用于將原油轉(zhuǎn)化成具有改進(jìn)的碳效率的石化品的方法和設(shè)施的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于將原油轉(zhuǎn)化成具有改進(jìn)的碳效率的石化品的方法和設(shè)施
[0001] 本發(fā)明涉及一種將原油轉(zhuǎn)化成石化產(chǎn)品的整合方法，其包括原油蒸餾，加氫裂化 和烯烴合成。此外，本發(fā)明涉及一種將原油轉(zhuǎn)化成石化產(chǎn)品的處理設(shè)施，其包括原油蒸餾單 元，加氫裂化器和用于烯烴合成的單元。
[0002] 以前已經(jīng)描述了原油煉廠可以與下游化學(xué)設(shè)備例如熱解蒸汽裂化單元整合，以燃 料生產(chǎn)為代價(jià)來(lái)增加高價(jià)值化學(xué)品的生產(chǎn)。
[0003] US3,702,292描述了一種用于生產(chǎn)燃料和化學(xué)產(chǎn)品的整合原油煉制裝置，其包括 原油蒸餾裝置、加氫裂化裝置、延遲焦化裝置、重整裝置、乙烯和丙烯生產(chǎn)裝置(其包括熱解 蒸汽裂化單元和熱解產(chǎn)物分離單元）、催化裂化裝置、芳族產(chǎn)物回收裝置、丁二烯回收裝置 和處于相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)中的烷基化裝置，以實(shí)現(xiàn)原油到石化品的約50%的轉(zhuǎn)化率和原油到 燃料的約50%的轉(zhuǎn)化率。
[0004] 將煉油操作與下游化學(xué)設(shè)備整合以生產(chǎn)石化品的常規(guī)裝置和方法的主要缺點(diǎn)是 這種整合方法仍然生產(chǎn)了大量的燃料。此外，將煉油操作與下游化學(xué)設(shè)備整合的常規(guī)裝置 和方法具有在原油轉(zhuǎn)化成石化產(chǎn)品方面的相對(duì)低的碳效率。例如，US3,702,292公開(kāi)了一種 方法，其在原油轉(zhuǎn)化成石化產(chǎn)品方面的碳效率小于50重量％。
[0005] 本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種將煉油操作與下游化學(xué)設(shè)備相整合的裝置和方法， 其以燃料和燃料氣體的生產(chǎn)為代價(jià)增加石化品的生產(chǎn)。本發(fā)明此外的一個(gè)目標(biāo)是提供將煉 油操作與下游化學(xué)設(shè)備相整合的裝置和方法，其具有在原油轉(zhuǎn)化成石化產(chǎn)品方面改進(jìn)的碳 效率。
[0006] 上述問(wèn)題的解決方案通過(guò)提供以下所述的和權(quán)利要求書(shū)中所體現(xiàn)的實(shí)施方案來(lái) 實(shí)現(xiàn)。
[0007] 在一方面中，本發(fā)明涉及一種將原油轉(zhuǎn)化成石化產(chǎn)品的整合方法。該方法還在圖 1-4中提出，其在以下進(jìn)一步描述。
[0008] 因此，本發(fā)明提供一種將原油轉(zhuǎn)化成石化產(chǎn)品的方法，其包括原油蒸餾、加氫裂化 和烯烴合成，該方法包括使加氫裂化器進(jìn)料進(jìn)行加氫裂化以生產(chǎn)LPG和BTX，和使該方法中 生產(chǎn)的LPG進(jìn)行烯烴合成，其中所述加氫裂化器進(jìn)料包含：
[0009] 通過(guò)該方法中的原油蒸餾生產(chǎn)的石腦油、煤油和粗柴油中的一種或多種;和
[0010] 該方法中生產(chǎn)的煉制單元來(lái)源的輕質(zhì)餾分和/或煉制單元來(lái)源的中間餾分。
