[发明专利]用于裂解重质烃进料的方法

说明书

发明领域

本发明涉及通过蒸汽裂解重质烃进料制备烯烃和其它产物。

发明背景

烃的蒸汽裂解是一种非催化石化过程，其广泛用于制备烯烃例如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、和芳烃例如苯、甲苯、和二甲苯。典型地，烃进料例如乙烷、丙烷、石脑油、瓦斯油(gas oil)、或其它烃馏分的混合物和蒸汽在蒸汽裂解器中裂解。蒸汽稀释烃进料并减少焦化。蒸汽裂解器也称作热解炉、裂解炉、裂解器、或裂解加热炉。蒸汽裂解器具有对流区和辐射区。预热在对流区中完成，而裂解反应在辐射区中发生。蒸汽和烃进料混合物典型地在对流区在对流管（盘管）中预热至约900-约1 ,000 F（约482-约538℃）的温度，并随后传输至位于辐射区的辐射管。在辐射区中，烃和蒸汽快速加热至约1,450-约1,550 F（约788-约843℃）的烃裂解温度。裂解反应典型地在约10-约30 psig的压力下发生。蒸汽裂解无任何催化剂辅助地完成。

在辐射区中裂解之后，来自蒸汽裂解器的流出物含有众多种类的气态烃，例如每分子1-35个碳原子。这些气态烃可为饱和的、单不饱和的、和多不饱和的，并可为脂肪族的、脂环族的、或芳香族的。裂解流出物还含有大量的氢气分子。通常进一步处理裂解流出物以制备各种产物例如氢气、乙烯、丙烯、混合C4烃、热解汽油、和热解燃料油。

传统的蒸汽裂解体系对于裂解气体进料（例如乙烷、丙烷）或所含大部分为轻质挥发烃的高质量的液体进料（例如瓦斯油、石脑油）是有效的。使用热解炉无法经济地裂解含有重质组分的烃进料例如原油或常压渣油，因为这类进料含有高分子量、非挥发性、重质组分，其倾向于在热解炉的对流区中过快地形成焦炭。

由于含重质组分的烃进料的可得性和与高质量的液体进料相比较低的成本，已作出努力来发展在蒸汽裂解器中使用其的方法。例如，美国专利3,617,493公开了一种用于原油进料的外部汽化塔和第一闪蒸（以作为蒸气移除石脑油）和第二闪蒸（以移除沸点为450-1100 F（232-593℃）的挥发物）。蒸气在热解炉中裂解成烯烃并将分离的液体自两个闪蒸罐中移除、蒸汽汽提、并用作燃料。

美国专利3,487,006教导了一种用于整合原油分馏设备和石化产品制备的方法，其中轻质馏出物在第一分馏器中首先与原油分离。无轻质馏出物的原油与蒸汽混合并通过热解加热器的对流区和导入瓦斯油塔。将来自瓦斯油塔的塔顶瓦斯油不经冷凝地导入热解加热器的辐射加热区以实现其裂解生成所需的石化产物。美国专利3,487,006还教导了来自瓦斯油塔的残余物可进一步处理，例如通过焦化，以制备更轻质的产物。

美国专利3,898,299教导了一种由常压石油渣油进料制备气态烯烃的方法。该方法包括：(a) 在加氢区中在50-500℃的温度、50-5,000 psig的压力、和0.1-5.0的液时空速下使石油渣油进料与加氢催化剂接触以实现芳香烃的加氢；(b) 自所得加氢的常压石油渣油进料分离含氢气的气相和含烃的液相；(c) 将至少一部分含氢气的气相循环至加氢区域；(d) 将含烃的液相分离成具有沸程低于650℃的馏出物馏分和沸程大于该馏出物的沸程的残余物馏分；(e) 在热解区中、在蒸汽的存在下、在实现至少一部分液相转化成气态烯烃的条件下使馏出物馏分经历热裂解；和(f) 自热解区流出物回收通常气态的烯烃。

美国专利4,310,439教导了一种用于裂解重质液态烃进料混合物的方法，该重质液态烃进料混合物具有超过200℃的标准沸点并含有单环芳烃和多环芳烃，该方法通过进料加氢和随后热裂解所得进料以获得烯烃。该方法包括加氢步骤因此进料中的多环芳烃被广泛地氢化，和其中在加氢步骤和热裂解步骤之间提供了将加氢产物分离成(i) 含有主要部分的单环芳烃的轻质馏分和(ii) 重质液体馏分的中间步骤，与所述轻质馏分相比，所述重质液体馏分的异构化少得多，并仅使所述重质液体馏分经历热裂解阶段以获得富乙烯产物流。减粘裂化炉或炼焦器馏出物可用作该方法的重质液态烃进料。

美国专利7,374,664公开了一种用于利用全原油作为烯烃生产厂的热解炉进料的方法。该进料经历汽化条件直至基本上被最低限度温和裂解所汽化，但留有某些来自进料的剩余液体，由此形成的蒸气在炉的辐射区经历剧烈裂解，并将来自进料的剩余液体与至少一种急冷油混合以降低该剩余液体的温度。