美國專利號4,137,147涉及由具有低于約360℃的蒸餾點(diǎn)并且至少含有每個分子具有至少4個碳原子的正鏈烷烴和異鏈烷烴的裝料制造乙烯和丙烯的方法，其中：在氫解區(qū)中，在催化劑的存在下，對裝料進(jìn)行氫解反應(yīng)，(b)將來自氫解反應(yīng)的流出物進(jìn)料至分離區(qū)，從所述分離區(qū)中排出(i)從頂部，甲烷和可能的氫，(ii)基本上由每個分子具有2和3個碳原子的烴組成的餾分，和(iii)從底部，基本上由每個分子具有至少4個碳原子的烴組成的餾分，(c)僅將基本上由每個分子具有2和3個碳原子的烴組成的餾分在蒸汽的存在下進(jìn)料至蒸汽裂化區(qū)，以將至少一部分每個分子具有2和3個碳原子的烴轉(zhuǎn)化為單烯烴；將從分離區(qū)的底部得到的基本上由每個分子具有至少4個碳原子的烴組成的餾分供應(yīng)至第二氫解區(qū)，在此將其在催化劑的存在下進(jìn)行處理，將來自第二氫解區(qū)的流出物供應(yīng)至分離區(qū)，從而一方面排出每個分子具有至少4個碳原子的烴，其至少部分再循環(huán)至第二氫解區(qū)，并且另一方面排出基本上由氫、甲烷和每個分子具有2和3個碳原子的飽和烴的混合物組成的餾分；從混合物中分離氫物流和甲烷物流，并且將混合物的具有2和3個碳原子的烴連同從第一氫解區(qū)域之后的分離區(qū)中回收的基本上由每個分子具有2和3個碳原子的烴組成的餾分一起進(jìn)料至蒸汽裂化區(qū)。除了甲烷和氫的物流以及每個分子具有2和3個碳原子的鏈烷烴的物流之外，在蒸汽裂化區(qū)的出口處還因此得到了每個分子具有2和3個碳原子的烯烴和每個分子具有至少4個碳原子的產(chǎn)物。

美國專利號3,660,270涉及制備汽油的方法，其包括在第一轉(zhuǎn)化區(qū)中將石油餾出物加氫裂化，將來自第一轉(zhuǎn)化區(qū)的流出物分離成輕石腦油餾分、具有180至280F的初沸點(diǎn)和約500′至600F之間的終沸點(diǎn)的第二餾分以及第三重餾分，在第二轉(zhuǎn)化區(qū)中在催化劑的存在下將第二餾分加氫裂化和脫氫并且從第二轉(zhuǎn)化區(qū)回收至少一種石腦油產(chǎn)物。

美國專利申請?zhí)?009/159493涉及用于加氫處理烴原料的方法，所述方法使用單個反應(yīng)回路內(nèi)的多個加氫處理區(qū)，各個區(qū)具有一個或多個催化劑床。根據(jù)該方法，將新鮮進(jìn)料通過固定床加氫處理器反應(yīng)器頂部。在固定床加氫處理器反應(yīng)器的第一和第二床以及第二和第三床之間將氫加入。在高壓下將加氫處理的噴霧和柴油范圍材料回收為液體流并泵入加氫裂化反應(yīng)器。在加氫裂化反應(yīng)器的第一和第二床以及第二和第三床之間將氫加入。

美國專利號5,603,824涉及集成的加氫處理方法，其中加氫裂化、脫蠟和脫硫均在單個、立式兩床反應(yīng)器中發(fā)生，其中將餾出物分為重和輕餾分，將重餾分在頂部反應(yīng)器床中加氫裂化并部分脫硫，并且然后將來自頂部床的流出物與輕餾分組合并級聯(lián)進(jìn)入底部反應(yīng)器床，在那里發(fā)生用于傾點(diǎn)降低的脫蠟和進(jìn)一步脫硫。

