專利名稱：多階段加氫處理工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及烴料流的加氫處理，并更特別地，涉及使用多階段加氫處理的加氫處
理工藝。
背景技術(shù)：
石油精煉生產(chǎn)商通常特別是通過對從原油或其重餾分中衍生出的含烴原料進(jìn)行 加氫處理來生產(chǎn)合適的產(chǎn)物，諸如汽輪機(jī)燃料、柴油機(jī)燃料、中間餾分、石腦油和汽油，等 等。加氫處理(hydroprocessing)包括，例如，加氫裂化、氫化(hydrotreating)、加氫脫硫 等等。進(jìn)行加氫處理的原料可以包括真空瓦斯油、重瓦斯油、和其他通過蒸餾從原油中回收 的烴料流。例如，典型的重瓦斯油含有大量的沸點高于371°C (700° F)的烴組分，通常至 少50重量％沸點高于371°C (700° F)。典型的真空瓦斯油通常的沸程在315°C (600° F) 到 565°C(1050° F)之間。加氫處理指的是，在合適的(一種或多種)催化劑以及含氫氣體存在下，將原料進(jìn) 行反應(yīng)，來轉(zhuǎn)化原料中的組分成為其他形式，來從原料中除去污染物等等。在許多情況下， 加氫處理通過如下方式完成，在升溫和加壓的條件下，在實際上三相(即，氫氣，實際上液 態(tài)的烴類料流，和固體催化劑)的體系中在作為獨(dú)立相的氫的存在下，將選擇好的原料與 合適的催化劑在反應(yīng)容器或反應(yīng)區(qū)中接觸。所述加氫處理設(shè)備通常采用噴淋床反應(yīng)器，其 中貫通反應(yīng)器的連續(xù)相為氣相。在所述噴淋床反應(yīng)器中，在反應(yīng)器中存在相當(dāng)過量的氫氣來形成連續(xù)氣相。在許 多情況下，典型的噴淋床加氫裂化反應(yīng)器需要最多達(dá)1685Nm7m3(10，000SCF/B)的氫，其壓 力高達(dá)17.3MPa(2500psig)來實現(xiàn)所需要的反應(yīng)。在這些設(shè)備中，因為貫穿反應(yīng)器的連續(xù) 相是氣相，一般需要大量的過量氫來保持該連續(xù)相貫通整個反應(yīng)容器。然而，在加氫處理需 要的操作條件下提供這樣大量的氫給加氫處理設(shè)備增加了操作的復(fù)雜性和成本以及費(fèi)用。一般地，為了在連續(xù)氣相體系中供應(yīng)并維持該需要量的氫，將來自反應(yīng)器回路，諸 如噴淋床反應(yīng)器，的排出物，進(jìn)行分離，成為含有氫的氣體組分和液體組分。使用氫循環(huán)氣 壓縮機(jī)來再循環(huán)分離氫，回到反應(yīng)器回路入口，來輔助供應(yīng)所需要的大量氫氣，以便保持反 應(yīng)器的連續(xù)氣相。由于化學(xué)上消耗的氫，循環(huán)氣壓縮機(jī)通常在加氫處理單元內(nèi)部再循環(huán)的 氫，其量顯著超過了反應(yīng)器回路中使用的氫。循環(huán)氣壓縮機(jī)與從通用煉油廠供氫單元來提 供氫的補(bǔ)充氣壓縮機(jī)不同。例如，普通的噴淋床加氫處理單元一般地在高達(dá)17. 3MPa(2500psig)下進(jìn)行操 作，并因此，需要使用高壓循環(huán)氣壓縮機(jī)來在必需體積和升高壓力下提供循環(huán)氫。常常，此 類氫循環(huán)可以最多達(dá)1685Nm3/m3 (10，000SCF/B)，并且通過高壓空氣壓縮機(jī)加工處理這樣大 量的氫，增加了加氫處理單元的復(fù)雜性、增加了成本和操作費(fèi)用。一般地說，再循環(huán)氣體設(shè) 備可以占加氫處理單元費(fèi)用的15到30百分比之多。為了消除昂貴的循環(huán)氣壓縮機(jī)，已經(jīng)建議使用兩相體系，其使用被加工產(chǎn)物料流 的通過加氫處理單元返回的液體循環(huán)。循環(huán)產(chǎn)物基本上是惰性的，并能夠作為新鮮原料的 稀釋劑，以及作為氫載體。然而，所述體系，需要大量的產(chǎn)物來提供循環(huán)產(chǎn)物對未處理原料的理想的比率。保持循環(huán)產(chǎn)物對未處理原料的這樣的大比率，導(dǎo)致了在涉及較大加氫處理 單元上的困難。在許多情況下，混合的循環(huán)產(chǎn)物和未處理原料流可超過單元的單個處理序 列的容量限制。因此，此類單元增加了大容量循環(huán)泵和類似設(shè)備的附加費(fèi)用以及相關(guān)的操 作問題來允許這樣大的體積流。在兩相體系可以操作而不需要費(fèi)用昂貴的循環(huán)氣壓縮機(jī)的同時，在此類兩相體系 中的反應(yīng)一般會比在更普遍的基本上三相的類似反應(yīng)中效率更低，在未轉(zhuǎn)化油和催化劑之 間的接觸時間更短。例如，對于一定量的催化劑，在原料中的未轉(zhuǎn)化油與催化劑在基本上三 相的體系中的接觸時間顯著大于未轉(zhuǎn)化油與催化劑在液相體系中的接觸時間更長。一般 地，由于在原料的液相體系中的稀釋劑，未轉(zhuǎn)化油與催化劑的接觸時間顯著降低，因為這么 多的原料被稀釋。結(jié)果，在液相體系中的反應(yīng)速率更低效，與在基本上三相體系的具有同樣 量的催化劑的反應(yīng)速率相比降低了。發(fā)明概述這里提供了一種加氫處理含烴原料的方法和體系，其利用分階段的加氫處理反應(yīng) 區(qū)來順序地處理含烴原料。原料一般被分成數(shù)個部分，將初始部分導(dǎo)入到第一加氫處理反 應(yīng)區(qū)。第二原料部分與第一加氫處理反應(yīng)區(qū)的排出物進(jìn)行混合，然后提供給第二加氫處理 反應(yīng)區(qū)。以相同的方式，在后續(xù)的加氫處理反應(yīng)區(qū)中加工處理附加的部分。在一方面，氫 源，諸如來自補(bǔ)充氫加壓系統(tǒng)的氫，以足夠提供第一加氫處理區(qū)、各個后續(xù)的加氫處理反應(yīng) 區(qū)所需的氫，以及足夠過量以最低程度保持來自上次加氫處理區(qū)的排出物作為兩個相的氫 的量，來提供給到第一加氫處理反應(yīng)區(qū)的含烴原料在這一方面，各加氫處理反應(yīng)區(qū)的氫被攜帶在加入第一反應(yīng)區(qū)的加料中。第二和 后續(xù)區(qū)的原料包含先前反應(yīng)區(qū)的處理過的排出物，其作為稀釋劑和氫源，一部分未處理的 原料提供給第二和后續(xù)的反應(yīng)區(qū)進(jìn)行加氫處理。在一個所述方面，處理過的排出物對未處 理的原料的比率是低于2. 5比1，在其他方面，一般最最多達(dá)3比1。因此，相當(dāng)大量的氫能 夠通過加工處理流攜帶到各個加氫處理反應(yīng)區(qū)來為那些反應(yīng)區(qū)提供所需要的氫。在另一所述方面，加工處理流的氫含量至少在初始反應(yīng)區(qū)足夠保持基本上三相的 加氫處理區(qū)(氫氣相，液體加工處理流和固體催化劑)。由于氫在各后續(xù)反應(yīng)區(qū)被消耗，加 工處理流的氫含量連續(xù)降低，使得一個或多個后續(xù)反應(yīng)區(qū)基本上完全為液相反應(yīng)區(qū)。然而， 超過全部化學(xué)氫消耗量的一部分氫被提供，以保持在上一反應(yīng)區(qū)出口的蒸氣相。在各個所 述方面，不需要使用循環(huán)氣壓縮機(jī)來給各反應(yīng)區(qū)提供所需要的氫，因此實現(xiàn)了顯著的成本 節(jié)約和設(shè)備的操作效率提高。在另一方面，提供了一種多階段加氫處理方法和裝置，其使用了如上所述的順序 的加氫處理反應(yīng)區(qū)。在所述方面，由于在區(qū)中的反應(yīng)的放熱，在一個或更多反應(yīng)區(qū)，在加工 處理流通過催化劑時，其溫度升高。得自各所述反應(yīng)區(qū)的熱的排出物可以與用于下一個下 游加氫處理反應(yīng)區(qū)的一般地處于比排出物更低的溫度的新鮮原料進(jìn)行混合。