CN107109252A - 由天然气/页岩气凝结物生产芳香族化合物的两步工艺 - Google Patents

由天然气/页岩气凝结物生产芳香族化合物的两步工艺 Download PDF

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Abstract

对由液体烃凝结物生产富芳香族化合物的系统产物有用的芳香族化合物生产系统包括加氢处理反应器、芳构化反应器系统和氢提取单元。由宽沸程凝结物生产富芳香族化合物的系统产物的方法包括：将宽沸程凝结物引入加氢处理反应器，运行芳香族化合物生产系统，使得加氢处理反应器形成石脑油沸点温度范围液体产物，使得芳构化反应器系统形成富芳香族化合物的系统产物，以及使得氢提取单元形成高纯度氢。

Description

由天然气/页岩气凝结物生产芳香族化合物的两步工艺
技术领域
本发明的领域涉及芳香族化合物的生产。更具体而言，该领域涉及从气体凝析油中生产芳香族化合物的系统和方法。
背景技术
传统上，将宽沸程凝结物送入分馏塔，并使用与在大气压原油分离塔中分馏原油的技术类似的技术进行蒸馏，该宽沸程凝结物来自天然气、轻质凝结物、天然气液、页岩气以及其他产生轻质石油液(C3-12范围)的气体或液体含烃储层。然后，在将分馏产物(液化石油气(LPG)、天然汽油、石脑油和常压瓦斯油馏分)用于生产精制产物燃料和石油化学品(包括烯烃、汽油以及汽油、煤油和柴油的混合组分)之前，通常因为在各沸腾馏分内出现的各种杂质而对其进行处理。
宽沸程凝结物的其他用途包括：将凝结物供给至蒸汽裂解重整器或裂解炉中，以将材料裂解成直接用于聚合物的石油化学制造的轻质烯烃，特别是C2-4烯烃，和其他轻质烯烃衍生物。使用凝结物的其他工艺包括：将凝结物与来自费托合成工艺的烃流组合。然而，这两种工艺都这需要处理宽沸程凝结物带来的杂质(包括含硫化合物和含氮化合物)以及具有镍和钒的杂有机物质。
期望找到一种更直接的方法，该方法用最少的预处理从其生产来源接收宽沸程凝结物(许多业内人士认为其是一种替代原料)，以转化为有用的石油化工产品，特别是包括苯、甲苯和二甲苯的芳香族商品化学品。这种化学品具有全球市场，并且与具有高反应性的轻质烯烃不同，这种化学品不局限于本地使用。还希望具有一种不需要首先将宽沸程凝结物分离成馏分组分的系统。同样，不管技术如何，有兴趣防止处理系统内硫或金属污染的积聚。
发明内容
对由宽沸程凝结物生产富芳香族化合物的系统产物有用的芳香族化合物生产系统包括加氢处理反应器。该加氢处理反应器与氢提取单元流体连通。该加氢处理反应器包含加氢处理催化剂。该加氢处理反应器能够有效接收液态烃凝结物和高纯氢并产生轻质产物气体混合物和石脑油沸点温度范围液体产物。该石脑油沸点温度范围液体产物由实沸点温度不大于220℃的各石脑油沸点温度范围液体产物组分组成。该芳香族化合物生产系统包括芳构化反应器系统。该芳构化反应器系统与加氢处理反应器流体连通。该芳构化反应器系统包含芳构化催化剂。该芳构化反应器系统能够有效接收所述石脑油沸点温度范围液体产物、非芳香族液体产物和任选的高纯度氢且产生富芳香族化合物的系统产物、富氢气体产物和非芳香族液体产物，并且选择性地将液体产物分离成富芳香族化合物的系统产物和非芳香族液体产物。富芳香族化合物的系统产物中的芳香族化合物包含苯、甲苯和二甲苯。该芳香族化合物生产系统包括氢提取单元。该氢提取单元与加氢处理反应器和芳构化反应器系统流体连通。该氢提取单元能够有效接收轻质产物气体混合物和所述富氢气体产物，选择性地从所引入的气体中分离氢气，并产生所述高纯度氢和混合贫氢气体。
由宽沸程凝结物生产富芳香族化合物的系统产物的方法包括将将宽沸程凝结物和高纯度氢引入到芳香族化合物生产系统的加氢处理反应器的步骤。引入加氢处理反应器中的高纯度氢与宽沸程凝结物的体积比在约0.01至约10的范围内。该方法包括使芳香族化合物生产系统运行的步骤，从而使加氢处理反应器形成轻质产物气体混合物和石脑油沸点温度范围液体产物。该石脑油沸点温度范围液体产物由实沸点温度不大于220℃的各石脑油沸点温度范围液体产物组分组成。该方法包括使芳香族化合物生产系统运行的步骤，从而使石脑油沸点温度范围液体产物进入芳构化反应器系统以及轻质产物气体混合物进入氢提取单元。该方法包括使芳香族化合物生产系统运行的步骤，从而使芳构化反应器系统形成富芳香族化合物的系统产物、富氢气体产物和非芳香族液体产物，其中所述非芳香族液体产物包含C9+的链烷烃和环烷烃并且包含约小于5重量％的芳香族化合物。该方法包括使芳香族化合物生产系统运行的步骤，从而使富氢气体产物进入氢提取单元以及非芳香族液体产物的至少一部分进入芳构化反应器系统。该方法包括使芳香族化合物生产系统运行的步骤，从而使氢提取单元形成高纯度氢和混合贫氢气体。该混合贫氢气体包含不少于约70重量％的C1-5烷烃。该方法包括使芳香族化合物生产系统运行的步骤，从而使高纯度氢进入加氢处理反应器。
