專利名稱：用來俘獲并使用由輕質烯烴的制造產生的熱量的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用來俘獲由重質烴原料的催化裂化產生的熱量，并使
用所俘獲的低位熱量以將熱量提供給C3分流器的再沸器或丙烷-丙烯分餾器的系統(tǒng)。本發(fā)明也涉及從輕質烯烴原料中分離C3烴(如丙烷和丙烯)并通過俘獲并使用在重質烴原料的催化裂化中產生的熱量分離io 丙垸和丙烯的方法。
背景技術：
如乙烯、丙烯和丁烯的輕質烯烴是消費者每天使用的許多石油化學產品的基本構造單元。通過裂化若干原料(如乙烷、丙烷、丁烷和
15 各種煉油流)獲得輕質烯烴。獲得輕質烯烴的一些例子描述于美國專
利No. 4,832,919、 No. 6,576,805和No. 6,667,409中。用于制備輕質烯
烴的一種方法是蒸汽裂化C2-C4輕質垸烴或得自煉油流。最近，研究了
通過催化裂化重質油改進輕質烯烴生產的方法。例如，流化催化裂化(FCC)、渣油流化催化裂化(RFCC)、深度催化裂化(DCC)、催化
20熱解過程(CPP)、極限催化裂化(UCC)和高苛刻度(HS) FCC已被研究并在一些情況下實際用于從重質油產生輕質烯烴原料。
在典型的催化裂化過程中，使用2-40重量％的分散體流在反應器中催化裂化如減壓瓦斯油的重質原料和渣油(氫化處理的和非氫化處理的)以制備多種產品。在主分餾器中冷卻、濃縮和分離從反應器中
25所得的熱氣，從而制得一系列產品，如油漿、輕循環(huán)油(LCO)、重循環(huán)油(HCO)和塔頂蒸汽流。來自催化裂化反應器的高位熱量(高于150°C)能夠并且已經通過主分餾器中的蒸汽產生而被回收。由主分餾器釋放的塔頂蒸汽由粗汽油產品和較輕質烴以及來自反應器的蒸汽、氫氣和惰性氣體組成。傳統(tǒng)上，來自主分餾器的塔頂蒸汽將低位熱量
30 (低于150°C)釋放至空氣和/或空氣冷卻水，并部分濃縮。分離并進一步加工所得蒸汽/液體流(有時稱為濕氣)。在多級濕氣壓縮機中壓縮和冷卻所述濕氣。在過去，未使用并浪費了來自主分餾器塔頂蒸汽流和濕氣壓縮機的低位熱量。在現(xiàn)有技術方法中，還沒有將在主分餾器中產生的低位熱量與任何下游加工結合的成功嘗試。若能降低制備產品丙烯的成本并伴隨通過使用熱源(以前該熱源不僅被浪費，而且需5 要成本以排入環(huán)境)提高催化裂化過程的總熱效率，將是本領域技術的一個顯著進步。
在努力開發(fā)更能源有效和更低成本的制造如丙垸和丙烯的輕質烯烴中，本發(fā)明的一個目標是俘獲或再循環(huán)在重質烴的催化裂化反應器中產生的熱量的至少一部分，特別是低位熱量，并在C3汽提塔或丙垸10 -丙烯分餾器的操作中使用所述熱量。
本發(fā)明的進一步的目標是在密閉水再循環(huán)系統(tǒng)中使用來自催化裂化系統(tǒng)的主分餾器的熱塔頂蒸汽以用于C3汽提塔或丙垸-丙烯分餾器的操作。
15

發(fā)明內容
本發(fā)明的這些和其他目標通過用來俘獲在輕質烯烴原料生產中由
各種冷凝器和冷卻器產生的熱量并使用所俘獲的熱量操作C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器的鍋爐和/或再沸器的系統(tǒng)和方法加以實現(xiàn)。
本發(fā)明的系統(tǒng)包含與輕質烯烴原料的生產、封閉水再循環(huán)水系統(tǒng)20 和C3汽提塔或丙垸-丙烯分熘器相關聯(lián)的至少一個冷凝器和/或冷卻器。所述封閉水再循環(huán)系統(tǒng)進一歩包含至少一個用于加熱C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器的原料的鍋爐或再沸器。所述至少一個冷凝器或冷卻器優(yōu)選為與輕質烯烴原料的生產相關聯(lián)，優(yōu)選為與來自催化裂化單元的主分餾器的塔頂蒸汽流相關聯(lián)的低位熱量冷凝器或低位熱量冷卻
25 器。
本發(fā)明的方法包含如下步驟用由至少一個在重質烴的催化裂化中使用的冷凝器或冷卻器裝置產生的熱量來加熱封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的水、將封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的加熱的水泵送至C3汽提塔或丙垸-丙