[0011] 常規(guī)上，石化產(chǎn)品例如C2和C3烯烴通過(guò)使原油進(jìn)行原油蒸餾和將由此獲得的特定 原油餾分進(jìn)行煉制工藝來(lái)生產(chǎn)。在本發(fā)明的上下文中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)與使相同原油餾分直接 進(jìn)行蒸汽裂化的方法相比，將原油轉(zhuǎn)化成石化產(chǎn)品的整合方法的碳效率可以通過(guò)以下來(lái)改 進(jìn):使石腦油、煤油和粗柴油（即C5+烴）中的一種或多種進(jìn)行加氫裂化以生產(chǎn)LPG，和隨后將 由加氫裂化生產(chǎn)的LPG轉(zhuǎn)化成烯烴。作為這里使用的，術(shù)語(yǔ)"在原油轉(zhuǎn)化成石化產(chǎn)品方面的 碳效率"或者"碳效率"涉及石化產(chǎn)品中所含的碳占原油中所含的總碳的重量％，其中所述 石化產(chǎn)品選自乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯-1、異丁烯、異戊二烯、環(huán)戊二烯(CPTD)、苯、甲苯、二 甲苯和乙苯。與本發(fā)明方法相關(guān)的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)包括與通過(guò)將原油餾分進(jìn)行液體蒸汽裂化 來(lái)生產(chǎn)石化品的方法相比，資金支出降低，丙烯與乙烯的摩爾比更高和BTX生產(chǎn)改進(jìn)。
[0012] 因此，本發(fā)明的方法包括將C5+烴進(jìn)行加氫裂化以生產(chǎn)LPG，和將由此獲得的LPG進(jìn) 行烯烴合成。在本發(fā)明的方法中，C+烴優(yōu)選不進(jìn)行烯烴合成。
[0013] 術(shù)語(yǔ)"通過(guò)該方法中的原油蒸餾生產(chǎn)的石腦油、煤油和粗柴油中的一種或多種"表 示所述石腦油、煤油和粗柴油中的一種或多種通過(guò)本發(fā)明的整合方法中包括的原油蒸餾工 藝步驟來(lái)生產(chǎn)。此外，術(shù)語(yǔ)"該方法中生產(chǎn)的煉制單元來(lái)源的輕質(zhì)餾分和/或煉制單元來(lái)源 的中間餾分"表示所述煉制單元來(lái)源的輕質(zhì)餾分和/或煉制單元來(lái)源的中間餾分通過(guò)本發(fā) 明的整合方法中包括的煉制單元工藝步驟來(lái)生產(chǎn)。
[0014] 在本發(fā)明中，加氫裂化器進(jìn)料包含：
[0015] 通過(guò)該方法中的原油蒸餾生產(chǎn)的石腦油、煤油和粗柴油中的一種或多種;和
[0016] 該方法中生產(chǎn)的煉制單元來(lái)源的輕質(zhì)餾分和/或煉制單元來(lái)源的中間餾分。
[0017] 優(yōu)選用于本發(fā)明的加氫裂化器進(jìn)料包含：
[0018] 通過(guò)在該方法中的原油蒸餾生產(chǎn)的石腦油、煤油和粗柴油中的兩種或更多種;和
[0019] 該方法中生產(chǎn)的煉制單元來(lái)源的輕質(zhì)餾分和/或煉制單元來(lái)源的中間餾分。
[0020] 更優(yōu)選用于本發(fā)明的加氫裂化器進(jìn)料包含：
[0021] 通過(guò)該方法中的原油蒸餾生產(chǎn)的石腦油、煤油和粗柴油;和
[0022] 該方法中生產(chǎn)的煉制單元來(lái)源的輕質(zhì)餾分和/或煉制單元來(lái)源的中間餾分。
[0023] 特別優(yōu)選用于本發(fā)明的加氫裂化器進(jìn)料包含：
[0024] 通過(guò)該方法中的原油蒸餾生產(chǎn)的石腦油、煤油和粗柴油中的一種或多種;和
[0025] 該方法中生產(chǎn)的煉制單元來(lái)源的輕質(zhì)餾分和煉制單元來(lái)源的中間餾分。
[0026] 更特別優(yōu)選用于本發(fā)明的加氫裂化器進(jìn)料包含：
[0027] 通過(guò)在該方法中的原油蒸餾生產(chǎn)的石腦油、煤油和粗柴油中的兩種或更多種;和
[0028] 該方法中生產(chǎn)的煉制單元來(lái)源的輕質(zhì)餾分和煉制單元來(lái)源的中間餾分。
[0029]最優(yōu)選用于本發(fā)明的加氫裂化器進(jìn)料包含：
