[发明专利]多级改质热解焦油产品

说明书

在本文中提供由用于改质热解焦油，如蒸汽裂化焦油的多级法制成的第一加氢处理产物和第二加氢处理产物。在本文中还提供包含第一加氢处理产物和/或第二加氢处理产物的燃料掺合物以及使用第一加氢处理产物和第二加氢处理产物降低瓦斯油的倾点的方法。

发明领域

本发明涉及由加氢处理热解焦油(通常由蒸汽裂化产生的那些)的多级法制成的产物，和这些产物作为燃料油混合原料(blendstocks)的用途。

发明背景

热解法(如蒸汽裂化)用于将饱和烃转化成更高价值的产品，如轻质烯烃，例如乙烯和丙烯。除这些有用的产品外，烃热解还可产生显著量的相对低价值的重质产物，如热解焦油。当热解是蒸汽裂化时，热解焦油被指为蒸汽裂化焦油(“SCT”)。

热解焦油是包含可聚合并污染设备的复杂、环状和支化分子的高沸点、粘性、反应性材料。热解焦油还含有高分子量非挥发组分，包括链烷不溶性化合物，如戊烷不溶性化合物和庚烷不溶性化合物。特别具有挑战性的热解焦油含有>0.5重量％，有时被称为>1.0重量％或甚至>2.0重量％甲苯不溶性化合物。高分子量化合物通常是也被称为焦油重质物(“TH”)的多环结构。这些高分子量分子可在热解过程中生成，并且它们的高分子量导致高粘度，这限制了理想的热解焦油处置选择。例如，希望找到SCT的更高价值用途，例如与重质烃(尤其是相对较高粘度的重质烃)融合(fluxing)。还希望能将SCT与一种或多种重油掺合，重油的实例包括船用燃料、燃烧用油(burner oil)、重质燃料油(例如No.5或No.6燃料油)、船用燃料油、高硫燃料油、低硫油、常规硫燃料油(“RSFO”)、<0.1重量％硫的排放控制区燃料(ECA)等。此外，预计未来的市场会有过剩的基于减压油的材料，其可能在倾点和/或粘度上限于燃料油掺合，特别是船用燃料油掺合。

在掺合重质烃时遇到的一个困难是由高分子量分子，如沥青质的沉淀造成的结垢。参见例如美国专利No.5,871,634，其全文经此引用并入本文。为了减轻沥青质沉淀，测定各掺合组分的不溶值(Insolubility Number)I_N和溶剂掺合值S_BN。通过以S_BN递减的顺序合并组分以使掺合物的S_BN大于该掺合物的任何组分的I_N，实现具有极少沉淀或基本没有沉淀的成功掺合。热解焦油通常具有高S_BN>135和高I_N>80以使它们难以与其它重质烃掺合。具有I_N>100，例如>110或>130的热解焦油特别难在没有相分离的情况下掺合。

加氢处理热解焦油以降低粘度和改进I_N和S_BN两者的尝试尚未带来可商业化的方法，主要是因为无法基本缓解工艺设备的结垢。例如，当使用含有Co、Ni或Mo的一种或多种的常规加氢处理催化剂在大约250℃至380℃的温度和大约5400kPa至20,500kPa的压力下进行加氢处理时，加氢处理纯SCT导致快速催化剂焦化。这种焦化归因于在SCT中存在TH，其导致在加氢处理催化剂和反应器内部构件上形成不合意的沉积物(例如焦炭沉积物)。随着这些沉积物的量增加，所需改质热解焦油(改质SCT)的收率降低且不合意副产物的收率提高。加氢处理反应器压降也提高，通常达到反应器无法运行的程度。

为克服这些困难采取的一种方法公开在国际专利申请公开No.WO 2013/033580中，其全文经此引用并入本文。该申请报道了在包含显著量的单环和多环芳族化合物(aromatics)的多用流体(utility fluid)存在下加氢处理SCT以形成改质热解焦油产品。改质热解焦油产品通常具有与SCT原料相比降低的粘度、降低的常压沸点范围、提高的密度和提高的氢含量，以致与燃料油和混合原料的相容性改进。另外，涉及一部分改质热解焦油产品作为多用流体再循环的效率提升报道在国际专利申请公开No.WO 2013/033590中，其全文经此引用并入本文。