CN115943195A - 有利进料的烃热解 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有利进料的烃热解。有利进料可包括烃、至少一种含卤素的成分和至少一种含金属的成分，其中含卤素的成分和含金属的成分是基本上不同的成分。本发明包括高级原料的蒸汽裂解，该高级原料包括烃以及含氯化物的成分、含镍成分和含钒成分中的一种或多种。

Description

有利进料的烃热解

技术领域

本发明涉及有利进料，如包含至少一种含卤素的成分和至少一种含金属的成分的烃进料的烃热解。本发明还涉及将有利进料提质的方法、工艺、系统和装置；涉及用于实施热解的方法、工艺、系统和装置；涉及上述热解产物；以及涉及由上述热解产物制备的石油化学品和聚合物。

背景技术

热解方法如蒸汽裂解由包含烃的进料(“烃进料”)产生有用的产物如轻质烯烃，所述进料通常以液相、气相或液相和气相的混合物供应。主要为液相的烃进料可以通过导管从其它精炼或石化设施、管道、运输容器、储罐等获得。例如，某些主要为液相的烃进料已经是获得的原始来源，例如原油，以及从各种精炼工艺料流，例如石脑油、瓦斯油、中等重量烃(“中质烃”)和高重量烃(“重质烃”)等获得。

最近，对主要为液相的烃进料的增加需求增加了对利用相对重质液相进料的兴趣，例如，包含一种或多种污染物并且API比重小于或等于石脑油的那些主要为液相的烃进料(称为“有利进料”)。尽管有利进料可以包括已经经历先前加工的那些(例如，某些瓦斯油)，但是有利进料还包括包含原始进料的那些，例如包含中质烃和/或重质烃的原油。例如，利用包含原始进料(例如各种原油)的有利进料将增加可用液体进料的供应，并且将降低蒸汽裂解器设施对炼油厂馏分的依赖性以满足蒸汽裂解进料需求。反过来，这将通过例如降低轻质烯烃生产成本和通过制备相对高价值的可用于其它目的炼油厂馏分来改善设施经济性。

污染物管理一直是利用有利进料进行蒸汽裂解的障碍，特别是在满足日益严格的操作条件和产品规格方面。某些有利进料，例如包含瓦斯油、中质烃、重质烃和/或原始进料(尤其是包含一种或多种原油的原始进料)的那些中的污染物可以包括以下中的一种或多种：颗粒、沥青质、盐和其他含卤素的成分，例如含氯化物的成分(“CCC”)、金属和含金属的成分，例如含镍成分(“NCC”)和含钒成分(“VCC”)等。

由于这些污染物成分中一种或多种的存在而引起的工艺难点包括(i)炉焦化，例如可由污染物如含卤素的成分(包括盐)、颗粒和沥青质引起；(ii)侵蚀和/或腐蚀，例如可能由脱焦模式期间产生的CCC污染物和钒氧化物引起；和(iii)偏离产物和副产物规格，例如热解汽油的产物规格。有利进料的利用也受到操作管理困难的阻碍，例如在某些蒸汽裂解器产物和含有NCC和VCC(对于许多加氢处理催化剂都是毒物)的共产物料流的加氢处理期间催化剂性能变差；更频繁的蒸汽裂解炉除焦引起的成本和操作中断；用由更昂贵材料制成的耐腐蚀替代品替换或提质现有蒸汽裂解器设备的成本等。

因此需要改进的热解系统、装置和方法，其能够使用更宽范围的进料，例如原始进料，例如有利进料，同时基本上保持所需产物如轻质烯烃的产率。更具体而言，需要改进的系统、装置和方法用于从有利进料中除去这些污染物，否则可能导致焦炭形成、腐蚀、产物或共产物降级以及蒸汽裂解期间操作管理困难。