[0030] 通過(guò)該方法中的原油蒸餾生產(chǎn)的石腦油、煤油和粗柴油;和
[0031] 該方法中生產(chǎn)的煉制單元來(lái)源的輕質(zhì)餾分和煉制單元來(lái)源的中間餾分。
[0032]現(xiàn)有技術(shù)描述了由具體烴進(jìn)料例如具體原油餾分和/或煉制單元來(lái)源的餾出物來(lái) 生產(chǎn)石化產(chǎn)品的方法。
[0033] 例如，W02006/137615A1描述了一種如下來(lái)增加 C2-C4輕質(zhì)烯烴的生產(chǎn)的方法:將 由烴原料來(lái)生產(chǎn)輕質(zhì)烯烴碳化合物的方法整合，該方法包括將所述烴原料進(jìn)料到熱解爐以 進(jìn)行熱解反應(yīng)，將熱解反應(yīng)中生產(chǎn)的分離的熱解汽油、烴原料和氫進(jìn)料到反應(yīng)區(qū)，以在催化 劑存在下通過(guò)加氫裂化反應(yīng)將烴原料轉(zhuǎn)化成芳烴化合物和非芳烴(其富含LPG)。使加氫裂 化反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行氣-液分離，其中將所形成的包含乙烷和LPG的氣體循環(huán)到用于分離 熱解反應(yīng)中產(chǎn)生的產(chǎn)物的相同的壓縮和分餾方法中。W02006/137615A1進(jìn)一步描述了在用 來(lái)分離熱解反應(yīng)中產(chǎn)生的產(chǎn)物的壓縮和分餾方法中回收的C2-C4鏈烷烴可以循環(huán)到熱解爐 中。W02006/137615A1的方法尤其是特征在于烴原料的沸點(diǎn)是30-250°C，和可以選自重整 油、熱解汽油、流化催化裂化汽油、含C9 +芳烴的混合物、石腦油及其混合物。W02006/ 137615A1因此沒(méi)有公開(kāi)用于將原油轉(zhuǎn)化成石化產(chǎn)品的整合方法。此外，W02006/137615A1教 導(dǎo)了烴原料應(yīng)當(dāng)直接進(jìn)行液體蒸汽裂化。因此，W02006/137615A1沒(méi)有教導(dǎo)有利的是首先使 烴原料進(jìn)行加氫裂化以生產(chǎn)LPG，和使由此獲得的LPG進(jìn)行烯烴合成，而不是使所述烴原料 直接進(jìn)行烯烴合成。
[0034] US2007/0062848A1描述了一種方法，用于處理包含兩個(gè)或更多個(gè)稠合的芳環(huán)的烴 化合物以使至少一個(gè)環(huán)飽和，然后從該化合物的芳族部分使所形成的飽和環(huán)裂開(kāi)，以生產(chǎn) C2-4烷烴料流和芳烴料流。將該方法中生產(chǎn)的C2-4烷烴料流進(jìn)料到烴裂化器，以使得來(lái)自 于該裂化器的氫可以用于使包含兩個(gè)或更多個(gè)稠合的芳環(huán)的化合物飽和和裂開(kāi)。W02006/ 137615A1沒(méi)有公開(kāi)該方法中生產(chǎn)的原油餾分例如石腦油和柴油或餾出物，例如催化裂化器 汽油或者芳環(huán)裂開(kāi)單元來(lái)源的汽油，可以進(jìn)行加氫裂化以生產(chǎn)LPG和BTX。
[0035] US2003/0221990A1描述了一種多級(jí)加氫裂化工藝，其中來(lái)自于第一級(jí)的輕質(zhì)產(chǎn)物 例如石腦油、煤油和柴油與來(lái)自于其他來(lái)源的石腦油、煤油和柴油合并，并且從分餾再循環(huán) 到第二級(jí)（或者下一級(jí)）加氫裂化器以生產(chǎn)更輕質(zhì)的產(chǎn)物，例如氣體和石腦油。US2003/ 0221990A1沒(méi)有公開(kāi)烯烴合成。
[0036] 1^3,891，539描述了一種用于將重質(zhì)烴油轉(zhuǎn)化成燃料的加氫裂化工藝。1^3,891， 539的方法尤其是包括在多孔加氫裂化催化劑存在下，在第一加氫裂化區(qū)中將重質(zhì)烴油裝 料加氫裂化成主要地粗柴油，和將由此獲得的粗柴油在第二加氫裂化區(qū)中加氫裂化以生產(chǎn) 汽油。US3,891，539沒(méi)有公開(kāi)適于生產(chǎn)石化品例如BTX或烯烴的工藝步驟。
