CN102471701A - 用于转化烃类原料的方法 - Google Patents

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Abstract

在包括以下步骤的方法中转化烃类原料：(a)将该原料在加氢处理条件下与氢气接触以生成加氢处理产物；(b)将该加氢处理产物经过分离处理以从该加氢处理产物中至少分离出氢气以得到液态加氢处理产物流；(c)将该液态加氢处理产物流的至少一部分经过汽提处理以从该液态加氢处理产物流中分离出轻产物，留下加氢处理重产物；(d)在分离区域中将该加氢处理重产物在减压下分离成至少一种气态汽提馏分和液态汽提馏分，其中将该液态汽提馏分的至少一部分再加热并循环到该分离区域，在该方法中通过与该液态加氢处理产物流的至少一部分和/或该加氢处理重产物的至少一部分之间的热交换对该液态汽提馏分的至少一部分再加热。

Description

用于转化烃类原料的方法
本发明涉及用于转化烃类原料的方法。特别地，其涉及用于转化包括硫化合物的烃类原料的方法。
这种方法是公知的。从US 4,822,480中已知该方法的实例。该文件描述了用于催化加氢脱硫烃类原料的方法，其中将该原料与氢气在加氢脱硫条件下接触。从该加氢脱硫产物中分离氢气和其它气态组分，将一种或多种液体产物经过汽提处理。在该汽提部分中，将底部馏分的一部分再沸并循环用作汽提气体。
在以依照US 4,822,480的方法的方式进行汽提时，分离是资金和能量密集的，因为再沸的底部馏分的该部分在昂贵的炉子中再加热，这需要额外的燃料。这是在损害该方法的效率的情况下进行的。US3,481,859是对底部馏分再沸的另一实例。
本发明具有消除这些缺陷的目的。
因此，本发明提供了用于转化烃类原料的方法，包括以下步骤：
(a)将该原料在加氢处理条件下与氢气接触以生成加氢处理产物；
(b)将该加氢处理产物经过分离处理以从该加氢处理产物中至少分离出氢气以得到液态加氢处理产物流；
(c)将该液态加氢处理产物流的至少一部分经过汽提处理以从该液态加氢处理产物流中分离出轻产物，留下加氢处理重产物；
(d)在分离区域中将该加氢处理重产物在减压下分离成至少一种气态汽提馏分和至少一种液态汽提馏分，其中将该液态汽提馏分的至少一部分再加热并循环到该分离区域，在该方法中通过与该液态加氢处理产物流的至少一部分和/或该加氢处理重产物的至少一部分之间的热交换对该液态汽提馏分的至少一部分再加热。
依照本发明的方法具有以下优点：使用工艺流的热量对来自分馏塔的汽提塔底重馏分进行再沸，由此节省燃料。该汽提处理和随后分馏的最佳温度使得首先使用可得到的该加氢处理重产物的热量在分馏之前用于再沸是非常有利的。该可得到的热量的反向使用提供了显著的能量优点且在一定程度上在该汽提处理和分馏的能量需要方面是自动调节的。
该烃类原料能够选自多种含烃流和馏分。该烃类原料能够是原油、原油的直馏馏分、后真空分馏的馏分、脱沥青油、源自沥青砂或页岩油的油。该转化方法能够是其中略微改变该油的加氢精制方法，其可以是其中该油分子的平均链长度降低的加氢裂化方法，其可以是其中从该烃类原料中除去金属组分的加氢脱金属方法，其可以是其中将不饱和烃加氢饱和的加氢方法，其可以是其中将直链分子异构化的加氢脱蜡方法，或者其可以是其中从该原料中除去硫化合物的加氢脱硫方法。已经发现在该烃类原料包括硫化合物且该加氢处理条件包括氢脱硫条件时本方法特别适用。在处理包含所谓难熔硫化合物(例如二苯并噻吩化合物)的含硫原料中该方法非常有利。
