專利名稱：部分脫鹽的烴原料的蒸汽裂化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料的蒸汽裂化。
背景技術(shù)：
蒸汽裂化(也稱為熱解)長(zhǎng)期以來(lái)用于使各種烴原料裂化 成烯烴，優(yōu)選輕質(zhì)烯烴如乙烯、丙烯和丁烯。常規(guī)的蒸汽裂化采用具 有兩個(gè)主要段的熱解爐對(duì)流段和輻射段。烴原料通常作為液體進(jìn)入 該爐的對(duì)流段(除了作為蒸氣進(jìn)入的輕質(zhì)低分子量原料以外)，在其 中該烴原料通常通過(guò)與來(lái)自輻射段的熱煙道氣間接接觸以及在較小程 度上通過(guò)與蒸汽直接接觸而得以加熱和汽化。然后將汽化的原料和蒸 汽混合物引入輻射段，在該輻射段中發(fā)生裂化。熱解包括將原料充分 加熱以引起較大分子的熱分解。包括烯烴在內(nèi)的所得產(chǎn)物離開(kāi)熱解爐 用于進(jìn)一步的下游處理，包括驟冷。從儲(chǔ)油層生產(chǎn)的原油通常伴有一定體積的來(lái)自該儲(chǔ)油層地 層的鹽水和微粒物質(zhì)，也稱為沉積物或泥。本文所用的術(shù)語(yǔ)"微粒物質(zhì)" 包括烴原料中所包含的泥、泥共混物、泥顆粒、沉積物和其它顆粒。原 油是含有許多不同的烴化合物的復(fù)雜混合物，從一 片油田至另 一 片油田 的原油在外觀和組成上不同。在稠度方面，例如粘度方面，原油涵蓋從 水狀至焦油狀固體的范圍，而在顏色方面，原油涵蓋從透明至黑色的范 圍。典型的原油可以含有約84%碳，14%氫，1%-3%疏，和各自小于1%的 氮、氧，和甚至更少量的金屬，以及溶解的鹽。精煉廠原油基礎(chǔ)原料通 常由兩種或更多種不同原油的混合物組成。用現(xiàn)場(chǎng)分離來(lái)除去大部分的鹽水和微粒物質(zhì)，但是少量的 一些通常保留在原油中而且在報(bào)道原油質(zhì)量時(shí)被報(bào)道為底部沉積物和 水(BS&W)。未脫鹽的原油有時(shí)在精煉廠常壓管式蒸餾釜中加工，在其中鹽和微粒物質(zhì)將會(huì)集中在來(lái)自原油蒸餾的塔底級(jí)分(常壓殘油) 中。另外，原油或未脫鹽的常壓殘油在加工之前由于在船運(yùn)期間與海 水接觸會(huì)被鹽進(jìn)一步污染。在精煉之前，通常使原油或來(lái)自原油蒸餾 的塔底級(jí)分經(jīng)過(guò)使用熱量、清水和電流來(lái)破乳的脫鹽裝置，由此從該 原油或塔底級(jí)分的懸浮液或乳液中釋放水和微粒物質(zhì)。鹽和 一 些微粒 物質(zhì)與脫鹽裝置的排出水一起離開(kāi)。 一些微粒物質(zhì)保留在脫鹽裝置容 器的底部并且定期清理。離開(kāi)脫鹽裝置的脫鹽原油或衍生自原油的殘 余級(jí)分的鹽和微粒物質(zhì)的含量非常低。極其有效的采用電流的脫鹽裝
置通?？梢猿ゴ笥诩s90%存在于未煉制的原油中的鹽。在將含鹽和/或微粒物質(zhì)的原油、常壓殘油或任何其它烴 原料用作反應(yīng)器原料的情形下，采用靜電場(chǎng)的常規(guī)脫鹽裝置將會(huì)構(gòu)成 顯著的額外設(shè)施投資。然而，在常規(guī)裂化爐中使用未脫鹽的原油或未 脫鹽的常壓殘油作為原料，使液態(tài)烴原料汽化以便裂化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鹽 (主要是NaCl)和微粒物質(zhì)的沉積。任何非揮發(fā)性的烴都會(huì)在干點(diǎn)附 近引起快速結(jié)焦。另外下沉的鹽和微粒物質(zhì)引起對(duì)流管的腐蝕和結(jié)垢。 此外，干點(diǎn)之后殘留在進(jìn)料中并且沉積在爐的輻射段中的任何鹽會(huì)導(dǎo) 致輻射管上保護(hù)性氧化層的除去。因此，必須做好準(zhǔn)備以將鹽和微粒 物質(zhì)除至足以防止?fàn)t中損傷的程度。常規(guī)的蒸汽裂化系統(tǒng)對(duì)于裂化含有較大比例的揮發(fā)性烴 如瓦斯油和石腦油的高品質(zhì)原料是有效的。然而，蒸汽裂化經(jīng)濟(jì)性有
時(shí)希望裂化較廉價(jià)的重質(zhì)原料例如作為非限制性實(shí)例的原油和常壓殘 油。原油和常壓殘油往往包含沸點(diǎn)超過(guò)590'C U100。F)的高分子量
非揮發(fā)性組分，其或者稱為瀝青質(zhì)、瀝青或殘油。這些原料的非揮發(fā) 性組分在常規(guī)熱解爐的對(duì)流段中作為焦炭沉積下來(lái)。在較輕組分完全 汽化的干點(diǎn)下游的對(duì)流段中，僅可以容許非常低水平的非揮發(fā)性組分。為了解決結(jié)焦問(wèn)題，并入本文供參考的美國(guó)專利 3, 617,493公開(kāi)了用于原油進(jìn)料的外部汽化鼓的使用以及公開(kāi)了使用 第 一 閃蒸以除去作為蒸氣的石腦油并使用第二閃蒸以除去沸點(diǎn)為 450-1100°F ( 230-590°C )的蒸氣。在熱解爐中將蒸氣裂化成烯烴，取
出來(lái)自兩個(gè)閃蒸罐的分離的液體，用蒸汽汽提并用作燃料。并入本文供參考的美國(guó)專利3，718，709公開(kāi)了使焦炭沉積 最小化的方法。它描述了在熱解爐內(nèi)部或外部預(yù)熱重質(zhì)原料從而用過(guò) 熱蒸汽使約50%的重質(zhì)原料汽化并除去殘留的分離的液體。使主要包 含輕質(zhì)揮發(fā)性烴的汽化的烴進(jìn)行裂化。并入本文供參考的美國(guó)專利5，190， 634公開(kāi)了通過(guò)在對(duì)流 段中少量的、臨界量氫氣的存在下預(yù)熱原料而抑制爐中焦炭形成的方 法。對(duì)流段中氫氣的存在抑制烴的聚合反應(yīng)從而抑制焦炭形成。并入本文供參考的美國(guó)專利5，580， 443公開(kāi)了一種方法， 其中首先將原料預(yù)熱然后將其從熱解爐對(duì)流段中的預(yù)熱器取出。接著 使該預(yù)熱過(guò)的原料與預(yù)定量的蒸汽(稀釋蒸汽)混合，然后引入氣-液分離器中以從該分離器中分離和除去所需比例的作為液體的不揮發(fā) 物。從氣-液分離器分離出的蒸氣返回?zé)峤鉅t以便加熱和裂化。并入本文供參考的2002年7月3日提交的美國(guó)專利申請(qǐng) 序號(hào)10/188, 461描述了重質(zhì)烴原料的裂化方法，該方法將重質(zhì)烴原料 與流體如烴或水混合以形成混合物料流，將該混合物料流閃蒸以形成 蒸氣相和液相，隨后使蒸氣相裂化以提供蹄烴。與該原料混合的流體 的量根據(jù)所選擇的工藝操作參數(shù)而改變，所述參數(shù)例如是閃蒸混合物 料流之前該混合物料流的溫度、閃蒸的壓力、混合物料流的流量和/ 或爐的煙道氣中的過(guò)剩氧量。并入本文供參考的2004年10月28日提交的美國(guó)專利申 請(qǐng)序號(hào)10/975, 703描述了重質(zhì)烴原料的裂化方法，該方法將重質(zhì)烴原 料與流體如烴或水混合以形成混合物料流，將該混合物料流閃蒸以形
成蒸氣相和液相，隨后使蒸氣相裂化以提供烯烴，其使用未脫鹽的烴 進(jìn)料至蒸汽裂化爐的對(duì)流段，并且在爐進(jìn)口的下游在處理預(yù)熱過(guò)的進(jìn) 料的閃蒸鼓中進(jìn)行脫鹽。盡管這些參考文獻(xiàn)解決了較重?zé)N原料的使用，但是它們都 沒(méi)有解決將部分未脫鹽的烴原料用于熱解爐的可能性。現(xiàn)已令人驚訝 地發(fā)現(xiàn)，用含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料可以運(yùn)行蒸汽裂化爐。當(dāng)原料另外包含非揮發(fā)性組分時(shí)，這是特別有利的。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及裂化含鹽和微粒物質(zhì)的烴原料的方法。所述方 法包括(a )加熱所述含鹽和微粒物質(zhì)的烴原料以提供加熱過(guò)的含鹽 和微粒物質(zhì)的烴原料；(b )任選地向所述加熱過(guò)的含鹽和微粒物質(zhì)的 烴原料中加入蒸汽和/或水；(c )將含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料以及 任選加入的蒸汽供給閃蒸/分離容器；(d)使含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴 原料分離成蒸氣相和液相，所述液相占所述烴原料的足夠部分以維持 鹽和/或微粒物質(zhì)懸??