CN108431180A - 由焦化石脑油生产烯烃和芳烃的方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供了用于生产烯烃和芳烃的方法和系统。方法可以包括从焦化石脑油原料中除去二氧化硅以产生第一流出物，氢化第一流出物以产生第二流出物，使第二流出物反应以产生包含芳烃的第三流出物、包含烯烃的第四流出物、和第五流出物，分离第四流出物以产生丙烯产物流、乙烯产物流和第六流出物，通过将第六流出物与第二流出物合并使第六流出物再循环。

Description

由焦化石脑油生产烯烃和芳烃的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年12月21日提交的美国临时申请第62/270,160号的优先权和权益。参考申请的内容通过引用并入本申请。

技术领域

本公开的主题涉及由焦化石脑油产生烯烃和芳烃的方法和系统。

背景技术

由于对包括烯烃和芳烃在内的石化产品的需求不断增长，因此对于将替代原料转化为有用的石化产品感兴趣。一种替代原料是焦化石脑油，其可以是焦化装置中通过长链烃热裂化产生的烃流。在炼油厂加工期间，焦化装置将来自蒸馏塔的残余油转化为短链烃，包括低分子量烃气和石脑油。焦化石脑油可以包含不饱和烃如烯烃、二烯烃和芳烃，以及硫、二氧化硅和氮。焦化石脑油流中的二烯烃、硫和二氧化硅可以导致反应器结垢并使高价值烯烃和芳烃的生产复杂化。

由烃流产生潜在较高价值的石化产品的某些方法是本领域已知的。例如，欧洲专利公开第EP2644584号公开了由含芳烃的炼油厂馏分生产芳烃和烯烃的方法，其包括氢处理反应步骤、催化裂化步骤、分离步骤和烷基转移步骤，以及任选的再循环步骤。中国专利公开第CN102795958号公开了通过重整石脑油以产生芳烃和链烷烃并通过蒸汽裂化所产生的链烷烃而由石脑油生产芳烃和乙烯的技术。美国专利第4,179,474号公开了热解石脑油以生产乙烯的方法，其包括将催化氢化的石脑油流与含硫化合物混合。美国专利第4,138,325号公开了将瓦斯油转化为石脑油热解原料和针状焦的方法，其包括将瓦斯油热裂化以产生裂化石脑油和芳烃焦油。

美国专利第6,153,089号公开了使用脱氢金属催化剂将烯烃流转化为低碳烯烃和芳烃的方法。美国专利公开第2003/0181325号公开了包含酸组分和至少一种金属组分用于将链烷烃转化为低碳烯烃的催化剂。欧洲专利公开第EP1734098号公开了通过石脑油的催化裂化来生产烯烃和芳烃的方法。美国专利第3,556,987号公开了通过蒸馏原油以形成包含焦化石脑油、重石脑油和轻石脑油的多种流而由原油生产乙炔、乙烯和芳烃。将焦化石脑油和重石脑油合并并重整以产生包括芳烃在内的重整产品和萃余液，将萃余液与轻石脑油一起供入烃热解炉以生产乙烯。

然而，仍然需要由焦化石脑油流生产烯烃和芳烃的技术。

发明内容

本公开的主题提供了用于由焦化石脑油生产烯烃和/或芳烃的方法和系统。

在某些实施方案中，由焦化石脑油原料生产烯烃和/或芳烃的示例性方法包括例如在二氧化硅去除单元中从焦化石脑油原料中除去二氧化硅，以产生第一流出物。第一流出物可以用氢气氢化以产生第二流出物。第二流出物可以发生反应以产生例如第三、第四和第五流出物，其中第四流出物被分离成丙烯产物流、乙烯产物流和第六流出物。第六流出物可以通过与第二流出物合并而再循环。

在某些实施方案中，可以通过吸附、过滤或膜分离中的一种或多于一种从焦化石脑油原料中除去二氧化硅。可以使用催化剂来辅助这种去除，该催化剂包括氧化铝、活性氧化铝、废基于氧化铝的脱硫剂和/或废氧化铝负载的钴-钼氧化物催化剂。

在某些实施方案中，第一流出物可以包含不含二氧化硅的焦化石脑油。第二流出物可以包含链烷烃、烯烃、环烷烃和芳烃。第三流出物可以包含苯、甲苯、二甲苯和C₉+芳烃。第四流出物可以包含丙烯、乙烯和丙烷。第五流出物可以包含丁烷、燃料气和液化石油气。第六流出物可以包含丁烷、液化石油气和丙烷。

