CN110997601B - 通过集成的蒸汽裂解和加氢裂解方法生产轻质烯烃 - Google Patents

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Abstract

一种生产烯烃的方法，包括将蒸汽裂解进料引入液体蒸汽裂解炉段以生产蒸汽裂解产物，所述蒸汽裂解产物包含烯烃，并且其中蒸汽裂解产物中烯烃的量大于蒸汽裂解进料中烯烃的量；在分离单元中将蒸汽裂解产物分离为氢气流、甲烷流、烯烃气流(乙烯和丙烯)、饱和气流(乙烷和丙烷)、烃气流(C4‑C5烃)、芳烃流(C6‑C8芳烃)、残液流(C6‑C8非芳族烃)和重质流(C9+烃)；将烃气流和氢气进料至一个或多个加氢处理反应器以产生加氢裂解产物，所述加氢裂解产物包含乙烷和丙烷；和将加氢裂解产物和饱和气流再循环到液体蒸汽裂解炉段。

Description

通过集成的蒸汽裂解和加氢裂解方法生产轻质烯烃
技术领域
本公开涉及生产烯烃的方法，更具体地涉及生产轻质烯烃例如乙烯、丙烯等的方法。
背景技术
烃，特别是烯烃(例如乙烯和丙烯)，通常是用于生产多种产品(例如耐破损的容器和包装材料)的结构单元(building block)。当前，对于工业规模的应用，通过裂解天然气浓缩物和石油馏出物来生产乙烯，该天然气浓缩物和石油馏出物包括乙烷和高级烃，并且所产生的乙烯通过使用气体分离工艺从产物混合物中分离出来。丙烯通常是乙烯生产的副产品。
蒸汽裂解可用于生产烯烃，例如乙烯和丙烯。然而，蒸汽裂解还会产生高级烃，例如C4-5烃，其通常被氢化，然后再循环到蒸汽裂解中。C4-5烃的蒸汽裂解对于生产C2-3烯烃可能是相当低效的。因此，持续需要开发用于生产轻质烯烃的蒸汽裂解方法。
发明内容
本文公开了一种生产烯烃的方法，该方法包括：(a)将蒸汽裂解进料流引入液体蒸汽裂解炉段以生产蒸汽裂解产物流，其中该蒸汽裂解产物流包含烯烃，并且其中该蒸汽裂解产物流中烯烃的量大于蒸汽裂解进料流中烯烃的量，(b)在分离单元中将至少一部分蒸汽裂解产物流分离为氢气流、甲烷流、烯烃气流、饱和气流、烃气流、芳烃流、残液流和重质流；其中烯烃气流包含乙烯和丙烯；其中饱和气流包含乙烷和丙烷；其中烃气流包含C4-C5烃；其中芳烃流包含C6-C8芳烃；其中残液流包含C6-C8非芳族烃；其中重质流包含C9+烃，(c)将至少一部分烃气流和氢气进料至一个或多个加氢处理反应器以产生加氢裂解产物流，其中该加氢裂解产物流包含乙烷和丙烷，和(d)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环到液体蒸汽裂解炉段。
本文进一步公开了一种生产烯烃的方法，该方法包括：(a)将蒸汽裂解进料流引入液体蒸汽裂解炉段以生产蒸汽裂解产物流，其中该蒸汽裂解产物流包含烯烃，并且其中该蒸汽裂解产物流中烯烃的量大于蒸汽裂解进料流中烯烃的量，(b)将至少一部分蒸汽裂解产物流分离为氢气流、甲烷流、烯烃气流、饱和气流、烃气流、芳烃流、残液流和重质流；其中烯烃气流包含乙烯和丙烯；其中饱和气流包含乙烷和丙烷；其中烃气流包含C4-C5烃；其中芳烃流包含C6-C8芳烃；其中残液流包含C6-C8非芳族烃；并且其中重质流包含C9+烃，(c)将至少一部分烃气流和至少一部分残液流和氢气进料至氢化反应器以产生氢化产物流，其中该氢化反应器包含加氢处理催化剂，其中氢化产物流包含C4-C8饱和烃，并且其中氢化产物流中C4-C8饱和烃的量大于烃气流和残液流中C4-C8饱和烃的量，(d)将至少一部分氢化产物流和氢气进料至加氢裂解反应器以产生加氢裂解产物流，其中该加氢裂解反应器包含加氢裂解催化剂，其中该加氢裂解催化剂包括在载体上的金属，其中金属包括Pd，Pt，Ni，Co，Mn，Fe，Rh，Ir，Ru，W，Zr或其组合，并且其中加氢裂解产物流包含乙烷和丙烷，和(e)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环至液体蒸汽裂解炉段。
附图说明
对于所公开的方法的优选方面的详细描述，现将参考附图，其中：
图1示出了烯烃生产系统的示意图；
图2A示出了烯烃生产系统中分离段的构造；和
图2B示出了烯烃生产系统中分离段的另一种构造。
具体实施方式
本文公开了一种生产烯烃的方法，该方法包括：(a)将蒸汽裂解进料流引入液体蒸汽裂解炉段以生产蒸汽裂解产物流，其中该蒸汽裂解产物流包含烯烃，并且其中该蒸汽裂解产物流中烯烃的量大于蒸汽裂解进料流中烯烃的量；(b)将至少一部分蒸汽裂解产物流分离为氢气流、甲烷流、烯烃气流、饱和气流、烃气流、芳烃流、残液流和重质流；其中烯烃气流包含乙烯和丙烯；其中饱和气流包含乙烷和丙烷；其中烃气流包含C4-C5烃；其中芳烃流包含C6-C8芳烃；其中残液流包含C6-C8非芳族烃；并且其中重质流包含C9+烃；(c)将至少一部分烃气流和氢气进料至一个或多个加氢处理反应器以产生加氢裂解产物流，其中该加氢裂解产物流包含乙烷和丙烷；和(d)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环到液体蒸汽裂解炉段。在一些方面，可以将残液流进料至一个或多个加氢处理反应器。
除了在操作实例中或以其他方式指出的以外，在说明书和权利要求书中使用的涉及成分数量、反应条件等的所有数值或表达在所有情况下均应理解为由术语“约”修饰。本文公开了各种数值范围。因为这些范围是连续的，所以它们包括最小值和最大值之间的每个值。记载相同特性或组分的所有范围的端点均可独立组合，并且包括所列举的端点。除非另有明确说明，否则本申请中指定的各种数值范围均为近似值。指向相同组分或属性的所有范围的端点均包括该端点，并且可以独立组合。术语“从大于0到一定量”是指指定组分以大于0且直至并包括较高指定量的一定量存在。
术语“一种”、“一个”和“该”不表示数量限制，而是表示存在至少一个所引用的项目。如本文所用，单数形式“一种”、“一个”和“该”包括复数个指示物。
如本文所用，“其组合”包括一个或多个所述要素，任选地与未列举的相似要素一起，例如，包括一种或多种指定组分，任选地与一个或多个具有基本相同功能的未明确指定的其他组分的组合。如本文所用，术语“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。
整个说明书中对“一个方面”、“另一个方面”、“其他方面”、“一些方面”等的引用是指结合该方面描述的特定元素(例如特征、结构、属性和/或特性)至少包含在本文所述的一个方面中，并且在其他方面中可能存在也可能不存在。另外，应当理解，所描述的一个或多个元素可以在各个方面以任何合适的方式组合。
如本文所用，术语“抑制”或“减少”或“预防”或“避免”或这些术语的任何变化包括任何可测量的降低或完全抑制以达到期望的结果。
如本文所用，术语“有效的”是指足以完成渴望的、期望的或预期的结果。
如本文所用，术语“包含(comprising)”(以及包含的任何形式，例如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”)，“具有(having)”(以及具有的任何形式，例如“具有(have)”和“具有(has)”)，“包括(including)”(以及包括的任何形式，例如“包括(include)”和“包括(includes)”)或“含有(containing)”(以及含有的任何形式，例如“含有(contain)”和“含有(contains)”)是包含性的或开放式的，并且不排除其他的、未引用的元素或方法步骤。
除非另有定义，否则本公开所使用的技术和科学术语具有与本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。