能够应用于本发明的方法中的加氢处理条件并不关键，且能够根据该烃类原料经过的转化类型进行调节。通常，该加氢处理条件包括在250-480℃，优选320-400℃范围内的温度；10-150巴，优选20-90巴的压力；和0.1-10hr-1，优选0.4-4hr-1的重时空速。技术人员将能够根据原料和所需转化的类型调节该条件。
本方法中使用的催化剂也能够根据所需的转化进行选择。适合的催化剂包括在适合载体上的至少一种元素周期表第VB、VIB和/或VIII族金属。适合金属的实例包括钴、镍、钼和钨，但也可以使用贵金属，例如钯或铂。尤其当该烃类原料包括硫时，该催化剂适宜地包含载体和至少一种第VIB族和第VIII族金属。然而这些金属能够以其氧化物的形式存在，优选使用其硫化物形式的金属。因为该催化剂通常可以以其氧化物形式制备，因此随后可以将该催化剂经过预硫化处理，其能够在异位进行，但优选原位进行，特别是在类似实际转化的环境下进行。
该金属适宜地结合在载体上。该载体可以是无定形难熔氧化物，例如二氧化硅、氧化铝或二氧化硅-氧化铝。也能够使用其它氧化物，例如氧化锆、氧化钛或氧化锗。对于加氢脱蜡方法，能够使用晶体铝硅酸盐，例如沸石β、ZSM-5、丝光沸石、镁碱沸石、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-23和其它中孔沸石。当该加氢处理条件需要加氢裂化时，该催化剂可以有利地包括不同的沸石。适合的沸石是八面沸石型的，例如沸石X或Y，特别是超稳沸石Y。其它沸石、优选大孔沸石也是可能的。该沸石通常与无定形粘合剂(例如氧化铝)相结合。该金属适宜地通过浸渍、浸泡、共研磨、捏合或在沸石情况下另外通过离子交换与该催化剂相结合。技术人员显然将获知何种催化剂是适合的以及如何可以制备这种催化剂。
在将该原料与该催化剂和氢气接触之后，得到加氢处理产物。这种产物包括未转化的氢气且根据该加氢处理条件可能包含具有与该原料中存在的烃相同的或比其更少的碳原子的烃和/或硫化氢、氨和其它气态化合物。为了除去这些气态化合物，将该加氢处理产物经过分离处理。从该加氢处理产物中分离出氢气和非必要的其它气态产物，以生成液态加氢处理产物流。通常，该加氢处理产物将具有在250-480℃，优选320-400℃范围内的温度，和10-150巴，优选20-90巴的压力。通过适宜地调节压力和/或温度对该加氢产物进行分离。可以降低在所谓高温高压分离器中的温度，其中压力基本上与该加氢处理条件的压力相同。由于温度的降低，适宜地该加氢处理产物的至少75wt％是液体，将该液体馏分回收作为该液态加氢处理产物流，其可以以在100-350℃，优选150-280℃范围内的温度得到。适宜地，温度降低20-380℃。可替代地，可以同时降低温度和压力。在后一种情况中，优选在降低压力以生成该液态加氢处理产物流之前首先从该加氢处理产物中分离出过量的氢气。
在一种实施方案中，将该液态加氢处理产物流的至少一部分直接经过汽提区域以从所需的液态烃中分离出挥发性烃和杂质(例如硫化氢和氨)。该汽提处理可以用氮气、二氧化碳或低分子量烃作为汽提气体进行。然而，优选用蒸汽进行该汽提。通常，蒸汽可容易地在炼厂中以不同压力和不同温度得到。而且，用蒸汽进行汽提被证实是非常有效的。在与在可得到加氢处理液流或可以最佳汽提出轻质烃的条件相比是最有利的条件下进行该汽提处理是适宜的。适宜地，该汽提是在100-350℃，优选130-240℃范围内的温度和在1-50，优选1.5-10巴范围内的压力进行的。