烯分餾器、用封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的加熱的水加熱進入C3汽提塔或丙30 垸-丙烯分餾器的進料并將來自C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器的封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的水返回至至少一個冷凝器或冷卻器以再加熱。所述至少一個冷凝器或冷卻器優(yōu)選為與重質烴的催化裂化相關聯(lián)，優(yōu)選與來自催化裂化單元的主分餾器的塔頂蒸汽流相關聯(lián)的低位熱量冷凝器或低位熱量冷卻器。已發(fā)現(xiàn)由在重質烴的催化裂化中使用的各種低位熱量冷凝器和冷卻器排出的熱量理想地用于產生操作C3汽提塔或丙垸-5丙烯分餾器所需的熱量。
若發(fā)現(xiàn)由各種冷凝器和冷卻器所提供的熱量不足以滿足C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器的要求，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法也可包含用于封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的水的另外的熱源。所述系統(tǒng)和裝置也可在封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中使用水調壓室以調節(jié)封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的水流。
io 本文所用的術語"C3汽提塔"是指設計為從烴中分離三個碳或C3
組分的設備。術語"丙垸-丙烯分餾器"是指設計為分離丙烷和丙烯的
設備。各種C3汽提塔和分餾器的一些例子可在美國專利No. 4,753,667、No. 5,157,195、 No. 6,218,589和No. 6，576，805中發(fā)現(xiàn)。另外除非特別指出，在本說明書和權利要求中術語"鍋爐"和"再沸器"可互換使
15 用。
在本發(fā)明優(yōu)選的具體實施方案中，輕質烯烴原料在用于重質油裂
化的FCC、 RFCC、 DCC或CPP單元中產生。用于封閉水再循環(huán)系統(tǒng)的熱量得自主分熘器塔頂蒸汽冷凝器和主分餾器濕氣冷卻器。用于封閉水再循環(huán)系統(tǒng)的熱量也可得自與如貧油的中間流相關聯(lián)的冷卻器
20 (所述中間流來自主分餾器和煤氣發(fā)生裝置(gas plant))、 LCO和Naphtha冷卻器和冷凝器，或得自改進裂化單元的排放所必需的設備(如脫氧反應器流出液冷卻器)。上述低位熱源的任意一個或組合可用于本發(fā)明也在本發(fā)明的范圍內。
在本發(fā)明的一個具體實施方案中，通過冷凝器和/或冷卻器將封閉
25水再循環(huán)系統(tǒng)中的水加熱至約80至約120°C，優(yōu)選約85至約110°C，且最優(yōu)選約卯至約100°C。當封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的加熱的水通過C3分流器或丙垸-丙烯分餾器所使用的鍋爐和或再沸器時并在返回至冷凝器或冷卻器熱源之前，將所述加熱的水冷卻至約50至約75。C，優(yōu)選約55至約70。C且最優(yōu)選約60至約65°C。
30 在另一個具體實施方案中，使用封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的加熱的水
加熱C3汽提塔或丙垸-丙烯分餾器的再沸器，也加熱C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器的中間區(qū)域。


圖1為本發(fā)明的一個具體實施方案的簡化流程圖，其顯示催化裂
5化單元4、主分餾器6和封閉水再循環(huán)系統(tǒng)100。
圖1用于說明本發(fā)明，且不包括對理解本發(fā)明不必需的本發(fā)明的所有細節(jié)，如泵、測試設備、壓縮機和類似硬件。此類雜項設備很好地在本領域技術人員的視界范圍內。
io
具體實施例方式
