在沸騰床反應(yīng)器系統(tǒng)中處理減壓渣油和減壓瓦斯油的制作方法
【專利摘要】本文公開了一種用于升級(jí)減壓渣油和減壓瓦斯油烴的方法。所述方法包括：使重質(zhì)餾出物烴餾分和氫在第一沸騰床加氫裂解反應(yīng)區(qū)中與沸石選擇性加氫裂解催化劑接觸以將至少一部分所述減壓瓦斯油轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)烴。使渣油烴餾分和氫在第二沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)區(qū)中與非沸石堿金屬加氫轉(zhuǎn)化催化劑接觸可生成包含未轉(zhuǎn)化的氫、酸性氣體和揮發(fā)的烴的蒸汽物流，所述蒸汽物流可與所述第一沸騰床加氫裂解區(qū)中的所述減壓瓦斯油一起進(jìn)送。
【專利說明】
在沸騰床反應(yīng)器系統(tǒng)中處理減壓渣油和減壓瓦斯油
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本文所公開的實(shí)施方式總體涉及加氫轉(zhuǎn)化方法，包括用于升級(jí)減壓渣油、減壓瓦斯油以及其他重質(zhì)烴餾分的方法。更具體地講，本文所公開的實(shí)施方式涉及分別在沸騰床殘留物加氫轉(zhuǎn)化單元和沸騰床加氫裂解單元中處理減壓渣油和減壓瓦斯油?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]由于汽油和其他餾出物精煉廠產(chǎn)品如煤油、噴氣燃料和柴油的全球需求正穩(wěn)步增加，出現(xiàn)了將高沸點(diǎn)化合物轉(zhuǎn)化為低沸點(diǎn)化合物的顯著趨勢(shì)。為了滿足對(duì)餾出燃料的不斷增長(zhǎng)的需求，煉油人員已經(jīng)研究了多種反應(yīng)，例如加氫裂解以將渣油、減壓瓦斯油(VG0)和其他重質(zhì)石油原料轉(zhuǎn)化成噴氣燃料和柴油燃料。
[0003]滴流床，在其中反應(yīng)器中裝有非均相催化劑顆粒且與液態(tài)烴和氣態(tài)氫共同進(jìn)送的三相反應(yīng)器代表在石油精煉和石化工業(yè)中所使用的關(guān)鍵反應(yīng)器類型中的一種。滴流床反應(yīng)器限制氣態(tài)富氫相至液態(tài)烴相的擴(kuò)散速率，和含有溶解的氫的液態(tài)烴相至固體催化相的擴(kuò)散速率。還存在有控制溫度上升、裝載催化劑和由于在一個(gè)周期內(nèi)連續(xù)的催化劑失活而使產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生變化方面的困難。還可存在有入口區(qū)內(nèi)催化劑的結(jié)垢/堵塞，由于進(jìn)入的液態(tài)和氣態(tài)物流的動(dòng)能產(chǎn)生的催化劑顆粒的磨損以及活性催化劑位點(diǎn)的孔口堵塞。
[0004]渣油原料的漿質(zhì)加氫裂解技術(shù)使沸騰床反應(yīng)器應(yīng)運(yùn)而生。已開發(fā)出對(duì)重質(zhì)原料具有優(yōu)異的餾出物選擇性、合理的轉(zhuǎn)化活性和穩(wěn)定性的催化劑。然而，由各種方法得到的轉(zhuǎn)化率是有限的。盡管如此，仍需要實(shí)現(xiàn)高烴轉(zhuǎn)化率的經(jīng)濟(jì)方法。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個(gè)方面，本文所公開的實(shí)施方式涉及升級(jí)渣油烴和重質(zhì)餾出物原料的方法。 所述方法包括使渣油烴和氫在第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)與非沸石堿金屬加氫轉(zhuǎn)化催化劑接觸以生成第一流出物。將來自第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的第一流出物分餾以回收液體產(chǎn)物和蒸汽產(chǎn)物。使蒸汽產(chǎn)物和重質(zhì)餾出物原料在第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)中與沸石選擇性加氫裂解催化劑接觸以生成第二流出物。將來自第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)的第二流出物回收并分餾以回收一種或多種烴餾分。
[0006]在另一方面，本文所公開的實(shí)施方式涉及升級(jí)重質(zhì)餾出物原料的方法，所述方法是通過使氫和重質(zhì)餾出物原料在沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)中與沸石選擇性加氫裂解催化劑接觸以生成流出物。將來自沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)的流出物回收并分餾以回收一種或多種烴餾分。
[0007]在另一方面，本文所公開的實(shí)施方式涉及升級(jí)渣油烴和重質(zhì)餾出物原料的系統(tǒng)。 所述系統(tǒng)包括含有沸石選擇性加氫裂解催化劑、用于使重質(zhì)餾出物原料和氫反應(yīng)以生成第一流出物的第一沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)，和用于將第一流出物分餾以回收一種或多種烴餾分的第一分餾單元。