常規(guī)地，將原油通過蒸餾處理為許多餾分如石腦油、瓦斯油和殘油。這些餾分中的每一種具有許多潛在的用途，如用于產(chǎn)生運(yùn)輸燃料如汽油、柴油和煤油，或者作為一些石油化學(xué)產(chǎn)品和其他處理單元的進(jìn)料。

輕原油餾分如石腦油和一些瓦斯油可以用于通過如蒸汽裂化的工藝產(chǎn)生輕烯烴和單環(huán)芳族化合物，在蒸汽裂化中將烴進(jìn)料物流蒸發(fā)并用蒸汽稀釋，之后在短停留時間(＜1秒)爐(反應(yīng)器)管中暴露于非常高的溫度(800至860℃)。在這樣的工藝中，將在進(jìn)料中的烴分子轉(zhuǎn)化為(平均上)當(dāng)與進(jìn)料分子相比時較短的分子和具有較低的氫碳比的分子(如烯烴)。該工藝還生成氫作為有用的副產(chǎn)物和顯著量的較低價值的副產(chǎn)物如甲烷和C9+芳族化合物和稠合的芳族物種(含有兩個以上具有共用邊的芳環(huán))。

典型地，在原油煉廠中進(jìn)一步處理較重(或較高沸點(diǎn))的富芳族流，如殘油，以使來自原油的較輕(可蒸餾)的產(chǎn)物的產(chǎn)率最大化。這種處理可以通過如加氫裂化(其中將加氫裂化器進(jìn)料在引起進(jìn)料分子的一些餾分在同時加入氫的情況下被斷裂為較短烴分子的條件下暴露于適合的催化劑)的工藝來進(jìn)行。重?zé)拸S物流加氫裂化典型地在高壓和高溫下進(jìn)行并且因此具有高資金成本。

重?zé)拸S物流如殘油的常規(guī)加氫裂化的一個方面是，這典型地在被選擇以實(shí)現(xiàn)所需整體轉(zhuǎn)化率的折衷條件下進(jìn)行。因?yàn)檫M(jìn)料物流含有一定范圍內(nèi)易于裂化的物種的混合物，這使得通過相對容易加氫裂化的物種的加氫裂化形成的可蒸餾產(chǎn)物的一些餾分在將更難以加氫裂化的物種加氫裂化所需的條件下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，并且增加了與該工藝相關(guān)的氫消耗和熱管理難度。這還以更有價值的物種為代價增加了輕分子如甲烷的產(chǎn)率。

US 2012/0125813、US 2012/0125812和US 2012/0125811涉及用于裂化重?zé)N進(jìn)料的方法，包括蒸發(fā)步驟、蒸餾步驟、焦化步驟、加氫處理步驟和蒸汽裂化步驟。例如，US 2012/0125813涉及一種用于將重?zé)N進(jìn)料蒸汽裂化以制備乙烯、丙烯、C4烯烴、熱解汽油和其他產(chǎn)物的方法，其中烴(即烴進(jìn)料如乙烷、丙烷、石腦油、瓦斯油或其他烴餾分的混合物)的蒸汽裂化是非催化的石化過程，其廣泛用于制備烯烴如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯，和芳族物如苯、甲苯和二甲苯。

美國專利申請?zhí)?009/0050523涉及以與加氫裂化操作一體化的方式通過液體全(whole)原油和/或源自天然氣的冷凝物在熱解爐中的熱裂化形成烯烴。

美國專利申請?zhí)?008/0093261涉及以與原油煉廠一體化的方式通過液體全原油和/或源自天然氣的冷凝物在熱解爐中的熱裂化形成烯烴。

本發(fā)明的目標(biāo)是提供將高沸烴原料轉(zhuǎn)化為較輕沸烴產(chǎn)物的方法。

本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供用于將高沸烴原料轉(zhuǎn)化為較輕沸烴產(chǎn)物，特別是LPG的方法，同時最小化甲烷。

本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供制備可以用作用于進(jìn)一步化學(xué)加工的原料的輕沸烴產(chǎn)物的方法。

