[发明专利]使用常压渣油热裂解烃

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及联合使用蒸发装置与热解炉热裂解烃，其中至少绝大 部分的在所述炉中裂化的液体烃原料首先在所述蒸发装置中蒸发。更 具体地，本发明涉及使用常压渣油作为所述蒸发装置和炉的主要的液 体烃原料组分。

现有技术描述

烃的热裂化(热解)是广泛用来生产烯烃例如乙烯、丙烯、丁烯、 丁二烯和芳烃例如苯、甲苯和二甲苯的非催化的石化过程。

基本上，含烃原料与蒸汽混合，其中所述蒸汽用作稀释剂以保持 所述烃分子分开。所述蒸汽/烃混合物在所述炉的对流区中预热至约 900～约1,000华氏度(°F或F)，然后进入反应(辐射)区，在那 里它被非常迅速地加热至约1400～约1550F范围内的剧烈的烃热裂化 温度。不用任何催化剂的帮助就完成了热裂化。

该过程在热解炉(蒸汽裂化器)中在约10～约30psig范围内的 反应区压力下进行。热解炉在其内部具有对流段(区)和分开的辐射 段(区)。预热功能主要在所述对流段完成，而剧烈的裂化主要在辐 射段发生。

热裂化之后，根据所述热解炉的主要原料的性质，该炉的流出物 会含有多种气体烃，例如每个分子1～35个碳原子的气体烃。这些气 体烃可以是饱和的、单不饱和的和多不饱和的，并且可以是脂族、脂 环族和/或芳族的。裂化的气体还可以含有大量的分子氢(氢气)。

然后在烯烃生产装置中进一步处理裂化的产物以产生，作为所述 装置的产品，多种单独的高纯度物流，例如氢气、乙烯、丙烯、每个 分子具有四个碳原子的混合烃、燃料油和热解汽油。每一个上述单独 的物流本身就是有价值的商业产品。因此，烯烃生产工厂现在取出一 部分全馏分原油物流或凝析油，并且从中产生多种单独的、有价值的 产物。

热裂化于1913年首次投入使用，并且首先用于作为生产乙烯的 裂化炉的初级原料的气体乙烷。从那时起，工业中发展为使用更重以 及更复杂的烃气体和/或液体原料作为裂化炉的初级原料。此类原料现 在使用一部分全馏分原油或凝析油，其中所述全馏分原油或凝析油当 热裂化它们时基本上被完全蒸发。裂化产物可以含有，例如，约1重 量％(wt％)的氢气，约10wt％的甲烷，约25wt％的乙烯和约17wt％的丙 烯，所有的wt％基于产物的总重量，其余主要由每个分子具有4～35 个碳原子的其它烃分子组成。

天然气和全馏分原油在许多孔隙广泛变化的地下地质层(地层) 中天然形成。很多这种地层被密封的岩石层覆盖。天然气和全馏分原 油(原油)还在地面以下的多种地层阱中积累。大量的天然气和/或原 油从而在地面以下不同深度处被收集，形成含烃地层。大量这些天然 气与原油进行密切的物理接触，并且从而从所述原油中吸收大量轻质 分子。

当将井筒钻入地层内，并且穿透一层或多层此类含烃地层时，可 以通过通向地面的井筒回收天然气和/或原油。

本文使用的术语“全馏分原油”和“原油”意思是它在与可能存 在的任何天然气分开的井口流出时是液体原油(一般在地面普遍的温 度和压力条件下)，并且不包括为能够将它输送到原油炼厂和/或此类 炼厂的常规蒸馏而对此类原油进行的任何处理。该处理包括例如脱盐 的步骤。因此，原油是适合在炼厂蒸馏或其它分馏，但是尚未经过任 何此类蒸馏或分馏的物质。它可以包括，但没必要总包括，不沸腾的 物质，例如沥青质或焦油。因此，如果不是不可能的话，很难提供全 馏分原油的沸程。因此，全馏分原油可以是直接来自油田管线和/或常 规原油存储设备(由可得性规定)而没有对其进行任何在先分馏的一 种或多种原油。

与原油类似，天然气在其生产到地面时，其组成可以变化很大， 但通常含有大量的，通常是主要量的，即大于约50重量％(wt％)的 甲烷。天然气常常携带少量的(小于约50wt％)，经常小于约20wt％ 的乙烷、丙烷、丁烷、氮气、二氧化碳、硫化氢等中的一种或多种。 许多，但不是全部，从地面中产生的天然气物流含有少量的(小于约 50wt％)、常常小于约20wt％的每个分子具有5～12(包括在内)个碳 原子的烃(C5～C12)，其中所述烃在地表周围普遍的环境温度和压力 条件下通常不是气体，并且所述烃一旦被生产到地面就从所述天然气 中冷凝下来。所有的wt％基于所讨论的天然气物流的总重量。