[0008]通過以下說明和所附權(quán)利要求，其他方面和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見?！靖綀D說明】
[0009]圖1為根據(jù)本文所公開的實(shí)施方式的用于升級(jí)渣油和重質(zhì)餾出烴原料的方法的簡(jiǎn)化工藝流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0010]在一個(gè)方面，本文的實(shí)施方式總體涉及加氫轉(zhuǎn)化方法，包括用于對(duì)殘留物、減壓瓦斯油和其他重質(zhì)烴餾分進(jìn)行加氫裂解的方法。更具體地講，本文所公開的實(shí)施方式涉及在含有堿金屬加氫轉(zhuǎn)化催化劑的第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化單元中處理渣油烴原料，分離流出物以回收蒸汽產(chǎn)物，以及在含有選擇性加氫裂解催化劑的第二沸騰床加氫裂解單元中處理所述蒸汽產(chǎn)物和減壓瓦斯油。
[0011]本文所公開的加氫轉(zhuǎn)化方法可用于在高溫和高壓條件下在氫和一種或多種加氫轉(zhuǎn)化催化劑存在的情況下，使渣油烴原料和減壓瓦斯油反應(yīng)以將原料轉(zhuǎn)化成較低分子量且具有減少的污染物(例如硫和/或氮)含量的產(chǎn)物。加氫轉(zhuǎn)化方法可包括例如，氫化、加氫脫硫、加氫脫氮、加氫裂解、加氫脫氧、加氫脫金屬、加氫脫康拉遜殘?zhí)蓟蚣託涿摓r青等。
[0012]如本文所用，渣油烴餾分或意指渣油烴的類似用語被定義為沸點(diǎn)或沸騰范圍高于約340°C的烴餾分，但也可包含全部重質(zhì)原油處理。本文所公開的方法中可使用的渣油烴原料可包括不同精煉廠產(chǎn)品及其他烴物流，如石油常壓或減壓渣油、脫瀝青油、脫瀝青裝置瀝青、加氫裂解常壓塔或減壓塔塔底餾出物、流體催化裂解(FCC)漿質(zhì)油、一種或多種頁巖衍生油所衍生的渣油、煤衍生油、焦油砂瀝青、妥爾油、生物衍生原油、黑油其他類似的烴物流，或這些的組合，其中的每一個(gè)可為直餾、工藝衍生、加氫裂解、部分脫硫和/或部分脫金屬的物流。在一些實(shí)施方式中，渣油烴餾分可包括正常沸點(diǎn)為至少480°C、至少524°C或至少 565°C的烴。如本文所用，重質(zhì)餾出物原料或意指餾出烴的類似用語被定義為沸點(diǎn)或沸騰范圍低于約565°C的烴餾分。本文所公開的方法中可使用的重質(zhì)餾出物原料可包括不同精煉廠產(chǎn)品及其他烴物流，如石油瓦斯油、直餾減壓瓦斯油、加氫裂解減壓瓦斯油、來自沸騰床加氫轉(zhuǎn)化方法的減壓瓦斯油、一種或多種頁巖衍生油衍生的瓦斯油、煤衍生油、焦油砂瀝青、妥爾油、生物衍生原油、黑油以及其他類似的烴物流，或這些的組合，其中的每一種可為直餾、工藝衍生、加氫裂解、部分脫硫和/或部分脫金屬的物流。
[0013]本文所公開的實(shí)施方式可在餾出物進(jìn)送沸騰床反應(yīng)器系統(tǒng)中利用選擇性加氫裂解催化劑來對(duì)減壓瓦斯油物流進(jìn)行加氫裂解。這些沸騰床反應(yīng)器系統(tǒng)可包括含有負(fù)載了金屬氫化組分的加氫裂解催化劑的選擇性沸石。催化劑可被設(shè)計(jì)為具有良好的流體化性質(zhì)和抗磨損性以及選擇性加氫裂解性能特性。沸騰床系統(tǒng)吸收反應(yīng)熱作為進(jìn)入的瓦斯油物流的焓，并且由于沸騰栗的能量所提供的增強(qiáng)的熱(和質(zhì)量)轉(zhuǎn)移，沸騰床基本上在等溫環(huán)境下操作。瓦斯油物流進(jìn)料和等溫沸騰床溫度之間可允許的溫度分布范圍可從約50°C至約150 °C、從約75°C至約125°C或從約90°C至約100°C。此外，與典型的固定床加氫裂解反應(yīng)器不同，在整個(gè)操作周期內(nèi)，沸騰床反應(yīng)器能夠在基本上均勻的催化劑溫度下運(yùn)行。
[0014]在一些實(shí)施方式中，進(jìn)送上游渣油的沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)可生產(chǎn)高溫/高壓蒸汽物流，其可以被送至餾出物進(jìn)送沸騰床加氫裂解系統(tǒng)。在替代性實(shí)施方式中，多個(gè)沸騰床系統(tǒng)可對(duì)通用產(chǎn)物回收系統(tǒng)進(jìn)料。
[0015]在一些實(shí)施方式中，沸騰床選擇性加氫裂解系統(tǒng)提供了對(duì)氫化放熱反應(yīng)的熱的去除而不需要像在滴流床加氫裂解反應(yīng)器中再壓縮和再循環(huán)富氫氣體作為冷淬。沸騰床選擇性加氫裂解系統(tǒng)也可使用可流體化且抗磨損的選擇性加氫裂解催化劑。
[0016]本文所公開的實(shí)施方式總體涉及用于升級(jí)渣油烴和重質(zhì)餾出物原料的方法。所述方法可包括使渣油烴和氫在第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)與非沸石堿金屬加氫轉(zhuǎn)化催化劑接觸以生成第一流出物。可將來自第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的第一流出物分餾以回收液體產(chǎn)物和蒸汽產(chǎn)物。蒸汽產(chǎn)物和重質(zhì)餾出物原料可在第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)中與沸石選擇性加氫裂解催化劑接觸以生成第二流出物。將第二流出物從第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)回收并分餾以回收一種或多種烴餾分。在另一個(gè)實(shí)施方式中，回收的蒸汽產(chǎn)物可在吸收塔中處理以去除中間餾出物產(chǎn)品，然后在第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)中進(jìn)行進(jìn)一步處理。