本文使用标准术语描述化合物。例如，任何未被任何所示基团取代的位置应理解为其化合价被所示键或氢原子填充。不在两个字母或符号之间的破折号(“-”)用于表示取代基的连接点。例如，-CHO通过羰基的碳连接。
参考图1，公开了烯烃生产系统1000。烯烃生产系统1000通常包括液体蒸汽裂解炉段100；分离单元200；加氢裂解反应器300；和任选地氢化反应器400。
参考图2A，公开了分离单元201的构造。分离单元201可包括油分馏段205、抽吸鼓(210、220、240)、压缩机(215、225)以及热交换器或冷却器(217、227、237)。
参考图2B，公开了分离单元202的构造。分离单元202可包括油分馏段205、抽吸鼓(210、220、240)、压缩机(215、225)、热交换器或冷却器(217、227、237)以及分馏段250。本领域技术人员可以理解，并且借助于本公开，图1、2A和2B中所示的烯烃生产系统组件可以通过任何合适的导管(例如管道、溪流等)彼此流体连通(如由指示流体流动方向的连接线表示)。共同的附图标记指代一个或多个附图中存在的共同组件，并且对特定组件的描述通常适用于其中存在该组件的各个附图，除非另有说明。
一方面，本文公开的生产烯烃的方法可包括将蒸汽裂解进料流10引入到液体蒸汽裂解炉段100(例如液体蒸汽裂解器的炉段；液体蒸汽裂解器的一个或多个炉)中以产生蒸汽裂解产物流20，其中蒸汽裂解产物流20包含烯烃，并且其中蒸汽裂解产物流20中烯烃的量大于蒸汽裂解进料流10中烯烃的量。本领域技术人员将理解，并且借助于本公开，术语“蒸汽裂解器”(例如液体蒸汽裂解器、气体蒸汽裂解器)可以指的是蒸汽裂解器单元的炉段或一部分；或可以同时指蒸汽裂解器单元的炉段和分离段。蒸汽裂解产物流20可包含烯烃，例如乙烯、丙烯和C4+烯烃；甲烷等饱和烃和C2+饱和烃(例如乙烷、丙烷、C4-C8饱和烃等)；芳族或芳族烃，例如C6-C8芳族烃；和重质烃(C9+烃)。
通常，蒸汽裂解是其中例如通过裂解和/或脱氢将饱和烃转化为不饱和烃(即烯烃)的过程。在蒸汽裂解中，将烃进料流(例如蒸汽裂解进料流10)用蒸汽稀释并在不存在氧气的情况下在炉中短暂加热以产生烯烃。如本领域技术人员将理解到的，并且借助于本公开，一些蒸汽裂解器具有特定的进料要求(取决于各个蒸汽裂解器的操作限制)，例如基于进料的总重量，小于进料中约1wt％的烯烃。
液体蒸汽裂解炉段，例如液体蒸汽裂解炉段100，通常在比气体蒸汽裂解器(例如气体蒸汽裂解炉段)更低的温度下操作。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，蒸汽裂解产物(例如蒸汽裂解产物流20)的组成取决于蒸汽裂解器参数(例如温度、停留时间、烃与蒸汽比等)，以及裂解器的进料组成。如在液体进料流中的重质烃进料流(例如，至液体蒸汽裂解炉段100的进料流，如蒸汽裂解进料流10)可以产生大量的重质烃(例如C4+烃)，以及轻质气体烯烃(例如乙烯、丙烯等)。与液体蒸汽裂解炉段产生的重质烃的量进行比较时，轻质进料流，如气体进料流(例如，至气体蒸汽裂解器的进料流)通常产生轻质烯烃(例如乙烯、丙烯)以及少量的重质烃(例如丁烯、丁二烯、其他C4+烃)。尽管将在液体蒸汽裂解炉段的背景下详细讨论本公开，但应该理解，可以使用任何合适类型的蒸汽裂解器来进行本文公开的生产烯烃的方法；例如气体蒸汽裂解器。
在一方面，蒸汽裂解进料流10可包含全范围石脑油、轻石脑油、重石脑油、乙烷、丙烷、丁烷、页岩气冷凝物、馏出物、纯净瓦斯油、加氢处理的瓦斯油、原油等，或其组合。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，蒸汽裂解进料流10的组成可以变化，并且蒸汽裂解进料流10的不同组分的最佳蒸汽裂解可以在不同的温度下发生。例如，可以在高于将丙烷蒸汽裂解为乙烯的温度下将乙烷蒸汽裂解为乙烯。这样，蒸汽裂解进料流10的各种组分可以在液体蒸汽裂解炉段内的不同点处引入，以提供用于蒸汽裂解蒸汽裂解进料流10的各个组分的最佳温度。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，尽管在蒸汽裂解期间总是以一定量生产丙烯，但是在较高的裂解温度下将以较少的量生产丙烯。
在一方面，蒸汽裂解进料流10可包含液体石脑油。
如本领域的技术人员将理解的，并且借助于本公开，组分越重，使组分裂解所需的温度越低。例如，丙烷需要的裂解温度低于乙烷的裂解温度。在蒸汽裂解进料流10的组分没有或不能分离成单独的组分并且乙烯是主要目标产物的方面中，可以将蒸汽裂解进料流10在需要最高温度的组分可以进行蒸汽裂解的温度下引入液体蒸汽裂解炉段中。例如，如果蒸汽裂解进料流10同时包含乙烷和丙烷，则可以在温度足以裂解乙烷的温度下将蒸汽裂解进料流10引入到液体蒸汽裂解炉段中，因为丙烷在该温度下也会裂解。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，可以基于期望的产物来决定将进料引入到炉或炉段中的时机。例如，如果乙烯是期望的产物，则可以使用比丙烯是期望的产物时更高的温度。
在一些方面，液体蒸汽裂解炉段100可包括多个蒸汽裂解炉(例如裂解区)，其中至少一些蒸汽裂解炉可在彼此不同的温度下操作，以提供有效地裂解蒸汽裂解进料流10的单独组分。在其他方面，蒸汽裂解炉可在同一蒸汽裂解炉内包括多个裂解区，其中至少一些裂解区可在彼此不同的温度下操作，以提供有效地裂解蒸汽裂解进料流10的单独组分。
在一方面，液体蒸汽裂解炉段100可包括第一裂解区和第二裂解区，其中第一裂解区的特征在于第一裂解温度(例如乙烷裂解温度；对乙烷蒸汽裂解有效的温度)，其中第二裂解区的特征在于第二裂解温度(例如丙烷裂解温度；对丙烷蒸汽裂解有效的温度)，并且其中第一裂解温度大于第二裂解温度。多区裂解炉在美国公开号20080029434A1中有更详细的描述，其全部内容通过引用并入本文。乙烷可以进料到第一裂解区。丙烷可以进料到第二裂解区。在乙烷和丙烷不分离或不能分离成单独的组分的方面，乙烷和丙烷都可以进料到第一裂解区和/或第二裂解区。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，如果希望更多的乙烯作为产物，则乙烷和丙烷都可以以较高的温度进料至裂解区(例如第一裂解区)；如果希望更多的丙烯作为产物，则乙烷和丙烷都可以以较低的温度进料至裂解区(例如第二裂解区)。
在一些方面，同一蒸汽裂解炉可包括第一裂解区和第二裂解区。在其他方面，第一裂解炉可包括第一裂解区，并且第二裂解炉可包括第二裂解区。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可包括在分离单元200中将蒸汽裂解产物流20的至少一部分分离成氢气流22、甲烷流23、烯烃气流24、饱和气流21、烃气流30、芳烃流27、残液流25和重质流26；其中烯烃气流24包含乙烯和丙烯；其中饱和气流21包含乙烷和丙烷；其中烃气流30包含C4-C5烃(例如C4-C5烷烃、C4-C5烯烃)；其中芳烃流27包含C6-C8芳烃；其中残液流25包含C6-C8的非芳族(脂族)烃；并且其中重质流26包含C9+烃(例如C9+脂族烃、C9+芳族烃)。
分离单元200可以包括任何合适的分离单元，其被构造为将蒸汽裂解产物流20分离成氢气流22、甲烷流23、烯烃气流24、饱和气流21、烃气流30、芳烃流27、残液流25和重质流26。例如，第一分离单元200可采用蒸馏、低温蒸馏、萃取蒸馏、选择性吸附、选择性吸收等，或其组合。分离单元200可包括蒸馏柱、低温蒸馏柱、塔盘式和/或填充式分离塔、压缩机、热交换器、冷却塔、变压吸附(PSA)单元等。