在该汽提处理之后得到的该加氢处理重产物可以包含一些汽提气体(例如水)和可能的不适宜量的较轻(例如石脑油)烃组分。有利地从该加氢处理重产物中除去该汽提气体和非必要的这些轻质烃组分，因为该汽提气体可能干扰对该加氢处理重产物中包含的烃随后的处理且该轻质烃组分可能稀释所需要的产物。适宜地，在减压下将该加氢处理重产物分离成至少一种气态汽提馏分和至少一种液态汽提馏分。该气态汽提馏分通常将包括少部分汽提气体和一些轻质烃产物，该气态汽提馏分将包括大部分的汽提气体(例如蒸汽)和不适宜的轻质烃化合物，而该液态汽提馏分将具有减少比例的汽提气体和轻质烃组分。该分离可以在闪蒸容器中进行的，其中将该加氢处理重产物暴露于减压。尽管该分离方法可以满足一些应用，但是可能需要在各种烃馏分之间的更严格分离。因此，该分离优选是在分馏塔中实现的，其中将该加氢处理重产物暴露于减压，由此挥发性更高的组分(包括汽提气体和非必要的较轻烃组分)将蒸发且能够从该塔中作为气态汽提馏分取出。该较重的化合物将保持为液体且能够作为液态汽提馏分取出。在该分离步骤中(例如闪蒸容器或分馏塔)的条件适宜地包括80-300℃，优选120-250℃，更优选120-200℃，甚至更优选150-200℃的温度，和在0.005-1巴，优选0.05-0.5巴，更优选0.15-0.5巴范围内的压力。
依照本发明的方法的一个优点在于最初将该液态汽提馏分的一部分在供给该分馏闪蒸区域之前用于再沸该液体汽提馏分的至少一部分。在该分馏塔闪蒸区域中，该经再加热的部分用作汽提介质，其促进了该加氢处理重产物中轻产物的气化。为了进一步除去该轻产物，该分馏塔适宜地包括在该闪蒸区域下的汽提部分。
尽管举例说明了分馏塔或闪蒸容器的使用，但显然也能够使用其它低压操作的分离方法。
在本发明的上述第一实施方案中，通过与该液态汽提馏分的至少一部分在供给该分馏塔之前的热交换，对该液态汽提馏分的至少一部分的加热进行再沸。
在另一实施方案中，在从该加氢处理产物中分离例如氢气之后得到的该液态加氢处理产物流的至少一部分在供给该汽提处理闪蒸区域之前首先通过热交换器以进行该液体汽提馏分的所述至少一部分与从该分馏塔中回收的该液态加氢处理产物流的所述至少一部分的热交换。该操作的优点在于该热交换的进行不会造成在该汽提区域上的温度降低。当该液态加氢处理产物流到达该汽提处理闪蒸区域时，其可能不含气态轻组分。由此得到的该加氢处理重产物通过如上所述的分馏塔以生成气态汽提馏分和液态汽提馏分。该液态汽提馏分的至少一部分在该该液态加氢处理产物流通过的热交换器中被再加热，且由此加热的该液态汽提馏分的蒸气部分循环到该分馏塔汽提部分。因此，在该实施方案中，该液态汽提馏分的所述至少一部分与该液态加氢处理产物流的所述至少部分进行热交换。
尽管以上两种实施方案描述了与该液态加氢处理产物流的一部分或该加氢处理重产物的至少一部分的热交换，但是当该液态加氢处理产物流和该加氢处理重产物各自的至少一部分结合并用于由该分馏塔得到的液体馏分的至少一部分的热交换中时，其也在本发明的方法的范围内。可替代地，可以将该液态汽提馏分以任意顺序连续经过与该液态加氢处理产物流的至少一部分和该加氢处理重产物的至少一部分的热交换。
再加热该液态汽提馏分的至少90wt％是有利的。甚至更优选再加热全部的液态汽提馏分。这样将该再加热的液态汽提馏分分离以使得将可能已经气化的轻质烃循环到该分馏汽提部分而该液态汽提馏分中的较重组分保持液体且与这些挥发性更高的化合物分离开并回收作为产物。
该液态汽提馏分的至少所述部分被再加热到的温度能够由技术人员根据该液态馏分的性质和沸点范围确定。适宜地，该液态汽提馏分的该至少部分被再加热到125-350℃，优选150-220℃的温度。将该液态汽提馏分适宜地回收作为中间馏分产物。适宜的产物包括煤油和柴油。这些产物的回收能够通过常规方式实现，例如分馏。
