[发明专利]用于全原油提质的集成式沸腾床工艺

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年5月4日提交的美国临时专利申请第61/642,784号的权益，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种工艺，用以使全原油的品质提质。

背景技术

原油常规地通过蒸馏、随后各种裂解、溶剂处理以及加氢转化工艺来加工，以生产所需的一系列燃料、润滑油产品、化学品、化学原料及类似物。常规精炼工艺的实例包括常压蒸馏中蒸馏原油以回收瓦斯油、石脑油、气态产品以及常压渣油。在燃料沸点从原油蒸馏回收的物流通常直接用作燃料。一般而言，所述常压渣油在减压蒸馏单元中被进一步分馏，以生成减压瓦斯油和减压渣油。减压瓦斯油通常在流体催化裂解单元中或通过加氢裂解来裂解以提供更有价值的轻质运输燃料产品。该减压渣油可以进一步处理，以转化成更有价值的产品。例如，减压渣油提质工艺可包括渣油加氢处理、渣油流体催化裂解、焦化和溶剂脱沥青中的一种或更多种。

通常有三种常见的反应器类型用于该精炼工业中：固定床、沸腾床和移动床。使用特定类型反应器的决定基于许多标准，其包括但不限于原料的类型、期望的转化百分率、灵活性、运行长度和产品品质。在精炼厂中，用于催化剂的更换或更新的停工期须尽量短。另外，所述工艺的经济状况通常将取决于系统处理含有变化量的污染物的进料物流的通用性，所述污染物诸如硫、氮、金属和/或有机金属化合物，诸如减压瓦斯油、脱沥青油和渣油中存在的那些。

在固定床反应器中，对于固定的参照系来说，催化剂颗粒是固定且不运动的。固定床技术在处理含有相对高质量的杂原子、金属和沥青质的特别重质的物料时具有相当大的问题，因为这些污染物导致催化剂的快速失活以及反应器的堵塞。在常规的固定床反应器中，定期替换加氢加工催化剂以保持所需的催化剂活性和生产量水平。串联的多个固定床反应器可用于获得重质原料(其在300-400℃范围内的分馏点以上沸腾)相对高的转化率，但这样的设计需要高的建设投资，且对某些原料来说，商业上并不现实，例如每3-4个月更换催化剂。

在加工相对重质原料期间并且随着对例如减压渣油的转化率要求提高，开发了所述沸腾床反应器以克服通常与固定床反应器相关的阻塞问题。一般而言，沸腾床反应器包括通过含有催化剂的垂直方向圆柱状容器的液体或液浆、固体和气体的同时流动的物流。所述催化剂以运动状态放置于液体中，并具有大于静止时物质的体积的通过液体介质分散的总体积。在沸腾床反应器中，所述催化剂在膨胀床中，由此对抗与固定床反应器相关的阻塞问题。在沸腾床中所述催化剂的流体化性质还允许所述床的小部分上的在线催化剂更换。这产生不随时间变化的高净值床活性。Johanson在美国专利2,987,465和3,197,288中描述了早期沸腾床工艺和系统，其二者通过引用并入本文。

移动床反应器结合了固定床运行的某些优点和沸腾床技术相对简单的催化剂更换。一般来说运行条件比通常在固定床反应器中使用的运行条件更剧烈，即，其压力可超过200Kg/cm²，其温度可在从400℃-430℃的范围内。在更换催化剂期间，催化剂运动比所述进料的线性速度慢。催化剂的添加和排出是例如经由在所述反应器顶部和底部的闸门系统来进行。所述移动床反应器的优点在于所述移动床的顶层由新催化剂组成，且沉积在所述床顶部的污染物随所述催化剂向下运动并在催化剂排出期间在底部排放。因此对金属和其他污染物的耐受度与固定床反应器相比更高。通过此能力，所述移动床反应器对非常重质进料的加氢加工具有优势，特别是在数个反应器被串联结合时。

开发沸腾床技术的公司包括：Chevron Lummus Global、Axens、Headwaters、Institut Francais du Petrole(IFP)Energies Nouvelles、Hydrocarbon Research Institute(HRI)、City Services、Texaco、Hydrocarbon Technologies Inc)。所述沸腾床技术的商业名称包括：H-Oil、T-Star和LC-Fining。