用單一產(chǎn)物分餾塔回收加氫操作烴的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】用單一產(chǎn)物分餾塔回收加氫操作烴的方法和設(shè)備
[0001]早期國家串請的優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本申請要求2013年3月15日提交的美國申請N0.13/836, 559的優(yōu)先權(quán)。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的領(lǐng)域是回收加氫操作烴料流。
[0004]發(fā)明背景
[0005]加氫操作包括在加氫操作催化劑和氫氣的存在下將烴轉(zhuǎn)化成更有價(jià)值的產(chǎn)物的方法。
[0006]加氫處理為用于從烴料流中除去雜原子如硫和氮以滿足燃料規(guī)格以及使烯烴化合物飽和的加氫操作方法。加氫處理可以在高或低壓下進(jìn)行，但通常在比加氫裂化更低的壓力下操作。
[0007]加氫裂化為在氫氣和加氫裂化催化劑的存在下將烴裂化成較低分子量烴的加氫操作方法。取決于所需輸出，加氫裂化單元可含有一個或多個相同或不同催化劑的床。
[0008]淤漿加氫裂化為用于將殘油進(jìn)料裂化成瓦斯油和燃料的淤漿化催化方法。淤漿加氫裂化用于由原油蒸餾得到的重質(zhì)烴原料，包括烴殘油，或者來自常壓塔或真空塔蒸餾的瓦斯油的初級提升。在淤漿加氫裂化中，將這些液體原料與氫氣和例如作為顆粒金屬化合物如金屬硫化物的固體催化劑顆粒混合以提供淤漿相。淤漿加氫裂化流出物在約400-5000C (752-932° F)的非常高的溫度下離開淤漿加氫裂化反應(yīng)器。代表性的淤漿加氫裂化方法描述于例如US 5，755，955和US 5，474，977中。
[0009]加氫操作回收單元通常包括用于將加氫操作的流出物用汽提介質(zhì)如蒸汽汽提以除去不想要的硫化氫的汽提器。然后在進(jìn)入產(chǎn)物分餾塔中以前將汽提流出物在火焰加熱器中加熱至分餾溫度以分離和回收產(chǎn)物如石腦油、煤油和柴油。
[0010]由于所用嚴(yán)苛的工藝條件如高溫度和壓力，加氫操作，特別是加氫裂化，是能量消耗非常大的。隨著時間過去，盡管關(guān)于改善加氫裂化的能量性能已花費(fèi)了許多努力，焦點(diǎn)仍是降低反應(yīng)器加熱器負(fù)荷。然而，仍需要大的加熱器負(fù)荷以在進(jìn)入產(chǎn)物分餾塔中以前將汽提流出物加熱。
[0011]因此，仍需要從加氫操作流出物中回收燃料產(chǎn)物的改進(jìn)方法。這類方法必須更具有能量效率以滿足精煉廠漸增的需求。
[0012]發(fā)曰月概沐
[0013]提出就加氫操作裝置而言省去常壓分餾塔。將熱汽提加氫操作料流在單一分餾塔中分饋。
[0014]在一個方法實(shí)施方案中，本發(fā)明包括加氫操作方法，所述方法包括:將烴進(jìn)料流在加氫操作反應(yīng)器中加氫操作以提供加氫操作流出物流；將加氫操作流出物流在汽提塔中汽提；提供冷汽提料流和熱汽提料流；和將熱汽提料流在真空產(chǎn)物分餾塔中分餾。
[0015]在另一方法實(shí)施方案中，本發(fā)明包括淤漿加氫裂化方法，所述方法包括:將烴進(jìn)料流在淤漿加氫裂化反應(yīng)器中淤漿裂化以提供加氫操作流出物流；將加氫操作流出物流在汽提塔中汽提；提供冷汽提料流和熱汽提料流；和將熱汽提料流在真空產(chǎn)物分餾塔中分餾。