[0017]在一些實(shí)施方式中，描述了升級(jí)重質(zhì)餾出物原料的方法，所述方法可包括使氫和重質(zhì)餾出物原料在沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)中與沸石選擇性加氫裂解催化劑接觸以生成流出物。將來自沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)的流出物回收并分餾以回收一種或多種烴餾分。在其他實(shí)施方式中，渣油烴原料和氫可在第二沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)中與非沸石堿金屬加氫轉(zhuǎn)化催化劑接觸以生成第二流出物，所述第二流出物可經(jīng)分餾以回收液體產(chǎn)物和蒸汽產(chǎn)物。蒸汽產(chǎn)物可與氫和重質(zhì)餾出物一起被送至沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)。
[0018]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，渣油烴10如渣油被送至加熱器12。在加熱器12中，將渣油烴加熱以生成溫度范圍為250 °C至約360 °C的熱渣油烴餾分14。氫物流16可被送至加熱器18以生成溫度范圍為250°C至約520°C的熱氫物流15。在一些實(shí)施方式中，可使用單一加熱器，但單獨(dú)的線圈可能是必須的。熱渣油烴餾分14和熱氫物流15可合并被送至第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)20，第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)20可包括一個(gè)或多個(gè)沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，烴和氫可在其中與加氫轉(zhuǎn)化催化劑接觸而使至少一部分的渣油烴和氫反應(yīng)以形成輕質(zhì)烴、使瀝青烴脫金屬、去除康拉遜殘?zhí)蓟驅(qū)⒃娃D(zhuǎn)化成有用的產(chǎn)物。
[0019]第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)20中的反應(yīng)器可在從約200°C至約600°C、從約300 °C至約500°C、從約350 °C至約475 °C和從約380 °C至約450 V的溫度范圍內(nèi)，從約5bara至約 250bara、從約 25bara 至約 200bara、從約 50bara 至約 175bara 和從約 7 Obara 至約 150bara的氫分壓范圍內(nèi)，和從約0.1至約5、從約0.15至約3和從約0.21Γ1至約S.0h—1的液時(shí)空速(LHSV)范圍內(nèi)運(yùn)行。在沸騰加氫轉(zhuǎn)化床反應(yīng)器內(nèi)，催化劑可通過液體產(chǎn)物的再循環(huán)被返混且保持無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。這可通過首先將再循環(huán)的油與氣態(tài)產(chǎn)物分離而實(shí)現(xiàn)。然后可借助于外部栗或如圖所示通過葉輪安裝在反應(yīng)器底部封頭的栗來實(shí)現(xiàn)所述油的再循環(huán)。
[0020]在沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)中，催化劑系被浸沒于液體中且不斷移動(dòng)并彼此碰撞。催化劑的移動(dòng)使得催化劑的外表面能夠和它們所懸浮其中的反應(yīng)液體接觸。沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)可在接近等溫反應(yīng)溫度下操作。等溫反應(yīng)溫度可導(dǎo)致對(duì)中間餾出物產(chǎn)品的較高的選擇性。
[0021]根據(jù)被處理的原料，第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)系統(tǒng)20中的目標(biāo)轉(zhuǎn)化率可為至少約50%、至少60%或至少約70%。在任何情況下，目標(biāo)轉(zhuǎn)化率應(yīng)維持在使沉積物形成過量并由此阻礙操作的連續(xù)性的程度以下。轉(zhuǎn)化可被定義為在重質(zhì)烴混合物的ASTM D1160蒸餾中在高于至少480°C、或至少524°C或至少565°C下沸騰的材料的消失。除了將渣油烴轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)經(jīng)，可將約40wt%至約80wt%的范圍內(nèi)的硫脫除，可將約60wt%至約85wt%的范圍內(nèi)的金屬脫除，并且可將約30wt %至約65wt %的范圍內(nèi)的康拉遜殘?zhí)?CCR)脫除。