參照圖1進一步描述本發(fā)明。該描述不意圖限制本發(fā)明或權利要求。應該理解的是，本發(fā)明可應用于使用冷凝器和冷卻器的重質烴原料(如天然氣或其他煉油流)的催化裂化的任何類型的催化裂化方法。本發(fā)明也優(yōu)選用于FCC、 RPCC、 DCC、 CPP、 UCC和HSFCC單元。
15 基于如下詳細描述，本發(fā)明在各種催化裂化系統(tǒng)和原料中的應用將在本領域技術人員的視界范圍內。
如圖1所示，烴原料，例如但不限于瓦斯油或渣油，經由線路2進入FCC單元4，且使用本領域技術人員己知的裂化條件(如在以引用方式并入的美國專利No. 6,576,805中描述的那些)將所述烴原料催
20 化裂化。將自FCC單元4所得的熱的裂化氣體經由線路8送入分餾器6 (有時稱為主分餾器)，并冷卻、濃縮和分離以制得各種產品，如油漿、HCO、 LCO、貧油和塔頂蒸汽流18。主分餾器6的塔頂蒸汽18包含各種材料，如粗汽油產品、較輕質烴、蒸汽和惰性氣體。
進一步加工所得蒸汽/液體流以分離成產品和/或用于石油化學工
25 業(yè)的原料。在進一步加工的一個步驟中，在冷凝器20中將裂化氣流冷卻并部分濃縮。然后在多級氣體壓縮機系統(tǒng)(通常稱為濕氣壓縮機系統(tǒng))中壓縮和冷卻所述部分濃縮的流，以從流中去除水和可冷凝較重質烴。如本領域技術人員所公知，多級濕氣壓縮機系統(tǒng)能包含許多冷凝器和冷卻器以從加工流中去除水和其他可冷凝物。各種冷凝器和冷
30 卻器的排列取決于進入分餾器6的進料的組成而不同。圖1僅舉例顯示了與多級濕氣壓縮相關聯(lián)的一個冷卻器22。接著，如本領域技術人員所公知，進一步加工排出濕氣壓縮系統(tǒng)的蒸汽以將流分離成其在石 油化學工業(yè)使用的組成部分，如甲烷、乙烷、C3進料和Q進料。例如， 在下游脫丙烷器(未顯示)中，從C4和較重質組分將Q烴(丙垸和丙
烯)作為塔頂蒸汽流28分離。然后通常在C3分流器10中分離來自線 5路28中的脫丙垸器的C3烴，下文將更詳細地加以討論。
除了塔頂蒸汽18之外，主分餾器6也可產生可用在FCC過程的 隨后階段中的貧油組分，如乙垸和甲烷分離器中的吸收劑。來自主分 餾器6的貧油流16能在其用作吸收劑之前在冷卻器24中冷卻。貧油 冷卻器24也是本發(fā)明的封閉水再循環(huán)系統(tǒng)的潛在低位熱源。 io 也眾所周知，催化裂化和任何烴加工設備要求許多滌氣器和反應
器以降低設備的環(huán)境有害排放。俘獲和再利用由滌氣器和反應器產生 的熱量，優(yōu)選低位熱量在本發(fā)明的范圍內。舉例來說，脫氧反應器流 出液冷卻器26能用于加熱本發(fā)明的封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的水。
本發(fā)明的封閉水再循環(huán)系統(tǒng)100中的水經過與冷凝器和冷卻器相 15 關聯(lián)的一個或多個熱交換器20-26 (本發(fā)明考慮可能由多于或少于圖1 中所示的四個)并被加熱至約80至約120°C，優(yōu)選約85至約110°C， 且最優(yōu)選約90至約100°C。然后所述封閉水再循環(huán)系統(tǒng)100中的加熱 的水流至與C3分流器或丙烷-丙烯分餾器10相關聯(lián)的鍋爐或再沸器 12。所述封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的加熱的水也任選地經過加熱C3分流器 20 或丙烷-丙烯分熘器10的中間區(qū)域的第二鍋爐或再沸器14。盡管C3 汽提塔可用于本發(fā)明，但優(yōu)選使用丙烷-丙烯分餾器(有時也被稱為丙 烷-丙烯分流器或C3分流器)。
在封閉水再循環(huán)系統(tǒng)100中的水返回至冷凝器/冷卻器熱源之前， 在鍋爐或再沸器12和任選的14中將其冷卻至約50至約75°C，優(yōu)選至 25約55至約70°C且最優(yōu)選約60至約65°C。
所述封閉水再循環(huán)系統(tǒng)100也可使用泵30和/或調壓室40以維持 系統(tǒng)中適當的流量和壓力。
在操作中，認為進入塔頂蒸汽冷凝器20的蒸汽18為約150°C至 約110°C，且離開溫度為約75°C至約65°C。進入多級濕氣壓縮機22 30的第一階段的濕氣溫度為約105°C至約115°C，且離開多級濕氣壓縮機 的流的溫度為約70°C。進入貧油冷卻器24的流的溫度為約130°C，而離開溫度為約70°C。最后，認為進入脫氧反應器冷卻器26的進料的溫