发明内容

本发明部分基于用于有利进料的烃热解的方法、工艺、系统和装置的开发，所述有利进料是例如包含烃和含卤素污染物(例如含氯化物的污染物)和含金属污染物(例如含镍污染物和含钒污染物中一种或多种)中一种或多种的那些。

在某些方面，烃进料是有利进料，例如，包含烃、包含卤素的第一成分和包含金属的基本上不同第二成分的烃进料。已经发现脱盐除去至少一部分烃进料的含卤素的成分，以产生脱盐进料。通常，烃进料的金属的一部分为一种或多种盐的形式，并且通常在脱盐期间除去这些盐中的大部分。可观数量的其他形式的金属，例如VCC和NCC，可以被携带到脱盐进料中。换句话说，脱盐进料可以包含至少一部分烃进料的烃和至少一部分烃进料的含金属的成分，例如至少一部分烃进料的NCC和/或至少一部分烃进料的VCC。将脱盐进料预热以形成预热的进料。当热解是蒸汽裂解时，预热可以在位于蒸汽裂解炉的对流段中的一个或多个对流盘管中进行。预热的进料可以与蒸汽组合以产生蒸汽裂解进料，从其中分离热解进料和第二料流。分离将一部分蒸汽裂解进料的含金属的成分转移到第二料流中。热解进料含有比第二料流更少量的含金属的成分(基于重量百分比)。将该热解进料的至少一部分热解以产生包含该热解进料的含金属的成分的至少一部分的热解流出物。从热解流出物中分离底部物料流和提质热解流出物，其中提质热解流出物包含轻质烯烃。该分离将热解流出物的含金属的成分的至少一部分转移到底部物料流中。

附图说明

为了能够详细地理解本发明内容的上述特征的方式，可以通过参考实施方案对上面简要概述的本发明内容进行更具体的描述，其中一些实施方案在附图中示出。然而，应当注意附图仅示出了本发明内容的某些实施方案，因此不应被认为是对范围的限制，因为本发明内容可以允许其他等效的实施方案。

图1是蒸汽裂解和分馏烃进料的实施方案的流程图。

图2是热解汽油以及水分离和净化方法的实施方案的流程图。

图3是轻质烃回收方法的实施方案的流程图。

为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中共有并具有类似功能的元件和/或形式。预期一个实施方式的元件和特征可有利地并入其它实施方式中而无需进一步叙述。

发明详述

为了本发明和所附权利要求的目的，定义了以下术语：

定义

“烃”是指含有与碳结合的氢的一类化合物。术语“C_n”烃意指每分子具有n个碳原子的烃，其中n是正整数。术语“C_n+”烃意指每分子具有至少n个碳原子的烃，其中n是正整数。术语“C_n-”烃是指每分子具有不超过n个碳原子的烃，其中n是正整数。“烃”涵盖(i)饱和烃，(ii)不饱和烃，和(iii)烃的混合物，包括烃化合物(饱和和/或不饱和)的混合物，包括具有不同n值的烃化合物的混合物。

“重质烃”是指包含烃的混合物，该混合物的API比重在5°直到(但不包括)22°的范围内。“中质烃”是指包含烃的混合物，该混合物具有22°至30°的API比重。“相对重质”烃的API比重小于石脑油的API比重。

术语“不饱和物”或“不饱和烃”是指含有至少一个通过双键或三键与另一个碳原子直接键合的碳原子的C₂₊烃。术语“烯烃”是指含有至少一个通过双键与另一个碳原子直接键合的碳原子的不饱和烃。换句话说，烯烃是含有至少一对通过双键直接连接的碳原子的化合物。“轻质烯烃”是指C_5-烯烃。

“主要为液相”是指其中≥50wt％处于液相的成分，例如≥75wt％，例如≥90wt％。当≥50wt％，例如≥75wt％，例如≥90wt％的烃进料在25℃的温度和1巴的压力下处于液相时，烃进料主要是液相烃进料。