；(e)從所述閃蒸/分離容器中除去蒸氣相；(f) 裂化所述蒸氣相以產(chǎn)生包含烯烴的流出物；和(g)在步驟(b)的上 游、其為了本發(fā)明目的還可以包括步驟(a)的上游，使所述含鹽和微 粒物質(zhì)的烴原料部分脫鹽至足以避免至少一種以下情況的程度(1) 在閃蒸分離容器上游原料的鹽和微粒物質(zhì)沉積，以及(2)鹽和微粒物 質(zhì)在所述液相中累積，其累積水平妨礙該液相隨后的預(yù)期應(yīng)用。另一方面，本發(fā)明涉及裂化含鹽的烴原料的方法，所述方 法包括(a)將所述含鹽的烴原料加熱至第一溫度；(b)向所述含 鹽的烴原料中加入蒸汽和/或水；(c)將所述含鹽的烴原料進(jìn)一步加 熱至大于第一溫度的第二溫度，所述第二溫度使得足夠部分的含鹽的 烴原料保留在液相中從而維持鹽懸??；(d )將所述含鹽的烴原料供給 閃蒸/分離容器；(e)使所述含鹽的烴原料分離成蒸氣相和液相，所 述液相富含鹽而使所述蒸氣相基本上除盡鹽；(f )從所述閃蒸/分離 容器中除去蒸氣相；(g)向所述蒸氣相加入蒸汽；(h)在熱解爐的 輻射段中裂化該蒸氣相以產(chǎn)生包含烯烴的流出物，所述熱解爐包含輻 射段和對(duì)流段；以及(i)在步驟(b)的上游使所述含鹽的烴原料部 分脫鹽至足以避免至少一種以下情況的程度(1)在閃蒸分離容器上 游來(lái)自進(jìn)料的鹽沉積，以及(2)鹽和/或微粒物質(zhì)在所述液相中累積， 其累積水平妨礙所述液相隨后的預(yù)期應(yīng)用。通常，可以進(jìn)行部分脫鹽至足以除去小于約95wt%、例如 小于約90wt%、小于約75wt°/。、小于約50wt%、或甚至小于約25w"/。的 所述鹽和/或微粒物質(zhì)的程度。該部分脫鹽的烴原料通常含有約Q. Ol-約0. 8wty。的鹽和/或微粒物質(zhì)，例如約0. 1-約0. 5wt。/。的鹽和/或微粒 物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的部分脫鹽的主要優(yōu)點(diǎn)在于它容許使用更簡(jiǎn) 單的、不那么昂貴的脫鹽裝置。脫鹽裝置的主要功能是從原油中除去 鹽和水。然而，許多其它污染物如粘土、淤泥、銹和其它碎屑也需要 除去。使原油進(jìn)料大量脫鹽的典型脫鹽裝置需要用化學(xué)破乳劑和洗涂 水使含有遺留下的水(inherit water)的原油破乳。脫鹽裝置通過(guò)首 先將水與原油混合以提供水相而從原油中除去污染物。含有 一 些會(huì)使 催化劑中毒的金屬的鹽溶解在水相中。在該油作為油和水的乳液經(jīng)過(guò) 洗滌和混合之后，接著加入破乳用的化學(xué)品并用高壓靜電荷來(lái)使乳液 破裂以使懸浮的水珠在沉降罐的底部聚結(jié)和集中。只有在原油具有大 量懸浮的固體時(shí)才加入表面活性劑。通常設(shè)計(jì)脫鹽裝置的大小以使水 和油沉降并分離。從沉降罐底部排出廢水和污染物至廢水處理設(shè)施。 從沉降罐頂部連續(xù)抽出經(jīng)過(guò)脫鹽的原油并轉(zhuǎn)送用于進(jìn)一步處理。正常 運(yùn)轉(zhuǎn)的脫鹽裝置可以除去未煉制的原油中大于約90%的鹽。假如將鹽和微粒在避免干點(diǎn)的預(yù)熱條件下引入蒸汽裂化 爐中，在該干點(diǎn)下這些鹽和微粒開(kāi)始弄臟預(yù)熱所用的爐中的對(duì)流表面， 則與處理原油進(jìn)料正常所需的脫鹽相比，本發(fā)明要求不那么大量的脫
鹽。此外，本發(fā)明為在爐中額外的對(duì)流加熱和輻射加熱之前在閃蒸/ 分離容器中從預(yù)熱過(guò)的蒸汽額外除去鹽和微粒至足以防止閃蒸/分離
容器下游結(jié)垢的程度而作準(zhǔn)備。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的方法中可以釆用簡(jiǎn)單的、不那么有效 的脫鹽裝置。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)利用離心力來(lái)實(shí)現(xiàn)脫鹽和微粒清除的脫鹽裝置 在獲得本發(fā)明希望的結(jié)果方面特別有效。這樣的脫鹽裝置通過(guò)將離心 力用于分離進(jìn)料流的組分而實(shí)現(xiàn)所需的部分脫鹽。盡管在本發(fā)明中可 以使用需要加入能量來(lái)例如借助于離心機(jī)實(shí)現(xiàn)離心力的產(chǎn)生的離心分 離器，但是優(yōu)選不需要額外的能量輸入的無(wú)源離心分離器。特別地，
尤其優(yōu)選旋風(fēng)分離器的使用。因而，可以在沒(méi)有靜電荷的存在下進(jìn)行 根據(jù)本發(fā)明的部分脫鹽。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，離心分離器是包 含切向入口，用于除去經(jīng)過(guò)脫鹽的烴料流的上部出口和用于除去含水、 鹽和/或微粒物質(zhì)的底部殘余物的下部出口的旋風(fēng)分離器。可以將底部
殘余物移至脫水罐以使微粒物質(zhì)與所述水和鹽分離，而且可以處理微 粒物質(zhì)以至少部分地除去經(jīng)。在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，采用旋風(fēng)分離器，其通常包 含具有切向入口的轉(zhuǎn)鼓以使烴原料旋轉(zhuǎn)從而通過(guò)離心力除去較重的組 分，具有比泥和水部分更低的密度的原油的烴部分。旋風(fēng)分離器轉(zhuǎn)鼓中 的運(yùn)動(dòng)由兩個(gè)渦流組成向下移動(dòng)的外部渦流和向上流動(dòng)并流出頂端出 口的內(nèi)部渦流。在外部渦流中，切向速度隨著減小的半徑而增加。旋風(fēng) 分離器的半徑減小而液體的速度在其向著旋風(fēng)分離器轉(zhuǎn)鼓下段的錐體 移動(dòng)時(shí)增加。較重的泥和水被離心力拋向分離器壁并在外部渦流匯合內(nèi) 部渦流的分離器錐體底部處流出出口 。內(nèi)部渦流中不含泥的烴料流流出 分離器頂部的通風(fēng)管并被送至脫鹽裝置然后送至爐的對(duì)流段?？梢詫㈦x心分離器設(shè)置在未脫鹽的烴原料來(lái)源與閃蒸/分 離設(shè)備入口之間的任何位置。優(yōu)選地，離心分離器位于未脫鹽的烴原 料來(lái)源與向熱解爐(蒸汽裂化爐)對(duì)流段中預(yù)熱的原料添加額外的蒸 汽或其它流體的點(diǎn)之間。在另一實(shí)施方案中，離心分離器位于未脫鹽 的烴原料來(lái)源與熱解爐第一對(duì)流段的入口之間的點(diǎn)。優(yōu)選地，離心分 離器位于將水引入未脫鹽的烴原料的點(diǎn)的下游、熱解爐進(jìn)料口的上游。 因而，本發(fā)明可以包括在部分脫鹽步驟之前將洗滌水與經(jīng)原料混合。任選地，可以通過(guò)在未脫鹽的烴原料通向爐的進(jìn)料管線中 安裝的噴水嘴或混合閥將水引入未脫鹽的爛原料中。然后將所得的水飽 和的未脫鹽烴原料引導(dǎo)至部分脫鹽裝置如離心分離器(例如旋風(fēng)分離器 轉(zhuǎn)鼓)，而將來(lái)自該分離器的部分脫鹽的頂部料流送至爐中?？梢詫⒏?含水、泥和鹽的來(lái)自該部分脫鹽裝置的底部料流送至沉降罐或脫水罐， 在那里從罐頂抽出水并且送至水處理設(shè)備?？梢詫?duì)富含泥的該罐的底部 殘余物進(jìn)行處理以回收烴，例如通過(guò)汽提或通過(guò)液/液分離器處理，在