在某些实施方案中，可以从第三流出物中萃取苯、甲苯和二甲苯，以产生苯产物流、混合二甲苯产物流、C₉+芳烃产物流和第七流出物，该第七流出物包含甲苯、烯烃和环烷烃。

在某些实施方案中，所述方法还可以包括在氢进料的存在下转化第七流出物中的甲苯，以产生第八流出物和第九流出物。第八流出物可以包含苯、二甲苯和甲苯。第九流出物可以包含环烷烃、烯烃、液化石油气和丙烷。第八流出物可以通过与第三流出物合并而再循环。第九流出物可以通过与第六流出物合并而再循环。

本公开的主题还提供了用于由焦化石脑油生产烯烃和芳烃的系统。该系统可以包括用于从焦化石脑油原料中除去二氧化硅的二氧化硅去除单元，用于除去二烯烃、乙炔和硫的与二氧化硅去除单元连接的氢化单元，用于转化为烯烃和芳烃的与氢化单元连接的烯烃和芳烃转化单元，以及用于分离丙烯和乙烯的与烯烃和芳烃转化单元连接的烯烃分离单元。氢化单元可以包含钴-钼催化剂。烯烃分离单元可以包括流化床反应器、固定床反应器或移动床反应器。

在某些实施方案中，所述系统还可以包括用于分离苯、甲苯和二甲苯的与烯烃和芳烃转化单元连接的苯、甲苯和二甲苯萃取单元以及用于将甲苯转化为其他芳烃的与苯、甲苯和二甲苯萃取单元连接的甲苯转化单元。甲苯转化单元可以包括加氢脱烷基化单元。

附图说明

图1描述了根据所公开主题的一个示例性实施方案的由焦化石脑油生产烯烃和芳烃的方法。

图2描述了根据所公开主题的一个示例性实施方案的由焦化石脑油生产烯烃和芳烃的系统。

具体实施方式

本公开的主题提供了由焦化石脑油生产烯烃和芳烃的方法和系统。

本公开的主题提供了由焦化石脑油生产烯烃如丙烯和乙烯以及芳烃如苯、甲苯和二甲苯的方法。出于说明而非限制的目的，图1是根据所公开主题的非限制性实施方案的方法的示意图。

在某些实施方案中，方法100包括将焦化石脑油原料供入二氧化硅去除单元以产生第一流出物，101。本公开主题的焦化石脑油原料可以是富含烯烃和链烷烃的烃流。焦化石脑油原料可以来源于天然气凝析液、石油馏分、煤焦油馏分和/或泥炭。例如，焦化石脑油原料可以包括轻石脑油、重石脑油、直馏石脑油、全馏分石脑油、延迟焦化石脑油、流化催化裂化(FCC)石脑油、焦化燃料油和/或瓦斯油，例如轻焦化瓦斯油和重焦化瓦斯油。

在某些实施方案中，焦化石脑油原料可以包含约10重量％至约80重量％的烯烃和约20重量％至约80重量％的链烷烃。焦化石脑油原料可以包含约10体积％至约65体积％的烯烃和约30体积％至约80体积％的链烷烃。焦化石脑油原料还可以包含一种或多于一种其他组分，包括但不限于二烯烃、环烷烃、芳烃、硫、氮和二氧化硅。例如，焦化石脑油原料可以包含少于约1重量％的二烯烃、少于约1重量％的环烷烃、少于约1重量％的芳烃和少于约0.1重量％的硫。焦化石脑油原料可以包含约0.1体积％至约8体积％的二烯烃、约2体积％至约25体积％的环烷烃、约0.1体积％至约25体积％的芳烃和约0.01体积％至约5体积％的硫。焦化石脑油原料可以包含约100wppm至约550wppm的氮。焦化石脑油原料可以包含约0.1wppm至约50wppm的硅。焦化石脑油原料内的硅可以是二氧化硅(SiO₂)和/或有机硅化合物如聚二甲基硅氧烷(PDMS)的形式。

如本文所使用的，术语“约”或“大约”意指在由本领域普通技术人员所确定的特定值的可接受误差范围内，其将部分取决于如何测量或确定该值，即测量系统的局限性。例如，“约”可以指给定值的最高20％、最高10％、最高5％和/或最高1％的范围。