“原始”进料，例如原始烃进料，是指包含≥25wt％原油的主要为液相的进料，其没有经过先前的脱盐和/或先前的分馏具有，例如≥50wt％，例如≥75wt％，或≥90wt％的回流。

"原油"是指包含天然存在的地质来源的烃的混合物，其中该混合物(i)包含≥1wt％的渣油，例如≥5wt％，如≥10wt％，和(ii)具有≤52°，例如≤30°，如≤20°，或≤10°，或<8°的API比重。原油可以通过API比重分类，例如重质原油的API比重在5°直到(但不包括)22°的范围内。

标准沸点和标准沸点范围可以通过气相色谱蒸馏根据ASTM D-6352-98或D2887中公开的工艺测量，如通过对于高于700℃的材料的外推扩展。术语“T₅₀”是指根据沸点分布确定的温度，在该温度下50wt％的特定样品已经达到其沸点。同样地，“T₉₀”,“T₉₅”和“T₉₈”意指90wt％、95wt％或98wt％的特定样品已达到其沸点时的温度。标称终沸点是指99.5wt％的特定样品达到其沸点时的温度。蒸汽裂解器石脑油(也称为“热解汽油”或为简单起见称为“石脑油”)是C₅₊烃，例如C₅-C₁₀₊烃的混合物，其具有根据ASTMD2887-18测量的约25℃至约50℃的初始常压沸点和约220℃至约265℃的最终沸点。在一些实例中，石脑油可具有通过ASTMD2887-18测得的大约33℃至大约43℃的初始常压沸点和约234℃至约244℃的最终常压沸点。

某些中质烃和/或重质烃，例如某些原始烃进料，如某些原油和原油混合物含有沥青质、沥青质前体和颗粒中的一种或多种。沥青质公开于美国专利US5,871,634中，其通过引用整体并入本文。沥青质含量可以使用ASTMD6560-17测定。烃中的沥青质可以处于液相(例如，可混溶的液相)，并且也可以处于固相和/或半固相(例如，作为沉淀物)。通常沥青质和沥青质前体至少存在于原油的渣油部分中，并且还可以存在于原油的较低沸点部分中。“渣油”是指通常包含在原油中或衍生自原油的油质混合物，该混合物具有≥1050°F(566℃)的标准沸点范围。渣油可包括“非挥发性组分”，意指标准沸点范围≥590℃的成分(有机和/或无机)。非挥发性组分可进一步限于沸点为约760℃或更高的组分。非挥发性组分可以包括焦炭前体，其是适度重质和/或反应性分子，例如多环芳族化合物，其可以从气相冷凝和然后在指定的蒸汽裂解条件下形成焦炭。中质烃和/或重质烃(特别是其渣油部分)也可含有颗粒，意指粒子形式的固体和/或半固体。颗粒可以是有机的和/或无机的，并且可以包括焦炭、灰分、砂、沉淀的盐等。尽管沉淀的沥青质可以是固体或半固体，但是沉淀的沥青质被认为是沥青质类，而不是颗粒类。

本发明涉及有利进料，即包含一种或多种污染物并且API比重小于或等于石脑油的API比重的烃进料。某些有利进料，例如原油、渣油等，含有(i)包含卤素的成分和(ii)基本上不同的包含金属的成分；并且可以任选地包含沥青质。包含卤素的成分可包含例如一价金属盐，诸如NaCl、KBr等；和二价金属盐如CaCl₂。可以根据ASTM D6470-99(2015)和ASTMD3230-13(2018)测定总盐含量。包含金属的成分可以在各种烃进料中，例如在重质烃、中质烃和甚至某些石脑油沸程烃中发现。例如，包含金属的成分可以存在于烃进料中，例如存在于超重原油、重质原油、中质原油等中，以及存在于已经过先前加工的烃进料中，例如存在于常压瓦斯油、减压瓦斯油、常压渣油和减压渣油中。包含金属的成分，例如VCC和NCC，可以以各种化学形式存在，例如金属化合物或金属-有机络合物。例如，金属如Ni和V可以是与沥青质结合的金属的形式，作为金属卟啉，和/或作为以非卟啉形式包含的金属。所指出的含金属成分的形式基本上不同于包含金属和卤素的那些含卤素的成分的形式，例如其中金属与卤素键合的那些含卤素的成分。包含金属的成分通常包含≤1wt％，例如≤0.1wt％，例如≤0.01wt％具有直接与卤素键合的金属的化合物。

