[发明专利]使用再循环级间产物多级提质烃热解焦油

说明书

描述了一种多级方法，其用于通过在至少两级中加氢加工来提质热解焦油例如蒸汽裂解器焦油。第一级中的加氢加工是在工作流体存在下进行的。该工作流体的沸点分布是大约120℃‑大约480℃，并且与该第一级产物分离。

优先权

本申请要求2017年7月14日提交的美国临时专利申请No.62/532552和2017年7月14日提交的美国临时专利申请No.62/532575的优先权和权益；上述申请通过引用以其全文并入本文。

发明领域

本发明涉及一种多级方法，用于加氢加工热解焦油，通常是由蒸汽裂解所形成的那些，来将所述焦油提质为更大可用性的产物，例如燃料油混合油料。

发明背景

热解方法例如蒸汽裂解被用于将饱和烃转化成更高价值的产物例如轻质烯烃，例如乙烯和丙烯。除了这些有用的产物之外，烃热解还会产生大量的相对低价值的重质产物例如热解焦油。当所述热解是蒸汽裂解时，所述热解焦油被称作蒸汽裂解器焦油(“SCT”)。

热解焦油是一种高沸点的，粘性的，反应性材料，其包含复杂的，环状的和支化的分子，其会聚合和使设备结垢。热解焦油还包含高分子量非挥发性组分，其包括链烷烃不溶性化合物例如戊烷不溶性化合物和庚烷不溶性化合物。特别具有挑战性的热解焦油包含0.5wt％，有时1.0wt％或者甚至2.0wt％的甲苯不溶性化合物。该高分子量化合物通常是多环结构，其也称作焦油重质物(“TH”)。这些高分子量分子可以在热解方法过程中产生，并且它们的高分子量导致了高粘度，其限制了令人期望的热解焦油处置选项。例如令人期望的是找到SCT的更高价值的用途，例如用于与重质烃熔合(fluxing)，特别是相对高粘度的重质烃。还令人期望的是能够将SCT与一种或多种重质油共混，其实例包括船用燃料油，燃烧器油，重质燃料油(例如5号或者6号燃料油)，高硫燃料油，低硫油，常规硫燃料油(“RSFO”)，具有0.1wt％硫的排放受控区域燃料(ECA)等。

当共混重质烃时遇到的一个困难是结垢，其是由高分子量分子例如沥青质沉淀产生的。为了减轻沥青质沉淀，通过美国专利No.5871634所述的方法对于每个共混组分测定了不溶性值I_N和溶解度混合值S_BN，该专利通过引用以其全文并入本文。成功的共混是如下来实现的：在很少或者基本上没有沉淀的情况下，通过合并所述组分来降低S_BN，以使得共混物的S_BN大于该共混物的任何组分的I_N。热解焦油通常具有高S_BN135和高I_N80，这使得它们难以与其他重质烃共混。I_N100，例如110或者130的热解焦油特别难以共混而不相分离。

加氢加工热解焦油来降低粘度和改进I_N和S_BN二者的尝试尚未产生商业化方法，这主要是因为未能明显减轻加工设备的结垢。例如当加氢加工在大约250℃-380℃的温度和大约5400kPa-20500kPa的压力，使用含有Co，Ni或者Mo中的一种或多种的常规加氢加工催化剂进行时，加氢加工纯SCT导致了快速的催化剂焦化。这种焦化已经归因于SCT中的TH存在，其导致加氢加工催化剂和反应器内部上形成不期望的沉积物(例如焦炭沉积物)。随着这些沉积物的量增加，期望的提质的热解焦油(提质的SCT)的收率下降和不期望的副产物的收率增加。所述加氢加工反应器压力下降也增加，经常下降到其中反应器无法运行的点。

用于克服这些困难的一种方案公开在美国专利No.9102884中，其通过引用以其全文并入本文。该申请报道了在包含大量的单环和多环芳族化合物的工作流体存在下加氢加工SCT来形成提质的热解焦油产物。该提质的热解焦油产物与SCT给料相比通常具有降低的粘度，降低的常压沸点范围，增加的密度和增加的氢含量，这导致与燃料油和混合油料的相容性得到改进。此外，美国专利申请公开No.2014/0061096中报道了效率改进，其包括将一部分的提质的热解焦油产物再循环作为工作流体，该专利通过引用以其全文并入本文。