两步工艺可以有效地将烃凝结物转化成富含苯、甲苯和二甲苯(BTX)的产物流和有用的轻质烃气体。对许多化学和聚合物材料来说，苯和对二甲苯是有用的石油化学结构单元。来自廉价和可替代的含烃流体的产物可用于提高这些有用的石油化工产品的全球容量。
在该方法中，对包含在超过石脑油沸点温度范围的温度下沸腾的各组分的宽温程凝结物进行提质加工，使得产生适于引入至催化石脑油重整器的石脑油沸点温度范围液体产物。对凝结物进行加氢处理以除去硫和其他杂质，使得所产生的料流可以经受敏感的重整催化剂，并且对于芳构化催化剂，将高级碳化合物加氢裂解成石脑油沸点温度范围液体产物使加氢处理装置的产物的加工更容易进行。催化重整器由石脑油沸点温度范围液体产物来产生BTX芳香族化合物。该方法将可用于重新加工成氢和LPG的轻质烃类气体的损失最小化，并通过将未转化的非芳香族液体产物回收至遗留物来最大化BTX产量。
任选地，将从芳构化反应器系统的流出物中选择性分离出的非芳香族液体产物再循环到加氢处理反应器可使烯烃饱和，该烯烃可以在芳构化反应期间形成。如果将这些烯烃直接再循环，这些烯烃可能会对石脑油重整催化剂的性能产生负面影响。
本领域还没有发现这样的方法，在所述方法中将凝结物同时加氢处理和加氢裂解以产生适于芳构化反应的石脑油沸点温度范围液体产物。本发明公开的方法不同于已知如何处理凝结物的方法，并且本发明的方法减少了将宽温程凝结物材料转化为有用的芳香族化学品的步骤的数目。
附图说明
参照附图所示出的本发明实施方案，本发明的上述特征、优势和组成以及其他方面将变得显而易见且更详细地理解，并且能够对上面所简要归纳的本发明进行更详细的描述，这些附图构成了本说明书的一部分。然而应当注意的是，附图仅仅示出了本发明的优选实施方案，因此，不应被视为是对本发明的范围的限制，因为本发明可允许其他同等有效的实施方案。在阅读下面对本发明非限制性实施方案的详细描述时以及在检查附图时，将更好地理解本技术，其中：
图1示出了用于芳香族化合物生产系统的实施方案的一般工艺流程图。
图2示出了根据本发明的一些实施方案的烃处理单元。
具体实施方式
本说明书包括发明内容、附图的简要说明和优选实施方案的详细描述，并且所附的权利要求涉及本发明的具体特征(包括工艺或方法步骤)。本领域技术人员可以理解，本发明包括说明书中描述的具体特征的所有可能的组合和应用。本领域技术人员可以理解，本发明并不局限于或受限于说明书中给出的实施方案的描述。只要在说明书和所附的权利要求的精神内，则不对本发明的主题进行限制。
本领域技术人员也了解，用于描述具体实施方案的术语不限制本发明的范围或广度。在解释说明书和所附权利要求书时，所有的术语应该被解释为与每个术语的上下文一致可能的最宽泛方式。除非另外指明，在本说明书和所附权利要求中使用的所有技术和科学术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同。
如在本说明书和所附的权利要求中使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数指代物，除非上下文另有明确说明。动词“包含”和它的变化形式应理解为是以非排他性的方式指元件、组件或步骤，以及在没有任何未具体公开的元件的情况下，示例性公开的发明可以理解为包括“基本上由...组成”和“由...组成”。所提到的元件、组件或步骤可以与其他没有明确提及的元件、组件或步骤一同存在、利用或结合。动词“连通”和它的变化形式是指完成任何类型所需的连接，包括电、机械或流体连接，从而由两个或更多个先前未连接的对象形成单一对象。如果第一设备与第二设备连通，该连接可以直接实现或通过共同的连接件而实现。“任选地”及其各种形式是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生。该描述包括其中所述事件或情况发生的情形和不发生的情形。“能够有效地”和它的各种形式是指适合用于其正常功能，并能够被用于其预期用途。