度為約140°C且離開溫度為約70°C。
在本發(fā)明的優(yōu)選具體實施方案中，進入各種冷凝器和冷卻器20-26 的封閉水再循環(huán)系統(tǒng)100中的水為約60°C至約65QC。該封閉水再循 5 環(huán)系統(tǒng)100中的水將在各種冷凝器和冷卻器20-26中被加熱至約90°C 至約110°C。離開各種冷凝器和冷卻器20-26的封閉水再循環(huán)系統(tǒng)100 中的水的溫度自然地取決于進入冷凝器或冷卻器的進料的溫度和與再 循環(huán)系統(tǒng)100中的水的接觸時間。例如，認為離開塔頂蒸汽冷凝器20 和多級濕氣壓縮機22的封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的水的溫度為大約90。C，
io 且離開貧油冷卻器24和脫氧反應器流出液冷卻器26的封閉水再循環(huán) 系統(tǒng)100中的水的溫度為約110。C。合并來自所有各種冷凝器和冷卻器 20-26的封閉水再循環(huán)系統(tǒng)100中的加熱的水以將水以約90至約95°C 的優(yōu)選溫度提供至C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器10。認為該水供給溫 度能夠使C3原料被加熱至約65°C，這反過來能夠分離各種C3組分且
15 優(yōu)選分離丙烷和丙烯。
如前所討論，來自C3分流器或丙烷-丙烯分餾器鍋爐或再沸器12 的水可被泵送至第二或中間階段再沸器14。所述第二或中間階段再沸 器14會將C3汽提塔或丙垸-丙烯分餾器的中間階段組分加熱至約 55°C。來自鍋爐12和/或任選的中間鍋爐14的水在由各種冷凝器和冷
20 卻器20-26再加熱之前，可經由泵30被泵送至熱水調壓室40。所述調 壓室40和泵30將用于調節(jié)封閉水再循環(huán)系統(tǒng)的壓力和流量。
如必要，可將優(yōu)選用來自低壓流源的熱量加熱的附加的加熱器50 加入本發(fā)明的封閉水再循環(huán)系統(tǒng)。附加的加熱器會確保滿足鍋爐12和 /或中間鍋爐14的加熱要求。
25 盡管為了公開本發(fā)明，已闡明了本發(fā)明的某些優(yōu)選的和可選的具
體實施方案，本領域技術人員可對所公開的具體實施方案進行修改。 因此，所附的權利要求意圖覆蓋本發(fā)明的所有具體實施方案及其不偏 離本發(fā)明的本質和范圍的修改。
權利要求
1、一種用來俘獲并使用在重質烴原料的催化裂化過程中產生的熱量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含至少一個與催化裂化單元相關聯(lián)的冷凝器或冷卻器；包含水的封閉水再循環(huán)系統(tǒng)，所述水由至少一個冷凝器或冷卻器間接加熱，并提供間接熱量至至少一個C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器的再沸器。
2、根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中輕質烯烴原料由催化裂化單元制得。
3、 根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個冷凝器或冷卻 器為用于催化裂化單元的主分餾器的塔頂蒸汽的冷凝器或冷卻器。
4、 根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個冷凝器或冷卻 器為用于來自催化裂化單元的主分餾器的中間側流的冷凝器或冷卻 器。 飛
5、根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個冷凝器或冷卻器為用于催化裂化單元的環(huán)境滌氣器或反應器的冷凝器或冷卻器。
6、 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個冷凝器或冷卻 器為低位熱量冷凝器或冷卻器。
7、 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述封閉水再循環(huán)系統(tǒng)包含 丙烷-丙烯分餾器的底部沉積物再沸器。
