物的进料的含氮组合物和/或衍生自例如进料的那些的含氮组合物，从进料中的氮的形式转化为蒸汽裂解产物中的氮的相同形式或其它形式。
[0016]因此，专利技术的某些方面涉及蒸汽裂解包含烃和第一氮材料的烃进料的方法。将烃进料在蒸汽裂解炉中裂解以产生蒸汽裂解器流出物。从蒸汽裂解器流出物分离蒸汽裂解器焦油和改质蒸汽裂解器流出物。方法还包括从改质蒸汽裂解器流出物分离(i)包含第二氮材料的工艺气体和(ii)包含第三氮材料的热解汽油(Pygas)，其中第二和第三氮材料各自是一部分的第一氮材料和/或各自衍生自一部分的第一氮材料。从热解汽油料流分离浓缩热解汽油料流和含有至少一部分的第三氮材料的分离的水蒸气。从分离的水蒸气分离轻质流出物和剩余的水组分，其中轻质流出物包含至少一部分的第三氮材料。去除轻质流出物中至少一部分的第三氮材料以产生纯化的轻质流出物。
[0017]在其它方面，本专利技术涉及通过蒸汽裂解由包含重质烃和第一氮材料的进料生产轻质烯烃的方法。方法包括从蒸汽裂解器流出物分离蒸汽裂解器焦油和改质蒸汽裂解器流出物，并从改质蒸汽裂解器流出物分离至少(i)包含第二氮材料的工艺气体和(i i)包含第三氮材料的热解汽油，其中第二和第三氮材料各自是一部分的第一氮材料和/或各自衍生自一部分的第一氮材料。将工艺气体转移通过压缩机和冷凝器并进入分离鼓以产生包含第一
部分的工艺气体的第二氮材料的压缩的工艺气体、烃
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水混合物和包含第二部分的工艺气体的第二氮材料的清洗流体。使压缩的工艺气体流过胺塔和碱塔以产生纯化的工艺气体。可从纯化的工艺气体去除各种可用的产物和联产物，例如聚合物牌号轻质烯烃。
[0018]在某些方面，方法包括将烃进料引入到蒸汽裂解器以产生蒸汽裂解器流出物，将蒸汽裂解器流出物引入到焦油分离鼓并从改质蒸汽裂解器流出物分离蒸汽裂解器焦油，和将改质蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.蒸汽裂解方法，包括：提供包含烃和第一氮材料的烃进料；将烃进料引入蒸汽裂解器以产生蒸汽裂解器流出物；从蒸汽裂解器流出物分离蒸汽裂解器焦油和改质的蒸汽裂解器流出物；从改质蒸汽裂解器流出物分离(i)包含第二氮材料的工艺气体和(ii)包含第三氮材料的热解汽油，其中第二和第三氮材料各自是一部分的第一氮材料和/或各自衍生自一部分的第一氮材料；从热解汽油料流分离浓缩热解汽油和含有至少一部分的第三氮材料的分离的水组分；从该分离的水组分分离轻质流出物和剩余的水组分，其中轻质流出物包含至少一部分的第三氮材料；和去除轻质流出物中至少一部分的第三氮材料以产生纯化的轻质流出物。2.根据权利要求1所述的方法，其中分离至少一部分的轻质流出物的氮材料包括：冷凝至少一部分的轻质流出物的氮材料和/或冷凝至少一部分的纯化的轻质流出物的氮材料；和将至少一部分的冷凝的氮材料转移到至少一个容器。3.根据权利要求2所述的方法，其中冷凝发生在约100℃至约150℃范围内的温度下。4.根据权利要求3所述的方法，其中冷凝发生在约120℃至约130℃范围内的温度下。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其中在至少一个初级分馏器中和/或在至少一个急冷塔中进行热解汽油料流和工艺气体的分离，并还包括将至少一部分的纯化的轻质流出物转移到急冷塔。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的方法，其中(i)在油水分离器中进行浓缩的热解汽油和分离的水组分的分离，(ii)在水汽提塔中进行轻质流出物和剩余的水组分的分离，(iii)分离的水组分包含至少一部分的第三氮材料；并还包括在油水分离器下游和水汽提塔上游的位置从分离的水组分去除第三氮材料的分离的水组分部分的至少一部分。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的方法，还包括：将工艺气体转移通过压缩机和冷凝器并进入分离鼓以产生包含第一部分的第二氮材料的压缩的工艺气体、烃
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水混合物和包含第二部分的第二氮材料的清洗流体。8.根据权利要求7所述的方法，还将至少第一部分的压缩的工艺气体的氮材料转移至胺塔中的胺溶液以产生部分纯化的工艺气体。9.根据权利要求8所述的方法，还包括在胺塔和胺再生器之间循环胺溶液。10.根据权利要求9所述的方法，还包括在胺再生器中从胺溶液去除胺溶液中的至少一部分的第二氮材料。11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，还包括从部分纯化的工艺气体转移走部分纯化的工艺气体中的至少一部分的第二氮材料以产生纯化的工艺。12.根据权利要求11所述的方法，其中在碱塔内使用水洗涤进行至少一部分的部分纯化的工艺气体的第二氮材料的转移。13.根据权利要求12所述的方法，还包括合并酸与水洗涤。14.根据权利要求11
‑
13中任一项所述的方法，还包括压缩纯化的工艺气体。15.根据权利要求14所述的方法，还包括使压缩的纯化工艺气体流过干燥器
‑
氨床，以
将纯化工艺气体中至少一部分的任何剩余的第二氮材料转移到干燥器
‑
氨床以产生改质的工艺气体。16.根据权利要求15所述的方法，还包括从干燥器
‑
氨床去除至少一部分的转移的第二氮材料。17.根据权利要求15或权利要求16的方法，还包括(i)从纯化的工艺气体分离烯烃和(ii)使至少一部分的分离的烯烃聚合。18.根据权利要求1
‑
16中任一项所述的方法，其中轻质流出物中部分的第三氮材料包含以下中的一种或多种：氨，铵，胺，腈，氰化氢，一种或多种NO
x
化合物，和一种或多种NO
x
化合物的离子和/或盐。19.由包含重质烃和第一氮材料的进料生产轻质烯烃的方法，包括：将烃进料引入蒸汽裂解器以产生蒸汽裂解器流出物；从蒸汽裂解器流出物分离蒸汽裂解器焦油和改质的蒸汽裂解器流出物；从改质蒸汽裂解器流出物分离至少(i)包含第二氮材料的工艺气体和(ii)包含第三氮材料的热解汽油，其中第二和第三氮材料各自是一部分的第一氮材料和/或各自衍...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
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：