本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供用于將高沸烴原料轉(zhuǎn)化為高價值產(chǎn)物的方法，其中將低價值產(chǎn)物如甲烷和C9+芳族化合物物種的制備最小化。

本發(fā)明涉及一種用于將高沸烴原料轉(zhuǎn)化為較輕沸烴產(chǎn)物的方法，所述較輕沸烴產(chǎn)物適合作為用于石化品方法的原料，所述轉(zhuǎn)化方法包括以下步驟：

將重?zé)N原料進(jìn)料至一個或多個加氫裂化單元的級聯(lián)，

將所述原料在加氫裂化單元中裂化，

將所述裂化的原料分離成包含氫的物流、包含輕沸烴餾分的物流和包含較重?zé)N餾分的底部物流

將這樣的加氫裂化單元的所述底部物流作為用于在所述一個或多個加氫裂化單元的級聯(lián)中的后續(xù)加氫裂化單元的原料進(jìn)料，其中在一個或多個加氫裂化單元各個中的工藝條件是彼此不同的，其中加氫裂化條件從第一至后續(xù)一個或多個加氫裂化單元從最不苛刻(severe)增加至最苛刻，其中在所述一個或多個加氫裂化單元的級聯(lián)中最后的加氫裂化單元的反應(yīng)器類型設(shè)計(jì)是漿態(tài)床型的，以及

將來自一個或多個加氫裂化單元各個的輕沸烴餾分送至石化過程，所述石化過程至少包括氣體蒸汽裂化單元和一個以上選自戊烷脫氫單元、丙烷脫氫單元、丁烷脫氫單元和混合的丙烷-丁烷脫氫單元的組中的單元。

優(yōu)選的是，來自在所述一個或多個加氫裂化單元的級聯(lián)中的所有加氫裂化單元的較輕沸烴餾分是烴，其沸點(diǎn)低于環(huán)丁烷，或在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中甲基丙烷(異丁烯)。根據(jù)另一實(shí)施方案，來自在所述一個或多個加氫裂化單元的級聯(lián)中的所有加氫裂化單元的較輕沸烴餾分是沸點(diǎn)低于C5，更優(yōu)選低于C6的烴。

根據(jù)另一實(shí)施方案，將加氫裂化單元的級聯(lián)中存在的各個加氫裂化單元優(yōu)化為較輕產(chǎn)物的特定生產(chǎn)分布，例如一個加氫裂化單元主要制備丙烷并且另一加氫裂化單元主要制備丁烷。在這樣的其中輕沸烴餾分的組成是不同的實(shí)施方案中，優(yōu)選的是進(jìn)一步分開加工輕沸烴餾分。

如本文使用的術(shù)語“一個或多個加氫裂化單元的級聯(lián)”意為一系列加氫裂化單元。加氫裂化單元由分離單元(即其中將裂化的原料分離成包含輕沸烴餾分的頂部物流和包含重?zé)N餾分的底部物流的單元)彼此分開。并且這樣的加氫裂化單元的包含重?zé)N餾分的底部物流是用于后續(xù)加氫裂化單元的原料。這樣的構(gòu)造不同于其中數(shù)個催化劑床垂直排布的其中來自第一床的流出物級聯(lián)入另一床即從頂部床進(jìn)入底部床的構(gòu)造，因?yàn)檫@樣的級聯(lián)沒有應(yīng)用收回完全流出物并將其分離成包含輕沸烴餾分的頂部物流和包含重?zé)N餾分的底部物流(其中包含重?zé)N餾分的底部物流是用于后續(xù)加氫裂化單元的原料)的中間步驟。本文中的分離單元可以包含多個分離段。

石化過程進(jìn)一步優(yōu)選包括選自烷基化過程、高苛刻性催化裂化(包括高苛刻性FCC)、輕石腦油芳構(gòu)化(LNA)、重整和溫和加氫裂化的組中的一種或多種。