在某些实施方案中，焦化石脑油原料具有约10℃至约300℃、约10℃至约220℃、约10℃至约140℃、约15℃至约100℃或约25℃至约85℃的沸程。

在某些实施方案中，可以在二氧化硅去除单元中从焦化石脑油原料中除去颗粒以产生第一流出物。例如，可以通过吸附、过滤和/或膜分离来除去颗粒。在美国专利第4,176,047和4,645,587号中提供了可以用于所公开主题中的分离方法的非限制性实例，这些内容通过引用而整体并入本文。在某些实施方案中，期望的是在经历氢化单元、反应器和/或甲苯转化单元之前从焦化石脑油原料中除去颗粒，以减少由焦化石脑油原料中的污染物如二氧化硅所导致的催化剂失活。

方法100还可以包括将第一流出物和第一氢进料进料至氢化单元以便例如经由氢化处理产生第二流出物，102。在某些实施方案中，第一流出物不包含二氧化硅。本公开方法的第一氢进料中的氢可以源自各种来源，包括来自其他化学过程如乙烷裂化、甲醇合成或C₄烃转化成芳烃的气体流。第一氢进料中氢的量可以大于约70％、大于约80％、大于约85％、大于约90％、大于约95％或大于约99％。

在某些实施方案中，该方法包括使第一流出物与第一氢进料接触以选择性氢化第一流出物中的二烯烃和乙炔，从而产生初始的烯烃。在美国专利公开第2012/0273394和2005/0014639号、欧洲专利公开第EP1188811号、国际专利公开第WO2006/088539号以及Breivik和Egebjerg,“Coker naphtha hydrotreating,”Petroleum TechnologyQuarterly Q1 2008中提供了可以用于所公开主题中的用来氢化二烯烃和乙炔的方法的非限制性实例，这些内容通过引用而整体并入本文。

在某些实施方案中，该方法还包括例如通过加氢脱硫部分地除去硫。第一流出物中的至少一些硫可以与第一氢进料中的氢反应以形成硫化氢(H₂S)。第一流出物中的硫可以是一种或多于一种较大分子如硫醇和/或脂肪族和环状硫化物及二硫化物的组分。在某些实施方案中，第一流出物中至少10％、至少20％、至少30％、至少40％或至少50％的硫与氢反应以形成硫化氢。

在某些实施方案中，该方法还包括例如通过脱氮，部分地从第一流出物中除去氮。第一流出物中的至少一些氮可以与第一氢进料中的氢反应以形成氨(NH₃)。第一流出物中的氮可以是一种或多于一种较大分子如甲基吡咯和/或吡啶的组分。在某些实施方案中，第一流出物中至少10％、至少20％、至少30％、至少40％或至少50％的硫与氢反应以形成硫化氢。该方法还可以包括从第一流出物中汽提硫化氢和氨。

在某些实施方案中，氢化处理即氢化、加氢脱硫和脱氮反应在催化剂的存在下进行。催化剂可以是本领域已知的适用于氢化处理石脑油的任何类型。作为实例而非限制，催化剂可以包括第VI-B族和第VIII族金属，例如Co、Mo、Ni和W。在具体的实施方案中，催化剂包括钴-钼和/或镍-钼。金属催化剂可以负载于无机氧化物例如氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝或沸石上。

应当注意的是，尽管根据所公开方法的选择实施方案包括处理焦化石脑油原料以除去杂质，即二氧化硅、颗粒、硫和/或氮，但不需要进行预处理。在根据所公开主题的某些实施方案中，该方法包括少量的预处理或没有预处理，使得杂质至多仅被部分地去除。

在某些实施方案中，第二流出物包含烯烃和链烷烃。第二流出物可以包含约10重量％至约80重量％的烯烃和约20重量％至约80重量％的链烷烃。第二流出物可以包含其他组分，例如环烷烃和/或芳烃。例如，第二流出物可以包含小于约12重量％的环烷烃和/或小于约5重量％的芳烃。

在某些实施方案中，方法100还包括将第二流出物供入反应器以产生第三流出物、第四流出物和第五流出物，103。该方法还可以包括在将第二流出物供入反应器之前将其与再循环流合并。

在某些实施方案中，反应器内的焦化石脑油可转化为烯烃和芳烃。在美国专利第5043522和7128827号中提供了可以用于所公开主题中的用来将焦化石脑油转化为烯烃和芳烃的方法的非限制性实例，这些内容通过引用而整体并入本文。例如，焦化石脑油可以通过裂化过程转化为烯烃和芳烃。裂化过程的温度可以为约500℃至约700℃。提供给反应器的焦化石脑油的分压可以为约1psia至约30psia。

