[发明专利]氢增强的延迟焦化工艺

说明书

描述了用于处理去往延迟焦化单元的烃油进料物流以最大化液体‑对‑气体的产率比并且最小化焦炭的形成的方法，其包括：a.将油溶性催化剂与烃油进料物流混合，以产生均匀的混合物；b.使含有催化剂的烃油进料物流与过量的氢在焦化单元上游的氢分布区中在有利于最大化进料物流中氢的溶解度的预定条件下接触；c.将含有经增溶溶解的催化剂和溶解的氢的进料物流，和过量氢气引入至闪蒸区中；d.从闪蒸区回收氢气物流和含有溶解的氢和催化剂的单相烃油进料物流；e.使含有溶解的氢和催化剂的烃油进料物流维持在单相条件下，以促进溶解的氢与在进料物流中形成的自由基的反应，并且促进在进料物流中存在的任何含硫化合物的催化加氢脱硫；f.将含有催化剂的进料物流引入至在焦化单元上游的焦化单元炉中，以将进料物流加热至预定的焦化温度；g.将热的进料物流引入至焦化单元中；和h.回收不含催化剂的焦化单元产物物流，并且形成含有催化剂的焦炭产物。

本申请要求于2019年5月29日提交的美国临时专利申请第62/853,790号的优先权，将其内容整体引入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及用于处理重烃油的延迟焦化工艺。

背景技术

延迟焦化已实践多年。该工艺利用重液态烃的热分解来产生焦炭、不同沸程的气体和液体产物物流。所得的焦炭一般被视作低价值副产物，但是取决于其品质而被回收用于各种用途。

在很多精炼厂中，具有高金属和硫含量的重原油的使用正在增长，且延迟焦化操作对精炼者具有增长的重要性。对于最小化空气污染的增长的关切是在延迟焦化单元中处理渣油的进一步动机，因为产生的气体和液体含有呈可以被相对容易地去除的形式的硫。

焦化是碳排斥过程，该碳排斥过程中低价值常压或减压蒸馏塔底物被转化成更轻的产物，该更轻的产物继而可以被加氢处理和提质以产生运输燃料，例如汽油和柴油。在焦化过程期间，重分子裂化以形成轻产物，并且含自由基的重分子的一些结合以形成更重的多核芳族化合物，即焦炭。来自重的高硫含量(或含硫的)原油的渣油的焦化作为利用这样的低价值烃物流的手段主要是通过将该材料的部分通过碳排斥来转化成更有价值的液体和气体产物来实施的。

在延迟焦化工艺的商业实践中，首先将原料引入至分馏塔中，在分馏塔中从塔顶回收更轻的材料，且然后将塔底物送至焦化炉，在焦化炉中将它们快速加热至在480℃至530℃的范围中的焦化温度，并且然后进料至焦化鼓。焦化单元典型地配置有两个并行的鼓并且以摇摆模式操作。当鼓之一被焦炭填满时，将进料转移至空的并行的鼓。来自焦化鼓的液体和气体物流被进料至焦化单元产物物流分馏器。

将残留在焦化鼓中的任何烃蒸气通过蒸汽注入来去除。将焦炭用水冷却，并且然后使用液压和/或机械手段从焦化鼓去除。

在燃料级焦炭的延迟焦化单元生产中，和在一定程度上，甚至在阳极或铝级焦炭的生产中，期望最小化焦炭产率并且最大化液体产物产率，因为液体比焦炭更有价值。还期望产生具有不大于约15％重量、和优选地在6-12％重量的范围中的挥发性物质含量的焦炭。

在常规的延迟焦化工艺中，将新鲜原料引入至焦化单元产物物流分馏器的下部部分中，并且将分馏器塔底物(其包括重的再循环材料)和新鲜原料在焦化炉中加热至焦化温度。将热的混合的新鲜和再循环进料物流引入至焦化鼓中，该焦化鼓维持在其中进料分解或裂化以形成焦炭和挥发性组分的焦化温度和压力条件下。将挥发性组分作为蒸气回收并且转移至焦化单元产物分馏器。将来自该分馏器的重瓦斯油添加至该分馏器的闪蒸区，以从焦化单元产物蒸气冷凝最重组分。焦化鼓蒸气的最重级分可以通过其它技术(例如热交换)来冷凝，但是在商业操作中，通常使该所得蒸气与重瓦斯油在焦化单元产物分馏器中接触。常规的重的再循环油由经冷凝的焦化单元产物蒸气和未闪蒸的重瓦斯油组成。当焦化鼓充满焦炭时，将进料切换至另一个鼓，并且通过如上文所描述的常规方法将充满的鼓冷却并清空。