[〇〇22]根據(jù)本文所公開的實(shí)施方式可用于第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化系統(tǒng)20的非沸石加氫轉(zhuǎn)化催化劑組合物是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，并且若干種可商購(gòu)自W.R.Grace&C0.， Criter1n Catalysts&Technologies，和Albemarle以及其他來源。合適的非沸石加氫轉(zhuǎn)化催化劑可包含一種或多種選自元素周期表中4-12族的元素。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)本文所公開的實(shí)施方式的非沸石加氫轉(zhuǎn)化催化劑可包括、由或基本上由未負(fù)載或負(fù)載于諸如二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦或其組合的多孔基材上的鎳、鈷、鎢、鉬及其組合中的一種或多種組成。如供自制造商或得自再生處理，非沸石加氫轉(zhuǎn)化催化劑可以是例如金屬氧化物的形式。在一些實(shí)施方式中，非沸石加氫轉(zhuǎn)化催化劑可在引入到沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器之前被預(yù)先硫化和/或預(yù)處理。
[0023]在于第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)20中轉(zhuǎn)化后，部分轉(zhuǎn)化的烴可經(jīng)由流線22回收做為混合蒸汽/液體流出物，并且被送至分餾系統(tǒng)46以回收一種或多種烴餾分。流線22中的部分轉(zhuǎn)化的烴可為氫、硫化氫和其他酸性氣體及廣范圍的包括石腦油、煤油、噴氣燃料、 柴油和瓦斯油系列材料的加氫裂解烴的混合物。如圖所示，分餾系統(tǒng)46可用于回收含有未轉(zhuǎn)化的氫、酸性氣體和揮發(fā)的烴的蒸汽餾分48以及液體產(chǎn)物50。在一些實(shí)施方式中，液體產(chǎn)物50可經(jīng)循環(huán)以進(jìn)行進(jìn)一步處理，例如循環(huán)至第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)20,或其他反應(yīng)單元。在其他實(shí)施方式中，液體產(chǎn)物50可與餾出的餾分共混以生成燃料油。[〇〇24]分餾系統(tǒng)46可包括例如高壓高溫(HP/HT)分離器以將流出蒸汽與流出液體分離。 分離的蒸汽可傳送通過氣體冷卻、純化和循環(huán)氣體壓縮，或者如圖所示可在被送至含有選擇性沸石加氫裂解催化劑的第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器之前，先經(jīng)吸收塔47處理以除去中間餾出物產(chǎn)品。[〇〇25]可將來自HP/HT分離器的分離的液體產(chǎn)物50與從氣體冷卻和純化段回收的其他餾出物產(chǎn)品一起閃蒸并引導(dǎo)至常壓蒸餾系統(tǒng)(未示出)。常壓塔底餾出物，例如初始沸點(diǎn)為至少約340°C、例如初始沸點(diǎn)在約340°C至約427°C范圍內(nèi)的烴，然后可通過減壓蒸餾系統(tǒng)被進(jìn)一步處理以回收減壓餾出物。[〇〇26]如圖1所示，將蒸汽餾分48送至吸收塔47，蒸汽餾分48在吸收塔47中可以逆流方式與含瓦斯油物流4接觸以吸收在第一沸騰床反應(yīng)器加氫轉(zhuǎn)化系統(tǒng)20中生成并包含于蒸汽餾分48中的中間餾出物產(chǎn)品。生成中間餾出物含量可能貧乏的第二蒸汽物流49?？蓪⒏缓虚g餾出物的瓦斯油物流54送至下游分餾，其中中間餾出物可被回收作為產(chǎn)物，并且含瓦斯油物流可被循環(huán)并與含瓦斯油物流4共混。吸收塔47可為任何類型的傳質(zhì)裝置，其包括但不限于填充床，噴霧塔、盤式塔、賽貝爾塔、微流道接觸器。[〇〇27]將第二蒸汽物流49與重質(zhì)餾出物原料52(如減壓瓦斯油(VG0))混合，并且被送至可包括一個(gè)或多個(gè)沸騰床加氫裂解反應(yīng)器的第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)40,其中重質(zhì)餾出物原料52和氫可與選擇性加氫裂解催化劑接觸，使至少一部分重質(zhì)餾出物原料52和氫進(jìn)行加氫裂解以形成中間餾出物和輕質(zhì)烴，或者將重質(zhì)餾出物原料轉(zhuǎn)化成有用產(chǎn)物。通過在蒸汽餾分49中使用氫，可避免單獨(dú)的氫壓縮回路。在一些實(shí)施方式中，可經(jīng)由物流60將額外的氫送至系統(tǒng)(需要時(shí))，該額外的氫可與蒸汽餾分49和重質(zhì)餾出物原料52結(jié)合。在一些實(shí)施方式中，蒸汽餾分49可將第二沸騰加氫裂解床反應(yīng)器系統(tǒng)40入口處的分壓維持在約134至約141bara H2的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，可將額外的氫提供至第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)40,第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)40可支持較高的重質(zhì)餾出物原料52的處理量。