該分離器中烴作為與水/鹽/泥相分離的相進(jìn)行回收，而該水/鹽/泥相可 以在以環(huán)境上可接受的方式處理固體之前進(jìn)一步進(jìn)行處理。在離心分離器位于爐上游的情況下，將部分脫鹽的頂部料 流引導(dǎo)至爐的預(yù)熱器部分，在那里該料流通過(guò)與對(duì)流管組的上部接觸 而經(jīng)歷對(duì)流加熱，然后將其引導(dǎo)至任選的額外離心分離器并從那里引 導(dǎo)至用來(lái)與蒸汽混合的分布器，從那里引導(dǎo)至熱解爐中對(duì)流管組的下 部并從那里引導(dǎo)至閃蒸/分離容器。當(dāng)然，在其中僅用剛好在分布器上 游的離心分離器進(jìn)行部分脫鹽的實(shí)施方案中，來(lái)自該分離器的頂部料 流立即通到添加蒸汽的分布器，然后在引入閃蒸/分離容器之前為了額 外的對(duì)流加熱再次引入。優(yōu)選地，閃蒸/分離容器中的液相包含至少約2%、例如約 5%的含鹽和/或微粒物質(zhì)和/或非揮發(fā)性組分的經(jīng)原料。如果有必要維 持該條件，例如在烴原料相對(duì)較輕時(shí)，諸如與冷凝物混合的輕質(zhì)原油， 可以將重質(zhì)烴原料加入至含鹽和/或微粒物質(zhì)和/或非揮發(fā)性組分的重 質(zhì)烴原料中。重質(zhì)烴原料的加入減少了在閃蒸/分離容器中及其上游的 鹽和/或微粒物質(zhì)的沉積而且確保了離開(kāi)閃蒸/分離容器的液體料流包 含足夠百分比的總計(jì)烴原料以在閃蒸分離容器上游避免進(jìn)料的鹽、微 粒物質(zhì)和不揮發(fā)物沉積。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖l說(shuō)明采用熱解爐的根據(jù)本發(fā)明的整個(gè)方法和裝置的示 意性流程圖，其中設(shè)置包含離心分離器的部分脫鹽裝置，在其位置上 游將蒸汽或其它流體注入在熱解爐的第 一 對(duì)流段中預(yù)熱的進(jìn)料流中。
發(fā)明詳述除非另作說(shuō)明，所有百分?jǐn)?shù)、份數(shù)、比率等按重量計(jì)。除 非另作說(shuō)明，提到的化合物或組分包括該化合物或組分本身以及與其 它4匕合物或組分的組合，如^f匕合物的混合物。此外，用量、濃度或其它值或參數(shù)作為一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu)選值給出時(shí)，這應(yīng)理解為具體公開(kāi)了由任一對(duì)上限優(yōu)選值和 下限優(yōu)選值形成的所有范圍，不管所述范圍是否單獨(dú)公開(kāi)。本文所用的非揮發(fā)性組分是根據(jù)ASTM D-6352-98或 D-2887測(cè)量的標(biāo)稱沸點(diǎn)大于590r (1100。F)的烴料流級(jí)分。本發(fā)明 對(duì)標(biāo)稱沸點(diǎn)大于760°C ( 1400°F)的非揮發(fā)性組分效果非常好。烴料 流的沸點(diǎn)分布通過(guò)氣相色譜蒸餾(GCD )根據(jù)ASTM D-6352-98或D-2887 所述的方法、通過(guò)對(duì)沸點(diǎn)大于700T ( 1292°F)的材料外推延伸來(lái)測(cè) 量。非揮發(fā)性組分可以包括焦炭前體，它們是中等重質(zhì)和/或反應(yīng)性的 分子，如多環(huán)芳族化合物，它們可以從蒸氣相冷凝并且然后在本發(fā)明 方法中遇到的操作條件下形成焦炭。本文所用的Ts。應(yīng)該是指根據(jù)上述 沸點(diǎn)分布測(cè)定的溫度，在該溫度下50wty。的特定烴樣品已經(jīng)達(dá)到其沸 點(diǎn)。Tm或T^同樣是指溫度，在該溫度下95或98wt。/。的特定樣品已經(jīng) 達(dá)到其沸點(diǎn)。標(biāo)稱終沸點(diǎn)應(yīng)該是指99. 5wt。/。的特定樣品已經(jīng)達(dá)到其沸 點(diǎn)的溫度。用于本發(fā)明的烴原料通常包含一種或多種瓦斯油、取暖用 油、柴油、加氫裂化油、費(fèi)-托液體、蒸餾物、重瓦斯油、蒸汽裂化瓦 斯油和殘油、原油、常壓管式蒸餾釜底部殘余物、包括底部殘余物的 真空管式蒸餾釜料流、來(lái)自精煉廠的重質(zhì)非直餾烴料流、真空瓦斯油、 低硫含蠟殘油、重質(zhì)蠟、常壓殘油和重質(zhì)殘油并且還包含鹽和/或微粒 物質(zhì)。便于本文提及，術(shù)語(yǔ)"未脫鹽的"將理解為是指原料包含 常規(guī)地將會(huì)在脫鹽裝置中除去的鹽和/或微粒物質(zhì)，不管該鹽和/或微 粒物質(zhì)是存在于采出原油料流中還是存在于船運(yùn)和處理期間受污染的 烴原料中。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，包含鹽和/或微粒物質(zhì)、或未脫鹽的 烴原料的所述烴原料，還包含非揮發(fā)性組分。所述鹽通常主要包含氯 化鈉，以及具有較少量氯化鉀和/或氯化鎂。術(shù)語(yǔ)"部分脫鹽的"將理解為是指原料經(jīng)過(guò)處理以除去一 部分常規(guī)地將會(huì)在脫鹽裝置中除去的鹽和/或微粒物質(zhì)，不管該鹽和/ 或微粒物質(zhì)是存在于采出原油料流中還是在船運(yùn)和處理期間加入至烴
原料中的污染物。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，包含鹽和/或微粒物質(zhì)、或未 脫鹽的烴原料的所述烴原料，還包含非揮發(fā)性組分。所述鹽通常主要 包含氯化鈉，以及具有較少量氯化鉀和/或氯化鎂。在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，可以將未脫鹽的料流部分脫 鹽至足以在閃蒸分離容器上游避免進(jìn)料的鹽、微粒物質(zhì)和/或不揮發(fā)物
沉積的程度。通常，將進(jìn)料脫鹽至含有小于約lwty。的鹽、微粒物質(zhì)和
/或不揮發(fā)物、優(yōu)選小于約0. lwtX的鹽、微粒物質(zhì)和/或不揮發(fā)物、或 甚至更優(yōu)選小于約0. 01wt。/。的鹽、微粒物質(zhì)和/或不揮發(fā)物的水平，足 以避免上述沉積。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，可以將未脫鹽的料流部分脫 鹽至足以避免以下情況的程度鹽和/或微粒物質(zhì)在閃蒸/分離容器中 的作為底部殘余物收集的液相中累積，其累積水平妨礙所述液相隨后 的預(yù)期應(yīng)用。所述底部殘余物可以預(yù)期用于多種應(yīng)用，包括用作燃料 油如船用C級(jí)燃料油、供給精煉廠催化裂化裝置的原料、或供給焦化 裝置的原料。通常，船用C級(jí)燃料油要求不大于約0. lwt。/。的灰分和lwt% 的BS&W。因而，根據(jù)本發(fā)明的閃蒸/分離容器上游的部分脫鹽可以排 除對(duì)從閃蒸/分離容器中取出的液相進(jìn)行脫鹽的任何需要。除了由蒸汽裂化器爐的交換器管子中的沉積引起的物理 堵塞以外，鈉可引起對(duì)流管的腐蝕和輻射管保護(hù)性氧化層的除去。為 此，必須仔細(xì)控制供給熱解爐的進(jìn)料中的鈉(和鹽)濃度。由于在蒸汽裂化爐輻射段中極低的可接受鈉濃度，通常購(gòu) 買(mǎi)脫鹽裝置以便在蒸汽裂化之前從原油或原油殘油中除去鹽和微粒物 質(zhì)。雖然可接受的鹽和/或微粒物質(zhì)濃度將隨爐的設(shè)計(jì)而變化，但是根 據(jù)給定原料的操作條件，當(dāng)氯化鈉大于原料重量的數(shù)ppm時(shí)，通常認(rèn) 為脫鹽裝置是必要的。然而，如果在爛料流干點(diǎn)的上游使用閃蒸/分離 容器，則可以進(jìn)行操作以使得可以將未脫鹽的原油和原油殘油用作烴 裂化裝置的原料。其標(biāo)志為，只要小于約98%的烴在閃蒸/分離容器的 入口處是蒸氣，蒸氣相中的鈉可以控制在可接受的范圍內(nèi)并且?guī)缀跛?有的鹽和微粒物質(zhì)將保留在閃蒸/分離容器的液相中。本發(fā)明的一個(gè)目的是在閃蒸/分離容器上游對(duì)流段中的所 有點(diǎn)處維持足夠的液體速度，以使得包含在未脫鹽的烴原料中的鹽和/ 或微粒物質(zhì)保持懸浮直至在離開(kāi)閃蒸/分離容器的液相中除去它們。在 添加蒸汽或其它流體的上游，未脫鹽的烴原料將主要在液相中以及將 通常具有足夠的湍流以維持鹽和/或微粒物質(zhì)懸浮。 一旦含鹽和/或微 粒物質(zhì)的烴原料與稀釋蒸汽混合，整個(gè)流體料流將會(huì)具有足夠的速度、 動(dòng)能和湍流以保持微粒物質(zhì)和鹽移動(dòng)穿過(guò)閃蒸/分離容器上游的對(duì)流 段，只要該料流的足夠部分是液體。所需的液體比例將隨保留在液相 中的烴的性質(zhì)、流體料流的速度以及流體料流中鹽和/或微粒物質(zhì)的量 而變化。對(duì)于較粘稠、通常較重的、液相烴而言，需要較低的液體比 例。如果流體料流速度相對(duì)較低的話，將會(huì)需要較高的液體比例。通 常，按重量計(jì)，維持全部烴的約2%在液相中將足以使鹽和/或微粒物 質(zhì)維持懸浮。5"/。的液體值(cut)往往會(huì)是優(yōu)選的。