[发明专利]用于直接加工原油的整合的加氢处理和水蒸气热解方法

说明书

本发明提供一种用于直接加工原油的整合的加氢处理和水蒸气热解方法以便生产烯属和芳香族石油化学产品。将原油和氢装料至在有效于产生加氢加工的流出物的条件下操作的加氢加工区，所述加氢加工的流出物具有降低的污染物含量、增加的链烷烃含量、降低的美国矿务局关联指数以及增加的美国石油学会比重。加氢加工的流出物在存在水蒸气的情况下热裂解以产生混合的产物流，将所述产物流分离。将来自所述混合产物流的氢进行纯化并且再循环至所述加氢加工区，并且从所述分离的混合产物流回收烯烃和芳香族化合物。

本申请是申请日为2013年1月27日、申请号为201380006609.3、发明名称为“用于直接加工原油的整合的加氢处理和水蒸气热解方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请

本申请要求2012年1月27日提交的美国临时专利申请号61/591,811的权益，所述申请的公开内容以引用的方式整体并入本文。

发明背景

发明领域

本发明涉及一种用于直接加工原油以生产石油化学产品如烯烃和芳香族化合物的整合的加氢处理和水蒸气热解方法。

相关技术说明

低级烯烃(即，乙烯、丙烯、丁烯以及丁二烯)和芳香族化合物(即，苯、甲苯以及二甲苯)为石油化学和化学工业中广泛使用的基本中间体。热裂解或水蒸气热解为通常在存在水蒸气的情况下并且在不存在氧的情况下用于形成这些材料的主要类型的方法。用于水蒸气热解的原料可以包括石油气和馏出物如石脑油、煤油以及瓦斯油。这些原料的可获得性通常是有限的并且需要原油精炼厂中的昂贵的且能量密集型的方法步骤。

已经使用重质烃作为水蒸气热解反应器的原料进行了研究。常规重质烃热解操作中的主要缺点为焦炭形成。例如，用于重质液体烃的水蒸气裂解方法公开于美国专利号4,217,204中，其中将熔盐的雾状物引入到水蒸气裂解反应区中以试图最小化焦炭形成。在使用具有3.1重量％的康拉逊残炭值的阿拉伯轻质原油的一个实例中，裂解设备能够在存在熔盐的情况下持续操作624小时。在不添加熔盐的对比实例中，水蒸气裂解反应器在仅5小时之后由于反应器中焦炭的形成而变得阻塞且不可操作。

此外，使用重质烃作为水蒸气热解反应器的原料的烯烃和芳香族化合物的产率和分布不同于使用轻质烃原料的那些。重质烃具有比轻质烃高的芳香族化合物含量，如由较高的美国矿务局关联指数(BMCI)所指示的。BMCI是原料的芳香性的度量并且计算如下：

BMCI＝87552/VAPB+473.5*(sp.gr.)-456.8 (1)

其中：

VAPB＝以兰氏度(degrees Rankine)计的体积平均沸点，并且

sp.gr.＝原料的比重。

随着BMCI降低，乙烯产量预期增加。因此，对于水蒸气热解来说，高链烷烃或低芳香族化合物进料通常是优选的，从而获得较高产率的所需烯烃并且避免较高的不需要的产物和反应器盘管段中的焦炭形成。

水蒸气裂解器中的绝对焦炭形成速率已由Cai等人,“Coke Formation in SteamCrackers for Ethylene Production,”Chem.Eng.&Proc.,第41卷,(2002),199-214进行了报道。一般来说，绝对焦炭形成速率是按照烯烃>芳香族化合物>链烷烃的递增顺序，其中烯烃代表重质烯烃。

为了能够响应于对这些石油化学产品的增长的需求，能够以较大量获得的其它类型的进料如原油对于生产者来说具有吸引力。使用原油进料将最小化或消除精炼厂在这些石油化学产品的生产中出现瓶颈现象的可能性。

虽然水蒸气热解方法良好发展并且适合于其预定目的，但原料的选择一直非常有限。

发明概述