空间术语描述对象的相对位置或一组对象相对于另一或另一组对象的相对位置。空间关系沿垂直和水平轴应用。取向和关系词包括“上游”和“下游”和其他类似的术语，除非另有说明，否则它们仅是为了便于描述而不是具有限制性的。
如果说明书或所附的权利要求提供数值范围，应当理解，该区间包括上限和下限以及上限和下限之间的每个中间值。基于所提供的任何特定的排除，本发明包括和界定所述区间的较小范围。“基本上”是指基于所指明的测量单位等于或大于10％。“有效的(significant)”是指基于所指明的测量单位等于或大于1％。“可检测”是指基于所指明的测量单位等于或大于0.01％。
在说明书和所附权利要求中引述的方法包括两个或多个所定义的步骤的情况下，所定义的步骤可以任何按顺序或同时进行，除非上下文中排除了这种可能性。
当在本申请中引用专利或公开文献时，所述文献以不与本文所述内容冲突的程度通过引用全部并入本文。
图1
芳香族化合物生产系统利用宽沸程凝结物来形成芳香族产物，包括苯、甲苯和二甲苯。通过来自工艺的上游和外部的源的凝结物进料管线10将宽沸程凝结物引入芳香族化合物生产系统1中。芳香族化合物生产系统1还通过两个有用的用于下游石油化学加工的产物流。芳香族化合物生产系统1通过芳香族产物流12。芳香族产物流12实际上可以包含含有混合或部分精制的苯、甲苯、二甲苯以及其组合的一个或几个流。芳香族化合物生产系统1还通过LPG流14。LPG流14是来自氢分离精炼工艺的流出物，并且含有轻质烷烃(C1-4)和减少量的氢。LPG流14的混合贫氢气体对另外的精炼(例如，氢提取)是有用的并且其可以作为在芳香族化合物生产系统1之外的蒸汽和发电用高BTU锅炉进料。
使用总进料管线22将宽沸程凝结物引入至加氢处理反应器20。如图1所示，另外两条料流与凝结物进料管线10结合以形成总进料管线22。精炼氢循环管线42将氢提取单元40与加氢处理反应器20连通并将来自氢提取单元40的高纯度氢输送至加氢处理反应器20。运行芳香族化合物生产系统，使得引入加氢处理反应器中的高纯度氢与宽沸程凝结物的体积比在约0.01至约10的范围内。任选地，加氢处理反应器20使用非芳香族液体循环管线38与芳构化反应器系统30连通，该非芳香族液体循环管线38能够有效地将来自芳构化反应器系统30的芳香族化合物转化工艺中的非芳香族液体产物的至少一部分输送回至加氢处理反应器20。虽然显示为合并流，但是在系统的另一实施方案中，凝结物进料管线10、非芳香族液体循环管线38和精炼氢循环管线42中的每一个能够直接进料至加氢处理反应器20，而不用预先合并成总进料管线22。
在加氢处理反应器中，宽沸程凝结物、高纯度氢以及任选的非芳香族液体产物接触加氢处理反应器20中的至少一个含有加氢处理催化剂的加氢处理催化剂床。有用的加氢处理催化剂包括美国专利No.5,993,643(1999年11月30日公告)、No.6,515,032(2003年2月4日公告)和No.7,462,276(2008年12月9日公告)中描述的催化剂。
总进料在加氢处理条件下与加氢处理催化剂接触，使得几个反应同时发生。在加氢处理条件下，加氢裂解反应器使用所引入的高纯度氢和加氢处理催化剂能够有效地去除有机硫、氮和金属化合物，以形成气体和金属固体，例如硫化氢和氨。如果将非芳香族液体产物也再循环到加氢处理反应器中，任何所引入的烯烃都将通过高纯度氢饱和成链烷烃。也在加氢裂解苛刻度下运行加氢处理反应器，使得所引入的实沸点(TBP)大于约220℃的链烷烃、环烷烃和芳香族化合物裂解并饱和成链烷烃，该链烷烃的TBP温度在石脑油沸点温度(约30℃至约220℃)范围内。该产物组合物不具有任何烃组分，特别是链烷烃，其TBP温度高于传统上被认为是石脑油沸程中最高温度(约233℃)的温度。这也确保加氢处理和部分加氢裂解的烃产物大部分是链烷烃。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得加氢处理反应器内的温度保持在约200℃至约600℃的范围内。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得加氢处理反应器内的压力保持在约10巴至约200巴的范围内。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得加氢处理反应器内的液时空速(LHSV)保持在约0.1小时-1至约20小时-1的范围内。