如果在閃蒸/分離容器上游的管子中沒(méi)有形成沉積，則可 以將鹽和微粒物質(zhì)與來(lái)自閃蒸/分離容器的底部殘余物液體料流一起 除去。該液相可以接著作為船用C級(jí)燃料油銷售或供給精煉廠催化裂 化器或焦化裝置而不需要脫鹽。如果需要更清潔的底部殘余物液體料 流，例如作為供給鍋爐的燃料，可以使用小型脫鹽裝置來(lái)除去閃蒸/ 分離容器底部殘余物液體料流中的鹽和微粒物質(zhì)，其成本遠(yuǎn)小于所述 爐的整個(gè)進(jìn)料脫鹽所需的成本。該方法將允許使用閃蒸/分離容器來(lái)裂 化原油、衍生自原油的殘油和其它含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料而不需 要為大量的預(yù)先脫鹽投資。如果液體穿過(guò)閃蒸/分離容器之前的上部對(duì)流段的速度非 常低以至于鹽和/或微粒物質(zhì)確實(shí)在這些管子中沉積從而減少熱傳遞， 在大多數(shù)體系中可以在包括除焦操作在內(nèi)的普通操作期間用水沖洗這 些管子。未脫鹽的原油或原油殘油中鹽的大部分包括氯化鈉。當(dāng)鹽 在固相中時(shí)或者當(dāng)氯作為HC1處于蒸氣相時(shí)，鹽的氯部分是不成問(wèn)題 的。然而，如果水在對(duì)流段的頂部與未脫鹽的進(jìn)料混合，則鈉和氯會(huì)
分離。與水混合時(shí)形成的氯離子會(huì)引起其中存在水的對(duì)流管組中的不 銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，直至水完全汽化為止。雖然注入的水可以用 來(lái)控制溫度，從而控制閃蒸/分離容器中的氣液分離，但是本發(fā)明優(yōu)選
通過(guò)以下方式來(lái)控制閃蒸/分離容器中的氣液分離使用可變水平的蒸 汽作為稀釋劑、改變爐的過(guò)量空氣和/或需要的話混入更重質(zhì)的烴原 料，從而在閃蒸/分離容器中維持所需的氣液分離。氯化鉀也存在于一些原油之中并且它的影響與氯化鈉相 似。氯化鎂也通常帶來(lái)與氯化鈉相同的風(fēng)險(xiǎn)，但是鎂對(duì)爐的傷害比鈉 低。所有這些鹽可以用本發(fā)明的方法除去。為了防止鹽和/或微粒物質(zhì)在對(duì)流段管組和閃蒸/分離容 器中沉積，優(yōu)選在使得閃蒸/分離容器上游的所有點(diǎn)處至少約2%的烴 料流保留在液相中的條件下操作閃蒸/分離容器。有時(shí)部分脫鹽的烴原 料可能沒(méi)有足夠量的高分子量或低揮發(fā)性烴組分以在所需操作溫度下 維持該2%的液相。在那種情況下，可以添加任選的重質(zhì)烴原料以形成 含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料，其具有足以在所需操作條件下維持所需 液體比例的性質(zhì)。用于本發(fā)明的任選的重質(zhì)烴原料將優(yōu)選包含一種或多種 常壓殘油、真空殘油、更重質(zhì)原油、來(lái)自精煉廠的重質(zhì)非直餾烴料流 和低硫含蠟殘油。 一種優(yōu)選的重質(zhì)烴原料是經(jīng)濟(jì)上有利的、最低程度 加工的含非揮發(fā)性烴和/或焦炭前體的重質(zhì)烴料流。用于本發(fā)明的另一
優(yōu)選的重質(zhì)烴原料是常壓殘油，也稱作常壓管式蒸餾釜塔底料流。任選的重質(zhì)烴原料將優(yōu)選具有比所述含鹽和/或微粒物質(zhì) 的烴原料更高的Ts。沸點(diǎn)，但是具有的標(biāo)稱終沸點(diǎn)可以小于、等于或大 于該含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料的標(biāo)稱終沸點(diǎn)。同樣地，重質(zhì)烴原料 的初沸點(diǎn)可以小于、等于或大于該含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料的初沸 點(diǎn)，但是通常將至少高出約56'C (約100°F)、更通常至少高出約280 。C (約500。F)、以及往往高出約390。C (約700。F)以上。優(yōu)選地，重質(zhì)烴原料的添加將產(chǎn)生含鹽和/或微粒物質(zhì)的 烴原料共混物，該共混物的T,s沸點(diǎn)比原始烴原料的U弗點(diǎn)至少高出
約28°C (約50°F)、例如至少高出約56°C (約100°F)，作為另一實(shí) 例至少高出約lirC (約200。F)，以及作為又一實(shí)例至少高出約167 °C (約300。F)。優(yōu)選地，重質(zhì)烴原料的添加還將產(chǎn)生含鹽和/或微粒 物質(zhì)的烴原料共混物，該共混物的U弗點(diǎn)比原始烴原料的L5沸點(diǎn)至 少高出約14°C (約25。F)、如至少高出約28。C (約50°F)、例如至 少高出約56。C(約100。F)，作為另一實(shí)例至少高出約lirc(約200。F)， 以及作為又一實(shí)例至少高出約167°C (約300。F)。 使用計(jì)算機(jī)軟件如 Simulation Science Inc.的 PROVISION 的氣-液平衡模型可以用來(lái)測(cè)定與含鹽和/或微粒物質(zhì)的給 定烴原料一起使用的給定重質(zhì)烴原料的最佳量。該測(cè)定中的考慮因素 將是優(yōu)化總的流體速度以使鹽和/或微粒物質(zhì)顆粒的任何沉降最小化 以及將烴原料共混物的至少約2%維持在液相中。重質(zhì)烴原料在與所述含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料混合時(shí) 可以占該含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料和該重質(zhì)經(jīng)原料的混合物的約 2%-約75%,例如約2%-約60%,作為另一實(shí)例約10%-約50%。添加至 該含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料中的重質(zhì)烴原料的百分比可以根據(jù)任 何特定時(shí)間下的給定烴料流的經(jīng)濟(jì)性和可獲取性來(lái)優(yōu)化。然而，為了 本發(fā)明的目的，優(yōu)選所添加的重質(zhì)烴原料的量足以使得進(jìn)入閃蒸/分離 容器的整個(gè)流體的至少約2%是液體級(jí)分，通常約5直至約50%,更優(yōu) 選約5直至約30%。注意重質(zhì)烴原料相對(duì)于正在使用的含鹽和/或微粒 物質(zhì)的烴原料越輕，將需要越多的重質(zhì)烴原料以獲得最佳利益。根據(jù)可用的貯罐容積，可以將任選的重質(zhì)經(jīng)原料添加至原 料貯罐中的含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料中或在將該含鹽和/或微粒物 質(zhì)的烴原料引入爐對(duì)流段之前的任一點(diǎn)處添加。為了使流體速度最大 化以及使鹽和/或^t粒物質(zhì)的沉積最小化，優(yōu)選在對(duì)含鹽和/或微粒物 質(zhì)的烴原料進(jìn)行任何加熱之前添加重質(zhì)烴原料。優(yōu)選地，重質(zhì)烴原料 和含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料都在足夠的溫度下以確保該重質(zhì)烴原 料和混合之后的共混原料的流動(dòng)性。在任選地將重質(zhì)烴原料與部分脫鹽的含鹽和/或微粒物質(zhì) 的烴原料共混以制備含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料共混物之后，該含鹽 和/或微粒物質(zhì)的烴原料或者該含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料共混物的 加熱可以釆取本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何形式?，F(xiàn)在參照

