[发明专利]一体化超临界水和蒸汽裂解工艺

说明书

本申请提供了一种用于产生超临界水(SCW)处理的产物的方法。该方法包括将原油料流和水料流引入超临界水工艺的步骤，其中原油料流可进行转化反应以产生超临界水(SCW)处理的产物，其中SCW处理的产物含有与原油料流相比增加的链烷烃浓度。该方法进一步包括将SCW处理的产物引入蒸汽裂解工艺的步骤，其中SCW处理的产物可进行转化反应以产生炉流出物。

技术领域

本文披露了石油改质方法。具体而言，披露了使用一体化超临界水和蒸汽裂解工艺的石油改质方法和系统。

背景技术

通常，乙烷和石脑油(沸点低于200摄氏度(℃))可用于通过蒸汽裂解工艺来生产诸如乙烯和丙烯的轻质烯烃。诸如直馏石脑油的石脑油可为富含链烷烃的烃料流。然而，可将原油中的石脑油馏分限制在10体积百分比和30体积百分比(体积％)之间。常规的蒸汽裂解工艺可用于处理柴油。柴油是指沸点在200℃和565℃之间的烃，其中轻质柴油的沸点在200℃和370℃之间，并且其中减压柴油的沸点在200℃和565℃之间。由于更重质的分子的存在，柴油的蒸汽裂解导致乙烯和丙烯的产率降低，并相对于石脑油的蒸汽裂解具有更快的焦化速率。

在基于石油的原油中，存在各种类型的分子。根据它们的化学结构，分子可分类为链烷烃、烯烃、环烷烃(环状链烷烃)和芳香族化合物，可由油组成的PONA数表示。在这些分子中，将链烷烃转化为轻质烯烃是最有效的，正链烷烃比异链烷烃能更有效地进行转化，并且因此正链烷烃可为优选的。诸如苯和甲苯的芳香族化合物在高温下是稳定的，具有较低的氢碳比，并且已知芳香族化合物为用于焦炭形成的有效前体。与链烷烃碳的碳碳键能相比，芳香族化合物的稳定性可归因于芳香族化合物碳的碳碳键能。由于这些原因，芳香族化合物难以转化，并且不是用于产生轻质烯烃的良好来源。作为原料的环烷烃比链烷烃更难转化，但比芳香族化合物更容易转化。烯属化合物通常在蒸汽裂解器中裂解以产生轻质链烷烃和烯烃，而通过环化随后通过脱氢反应而形成具有较长链烯烃的芳香族化合物。因此，优选地，用于蒸汽裂解工艺的进料包含的大多数为正链烷烃，随后为异链烷烃和环烷烃，并且具有很少或不含烯烃或芳香族化合物。

蒸汽裂解工艺不能有效地处理包含沥青质的重质馏分。蒸汽裂解沥青质可产生焦炭，这会导致工艺管线发生堵塞。

可采取一些预处理步骤以制备适于用作蒸汽裂解工艺进料的柴油或其他重油。预处理方法可包括加氢处理、热转化、萃取和蒸馏。萃取工艺可包括溶剂脱沥青工艺。然而，这些工艺产生的流体产率小于80体积百分比，导致与蒸汽裂解工艺类似的低的产物回收率。此外，预处理工艺可增加每桶所得产物的成本。

发明内容

本文披露了石油改质方法。具体而言，披露了使用一体化超临界水和蒸汽裂解工艺的石油改质方法和系统。

在第一方面，提供了一种用于产生超临界水(SCW)处理的产物的方法。该方法包括将混合料流引入炉的对流段以产生对流改质料流的步骤，其中对流改质料流的温度在水的临界温度和500℃之间，其中在对流段中发生转化反应；将对流改质料流引入超临界反应器以产生反应器流出物，其中超临界反应器维持在380℃和450℃之间的温度和23MPa和35MPa之间的压力，其中在超临界反应器中发生一个或多个转化反应；以及将反应器流出物引入补充反应阶段(apost-reaction stage)以产生SCW处理的产物，其中SCW处理的产物与原油料流相比具有增加的链烷烃浓度，其中SCW处理的产物包含一定量的水。