蒸汽裂解产物流20也可以包含水(来自液体蒸汽裂解炉段中使用的蒸汽)，其中水可以例如在骤冷塔中冷凝并与蒸汽裂解产物流20分离。从蒸汽裂解产物流20中回收的水可以进一步转化为蒸汽，并且可以再循环到液体蒸汽裂解炉段。
通常，氢气(例如高纯度氢气)可通过使用PSA工艺回收，该工艺基于气体分子与吸附剂材料的物理结合，其中作用于气体分子与吸附剂材料之间的力取决于气体成分、吸附剂材料的类型、气体组分的分压和工作温度。分离效果基于对吸附剂材料的结合力的差异。与诸如烃、氮气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气等的分子相反，具有低极性的高挥发性组分(例如氢气)实际上是不可吸收的，因此可以回收高纯度氢气。
单个烃或烃馏分通常可以通过分馏工艺进行回收，分馏工艺可以采用多种柱，例如包含脱甲烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔等的低温蒸馏塔配置。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以进一步包括从烯烃气流24中回收至少一部分乙烯以生产回收的乙烯。在一些方面，可以使至少一部分回收的乙烯聚合以产生聚合物产物，例如聚乙烯、乙烯共聚物、乙烯低聚物等。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以进一步包括从烯烃气流24中回收至少一部分丙烯以生产回收的丙烯。在一些方面，可以使至少一部分回收的丙烯聚合以产生聚合物产物，例如聚丙烯、丙烯共聚物、丙烯低聚物等。
饱和气流21(例如乙烷、丙烷)可以再循环到液体蒸汽裂解炉段100。饱和气流21通常被分离为乙烷流和丙烷流，其中乙烷流可以进料到如本文先前所述的液体蒸汽裂解炉段100的第一裂解区，并且其中丙烷流可以进料到如本文先前所述的液体蒸汽裂解炉段100的第二裂解区。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，为了生产合格的乙烯，将由蒸汽裂解过程产生的乙烷和丙烷分离成乙烷流和丙烷流(例如乙烷来自C2分离器，丙烷来自C3分离器)。此外，如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，以在次优条件下裂解一种组分为代价，可以将乙烷流和丙烷流混合在一起，然后再回收到蒸汽裂解器中；这对于受炉子容量(例如炉子数量)限制的蒸汽裂解器而言可能是需要的。但是，当乙烷和丙烷是蒸汽裂解炉的原料时(与蒸汽裂解过程中的再循环流相反)，乙烷和丙烷可能一起裂解，或在裂解前分离。
烃气流30可包含饱和的和不饱和的C4-C5烃(例如丁烷、丁烯、丁二烯、戊烷、戊烯)；以及痕量(例如基于烃气流30的总重量计小于5wt％)的芳族和脂族的C6烃(例如苯、己烷、己烯)。
残液流25可包含C6-C8的非芳族烃(例如C6-C8的饱和烃、C6-C8的环状烃等)。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以进一步包括将芳烃流27分离成C6芳烃流、C7芳烃流和C8芳烃流；其中C6芳烃流包含苯，其中C7芳烃流包含甲苯，并且其中C8芳烃流包含二甲苯(例如邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯)和乙苯。通常，可以使用一个或多个蒸馏柱基于其沸点来分离芳烃流27的组分。
重质流26可包含C9+脂族烃(例如饱和的和不饱和的)，C9+芳族烃(例如三甲基苯、萘、聚芳族烃)等。重质流26可用作燃料或可以在任何其他合适的单元操作中进一步加工。
在一些方面，分离单元200可包括油分馏段(例如油分馏段205)、工艺蒸汽回收段、压缩段(例如压缩机215、225)、除硫段、干燥段和分馏段(例如分馏段250)。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，分离单元200的主要目的是生产具有足够特性以供进一步处理的合格的最终产物和/或中间流。
分离单元200的压缩段(例如分离单元201的压缩段；分离单元202的压缩段)通常可以包括多级压缩和级间冷却；例如2、3、4、5、6、7或更多级，供选择地2至7级，或者3至5级。
在一方面，可将蒸汽裂解产物流20的至少一部分引入油分馏段205中以产生裂解气体206，重质裂解气208(C6-C9)和热解油207(C10+重质油)。通过分离重质组分(例如重质裂解气208、热解油207)并分离大部分先前以蒸汽形式进料至裂解炉中的水在油分馏段205中产生裂解气体206。裂解气体206可包含氢气、甲烷、C2-C6烃(例如烷烃、烯烃)，或其组合。
分离单元(200、201、202)可以包括多个压缩阶段，例如第一压缩阶段、第二压缩阶段、第三压缩阶段、第四压缩阶段、第五压缩阶段、第六压缩阶段、第七压缩阶段等，以及第n压缩阶段(末端压缩阶段)。
在一方面，可将至少一部分裂解气体206进料至压缩段，例如进料至压缩段的第一阶段(例如第一抽吸鼓210)以分离组分。如本领域技术人员将理解的，可以在高压下改善近沸点组分(例如近沸点分子)的分离，并且这样待分离气流的压缩可以改善组分的分离。此外，如本领域技术人员将理解的，可以执行借助于例如冷却介质(例如，通常为冷却水)的级间冷却，以使存在于裂解气体206中的二烯类物质(例如丁二烯)的聚合最小化。裂解气体206中的重质组分(C5-C6烃)通常在冷却后发生冷凝，在后续压缩阶段之前可以在抽吸鼓(210、220、240)中分离这些重质组分。
参考图2A中的分离单元201的构造，在冷却加氢裂解产物的至少一部分37a(例如在具有任何合适的冷却介质的热交换器237中)之后，可以将加氢裂解产物流的至少一部分37a进料至分离单元201的压缩段。取决于加氢裂解反应器300中的操作压力，加氢裂解产物流的至少一部分37a可以在第二压缩阶段之后被送至任何合适的压缩阶段的抽吸段，例如第三压缩阶段的抽吸段、第四压缩阶段的抽吸段、第五压缩阶段的抽吸段、第n压缩阶段的抽吸段等。分离单元201中的级间冷却可通过使用压缩段的热交换器(217、227)中的任何合适的冷却介质来实现，例如冷却水和/或冷冻水。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，确定第二压缩阶段之后的哪个压缩阶段适合于接收加氢裂解产物流的至少一部分37a可以进一步说明气流37中的硫含量。在气流37来自加有大量硫的加氢裂解反应器的方面，气流37可能需要通过除硫单元进行处理，该除硫单元通常可以位于第四和第五压缩阶段之间。图2A中分离单元201的构造可以有利地最小化与加氢裂解反应器300相关的高压分离器和/或蒸馏柱的资本投资。
参考图2A中的分离单元201的构造，从压缩段(例如从第n个抽吸鼓240)中回收的气流245可以进一步被送至干燥和分馏以产生气流21、22、23和24。
参考图2B中的分离单元202的构造，可以通过在至少第一冷却阶段中使用温度低于常规冷却水的冷却介质(例如冷却水)来实现分离单元202中的级间冷却(例如，压缩段的第一级间冷却器；冷却器217)。通过在压缩段的第一级间冷却器(例如冷却器217)中使用冷却水，可以分离裂化气体206的至少一部分C4烃。在一方面，可从第一抽吸鼓210中回收包含C4+烃的气流213，其中可将包含C4+烃的气流213在分馏段250中进一步分离为烃气流30和气流251。气流251可包含C6+烃，并且可以进一步送至芳烃分离段以回收芳烃，如苯、甲苯、二甲苯等。从第二抽吸鼓220回收的底部气流223可以再循环至第一抽吸鼓(例如经由气流206)以提高经由第一抽吸鼓210的C4烃的回收率。在第二压缩阶段之后的压缩阶段中，来自抽吸鼓的底部气流(例如，来自第n个抽吸鼓240的气流243)可以包含C4+烃，并且可以进一步引入至分馏段250。经由从抽吸鼓(210、220、240)的底部气流回收C4烃可以有利地降低后续压缩阶段中的压缩负荷，它们反过来可以有利地允许从压缩段回收气流242，其中气流242包含C3-烃。此外，由于通过抽吸鼓的底部气流除去的C4和C5二烯烃的含量较低，因此通过底部气流从抽吸鼓(210、220、240)回收C4烃可以有利地减少压缩段中的压缩机结垢问题。