圖1，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，含鹽和/或微粒物 質(zhì)如泥的烴原料的來(lái)源IO通過(guò)供應(yīng)管線12提供原料流，可以任選地 對(duì)該原料流進(jìn)行預(yù)熱，通常預(yù)熱至的溫度低于水在下游的部分脫鹽裝 置的壓力下的沐點(diǎn)、例如1140kPa ( 150psig)下185°C ( 365。F)，任 選地通過(guò)入口噴嘴或混合閥14向供應(yīng)管線12中添加水。水/原料混合 物通入通常是含有切向入口的旋風(fēng)分離器的部分脫鹽裝置16中，其使 混合物旋轉(zhuǎn)從而通過(guò)離心力將它分離成作為經(jīng)由管線18取出的底部 殘余物流出的包含水、鹽和泥的較重組分料流以及在離心力下作為頂 部料流通過(guò)管線20的富含烴的較輕組分料流?？梢詫⒌撞繗堄辔?8 送至脫水罐19以便進(jìn)一步處理，由管線21從脫水罐19抽出水和鹽。 殘留的固體可以由管線23取出，以及例如通過(guò)汽提以除去烴組分來(lái)進(jìn) 一步處理，并且用環(huán)境上可接受的方式處理掉該汽提后的固體。然后 將從部分脫鹽裝置取出的頂部料流引入熱解爐22中，在那里使部分脫 鹽的料流在第一對(duì)流段中預(yù)熱，其通過(guò)對(duì)流段28中的爐上部(距離輻 射段24最遠(yuǎn)端)對(duì)流段管組26中的含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料共混 物與來(lái)自爐輻射段24的熱煙道氣的間接接觸來(lái)進(jìn)行。為了便于本文提 及，在第一對(duì)流段管組入口之后所有提到含鹽和/或微粒物質(zhì)、如含微 粒物質(zhì)的經(jīng)原料都將被認(rèn)為包括已添加至料流中的任何任選的重質(zhì)烴 原料。對(duì)流段中的加熱可以通過(guò)作為非限制性實(shí)例的使含鹽和/ 或微粒物質(zhì)的經(jīng)原料穿過(guò)位于爐22的對(duì)流段28內(nèi)的換熱管組26來(lái)完 成。經(jīng)過(guò)加熱的含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料通常具有約150 ( 100 )-約34(TC[約300 ( 212 )-約650°F]、如約160 ( 130 )-約230°C [約325 (265 )-約450。F]、例如約170 ( 150 )-約220。C [約340 ( 300 ) -約 425。F]的溫度。(在加熱過(guò)的烴原料如以下詳述那樣通到部分脫鹽裝 置30的那些情況下，采用圓括號(hào)(parentheses)中的較低溫度以避
免在旋風(fēng)器內(nèi)沸騰，該旋風(fēng)器在蒸氣存在下可能無(wú)法正常運(yùn)行。)任選地，使來(lái)自上部對(duì)流段28的加熱過(guò)的烴穿過(guò)可以代 替部分脫鹽裝置16或作為其補(bǔ)充的部分脫鹽裝置30。部分脫鹽裝置 30通常是含有切向入口的旋風(fēng)分離器，其使混合物旋轉(zhuǎn)從而通過(guò)離心 力將它分離成經(jīng)由管線32取出的作為底部殘余物沉降下來(lái)的包含水、 鹽和/或泥的較重組分料流、以及作為頂部料流通過(guò)管線34的富含烴 的較輕組分料流。底部殘余物可以送去進(jìn)一步處理，例如汽提以除去 烴組分，并且用環(huán)境上可接受的方式處理掉殘留的固體。含至少一些鹽和/或微粒物質(zhì)的直接從上部對(duì)流段28取出 的預(yù)熱過(guò)的進(jìn)料或者可供替代地經(jīng)由管線34從部分脫鹽裝置取出的 頂部料流，在與初級(jí)稀釋蒸汽以及任選的流體混合之前(所述流體可 以是優(yōu)選為液體但是任選為蒸氣的烴、水、蒸汽或其混合物)，可以 任選地通過(guò)經(jīng)由管線35返回對(duì)流段來(lái)進(jìn)一步加熱。該流體的溫度可以 低于、等于或高于加熱過(guò)的原料的溫度。在一種可能的實(shí)施方案中， 流體汽化潛熱可以用來(lái)控制進(jìn)入閃蒸/分離容器的含鹽和/或微粒物質(zhì) 的烴原料的溫度。經(jīng)過(guò)加熱的含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料、初級(jí)稀釋蒸汽 和任選流體的混合可以在熱解爐22的內(nèi)部或外部進(jìn)行，但是優(yōu)選在爐 外部進(jìn)行?？梢允褂帽绢I(lǐng)域已知的任何混合裝置來(lái)完成混合。例如， 可以將雙分布器組件38的第一分布器36用于混合。在將流體引入經(jīng) 過(guò)加熱的烴原料中之后，第一分布器36可以避免或減少由流體的突然 汽4匕所引起的錘擊(hammering)。對(duì)于高揮發(fā)性原料而言，使用與含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴 原料混合的蒸汽和/或流體是任選的。有可能的是，可以按工業(yè)中已知 的任何方式加熱上述原料，例如在位于爐對(duì)流段28內(nèi)的換熱管26中 加熱?？梢栽诤苌倩驔](méi)有添加蒸汽或流體的情況下將含鹽和/或微粒物 質(zhì)的烴原料輸送至閃蒸/分離容器中。初級(jí)稀釋蒸汽40可以具有大于、小于或幾乎等于含鹽和/ 或微粒物質(zhì)的烴原料的混合物的溫度，但是優(yōu)選該溫度幾乎與混合物
的溫度相同，該溫度優(yōu)選是約350。F。初級(jí)稀釋蒸汽40在注入第二分 布器42之前可以是過(guò)熱的。離開(kāi)第二分布器42的包含加熱過(guò)的含鹽和/或微粒物質(zhì)的 烴原料、流體和任選的初級(jí)稀釋蒸汽料流的混合物料流在閃蒸之前任 選地在熱解爐22的對(duì)流段26中進(jìn)一步加熱。加熱可以作為非限制性 實(shí)例通過(guò)使該混合物料流穿過(guò)位于爐對(duì)流段內(nèi)的通常作為第 一對(duì)流段 管組的下部44的換熱管組26從而由來(lái)自爐輻射段24的熱煙道氣加熱 來(lái)實(shí)現(xiàn)。如此加熱的含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料作為混合物料流46 的一部分離開(kāi)對(duì)流段以任選地進(jìn)一步與附加的蒸汽料流48混合。任選地，所述次級(jí)稀釋蒸汽料流48可以進(jìn)一步分離成在 閃蒸之前與烴混合物46混合的閃蒸蒸汽料流50以及旁路蒸汽料流52, 該旁路蒸汽料流52注入閃蒸的上段或繞過(guò)烴混合物的閃蒸而與來(lái)自 閃蒸的蒸氣相57混合，然后該蒸氣相在下部對(duì)流段中進(jìn)一步加熱并接 著在爐的輻射段中裂化。本發(fā)明可以在將所有次級(jí)稀釋蒸汽48用作閃 蒸蒸汽50而沒(méi)有旁路蒸汽52的情況下操作。作為選擇地，本發(fā)明可 以在將次級(jí)稀釋蒸汽48引到旁路蒸汽52中而沒(méi)有閃蒸蒸汽50的情況 下操作。在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，閃蒸蒸汽料流50與旁路蒸 汽料流52的比率應(yīng)當(dāng)優(yōu)選是1: 20-20: 1，以及最優(yōu)選1: 2-2: 1。在該 實(shí)施方案中，閃蒸蒸汽50與烴混合物料流46混合以形成閃蒸料流54 然后在閃蒸/分離容器56中閃蒸。優(yōu)選地，使次級(jí)稀釋蒸汽料流在爐 對(duì)流段26的過(guò)熱器段58中過(guò)度加熱，然后分離并與烴混合物混合。 將閃蒸蒸汽料流50添加至烴混合物料流46中有助于在閃蒸料流54進(jìn) 入閃蒸/分離容器56之前混合物中較小揮發(fā)性組分的汽化?？梢栽陂W蒸混合物料流之前將第二任選的流體添加至該 混合物料流中，該第二流體是烴蒸氣。然后使混合物料流46或閃蒸料流54例如在閃蒸/分離容 器56中閃蒸以分離成兩相主要包含蒸汽和來(lái)自含鹽和/或微粒物質(zhì) 的烴原料的揮發(fā)性經(jīng)的蒸氣相，以及包含連同大多數(shù)非揮發(fā)性組分和/ 或焦炭前體和大多數(shù)鹽和/或微粒物質(zhì)一起的較小揮發(fā)性烴的液相?？?br> 以理解本文所述的在操作條件下的氣-液平衡將使得非常少量的非揮 發(fā)性組分和/或焦炭前體存在于蒸氣相中。另外，并且隨閃蒸/分離容 器的設(shè)計(jì)而變化，微量的含非揮發(fā)性組分和/或鹽和/或微粒物質(zhì)的液 體可能夾帶在蒸氣相中。在本發(fā)明的方法中，這些量足夠小以容許在 閃蒸/分離容器的下游按照與爐輻射段中的脫焦相同的安排進(jìn)行脫焦。