加氢处理反应器能够有效地由宽沸程凝结物、高纯度氢和任选的非芳香族液体产物的加氢处理来形成轻质产物气体混合物和石脑油沸点温度范围液体产物。石脑油沸点温度范围液体产物由实沸点温度不大于约220℃的各石脑油沸点温度范围液体产物组分组成。各石脑油沸点温度范围液体产物组分包括链烷烃和任选的有效量的芳香族化合物或环烷烃，或这两者。石脑油沸点温度范围液体产物的沸点温度范围可以在约30℃至约200℃的范围内。通过石脑油沸点温度范围液体产物的流与引入宽沸程凝结物的流的体积比为约4:5，这表明裂解反应增加了被处理流体的体积。液态产物流24将加氢处理反应器20与芳构化反应器系统30连通，并且石脑油沸点温度范围液体产物从加氢处理反应器20进入芳构化反应器系统30。轻质产物气体混合物主要是氢和轻质(C1-5)烷烃的混合物，并且可含有较少量的硫化氢、氨和水。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得轻质产物气体混合物包含占该轻质产物气体混合物的约0重量％至约50重量％的氢气。轻质产物流26将加氢处理反应器20与氢提取单元40连通，并且轻质产物气体混合物从加氢处理反应器20进入氢提取单元40。
图1示出了芳香族化合物生产系统1，其使用总进料管线32将石脑油沸点温度范围液体产物引入至芳构化反应器系统30。非芳香族液体循环管线34与液体产物流24合并以形成总进料管线32。非芳香族液体循环管线34将从芳构化反应器系统30通过的至少一些非芳香族液体产物再次引入到芳构化反应器系统30的前部。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得引入至芳构化反应器系统的非芳香族液体产物的重量百分比在进入芳构化反应器系统的进料的约10重量％至约50重量％的范围内。运行芳香族化合物生产系统，使得由芳构化反应器系统产生的非芳香族液体产物包含C9+链烷烃和环烷烃以及小于约5重量％的芳香族化合物。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得在非芳香族液体产物中存在有效量的烯烃。
非芳香族液体循环管线34将至少一部分分离出的非芳香族液体产物(其包括各种链烷烃和环烷烃)返回到总进料管线32，使得它们能够在芳构化反应器系统30中再次加工成芳香族化合物。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得所有的通过芳构化反应器系统产生的非芳香族液体产物再引入至所述芳构化反应器系统。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得至少一部分非芳香族液体产物进入加氢处理反应器。图1示出了通过非芳香族液体循环管线38(虚线)进入加氢处理反应器20的非芳香族液体产物的至少一部分的任选路线。当非芳香族液体产物含有烯烃时，将非芳香族液体产物的至少一部分返回加氢处理反应器的目的是使烯烃饱和，因为使烯烃重新引回到芳构化反应器系统中可能会使芳构化催化剂污染。
任选地，芳构化反应器系统30使用氢气管线44(虚线)与氢提取单元40连通，使得氢提取单元40能够将高纯度氢输送至芳构化反应器系统30。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得高纯度氢被引入至芳构化反应器系统。在该实施方案中，高纯度氢与引入芳构化反应器系统中的进料的体积比保持在约0.01至约6的范围内。虽然显示为联合流，但是在系统的另一实施方案中，液体产物流24、非芳香族液体循环管线34和氢气管线44中的每一个能够直接进料至芳构化反应器系统30，而不用预先合并成总进料管线32。
在芳构化反应器系统中，石脑油沸点温度范围液体产物和非芳香族液体产物的至少一部分接触至少一个含有芳构化催化剂的芳构化催化剂床。该催化剂床可以是移动床或固定床反应器。有用的芳构化催化剂包括任意选择性石脑油重整催化剂，包括在PCT专利申请公开号WO 1998/036037 A1(于1998年8月20日公开)中描述的催化剂。
