[发明专利]改进的流化焦化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及改进的流化焦化工艺，其中在焦化重质烃原料以产生 低沸点产物的过程中，将有效量的碱性材料，优选含有碱金属或碱土 金属的化合物，加到焦化区以减轻焦炭的附聚。

背景技术

流化焦化是一种已经很好确立的石油精炼工艺，其中通过在约900 °F(482℃)至约1100°F(593℃)的温度下的热分解(焦化)，将重 质石油原料，典型的是得自常压分馏和/或真空分馏的不可蒸馏的残余 物(残油)，转化为更轻质的、更有用的材料。常规的流化焦化是在 由焦化反应器和加热器或燃烧器组成的工艺单元中进行的。将石油原 料在由热的、精细的焦炭颗粒的流化床组成的焦化区中注入到所述反 应器中，并相对均匀地分散在所述焦炭颗粒的整个表面上，在此其被 裂化成蒸汽和焦炭。使所述蒸汽通过气体/固体分离装置，例如旋风分 离器，该装置移除大部分挟带的焦炭颗粒。然后将所述蒸汽排放到洗 涤区，在这里，剩余的焦炭颗粒被移除，并且产品被冷却以凝结重质 液体。所形成的淤浆通常含有约1至约3wt％的焦炭颗粒，将其循环到 所述焦化区至耗尽。其余的蒸汽进入到分馏器以将气体和液体分离成 不同的沸程馏分。

在所述焦化区中的一些焦炭颗粒向下流动到在所述反应器容器底 部的汽提区，在那里，水蒸气从所述焦炭颗粒中或在所述焦炭颗粒之 间移除间隙间的产物蒸气，以及从所述焦炭颗粒移除一些吸附的液体。 所述焦炭颗粒然后向下流动到竖管并进入到上升装置中，所述上升装 置将所述焦炭颗粒移动到燃烧或加热区，在那里，将充足的空气注入 以使所述焦炭的至少一部分燃烧并充分加热其余的焦炭以满足所述焦 化区的加热要求，在所述焦化区，未燃烧的热焦炭被循环。将纯粹的 焦炭(超过在所述燃烧器中消耗的焦炭)作为产品焦炭收回。

另一种类型的流化焦化采用三个容器，焦化反应器、加热器和气 化器。将在焦化区中的具有在其上沉积了碳质材料的焦炭颗粒通到所 述加热器，在那里一部分挥发性物质被移除。然后使所述焦炭通到所 述气化器，在那里其在升高的温度下与空气和水蒸气反应，从而形成 一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氢气、氮气、水蒸汽和硫化氢的混合物。 将在所述气化器中产生的气体通到所述加热器中，从而提供部分反应 器热需求。其余的热通过在所述气化器和所述加热器之间循环焦炭被 提供。焦炭还从所述加热器循环到所述焦化反应器，以提供所述反应 器的热需求。

残油原料引入到流体焦化器的速率被限定为如下速率：在该速率 下，其可以被转化成焦炭。产生焦炭的主要反应涉及脂肪族侧链从芳 香族核上的断裂、芳香族核的去甲基化以及芳构化。脂肪族侧链断裂 的速率是相对快的，并导致产生甲基化芳香族核的粘性层。该层在反 应温度下是相对粘的。所述芳香族核的去甲基化的速率是相对慢的， 并限制了流化焦化器的操作。在流化床下沉(bogging)的时候，粘性 层转变为焦炭的速率等于得自所述残油进料的焦炭前体的加入速率。 涉及将所述粘性物质转化成干燥焦炭的反应的加速将使得在给定温度 下反应器的生产能力能够增加，或者在恒定的生产能力下能够在较低 温度下进行焦化。较少的气体和较高品质的液体是在较低的焦化温度 下产生的。粘性的焦炭颗粒可能附聚(变得更重)和被携带向下进入 到所述汽提器部分，并导致形成污垢。

当被向下携带时，大部分粘性焦炭被送到所述燃烧器，在那里， 这种不完全去甲基化的焦炭通过热裂解反应转变为甲基化的和未取代 的芳香族化合物，其最终在酸性气体清洗单元中导致发泡问题。

因此，现有技术仍需要改进的流化焦化工艺，该工艺能够克服与 形成粘性物质相关的问题。

发明内容

根据本发明，提供了用于将重质烃原料转化成更低沸点产物的工 艺，该工艺是在由流化焦化反应器和加热器组成的流化焦化工艺单元 中进行的，所述流化焦化反应器含有焦化区、洗涤区和汽提区，所述 洗涤区位于所述焦化区的上部用于收集蒸汽相产物，所述汽提区位于 所述焦化区的下部，用于从向下通过所述汽提区的固体颗粒中汽提烃， 所述工艺包括：

(a)将所述重质烃原料和有效量的碱性材料引入到所述焦化区 中，所述重质烃原料具有至少约5wt％的康拉逊残炭含量，所述碱性材 料含有碱金属和碱土金属或其组合，所述焦化区含有固体颗粒的流化 床并保持在有效焦化的温度和压力下，其中产生了蒸汽相产物，该蒸 汽相产物通常包括液体烃，并且在这里焦炭沉积在所述固体颗粒上；

(b)将所述蒸汽相产物通到所述洗涤区；