當(dāng)在閃蒸/分離容器之間的對(duì)流段中的焦炭累積的速度足夠低以至于 不需要比輻射段所需的通常脫焦更頻繁的脫焦時(shí)，可以認(rèn)為蒸氣相基 本上沒(méi)有非揮發(fā)性組分或焦炭前體。為便于本文描述，術(shù)語(yǔ)閃蒸/分離容器將用來(lái)指用于將含 鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料分離成蒸氣相和至少一個(gè)液相的任何的一 個(gè)或多個(gè)容器。它預(yù)期包括分餾法和任何其它的分離方法，例如但不 限于轉(zhuǎn)鼓、蒸餾塔和離心分離器。混合物料流46優(yōu)選通過(guò)位于閃蒸/分離容器56側(cè)面的至 少一個(gè)側(cè)面入口成切線地引入所述容器。優(yōu)選將蒸氣相作為頂部蒸氣 料流57從閃蒸/分離容器取出。優(yōu)選地，將蒸氣相送回優(yōu)選最接近爐 22的輻射段24設(shè)置的爐的對(duì)流段管組60以便任選地加熱，然后通過(guò) 架空管62將其輸送到熱解爐的輻射段24以便裂化。從閃蒸/分離容器 56中除去經(jīng)過(guò)閃蒸的混合物料流的液相，優(yōu)選作為底部料流64除去。 可能含有一部分鹽和/或微粒的底部料流可以未經(jīng)另外脫鹽而用作燃 料如船用C級(jí)燃料油、供給精煉廠催化裂化裝置或焦化裝置的進(jìn)料。優(yōu)選在閃蒸/分離容器56中維持預(yù)定不變的蒸氣與液體比 率，但是該比率難以測(cè)量和控制。作為替代方案，在閃蒸/分離容器 56之前的混合物料流46或任選地料流54的溫度可以用作間接參數(shù)來(lái) 測(cè)量、控制和維持閃蒸/分離容器56中的大致不變的蒸氣與液體比率。 理想地，當(dāng)混合物料流溫度越高時(shí)，越多的揮發(fā)性烴會(huì)汽化并變成可 用的蒸氣相的一部分用于裂化。然而，當(dāng)混合物料流溫度過(guò)高時(shí)，更 多的包括焦炭前體在內(nèi)的重質(zhì)烴會(huì)存在于蒸氣相中并帶到對(duì)流爐管 中，最后使該管焦化。如果混合物料流46溫度過(guò)低的話，導(dǎo)致在閃蒸 /分離容器56中低的蒸氣與液體比率，更多揮發(fā)性烴會(huì)保留在液相中并因此會(huì)無(wú)法用于裂化?？刂苹旌衔锪狭鳒囟纫允乖现袚]發(fā)物的回收或汽化最 大化，同時(shí)避免鹽和/或微粒物質(zhì)的過(guò)度沉積，或者避免在爐管中焦化 或在將混合物經(jīng)由管線57從閃蒸/分離容器56輸送至爐22的管道和 容器中焦化。可以監(jiān)控將混合物輸送至下部對(duì)流段60的管道57和架 空管62中的壓降以及下部對(duì)流段60中的溫升，從而檢測(cè)焦化問(wèn)題的 開(kāi)始。例如，如果架空管壓力和下部對(duì)流段60的工藝入口壓力開(kāi)始由 于焦化而逐漸增加，應(yīng)當(dāng)降低閃蒸/分離容器56中的和混合物料流46 的溫度。如果在下部對(duì)流段60中發(fā)生焦化，則煙道氣的溫度增加到上 面區(qū)段，如任選的過(guò)熱器58。如果存在過(guò)熱器58，增加的煙道氣溫度 可以通過(guò)添加更多的脫過(guò)熱器水66來(lái)部分地^J氐消?；旌衔锪狭?6溫度的選擇還由原料物質(zhì)的組成來(lái)決定。 當(dāng)原料包含較高量的較輕質(zhì)烴時(shí)，混合物料流46的溫度可以設(shè)置得較 低。當(dāng)原料包含較高量的較小揮發(fā)性或非揮發(fā)性烴時(shí)，混合物料流46 的溫度應(yīng)當(dāng)設(shè)置得較高。通常，可以將混合物料流46的溫度設(shè)置和控制在約315-約54(TC(約600-約1000°F)，如約370-約510。C(約700-約950°F)， 例如約400-約480°C (約750-約900°F)，以及往往是約430-約475 。C (約810-約890°F)。如上所述，這些值會(huì)隨原料的揮發(fā)性而變化。決定所述溫度的考慮因素包括希望維持液相以降低或消 除在閃蒸/分離容器56和相關(guān)管道中以及在閃蒸/分離容器56上游的 對(duì)流管上固體沉積或焦炭形成的可能性。通常，在閃蒸之后，至少約 2%、更優(yōu)選約5%的總計(jì)烴處于液相中。希望維持與閃蒸蒸汽50混合并進(jìn)入閃蒸/分離容器的混合 物料流46的恒定溫度，從而實(shí)現(xiàn)閃蒸/分離容器56中蒸氣與液體的恒
可能的控制安排是使用控制系統(tǒng)68來(lái)自動(dòng)控制兩個(gè)分布器上的流體 閥70和初級(jí)稀釋蒸汽閥72以維持在閃蒸/分離容器56之前的混合物 料流46的設(shè)定溫度。當(dāng)控制系統(tǒng)68檢測(cè)到混合物料流的溫度下降時(shí)，它會(huì)使流體閥70減少注入第一分布器36的流體。如果混合物料流的 溫度開(kāi)始升高，該流體閥會(huì)更大地開(kāi)啟以增加注入第一分布器36的流 體。在本發(fā)明方法中優(yōu)選使注入的水最小化。當(dāng)將初級(jí)稀釋蒸汽料流40注入第二分布器42時(shí)，溫度控 制系統(tǒng)68也可以用來(lái)控制初級(jí)稀釋蒸汽閥72以調(diào)整初級(jí)稀釋蒸汽料 流注入第二分布器42的量。這進(jìn)一步降低了閃蒸器56中溫度改變的 急劇變化。當(dāng)控制系統(tǒng)68檢測(cè)到混合物料流46的溫度下降時(shí)，它將 指示初級(jí)稀釋蒸汽閥72增加初級(jí)稀釋蒸汽料流注入第二分布器42同 時(shí)閥70加大關(guān)閉程度。如果溫度開(kāi)始升高，初級(jí)稀釋蒸汽閥將自動(dòng)加 大關(guān)閉程度以減少注入笫二分布器42的初級(jí)稀釋蒸汽料流同時(shí)閥70 開(kāi)啟得更大。除分布器蒸汽/水以外或作為其替代，煙道氣過(guò)量空氣 (02)可以用于控制蒸汽46的溫度。在一種示例性的實(shí)施方案中，改變流體和初級(jí)稀釋蒸汽的 量以維持恒定的混合物料流46的溫度，同時(shí)優(yōu)選在混合物74中維持 恒定的H20與原料比率。然而，雖然水是優(yōu)選用于本發(fā)明的流體，但 是通常可行的是在除蒸汽以外不添加流體的情況下操作。為了進(jìn)一步 避免閃蒸溫度的急劇變化，本發(fā)明還優(yōu)選在爐中的次級(jí)稀釋蒸汽的過(guò) 熱段中使用中間脫過(guò)熱器76。這使過(guò)熱器58出口溫度控制在恒定值 下，而不管爐負(fù)荷變化、焦化程度變化、過(guò)量氧氣水平變化和其它變 量。通常，該脫過(guò)熱器76將次級(jí)稀釋蒸汽的溫度維持在約425-約590 。C (約800-約HOO。F)，例如約455-約540°C (約850-約1000。F)， 例如約455-約510°C (約850-約950。F)。該脫過(guò)熱器76可以是控制 閥和水霧化器噴嘴。在部分預(yù)熱之后，次級(jí)稀釋蒸汽離開(kāi)對(duì)流段，可 以添加脫過(guò)熱器水66的細(xì)霧，其迅速汽化并降低溫度。優(yōu)選然后在對(duì) 流段中進(jìn)一步加熱該蒸汽。添加到過(guò)熱器的水量可以控制與混合物料 流46混合的蒸汽的溫度。除了維持進(jìn)入閃蒸/分離容器56的混合物料流46的恒定 溫度以外，通常還希望維持閃蒸料流54恒定的烴分壓，以便維持閃蒸 /分離容器56中恒定的蒸氣與液體比率。例如，通過(guò)使用蒸氣相管線57上的控制閥78維持恒定的閃蒸/分離容器壓力，以及通過(guò)控制料流 54中蒸汽與含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料的比率，可以維持恒定的烴 分壓。通常，將本發(fā)明中閃蒸料流的烴分壓設(shè)置并控制在約25-約175kPa(約4-約25psia)，例如約35-約100kPa(約5-約15psia )， 例如約40-約75kPa (約6-約llpsia)。在一種實(shí)施方案中，在至少一個(gè)閃蒸/分離容器56中進(jìn)行 閃蒸。通常該閃蒸是在回流下或沒(méi)有回流的單級(jí)方法。該閃蒸/分離容 器56通常在約275-約1400kPa (約40-約200psia)的壓力下操作， 其溫度通常相同于或略低于進(jìn)入該閃蒸/分離容器56之前的閃蒸料流 54的溫度。