总进料在芳构化条件下与芳构化催化剂接触，使得几个反应同时发生。在芳构化条件下，芳构化反应器系统能够有效地将石脑油沸点温度范围液体产物和非芳香族液体产物的至少一部分转化成液体产物，其中所产生的芳香族化合物在C6-8的范围内，并且是富氢气体产物。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得芳构化反应器系统内的温度保持在约200℃至600℃的范围内。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得芳构化反应器系统内的压力保持在约1巴至约80巴的范围内。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得芳构化反应器系统内的液时空速(LHSV)保持在约0.5小时-1至约20小时-1的范围内。芳构化反应器系统还能够有效地将液体产物选择性分离成富芳香族化合物的系统产物和非芳香族液体产物，使得非芳香族液体产物能够再循环利用。可以在芳构化反应器系统内使用化学提取或蒸馏，或两者的组合，以选择性地从芳香族化合物中分离非芳香族化合物。
芳香族化合物产物流12通过富芳香族化合物的系统产物下游，以进行芳香族化合物生产系统1之外的额外加工和分离(包括石化加工)，该富芳香族化合物的系统产物富含苯、甲苯和二甲苯。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得引入芳构化反应器系统的进料进入富芳香族化合物的系统产物的转化率在所引入的进料的约50％至约90％的范围内。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得所引入的宽沸程凝结物进入富芳香族化合物的系统产物的一次转化率在所引入的宽沸程凝结物的约40％至约72％的范围内。
富芳香族化合物的系统产物具有少于可检测量的链烷烃、萘和烯烃。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得富芳香族化合物的系统产物包含占所述富芳香族化合物的系统产物的2重量％至30重量％的苯。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得富芳香族化合物的系统产物包含占所述富芳香族化合物的系统产物的10重量％至40重量％的甲苯。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得富芳香族化合物的系统产物包含占所述富芳香族化合物的系统产物的8重量％至30重量％的二甲苯。
富氢气体产物是由进料到芳构化反应器系统中的链烷烃的芳构化工艺产生的氢和轻质烷烃(C1-5)的未精炼混合物。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得富氢气体产物与引入芳构化反应系统的进料的比为约3:10(以重量计)。轻质产物流36将芳构化反应器系统30与氢提取单元40连通，并且该富氢气体产物从芳构化反应器系统30进入氢提取单元40。
图1示出了芳香族化合物生产系统1，运行该芳香族化合物生产系统1以将轻质产物气体混合物和富氢气体产物这二者引入到氢提取单元40中，其中利用轻质产物流26引入来自加氢处理反应器20的轻质产物气体混合物并且利用轻质产物流36引入自芳构化反应器系统30的富氢气体产物。轻质产物流26和轻质产物流36都提供在氢提取单元40中选择性分离的氢气和轻质烷烃。虽然未显示为合并流，但是在系统的另一实施方案中，轻质产物流26和轻质产物流36可以合并成单一流并直接供给至氢提取单元40中。
氢提取单元40能够有效地从两种产物气体混合物中选择性分离氢气，使得形成高纯度氢和混合贫氢气体。氢提取单元可以是变压吸附(PSA)系统、萃取蒸馏、溶剂萃取或膜分离。氢提取单元的构造反映了氢的体积和纯度。在该方法的实施方案中，运行芳香族化合物生产系统，使得由引入氢提取单元的进料产生的高纯度氢占进入氢提取单元的进料的约35重量％至约90重量％的范围内。图1示出了芳香族化合物生产系统1，该芳香族化合物生产系统1经由精炼氢循环管线42和总进料管线22使高纯度氢经过加氢处理反应器20。任选地，可以经由氢气管线44向芳构化反应器系统30供应少量的高纯度氢以促进芳构化反应。LPG流14通过混合贫氢气体以进行芳香族化合物生产系统1之外的加工，包括作为LPG燃料或内部设备燃烧和发电的分配。运行芳香族化合物生产系统，使得混合贫氢气体包含不少于约70重量％的C1-5烷烃。
宽沸程凝结物
