[发明专利]重质焦化瓦斯油的选择性分离

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C§119(e)要求2012年3月19日提交的序列号为61/612860的美国临时专利申请的权益，其在此通过引用并入全部内容，就好像在这里完全地阐述。

本发明的背景

延迟焦化是一个被很好地证明的和商业化的工艺，用于将残留物转化成低分子量的适合于处理的石油馏分，或在其它精制工艺中进一步转化，在残渣中包含多数污染物的固体残余物副产物(焦炭)的产生在其它精炼工艺中是不利于加工的。残余物中的一些污染物也最终在延迟焦化中成为较轻的产品，特别是重质焦化瓦斯油(HCGO)。

延迟焦化工艺已经在现有技术中被用于将重质液体烃热分解为气体、各种沸点范围的液体流以及焦炭。延迟焦化工艺包括在焦化炉中加热烃类液体和输送被加热的液体到焦炭塔，在其中液体分解成焦炭和挥发性成分。

为了在实践上应用延迟焦化工艺，需要焦化分馏系统以及炼焦炉和焦炭塔。焦化分馏系统将在焦炭塔中产生的挥发性成分分离成各种烃流。

在基本延迟焦化工艺中，液体烃原料最初被添加到焦化分馏塔的底部，在此与被称为“天然再循环材料”的塔底液体混合。原料和天然再循环材料的这种混合物从分馏塔底部取出，然后通过炼焦炉的炉管被泵送，在炼焦炉中被加热到大约1000°F。被加热的流接着被输送到焦炭塔，那里的温度和压力保持在焦化条件下，使得流被分解成焦炭和挥发性成分。挥发性成分被称为“焦炭塔蒸气”，然后返回到焦化分馏系统以分离成各种成分。当焦炭塔已充满固体焦炭的时候，来自焦化炉的被加热的流被分流至另一焦炭塔，充满的焦炭塔被冷却和排空。

在延迟焦化工艺中使用的焦化分馏系统通常包括分馏塔，其包括用于在塔底部的重质再循环材料和原料混合物的贮存器。在贮存器的上部是闪蒸区-塔内的开放区域，焦炭塔蒸气被引入其中。焦炭塔蒸气中的最重的组分在闪蒸区冷凝，其余的蒸气由闪蒸区上方的多个塔盘分馏。在焦化分馏塔的顶部是蒸气回流系统，其中至少一部分从塔中排出的塔顶蒸气流被冷凝并返回到顶部分馏塔盘。该冷凝的塔顶蒸气流的其余部分作为不稳定的石脑油产品被取出。

传统上，两液体流从焦化分馏系统中在分馏塔的不同点上被移除。轻质焦化瓦斯油流从靠近分馏器顶部的塔盘上被移除，提供系统的一个终产物。这被称为轻质焦化瓦斯油排料。第二种流是重质焦化瓦斯油流，在底部分馏塔盘附近被除去，以提供系统的第二终产物。这被称为重质焦化瓦斯油排料。

一般来说，第二种流的一部分返回到塔中，作为循环回流系统(pump-around system)的一部分。循环回流系统通常用于从分馏塔回收热能，且包括泵和热交换器，以给另一个工艺流提供热或产生蒸汽。当循环回流系统连接到所述重质焦化瓦斯油排料时，热能从分馏系统的下部取出。在塔的这一点上除去热量降低了分馏效率，产生含有轻质终端烃的重质焦化瓦斯油产物流。这些轻质终端烃被进一步加工除去，以满足重质焦化瓦斯油产品的下游加工规范的要求。通常，这通过提供附加的蒸汽汽提系统来实现，其包括汽提塔、多个产品泵和用于从汽提塔中回收热量的热交换器。

对大多数应用来说最大化液体产率在延迟焦化中通常是需要的，尤其是当制造燃料级焦炭的时候，其中相比于来自焦化工艺的可蒸馏产物来说，焦炭的价值比较低。当最大化液体产率的时候，通常HCGO产率及其终沸点在延迟焦化工艺的能力范围内最大化。因此，当最大化HCGO产率和终沸点的时候，HCGO的污染物如硫、氮、多环芳族化合物和沥青质显著增加(参见图1和图2)。图1显示了使用混合进料的加氢裂化工艺。加氢裂化工艺的进料速率随HCGO的终点而增加，这提高了向有价值馏分范围产物的转换。最大的HCGO终点由共混进料中污染物的含量、C₇不溶物的量，这是关键的，和评估对加氢裂化装置的影响的需要确定。图2示出HCGO随着终点增加的特性。在较高的HCGO终点，金属、康拉逊残炭(Conradson carbon)和沥青质的量迅速增加，加氢裂化装置的容量和成本增加，延迟焦化装置的成本由于较低的再循环而降低。这些污染物，特别是多环芳族化合物和沥青质，可以在下游的真空瓦斯油转化单元，例如加氢裂化装置造成问题。因为HCGO的最高终点组分对下游的真空瓦斯油(VGO)的转化工艺、特别是加氢裂化的催化剂寿命的负面影响，延迟焦化装置的操作则可被下游处理单元所施加的限制而被制约。表1示出了HCGO终点的增加对加氢裂化装置的操作的影响。最高HCGO终点处的污染物含量导致过度催化剂失活。

表1