该气态汽提馏分可能包含汽提气体。因此从该气态馏分中除去该气体是有利的。这可以通过常规方式实现，例如蒸馏、膜分离或任何其它常规方式。当该汽提气体是蒸汽时，冷却该气态汽提馏分以冷凝该蒸汽是有利的。这是从该气态汽提馏分中除去蒸汽的简单方式。该方法的另一优点在于可选地也冷凝夹带有汽提气体的较重烃馏分。这通常是石脑油馏分。该石脑油馏分可以至少部分作为产物回收和/或部分作为回流循环到该分馏塔中。
图1显示了本发明的实施方案的简化流程图。
图2显示了本方法的可替代实施方案。
图1显示了管线1，烃类原料经其通过热交换器2，且含氢气体经管线3添加到管线1中。结合的原料和含氢气体通过炉子4，经加热的原料经管线5通往加氢处理反应器6。该反应器能够具有一个或多个催化剂床。当该反应器包含两个或更多个催化剂床时，可以将急冷气体或急冷液体引入该催化剂床之间。将该加氢处理产物从该反应器6中经管线7取出并通过热交换器2以预加热管线1中的烃类原料。将该加氢处理产物送往分离器8，在其中经管线9去除并回收气态产物(例如氢气、硫化氢和氨)，且其中经管线10得到液态加氢处理产物流。可以在气体处理部分中分离该气态产物以除去可能生成的硫化氢、氨和任何气态烃。由此纯化的氢气能够适宜地循环到该加氢处理反应器，例如通过将其与管线3中的含氢气体结合。
经管线12将汽提气体(例如蒸汽)供入该汽提塔11中。该汽提气体将夹带气态污染物(例如硫化氢和氨)以及轻质烃(例如具有1-6个碳原子的烃)。将这些气态组分经管线13取出，冷却并通过低压分离器14，其中该蒸汽被冷凝使得水(非必要地与溶解的污染物(例如硫化氢和氨)一起)经管线16排出。剩余的气态组分经管线17取出。就这些组分包括烃而言，其可以用作燃料。从该分离器14中，烃也被液化。这些经管线15取出。该烃通常包括石脑油。依照该附图的实施方案，将其循环到该汽提塔11。也可以至少部分回收该经液化的烃作为产物。
从该汽提塔11中得到加氢处理重产物，并经管线18从中除去。该加氢处理重产物通过热交换器19并随后通往分馏塔20。在比管线18中的普遍压力更低的压力操作的该分馏塔20中，该加氢处理重产物被分离成经管线21离开该分馏塔20的气态汽提馏分和经管线22离开该分馏塔20的液态汽提馏分。该管线21中的气态汽提馏分能够回收作为产物。也可以将其进一步处理和/或纯化。适合的处理包括冷却该气态汽提馏分以冷凝部分该气态汽提馏分。当使用蒸汽作为汽提气体时，该冷凝物可以包括水，以及较轻的烃组分。能够将这些分离，且能够从该系统中除去水。该较轻烃组分(例如石脑油)能够至少部分回收作为产物或作为回流循环到该分馏塔。
将该管线22中的液态汽提馏分分成经管线23回收的产物和经过在热交换器19中与该加氢处理重产物热交换的管线24中的部分。将该经加热的部分通过管线24循环到该分馏塔20，在其中其用作汽提介质。因此，该分馏塔已经在其较低部分中具有汽提部分以有助于从该重质汽提液体中分离轻质化合物。可替代地，该管线22中的该汽提馏分能够全部经过热交换，然后将该经加热的汽提馏分分成作为产物回收的部分和循环到该分馏塔的另一部分。
图2显示了一种方法，其中管线101中的烃类原料在热交换器102中被预加热并在经管线103添加含氢气体之后进一步在炉子104中加热。该经加热的原料在反应器106中经受加氢处理条件。从该反应器106中经管线107取出加氢处理产物并经热交换器102通往高压分离器108a，在其中气态产物(尤其是氢气、硫化氢和氨)经管线109排出，且中间液体经管线110a通往低压分离器108b。从分离器108b中，经管线109b排出主要包括轻质烃的气态馏分。液态加氢处理产物流经管线110离开该分离器108b，并通往热交换器119，然后通往汽提塔111。在液态加氢处理产物进入该汽提塔111之前，将该管线109b中的轻质烃与管线110中的液态加氢处理产物相结合。可替代地，省去分离器108b并将从分离器108a中回收的加氢处理液态馏分通往热交换器119然后通往汽提塔111。将汽提气体经管线112供入该塔111中。经管线113排出气态化合物，将其冷却并通往气液分离器114。从该分离器114中，经管线115取出烃并循环到汽提塔111，具有溶解污染物的水经管线116取出，且剩余的气态组分经管线117取出。