术语“含氯化物的成分”或“CCC”是指含有氯原子的成分(例如化合物)，包括氯和含氯烃的盐，例如氯化钠、氯化钙、氯化铵和有机氯化物。CCC属于含卤素的成分的类别。

术语“含镍成分”或“NCC”是指含镍的成分(例如化合物)，包括镍盐和含镍的烃化合物，例如氧化镍和有机镍化合物，如初卟啉(etiopophyrin)镍。其中镍直接与卤素键合的盐形式的NCC包括在含卤素的成分的类别中。含镍成分的其它形式包括在含金属的成分的类别中。

术语“含钒成分”或“VCC”是指含钒的成分(例如化合物)，包括钒盐和含钒的烃化合物，例如钒氧化物，和有机钒化合物，例如初卟啉钒。其中钒直接与卤素键合的盐形式的VCC包括在含卤素的成分的类别中。含钒成分的其他形式包括在含金属的成分的类别中。

本文所用的术语“浓度”或“含量”是指可以包含在特定成分中的特定材料的重量数量。换句话说，特定成分中特定材料(例如，原子、离子、化合物、合金、聚集体等)的浓度(或含量)是指定材料在给定重量的指定成分中的数量(按重量计)。因此，成分中卤素、氯化物、钒、镍、沥青质、颗粒、VCC、NCC等的浓度意指基于成分的总重量，成分中该材料的量(例如，以重量百分比或以按重量百万分率[“wppm”]计)。例如，烃进料中钒的量(例如，钒含量或钒浓度)是给定重量的烃进料中所有各种形式(作为化合物、合金等)的钒(作为钒原子)的重量数量。同样，烃进料中VCC的量是给定重量的烃进料中VCC(所有形式的VCC)的重量，并且烃进料中颗粒的量是给定重量的烃进料中颗粒(所有形式，包括无机氧化物、烃聚集体等)的重量。如在本发明和所附权利要求中所使用的，类似地，相同的含义适用于镍、NCC、卤化物等。

蒸汽裂解是热解的一种形式。蒸汽裂解在具有炉和回收设施的蒸汽裂解器设备中进行。炉设施包括至少一个蒸汽裂解器，也称为蒸汽裂解炉。在热解模式期间，将烃进料(通常在预热之后)与蒸汽组合以产生蒸汽裂解进料。蒸汽裂解进料或由其衍生的热解进料在蒸汽裂解炉中在热解条件下热裂解以产生蒸汽裂解器流出物。某些产物，例如轻质烯烃，在回收段中从蒸汽裂解器流出物(或由其衍生的料流)分离。可以将蒸汽引入到进料中，由于各种原因，例如降低烃分压、控制停留时间和/或减少焦炭形成。在至少一个实施方案中，蒸汽可以是过热的，例如在蒸汽裂解炉的对流段中，和/或蒸汽可以是酸性或经处理的工艺蒸汽。在脱焦模式期间，用脱焦流体如蒸汽和/或空气的料流代替至少一部分蒸汽裂解进料以除去在热解模式期间在蒸汽裂解炉中累积的任何焦炭的至少一部分。