因此，新鮮原 料可用來降低進(jìn)入后續(xù)反應(yīng)區(qū)的混合后的加工處理流的溫度。因此，在這一方面，新鮮原料 的溫度，催化劑在各區(qū)的分布，以及新鮮原料流在各區(qū)的分布，均可進(jìn)行選擇，使得混合后 的加工處理流的溫度處于所有加氫處理反應(yīng)區(qū)進(jìn)行有效工作所需的溫度。在另一方面，這里提供了一種加氫處理含烴原料的方法和裝置，其利用分階段的 加氫處理反應(yīng)區(qū)來順序地處理含烴原料。原料一般被分成數(shù)個部分，將初始部分加熱并導(dǎo)入到第一加氫處理反應(yīng)區(qū)。將第二原料部分不進(jìn)行加熱，并與第一加氫處理反應(yīng)區(qū)的排出 物進(jìn)行混合以進(jìn)行驟冷。然后將混合物提供給第二加氫處理反應(yīng)區(qū)。在這一方面，各加氫 處理反應(yīng)區(qū)的氫被送入第一反應(yīng)區(qū)的加熱的反應(yīng)器加料所攜帶。第二和后續(xù)區(qū)的原料包含 先前反應(yīng)區(qū)的處理過的排出物，其作為稀釋劑和氫源。第二和后續(xù)區(qū)的原料也包含一部分 未加熱的、未處理的原料，其提供給第二以及可能的后續(xù)反應(yīng)區(qū)，其作為驟冷劑來控制反應(yīng) 區(qū)進(jìn)料溫度。在一個所述方面，未處理的原料對處理過的排出物的比率是低于1，在其他方 面，不超過0. 5或者不超過0. 1。因此，相當(dāng)大量的氫能夠通過加工處理流從在前氫化區(qū)攜 帶到各個加氫處理反應(yīng)區(qū)來為那些反應(yīng)區(qū)提供所需要的氫。正如上述的方法和設(shè)備，僅僅在加工處理開始的時候加入氫，其量足以提供各加 氫處理反應(yīng)器區(qū)需要以及為了最低程度保持反應(yīng)器排出物為兩相需要的附加量的氫。當(dāng)在 加工處理開始時加入這些氫時，加入到第一反應(yīng)區(qū)的新鮮原料部分保證了反應(yīng)區(qū)為基本上 三相的反應(yīng)區(qū)。在加工處理流中的氫在各個反應(yīng)區(qū)被消耗，并由此使得后續(xù)的反應(yīng)區(qū)可以 是基本上液相的反應(yīng)區(qū)。所述反應(yīng)區(qū)貫穿全部地處于基本上的液相。因此，這些方面還幾 乎消除了對氫循環(huán)氣壓縮機(jī)的需求以及隨之而來的成本和其他低效因素。在另一方面，處理過的排出物對未處理的新鮮原料的比率可以是重要的，并在不 同反應(yīng)階段是不同的，例如比率可低到0. 5比1，超過2. 5比1，或者超過3比1，也可高于5 比1或者10比1，當(dāng)原料部分是未加熱時，取決于特定反應(yīng)階段的需要。當(dāng)僅僅部分原料加 入到各反應(yīng)階段，并且從在前的反應(yīng)階段提供了作為稀釋劑和氫載體的處理過的排出物的 時候，可獲得這些比率。因此，這里的方法和裝置提供了處理過的排出物對未處理的原料的 高比率，而沒有相應(yīng)高的外部循環(huán)產(chǎn)物體積。因此，相對高的整個液體加工處理流的體積， 或者對高體積、大容量循環(huán)泵的需要，以及相關(guān)的設(shè)備的需要，均可得以避免。在一所述方 面，對氫的需要可從外部來源獲取，諸如補(bǔ)充氣體壓縮機(jī)。補(bǔ)充氫流可以直接提供給基本上 三相的加氫處理區(qū)，并其提供量足以滿足基本上三相的反應(yīng)區(qū)的需求。補(bǔ)充氫流還提供了 過量的氫，其量足夠滿足后續(xù)的基本上液相的加氫處理區(qū)的需求。因此，該方法和裝置滿足了反應(yīng)區(qū)對氫的需求，而不需要使用氫循環(huán)氣壓縮機(jī)。它 們進(jìn)一步降低了或者消除了在加工處理流通路徑之間或者之中，對換熱器，再循環(huán)液體或 氣體驟冷料流，或者其它溫度控制設(shè)備的需求。實際上，該方法和裝置使用了得自各反應(yīng)區(qū) 的處理過的排出物來在所有反應(yīng)區(qū)中調(diào)節(jié)加工處理流的溫度。在一方面，使用了未加熱的 原料來作為第二以及可能的第一反應(yīng)區(qū)之后的后續(xù)反應(yīng)區(qū)的驟冷劑。結(jié)果，通過降低或者 消除在反應(yīng)區(qū)對換熱器的需求，以及伴隨而來的維護(hù)困難和花費(fèi)，可實現(xiàn)可觀的成本節(jié)約 和操作效率。其它實施方案包含了本方法的更多細(xì)節(jié)，諸如優(yōu)選的原料，催化劑，以及操作條 件，來提供少量實施例。所述其他其它實施方案和細(xì)節(jié)以下被公開在下文的對本方法各方 面的討論中。


圖1是加氫處理方法和裝置的一個示例性流程圖。圖2是加氫處理的方法和裝置的另一個示例性流程圖。圖3是加氫處理方法和裝置的另一個示例性流程圖。
詳細(xì)說明這里所述的方法和裝置特別適用于加氫處理含烴原料，其含有烴類，以及一般地 其它有機(jī)材料，來生產(chǎn)含有烴或其他有機(jī)材料的較低平均沸點、較低平均分子量，以及降低 濃度的污染物，諸如硫和氮?dú)獾鹊鹊漠a(chǎn)物。在一方面，該加氫處理方法提供了用于順序處理 原料的方法和裝置，其使用多個反應(yīng)區(qū)，其可利用了順序添加原料到加工處理流的組合、基 本上三相的加氫處理反應(yīng)區(qū)和此后的基本上液相反應(yīng)區(qū)的組合。該方法和裝置還利用初始 加氫，來提供各反應(yīng)區(qū)所需的全部氫，而不使用氫循環(huán)氣壓縮機(jī)作為氫源。換句話說，氫在 加氫處理單元內(nèi)部不再循環(huán)，而是從加氫處理單元外來提供。因此，氫源與加氫處理反應(yīng)階 段不再下游連通，除了也許通過補(bǔ)充氣體壓縮機(jī)，其來源于精煉廠廣泛的氫工藝，與必須處 于煉油廠加氫處理單元內(nèi)部的循環(huán)氣壓縮機(jī)相反。加氫處理單元中過量的一些氫可以通入 到精煉廠的氫供應(yīng)中。因此，氫源與加氫處理反應(yīng)區(qū)沒有下游連通，除了任選地通過補(bǔ)充氣 體壓縮機(jī)。在這里使用的術(shù)語"連通"指的是在列舉的部件之間允許材料流動。術(shù)語"下 游連通"指的是流向下游連通的部件的至少一部分材料可從與其連通的部件流動。術(shù)語" 上游連通"指的至少一部分來自上游連通的部件的至少一部分材料可流動至與其連通的 部件。該方法和裝置提供了簡化方式，來提供反應(yīng)區(qū)對氫的需求，在一方面，在第一反應(yīng) 區(qū)之前加入氫，其量足夠各后續(xù)反應(yīng)區(qū)所需的氫加上最低程度保持反應(yīng)器排出物處于兩相 的附加量的氫。該方法和裝置不需要通過使用高容量外部再循環(huán)液流和提供所述再循環(huán)料 流所需的泵和裝置。在另一方面，該方法和裝置提供了進(jìn)入和通過各反應(yīng)區(qū)的加工處理流 的溫度控制，其通過此后添加的新鮮原料流來進(jìn)行。在其它方面，通過利用基本上三相的反應(yīng)區(qū)以及基本上液相的反應(yīng)區(qū)，來提供了 將加工處理流進(jìn)行不同加氫處理反應(yīng)的靈活性，諸如氫化和加氫裂化，以及其他此類在工 藝序列中的加氫處理反應(yīng)。因此，該方法和裝置提供了在原料加工處理中的顯著靈活性?？梢允褂迷摲椒ê脱b置來加工處理的含烴原料含有礦物油和合成油(例如，頁巖 油，油砂產(chǎn)物，等)以及它們的餾分，其可進(jìn)行加氫處理和加氫裂化。說明性的烴原料包括 含有沸點高于150°C (300° F)的組分的那些，諸如常壓瓦斯油，真空瓦斯油，脫浙青、真空 和常壓殘余物，氫化或輕微加氫裂化渣油，焦化器餾出物，直餾餾分，溶劑脫浙青油，熱解衍 生油，高沸點合成油，循環(huán)油和催化裂化器餾出物，以及Fischer-Tropsh衍生液。