[发明专利]用分区的汽化单元利用全原油和/或冷凝物给料的烯烃生产

说明书

技术领域

本发明涉及通过热裂解液态的全原油和/或源自天然气的冷凝物而形成烯烃。更特别的是，本发明涉及利用全原油和/或天然气冷凝物作为用于烯烃生产设备的给料，该烯烃生产设备采用在与分区的汽化单元相结合的热解炉中进行烃的热裂解。

背景技术

烃的热裂解(热解)是广泛地应用于生产烯烃(比如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯)和芳香烃(比如苯、甲苯和二甲苯)的非催化石油化工工艺。

基本上，烃给料，比如石脑油、柴油或通过对全原油进行蒸馏或另外的分馏而产生的全原油的其它馏分，与起稀释剂作用以保持烃分子分离的蒸汽混合。该蒸汽/烃混合物被预热至大约900华氏度(°F)到大约1000华氏度(°F)，随后进入反应区，该蒸汽/烃的混合物在反应区被非常快速加热到大约1450°F到大约1550°F范围内的深度烃热裂解温度。热裂解无需要任何催化剂的帮助即可完成。

该工艺在大约10psig到大约30psig范围内的反应区压力下、在热解炉(蒸汽裂解器)中实施。热裂炉在其内部具有对流段和辐射段。在对流段中完成预热，而在辐射段中发生深度裂解。

在深度热裂解之后，来自热裂炉的流出物含有很多种例如每分子从1-35个碳原子的气态烃。这些气态烃可以是饱和的、单不饱和的和聚不饱和的，以及可以是脂族的、脂环族的和/或芳香族的。裂解的气体还含有大量的分子氢(氢气)。

因此，当在工业用烯烃生产设备中进行常规的蒸汽裂解(热裂解)时，常规的蒸汽裂解(热裂解)利用全原油的馏分并且在热裂解该馏分的同时将该馏分完全汽化。

裂解产物随后在烯烃生产设备中被进一步处理以生产出各种分离的独立的高纯度流作为该设备的产物，所述流比如是氢、乙烯、丙烯、每分子具有4个碳原子的混合烃、燃料油和热解汽油。前述每种分离的独立流凭其自身的资格是有价值的工业产物。因此，烯烃生产设备当前获取全原油流中的一部分(馏分)并从其中生产出多种分离的有价值的产物。

天然气和全原油是在许多孔隙度广泛变化的一个或多个地下地质地层中天然形成的。这些地层中很多被岩石的不透性层覆盖。天然气和全原油(原油)也积聚在各种位于地球表面之下的地层圈闭中。因此汇集了大量的天然气和/或原油以在地球表面之下的不同深度处形成含烃地层。大量的天然气与原油紧密物理接触，因此从原油中吸收了许多较轻的分子。

当井孔钻入地球中并穿透一个或多个这样的含烃地层时，天然气和/或原油可通过该井孔回收到地球表面。

在此使用的术语“全原油”和“原油”是指从井口流出的与任何可能存在的天然气分离的液体(在地球表面的常规温度和压力条件下)原油，并不包括为了使这样的原油适于输送到原油炼制厂和/或适于这种炼制厂中的常规蒸馏过程而可对该原油进行的任何处理。该处理包括如脱盐的步骤。因此，它是适于炼制厂中的蒸馏或其它分馏过程的但它未经过任何这类蒸馏或其它分馏的原油。它可包括但不必总是包括比如沥青或焦油的非沸腾物质。同样地，即使不是不可能的，但是也很难提供全原油的沸程。因此，全原油可以是一种或多种直接来自于油田管线和/或常规原油存储设施的原油，如可得性所规定的，不经过任何在先的分馏过程。

天然气，与原油类似，当被产出到地球表面时，该天然气的组成可广泛地改变，但通常包含相当大量的，最通常是主要量的，即大于大约50重量百分比(wt.％)的甲烷。天然气通常还有小量的(低于大约50wt.％)，通常是小于大约20wt.％，乙烷、丙烷、丁烷、氮、二氧化碳、硫化氢和类似物中的一种或多种。许多但不是所有从地球中产出的天然气流可包含小量(小于大约50wt.％)，通常是小于大约20wt.％，的每分子具有5到12(包括5和12)个碳原子的烃(C5-C12)，这些烃在地球表面的大致常规的环境大气温度和压力条件下通常不是气态，且一旦天然气产出到地球表面时，这些烃会从天然气中冷凝出来。所有的wt.％是基于所讨论的天然气流的总重量的。

当各种天然气流被产出至地球表面时，在流被汇集处的地球表面的常规温度和压力条件下，烃组合物通常自然地从由此产出的天然气流中冷凝出来。在相同的常规条件下，产生了与正常气态的天然气分离的正常液体的烃质冷凝物。该正常气态的天然气可包括甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。从产出的天然气流中冷凝出的正常液态的烃馏分通常被称作“冷凝物”并且通常含有比丁烷更重的分子(C5到大约C20或略微更高)。从产出的天然气中分离出后，该液体冷凝物馏分与通常称作天然气的剩余气态馏分进行分离处理。