[0016]在另一方法實(shí)施方案中，本發(fā)明包括淤漿加氫裂化方法，所述方法包括:將烴進(jìn)料流在淤漿加氫裂化反應(yīng)器中淤漿裂化以提供加氫操作流出物流；將較冷加氫操作流出物流在冷汽提塔中汽提以提供冷汽提料流；將較溫加氫操作流出物流在溫汽提塔中汽提以提供溫汽提料流；將較熱加氫操作流出物流在熱汽提塔中汽提以提供熱汽提料流；和將溫汽提料流和熱汽提料流在相同分餾塔中分餾。
[0017]在一個設(shè)備實(shí)施方案中，本發(fā)明包括用于加氫操作的設(shè)備，所述設(shè)備包含:加氫操作反應(yīng)器；與加氫操作反應(yīng)器連通的汽提塔；和借助熱汽提管線與汽提塔直接連通的真空產(chǎn)物分饋塔。
[0018]在另一設(shè)備實(shí)施方案中，本發(fā)明包括用于淤漿裂化的設(shè)備，所述設(shè)備包含:淤漿加氫裂化反應(yīng)器；與淤漿加氫裂化反應(yīng)器連通的熱汽提塔；和與淤漿加氫裂化反應(yīng)器連通的溫汽提塔；與溫汽提管線和熱汽提管線連通的產(chǎn)物分餾塔，與熱汽提塔連通的熱汽提管線和與汽提塔連通的溫汽提管線。
[0019]在另一設(shè)備實(shí)施方案中，本發(fā)明包括用于加氫操作的設(shè)備，所述設(shè)備包含:加氫操作反應(yīng)器；與加氫操作反應(yīng)器連通的溫汽提塔；與加氫操作反應(yīng)器連通的熱汽提塔；和與溫汽提塔和熱汽提塔連通的產(chǎn)物分餾塔。
[0020]附圖簡沐
[0021]圖1為本發(fā)明一個實(shí)施方案的簡化工藝流程圖。
[0022]圖2為圖1的替代性實(shí)施方案的簡化工藝流程圖。
[0023]圖3-6為圖2的另一替代性實(shí)施方案的部分簡化工藝流程圖。
[0024]圖7為圖2的另一替代性實(shí)施方案的簡化工藝流程圖。
[0025]圖8為圖7的替代性實(shí)施方案的部分簡化工藝流程圖。
[0026]
[0027]如本文所用，與容器或區(qū)有關(guān)的“繞過”意指料流不通過被繞過的區(qū)或容器，但它可通過未指定為被繞過的容器或區(qū)。
[0028]術(shù)語“連通”意指材料被容許在操作上在所列組件之間流動流動。
[0029]術(shù)語“下游連通”意指至少一部分流入下游連通對象中的材料可在操作上從它連通的對象流出。
[0030]術(shù)語“上游連通”意指至少一部分從上游連通對象流出的材料可在操作上流入它連通的對象中。
[0031]術(shù)語“直接連通”意指來自上游組件的流進(jìn)入下游組件中而不經(jīng)受由于物理分餾或化學(xué)轉(zhuǎn)化而導(dǎo)致的組成變化。
[0032]術(shù)語“塔”意指蒸餾塔或用于分離一種或多種具有不同揮發(fā)度的組分的塔。除非另外指出，各塔包含在塔頂部的冷凝器以冷凝并使一部分頂部產(chǎn)物流回流返回至塔的頂部和在塔底部的再沸器以氣化并將一部分底部料流送回塔的底部。可將塔的進(jìn)料預(yù)熱。頂部壓力為塔的蒸氣出口處頂部蒸氣的壓力。底部溫度為液體底部出口溫度。頂部管線和底部管線指的是位于任何至塔的回流或再沸的下游的來自塔的凈管線。汽提塔省去在塔底部的再沸器，而是由流化惰性介質(zhì)如蒸汽提供加熱需求和分離動力。
[0033]如本文所用，術(shù)語“真沸點(diǎn)”(TBP)意指這樣的試驗(yàn)方法，其用于測定材料的沸點(diǎn)，相當(dāng)于ASTM D2892，用于生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的液化氣、餾出物餾分和殘油，基于此可獲得分析數(shù)據(jù)，和以上餾分的質(zhì)量和體積收率的確定，由此使用具有5:1回流比的塔中第15個理論塔板生成溫度相對于蒸餾質(zhì)量％的圖。