术语“蒸汽裂解器焦油”(“SCT”)是指(a)具有一种或多种芳族组分的烃的混合物和任选(b)非芳族和/或非烃分子，该混合物衍生自烃热解以及T₉₀≥290℃，例如≥500℃，如≥600℃或更高。在某些方面，SCT在分离容器如焦油分出罐、初级分馏器等中与骤冷(或部分骤冷)的蒸汽裂解器流出物分离。SCT可包括烃分子(包括其混合物和聚集体)，其具有(i)一种或多种芳族组分和(ii)约50wt％或更高(例如75wt％或更高，如90wt％或更高)的约C₁₅或更高的分子量，基于SCT的重量计。

现在将更详细地描述本发明的某些方面，其涉及含有渣油、盐、CCC和NCC中一种或多种的烃进料的蒸汽裂解。本发明不限于这些方面，并且该描述不应被解释为排除本发明的更广泛范围内的其他方面。

已经观察到CCC可以在蒸汽裂解装置中形成盐酸和氯化铵。当以脱焦模式操作蒸汽裂解炉时VCC可能形成腐蚀性钒氧化物，从而导致侵蚀和/或腐蚀。在热解模式期间在蒸汽裂解炉中，特别是在辐射盘管和/或对流盘管中钒氧化物的存在，可能导致腐蚀以及导致添加安装新设备或提质为耐腐蚀设备的费用。NCC可以增加蒸汽裂解炉的焦化，导致更频繁地从热解模式切换到脱焦模式，从而导致轻质烯烃产量降低。NCC和/或VCC可能使回收设备和其他地方使用的某些加氢处理催化剂中毒。为了克服这一点，通常采取措施以减少经受加氢操作的料流中的NCC和VCC的量，例如通过利用一个或多个保护床。为了改善蒸汽裂解和成本效率，在进入蒸汽裂解炉之前可以将CCC、NCC和VCC中的一种或多种(例如每种)管理在低于几个wppm的水平。此外，下游操作可能需要甚至更低水平的NCC和VCC以避免使加氢处理催化剂中毒。

在某些方面，烃进料主要是液相以及包含烃、包含卤素的第一成分和基本上不同的包含金属的第二成分。这些和其他方面包括使烃进料脱盐(例如，在一个或多个脱盐器中)以产生具有较少含卤素化合物的脱盐进料。将脱盐进料引入蒸汽裂解炉的对流段内的一个或多个对流盘管中以形成预热的进料，其与蒸汽组合以产生蒸汽裂解进料。例如在一个或多个气-液分离器中，将具有比蒸汽裂解进料更低金属含量的热解进料与蒸汽裂解进料分离。将热解进料引入位于蒸汽裂解炉的辐射段中的一个或多个辐射盘管的至少一个入口中。热解进料的热解(蒸汽裂解)在辐射盘管中进行。将蒸汽裂解器流出物引导出辐射盘管的至少一个出口。在一个或多个冷却(例如，骤冷)阶段之后，将蒸汽裂解器流出物引入一个或多个分离阶段，以从蒸汽裂解器流出物中至少分离包含蒸汽裂解器焦油的第一料流和包含提质蒸汽裂解器流出物(其含有轻质烯烃)的第二料流。在蒸汽裂解装置的回收设施中进行另外的分离，例如以从提质的蒸汽裂解器流出物回收产物如轻质烯烃和共产物如热解汽油。