在一些方面，并且参考图2B中的分离单元202的构造，在冷却加氢裂解产物流的至少一部分37a(例如在具有任何合适的冷却介质的热交换器中)之后，可以将加氢裂解产物流的至少一部分37a进料到分离单元202的压缩段。取决于加氢裂解反应器300中的操作压力，加氢裂解产物流的至少一部分37a可以在第二压缩阶段之后被送至任何合适的压缩阶段的抽吸段，例如第三压缩阶段的抽吸段、第四压缩阶段的抽吸段、第五压缩阶段的抽吸段、第n压缩阶段的抽吸段等。在这些方面，分离单元202的构造可以有利地最小化与加氢裂解反应器300相关的高压分离器和/或蒸馏柱的资本投资。本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，由于从裂化气体206中分离出C4而导致的降低的负荷可以通过加氢裂解产物流(例如，加氢裂解产物流的至少一部分37a)来增加(例如补充)。
参考图2B中的分离单元202的构造，从压缩段(例如从第n个抽吸鼓240)回收的气流242可以进一步送至干燥和分馏以产生气流21、22、23和24。
如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，各种分离段(例如油分馏段、工艺蒸汽回收段、压缩段等)中的分离效率不是100％；因此，可以预期，借助于碳原子数描述的一部分低沸点组分和高沸点组分仍将分别以重质和轻质组分存在。例如，C3-烃可包含少量的C4烃。作为另一实例，C6+烃可包含少量的C5烃。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可包括将至少一部分烃气流30和任选地至少一部分残液流25的一部分25a和氢气36进料至一个或多个加氢处理反应器，例如加氢裂解反应器300中，以产生加氢裂解产物流37，其中加氢裂解产物流37包含乙烷和丙烷。在一些方面，本文公开的生产烯烃的方法可以进一步包括将一部分蒸汽裂解产物流10进料至加氢裂解反应器300。
进料至加氢裂解反应器300的氢气(例如氢气36)可包含从分离单元200回收的氢气流22的至少一部分22a。
加氢裂解反应器300可包含加氢裂解催化剂。加氢裂解催化剂可包含在载体上的金属。金属和载体的组合在加氢裂解反应中具有催化活性。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，金属可以对氢化反应具有催化活性，并且载体可以对裂解反应具有催化活性。通常，加氢裂解反应可以将较大的烃(例如，烃气流30和/或残液流25的烃)裂解(分解)成较小的烃，以及饱和不饱和烃(例如烯烃)，使得加氢裂解产物流37包含饱和小链烃(例如乙烷、丙烷)。该金属可包括Pd、Pt、Ni、Co、Mn、Fe、Rh、Ir、Ru、W、Zr等，或其组合。该载体可包含沸石、ZSM-5、沸石Y、丝光沸石、沸石L、ZSM-22、ZSM-11、菱沸石、镁碱沸石、沸石β、硅化ZSM-5、氧化锆、硫酸化氧化锆、氧化铝等，或其组合。在一方面，催化剂可以包含在ZSM-5上的Pt。在一些方面，载体可以包含特征在于Si：Al比为约200至约100的沸石。
在一方面，以加氢裂解催化剂的总重量计，金属在加氢裂解催化剂中的存在量可以为约0.01wt％至约2.5wt％，供选择地为约0.02wt％至约1wt％，或者约0.05wt％-0.5wt％。
在一方面，加氢裂解反应器300可包括固定床反应器、径向流反应器、或固定床反应器和径向流反应器两者。
在一方面，一个或多个加氢处理反应器可包括一个加氢裂解反应器(例如单个加氢裂解反应器)，如加氢裂解反应器300。
在一些方面，一个或多个加氢处理反应器可包括串联的约2至约10，供选择地约2至约6，或者约2至约4个加氢裂解反应器。在该方面中，加氢裂解反应器中的至少一个包括在加氢裂解反应器下游的冷却单元，其中该冷却单元降低了加氢裂解产物流37的温度。一个或多个加氢裂解反应器可以被构造为在串联的加氢裂解反应器之间提供级间冷却(其中每个反应器可代表一个阶段)。
在其他方面，加氢裂解反应器300可在反应器内包括两个或更多个加氢裂解阶段，其中加氢裂解反应器还包括在反应器内的级间冷却。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，级间冷却(无论是在加氢裂解反应器之间还是在反应器内)可提供加氢裂解温度的控制，使得期望的产物(乙烷和丙烷)被生产。
加氢裂解反应器300的特征可以在于温度(例如加氢裂解温度)为约350℃至约600℃，供选择地为约375℃至约550℃，或者约400℃至约500℃。
加氢裂解反应器300的特征可以在于压力(例如加氢裂解压力)为约100psig至约400psig，供选择地为约125psig至约350psig，或者约150psig至约300psig，或者约200psig。
加氢裂解反应器300的特征可以在于重时空速(WHSV)为约1h-1至约50h-1，供选择地为约3h-1至约25h-1，或者为约6h-1至约10h-1。通常，WHSV是指每小时进料的试剂质量除以特定反应器中使用的催化剂的质量。
加氢裂解反应器300的特征可以在于氢与烃的摩尔比为约5∶1至约1∶0.5，供选择地约4.5∶1至约1∶0.75，或者约4∶1至约1∶1，或者约3.5：1至约1：1，或者约3：1至约1：1，或者约2.5：1至约1：1，或者约2：1至约1：1，或者约4：1至约2：1，或者约3：1。
在一些方面，烯烃生产系统1000可以进一步包括氢化反应器400，例如，一个或多个加氢处理反应器可以进一步包括氢化反应器400。氢化反应器400和加氢裂解反应器300可以串联，其中氢化反应器400在加氢裂解反应器300的上游。在这些方面，本文公开的生产烯烃的方法可包括将烃气流30(例如烃气流30的至少一部分30a)和氢气31进料至氢化反应器400以产生氢化产物流35。
进料至氢化反应器400的氢气(例如氢气31)可以包含从分离单元200回收的氢气流22的至少一部分。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可包括将至少一部分氢化产物流35和氢气36进料至加氢裂解反应器300以产生加氢裂解产物流37，其中加氢裂解产物流37包含乙烷和丙烷。
氢化产物流35可以包含C4-C5的饱和烃，其中可以通过使烃气流30的C4-C5的烃饱和来生产C4-C5的饱和烃。在一些方面，至少一部分残液流25可以任选地引入到氢化反应器400中，其中残液流中存在的烃基本上在氢化产物流35中回收，并且可以进一步引入加氢裂解反应器300中。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，在残液流25中存在的至少一部分C6-C8饱和烃将在氢化产物流35中回收。在一方面，氢化产物流35可包含C4-C8饱和烃，其中氢化产物流35中C4-C8饱和烃的量大于烃气流30和任选的残液流25中C4-C8饱和烃的量。