一種優(yōu)選 原料為瓦斯油或具有至少50重量％，優(yōu)選至少75重量％的沸點高于371°C (700° F)組分 的其他烴餾分。例如，另一優(yōu)選的原料包含沸點高于288°C (550° F)的烴組分，同時含有 至少25體積％的沸點在315°C (600° F)和565°C (1050° F)之間的組分。其他合適的原 料可以具有更大或者更低比例的該范圍沸程的組分?；旧弦簯B(tài)含烴原料在兩個或者多個加氫處理反應(yīng)區(qū)中經(jīng)過順序的分階段處理。 在一方面，原料被分離來為各反應(yīng)區(qū)提供原料流。各所述新鮮原料流的進(jìn)料速率基于含烴 原料的組成、想要的加氫處理和各反應(yīng)區(qū)的需求進(jìn)行選擇。各所述新鮮原料料流的進(jìn)料速 率可以是相同的或者根據(jù)各反應(yīng)區(qū)而有所差異，取決于該方法和裝置的需要。各加氫處理反應(yīng)區(qū)具有對氫的需求，這些對氫的需求取決于在區(qū)中進(jìn)行的加氫處 理類型而不同。例如，基本上三相的反應(yīng)器一般地利用基本上連續(xù)的氣相。該三相環(huán)境將 為含烴油的轉(zhuǎn)化提供動力學(xué)更良好的環(huán)境，因此，其可能需要更多的氫。在其它方面，加氫處理區(qū)可以是基本上地液相的區(qū)，其具有貫穿全部的基本上液相。基本上液相加氫處理區(qū) 一般含有相對有限的氫流。在其它基本上三相的反應(yīng)區(qū)，氣相可以不連續(xù)，并且在其它基本 上液相的反應(yīng)區(qū)，該基本上液相可以不連續(xù)。在一些方面，新鮮原料儲料不含有來自加氫處理區(qū)的循環(huán)產(chǎn)物。在其它方面，在加 氫處理該原料之前，循環(huán)料流可以加入到新鮮原料中，來為加工處理區(qū)提供附加體積，來為 產(chǎn)物流提供增加的氫攜帶能力，在所述方面，任何循環(huán)產(chǎn)物一般地在上述氫流與原料混合 之前被引入到原料中，并且沒有進(jìn)一步的循環(huán)產(chǎn)物被引入到加工處理流。一般地，所述循環(huán) 產(chǎn)物被除去氫，硫化氫，氮或含氮組合物的蒸氣相，以及任何其它蒸氣相材料。在另一方面， 在其引入到原料之前，這一循環(huán)料流也被提供，并與上述氫流進(jìn)行混合。在一方面，提供到第一反應(yīng)區(qū)的新鮮原料，并與來自補(bǔ)充氫源，諸如補(bǔ)充氣體壓縮 機(jī)或其他類似氫源的氫源進(jìn)行混合。該氫流被混合進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)的新鮮原料，并以至少 足夠滿足第一和后續(xù)反應(yīng)區(qū)的氫需求的速率提供。在有些情況下，氫的添加量將包括超過 裝置對氫的需求的預(yù)測量，其作為在特定階段，或者在整個裝置中，氫消耗超過預(yù)期量的時 候的儲備。在其它方面，將氫添加到新鮮原料料流中從而為基本上三相的反應(yīng)區(qū)的氣相提供 足夠的氫，以及在一些方面，從而超過液體加工流的飽和點，使得在任何后續(xù)基本上液相的 反應(yīng)區(qū)，具有少量氣相貫穿基本上液相的全部。因此，在一些方面，在少量氣相中具有足夠 的附加的氫來為下述隨后的基本液相反應(yīng)區(qū)的基本上的液相提供附加的氫，以在基本上液 相中提供附加的溶解氫作為反應(yīng)消耗的氫，使得貫穿全反應(yīng)器均可實現(xiàn)基本上恒定的反應(yīng) 速率。例如，添加氫的量可以比各加氫處理階段的氫的預(yù)期總需求大10到20重量％。在一 所述方面，氫的量足夠供應(yīng)三相區(qū)，并且達(dá)到基本上液相區(qū)的飽和量的120到150百分比。 在其它方面，可以預(yù)期的是，氫量可最最多達(dá)飽和液相區(qū)的飽和量的500百分比到1000百 分比。氫在各反應(yīng)區(qū)的排出物中進(jìn)行輸送，其為溶解形式、氣相，或者在氣相和在液體排放 物料流中的溶液中二者均有。在這一方面，沒有別的氫被加入到裝置中。在其它方面，補(bǔ)加 氫可以加入到反應(yīng)區(qū)中或者加入到反應(yīng)區(qū)之間。然而，應(yīng)該被理解的是，加入到第一反應(yīng)區(qū) 的氫應(yīng)根據(jù)原料組成、操作條件、需要的輸出和其他因素進(jìn)行變化。在其它方面，替代性地， 可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的基本上三相的反應(yīng)區(qū)。加入到第一反應(yīng)區(qū)的新鮮原料在該 反應(yīng)區(qū)中進(jìn)行加氫處理。在一所述方面，加氫處理區(qū)是基本上三相的，噴淋床反應(yīng)區(qū)，其帶 有固相催化劑床，基本上液相的含烴原料和基本上延伸到催化劑床長度的基本上連續(xù)的氣 相。到第一反應(yīng)區(qū)的新鮮原料一般在進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)之前，被加熱到預(yù)定溫度。一般 選擇該溫度，從而根據(jù)用以提供在催化劑床上的有效的加氫處理反應(yīng)的最低溫度優(yōu)化第一 反應(yīng)區(qū)的加氫處理反應(yīng)。在一實施方案中，僅僅第一反應(yīng)區(qū)的第一部分在進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū) 之前，被加熱至預(yù)定溫度。第一部分原料可以由熱交換器或由燃燒加熱器或兩者，來進(jìn)行加 熱。除此之外地或者替代性地，混合有第一部分的氫流也可被加熱，使得第一部分原料達(dá)到 合適的溫度。第二部分原料不被加熱，因此其繞過可能包括有熱交換器和燃燒加熱器的加 熱器。加氫處理反應(yīng)一般地是放熱的，并在其通過各個反應(yīng)區(qū)時，加工料流被加熱。因此， 到第一反應(yīng)區(qū)的入口或進(jìn)口的溫度也可進(jìn)行選擇來保證加工料流和催化劑床溫度不超過 允許催化劑床和加氫處理反應(yīng)有效工作的最大溫度。熱被加工料流所吸收，并在第一反應(yīng)區(qū)未被消耗的氫從第一反應(yīng)區(qū)作為反應(yīng)區(qū)的排出物被排出，其具有第一反應(yīng)區(qū)出口溫度和
出口氫含量。第一加氫處理反應(yīng)區(qū)的排出物，然后與第二部分新鮮原料進(jìn)行混合，來進(jìn)行對第 二部分新鮮原料的稀釋，從而為第二加氫處理反應(yīng)區(qū)提供氫。第二部分新鮮原料，在一個方 面，沒有包括添加的氫，并與第一部分新鮮原料的溫度相同。在一替代性實施方案中，第一 或者后續(xù)加氫處理反應(yīng)區(qū)的排出物，隨后用未加熱的第二部分新鮮原料進(jìn)行驟冷，來冷卻 反應(yīng)區(qū)排出物，其為第二加氫處理反應(yīng)區(qū)提供了稀釋劑和氫。第二部分新鮮原料，在一個方 面，沒有包括添加的氫，并與第一部分新鮮原料的溫度相比，其溫度較低。因此，在與加熱的 第一反應(yīng)區(qū)的排出物混合時，第二部分新鮮原料的溫度，將給進(jìn)入第二加氫處理反應(yīng)區(qū)的 排出物和加工料流的混合提供比第一或在前的加氫處理區(qū)出口的排出物溫度更低的溫度。 因此，在選擇該第二部分新鮮原料的量和流速時的一個考慮因素是，進(jìn)入第二或后續(xù)的加 氫處理反應(yīng)區(qū)的加工料流想要的氫含量和溫度。在一個方面，第一反應(yīng)區(qū)排出物對于第二部分新鮮原料的比率，S卩，排出物流對新 鮮原料流的比率，是3比1或更少。在替代性實施方案中，第一反應(yīng)區(qū)排出物對于第二部分 新鮮原料的比率是3比1或更大。