[0037] US3,449,460描述了一種用于提質(zhì)沸點(diǎn)高至200°C的芳烴原料的方法，其包括將所 述原料分離成沸點(diǎn)80°C_120°C的第一級(jí)分和沸點(diǎn)120°C_200°C的第二分級(jí)，和使第一級(jí)分 經(jīng)歷第一和隨后級(jí)的氫化提質(zhì)區(qū)，使所述第二餾分經(jīng)歷氫化區(qū)，和將經(jīng)氫化的級(jí)分供應(yīng)到 第二級(jí)的氫化提質(zhì)區(qū)。US3,449,460沒(méi)有公開(kāi)轉(zhuǎn)化沸點(diǎn)為200°C或更高的烴的方法。此外， US3，449，460沒(méi)有公開(kāi)烯烴合成。
[0038] 作為這里使用的，術(shù)語(yǔ)"原油"指的是從地質(zhì)地層中提取的未煉制形式的石油。術(shù) 語(yǔ)原油還將被理解為包括其已經(jīng)進(jìn)行了水-油分離和/或氣-油分離和/或脫鹽和/或穩(wěn)定 化。任何原油適于作為本發(fā)明方法的原材料，包括阿拉伯重質(zhì)油、阿拉伯輕質(zhì)油、其他海灣 原油、布蘭特原油(Brent)、北海原油、北非和西非原油、印尼原油、中國(guó)原油及其混合物，但 是還可以是頁(yè)巖油、瀝青砂、氣體冷凝物和生物基油。作為本發(fā)明方法的進(jìn)料的原油優(yōu)選是 API比重大于20° API的常規(guī)石油，其通過(guò)ASTM D287標(biāo)準(zhǔn)來(lái)測(cè)量。更優(yōu)選用于本發(fā)明方法的 原油是API比重大于30° API的輕質(zhì)原油。最優(yōu)選用于本發(fā)明方法的原油包括阿拉伯輕質(zhì)原 油。阿拉伯輕質(zhì)原油典型地API比重是32-36° API和硫含量是1.5-4.5重量％。
[0039] 作為這里使用的，術(shù)語(yǔ)"石化品"或"石化產(chǎn)品"涉及來(lái)源于原油的化學(xué)產(chǎn)品，其不 用作燃料。石化產(chǎn)品包括烯烴和芳烴，其被用作生產(chǎn)化學(xué)品和聚合物的基本原料。高價(jià)值石 化品包括烯烴和芳烴。典型的高價(jià)值烯烴包括但不限于乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯-1、異丁 烯、異戊二烯、環(huán)戊二烯和苯乙烯。典型的高價(jià)值芳烴包括但不限于苯、甲苯、二甲苯和乙 苯。
[0040] 作為這里使用的，術(shù)語(yǔ)"燃料"涉及用作能量載體的原油來(lái)源的產(chǎn)品。不同于石化 品（其是明確的化合物的集合），燃料典型地是不同烴化合物的復(fù)雜混合物。通過(guò)煉油廠通 常生產(chǎn)的燃料包括但不限于汽油、噴氣燃料、柴油燃料、重質(zhì)燃料油和石油焦。
[0041 ]作為這里使用的，術(shù)語(yǔ)"原油蒸餾單元產(chǎn)生的氣體"或"氣體餾分"指的是在原油蒸 餾工藝中獲得的餾分，其在環(huán)境溫度是氣態(tài)。因此，來(lái)源于原油蒸餾的"氣體餾分"主要包含 C1-C4烴，并且可以進(jìn)一步包含雜質(zhì)例如硫化氫和二氧化碳。在本說(shuō)明書(shū)中，通過(guò)原油蒸餾 獲得的其他石油餾分被稱(chēng)作"石腦油"、"煤油"，"粗柴油"和"殘油"。這里使用的術(shù)語(yǔ)石腦 油、煤油、粗柴油和殘油具有它們?cè)谑蜔捴乒に囶I(lǐng)域中通常公知的含義;參見(jiàn)Alfke等人 (2007)Oil Refining，UlImann's Encyclopedia of Industrial Chemistry and Spe