氢化反应器400包含加氢处理催化剂。加氢处理催化剂在氢化反应中具有催化活性。通常，氢化反应可以氢化或饱和不饱和脂族烃，例如烯烃、二烯、芳族化合物等，使得氢化产物流35包含可以在加氢裂解反应器中进一步裂化的饱和烃。在一些方面，加氢处理催化剂可包含在氧化铝载体上的Pt，在氧化铝载体上的Pd，在氧化铝载体上的Ni，在氧化铝载体上的Co-Mo等，或其组合。
氢化反应器400的特征可以在于温度(例如氢化温度)为约60℃至约300℃，供选择地为约75℃至约275℃，或者约100℃至约250℃。
氢化反应器400的特征可以在于压力(例如氢化压力)为约350psig至约600psig，供选择地为约375psig至约575psig，或者约350psig至约550psig。
氢化反应器400的特征可以在于液时空速(LHSV)为约1h-1至约10h-1，供选择地为约1.5h-1至约7.5h-1，或者为约2h-1至约5h-1，或者为约3h-1。通常，LHSV是指每小时进料的试剂的体积除以反应器的体积。
加氢裂解产物流37(例如乙烷、丙烷)可以再循环至液体蒸汽裂解炉段100。加氢裂解产物流37可被分离成乙烷流和丙烷流。该乙烷流可被进料至液体蒸汽裂解炉段100的第一裂解区。如前所述，该丙烷流可被进料至液体蒸汽裂解炉段100的第二裂解区。在加氢裂解产物流37的乙烷和丙烷不分离或不能分离成单独的组分的情况下，乙烷和丙烷都可以被进料至液体蒸汽裂解炉段100的第一裂解区和/或第二裂解区，如前所述。
在一方面，加氢裂解产物流37可以进一步包含甲烷，其中在将至少一部分加氢裂解产物流37再循环至液体蒸汽裂解炉段100之前，可从加氢裂解产物流37(例如经由脱甲烷塔)中回收至少一部分甲烷。用于从加氢裂解产物流37中回收至少一部分甲烷的脱甲烷塔可以与分离单元200中用于从蒸汽裂解产物流20中回收甲烷流23的脱甲烷塔相同。例如，可以将加氢裂解产物流37的至少一部分37a引入分离单元200的脱甲烷塔中。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，将被再循环到液体蒸汽裂解炉段100中的甲烷将在液体蒸汽裂解炉段中用作稀释剂(因为甲烷不会使蒸汽裂解)，并且用甲烷稀释蒸汽裂解进料流10不具有成本效益。在一些方面，回收的甲烷可以用作燃料，例如提供蒸汽裂解器、分离单元等所需的一部分能量。
在一方面，加氢裂解产物流37可进一步包含氢，其中在将至少一部分加氢裂解产物流37再循环至液体蒸汽裂解炉段100之前，可从加氢裂解产物流37中回收至少一部分氢。用于从加氢裂解产物流37中回收至少一部分氢的PSA单元可以与分离单元200中用于从蒸汽裂解产物流20中回收氢气流22的PSA单元相同。从加氢裂解产物流37中回收的氢可以再循环至加氢裂解反应器300和/或氢化反应器400。
在一方面，加氢裂解产物流37可以进一步包含C4-C5烃；其中加氢裂解产物流37中C4-C5烃的量小于烃气流30以及任选地残液流25和/或氢化产物流35中C4-C5烃的量。在此方面，在将至少一部分加氢裂解产物流37再循环至液体蒸汽裂解炉段100之前，可以从加氢裂解产物流37中回收至少一部分C4-C5烃。从加氢裂解产物流37中回收的C4-C5烃可以再循环至加氢裂解反应器300和/或氢化反应器400。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法的特征可以在于乙烯与丙烯的重量比等于或大于约3：1，供选择地等于或大于约4：1，或者等于或大于5：1。
在一方面，与缺少以下步骤(i)和(ii)的其他类似方法中乙烯与丙烯的重量比相比，本文公开的生产烯烃的方法的特征可以在于乙烯与丙烯的重量比增加等于或大于约10％，供选择地等于或大于约25％，或者等于或大于约50％，或者等于或大于约75％，或者等于或大于约100％：(i)将至少一部分烃气流和氢气进料至一个或多个加氢处理反应器中以产生加氢裂解产物流，(ii)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环到液体蒸汽裂解炉段。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，在缺少以下步骤(i)和(ii)的其他类似方法中乙烯与丙烯的重量比小于约3：1：(i)将至少一部分烃气流和氢气进料至一个或多个加氢处理反应器中以产生加氢裂解产物流，(ii)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环到液体蒸汽裂解炉段。
在一方面，用于生产烯烃的方法可以包括(a)将蒸汽裂解进料流10和蒸汽引入到液体蒸汽裂解炉段100中以生产蒸汽裂解产物流20，其中该蒸汽裂解产物流20包含烯烃(例如C2+烯烃，如乙烯和丙烯)，并且其中蒸汽裂解产物流20中烯烃的量大于蒸汽裂解进料流10中烯烃的量；(b)在分离单元200中将蒸汽裂解产物流20的至少一部分分离成氢气流22、甲烷流23、烯烃气流24、饱和气流21、烃气流30、芳烃流27、残液流25和重质流26；其中烯烃气流24包含乙烯和丙烯；其中饱和气流21包含乙烷和丙烷；其中烃气流30包含C4-C5烃；其中芳烃流27包含C6-C8芳烃；其中残液流25包含C6-C8的非芳族烃；其中重质流26包含C9+烃；(c)将烃气流30的至少一部分30a和任选的至少一部分残液流25和氢气31进料到氢化反应器400中以产生氢化产物流35，其中氢化反应器400包含加氢处理催化剂，其中氢化产物流35包含C4-C8饱和烃，并且其中氢化产物流35中C4-C8饱和烃的量大于烃气流30和残液流25中C4-C8饱和烃的量；(d)将至少一部分氢化产物流35和氢气36进料至加氢裂解反应器300以产生加氢裂解产物流37，其中加氢裂解反应器300包含加氢裂解催化剂，其中该加氢裂解催化剂包括在载体上的金属，其中该金属包括Pd、Pt、Ni、Co、Mn、Fe、Rh、Ir、Ru、W、Zr或其组合，并且其中加氢裂解产物流37包括乙烷和丙烷；(e)将至少一部分加氢裂解产物流37和至少一部分饱和气流21再循环到液体蒸汽裂解炉段100。载体可以包含沸石，例如ZSM-5。
在一方面，用于生产烯烃的方法可以包括(a)将蒸汽裂解进料流和蒸汽引入到气体蒸汽裂解器中以生产蒸汽裂解产物流，其中该蒸汽裂解产物流包含烯烃(例如C2+烯烃，如乙烯和丙烯)，并且其中蒸汽裂解产物流中烯烃的量大于蒸汽裂解进料流中烯烃的量；(b)在分离单元中将蒸汽裂解产物流的至少一部分分离成氢气流、甲烷流、烯烃气流、饱和气流、烃气流、芳烃流、残液流和重质流；其中烯烃气流包含乙烯和丙烯；其中饱和气流包含乙烷和丙烷；其中烃气流包含C4-C5烃；其中芳烃流包含C6-C8芳烃；其中残液流包含C6-C8的非芳族烃；其中重质流包含C9+烃；(c)任选地将至少一部分烃气流和任选的至少一部分残液流和氢气进料到氢化反应器中以产生氢化产物流，其中氢化反应器包含加氢处理催化剂，其中氢化产物流包含C4-C8饱和烃，并且其中氢化产物流中C4-C8饱和烃的量大于烃气流和残液流中C4-C8饱和烃的量；(d)将至少一部分氢化产物流和/或至少一部分烃气流以及氢气进料至加氢裂解反应器以产生加氢裂解产物流，其中加氢裂解反应器包含加氢裂解催化剂，其中该加氢裂解催化剂包括在载体上的金属，其中该金属包括Pd、Pt、Ni、Co、Mn、Fe、Rh、Ir、Ru、W、Zr或其组合，并且其中加氢裂解产物流包括乙烷和丙烷；和(e)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环到气体蒸汽裂解器。载体可以包含沸石，例如ZSM-5。