在其它方面，排出物對新鮮原料的比率可取決于特定的原 料，排出物氫含量和溫度，以及第二和后續(xù)的反應(yīng)區(qū)的特性和要求，而進(jìn)行增減。這些比率 能夠在實際上不增加流過裝置的總加工料流的情況下來獲得，因為在各反應(yīng)階段僅加入一 部分原料，并且處理過的排出物，其作為稀釋劑和氫載體，從之前的反應(yīng)階段來提供。因此， 這里的方法和裝置提供了處理過的排出物對未處理的原料的高比率，而沒有相應(yīng)高的總外 部循環(huán)和來自反應(yīng)器回路分離器、分餾柱等等的總產(chǎn)物流體積。因此，一般地被用來提供高 體積的再循環(huán)流的高體積大容量循環(huán)泵以及相關(guān)裝置就不是必需的了。在至少一方面，包含第一排出物和第二部分新鮮原料的到第二反應(yīng)區(qū)的加工料流 的氫含量，足夠提供在一些方面也是不帶循環(huán)氣壓縮機(jī)的基本上三相的反應(yīng)區(qū)的第二加氫 處理反應(yīng)區(qū)的氫需求。由于在第二反應(yīng)區(qū)的催化劑床上的加氫處理反應(yīng)是放熱的，所以從第二反應(yīng)區(qū)的 排出物一般地已經(jīng)具有升高的溫度。在第二反應(yīng)區(qū)排出物中的氫含量由于第二反應(yīng)區(qū)的氫 消耗而降低，并在離開區(qū)時，其溫度反映了由于加工料流吸收了從加氫處理反應(yīng)得到的附 加熱。在數(shù)個方面，進(jìn)入第二加氫處理反應(yīng)區(qū)的加工料流含有足夠的未反應(yīng)氫來作為基本 上三相的噴淋床反應(yīng)工藝來進(jìn)行操作。在加工料流中的氫一般地足夠維持所需要的連續(xù)氣 相，同時為該反應(yīng)區(qū)的加氫處理方法提供了足夠的氫。第二加氫處理區(qū)的加熱排出物隨后與第三部分新鮮原料進(jìn)行混合，來為第三加氫 處理反應(yīng)區(qū)提供加工料流。在一方面，第二加氫處理區(qū)的加熱排出物隨后與第三未加熱的 部分新鮮原料進(jìn)行混合，來驟冷排出物，并為第三加氫處理反應(yīng)區(qū)提供加工料流。和第二部 分新鮮原料一樣，加入的量和速率均取決于第二排出物的溫度和氫含量。和在前階段一樣， 第二階段處理過的排出物對第三部分新鮮原料的比率是3比1或更大。第三部分新鮮原料 的量和流速將為第三反應(yīng)區(qū)提供具有足夠氫進(jìn)行進(jìn)一步加氫處理的加工料流，其溫度處于 該工藝方法希望的范圍之內(nèi)。在此類方面，加工料流的溫度將隨著料流在催化劑床上進(jìn)行 反應(yīng)而提高。因此，就象第二反應(yīng)區(qū)，常常令人希望的是，驟冷第二排出物來降低進(jìn)入后續(xù) 反應(yīng)區(qū)的原料溫度，其程度足夠保證加工加工料流和催化劑床溫度不會超過的(一個或多個)催化劑床的有效操作所允許的最大溫度。鑒于在前兩個反應(yīng)區(qū)的氫消耗，如果在第三反應(yīng)區(qū)的加工料流氫含量降到基本上 三相反應(yīng)區(qū)的最低要求之下，則令人希望的是，對于例如第三和后續(xù)的加氫處理反應(yīng)區(qū)，使 用基本上液相的反應(yīng)裝置。在一個此類反應(yīng)裝置中，加工料流的基本上液相在加氫處理催 化劑床上連續(xù)延伸。此類基本上液相的反應(yīng)區(qū)不需要象基本上三相的反應(yīng)區(qū)一樣多的氫， 在基本上液相中，氫是溶解的或懸浮的。和先前階段一樣，加工料流在催化劑床上通過，并 且加工料流的氫消耗量和溫度升高將取決于加工料流入口溫度，催化劑和加氫處理反應(yīng)類 型。在進(jìn)一步加氫處理階段方面，只要在新鮮原料的進(jìn)一步添加后，在加工料流中有 足夠的氫來進(jìn)行附加的加氫處理，就基本上重復(fù)同樣的步驟。在該方法的一方面，可將催化 劑體系分布至整個反應(yīng)區(qū)，來對各附加的加氫處理反應(yīng)區(qū)，提供增加的催化劑體積和相應(yīng) 減小的LHSVRC(在反應(yīng)區(qū)，每小時每催化劑體積的反應(yīng)區(qū)進(jìn)料液體體積)。隨著加工料沿著 反應(yīng)階段逐步流動到基本上液相的反應(yīng)區(qū)，或者隨著在催化劑活性抑制劑的濃度在加工料 流中逐漸增加，此類催化劑體積的提高可以幫助維持想要的處理效率。加工料流的整個溫 度可隨著各加氫處理步驟而增加，來補(bǔ)充在加工料流中可能積累的抑制劑濃度的提高。上一反應(yīng)區(qū)的排出物一般被送到分離區(qū)來進(jìn)行過量氫，污染物，以及氣相產(chǎn)物的 去除。在一方面，最終排出物被送入熱分離器中，在其中從加工料流中除去未反應(yīng)的氫，以 及硫化氫，氨和其它污染物。在其它方面，熱分離器還抽取出氣態(tài)或低沸點的烴，其隨后被 送入分餾器或進(jìn)行其它工藝處理。在一方面，分離區(qū)優(yōu)選是高壓閃蒸器，在其中任何在加氫處理區(qū)形成的蒸氣均能 從基本上液相中分離開。在一種方式中，高壓閃蒸器在232°C (450° F)到468°C (875° F) 的溫度，3. 5MPa(500psig)到16. 5MPa (2400psig)的壓力下進(jìn)行工作，來分離所述流體。設(shè) 置該分離區(qū)來分離任何氣態(tài)材料(諸如氣態(tài)氫、硫化氫、氨，和/或C1到C4的氣態(tài)烴等等)， 其隨后被導(dǎo)入到回收裝置中。一般地，在分離的基本上液體流中的任何溶解氫在分離區(qū)的 壓力和溫度下保持溶解狀態(tài)。如上所述，在該方法和裝置中使用的基本上三相的加氫處理區(qū)可具有對氫的需 求，即在整個反應(yīng)區(qū)有效地維持具有基本上連續(xù)的氣相的基本上三相的加氫處理區(qū)。例如， 在一些三相加氫處理區(qū)，對氫的需求為135到202Nm7m3(800到1200SCF/B)。在一些使用 替代性實施方案的三相加氫處理區(qū)，對氫的需求為100到200Nm3/m3(600到1200SCF/B)。基 本上三相的加氫處理區(qū)，例如，可以是氫化區(qū)，加氫裂化區(qū)，或者由于基本上三相區(qū)的操作 而提供了含有過量氫的排出物的另一轉(zhuǎn)化區(qū)。在一種形式中，一個或多個基本上三相的反應(yīng)區(qū)可以是，例如，氫化反應(yīng)區(qū)，其是 不帶有再循環(huán)氣體料流或循環(huán)氣壓縮機(jī)來供應(yīng)該反應(yīng)區(qū)的氫需求的滴流床反應(yīng)器。在該形 式中，氫化反應(yīng)器在主要對從烴加工料流中除去雜原子如硫和氮具有活性的合適的(一種 或多種)催化劑的存在下，降低了在新鮮含烴原料中的硫和氮濃度。在一此類方面，合適的氫化催化劑是傳統(tǒng)氫化催化劑，并包括由至少一種在高比 表面積載體材料、優(yōu)選氧化鋁上的VIII族金屬、優(yōu)選鐵、鈷和鎳、更優(yōu)選鈷和/或鎳，以及至 少一種VI族金屬、優(yōu)選鉬和鎢組成的那些。其他合適的氫化催化劑包括沸石催化劑，以及 貴金屬催化劑，其中貴金屬選自鈀和鉬。在另一方面，在同一反應(yīng)器中也可使用多于一種類型的氫化催化劑。在此類方面，VIII族金屬的一般用量為2-20重量％，優(yōu)選4-12重量％。 VI族金屬一般用量為1-25重量％，優(yōu)選2-25重量％。在另一方面，一個或多個基本上三相反應(yīng)區(qū)是，例如，加氫裂化反應(yīng)區(qū)，諸如溫和 加氫裂化反應(yīng)區(qū)，其也作為噴淋床反應(yīng)器，并不帶有循環(huán)氣流或者循環(huán)氣壓縮機(jī)來為基本 上三相反應(yīng)區(qū)提供氫需求。取決于需要的輸出，加氫裂化區(qū)可包含一個或者多個相同或不 同的催化劑的床。在一方面，例如，當(dāng)優(yōu)選產(chǎn)物為中間餾分時，優(yōu)選加氫裂化催化劑使用與 一種或多種VIII族或VIB族金屬加氫組分組合的無定形基礎(chǔ)物或低沸石基礎(chǔ)物。