通常，閃蒸/分離容器56操作的壓力是約275-約1400kPa (約40-約200psia)，例如約600-約1100kPa (約85-約155psia)， 作為另一實(shí)例約700-約1000kPa (約105-約145psia),以及在又一 實(shí)例中，閃蒸/分離容器56的壓力可以是約700-約760kPa (約105-約125psia)。閃蒸/分離容器56操作的溫度或該閃蒸/分離容器的入 口料流溫度是約315-約560°C (約600-約1040°F),例如約370-約 490°C (約700-約920°F),例如約400-約480匸(約750-約900。F)。 根據(jù)混合物料流46的溫度，進(jìn)行閃蒸的混合物料流的約50-約98%、 例如約70-約95%通常處于蒸氣相中。 —方面，通常操作閃蒸/分離容器56以使該容器56底部 的液相溫度最小化，因?yàn)檫^(guò)多的熱量可能引起液相中存在的任何不揮 發(fā)物的焦化。在進(jìn)入閃蒸/分離容器56的閃蒸料流中使用次級(jí)稀釋蒸 汽料流48會(huì)降低汽化溫度，因?yàn)樗档蜔N的分壓(即，該蒸氣的更大 摩爾分?jǐn)?shù)是蒸汽)以及因此降低所需的液相溫度。將一部分外部冷卻 的閃蒸/分離容器56底部液體80再循環(huán)回到該閃蒸/分離容器以幫助 冷卻在該閃蒸/分離容器56底部新分離的液相也會(huì)是有益的。料流64 可以經(jīng)由泵84從閃蒸/分離容器56的底部輸送至冷卻器82。經(jīng)冷卻 的料流86然后可以分離成再循環(huán)料流80和輸出料流88。再循環(huán)料流 80的溫度通常會(huì)是約260-約315°C (約500-約6Q0。F),例如約270-約290°C (約520-約550°F)。再循環(huán)料流80的量可以是閃蒸/分離 容器56內(nèi)部新分離的底部液體量的約80-約250%,例如90-225%，例 如100-200%。在另一方面中，通常還操作閃蒸器以使閃蒸/分離容器56 中的液體停留/保留時(shí)間最小化。在一種示例性的實(shí)施方案中，液相通 過(guò)閃蒸/分離容器56底部上的小直徑"接受器"或筒體90從容器56 排出。通常，液相在閃蒸/分離容器56中的停留時(shí)間小于75秒，例如 小于60秒，例如小于30秒，以及往往小于15秒。液相在閃蒸/分離 容器56中的停留/保留時(shí)間越短，在閃蒸/分離容器56底部產(chǎn)生的焦 化越少。離開(kāi)閃蒸/分離容器56的蒸氣相可以包含例如約55-約 70%經(jīng)和約30-約45%蒸汽。該蒸氣相的標(biāo)稱終沸點(diǎn)通常小于約760'C (約1400°F)，例如小于約675'C (約1250°F)，例如小于約590°C (約1100。F)，作為另一實(shí)例小于約565°C (約1050。F)，以及往往 小于約540°C (約1000°F)。蒸氣相通過(guò)頂部管道57連續(xù)地從閃蒸/ 分離容器56除去，該頂部管道57任選地將蒸氣輸送到歧管，該歧管 將流體分配到爐22的下部對(duì)流段60或輻射段24中。從閃蒸/分離容器56連續(xù)除去的蒸氣相料流57優(yōu)選在熱 解爐22下部對(duì)流段60中由來(lái)自該爐輻射段的煙道氣過(guò)度加熱，例如 加熱至約425-約705°C (約800-約1300。F)的溫度。然后通過(guò)架、空管 62將該蒸氣相輸送到熱解爐22的輻射段24，從而進(jìn)行裂化以產(chǎn)生包 含烯經(jīng)的流出物和副產(chǎn)物，該烯烴包括乙烯和其它所需的輕質(zhì)烯烴。從閃蒸/分離容器除去的蒸氣相料流57在引入爐下部對(duì)流 段60之前可以任選地與旁路蒸汽料流52混合。由于本發(fā)明的方法可以導(dǎo)致產(chǎn)生焦炭和焦油的較重質(zhì)烴 物質(zhì)的顯著除去(在離開(kāi)閃蒸/分離容器56的液相69中)，因此可以 使用輸送管線換熱器使來(lái)自熱解爐22的輻射段24的流出物驟冷。除 了其它益處以外，這將容許對(duì)最初為較輕質(zhì)(未污染的)進(jìn)料如石腦 油或其它終沸點(diǎn)通常低于約315°C (約600°F)的液體原料所設(shè)計(jì)的裂
化設(shè)施進(jìn)行成本上更有效的改進(jìn)，這些設(shè)施具有已在適當(dāng)位置的輸送管線換熱器驟冷系統(tǒng)。共同待審的2004年3月22日提交的臨時(shí)申請(qǐng) 序號(hào)60/555, 282 (其公開(kāi)內(nèi)容全部并入本文)詳述了使輸送管線換熱最大化的設(shè)計(jì)方案。選擇閃蒸/分離容器56的位置和操作溫度以提供最大可能 的蒸氣進(jìn)料，其可以進(jìn)行加工而沒(méi)有過(guò)度的結(jié)垢/焦化顧慮。如果液體 的比率過(guò)高，則會(huì)損失有價(jià)值的進(jìn)料以及會(huì)不利影響操作的經(jīng)濟(jì)性。 如果液體的比率過(guò)低，則鹽和/或微粒物質(zhì)在對(duì)流管和閃蒸/分離容器 56中的沉積可能成問(wèn)題。從閃蒸/分離容器56作為蒸氣排出的給定烴進(jìn)料的百分比 是閃蒸/分離容器56中的烴分壓和進(jìn)入容器56的溫度的函數(shù)。進(jìn)入閃 蒸/分離容器56的含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料的溫度高度取決于對(duì) 流段28中該點(diǎn)處的煙道氣溫度。該溫度將會(huì)隨著爐負(fù)荷改變而變化， 在爐處于滿負(fù)荷時(shí)該溫度較高，當(dāng)爐22處于部分負(fù)荷時(shí)該溫度較低。 對(duì)流段管組26和44中的煙道氣溫度也是爐22中已經(jīng)發(fā)生的焦化程度 的函數(shù)。與爐22重度焦化時(shí)相比，當(dāng)爐22是清潔的或輕微焦化時(shí)， 熱傳遞得到提高并且該點(diǎn)處的煙道氣溫度相應(yīng)較低。在任一點(diǎn)處的煙 道氣溫度也是爐22燃燒器上采取的燃燒控制的函數(shù)。雖然已經(jīng)參照特定的實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述和說(shuō)例說(shuō)明的變化。為此，應(yīng)當(dāng)僅參照所附權(quán)利要求書(shū)來(lái)確定本發(fā)明的真 實(shí)范圍。
權(quán)利要求
1.裂化含鹽和微粒物質(zhì)的烴原料的方法，所述方法包括a.加熱所述含鹽和微粒物質(zhì)的烴原料以提供加熱過(guò)的含鹽和微粒物質(zhì)的烴原料；b.任選地向所述加熱過(guò)的含鹽和微粒物質(zhì)的烴原料中加入蒸汽和/或水；c.將含鹽和微粒物質(zhì)的烴原料以及任選加入的蒸汽供給閃蒸/分離容器；d.使含鹽和微粒物質(zhì)的烴原料分離成蒸氣相和液相，所述液相占所述烴原料的足夠部分以維持鹽和微粒物質(zhì)懸??；e.從所述閃蒸/分離容器中除去蒸氣相；f.裂化所述蒸氣相以產(chǎn)生包含烯烴的流出物；和g.在步驟a)或b)的上游使所述含鹽和微粒物質(zhì)的烴原料部分脫鹽至足以避免至少一種以下情況的程度1)在閃蒸分離容器上游進(jìn)料的鹽和微粒物質(zhì)沉積；或2)鹽和微粒物質(zhì)在所述液相中累積，其累積水平妨礙所述液相隨后的預(yù)期應(yīng)用。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中所述部分脫鹽通過(guò)離心分離器進(jìn)行。
3. 權(quán)利要求2的方法，其中所述部分脫鹽在沒(méi)有靜電荷存在下進(jìn)行。
4. 權(quán)利要求2或3的方法，其中所述離心分離器是包含切向入口、 用于除去經(jīng)過(guò)脫鹽的烴料流的上部出口和用于除去含水、鹽和/或微粒 物質(zhì)的底部殘余物的下部出口的旋風(fēng)分離器。
5. 權(quán)利要求4的方法，其中將所述底部殘余物移除至脫水罐以使 微粒物質(zhì)與所述水和鹽分離。
6. 權(quán)利要求5的方法，其中處理所述孩史粒物質(zhì)以至少部分地除去烴。
7. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述部分脫鹽除去小于約 90wty。的所述鹽和/或^:粒物質(zhì)。
8. 權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的方法，其中所述部分脫鹽除去大于約 25wty。的所述鹽和/或孩史粒物質(zhì)。