第三流出物可以包含芳烃，例如苯、甲苯、二甲苯和/或C₉和更高级芳烃。第三流出物还可以包含其他组分，包括环烷烃、链烷烃(例如正戊烷、正己烷、二甲基丁烷、二甲基戊烷等)和/或烯烃(例如2,3-二甲基丁烯、反式-3-己烯、反式-3-庚烯等)。例如，第三流出物可以包含小于约10重量％的烯烃和小于约2重量％的环烷烃。第三流出物中芳烃的量可以大于约40重量％、大于约65重量％、大于约80重量％或大于约85重量％。例如，第三流出物可以包含约10重量％至约70重量％的苯、约5重量％至约40重量％的甲苯、约1重量％至约25重量％的二甲苯以及约8重量％至约55重量％的C₉和更高级芳烃、烯烃和链烷烃。

第四流出物可以包含烯烃，例如乙烯和/或丙烯。第四流出物还可以包含其他组分，包括丙烷。例如，第四流出物可以包含小于约15重量％的丙烷。第四流出物中烯烃的量可以大于约40重量％、大于约60重量％、大于约70重量％、大于约80重量％或大于约90重量％。例如，第四流出物可以包含约10重量％至约80重量％的乙烯和约20重量％至约80重量％的丙烯。

第五流出物可以包含C₄烃、甲烷、液化石油气和/或燃料气。例如，第五流出物可以包含约2重量％至约14重量％的甲烷。第五流出物可以包含约1重量％至约100重量％的C₄烃，例如约1重量％至约9重量％的异丁烯、约2重量％至约14重量％的正丁烯、约6重量％至约37重量％的异丁烷和/或约7重量％至约40重量％的正丁烷。第五流出物可以包含约0.5重量％至约99重量％的C₅烃，例如约0.5重量％至约2重量％的环戊烯、约4重量％至约18重量％的异戊烷、约7重量％至约27重量％的正戊烷、约5重量％至约21重量％的异戊烯和/或约8重量％至约31重量％的正戊烯。

在某些实施方案中，方法100还包括将第四流出物供入烯烃分离单元以产生丙烯产物流、乙烯产物流和第六流出物，104。在具体的实施方案中，该方法包括将第四流出物供入用于烯烃分离的现有乙烯装置中。该方法可以包括将第四流出物供入烯烃分离单元内的反应器中以将烯烃转化为丙烯和乙烯。

丙烯产物流中丙烯的量可以大于约85重量％、大于约90重量％、大于约95重量％或大于约99重量％。乙烯产物流中乙烯的量可以大于约85重量％、大于约90重量％、大于约95重量％或大于约99重量％。

第六流出物可以包含C₄烃、液化石油气和/或丙烷。例如，第六流出物可以包含约5重量％至约40重量％的液化石油气和约50重量％至约95重量％的丙烷。在某些实施方案中，方法100还可以包括在将第二流出物供入反应器之前通过将第六流出物与第二流出物合并来使第六流出物再循环，105。

在某些实施方案中，方法100还包括将来自反应器的第三流出物供入苯、甲苯和二甲苯萃取单元以产生苯产物流、混合二甲苯产物流、C₉+芳烃产物流和第七流出物，106。可以在苯、甲苯和二甲苯萃取单元中从第三流出物中分离出苯、甲苯和混合二甲苯。该方法可以包括在将第三流出物供入苯、甲苯和二甲苯萃取单元之前将第三流出物与再循环流合并。在美国专利第6,565,742、5,225,072、7,563,358、5,399,244和5,723,026号中提供了可以用于所公开主题中的用来萃取苯、混合二甲苯以及C₉和更高级芳烃的方法的非限制性实例，这些内容通过引用而整体并入本文。

例如，可以使用液-液萃取工艺(例如，UOP Sulfolane^TM工艺、Axens环丁砜工艺或Lurgi Arosolvan工艺)或萃取蒸馏(例如，Axens二甲基甲酰胺工艺、Lurgi Distapex工艺、Krupp Uhde Morphylane^TM工艺或GT-BTX工艺(GTC Technology LLC))进行苯、甲苯和混合二甲苯萃取。在某些实施方案中，BTX液-液萃取工艺可以在约200℃至约350℃的温度和约2巴至约10巴的压力下进行。在某些实施方案中，萃取蒸馏工艺可以在约100℃至约250℃的温度和约1巴至约2巴的压力下进行。