在另一 方面，當(dāng)優(yōu)選產(chǎn)物處于汽油沸程中時，加氫裂化區(qū)含有催化劑，該催化劑通常含有結(jié)晶沸石 裂化基礎(chǔ)物，所述基礎(chǔ)物之上沉積有較少比例的VIII族金屬加氫組分。額外的加氫組分可 選自VIB族并與沸石基礎(chǔ)物結(jié)合。現(xiàn)有技術(shù)中有時稱沸石裂化基礎(chǔ)物為分子篩，并且通常由氧化硅、氧化鋁和一種 或多種可交換陽離子，比如鈉、鎂、鈣、稀土金屬等組成。其進(jìn)一步的特征在于在4-14埃 (10_1(1米)之間的相對均勻直徑的晶體孔。優(yōu)選使用具有在3-12之間的相對高氧化硅/氧 化鋁摩爾比的沸石。合適的天然沸石包括，例如，絲光沸石、輝沸石、片沸石、鎂堿沸石、環(huán)晶 石、菱沸石、毛沸石和八面沸石。合適的合成沸石包括，例如，B、X、Y和L晶型，例如，合成八 面沸石和發(fā)光沸石。優(yōu)選的沸石的晶體孔直徑在8-12埃(10_1(1米)之間，其中氧化硅/氧 化鋁摩爾比為4-6。優(yōu)選沸石類型中的優(yōu)選例為合成Y分子篩。天然生成的沸石通常為鈉形式、堿土金屬形式或混合形式。合成沸石幾乎總是先 合成為鈉形式。無論如何，作為裂化基礎(chǔ)物使用的沸石優(yōu)選其大部分或全部初始沸石單價 金屬與多價金屬和/或銨鹽發(fā)生離子交換，所述銨鹽隨后加熱分解除與沸石關(guān)聯(lián)的銨離 子，留下其位置上的氫離子和/或?qū)嶋H上隨后被水的去除去陽離子化的交換位點。這種氫 或“去陽離子化”的Y沸石在US3，130，006B1有更為詳細(xì)的描述?？梢酝ㄟ^先與銨鹽進(jìn)行離子交換，之后部分地與多價金屬鹽進(jìn)行反交換，然后煅 燒，得到混合多價金屬-氫沸石。在某些情況中，比如在合成發(fā)光沸石的情況中，可以通過 對堿金屬沸石進(jìn)行直接酸處理得到氫形式。在一方面，優(yōu)選裂化基礎(chǔ)物，基于初始的離子交 換能力，為至少10%，優(yōu)選至少20%，金屬-陽離子不足。另一方面，希望的和穩(wěn)定的沸石 類型為至少20%的離子交換能力由氫離子滿足。用作加氫組分的本發(fā)明優(yōu)選加氫裂化催化劑中的活性金屬是VIII族的那些，也 就是，鐵、鈷、鎳、釕、銠、鈀、鋨、銥和鉬。除了上述金屬之外，也可用其他助催化劑配合一起 使用，包括VIB族金屬，例如，鉬和鎢。催化劑中加氫金屬的量可以在很寬的范圍內(nèi)變化。寬 泛的來說，在0. 05-30重量％之間都可用。在貴金屬的情況中，通常用量為0. 05-2重量％。結(jié)合加氫金屬的方法是將沸石基礎(chǔ)物材料與所需金屬的合適化合物的水溶液進(jìn) 行接觸，溶液中金屬以陽離子形態(tài)存在。在加入了選擇好的加氫金屬后，將獲得的催化劑粉 末進(jìn)行過濾、干燥、并和添加的潤滑劑、粘合劑或其他所需的材料一起造粒，之后在例如溫 度從371°C到648°C (700° F到1200° F)的空氣中煅燒以活化催化劑并且分解銨離子。作 為替代，可以先對沸石組分進(jìn)行造粒，之后加入加氫組分，再通過煅燒進(jìn)行活化。上述催化劑可以以未稀釋形態(tài)使用，或者將粉末化的沸石催化劑與其他相對活性 較低的催化劑、稀釋劑或粘合劑比如氧化鋁、硅膠、氧化硅-氧化鋁共凝膠、活化粘土等(其 比例在5-90重量％范圍內(nèi))混合并共造粒。上述稀釋劑可以其自身形式使用，或者含有極少比例的添加的加氫金屬，比如VIB族和/或VIII族金屬。在本發(fā)明工藝過程可使用附加 的金屬助催化加氫裂化催化劑，該催化劑含有，例如，鋁磷酸鹽分子篩、結(jié)晶鉻硅酸鹽和其 他晶體硅酸鹽。在US4，363，718B1 (Klotz)中對結(jié)晶鉻硅酸鹽有更為詳細(xì)的描述。在一種方式中，加氫裂化反應(yīng)條件可包括，溫度從232 °C (450 ° F)到 468 "C (875 ° F)，壓力從 3. 5MPa (500psig)到 16. 5MPa (2400psig)，液時空速(LHSV)從 0. Ihr-1到SOhr—1。在一些方面，加氫裂化反應(yīng)提供了在加工料流中的烴到更低沸點產(chǎn)物的 轉(zhuǎn)化，其可為加工料流的至少5體積％的轉(zhuǎn)化。在其他方面，加氫裂化區(qū)的單程轉(zhuǎn)化率為 15%到70%，并優(yōu)選單程轉(zhuǎn)化率為20%到60%。在此類方面，該工藝方法適用于生產(chǎn)石腦 油、柴油或其他任何所需的低沸點烴。在一個方面，在該方法和裝置中使用的基本上液相反應(yīng)區(qū)可以是，例如，基本上液 相氫化區(qū)，在氫化條件下進(jìn)行工作來生產(chǎn)包含硫化氫和氨的排出物。在這一方面，對于該加 氫處理區(qū)的基本上液相的氫化反應(yīng)條件可以包括204°C (400° F)到482°C (900° F)，壓力 3. 5MPa(500psig)到16. 5MPa (2400psig)，新鮮含烴原料的液時空速為0. Ihf1到IOhf、帶 有氫化催化劑或氫化催化劑的組合。取決于特定的原料、催化劑和想要的排出物料流組合， 也可使用其它條件。基本上液相的氫化區(qū)的氫需求，通過溶解于在前加氫處理階段后被導(dǎo)入氫化區(qū)的 加工料流中的殘留氫基本上得以滿足，在對于從烴原料中除去雜原子諸如硫和氮具有活性 的合適的(一種或多種)催化劑的存在下。在另一方面，基本上液相氫化區(qū)的氫需求基本 上通過溶解在加工料流的殘留氫加上殘留在氣相中的附加量的氫來基本上得以滿足，其最 低程度維持了至后續(xù)加氫處理區(qū)的加氫處理區(qū)排出物為兩相。在一此類方面，用于本發(fā)明 的合適的氫化催化劑是如上所述的普通氫化催化劑。例如，它們包括由至少一種在高比表面積載體材料、優(yōu)選為氧化鋁上的VIII族金 屬、優(yōu)選鐵、鈷和鎳、更優(yōu)選鈷和/或鎳以及至少一種VI族金屬、優(yōu)選鉬和鎢組成的那些。其 他合適的氫化催化劑包括沸石催化劑，以及貴金屬催化劑，其中貴金屬選自鈀和鉬。在另一 方面，在同一反應(yīng)器中也可使用多于一種類型的氫化催化劑。在此類方面，VIII族金屬的 一般用量為2-20重量％，優(yōu)選4-12重量％。VI族金屬一般用量為1-25重量％，優(yōu)選2_25 重量％。在另一方面，基本上液相的反應(yīng)區(qū)可以是，例如，加氫裂化區(qū)。在所述基本上液相 的加氫裂化區(qū)中的操作條件和催化劑與上述基本上三相的噴淋床反應(yīng)區(qū)中的相同。

轉(zhuǎn)到圖1，其詳細(xì)描述了示例性的加氫處理方法，其消除循環(huán)氣壓縮機(jī)的使用，并 獲得了多階段方法和裝置的效率。應(yīng)被本領(lǐng)域技術(shù)人員了解的是，上述方法的各種特征，諸 如泵、儀表設(shè)備、熱-交換和回收單元、冷凝器、壓縮機(jī)、閃蒸罐、進(jìn)料罐以及輔助或其他傳 統(tǒng)上用在商業(yè)烴類轉(zhuǎn)化工藝中的工藝設(shè)備，在此并不進(jìn)行描述或舉例說明。應(yīng)該明了的是， 所述相關(guān)設(shè)備可以在這里描述的流程示意圖的商業(yè)實施方案中使用。對于本領(lǐng)域技術(shù)人 員，此類輔助或其他工藝設(shè)備可不通過過度實驗而加以獲得和設(shè)計。參見圖1，其描述了一個集成的加工處理單元10，其中，含烴原料，諸如真空瓦斯 油或重瓦斯油，被通過管線12引入工藝中，并分離成為第一部分新鮮原料14、第二部分新鮮原料16、第三部分新鮮原料18和第四部分新鮮原料20。通過管線22提供富氫氣體料流， 并與第一部分新鮮原料14進(jìn)行混合，將混合的料流引入到第一加工工藝處理反應(yīng)區(qū)，階段 I，其包含加氫處理反應(yīng)器24。