在一方面，与缺少以下步骤(i)和(ii)的其他类似方法相比，本文公开的生产烯烃的方法可以有利地显示一种或多种方法特性的改进：(i)将至少一部分烃气流和氢气进料至一个或多个加氢处理反应器中以产生加氢裂解产物流，和(ii)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环到液体蒸汽裂解炉段。如本文所公开的生产烯烃的方法可以有利地提供到包含乙烷和丙烷的液体蒸汽裂解炉段的再循环进料，从而提供增加的乙烯和丙烯的蒸汽裂解收率。在不希望受到理论限制的情况下，将乙烷和丙烷蒸汽裂解为乙烯和丙烯比将C4-C5烃蒸汽裂解为乙烯和丙烯更有效(例如，将乙烷和丙烷蒸汽裂解为乙烯和丙烯产生的副产物要比将C4-C5烃蒸汽裂解为乙烯和丙烯产生的副产物更少)。
一方面，本文公开的生产烯烃的方法可有利地通过加氢裂解从液体蒸汽裂解炉段的产物流中回收的至少一部分烃气流来提供增加乙烯与丙烯的重量比。如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，从气体蒸汽裂解器回收的产物可能不包含大量的足以进行进一步加氢裂解的重质烃(C4+)。
在一方面，本文公开的生产烯烃的方法可以有利地将现有乙烷/丙烷蒸汽裂解器的原料柔性扩展到重质原料。
如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，在蒸汽裂解之前加氢裂解C4-5烃(与蒸汽裂解C4-5烃相反)显著且有利地降低了下游的用于C4+烃(例如丁二烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、苯等)的蒸汽裂解器分离的复杂性。此外，如本领域技术人员将理解的，并且借助于本公开，在蒸汽裂解器中较短链的烃，例如C2-C3饱和烃(烷烃)比更长链的烃(例如，C4-C5烃)可以更有效地转化为乙烯和丙烯。在不希望受到理论限制的情况下，与C2-C3烃相比，C4-C5烃可经历更多的断裂反应；并且与C2-C3烃相比，在C4-C5烃的情况下，这些断裂反应可导致形成更多的烃片段(例如自由基片段)。例如，C5烃可产生C5烃片段、C4烃片段、C3烃片段、C2烃片段、C1烃片段或其组合，而C2烃可产生C2烃片段和/或C1烃片段。
在一方面，由于蒸汽裂解产物流中具有较少的C4+烃，因此可以有利地减小在蒸汽裂解器下游的C4+烃的分离尺寸。如本文所公开的生产烯烃的方法的其他优点对于本领域技术人员来说是显而易见的。
实施例
已经一般性地描述的本主题，给出以下实施例作为本公开的特定实施方式并证明其实践和优点。应当理解，这些实施例是通过举例的方式给出的，并不旨在以任何方式限制所附权利要求的说明。
实施例1
研究了类似于图1的烯烃生产系统1000的烯烃生产系统的产物分布。加氢裂解产物的分布由使用以下条件收集的实验数据计算得出：在450℃下的Pt/ZSM-5催化剂，重时空速(WHSV)为4h-1，氢与烃的摩尔比为3：1，压力为200psig。严格考虑了蒸汽裂解动力学：使用SPYRO软件计算蒸汽裂解产物的构成。以下液体蒸汽裂解炉条件适用于所有进料：COT(出油温度)＝845℃，蒸汽油比＝0.37，正戊烷进料以及正丁烷进料的数据示于表1。
表1
Figure BDA0002383308140000201
E/P＝乙烯与丙烯的重量比。
对于包含正戊烷的蒸汽裂解进料流(例如图1中的蒸汽裂解进料流10)，通过蒸汽裂解正戊烷可获得的产物收率约为34％的乙烯和21％的丙烯，总计收率约56％。收率以wt％给出。
如果将正戊烷在加氢裂解反应器(例如图1中的加氢裂解反应器300)中进行加氢裂解，则将获得7.6wt％的甲烷、37.8wt％的乙烷和54.6wt％的丙烷的正戊烷加氢裂解产物分布。如果将具有这种产物分布的正戊烷加氢裂解产物送至液体蒸汽裂解炉段，例如图1中的液体蒸汽裂解炉段100，那么从蒸汽裂解获得的收率将是54％的乙烯和10％的丙烯，总收率约为64％。通过在蒸汽裂解之前对正戊烷进行加氢裂解，总收率可以提高8％，具体地乙烯的收率可以提高20％。此外，通过在蒸汽裂解之前对正戊烷进行加氢裂解，乙烯的收率也将增加，从而提供增加的乙烯量，该乙烯的值比丙烯高。
对于包含正丁烷的蒸汽裂解进料流(例如图1中的蒸汽裂解进料流10)，通过蒸汽裂解正丁烷可实现的产物收率约为46％的乙烯和20％的丙烯，总计收率约66％。
如果正丁烷在加氢裂解反应器如图1中的加氢裂解反应器300中进行加氢裂解，则可以假设将获得的正丁烷加氢裂解产物分布为3.8wt％的甲烷、22.4wt％的乙烷和73.8wt％的丙烷。如果将具有这种产物分布的正丁烷加氢裂解产物送至液体蒸汽裂解炉段，例如图1中的液体蒸汽裂解炉段100，则从蒸汽裂解获得的收率将是52％的乙烯和13％的丙烯，总收率约为65％。通过在蒸汽裂解之前对正丁烷进行加氢裂解，乙烯的收率可以提高6％。此外，通过在蒸汽裂解之前对正丁烷进行加氢裂解，乙烯的收率也将增加，从而提供增加的乙烯量，该乙烯的值比丙烯高。
出于本申请的任何美国国家阶段申请的目的，本公开中提及的所有出版物和专利均通过引用以其整体并入本文，以描述和公开那些出版物中描述的构建体和方法，其可以与本公开的方法结合使用。本公开讨论的任何出版物和专利仅是出于在本申请的提交日期之前的公开而提供的。本文中的任何内容均不应解释为承认发明人无权借助在先发明而早于此类公开。
在美国专利商标局的任何申请中，提供本申请的摘要是为了满足37C.F.R.§1.72条的要求和37C.F.R.§1.72(b)中陈述的目的“使美国专利商标局和公众能够从粗略的检查中迅速确定技术公开的性质和要点。”因此，本申请的摘要并非旨在用于解释权利要求的范围或限制本文所公开的主题的范围。此外，在此可以采用的任何标题也不旨在用于解释权利要求的范围或限制在此公开的主题的范围。过去时用来描述以其他方式表示为建设性或预言性的实例的任何使用都不旨在反映该建设性或预言性实例已实际执行。
通过以下实例进一步说明本公开，这些实例不以任何方式解释为对本公开的范围施加限制。相反，应当清楚地理解，可以诉诸于各种其他方面、实施方式、修改及其等同形式，在阅读本文的描述之后，在不背离本发明的精神或所附权利要求的范围的情况下，可以向本领域的普通技术人员建议这些其他方面、实施方式、修改及其等同形式。
其他披露
第一方面，其为生产烯烃的方法，包括：(a)将蒸汽裂解进料流引入液体蒸汽裂解炉段以生产蒸汽裂解产物流，其中该蒸汽裂解产物流包含烯烃，并且其中该蒸汽裂解产物流中烯烃的量大于蒸汽裂解进料流中烯烃的量；(b)在分离单元中将至少一部分蒸汽裂解产物流分离为氢气流、甲烷流、烯烃气流、饱和气流、烃气流、芳烃流、残液流和重质流；其中烯烃气流包含乙烯和丙烯；其中饱和气流包含乙烷和丙烷；其中烃气流包含C4-C5烃；其中芳烃流包含C6-C8芳烃；其中残液流包含C6-C8非芳族烃；其中重质流包含C9+烃；(c)将至少一部分烃气流和氢气进料至一个或多个加氢处理反应器以产生加氢裂解产物流，其中该加氢裂解产物流包含乙烷和丙烷；和(d)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环到液体蒸汽裂解炉段。
第二方面，其为第一方面的方法，其中一个或多个加氢处理反应器包括加氢裂解反应器，并且其中加氢裂解反应器包含加氢裂解催化剂。
第三方面，其为第二方面的方法，其中加氢裂解反应器的特征在于约350℃至约600℃的温度。
第四方面，其为第一至第三方面中任一项的方法，其中加氢裂解反应器的特征在于约100psig至约400psig的压力。
第五方面，其为第一至第四方面中任一项的方法，其中加氢裂解反应器的特征在于约1h-1至约50h-1的重时空速(WHSV)。
第六方面，其为第一至第五方面中任一项的方法，其中加氢裂解反应器的特征在于氢与烃的摩尔比为约5∶1至约1∶0.5。
第七方面，其为第一至第六方面中任一项的方法，其中加氢裂解催化剂包括在载体上的金属，其中该金属包括Pd、Pt、Ni、Co、Mn、Fe、Rh、Ir、Ru、W、Zr或其组合。