替代地和/或另外地，从反应器获得的第三流出物还可以经历萃取以产生高纯度的苯产物流。例如但不作为限制，高纯度苯产物流可以包含大于约90％、大于约91％、大于约92％、大于约93％、大于约94％、大于约95％、大于约96％、大于约97％、大于约98％或大于约99％的苯。在某些实施方案中，从其他芳烃中萃取苯可以利用芳烃沸点的差异，例如通过基于溶剂的萃取，以产生高纯度的苯产物流。例如但不作为限制，可以在分壁蒸馏塔内处理第三流出物以利用其沸点差异同时分离C6芳烃，例如苯(其沸点为约81℃)、甲苯(其沸点为约110℃)和混合二甲苯(其沸点为约134℃至138℃)。在某些实施方案中，然后可以用温和的加氢裂化工艺处理由萃取工艺获得的苯馏分以将任何脂肪族C₆烃转化为苯并获得富含苯的流。

苯产物流可以包含苯，并且还可以包含其他组分，例如烯烃(如异丁烯、正丁烯、戊二烯、异戊烯、正戊烯、反式-3-己烯和/或甲基环己烯)和C₄至C₈烷烃(如异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷、环戊烷、环己烷、正己烷、甲基环己烷、正庚烷、1,3-二甲基环己烷和2,3,3-三甲基戊烷)。苯产物流中苯的量可以大于约65重量％、大于约80重量％、大于约90重量％、大于约95重量％或大于约99重量％。苯产物流可以包含小于约2重量％、小于约1重量％或小于约0.5重量％的烯烃。

混合二甲苯产物流可以包含混合的二甲苯异构体，例如邻二甲苯、间二甲苯和/或对二甲苯。混合二甲苯产物流中混合二甲苯的量可以大于约20重量％、大于约35重量％、大于约50重量％或大于约60重量％。

C₉+芳烃产物流可以包含C₉和更高级芳烃。作为实例而非限制，C₉+芳烃产物流可以包含萘、异丙苯、二氢化茚、丙苯、异丁苯、均三甲苯、伞花烃和/或薁。C₉+芳烃产物流中C₉+和更高级芳烃的量可以大于约20重量％、大于约40重量％、大于约65重量％或大于约85重量％。C₉+芳烃产物流可以包含小于约2重量％、小于约1重量％或小于约0.5重量％的低级芳烃，如二甲苯。

第七流出物可以包含甲苯。第七流出物还可以包含另外的组分，包括烯烃、环烷烃和/或其他芳烃。第七流出物中甲苯的量可以大于约60重量％、大于约70重量％、大于约75重量％或大于约85重量％。第七流出物可以包含小于约15重量％的烯烃、小于约7重量％的环烷烃和小于约1重量％的其他芳烃。

在某些实施方案中，方法100还包括将第七流出物和第二氢进料供入甲苯转化单元以产生第八流出物和第九流出物，107。第二氢进料中氢的量可以大于约70％、大于约80％、大于约85％、大于约90％、大于约95％或大于约99％。该方法可以包括在甲苯转化单元内使甲苯加氢脱烷基化以产生含苯的第八流出物。在美国专利第2,739,993、3,390,200、4,463,206和7,563,358号以及美国专利公开第2013/0245351号中提供了可以用于所公开主题中的甲苯加氢脱烷基化的方法的非限制性实例，这些内容通过引用而整体并入本文。

在某些实施方案中，方法100还包括通过将第八流出物与第三流出物合并而使第八流出物再循环至苯、甲苯和二甲苯萃取单元，108。第八流出物可以包含苯和/或混合二甲苯。第八流出物还可以包含未转化的甲苯。第八流出物可以包含大于约60重量％、大于约70重量％、大于约80重量％、大于约85重量％或大于约90重量％的苯。第八流出物可以包含小于约10重量％的混合二甲苯和小于约10重量％的甲苯。

在某些实施方案中，方法100还包括通过将第九流出物与第六流出物合并而使第九流出物再循环至反应器，109。第九流出物可以包含C₄烃和/或液化石油气。

根据本公开主题的替代方法可以包括在将含芳烃的第三流出物供入苯、甲苯和二甲苯萃取单元106之前先将其供入甲苯转化单元107。根据本公开主题的其他方法可以省略甲苯转化107，并且可以产生甲苯产物流。

本公开的主题还提供了由焦化石脑油生产烯烃包括丙烯和乙烯以及芳烃包括苯、甲苯和二甲苯的系统。出于说明而非限制的目的，图2是根据所公开主题的非限制性实施方案的系统的示意图。