表1呈现了来自两个天然气生产井的两个有用的宽沸程凝结物的实例。如上所述，宽沸程凝结物可以来自天然含烃源，如天然气储层、轻质凝结液层、天然气液、页岩气以及其他产生在C3-12范围的轻质石油液的气体或液体含烃储层。
宽沸程凝结物包含在约200ppm至约600ppm(以硫重量计)范围内的含硫杂有机化合物，包括硫化氢和脂族硫醇、硫化物和二硫化物。这些化合物在加氢处理反应器中被转化为硫化氢。
宽沸程凝结物还包含少量的含氮化合物以及来自可以包括钠、钙和镁的卤水的盐，该含氮化合物包括吡啶类、喹诺酮类、异喹啉类、吖啶类、吡咯类、吲哚类、咔唑类、含金属的杂有机化合物，该金属可以包括钒、镍、钴和铁。已知钒使加氢处理催化剂具有毒性。在宽沸程凝结物内，总金属被限制为不超过约5ppm重量％(以金属重量计)。
碱性氮测量总吡啶、喹诺酮、异喹啉和吖啶并且在宽沸程凝结物内被限制至不超过约600ppm重量％(以氮重量计)。
宽沸程凝结物包含有效量的链烷烃、环烷烃和芳香族化合物，同时具有少于可检测量的烯烃。在该方法的实施方案中，宽沸程凝结物包含占该宽沸程凝结物的约60重量％至约100重量％的链烷烃。在该方法的实施方案中，宽沸程凝结物包含占该宽沸程凝结物的约60重量％至约100重量％的环烷烃。在该方法的实施方案中，宽沸程凝结物包含占该宽沸程凝结物的约0重量％至约40重量％的芳香族化合物。
有用的凝结物包括实沸点蒸馏温度在石脑油沸点温度范围的范围内的材料。如表1所示，两种凝结物均具有约30重量％的总材料，该总材料的实沸点温度大于约233℃。这表明表1中的约30重量％的凝结物是气油沸点温程材料，该材料可用于制造柴油。在该方法的实施方案中，宽沸程凝结物的一部分的实沸点(TBP)温度大于233℃。在该方法的另一实施方案中，该部分占宽沸程凝结物的至多约75重量％。在该方法的实施方案中，宽沸程凝结物的终沸点(FBP)温度在约400℃至约565℃的范围内。
两种凝结物也似乎具有包含约5重量％的总材料的凝结物的部分，该总材料的实沸点温度低于约25℃。收集凝结物的该部分以用作LPG。在该方法的另一实施方案中，该部分占宽沸程凝结物的至多约20重量％。
表1：两种有用的宽沸程凝结物的实例
除了在引入芳构化工艺之前可以解决的几个问题，宽沸程凝结物(包括表1中呈现的两种材料)可能会为催化石脑油重整工艺(包括芳构化)提供良好的原料。去除杂有机硫和金属化合物将保持重整催化剂的质量。将高沸点材料(TBP温度大于约233℃的材料)加氢裂解成较轻的石脑油沸点温度范围的液体使得烃类液体的处理的能量和氢气密度较低。去除最轻的材料(实沸点温度低于约25℃的材料)将减少用于催化石脑油重整的设备的尺寸/体积，因为凝结物的该部分作为该工艺的稀释剂。此外，与碳含量更高的烃相比，这些轻质材料需要更多的能量来进行加氢裂解；因此，可以使用降低的处理温度，以在较大浓度的较大碳含量的材料上进行相同的加氢裂解操作。
实施例
以下实施例包括说明本发明的优选实施方案。本领域技术人员应当理解，以下实施例中公开的技术和组合物代表本发明人发现的在本发明的实践中运作良好的技术和组合物，因此可被认为是构成其做法的优选模式。然而，鉴于本公开内容，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在所公开的具体实施方案中进行许多改变，并且仍然获得相似或类似的结果。
实施例1。根据本发明的实施方案，使用HYSYS加氢处理模型对粗调整器进行建模，该模型可以包括涉及碳氢化合物的加氢处理和加氢裂解反应的动力学过程。对粗调整器模型进行校准，以匹配从早期试验中获得的粗调整器中间试验性工厂试验数据。该粗调整器模型单元可用于评估和预测与原油和天然气精炼和处理相关的特性，包括但不限于阿拉伯超轻(AXL)原油和Kuff气体凝结物(KGC)提质加工和改进。
将AXL原油、KGC和氢气进料至粗调整器。使用经校准的HYSYS动力学模型进行进料流的调节。如图2所示，HYSYS模型包括三个反应器床、高压分离器、循环压缩机和氢循环回路，确保校准考虑了反应器和氢循环回路。
如图2所示，来自高压分离器和HPS液体流出物的高压分离气体流入主流程，其中来自高压分离器的液体进入包含硫化氢(H2S)吸收器的组分分离器中，并且其中去除了所有的H2S，以及氢气(H2)、氨(NH3)和水(H2O)。将得到的液态烃流送至组分分离器，其中基于烃流分馏点的总沸点(TBP)温度将流出物分离成氢馏分，并计算所得产率。