第八方面，其为第七方面的方法，其中载体包括沸石、ZSM-5、沸石Y、丝光沸石、沸石L、ZSM-22、ZSM-11、菱沸石、镁碱沸石、沸石β、硅化ZSM-5、氧化锆、硫酸化氧化锆，氧化铝或其组合。
第九方面，其为第一至第八方面中任一项的方法，其中基于加氢裂解催化剂的总重量，金属在加氢裂解催化剂中存在的量为约0.01wt％至约2.5wt％。
第十方面，其为第一至第九方面中任一项的方法，其中加氢裂解反应器包括固定床反应器、径向流反应器，或其二者。
第十一方面，其为第一至第十方面中任一项的方法，其中一个或多个加氢处理反应器还包括氢化反应器，其中该氢化反应器包括加氢处理催化剂。
第十二方面，其为第十一方面的方法，其中该氢化反应器和加氢裂解反应器是串联的，并且其中该氢化反应器位于加氢裂解反应器的上游。
第十三方面，其为第一至第十二方面中任一项的方法，其中氢化反应器的特征在于约60℃至约300℃的温度。
第十四方面，其为第一至第十三方面中任一项的方法，其中氢化反应器的特征在于约350psig至约600psig的压力。
第十五方面，其为第一至第十四方面中任一项的方法，其中氢化反应器的特征在于液时空速(LHSV)为约1h-1至约10h-1。
第十六方面，其为第一至第十五方面中任一项的方法，其中加氢处理催化剂包括在氧化铝载体上的Pt、在氧化铝载体上的Pd、在氧化铝载体上的Ni、在氧化铝载体上的Co-Mo，或其组合。
第十七方面，其为第一至第十六方面中任一项的方法，其中一个或多个加氢处理反应器包括约2至约10个串联的加氢裂解反应器。
第十八方面，其为第十七方面的方法，其中串联的加氢裂解反应器中的至少一个包括在加氢裂解反应器下游的冷却单元，并且其中该冷却单元降低加氢裂解产物流的温度。
第十九方面，其为第一至第十八方面中任一项的方法，其中液体蒸汽裂解炉段包括第一裂解区和第二裂解区，其中该第一裂解区的特征在于乙烷裂解温度，其中第二裂解区的特征在于丙烷裂解温度，并且其中乙烷裂解温度大于丙烷裂解温度。
第二十方面，其为第十九方面的方法，其进一步包括将至少一部分加氢裂解产物流和/或至少一部分饱和气流进料至第一裂解区。
第二十一方面，其为第一至第二十方面中任一项的方法，其还包括将至少一部分加氢裂解产物流和/或至少一部分饱和气流分离为乙烷流和丙烷流。
第二十二方面，其为第二十一方面的方法，其还包括(i)将至少一部分乙烷流进料至第一裂解区，和(ii)将至少一部分丙烷流进料至第二裂解区。
第二十三方面，其为第一至第二十二方面中任一项的方法，其中加氢裂解产物流进一步包含甲烷，并且其中步骤(d)还包括在将至少一部分加氢裂解产物流再循环到液体蒸汽裂解炉段之前，从加氢裂解产物流中分离出至少一部分甲烷。
第二十四方面，其为第一至第二十三方面中任一项的方法，其中加氢裂解产物料流还包含氢，并且其中步骤(d)还包括在将至少一部分加氢裂解产物流再循环到液体蒸汽裂解炉段之前，从加氢裂解产物流中分离出至少一部分氢。
第二十五方面，其为第一至第二十四方面中任一项的方法，其中加氢裂解产物料流进一步包含C4-C5烃；其中加氢裂解产物流中的C4-C5烃的量少于烃气流中C4-C5烃的量；并且其中步骤(d)还包括在将至少一部分加氢裂解产物流再循环至液体蒸汽裂解炉段之前，从加氢裂解产物流中分离出至少一部分C4-C5烃。
第二十六方面，其为第二十五方面的方法，其还包括将至少一部分分离的C4-C5烃再循环至一个或多个加氢处理反应器。
第二十七方面，其为第一至第二十六方面中任一项的方法，其还包括将至少一部分氢气流引入一个或多个加氢处理反应器。
第二十八方面，其为第一至第二十七方面中任一项的方法，其进一步包括将至少一部分残液流引入一个或多个加氢处理反应器。
第二十九方面，其是第一至第二十八方面中任一项的方法，其中蒸汽裂解进料流包含全范围石脑油、轻石脑油、重石脑油、乙烷、丙烷、丁烷、页岩气冷凝物、馏出物、纯净瓦斯油、加氢处理瓦斯油、原油或其组合。
第三十方面，其为第一至第二十九方面中任一项的方法，其中与缺少以下步骤(i)和(ii)的其他类似方法中乙烯与丙烯的重量比相比，乙烯与丙烯的重量比增加等于或大于约10％：(i)将至少一部分烃气流和氢进料至一个或多个加氢处理反应器中以产生加氢裂解产物流，(ii)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环到液体蒸汽裂解炉段。
第三十一方面，其为第一至第三十方面中任一项的方法，其中乙烯与丙烯的重量比为等于或大于约3：1。
第三十二方面，其是第一至第三十一方面中任一项的方法，还包括将至少一部分芳烃流分离成C6芳烃流、C7芳烃流和C8芳烃流，其中C6芳烃流包含苯，其中C7芳烃流包含甲苯，其中C8芳烃流包含二甲苯和乙苯。
第三十三方面，其为第一至第三十二方面中任一项的方法，其中分离单元包括多个压缩阶段，并且其中一部分加氢裂解产物流被引入到末端压缩阶段。
第三十四方面，其为第一至第三十三方面中任一项的方法，其中分离单元包括多个压缩阶段，其中在第一压缩阶段之后的至少一个压缩阶段中，通过使用温度低于常规冷却水的冷却介质将至少一部分C4烃从蒸汽裂解产物流中分离出来。
第三十五方面，其为一种生产烯烃的方法，其包括：(a)将蒸汽裂解进料流引入液体蒸汽裂解炉段以生产蒸汽裂解产物流，其中该蒸汽裂解产物流包含烯烃，并且其中该蒸汽裂解产物流中烯烃的量大于蒸汽裂解进料流中烯烃的量；(b)将至少一部分蒸汽裂解产物流分离为氢气流、甲烷流、烯烃气流、饱和气流、烃气流、芳烃流、残液流和重质流；其中烯烃气流包含乙烯和丙烯；其中饱和气流包含乙烷和丙烷；其中烃气流包含C4-C5烃；其中芳烃流包含C6-C8芳烃；其中残液流包含C6-C8非芳族烃；并且其中重质流包含C9+烃；(c)将至少一部分烃气流和至少一部分残液流以及氢进料至氢化反应器以产生氢化产物流，其中该氢化反应器包含加氢处理催化剂，其中氢化产物流包含C4-C8饱和烃，并且其中氢化产物流中C4-C8饱和烃的量大于烃气流和残液流中C4-C8饱和烃的量；(d)将至少一部分氢化产物流和氢进料至加氢裂解反应器以产生加氢裂解产物流，其中该加氢裂解反应器包含加氢裂解催化剂，其中该加氢裂解催化剂包括在载体上的金属，其中金属包括Pd，Pt，Ni，Co，Mn，Fe，Rh，Ir，Ru，W，Zr或其组合，并且其中加氢裂解产物流包含乙烷和丙烷；和(e)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环至液体蒸汽裂解炉段。
第三十六方面，其为第三十五方面的方法，其中所述载体包括沸石、ZSM-5、沸石Y、丝光沸石、沸石L、ZSM-22、ZSM-11、菱沸石、镁碱沸石、沸石β、硅化ZSM-5、氧化锆、硫酸化氧化锆、氧化铝或其组合。
第三十七方面，其为第三十五和第三十六方面中任一项的方法，其中乙烯与丙烯的重量比为等于或大于约3∶1。
第三十八方面，其为第三十五至第三十七方面中任一项的方法，其中与缺少以下步骤(i)和(ii)的其他类似方法中乙烯与丙烯的重量比相比，乙烯与丙烯的重量比增加等于或大于约10％：(i)将至少一部分氢化产物流和氢进料至加氢裂解反应器中以产生加氢裂解产物流；和(ii)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环至液体蒸汽裂解炉段。
尽管已经示出和描述了本公开的实施方式，但是可以在不脱离本发明的精神和教导的情况下对其进行修改。本文描述的实施方式和实施例仅是示例性的，并且不意图是限制性的。本文公开的本发明的许多变化和修改是可能的，并且在本发明的范围内。