在某些实施方案中，系统200可以包括二氧化硅去除单元220、与二氧化硅去除单元连接的氢化单元230、与氢化单元连接的烯烃和芳烃转化单元240以及与烯烃和芳烃转化单元连接的烯烃分离单元250。该系统还可以包括与二氧化硅去除单元连接的石脑油进料管线201，其用于将焦化石脑油原料输送至二氧化硅去除单元。

如本文所使用的“连接”是指通过本领域已知的任何方式将一个系统部件连接至另一个系统部件。用于连接两个或多于两个系统部件的连接类型可以取决于系统的规模和可操作性。例如但不作为限制，两个或多于两个系统部件的连接可以包括一个或多于一个接头、阀门、输送管线或密封元件。接头的非限制性实例包括螺纹接头、钎焊接头、焊接接头、压缩接头和机械接头。配件的非限制性示例包括连接配件、缩径管接头配件、联管配件、三通接头、十字接头和法兰式管接头。阀门的非限制性实例包括闸阀、截止阀、球阀、蝶阀和止回阀。

在某些实施方案中，二氧化硅去除单元220可以包括一种或多于一种催化剂的床。用于本公开系统的催化剂可以是适用于从焦化石脑油原料中分离二氧化硅的任何催化剂。例如，该催化剂可以包括氧化铝和/或活性氧化铝。在具体的实施方案中，该催化剂是废基于氧化铝的脱硫剂催化剂。在具体的实施方案中，该催化剂是废氧化铝负载的钴-钼氧化物催化剂。

系统200还可以包括例如经由一条或多于一条传输管线202与二氧化硅去除单元220连接的氢化单元230。一条或多于一条进料管线203可以与氢化单元230连接以便为氢化反应提供氢。

氢化单元可以包括一个或多于一个反应器。在某些实施方案中，氢化单元可以包括反应器，其可以是已知适用于二烯烃氢化的任何反应器类型。例如但不作为限制，反应器可以是固定床反应器。在某些实施方案中，氢化单元230可以包括另外的反应器。例如，氢化单元可以包括用于芳烃氢化的固定床反应器。替代地或另外地，氢化单元可以包括用于脱硫的固定床反应器，例如用于氢化硫醇以及脂肪族和环状硫化物及二硫化物以形成硫化氢。替代地或另外地，氢化单元可以包括用于脱氮的固定床反应器，例如用于氢化甲基吡咯和吡啶以形成氨。氢化单元中的一个或多于一个反应器可以包含催化剂。例如，该催化剂可以是钴-钼催化剂或镍-钼催化剂。

在某些实施方案中，氢化单元230还可以包括冷却器和聚结器，用于从来自一个或多于一个反应器的流出物流中分离富氢气体。聚结器可以与一个或多于一个压缩机连接以压缩富氢气体。经压缩的富氢气体可以例如经由输送管线再循环至一个或多于一个反应器，用于氢化。

在某些实施方案中，氢化单元230还可以包括汽提塔，用于从焦化石脑油流中分离硫化合物和氮化合物，例如硫化氢和氨。用于本公开主题的汽提塔可以是本领域已知的适用于气态硫化合物和氮化合物的汽提的任何类型。其可以适合用于连续或分批汽提。其可以与一个或多于一个冷凝器和/或一个或多于一个再沸器连接。其可以是板式塔或填料塔，并且可以包括塔板、塔盘和/或填充材料。

在某些实施方案中，系统200还包括例如经由一条或多于一条传输管线204与氢化单元230连接的烯烃和芳烃转化单元240。在某些实施方案中，烯烃和芳烃转化单元240适合用于焦化石脑油的催化裂化。烯烃和芳烃转化单元可以包括反应器。用于烯烃和芳烃转化单元中的反应器可以是适用于由焦化石脑油流生产烯烃和芳烃的任何反应器类型。例如但不作为限制，这类反应器包括固定床催化反应器如管式固定床催化反应器和多管式固定床催化反应器、流化床反应器如夹带流化床催化反应器和固定流化床反应器、移动床反应器、浆态床反应器如三相浆液泡罩塔，以及沸腾床反应器。在某些实施方案中，反应器是流化床反应器。反应器的尺寸和结构可以根据反应器的容量而变化。反应器单元的容量可以通过反应速率、反应物的化学计量数量和/或进料流量来确定。在某些实施方案中，反应的空速可以为每小时约50至每小时约500。