[0034]如本文所用，術(shù)語“柴油沸程”意指使用真沸點(diǎn)蒸餾方法沸點(diǎn)為132-399°C (270-750° F)的烴。
[0035]如本文所用，術(shù)語“分離器”意指具有入口和至少頂部蒸氣出口和底部液體出口并且還可具有來自進(jìn)料斗(boot)的水流出口的容器。閃蒸罐為可與可在較高壓力下操作的分離器下游連通的分離器的類型。
[0036]如本文所用，術(shù)語“主要”可意指料流中至少通常50%，最佳地60%，優(yōu)選70重量％的量的一種化合物或一類化合物。
[0037]連述
[0038]本發(fā)明可適用于具有非常高溫度的反應(yīng)器流出物的任何加氫操作設(shè)備或方法。淤漿加氫裂化是該加氫操作方法的一種，所以描述涉及淤漿加氫裂化，但應(yīng)用不如此受限。
[0039]由于桶底部原料在高溫度和壓力下轉(zhuǎn)化成運(yùn)輸燃料，淤漿加氫裂化是能量消耗非常大的。淤漿加氫裂化方法和設(shè)備可使用一個汽提器，其接收三種進(jìn)料，一種經(jīng)由冷閃蒸罐來自冷分離器，一種經(jīng)由溫閃蒸罐來自溫分離器，且另一種經(jīng)由熱閃蒸罐來自熱分離器。盡管這三種進(jìn)料包含通過沸點(diǎn)溫度分離的非常不同的組成，它們可返回相同位置，所述位置為熱分離器和加氫操作反應(yīng)器。
[0040]最后，將來自熱、溫和冷閃蒸罐的液體供入單一汽提塔中。汽提器底部料流變成產(chǎn)物分餾塔的進(jìn)料。該單汽提器設(shè)計(jì)的無效性源自熱閃蒸罐、溫閃蒸罐和冷閃蒸罐液體的混合，這浪費(fèi)了先前在熱分離器和溫分離器中實(shí)現(xiàn)的分離，因此對關(guān)于產(chǎn)物分餾塔的加熱器中的能量效率具有負(fù)面影響。
[0041]提議省去常壓分餾塔，所以將熱汽提加氫操作料流在單一分餾塔中分餾。
[0042]設(shè)備和方法涉及加氫操作段10、分離段20和分餾段100。加氫操作段10可包括可為淤漿加氫裂化反應(yīng)器12的加氫操作反應(yīng)器12、循環(huán)氣體洗滌器29和循環(huán)氣體壓縮機(jī)
28 ο
[0043]—般而言，加氫操作反應(yīng)器12可在任何合適的條件下操作，例如400-5000C (752-932° F)的溫度和3_24MPa的壓力。示例的淤漿加氫裂化反應(yīng)器公開于例如 US 5, 755, 955 ；US 5, 474, 977 ；US 2009/0127161 ；US 2010/0248946 ；US 2011/0306490 ；和US 2011/0303580中。通常淤漿加氫裂化使用足以使至少一部分烴進(jìn)料14裂化成較低沸點(diǎn)產(chǎn)物，例如一種或多種餾出物烴、石腦油和/或C1-C4產(chǎn)物的反應(yīng)器條件下進(jìn)行。烴進(jìn)料14可包含沸點(diǎn)為340-570°C (644-1058° F)的烴，并且可包含以下一種或多種:沸點(diǎn)在340°C (644° F)以上的原油常壓蒸餾塔殘油、沸點(diǎn)在560°C (1044° F)以上的原油真空蒸餾塔殘油、焦油、瀝青、煤油和頁巖油。在與氫氣結(jié)合前可使催化劑與進(jìn)料14結(jié)合以得到0.01-10重量％的固體含量，如下文所述。
[0044]通常，淤漿催化劑組合物可包含催化有效量的一種或多種具有鐵的化合物。特別地，一種或多種化合物可包含氧化鐵、硫酸鐵和碳酸鐵中的至少一種。鐵的其它形式可包括硫化鐵、磁黃鐵礦和黃鐵礦中的至少一種。此外，催化劑可包含不同于鐵的材料，例如鉬、鎳和錳和/或其鹽、氧化物和/或礦物中的至少一種。