[发明专利]用于直接加工原油的整合的溶剂脱沥青和水蒸气热解方法

说明书

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61/591,783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溶剂脱沥青和水蒸气热解方法。

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 Steam Crackers 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

本文的系统和方法提供一种与溶剂脱沥青区整合的水蒸气热解区以便允许直接加工原油原料来生产石油化学产品，包括烯烃和芳香族化合物。

用于直接加工原油以生产烯属和芳香族石油化学产品的所述整合的溶剂脱沥青和水蒸气热解方法包括：将原油与有效量的溶剂一起装料至溶剂脱沥青区，以便产生脱沥青化且脱金属化的油流和底部沥青相；使所述脱沥青化且脱金属化的油流在存在水蒸气的情况下热裂解以产生混合的产物流；将所述混合的产物流分离；从所述分离的混合产物流回收烯烃和芳香族化合物；以及从所述分离的混合产物流回收热解燃料油。

如本文所用，术语“原油”应被理解为包括来自常规来源的全原油、已经经历一些预处理的原油。术语原油还将被理解为包括已经经受水-油分离和/或气-油分离和/或脱盐和/或稳定化的原油。

本发明的方法的其它方面、实施方案以及优点在以下详细讨论。此外，应理解前述信息与以下详述都仅是各种方面和实施方案的说明性实例，并且旨在提供用于理解所要求保护的特征和实施方案的性质和特性的概观或框架。附图是说明性的并且被提供来进一步理解本发明的方法的不同方面和实施方案。

附图简述

本发明将在以下并且参照附图进行进一步详细描述，其中：

图1是本文所描述的整合方法的实施方案的方法流程图；并且

图2A至图2C是按照本文所描述的整合方法中的水蒸气热解单 元的某些实施方案中所使用的蒸气-液体分离装置的透视图、俯视图以及侧视图进行的示例性说明。