之前提到的石化品方法的選擇依賴于輕沸烴餾分的組成。如果，例如獲得主要包含C5的物流，戊烷脫氫單元會是優(yōu)選的。此外，也可以將所述主要包含C5的物流送至高苛刻性催化裂化(包括高苛刻性FCC)以制備丙烯和乙烯。如果，例如獲得主要包含C6的流，如輕石腦油芳構(gòu)化(LNA)、重整以及溫和加氫裂化的方法會是優(yōu)選的。

根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方案，本方法還包括將所述輕沸烴餾分分離成包含C1的物流、包含C2的物流、包含C3的物流和包含C4的物流，并且分別優(yōu)選將所述包含C3的物流進(jìn)料至丙烷脫氫單元并且優(yōu)選將所述包含C4的物流進(jìn)料至丁烷脫氫單元。

優(yōu)選將包含C2的物流進(jìn)料至氣體蒸汽裂化器單元(gas steam cracker unit)。

因此，本發(fā)明的方法包括作為特定石化過程的氣體蒸汽裂化器單元和至少一個選自丁烷脫氫單元、丙烷脫氫單元、組合的丙烷-丁烷脫氫單元或其單元的組合的組中的單元的組合，以生產(chǎn)混合的產(chǎn)物流。此單元的組合提供高產(chǎn)量的所需產(chǎn)物，即烯族和芳族石化品，其中原油轉(zhuǎn)化為LPG的部分顯著增加。

根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方案，將包含輕沸烴餾分的物流分離成一個或多個物流，其中包含氫的物流優(yōu)選用作加氫裂化目的的氫源，包含甲烷的物流優(yōu)選用作燃料源，包含乙烷的物流優(yōu)選用作用于氣體蒸汽裂化單元的進(jìn)料，包含丙烷的物流優(yōu)選用作用于丙烷脫氫單元的進(jìn)料，包含丁烷的物流優(yōu)選用作用于丁烷脫氫單元的進(jìn)料，包含C1以下的物流優(yōu)選用作燃料源和/或用作氫源，包含C3以下的物流優(yōu)選用作用于丙烷脫氫單元的進(jìn)料，但，根據(jù)另一實(shí)施方案，也用作用于氣體蒸汽裂化單元的進(jìn)料，包含C2-C3的物流優(yōu)選用作用于丙烷脫氫單元的進(jìn)料，但，根據(jù)另一實(shí)施方案，也用作用于氣體蒸汽裂化單元的進(jìn)料，包含C1-C3的物流優(yōu)選用作用于丙烷脫氫單元的進(jìn)料，但，根據(jù)另一實(shí)施方案，也用作用于氣體蒸汽裂化單元的進(jìn)料，包含C1-C4丁烷的物流優(yōu)選用作用于丁烷脫氫單元的進(jìn)料，包含C2-C4丁烷的物流優(yōu)選用作用于丁烷脫氫單元的進(jìn)料，包含C2以下的物流優(yōu)選用作用于氣體蒸汽裂化單元的進(jìn)料，包含C3-C4的物流優(yōu)選用作用于丙烷或丁烷脫氫單元，或組合的丙烷和丁烷脫氫單元的進(jìn)料，包含C4以下的物流優(yōu)選用作用于丁烷脫氫單元的進(jìn)料。

根據(jù)本方法，優(yōu)選的是來自在所述一個或多個加氫裂化單元的級聯(lián)中的所有加氫裂化單元的較輕沸烴餾分是沸點(diǎn)高于甲烷并且等于或低于環(huán)丁烷的沸點(diǎn)的烴。