反应器可以包含催化剂。在美国专利第5,091,163、5,107,042和5,171,921号以及欧洲专利公开第EP 0511013号中提供了合适的催化剂的非限制性实例，这些内容通过引用而整体并入本文。在某些实施方案中，催化剂可以包括表面Si/Al比率为约20至约60的经磷改性的ZSM-5催化剂。在某些实施方案中，烯烃和芳烃转化单元还可以包括用于从废催化剂中除去烃蒸气的汽提塔和用于使废催化剂再生的再生器。

在某些实施方案中，烯烃和芳烃转化单元240还可以包括其他部件。例如，烯烃和芳烃转化单元可以包括进料预热器、再生空气压缩机、启动加热器、催化剂贮存器、补给催化剂进料管线以及用于烟气余热回收和催化剂细粉去除的系统。烯烃和芳烃转化单元可以例如通过共用常见的产物回收部分而整合到现有的乙烯装置中。替代地或另外地，烯烃和芳烃转化单元可以连接至炼油厂的蒸气回收单元，以处理一种或多于一种反应器流出物流205、206、207。

在某些实施方案中，烯烃和芳烃转化单元240可以例如经由一条或多于一条传输管线206与烯烃分离单元250连接。烯烃分离单元可以整合到现有的乙烯装置中。烯烃分离单元可以包括一个或多于一个反应器和一个或多于一个再生器。用于烯烃分离单元中的反应器可以是适用于将链烷烃转化为乙烯和/或丙烯的任何反应器类型，例如但不限于固定床反应器如管式固定床反应器和多管式固定床反应器、流化床反应器如夹带流化床反应器和固定流化床反应器、移动床反应器、浆态床反应器如三相浆液泡罩塔，以及沸腾床反应器。

烯烃分离单元250可以与一条或多于一条产物管线209、210连接，用于从系统输送含乙烯和/或丙烯的产物流。烯烃分离单元可以与一条或多于一条再循环管线208连接，用于将未转化的链烷烃和/或液化石油气和/或C₄烃输送至烯烃和芳烃转化单元240。

在某些实施方案中，系统200还可以包括例如经由一条或多于一条传输管线205与烯烃分离单元250连接的苯、甲苯和二甲苯萃取单元260。苯、甲苯和二甲苯萃取单元可以与一条或多于一条产物管线212、213、214连接，用于从系统输送含苯、混合二甲苯和/或C₉和更高级芳烃的产物流。

本公开系统的苯、甲苯和二甲苯萃取单元可以包括适用于本领域已知的例如但不限于通过液-液萃取工艺或萃取蒸馏进行芳烃分离的任何设备。苯、甲苯和二甲苯萃取单元可以包括一个或多于一个蒸馏单元和/或一个或多于一个萃取器，并且可以适合用于连续或分批分离。

在某些实施方案中，系统200还可以包括例如经由一条或多于一条传输管线211与苯、甲苯和二甲苯萃取单元260连接的甲苯转化单元270。甲苯转化单元可以包括一个或多于一个用于甲苯的加氢脱烷基化的反应器。用于本公开系统的甲苯转化单元中的反应器可以是适用于甲苯的加氢脱烷基化的任何类型，包括但不限于固定床反应器如管式固定床反应器和多管式固定床反应器，以及流化床反应器如固定流化床反应器。

甲苯转化单元270可以与一条或多于一条进料管线215连接，用于为加氢脱烷基化反应提供氢。甲苯转化单元可以与一条或多于一条再循环管线216、217连接。在某些实施方案中，甲苯转化单元可以与再循环管线216连接，用于将苯和/或二甲苯输送至苯、甲苯和二甲苯萃取单元260。在某些实施方案中，甲苯转化单元可以与再循环管线217连接，用于将烯烃、液化石油气和/或C₄烃输送至烯烃和芳烃转化单元240。

本公开的系统还可以包括另外的部件和附件，包括但不限于一条或多于一条排气管线、旋风器、产品排放管线、反应区、加热元件和一个或多于一个测量附件。一个或多于一个测量附件可以是本领域普通技术人员已知的任何合适的测量附件，包括但不限于pH计、流量监测器、压力指示器、压力变送器、热电偶套管、温度指示控制器、气体检测器、分析仪和黏度计。部件和附件可以放置在系统内的不同位置处。

本公开主题的方法和系统提供了优于某些现有技术的优点。示例性的优点包括改善由焦化石脑油原料生产烯烃和芳烃，降低资金和设备成本，以及有效地将烯烃和芳烃生产整合到现有装置中。