在一些實(shí)施方式中，過量的氫可被送至第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)20且被攜帶通過工藝至第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)40。通過在第二沸騰床反應(yīng)器系統(tǒng)40中利用蒸汽餾分48來供應(yīng)氫需求，提供了能夠經(jīng)由選擇性沸石基加氫裂解催化劑對(duì)重質(zhì)餾出物原料 52和加氫裂解后的烴(包括來自第一沸騰床系統(tǒng)20的存在于蒸汽餾分49中的輕質(zhì)瓦斯油系列材料)進(jìn)行共同加氫裂解的協(xié)同作用。[〇〇28] 第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)40的反應(yīng)器可在從約200°C至約550°C、從約300 。(:至約500 °C、從約350 °C至約475 °C和從約380 °C至約430 °C的溫度范圍內(nèi)，從約5bara至約 300bara、從約 25bara至約 250bara、從約 50bara至約 200bara和從約70bara至約 175bara 的氫分壓范圍內(nèi)，和從約0.1至約4、從約0.15至約3和從約0.21T1至約2.01T1的液時(shí)空速范圍 (LHSV)內(nèi)運(yùn)行。在一些實(shí)施方式中，第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)40中的氫分壓將大致等于或大于物流49中的氫分壓，這取決于第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)40在自生壓力操作時(shí)所補(bǔ)充的氫氣60的量，S卩，該自生壓力在沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)20和沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)40之間無任何壓降，除了在兩個(gè)反應(yīng)器系統(tǒng)之間以正常引流壓力滴入管道回路時(shí)才有可能發(fā)生的壓降。在沸騰床反應(yīng)器20或40內(nèi)，催化劑可通過液體產(chǎn)物的循環(huán)被返混且保持無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。這可通過首先將循環(huán)的油與氣態(tài)產(chǎn)物分離而實(shí)現(xiàn)。然后該油可借助于外部栗或如圖所示通過葉輪安裝在反應(yīng)器底部封頭的栗循環(huán)。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)熱被吸收作為進(jìn)入的重質(zhì)餾出物原料52的焓，并且由于沸騰栗的能量所提供的增強(qiáng)的熱 (和質(zhì)量)轉(zhuǎn)移，第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)40在等溫環(huán)境下操作。[〇〇29]根據(jù)被處理的原料，第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)系統(tǒng)40中的目標(biāo)轉(zhuǎn)化率可為至少約 60%、至少約70%和至少約80%。轉(zhuǎn)化可被定義為在重質(zhì)烴混合物的ASTM D1160蒸餾中低于約370°C可沸騰的材料的形成。除了將重質(zhì)烴轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)烴，餾出物選擇性可被定義為五種已定義的餾出物燃料系列中的每一種的液體體積百分比(lv%)除以低于約370°C可沸騰的輕質(zhì)烴的總液體體積百分比，所述餾出物選擇性由以下組成:約40至801v%的噴氣燃料系列選擇性;約1 〇至約351 v %的柴油系列選擇性;約5至約181 v %的石腦油系列選擇性;和約0.5至約41v%的LPG系列選擇性。
[0030]可用于第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)40中的沸石催化劑可包括可用于對(duì)烴原料進(jìn)行加氫處理和加氫裂解的任何含沸石催化劑。含沸石加氫處理催化劑例如可包括可用于催化烴原料的氫化以增加其氫含量和/或去除雜原子污染物的任何沸石催化劑組合物。 沸石加氫裂解催化劑例如可包括可用于催化大或復(fù)雜的烴分子的加氫及所述分子的裂解以獲得較小、較低分子量的分子的任何沸石催化劑組合物。
[0031]根據(jù)本文所公開的實(shí)施方式用于瓦斯油加氫裂解方法中的含沸石加氫處理和加氫裂解催化劑組合物是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，并且若干種可商購(gòu)自W.R.Grace&C0.， Criter1n Catalysts&Technologies，和Albemarle以及其他來源。相對(duì)于常壓和減壓饋出物的加氫裂解，用于減壓渣油加氫裂解的穩(wěn)固的、具有活性和選擇性的催化劑的可用性和選擇從兩個(gè)觀點(diǎn)對(duì)石油精煉者提出了挑戰(zhàn)。首先，雖然大多數(shù)含沸石加氫處理和加氫裂解催化劑具有高活性極和高選擇性，但是他們不夠穩(wěn)固且對(duì)導(dǎo)致催化劑活性位點(diǎn)中毒的許多含烴進(jìn)料污染物敏感。