如上所述，在一方面，這是一個基本上三相的噴淋床加氫處理 反應(yīng)器，對于基本上三相的反應(yīng)器，其氫需求由管線22和新鮮原料14的混合料流來提供。通過管線26從階段I的加氫處理反應(yīng)器24中除去第一排出物料流。將第一排出 物料流與第二部分新鮮原料16進(jìn)行混合。如上所述，加入第二部分新鮮原料的量和速率將 取決于含烴原料的特定組成、第一排出物的組成和氫濃度和溫度。第一排出物和第二部分 新鮮原料16的混合物被引入到第二加氫處理反應(yīng)區(qū)，階段II，其包含第二加氫處理反應(yīng)器 28。在一方面，階段II加氫處理反應(yīng)區(qū)也是一個基本上三相的噴淋床反應(yīng)器，在第一排出 物和第二部分新鮮原料16的混合物中含有足夠的氫來滿足第二基本上三相的反應(yīng)器28的 S需求。通過管線30從階段II加氫處理反應(yīng)器28中除去第二排出物料流。將第二排出 物料流與第三部分新鮮原料18進(jìn)行混合。如上述階段所描述的，加入第三部分新鮮原料的 量和速率將取決于含烴原料的特定組成、第二排出物的組成和氫濃度和溫度。第二排出物 和第三部分新鮮原料18的混合物被引入到第三加氫處理反應(yīng)區(qū)，階段III，其包含第三加 氫處理反應(yīng)器32。取決于第二排出物料流的氫含量，以及所需的反應(yīng)條件，在一方面，階段III加氫 處理反應(yīng)區(qū)可以是一個基本上三相的噴淋床反應(yīng)器，在第二排出物和第三部分新鮮原料18 的混合物中含有足夠的氫來滿足第三基本上三相的反應(yīng)器的氫需求。在許多工藝方法中， 第二排出物的氫含量不足以滿足基本上三相的反應(yīng)器的氫需求，并因此，如上所述，階段 III的第三反應(yīng)器32是基本上液相的反應(yīng)器。通過管線34從階段III加氫處理反應(yīng)器32中除去第三排出物料流。將第三排出 物料流與第四部分新鮮原料20進(jìn)行混合。如上述階段所描述的，加入第四部分新鮮原料的 量和速率將取決于含烴原料的特定組成、第三排出物的組成和氫濃度和溫度。第三排出物 和第四部分新鮮原料20的混合物被引入到第四加氫處理反應(yīng)區(qū)，階段IV，其包含第四加氫 處理反應(yīng)器36。在一方面，階段IV加氫處理反應(yīng)區(qū)也是一個基本上液相的反應(yīng)區(qū)，在第三 排出物和第四部分新鮮原料20的混合物中含有足夠的氫來滿足第四基本上液相的反應(yīng)器 區(qū)36的氫需求。在另一方面，階段IV加氫處理反應(yīng)區(qū)也是一個基本上液相的床反應(yīng)器，在 第三排出物和第四部分新鮮原料20的混合物中含有足夠的氫來滿足第四基本上液相的反 應(yīng)器區(qū)36的化學(xué)氫需求，以及附加量的氫來最低程度保持階段IV排出物處于兩相。通過管線38從階段IV加氫處理反應(yīng)器36中除去最后的排出物料流，并將其通過 管線38送入分離區(qū)40。通過管線42從分離區(qū)40中除去氣體料流，并進(jìn)一步分離成富氫料 流、污染物，諸如硫化氫和氨、以及低沸點烴類。通過管線44從分離區(qū)除去剩余的液相，并 將其進(jìn)行進(jìn)一步的工藝處理或者送入分餾區(qū)來進(jìn)一步分離成各種組分。轉(zhuǎn)向圖2，其詳細(xì)描述了第二個示例性的加氫處理方法，其消除了循環(huán)氣壓縮機(jī)的 使用，并獲得了多階段方法和裝置的效率。參見圖2，其描述了一個集成的加工處理單元 110，其中，含烴原料，諸如真空瓦斯油或重瓦斯油，被通過管線112引入工藝中，并分離成 為第一部分新鮮原料114、第二部分新鮮原料116、第三部分新鮮原料118和第四部分新鮮 原料120。通過管線122提供富氫氣體料流，并與第一部分新鮮原料114進(jìn)行混合，將混合的料流引入到第一加工工藝處理反應(yīng)區(qū)，階段I，其包含加氫處理反應(yīng)器124。如上所述，在 一方面，這是一個基本上三相的噴淋床加氫處理反應(yīng)器。通過管線126從階段I的加氫處理反應(yīng)器124中除去第一排出物料流。將第一排 出物料流與第二部分新鮮原料116進(jìn)行混合。如上所述，加入第二部分新鮮原料的量和速 率將取決于含烴原料的特定組成、第一排出物的組成和氫濃度和溫度。第一排出物和第二 部分新鮮原料116的混合物被引入到第二加氫處理反應(yīng)區(qū)，階段II，其包含第二加氫處理 反應(yīng)器126。在一方面，階段II加氫處理反應(yīng)區(qū)也是一個三相的噴淋床反應(yīng)器。通過管線130從階段II加氫處理反應(yīng)器128中除去第二排出物料流。將第二排 出物料流與第三部分新鮮原料118進(jìn)行混合。如上述階段所描述的，加入第三部分新鮮原 料的量和速率將取決于含烴原料的特定組成、第二排出物的組成和氫濃度和溫度。第二排 出物和第三部分新鮮原料118的混合物被引入到第三加氫處理反應(yīng)區(qū)，階段III，其包含第 三加氫處理反應(yīng)器128。取決于第二排出物料流的氫含量，以及所需的反應(yīng)條件，在一方面，階段III加氫 處理反應(yīng)區(qū)可以是一個基本上三相的噴淋床反應(yīng)器，在第二排出物和第三部分新鮮原料 118的混合物中含有足夠的氫來滿足三相反應(yīng)器的氫需求。在另一方面，第二排出物的氫 含量不足以滿足基本上三相的反應(yīng)器的氫需求，并因此，如上所述，階段III的第三反應(yīng)器 128是基本上液相的反應(yīng)器。通過管線134從階段III加氫處理反應(yīng)器130中除去第三排出物料流。將第三 排出物料流與第四部分新鮮原料120進(jìn)行混合。如上述階段所描述的，加入第四部分新鮮 原料的量和速率將取決于含烴原料的特定組成、第三排出物的組成和氫濃度和溫度。第三 排出物和第四部分新鮮原料120的混合物被引入到第四加氫處理反應(yīng)區(qū)，階段IV，其包含 第四加氫處理反應(yīng)器136。在一方面，階段IV加氫處理反應(yīng)區(qū)也是一個基本上液相的反應(yīng) 器，在第三排出物和第四部分新鮮原料120的混合物中含有足夠的氫來滿足第四基本上液 相的反應(yīng)器區(qū)136的氫需求。在另一方面，階段IV加氫處理反應(yīng)區(qū)也是一個基本上液相的 床反應(yīng)器區(qū)，在第三排出物和第四部分新鮮原料120的混合物中含有足夠的氫來滿足第四 基本上液相的反應(yīng)器區(qū)136的化學(xué)氫需求，以及附加量的氫來最低程度保持階段IV排出物 處于兩相。通過管線138從階段IV，第四加氫處理反應(yīng)器136中除去最后的排出物料流，并將 其通過管線138送入分離區(qū)140。通過管線142從分離區(qū)140中除去氣體料流，并進(jìn)一步分 離成可含有污染物，諸如硫化氫和氨以及低沸點烴類的富氫料流。通過管線144從分離區(qū) 除去剩余的液相，并任選地，一部分液相在外部進(jìn)行再循環(huán)，使得外部循環(huán)如需要作為稀釋 劑加入到一個或者多個或者全部新鮮原料料流114、116、118、120中。在另一方面，外部循 環(huán)被作為稀釋劑全部加入到第一部分新鮮原料114中。分離區(qū)140出來的剩余液相通過管 線148經(jīng)管線140輸送至進(jìn)一步的工藝處理和/或送入分餾區(qū)來進(jìn)一步分離成各種組分。轉(zhuǎn)向圖3，其詳細(xì)描述了第三個示例性的加氫處理方法，其消除了循環(huán)氣壓縮機(jī)的 使用，并獲得了多階段方法和裝置的效率。參見圖3，其描述了一個集成的加工處理單元 210，其中，含烴原料，諸如真空瓦斯油或重瓦斯油，被通過新鮮含烴原料管線212引入工藝 中，并分離成為在第一含烴部分原料管線214中的第一部分新鮮原料、在第二含烴部分原 料管線216中的第二部分新鮮原料、在第三含烴部分原料管線218中的第三部分新鮮原料