在汽提塔111中得到加氢处理重产物，将其经管线118除去并通往分馏塔120。其中经管线121回收气态汽提馏分。经管线122除去液态汽提馏分。将该液态汽提馏分分成经管线123回收的产物和经过在热交换器119中的热交换并循环到分馏塔120的部分。可替代地，可以将全部的该液态汽提馏分供入该热交换器119中，使得该馏分中的所有挥发性组分都能够气化。这些气化组分经管线124循环到该分馏塔120。然后可以将剩余的液态汽提馏分经管线123从热交换器119中取出并作为产物回收。
将认识到该附图并未显示通常存在的辅助设备，例如阀、泵、压缩机、膨胀器、控制设备等。技术人员将认识到需要该辅助设备的情形。

Claims (15)

1.用于转化烃类原料的方法，包括以下步骤：
(a)将该原料在加氢处理条件下与氢气接触以生成加氢处理产物；
(b)将该加氢处理产物经过分离处理以从该加氢处理产物中至少分离出氢气以得到液态加氢处理产物流；
(c)将该液态加氢处理产物流的至少一部分经过汽提处理以从该液态加氢处理产物流中分离出轻产物，留下加氢处理重产物；
(d)在分离区域中将该加氢处理重产物在减压下分离成至少一种气态汽提馏分和至少一种液态汽提馏分，其中将该液态汽提馏分的至少一部分再加热并循环到该分离区域，
在该方法中通过与该液态加氢处理产物流的至少一部分和/或该加氢处理重产物的至少一部分之间的热交换对该液态汽提馏分的至少一部分再加热。
2.权利要求1的方法，其中该烃类原料包括硫化合物且该加氢处理条件包括加氢脱硫条件。
3.权利要求1或2的方法，其中该加氢处理条件包括在250-480℃范围内的温度；10-150巴的压力；和0.1-10hr-1的重时空速。
4.权利要求1-3任一项的方法，其中该催化剂包括载体和至少一种第VIB族和第VIII族金属，优选硫化物。
5.权利要求1-4任一项的方法，其中该汽提是用蒸汽进行的。
6.权利要求1-5任一项的方法，其中该汽提是在在100-350℃范围内的温度和在1-50巴范围内的压力进行的。
7.权利要求1-6任一项的方法，其中步骤(d)中的该分离区域包括汽提部分。
8.权利要求7的方法，其中除汽提部分之外，步骤(d)中的该分离区域还包括精馏部分。
9.权利要求1-8任一项的方法，其中与该液态汽提部分的所述至少部分的热交换是与该液态加氢处理产物流的所述至少部分进行的。
10.权利要求1-8任一项的方法，其中与该液态汽提部分的所述至少部分的热交换是与该加氢处理重产物的所述至少部分进行的。
11.权利要求1-10任一项的方法，其中该液态汽提部分的至少90wt％，优选全部该液态汽提部分通过热交换器被再加热。
12.权利要求1-11任一项的方法，其中将部分该液态汽提馏分作为中间馏分产物回收。
13.权利要求1-12任一项的方法，其中将该气态汽提馏分分离成至少石脑油馏分和水馏分。
14.权利要求1-13任一项的方法，其中该分离区域是其中的条件是80-300℃的温度和在0.005-1巴范围内的压力的分馏塔。
15.权利要求1-14任一项的方法，其中该液态汽提馏分的所述至少部分被再加热到125-350℃的温度。
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