因此，此類含沸石加氫轉(zhuǎn)化催化劑不能在商業(yè)上用于減壓渣油原料的加氫轉(zhuǎn)化，而后者具有較高濃度的催化劑毒物如有機(jī)金屬化合物和焦碳前體。而減壓渣油代表具有較低經(jīng)濟(jì)價(jià)值的機(jī)率原料，它們的加氫轉(zhuǎn)化，特別是它們經(jīng)由含沸石催化劑的加氫裂解，針對(duì)在每桶減壓渣油處理時(shí)需補(bǔ)充加氫轉(zhuǎn)化催化劑的成本，將導(dǎo)致不經(jīng)濟(jì)的情況。為了能夠高性價(jià)比地處理減壓渣油原料中的污染物，煉油廠借助于使用非晶型、非沸石加氫轉(zhuǎn)化催化劑，其成本相對(duì)較低且可以截留許多有機(jī)金屬化合物源的金屬和焦碳前體，例如康拉遜殘?zhí)?，從而生成減壓瓦斯油、常壓瓦斯油和中間餾出物。即使采用這樣的初始減壓渣油加氫轉(zhuǎn)化步驟，有些減壓瓦斯油，尤其是重質(zhì)減壓瓦斯油和源自熱處理單元的那些油品例如焦化瓦斯油仍含有少量的金屬污染物和焦碳前體，后者是以它們的重質(zhì)多核芳香烴化合物的含量定義。
[0032]其次，這些重質(zhì)餾出物原料在常規(guī)固定床加氫裂解反應(yīng)器中的加氫處理時(shí)在反應(yīng)器的入口區(qū)仍然存在催化劑顆粒的結(jié)垢/堵塞的問題。本文所述的系統(tǒng)利用低成本非晶型、非沸石加氫轉(zhuǎn)化催化劑，在第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)系統(tǒng)中對(duì)含污染物的減壓渣油進(jìn)行加氫處理以生成瓦斯油餾出物，后者隨后在第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)系統(tǒng)中經(jīng)活性、選擇性和可流體化的含沸石加氫裂解催化劑而加氫裂解，其中與在利用非沸石加氫轉(zhuǎn)化催化劑的沸騰床反應(yīng)系統(tǒng)中所實(shí)現(xiàn)的相比，反應(yīng)條件以更加經(jīng)濟(jì)的方式有效地促進(jìn)了所需加氫裂解反應(yīng)。
[0033]合適的含沸石加氫裂解催化劑可包含一種或多種選自元素周期表中4-12族的元素。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)本文所公開的實(shí)施方式的含沸石加氫裂解催化劑可包含，由或基本上由以下中的一種或多種組成:鎳、鈷、鎢、鉬、鉑、鈀和其組合，它們是未被負(fù)載的或負(fù)載于多孔基材上如H Y-沸石;H ZSM-5、絲光沸石、毛沸石或超穩(wěn)八面沸石、β-沸石、ZSM-11、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-48、ZSM-57、ZSM-34、REY 分子篩、REHY 分子篩或其組合。如供自制造商或得自再生處理，該加氫裂解催化劑可以是例如金屬氧化物的形式。合適的減壓瓦斯油加氫裂解催化劑的例子可在US 5073530; US 5141909 ；US5277793 ；US5366615 ；US5340563;US6860986;和US5069890中找到，這些專利全文以引用方式整體并入本文。在一些實(shí)施方式中，含沸石加氫裂解催化劑可在引入到加氫裂解反應(yīng)器之前被預(yù)先硫化和/或預(yù)處理。在一些實(shí)施方式中，含沸石加氫裂解催化劑在沸騰床選擇性加氫裂解條件下可具有經(jīng)濟(jì)上可行的抗磨損性。
[0034]第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)40可包括沸石催化劑，其載有對(duì)中間餾出物系列具有較高選擇性的堿金屬加氫裂解催化劑。來自第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)40的產(chǎn)物板巖例如可包括約57體積0A的噴氣燃料、約20體積0A的柴油、約20體積0A的石腦油和約3體積％的液化石油氣(LPG)。
[0035]在于第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)40中進(jìn)行轉(zhuǎn)化后，至少部分轉(zhuǎn)化的烴可經(jīng)由流線68回收作為混合蒸汽/液體流出物，并且被送出以供進(jìn)一步的產(chǎn)物回收。
[0036]在一些實(shí)施方式中，流出物66可被送至分餾系統(tǒng)146以回收一種或多種烴餾分。在一些實(shí)施方式中，分離的液體產(chǎn)物50也可被閃蒸并被送至分餾系統(tǒng)146。如圖所示，分餾系統(tǒng)146可用于回收含有輕質(zhì)烴氣和硫化氫(H2S)、輕質(zhì)石腦油餾分150、重質(zhì)石腦油餾分152、煤油餾分154、柴油餾分156、輕質(zhì)減壓瓦斯油餾分158和重質(zhì)瓦斯油餾分160的廢氣148。然后，輕質(zhì)減壓瓦斯油餾分158或重質(zhì)瓦斯油餾分160，例如初始沸點(diǎn)在約340 °C至約427°C范圍內(nèi)的烴，可通過減壓蒸餾系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理以回收減壓餾出物。