14和在第四含烴部分原料管線220中的第四部分新鮮原料。管線214、216、218和220都與新 鮮原料管線212下游連通。含烴原料以第一溫度來提供，該溫度低于反應(yīng)器溫度，諸如第一 溫度在200°和300° F之間(90°和150°C之間)，因為原料并未受到顯著的加熱，并優(yōu)選 不受到任何加熱。通過氫源，諸如經(jīng)過補(bǔ)充氣壓縮機(jī)225的管線222，來提供富氫氣體料流。在一方 面，在管線222的氫僅僅通過補(bǔ)充氣壓縮機(jī)225來提供。管線222與補(bǔ)充氣壓縮機(jī)225下 游連通。氫源222可以與一般精煉廠氫氣供應(yīng)下游連通。管線222的富氫氣體料流與在第 一含烴部分管線214的第一部分新鮮原料，其與氫管線222下游連通，來提供第一部分含烴 原料與管線215中的氫的混合物。使用加熱器，將第一部分新鮮原料加熱至合適反應(yīng)溫度。 加熱器217可以是一種或多種燃燒加熱器和/或熱交換器，其由燃燒加熱器217表示。例 如，氫和管線215中的第一部分的混合物可以在燃燒加熱器217和/或熱交換器中進(jìn)行加 熱。除此之外地或替代性地，加熱器217可以被設(shè)置來加熱管線214中的在管線215上游的 第一部分新鮮原料。除此之外地或替代性地，管線222的氫可通過熱交換器223或其它手 段進(jìn)行加熱，并與第一部分新鮮原料進(jìn)行混合，由此加熱了管線215中的第一部分。這些排 列的任意組合均可合適地加熱第一部分新鮮原料到第二溫度，其高于第一溫度。管線216、 218,220中的部分新鮮原料繞過用于加熱第一部分新鮮原料的加熱器217，來保持其他部 分原料相對冷卻。在管線219中的加熱過的混合料流被加入到第一加氫處理反應(yīng)區(qū)，階段I，其包括 加氫處理反應(yīng)器224。階段I的第一加氫處理反應(yīng)區(qū)與管線214、215和219中的第一含烴 部分、氫管線222和加熱器217和/或223下游連通。加氫處理反應(yīng)器224可以是單個催 化劑床或可以是帶有一個或多個催化劑床的單個容器。如上所述，在一個方面，這是一個基 本上三相的噴淋床加氫處理反應(yīng)器，其由管線222的氫和新鮮原料214的混合料流來為基 本上三相的反應(yīng)器提供氫需求。通過第一加氫處理排出物管線226，從階段I的加氫處理反應(yīng)器224中除去第一排 出物料流。第一加氫處理排出物管線226與第二含烴部分管線216下游連通。將第一排出 物料流與在第二含烴部分管線216中的未加熱的第二部分新鮮原料進(jìn)行混合，通過吸收放 熱的加氫處理反應(yīng)產(chǎn)生的一些熱來驟冷第一排出物料流。如上所述，加入第二部分新鮮原 料的量和速率均取決于含烴原料的特定組成、第一排出物的組成和氫濃度和溫度?；旌弦?及驟冷后的第一排出物226和第二部分新鮮原料216被引入到階段II的第二加氫處理反 應(yīng)區(qū)，其包含第二加氫處理反應(yīng)器228。加氫處理反應(yīng)器228可以是單個催化劑床或可以是 帶有一個或多個催化劑床的單個容器。在一方面，階段II加氫處理反應(yīng)區(qū)也是一個基本上 三相的噴淋床反應(yīng)器，在第一排出物和第二部分新鮮原料216的混合物中含有足夠的氫來 滿足第二基本上三相的反應(yīng)器228的氫需求。通過第二加氫處理排出物管線230，從階段II的加氫處理反應(yīng)器228中除去第二 排出物料流。第二加氫處理排出物管線230與第三含烴部分管線218下游連通。將第二 排出物料流與在第三含烴部分管線218中的未加熱的第三部分新鮮原料進(jìn)行混合，通過吸 收放熱的加氫處理反應(yīng)產(chǎn)生的一些熱來驟冷第二排出物料流。和上述階段類似，加入第三 部分新鮮原料的量和速率均取決于含烴原料的特定組成、第二排出物的組成和氫濃度和溫 度。混合以及驟冷后的第二排出物230和第三部分新鮮原料218被引入到階段III的第三加氫處理反應(yīng)區(qū)，其包含第三加氫處理反應(yīng)器232。加氫處理反應(yīng)器232可以是單個催化劑 床或可以是帶有一個或多個催化劑床的單個容器。取決于第二排出物料流的氫含量，以及想要的反應(yīng)條件，在一方面，階段III的加 氫處理反應(yīng)區(qū)可以是基本上三相的噴淋床反應(yīng)器，由混合的第二排出物230和第三部分新 鮮原料218來為第三基本上三相的反應(yīng)器提供足夠的氫。在許多工藝方法中，第二排出物 的氫含量不足以滿足基本上三相的反應(yīng)器的氫需求，并因此，如上所述，階段III的第三反 應(yīng)器232是基本上液相的反應(yīng)器。通過管線234從階段III加氫處理反應(yīng)器232中除去第三排出物料流。將第三加 氫處理排出物管線234與第四含烴部分管線220下游連通。將在第三加氫處理排出物管線 234中的第三排出物料流與未加熱的第四部分新鮮原料220進(jìn)行混合，通過吸收放熱的加 氫處理反應(yīng)產(chǎn)生的一些熱來驟冷第三排出物料流。如上述階段所描述的，加入第四部分新 鮮原料的量和速率將取決于含烴原料的特定組成、第三排出物的組成和氫濃度和溫度?；?合以及驟冷后的第三排出物234和第四部分新鮮原料220被引入到階段IV的第四加氫處 理反應(yīng)區(qū)，其包含第四加氫處理反應(yīng)器236。加氫處理反應(yīng)器236可以是單個催化劑床或可 以是帶有一個或多個催化劑床的單個容器。在一方面，階段IV加氫處理反應(yīng)區(qū)也是一個基 本上液相的反應(yīng)區(qū)，其在第三排出物和第四部分新鮮原料220的混合物中含有足夠的氫來 滿足第四基本上液相的反應(yīng)器區(qū)236的氫需求。在另一方面，階段IV加氫處理反應(yīng)區(qū)也是 一個基本上液相的床反應(yīng)器區(qū)，在第三排出物和第四部分新鮮原料220的混合物中含有足 夠的氫來滿足第四基本上液相的反應(yīng)器區(qū)236的化學(xué)氫需求，以及附加量的氫來最低程度 保持階段IV排出物處于兩相。通過管線238從階段IV加氫處理反應(yīng)器236中除去最后的排出物料流，并將其通 過管線238送入分離區(qū)240。通過管線242從分離區(qū)240中除去氣體料流，并進(jìn)一步分離成 富氫料流、污染物，諸如硫化氫和氨、以及低沸點烴類。將富氫料流送到一般的精煉廠氫供 應(yīng)處，而不是循環(huán)回到加氫處理階段I-IV，除非任選地再循環(huán)通過補(bǔ)充氣體壓縮機(jī)225。因 此，氫管線222不與加氫處理階段I-IV下游連通，但是任選地通過補(bǔ)充氣壓縮機(jī)225連通。 另外，加氫處理階段I-IV不與循環(huán)氣壓縮機(jī)下游連通。通過管線224，從分離區(qū)除去剩余液 相，并將其通過管線248引入進(jìn)行進(jìn)一步加工處理，或者進(jìn)入分餾區(qū)進(jìn)一步分離成各種組 分。剩余液相可通過管線244從分離區(qū)除去，并任選地，一部分液相在剖視圖顯示的 管線246中進(jìn)行外部循環(huán)，使得如需要外部循環(huán)作為稀釋劑加入到一個或者多個或者全部 新鮮原料214、216、218、220料流中。在另一方面，外部循環(huán)作為稀釋劑完全地添加到第一 部分新鮮原料214。分離區(qū)240出來的剩余液相通過管線248送至行進(jìn)一步的工藝處理和 /或送入分餾區(qū)來進(jìn)一步分離成各種組分。