在一些实施方案中，本文所述的HYSYS加氢处理模型使用一组142个变量或“假组分”来表征一种或多种原料，所述原料可以包含例如氢气和分子复杂性增加的(例如)烃化合物，该烃化合物包含至多约50个碳原子(包括47个碳原子)。在某些实施方案中，“假组分”组分用于模拟一系列反应途径(或称为“反应网络”)，该反应途径可以包括多达约200个反应途径，包括包含一系列177个反应途径的模型。本文所述的组分和反应网络与本领域技术人员已知的加氢处理反应一致。
在本文所述建模中，将包含轻质气体(C3(丙烷)和更轻质)的化合物计算为甲烷、乙烷和丙烷以及相关衍生物。对于C4(丁烷)至C10(癸烷)范围内的烃类，使用一种纯组分来代表几种异构体。例如，将与正丁烷相关的性质用于表示正丁烷和异丁烷的性质。对于具有更多碳原子的烃化合物，使用碳数为14、18、26和47的化合物，因为据发现，在高级(大于10个碳原子)烃化合物馏分中，这些值代表宽范围的沸点组分。
在本文所述的加氢处理模型中使用的组分还包括不同类别的烃，该烃包括单环(一个环)至四环(四个环)碳物质，该碳物质包括芳香族化合物和环烷烃。在采用10种碱性和非碱性氮组分的同时，将13种硫组分用于表示进料中的硫化合物分布。本文所述的HYSYS加氢处理模型不跟踪金属，例如过渡金属络合物或窒息剂，因此这些化合物被排除在建模之外。AXL原油(表2)和KGC(表3)测定进料指纹结果示于表2和表3中：
表2：AXL原油测定结果
表3：KGC测定结果
将粗调整模型用于预测AXL和KGC测定加氢处理结果。未处理和加氢处理的AXL原油(表4)和KGC(表5)的比较结果如下：
表4：未处理和(CCU)加氢处理的AXL原油结果之间的比较
表5未处理和(CCU)加氢处理的KGC结果之间的比较
表6和7示出了使用或不使用粗调整单元(CCU)处理AXL原油的单元处理100,000桶/天(桶/天)的预测产量变化：
表6：AXL原油模拟结果
表7：KGC模拟结果
如表7所示，在粗调整单元中处理AXL原油后，观察到石脑油产量显著增加。另外，从70-220℃的石脑油分馏显示出来自AXL原油处理的芳烃和环烷烃含量的水平的增加以及链烷烃含量的降低。这些结果表明：与正常蒸馏相比，石脑油产量以及所产生的石脑油(包括石脑油芳香族物质)的品质都有所提高。在一些实施方案中，可以使用苯-甲苯-乙苯-二甲苯(BTEX)提取单元有利地提取在所得的石脑油流中产生的增加的芳烃内容物，以分离其中有价值的芳香族化合物。
另外，观察到改进的柴油和相关烃馏分。与(例如)通过原油蒸馏生产的柴油相比，由AXL生产的“柴油分馏”的品质有利地更高，这是由于蒸馏途径中遇到非常低的缺硫和其他污染物。类似地，与使用原油蒸馏生产的石脑油相比，上述“石脑油分馏”不需要处理以除去硫和其他污染物。
关于KGC烃处理，在使用粗调整(加氢处理)单元处理该进料流时，也有利地增加了石脑油产量。在加氢处理KGC时，来自70-220℃的石脑油分馏进一步显示出所产生的芳香族化合物的水平的显著增加以及链烷烃内容物的降低。在一些实施方案中，在将石脑油送入催化重整单元以进行进一步处理之前，可以容易地从反应器流出物中提取所得的芳香族化合物。可以在任选的BTEX提取单元中提取石脑油流中的增加的芳烃内容物，其中环烷烃内容物可以容易地转化为催化石脑油重整单元中的芳香族化合物。与AXL原油一样，经处理的KGC也获得了提高的柴油范围产量或“柴油分馏产量”。

Claims (19)

1.一种由宽沸程凝结物生产富芳香族化合物的系统产物的方法，所述方法包括以下步骤：
将所述宽沸程凝结物和高纯度氢引入到芳香族化合物生产系统的加氢处理反应器中，其中所引入的所述高纯度氢与所述宽沸程凝结物的体积比在至多10:1的范围内；
运行所述芳香族化合物生产系统，使得：
所述加氢处理反应器形成轻质产物气体混合物和石脑油沸点温度范围液体产物，其中所述石脑油沸点温度范围液体产物由实沸点温度不大于220℃的石脑油沸点温度范围液体产物组分组成；
使所述石脑油沸点温度范围液体产物进入芳构化反应器系统并且使所述轻质产物气体混合物进入氢提取单元；
所述芳构化反应器系统形成所述富芳香族化合物的系统产物、富氢气体产物和非芳香族液体产物，其中所述非芳香族液体产物包含C9+链烷烃和环烷烃以及小于5重量％的芳香族化合物；
使所述富氢气体产物进入所述氢提取单元并且使所述非芳香族液体产物的至少一部分进入所述芳构化反应器系统；
所述氢提取单元形成所述高纯度氢和混合贫氢气体，其中所述混合贫氢气体包含不少于70重量％的C1-5烷烃；以及