相应地，保护范围不受上述陈述的限制，而仅受所附权利要求的限制，该范围包括权利要求的主题的所有等同形式。每个权利要求作为本发明的实施方式并入说明书中。因此，权利要求是进一步的描述，并且是对本发明的详细描述的补充。本文引用的所有专利、专利申请和出版物的公开内容通过引用并入本文。

Claims (20)

1.一种生产烯烃的方法，包括：
(a)将蒸汽裂解进料流引入液体蒸汽裂解炉段以生产蒸汽裂解产物流，其中所述蒸汽裂解产物流包含烯烃，并且其中所述蒸汽裂解产物流中烯烃的量大于所述蒸汽裂解进料流中烯烃的量；
(b)在分离单元中将至少一部分蒸汽裂解产物流分离为氢气流、甲烷流、烯烃气流、饱和气流、烃气流、芳烃流、残液流和重质流；其中所述烯烃气流包含乙烯和丙烯；其中所述饱和气流包含乙烷和丙烷；其中所述烃气流包含C4-C5烃；其中所述芳烃流包含C6-C8芳烃；其中所述残液流包含C6-C8非芳族烃；并且其中所述重质流包含C9+烃；
(c)将至少一部分烃气流和氢进料至一个或多个加氢处理反应器以产生加氢裂解产物流，其中所述加氢裂解产物流包含乙烷和丙烷；和
(d)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环到液体蒸汽裂解炉段。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个加氢处理反应器包括加氢裂解反应器，并且其中所述加氢裂解反应器包含加氢裂解催化剂。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加氢裂解反应器的特征在于温度为350℃至600℃，压力为100psig至400psig；重时空速(WHSV)为1h-1至50h-1；和氢与烃的摩尔比为5∶1至1∶0.5。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加氢裂解催化剂包括在载体上的金属，其中所述金属包括Pd、Pt、Ni、Co、Mn、Fe、Rh、Ir、Ru、W、Zr或其组合；并且其中所述载体包括ZSM-5、沸石Y、丝光沸石、沸石L、ZSM-22、ZSM-11、菱沸石、镁碱沸石、沸石β、硅化ZSM-5、氧化锆、硫酸化氧化锆，氧化铝或其组合。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或多个加氢处理反应器还包括氢化反应器，其中所述氢化反应器包含加氢处理催化剂；并且其中所述加氢处理催化剂包括在氧化铝载体上的Pt、在氧化铝载体上的Pd、在氧化铝载体上的Ni、在氧化铝载体上的Co-Mo，或其组合。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述氢化反应器的特征在于温度为60℃至300℃；压力为350psig至600psig；和液时空速(LHSV)为1h-1至10h-1。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个加氢处理反应器包括2至10个串联的加氢裂解反应器；其中所述串联的加氢裂解反应器中的至少一个包括在加氢裂解反应器下游的冷却单元，并且其中所述冷却单元降低加氢裂解产物流的温度。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液体蒸汽裂解炉段包括第一裂解区和第二裂解区，其中所述第一裂解区的特征在于乙烷裂解温度，其中所述第二裂解区的特征在于丙烷裂解温度，并且其中所述乙烷裂解温度大于所述丙烷裂解温度。
9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括将至少一部分加氢裂解产物流和/或至少一部分饱和气体流进料至所述第一裂解区。
10.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括将至少一部分加氢裂解产物流和/或至少一部分饱和气体流分离成乙烷流和丙烷流。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括(i)将至少一部分乙烷流进料至第一裂解区，和(ii)将至少一部分丙烷流进料至第二裂解区。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加氢裂解产物流进一步包含C4-C5烃；其中所述加氢裂解产物流中C4-C5烃的量少于烃气流中C4-C5烃的量；并且其中步骤(d)进一步包括在将至少一部分加氢裂解产物流再循环至液体蒸汽裂解炉段之前，从加氢裂解产物流中分离出至少一部分C4-C5烃。
13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括将至少一部分分离的C4-C5烃再循环至所述一个或多个加氢处理反应器。
14.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将至少一部分氢气流引入所述一个或多个加氢处理反应器。
15.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将至少一部分残液流引入所述一个或多个加氢处理反应器。
16.根据权利要求1所述的方法，其中与缺少以下步骤(i)和(ii)的其他类似方法中乙烯与丙烯的重量比相比，乙烯与丙烯的重量比增加等于或大于10％：(i)将至少一部分烃气流和氢气进料至一个或多个加氢处理反应器中以产生加氢裂解产物流，和(ii)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环至液体蒸汽裂解炉段。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，乙烯与丙烯的重量比为等于或大于3∶1。
18.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将至少一部分芳烃流分离成C6芳烃流、C7芳烃流和C8芳烃流，其中所述C6芳烃流包含苯，其中所述C7芳烃流包含甲苯，并且其中所述C8芳烃流包含二甲苯和乙苯。
19.一种生产烯烃的方法，包括：
(a)将蒸汽裂解进料流引入液体蒸汽裂解炉段以生产蒸汽裂解产物流，其中所述蒸汽裂解产物流包含烯烃，并且其中所述蒸汽裂解产物流中烯烃的量大于所述蒸汽裂解进料流中烯烃的量；
(b)将至少一部分蒸汽裂解产物流分离为氢气流、甲烷流、烯烃气流、饱和气流、烃气流、芳烃流、残液流和重质流；其中所述烯烃气流包含乙烯和丙烯；其中所述饱和气流包含乙烷和丙烷；其中所述烃气流包含C4-C5烃；其中所述芳烃流包含C6-C8芳烃；其中所述残液流包含C6-C8非芳族烃；并且其中所述重质流包含C9+烃；
(c)将至少一部分烃气流和至少一部分残液流以及氢进料至氢化反应器以产生氢化产物流，其中所述氢化反应器包含加氢处理催化剂，其中所述氢化产物流包含C4-C8饱和烃，并且其中所述氢化产物流中C4-C8饱和烃的量大于烃气流和残液流中C4-C8饱和烃的量；
(d)将至少一部分氢化产物流和氢进料至加氢裂解反应器以产生加氢裂解产物流，其中所述加氢裂解反应器包含加氢裂解催化剂，其中所述加氢裂解催化剂包括在载体上的金属，其中所述金属包括Pd，Pt，Ni，Co，Mn，Fe，Rh，Ir，Ru，W，Zr或其组合，并且其中加氢裂解产物流包含乙烷和丙烷；和
(e)将至少一部分加氢裂解产物流和至少一部分饱和气流再循环至液体蒸汽裂解炉段。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，乙烯与丙烯的重量比为等于或大于3∶1。
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