實施例下面提供的兩個實施例，詳細(xì)說明了上述方法和裝置的各方面，其可適用于使用 了噴淋床、基本上三相反應(yīng)器和基本上液相反應(yīng)器的氫化方法中。這些實施例提供了涉及 基于新鮮原料速率和催化劑床分布的加工料流、加工料流溫度等，以及基于由相似氫化反 應(yīng)器和原料的實際生產(chǎn)經(jīng)驗發(fā)展而來的計算機(jī)模擬的加工料流溫度增加的數(shù)據(jù)。在實施例中的原料是真空瓦斯油，其具有如下性能API比重=21. 62，蒸餾(ASTMD-2887) IBP = 238°C^460° F)，10%= 315°C (599° F)，30% = 371°C (700° F)，50% = 414°C (777° F)， 70 % = 453 °C (848 ° F)，90 % = 507 °C (944 ° F)，EP = 1076 °C，含有 2. 7 重量 ％ 硫和 1200wppm的氮。在實施例I和II中，對原料進(jìn)行氫化，得到含有低于lOOOwppm硫的產(chǎn)物。在下列實施例中，數(shù)據(jù)以近似值報告，S卩，近似流量，溫度，氫含量和消耗，等等， 并且所述值取整至最接近的報告的小數(shù)位。“初始原料流速"是以每天桶數(shù)(“bpd"， barrels per day)來表示的原料在新鮮原料提供給單元并根據(jù)方法和裝置的階段分成四 個加工料流時的流速。“流速，工藝處理階段出口"是加工處理過的加工料流從裝置的各 加氫處理階段出來的流速。“溫度，進(jìn)入工藝處理階段"和"溫度，離開工藝處理階段〃分 別是加工料流在各個工藝處理階段的入口和出口的溫度?！俺跏荚蠈﹄A段排出物的比率"是各個加工處理階段中加氫處理過的加工料 流對該階段加入到加工料流中的部分新鮮原料的計算比率，即，之前加工處理過的加工料 流速率除以加入到各處理階段的新鮮原料流?！叭肟跉?液相"是在各處理階段入口的加工料流的氫含量除以加入該處理階 段的總液體量?！按呋瘎㎜HSVRC"表示，提供給反應(yīng)階段的催化劑量，以在反應(yīng)階段，每小 時反應(yīng)器進(jìn)料每體積催化劑的液體體積來表示。在該實施例中，圖1 一個方面說明的方法和裝置進(jìn)行如下改變，即有四個催化劑 床的氫化單元，大約331!117虹(每天50，000桶)的輸出。原料是如上所述的真空瓦斯油。 頭兩個催化劑床分別提供第一和第二階段基本上三相的噴淋床氫化反應(yīng)區(qū)，第三和第四個 催化劑床分別提供第三和第四個階段基本上液相的氫化反應(yīng)區(qū)。該原料被分成四部分新鮮原料，僅僅第一部分新鮮原料(到第一反應(yīng)區(qū)/階段的 新鮮原料)接收了氫流來供應(yīng)所有四個床的氫需求。氫流為135Nm3/m3(SOOscfbfT)(基于 加入到單元中的新鮮原料總量)。如上所述，第二至第四部分的新鮮原料與它們各自在前氫 化反應(yīng)區(qū)/階段的排出物進(jìn)行混合。在表I中顯示了原料和各氫化反應(yīng)階段的工藝參數(shù)。表 I
權(quán)利要求
1.一種對預(yù)定進(jìn)入流速的含烴原料流的加工處理方法，其包括如下步驟提供兩個或更多個順序排列并且流體連通的加氫處理階段，各加氫處理階段具有需要 氫的加氫處理反應(yīng)區(qū)，并且各階段被設(shè)置為接收加工料流并生產(chǎn)加氫處理過的排出物； 提供氫源，其基本上不含有來源于加氫處理過的排出物和由氫循環(huán)氣壓縮機(jī)供應(yīng)的氫；將含烴原料流分離成用于各加氫處理階段的部分新鮮原料；給第一部分新鮮原料提供來自氫源的氫，其量足以滿足基本上所有加氫處理階段的全 部氫需求；將富氫第一部分新鮮原料作為加工料流通過第一加氫處理階段來形成加氫處理過的 排出物；將包含有與該階段新鮮原料的混合的在前加氫處理階段的加氫處理過的排出物的加 工料流供應(yīng)給后續(xù)的加氫處理階段，加氫處理過的排出物的體積超過新鮮原料部分的體 積；以及將各加工料流通過各個后續(xù)加氫處理階段來形成加工處理過的排出物，各加氫處理階 段的氫需求由進(jìn)入加氫處理階段的加工料流來提供。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，各加氫處理階段和1后續(xù)加氫處理階段的新鮮進(jìn)料的溫度 低于在前加氫處理階段的排出物。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，一個或者多個加氫處理階段是氫化階段，其隨后有一個或 多個將加工料流進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)的加氫處理階段。
4.一種對預(yù)定進(jìn)入流速的含烴原料的加工處理方法，其包括如下步驟提供兩個或更多順序排列并且流體連通的加氫處理階段，各加氫處理階段具有需要?dú)?的加氫處理反應(yīng)區(qū)，并且各階段被設(shè)置為接收加工料流并生產(chǎn)加氫處理過的排出物； 提供氫源；提供處于第一溫度的含烴原料；將含烴原料流分離成用于第一加氫處理階段的第一部分新鮮原料和用于第二加氫處 理階段的第二部分新鮮原料；將第一部分新鮮原料加熱到高于第一溫度的第二溫度；給第一部分新鮮原料提供來自氫源的氫，其量足以滿足基本上所有加氫處理階段的全 部氫需求；將加熱的富氫第一部分新鮮原料作為加工料流通過第一加氫處理階段來形成加氫處 理過的排出物；用未加熱的第二部分新鮮原料來驟冷在前加氫處理階段的加氫處理過的排出物；以及 將包含有用第二部分新鮮原料進(jìn)行驟冷的在前加氫處理階段的加氫處理過的排出物 的加工料流供應(yīng)給第二加氫處理階段，第二加氫處理階段的氫需求由進(jìn)入第二加氫處理階 段的加工料流來提供。
5.權(quán)利要求4的方法，其進(jìn)一步包括將第一部分新鮮原料在加熱器中進(jìn)行加熱，并將 第二部分新鮮原料繞過該加熱器。
6.權(quán)利要求4的方法，其中加氫處理過的排出物的體積超過第二部分新鮮原料的體積。
7.權(quán)利要求4的方法，其中在第二和后續(xù)加氫處理階段的各加工料流中，在前階段的 排出物對新鮮原料的比率為至少3比1。
8.權(quán)利要求6的方法，其中氫僅僅來源于補(bǔ)充氣壓縮機(jī)。
9.一種對含烴原料進(jìn)行加工處理的裝置，其包括兩個或更多順序排列的加氫處理階段，并且各階段與在前階段流體連通； 供應(yīng)氫的管線； 供應(yīng)新鮮含烴原料的管線；第一含烴部分管線，其與所述新鮮含烴原料管線和所述氫管線下游連通； 在所述第一含烴原料管線和所述氫管線中之一上的加熱器，其用于最終加熱在第一含 烴部分管線中的含烴原料；第一加氫處理階段，其與所述第一含烴部分管線、所述氫管線和所述加熱器下游連通;以及第二含烴部分管線，其與所述新鮮含烴原料管線下游連通；從所述第一加氫處理階段出來的第一加氫處理過的排出物管線，其與所述第二含烴部 分管線下游連通；以及第二加氫處理階段，其與所述第一加氫處理過的排出物管線和所述第二含烴部分管線 下游連通。
10.權(quán)利要求9的裝置，其中氫管線不與所述加氫處理階段下游連通，但任選地通過補(bǔ) 充氣壓縮機(jī)相連。
全文摘要
提供了一種加氫處理含烴原料流的方法和裝置。在一方面，該方法包括提供兩個或更多順序排列的加氫處理階段，各加氫處理階段具有需要?dú)涞募託涮幚矸磻?yīng)區(qū)，并且各階段與在前階段流體連通。提供氫源，其基本上不含有來源于氫循環(huán)氣壓縮機(jī)的氫。將含烴原料料流根據(jù)各加氫處理階段而分離成各部分新鮮原料，和第一部分新鮮原料。在一個實施方案中，僅僅加熱第一加氫處理反應(yīng)階段。加入的第一加氫處理反應(yīng)區(qū)的加熱的第一部分新鮮原料被提供了足以滿足基本上所有加氫處理階段的全部氫需求的氫。在進(jìn)入第二階段之前，將第二部分新鮮原料與在前階段的排出物進(jìn)行混合。
文檔編號C10G65/02GK102112584SQ200980129637
公開日2011年6月29日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者C·P·利布基, J·A·派特里, P·柯卡耶夫, V·K·默蒂 申請人:環(huán)球油品公司