以下实施例仅是对本公开主题的说明，不应被视为以任何方式进行限制。

实施例

实施例1

该实施例描述了根据一个具体实施方案的系统的总质量平衡。表1提供了根据一个具体实施方案的系统内的流的质量流率和组成，该系统具有上文关于图2所述的部件。

表1

(总质量平衡)

***

除了所描绘和要求保护的各种实施方案之外，所公开的主题还涉及具有本文公开的和要求保护的特征的其他组合的其他实施方案。因此，本文提出的特定特征可以以所公开主题范围内的其他方式彼此组合，使得所公开主题包括本文所公开特征的任何合适的组合。已经出于说明和描述的目的提供了所公开主题的具体实施方案的前述描述。并非旨在穷尽式列举或将所公开主题限制为所公开的那些实施方案。

对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离所公开主题的精神或范围的情况下，可以在所公开主题的系统和方法中进行各种修改和变化。因此，所公开的主题旨在包括处于所附权利要求及其等同项的范围内的修改和变化。

本文引用了各种专利和专利申请，其内容通过引用整体并入本文。

Claims (20)

1.一种由焦化石脑油原料生产烯烃和芳烃的方法，所述方法包括：

(a)从所述焦化石脑油原料中除去二氧化硅以产生第一流出物；

(b)氢化所述第一流出物以产生第二流出物；

(c)使所述第二流出物反应以产生包含芳烃的第三流出物、包含烯烃的第四流出物、和第五流出物；

(d)分离所述第四流出物以产生丙烯产物流、乙烯产物流和第六流出物；和

(e)通过将所述第六流出物与所述第二流出物合并使所述第六流出物再循环。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述除去包括吸附、过滤或膜分离中的一种或多于一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述除去包括将所述焦化石脑油原料供入二氧化硅去除单元，所述二氧化硅去除单元包含选自氧化铝、活性氧化铝、废基于氧化铝的脱硫剂或废氧化铝负载的钴-钼氧化物中的一种或多于一种的催化剂。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一流出物包含不含二氧化硅的焦化石脑油。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二流出物包含链烷烃、烯烃、环烷烃和芳烃。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应包括将所述第二流出物中的焦化石脑油转化为烯烃和/或芳烃。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三流出物包含苯、甲苯、二甲苯和C₉+芳烃。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第四流出物包含丙烯、乙烯和丙烷。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第五流出物包含C₄烃、C₅烃、燃料气和/或液化石油气。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第六流出物包含丁烷、液化石油气和丙烷。

11.根据权利要求1所述的方法，其还包括从所述第三流出物中萃取苯、甲苯和二甲苯以产生苯产物流、混合二甲苯产物流、C₉+芳烃产物流和第七流出物。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第七流出物包含甲苯、烯烃和环烷烃。

13.根据权利要求11所述的方法，其还包括转化所述第七流出物中的甲苯以产生第八流出物和第九流出物。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述转化包括加氢脱烷基化反应。

15.根据权利要求13所述的方法，其还包括通过将所述第八流出物与所述第三流出物合并使所述第八流出物再循环。

16.根据权利要求13所述的方法，其还包括通过将所述第九流出物与所述第六流出物合并使所述第九流出物再循环。

17.根据权利要求13所述的方法，其中所述第八流出物包含苯、二甲苯和甲苯。

18.根据权利要求13所述的方法，其中所述第九流出物包含环烷烃、烯烃、液化石油气和丙烷。

19.一种由焦化石脑油生产烯烃和芳烃的系统，其包括：

(a)二氧化硅去除单元，用于从焦化石脑油原料中除去二氧化硅；

(b)氢化单元，与所述二氧化硅去除单元连接，用于除去二烯烃、乙炔和硫；

(c)烯烃和芳烃转化单元，与所述氢化单元连接，用于转化为烯烃和芳烃；以及

(d)烯烃分离单元，与所述烯烃和芳烃转化单元连接，用于分离丙烯和乙烯。

20.根据权利要求19所述的系统，其中：

所述氢化单元包含钴-钼催化剂；

所述烯烃分离单元包括流化床反应器、固定床反应器或移动床反应器中的一种或多于一种；或者

所述系统还包括：

苯、甲苯和二甲苯萃取单元，与所述烯烃和芳烃转化单元连接，用于分离苯、甲苯和二甲苯；以及

甲苯转化单元，优选加氢脱烷基化单元，与所述苯、甲苯和二甲苯萃取单元连接，用于将甲苯转化为其他芳烃。