根據(jù)本發(fā)明，將烴原料，例如原油，進(jìn)料至分餾蒸餾塔(ADU)并將在比12℃(環(huán)丁烷的沸點(diǎn))高的溫度沸騰的材料進(jìn)料至加氫裂化處理反應(yīng)器的一個系列(或級聯(lián))，具有一定范圍的(越來越苛刻)操作條件/催化劑等，其被選擇為使得適于其他石化過程(如蒸汽裂化器或脫氫單元)的材料的產(chǎn)率最大化而不需要另一階段的加氫裂化。在各個加氫裂化步驟后，從較輕產(chǎn)物分離剩余的重材料(沸點(diǎn)＞12℃)，并且僅將較重材料進(jìn)料至下一個、更苛刻的加氫裂化階段，同時將較輕材料分離并因此不暴露于進(jìn)一步加氫裂化。將該較輕材料(沸點(diǎn)＜12℃)進(jìn)料至其他過程如蒸汽裂化、脫氫過程或這些過程的組合。將在本申請的實(shí)驗(yàn)部分更詳細(xì)討論本發(fā)明。

本發(fā)明人優(yōu)化加氫裂化級聯(lián)的各個步驟(經(jīng)由選擇操作條件、催化劑類型和反應(yīng)器設(shè)計(jì))，從而將所需產(chǎn)物(沸點(diǎn)高于甲烷且低于環(huán)丁烷的材料)的最終收率最大化，并且使資本和相關(guān)操作成本最小化。

優(yōu)選的是組合來自所有加氫裂化單元的較輕沸烴餾分并且將它們加工為用于石化過程的原料。

本方法還包括從較輕沸烴產(chǎn)物分離氫并且將這樣分離的氫進(jìn)料至一個或多個加氫裂化單元的級聯(lián)中的加氫裂化單元，其中將這樣分離的氫優(yōu)選進(jìn)料至一個或多個加氫裂化單元的級聯(lián)中的在前的加氫裂解器單元。

烴原料可以是來自原油常壓蒸餾裝置(ADU)的餾分，如石腦油、ADU底部物流、常壓瓦斯油，和來自煉廠過程的產(chǎn)物，如來自FCC裝置的循環(huán)油或重裂解石腦油。

本發(fā)明的加氫裂化單元的級聯(lián)包含優(yōu)選至少兩個加氫裂化單元，其中所述加氫裂化單元優(yōu)選之前有加氫處理單元，其中所述加氫處理單元的底部物流用作用于所述第一加氫裂化單元的原料，特別是在所述加氫處理單元中的主要溫度高于在所述第一加氫裂化單元中的主要溫度。

此外，優(yōu)選的是第一加氫裂化單元中的溫度低于第二加氫裂化單元中的溫度。

此外，還優(yōu)選的是，加氫裂化單元的級聯(lián)中存在的催化劑的粒度從第一加氫裂化單元到后續(xù)一個或多個加氫裂化單元減少。

根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，加氫裂化單元的級聯(lián)中的溫度增加，其中在所述第二加氫裂化單元中的主要溫度高于在所述加氫處理單元中的主要溫度。

本發(fā)明的一個或多個加氫裂化單元的反應(yīng)器類型設(shè)計(jì)選自以下的組：固定床型、沸騰床反應(yīng)器型和漿態(tài)床型。這可以涉及一系列不同的過程如首先是固定床加氫處理器，接著固定床加氫裂化器，接著沸騰床加氫裂化器，接著是為漿液加氫裂化器的最后的加氫裂化器。備選地，所述加氫處理單元的反應(yīng)器類型設(shè)計(jì)是固定床型的，所述第一加氫裂化單元的反應(yīng)器類型設(shè)計(jì)沸騰床反應(yīng)器型的并且所述第二加氫裂化單元的反應(yīng)器類型設(shè)計(jì)是或漿態(tài)床型的。

在本方法中，優(yōu)選的是將最終加氫裂化單元的底部物流再循環(huán)至所述最終加氫裂化單元的入口。

以下將結(jié)合附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中相同或類似的元件通過相同的編號表示。