[0037]如上所述，本文所公開的實(shí)施方式有效地整合減壓渣油加氫轉(zhuǎn)化和減壓瓦斯油加氫裂解，使得被加氫處理的中間餾出物產(chǎn)品的產(chǎn)率高于那些通過單獨(dú)加氫轉(zhuǎn)化渣油所實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)率。另外，與其他被提出實(shí)現(xiàn)類似轉(zhuǎn)換的方案相比，可使用較小的催化反應(yīng)器體積來獲得較高的產(chǎn)率。因此，本文所公開的實(shí)施方式可提供對(duì)所選擇產(chǎn)物相當(dāng)?shù)幕蜉^高的轉(zhuǎn)化率， 同時(shí)要求較低的資本投資。另外，本文所公開的實(shí)施方式可用于從高含硫殘留物進(jìn)料中生成含有低于lwt%硫的燃料油，同時(shí)使總體轉(zhuǎn)化率最大化。實(shí)施方式可減少氫氣消耗并允許添加補(bǔ)充催化劑而無需關(guān)閉廠房，從而導(dǎo)致較長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間。
[0038]雖然本公開包括數(shù)量有限的實(shí)施方式，受益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離本公開的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出其他實(shí)施方式。因此，所述范圍應(yīng)僅受所附權(quán)利要求的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于升級(jí)渣油烴和重質(zhì)餾出物原料的方法，所述方法包括:使渣油烴和氫在第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)中與非沸石堿金屬加氫轉(zhuǎn)化催化劑 接觸以生成第一流出物；將來自所述第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的所述第一流出物分餾以回收液體產(chǎn)物和蒸 汽產(chǎn)物；使所述蒸汽產(chǎn)物和重質(zhì)餾出物原料在第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)中與沸石選擇 性加氫裂解催化劑接觸以生成第二流出物；將來自所述第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)的所述第二流出物回收;和將來自所述第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)的所述第二流出物分餾以回收一種或多 種經(jīng)餾分。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在與所述催化劑接觸之前加熱所述渣油烴和氫。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述渣油烴選自以下的一種或多種:石油原油、頁 巖油、焦油砂瀝青、煤衍生油、妥爾油、黑油、有機(jī)廢物、生物質(zhì)衍生的液體及任何重質(zhì)油渣 油物流。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述重質(zhì)餾出物原料選自以下的一種或多種:常 壓瓦斯油；輕質(zhì)減壓瓦斯油；重質(zhì)減壓瓦斯油、重質(zhì)焦化瓦斯油；FCC循環(huán)油和可衍生自石 油、瀝青、油母巖質(zhì)、生物質(zhì)或有機(jī)廢物來源的脫瀝青油。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述重質(zhì)餾出物原料為從原油拔頂出的初次減壓 瓦斯油，所述渣油烴衍生自所述原油。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述渣油烴餾分包含以下的至少一種:石油常壓 或減壓渣油、脫瀝青油、脫瀝青裝置瀝青、加氫裂解常壓塔或減壓塔底餾出物、流體催化裂 解(FCC)漿質(zhì)油、頁巖衍生油所衍生的渣油、煤衍生油、生物衍生原油、焦油砂瀝青、妥爾油 和黑油。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)中的接觸 包括以反應(yīng)器烈度操作所述第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)至少約50wt%的烴轉(zhuǎn) 化和至少50%的脫金屬率，其中所述轉(zhuǎn)化被定義為在重質(zhì)經(jīng)混合物的ASTM蒸餾中高于480 °C沸騰的材料的wt%降低。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)中的接觸 包括以反應(yīng)器烈度操作以實(shí)現(xiàn)至少約60wt%的烴轉(zhuǎn)化，其中所述轉(zhuǎn)化被定義為在重質(zhì)烴混 合物的ASTM Dl 160蒸餾中低于約370°C沸騰的材料的形成。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述沸石選擇性加氫轉(zhuǎn)化催化劑包括以下的至少 一種:H Y-沸石、H ZSM-5、絲光沸石、毛沸石或超穩(wěn)八面沸石、USY沸石、￠-沸石、ZSM-11、 ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-48、ZSM-57、ZSM-34、REY 分子篩或 REHY 分子篩。