9. 權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的方法，其中所述部分脫鹽除去 25wt%-90wt。/。的所述鹽和/或微粒物質(zhì)。
10. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述經(jīng)過(guò)部分脫鹽的烴原料 含有約0. 01-約0. 8wt。/。的鹽和微粒物質(zhì)。
11. 權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的方法，其中所述經(jīng)過(guò)部分脫鹽的烴原料 含有約0. 1-約0. 5wty。的鹽和微粒物質(zhì)。
12. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其進(jìn)一步包括在所述部分脫鹽之 前將洗滌水與所述烴原料混合。
13. 權(quán)利要求12的方法，其中所述混合通過(guò)經(jīng)由噴嘴添加所述洗 滌水來(lái)完成。
14. 權(quán)利要求12的方法，其中所述混合通過(guò)混合閥來(lái)完成。
15. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中在步驟(e)之前的任何一 個(gè)或多個(gè)步驟添加蒸汽。
16. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中在所述烴原料分離成蒸氣相 和液相之后，至少2%的所述爛原料處于液相中。
17. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中在所述烴原料分離成蒸氣相 和液相之后，至少5°/。的所述經(jīng)原料處于液相中。
18. 權(quán)利要求15的方法，其中所述蒸汽包含酸性或處理過(guò)的工藝 蒸汽。
19. 權(quán)利要求15或18的方法，其中使所述蒸汽在熱解爐的對(duì)流段 中過(guò)度加熱。
20. 權(quán)利要求15、 18或19任一項(xiàng)的方法，其中在步驟(e)之前 使所述含鹽和微粒物質(zhì)的烴原料除了蒸汽以外還與流體混合。
21. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述含鹽和微粒物質(zhì)的烴原 料包含瓦斯油、取暖用油、柴油、加氫裂化油、費(fèi)-托流體、蒸餾物、 重瓦斯油、蒸汽裂化瓦斯油和殘油、原油、常壓管式蒸餾釜底部殘余 物、包括底部殘余物的真空管式蒸餾釜料流、來(lái)自精煉廠的重質(zhì)非直 餾烴料流、真空瓦斯油、低硫含蠟殘油、重質(zhì)蠟、常壓殘油和重質(zhì)殘 油中的一種或多種。
22. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述含鹽和微粒物質(zhì)的烴原 料進(jìn)一步含有非揮發(fā)性組分。
23. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中使所述含鹽和微粒物質(zhì)的烴 原料在步驟(b )中添加蒸汽以前通過(guò)與熱解爐的第 一對(duì)流段管組中的 煙道氣間接接觸來(lái)加熱。
24. 權(quán)利要求l-22任一項(xiàng)的方法，其中使所述含鹽和微粒物質(zhì)的 烴原料在步驟(c )以前通過(guò)與熱解爐的第二對(duì)流段管組中的煙道氣間 接接觸來(lái)加熱。
25. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中步驟(c)中所述含鹽和微 粒物質(zhì)的烴原料的溫度是約315-約560°C (約600-約1040°F)。
26. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中步驟(d)中的壓力是約275-約1380kPa (約40-約200psia)。
27. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中步驟(e)中約50-約98% 的所述含鹽和微粒物質(zhì)的烴原料處于蒸氣相中。
28. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中步驟(e)中約70-約95% 的所述含鹽和微粒物質(zhì)的烴原料處于蒸氣相中。
29. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中進(jìn)入熱解爐的輻射段的蒸氣 相溫度是約425-約705°C (約800-約1300。F)。
30. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其進(jìn)一步包括將所述流出物驟冷 以及從中回收經(jīng)過(guò)裂化的產(chǎn)物。
31. 裂化含鹽的經(jīng)原料的方法，所述方法包括a. 將所述含鹽的烴原料加熱至第一溫度；b. 向所述含鹽的烴原料中加入蒸汽和/或水；c. 將所述含鹽的烴原料進(jìn)一步加熱至大于第一溫度的第二溫度，所 述第二溫度使得足夠部分的含鹽的烴原料保留在液相中以維持鹽懸?。籨. 將所述含鹽的烴原料供給閃蒸/分離容器；e. 使所述含鹽的烴原料分離成蒸氣相和液相，所述液相富含鹽而 所述蒸氣相基本上除盡鹽；f. 從所述閃蒸/分離容器中除去蒸氣相；g. 向所述蒸氣相加入蒸汽；h. 在熱解爐的輻射段中裂化該蒸氣相以產(chǎn)生包含烯烴的流出物， 所述熱解爐包含輻射段和對(duì)流段；以及i. 在步驟a)或b)的上游使所述含鹽的烴原料部分脫鹽至足以 避免至少一種以下情況的程度(1)在閃蒸分離容器上游進(jìn)料的鹽沉 積；或(2)鹽在所述液相中累積，其累積水平妨礙所述液相隨后的預(yù) 期應(yīng)用。
32. 權(quán)利要求31的方法，其進(jìn)一步包括在所述部分脫鹽之前將洗 滌水與所述烴原料混合。
33. 權(quán)利要求31或32任一項(xiàng)的方法，其中所述部分脫鹽通過(guò)離心 分離器進(jìn)行。
34. 權(quán)利要求31-33任一項(xiàng)的方法，其中所述部分脫鹽在沒(méi)有靜電 荷存在下進(jìn)行。
35. 權(quán)利要求32-34任一項(xiàng)的方法，其中所述離心分離器是包含切 向入口 、用于除去經(jīng)過(guò)脫鹽的烴料流的上部出口和用于除去含水和鹽 的底部殘余物的下部出口的旋風(fēng)分離器。
36. 權(quán)利要求35的方法，其中將所述底部殘余物移除至脫水罐以 使微粒物質(zhì)與所述水和鹽分離。
37. 權(quán)利要求36的方法，其中處理所述微粒物質(zhì)以至少部分地除 去烴。
38. 權(quán)利要求31-37任一項(xiàng)的方法，其中所述部分脫鹽除去小于約 95wt。/i的所述鹽。
39. 權(quán)利要求31-37任一項(xiàng)的方法，其中所述部分脫鹽除去小于約 25wt。/。的所述鹽。
40. 權(quán)利要求31-39任一項(xiàng)的方法，其中所述經(jīng)過(guò)部分脫鹽的烴原 料含有約0. 01-約0. 8wt。/。的鹽。
41. 權(quán)利要求31-39任一項(xiàng)的方法，其中所述經(jīng)過(guò)部分脫鹽的烴原 料含有約0. 1-約0. 5wt。/。的鹽。
全文摘要
含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料的裂化方法，其中使所述含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料例如經(jīng)由穿過(guò)離心分離器來(lái)進(jìn)行部分脫鹽，加熱，然后通過(guò)在閃蒸/分離容器中閃蒸來(lái)分離成蒸氣相和液相，分離并裂化包含小于約98％的所述含鹽和/或微粒物質(zhì)的烴原料的蒸氣相，以及回收經(jīng)裂化的產(chǎn)物。
文檔編號(hào)C10G9/00GK101198674SQ200680021767
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者A·R·迪尼科蘭托尼奧, J·N·麥科伊, R·C·斯特爾 申請(qǐng)人:?？松梨诨瘜W(xué)專利公司