圖1是本發(fā)明的方法的一個實(shí)施方案的示意性圖示。

現(xiàn)在參考唯一的圖1中示意性描述的方法和設(shè)備，顯示了原油進(jìn)料1，用于將原油分離成物流29的常壓蒸餾裝置2，所述物流29包含具有環(huán)丁烷的沸點(diǎn)即12℃以下的烴。將離開蒸餾單元2的底部物流3進(jìn)料至加氫加工單元4，例如加氫處理單元，其中將這樣處理的烴5送至分離單元6，制備氣流8、含氫物流10和包含具有環(huán)丁烷的沸點(diǎn)以上的烴的底部物流13。盡管分離單元6被標(biāo)識為單一的分離單元，在實(shí)踐中這樣的分離單元可以包含多個分離單元。將物流13進(jìn)料至加氫裂化單元15并且將其流出物16送至分離單元17，制備氣流18，含氫物流10和包含具有環(huán)丁烷的沸點(diǎn)以上的烴的底部物流20。氫組成(make up)用附圖標(biāo)記41表示。將來自分離單元17的物流出物20送至進(jìn)一步的加氫裂化單元22并且將其流出物23送至分離單元24，制備氣體頂部物流28、含氫物流10和底部物流27?？梢詫⒌撞课锪?7部分作為物流25再循環(huán)至加氫裂化單元22的入口。可以將底部物流27在分離單元(本文未顯示)中進(jìn)一步分離。將離開分離單元24的含氫物流10送至壓縮機(jī)并返回加氫裂化單元22的入口。因?yàn)樵搱D中的加氫裂化單元22是級聯(lián)中最后的加氫裂化單元，該加氫裂化單元22的反應(yīng)器類型設(shè)計(jì)是漿態(tài)床型的。

將來自蒸餾單元2的頂部物流29以及物流8、18和28送至多個處理單元。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，將合并的物流29、8、18和28，即輕沸烴餾分，在分離器段30中分離，所述段30可以包含數(shù)個分離單元。在圖中顯示三個分離的物流31、32、33，但本發(fā)明不限于任何數(shù)量的物流。將物流33，例如包含C2的物流，送至氣體蒸汽裂化器單元34，并且將其流出物36送至進(jìn)一步的分離段38，所述段38可以包含數(shù)個分離單元。將流31、32送至脫氫單元35，如戊烷脫氫單元、丙烷脫氫單元、丁烷脫氫單元和混合的丙烷-丁烷脫氫單元的一個或多個。例如，將包含C3的物流送至丙烷脫氫單元35和將包含C4的物流送至丁烷脫氫單元35。將流出物37送至進(jìn)一步的分離段38，所述段38可以包含數(shù)個分離單元。盡管未顯示，除了氣體蒸汽裂化單元34和脫氫單元35之外，石化過程的其他實(shí)例是選自芳構(gòu)化單元、烷基化過程、高苛刻性催化裂化(包括高苛刻性FCC)、輕石腦油芳構(gòu)化(LNA)、重整以及溫和加氫裂化的一種或多種。分離段38制備成單獨(dú)物流39、40、41。從單獨(dú)物流39、40、41，可以回收烯烴和芳族物。盡管僅顯示三個單獨(dú)物流39、40、41，本發(fā)明不限于任何數(shù)量的單獨(dú)物流。

如本文所示的，可以將組合的物流29、8、18、28分離成包含C1的物流、包含C2的物流、包含C3的物流和包含C4的物流，并且將所述包含C3的物流進(jìn)料至丙烷脫氫單元35和將包含C4的物流進(jìn)料至丁烷脫氫單元35，并且將包含C2的物流進(jìn)料至氣體蒸汽裂化器單元34。

此外，還可以在物流8，18和28的組合物這樣的加工條件下運(yùn)行加氫處理單元4、加氫裂化單元15和加氫裂化單元22，使得將物流8、18和28的每個送至一個以上不同的處理單元，如之前所述。盡管該圖顯示將流8、18和28組合并且以一個單獨(dú)進(jìn)料送至單元30，但一些實(shí)施方案優(yōu)選將分開的物流8、18和28送至單獨(dú)的處理單元。這意味著可以繞過分離器段30。