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述沸石選擇性加氫裂解催化劑還包括以下的 一種或多種:鈷、鉬、鎢、鎳、鉑或鈀。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將來自所述第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)的 所述第一流出物分餾以回收液體產(chǎn)物和蒸汽產(chǎn)物還包括:使所述蒸汽產(chǎn)物與烴物流接觸以 形成第二蒸汽產(chǎn)物和第二液體產(chǎn)物，并將所述第二蒸汽產(chǎn)物作為所述蒸汽產(chǎn)物送至所述第 二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述烴物流為衍生自所述第二分餾系統(tǒng)內(nèi)回收 的所述烴餾分中的一種或多種的烴物流。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述烴物流在常壓或減壓瓦斯油的范圍內(nèi)沸騰。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，在逆流吸收塔中使所述蒸汽產(chǎn)物與烴物流接觸。15.—種用于升級(jí)重質(zhì)餾出物原料的方法，所述方法包括:使氫和所述重質(zhì)餾出物原料在沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)中與沸石選擇性加氫裂解 催化劑接觸以生成流出物；將來自所述沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)的所述流出物回收;和 將來自所述沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)的所述流出物分餾以回收一種或多種烴餾分。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括:使渣油烴原料和氫在第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)中與非沸石堿金屬加氫轉(zhuǎn)化催 化劑接觸以生成第一流出物；將來自所述第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的所述第一流出物分餾以回收第一液體餾分 和第一蒸汽餾分；使所述第一蒸汽餾分與烴物流接觸以形成第二蒸汽餾分和第二液體餾分；將所述第二蒸汽餾分送至所述沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括使渣油烴原料和氫在所述沸騰加氫轉(zhuǎn)化床中接觸。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述沸石選擇性加氫裂解催化劑被制成可流體 化的，并且在所述沸騰床加氫裂解反應(yīng)器中的反應(yīng)條件下具有高抗磨損性。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述沸石選擇性加氫裂解催化劑由結(jié)合于沸石 載體上的貴金屬組成。20.—種用于升級(jí)渣油烴和重質(zhì)餾出物原料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:含有沸石選擇性加氫裂解催化劑的第一沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)，用于使所述重質(zhì) 餾出物原料和氫反應(yīng)以生成第一流出物；第一分餾單元，用于將所述第一流出物分餾以回收一種或多種烴餾分。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，還包括:含有非沸石堿金屬加氫轉(zhuǎn)化催化劑的第二沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)，用于使所述渣 油烴和氫反應(yīng)以生成第二流出物；第一分離器，用于分離所述第二流出物并回收液體餾分和蒸汽餾分，其中，所述蒸汽餾 分被送至所述第一沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)。22.—種用于升級(jí)渣油烴和重質(zhì)餾出物原料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:含有非沸石堿金屬加氫轉(zhuǎn)化催化劑的第一沸騰床加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)器系統(tǒng)，用于使所述渣 油原料和氫反應(yīng)以生成第一流出物；第一分離器，用于分離所述第一流出物并回收液體餾分和蒸汽餾分；采用瓦斯油系列烴物流的吸收塔，用于回收來自所述蒸汽餾分的第二蒸汽餾分和第二 液體餾分；含有沸石選擇性加氫裂解催化劑的第二沸騰床加氫裂解反應(yīng)器系統(tǒng)，用于使所述重質(zhì) 餾出物原料、所述第二蒸汽餾分和氫反應(yīng)以生成第二流出物；第一分餾單元，用于將所述第二流出物分餾以回收一種或多種烴餾分。
【文檔編號(hào)】C10G65/10GK105980532SQ201580007004
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年2月3日
【發(fā)明人】阿倫·阿羅拉, 馬爾溫·I·格林
【申請(qǐng)人】魯姆斯科技公司