8、 根據權利要求7所述的系統(tǒng)，其中作為底部沉積物再沸器的間 30接熱源而供給至丙烷-丙烯分餾器的水的溫度為約80至約120°C。
9、 根據權利要求7所述的系統(tǒng)，其中離開丙烷-丙烯分餾器的底部沉積物再沸器的水的溫度為約50至約75°C。
10、 一種用來俘獲并使用在輕質烯烴生產過程中產生的熱量的方法，該方法包含如下步驟 5 用由至少一個在輕質烯烴原料生產中使用的冷凝器和/或冷卻器裝 置產生的熱量加熱封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的水；將封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的加熱的水泵送至下游C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器的再沸器；所述加熱的水提供對C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器的再沸器的間 0接加熱；并將離開來自C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器的封閉水再循環(huán) 系統(tǒng)中的C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器的再沸器的冷卻的水返回至至 少一個冷凝器和/或冷卻器以再加熱。
11、 根據權利要求10所述的方法，其中所述輕質烯烴由催化裂化 單元制得。
12、 根據權利要求ll所述的方法，其中所述至少一個冷凝器或冷 卻器為用于催化裂化單元的主分餾器的塔頂蒸汽的冷凝器或冷卻器。
13、根據權利要求11所述的方法，其中所述至少一個冷凝器或冷卻器為用于催化裂化單元的主分餾器的中間側流的冷凝器或冷卻器。
14、 根據權利要求ll所述的方法，其中所述至少一個冷凝器或冷 卻器為用于處理來自催化裂化單元的裂化氣體的環(huán)境滌氣器或反應器 的冷凝器或冷卻器。
15、 根據權利要求10所述的方法，其中所述至少一個冷凝器或冷 卻器為低位熱量冷凝器或冷卻器。
16、根據權利要求10所述的方法，其中所述封閉水再循環(huán)系統(tǒng)包含丙垸-丙烯分餾器的底部沉積物再沸器。
17、 根據權利要求16所述的方法，其中進入底部沉積物再沸器的水的溫度為約80至約120°C。
18、 根據權利要求16所述的方法，其中離開底部沉積物再沸器的 5冷卻的水的溫度為約50至約75°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及用來俘獲由用于制備輕質烯烴的重質烴原料的各種類型的催化裂化產生的熱量，并在C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器的操作中使用所俘獲的熱量的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)包含至少一個與催化裂化單元相關聯(lián)的冷凝器或冷卻器，以及包含水的封閉水再循環(huán)系統(tǒng)，所述水由至少一個冷凝器或冷卻器間接加熱，并提供間接熱量至至少一個C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器的再沸器。所述方法包含如下步驟用由至少一個在重質烴的催化裂化中使用的冷凝器或冷卻器裝置產生的熱量來加熱封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的水、將加熱的水泵送至C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器、用加熱的水加熱進入C3汽提塔或丙烷-丙烯分餾器的進料并將封閉水再循環(huán)系統(tǒng)中的水返回至至少一個冷凝器或冷卻器以再加熱。
文檔編號C07C11/00GK101508620SQ20091000852
公開日2009年8月19日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權日2008年2月11日
發(fā)明者G·基迪, L·科伊爾, S·庫魯金 申請人:斯通及維布斯特工藝技術有限公司