使所述高纯度氢进入所述加氢处理反应器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述宽沸程凝结物的一部分的实沸点(TBP)温度大于233℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述宽沸程凝结物的所述一部分占所述宽沸程凝结物的至多75重量％。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述宽沸程凝结物的终沸点(FBP)温度在约400℃至约565℃的范围内。
5.根据权利要求1或3所述的方法，其中所述宽沸程凝结物的一部分的实沸点(TBP)温度小于25℃。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其中所述宽沸程凝结物的所述一部分占所述宽沸程凝结物的至多20重量％。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述宽沸程凝结物包含占所述宽沸程凝结物的60重量％至100重量％范围内的链烷烃。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述宽沸程凝结物包含占所述宽沸程凝结物的60重量％至100重量％范围内的环烷烃。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，所述宽沸程凝结物包含占所述宽沸程凝结物的至多40重量％的芳香族化合物。
10.根据权利要求1所述的方法，其中运行所述芳香族化合物生产系统，使得所述富芳香族化合物的系统产物包含占所述富芳香族化合物的系统产物的2重量％至30重量％范围内的苯。
11.根据权利要求1所述的方法，其中运行所述芳香族化合物生产系统，使得所述富芳香族化合物的系统产物包含占所述富芳香族化合物的系统产物的10重量％至40重量％范围内的甲苯。
12.根据权利要求1所述的方法，其中运行所述芳香族化合物生产系统，使得所述富芳香族化合物的系统产物包含占所述富芳香族化合物的系统产物的8重量％至30重量％范围内的二甲苯。
13.根据权利要求1或权利要求10至12中任一项所述的方法，还包括运行所述芳香族化合物生产系统的步骤，使得所述高纯度氢也进入所述芳构化反应器系统。
14.根据权利要求1或13所述的方法，其中将引入所述芳构化反应器系统的所述高纯度氢和所述进料的体积比保持在至多6的范围内。
15.根据权利要求1或权利要求13至14中任一项所述的方法，其中运行所述芳香族化合物生产系统，使得由所述芳构化反应器系统产生的所有的所述非芳香族液体产物再引入至所述芳构化反应器系统。
16.根据权利要求1或权利要求13至15中任一项所述的方法，其中运行所述芳香族化合物生产系统，使得所述非芳香族液体产物的至少一部分进入所述加氢处理反应器。
17.一种用于由宽沸程凝结物生产富芳香族化合物的系统产物的芳香族化合物生产系统，所述系统包括：
加氢处理反应器，其与氢提取单元流体连通，该加氢处理反应器包含加氢处理催化剂，并且能够有效接收所述宽沸程凝结物和高纯度氢并产生轻质产物气体混合物和石脑油沸点温度范围液体产物，其中所述石脑油沸点温度范围液体产物由实沸点温度不大于220℃的各石脑油沸点温度范围液体产物组分组成；
芳构化反应器系统，其与所述加氢处理反应器流体连通，该芳构化反应器系统包含芳构化催化剂并且能够有效接收所述石脑油沸点温度范围液体产物和非芳香族液体产物，并且产生所述富芳香族化合物的系统产物、富氢气体产物和非芳香族液体产物，其中所述富芳香族化合物的系统产物包含苯、甲苯和二甲苯；以及
氢提取单元，其与所述加氢处理反应器和所述芳构化反应器系统流体连通，并且能够有效接收所述轻质产物气体混合物和所述富氢气体产物，选择性地从所引入的气体中分离氢气，并产生所述高纯度氢和混合贫氢气体。
18.根据权利要求17所述的芳香族化合物生产系统，还包括所述加氢处理反应器，其也与所述芳构化反应器系统流体连通并且进一步地能够有效接收所述非芳香族液体产物的至少一部分。
19.根据权利要求17或18所述的芳香族化合物生产系统，还包括所述芳构化反应器系统，其也与所述氢气提取单元流体连通并且进一步地能够有效接收所述富氢气体产物。
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