现在将更详细地描述某些烃进料。本发明不限于这些烃进料，并且该描述不应被解释为排除在本发明的更宽范围内的其他烃进料。

烃进料

在某些方面，烃进料包括重质烃、包含卤素的第一成分和基本上不同的包含金属的第二成分。重质烃可以包含例如一种或多种原始进料，例如一种或多种原油。重质烃通常包括相对高分子量的烃，例如在蒸汽裂解期间热解以产生相对大量的蒸汽裂解器石脑油(热解汽油)、蒸汽裂解器瓦斯油(SCGO)和蒸汽裂解器焦油的那些。重质烃可以包括以下中的一种或多种：渣油(也称为残余油或残余物)、瓦斯油、原油、常压管式蒸馏器底部物、包括底部物的真空管式蒸馏器料流、冷凝物、来自炼油厂的重质非初始烃料流、减压瓦斯油、重瓦斯油、被原油污染的石脑油、常压渣油、重渣油、C₄/渣油混合物、石脑油渣油混合物、瓦斯油渣油混合物、低硫蜡质渣油、常压渣油和重渣油。使用包括经济上有利的、最少加工的含有非挥发性组分和焦炭前体的重质烃料流的重质烃进料可能是有利的。烃进料标称终沸点为约315℃或更高，例如约400℃或更高，约450℃或更高，或约500℃或更高的。通常在烃进料中存在约1wt％或更多的重质烃。例如，烃进料可包含约1wt％或更多的重质烃，基于烃进料的重量计，例如约25wt％或更多，约50wt％或更多，约75wt％或更多，约90wt％或更多，或约99wt％或更多。

在某些方面，烃进料进一步包括一种或多种相对低分子量的烃(轻质烃)。轻质烃通常包括以下中的一种或多种：加热油、喷气燃料、柴油、煤油、焦化器石脑油、加氢裂解产物、重整产物、提余油重整产物、馏出物、石脑油沸程烃和具有少于五个碳原子的基本上饱和的烃分子，例如乙烷、丙烷及其混合物。尽管包含轻质烃的烃进料通常比包含重质烃的烃进料产生更高收率的C₂不饱和物(乙烯和乙炔)，但重质烃由于更低的成本和更高的可用性而受到越来越多的关注。

在某些方面，烃进料包括中质烃和/或重质烃，其包括沥青质、沥青质前体和颗粒中的一种或多种。

烃进料可以包含通过ASTM D 4929-17测量的氯化物浓度(第一氯化物浓度)的CCC。烃进料的第一氯化物浓度可以为约1wppm或更高，例如第一氯化物浓度可以为约1wppm至约400wppm，或约10wppm至约350wppm。烃进料可包含通过ASTM D5708-15测量的第一镍浓度的NCC。烃进料的第一镍浓度可以为约40wppm或更低，例如约0wppm至约35wppm，或1wppm至30wppm。烃进料可以包含通过ASTM D5708-15测量的第一钒浓度的VCC。烃进料的第一钒浓度可以为约30wppm或更低，例如约0.1wppm至约25wppm，或约1wppm至约20wppm。

可以使用一个或多个脱盐器来除去某些污染物，这些污染物存在于某些有利进料，例如包含重质烃的烃进料中。

在脱盐器中提质烃进料

可以包括一个或多个脱盐器以从烃进料中除去任何盐和/或任何颗粒物质的至少一部分。虽然可接受的盐和/或颗粒物质浓度随炉设计和操作条件而变化，但是当CCC大于烃进料重量的几个ppm时，可能需要添加脱盐器。令人惊讶地，观察到脱盐器不仅去除盐，而且还去除颗粒。这进而不仅导致蒸汽裂解炉腐蚀和/或侵蚀(例如，来自固体侵蚀控制阀内部构件)的减少，而且导致(i)整个蒸汽裂解器装置中结垢的减少和(ii)催化剂有效性损失的减少，例如，否则将由催化剂焦化、堵塞、中毒等产生该结垢和损失。

脱盐可以在一个或多个常规脱盐器容器中进行，例如多个半连续操作的容器，例如一个容器(通常为罐)在使用中和另一个在维护中，但本发明不限于此。装置和系统中的容器和相关设备可以串联、并联和/或串联并联配置。任选地，至少一个容器可以包括泥浆洗涤功能和/或三管线采样功能，并且还可以包括辅助设备例如一个或多个盐水罐。

脱盐包括将洗涤水(或淡水，或去离子水)与烃进料(任选地在加热之后)组合以产生油包水乳液。还可以存在任选的相，该任选的相包括(i)衍生自烃进料的油质相(oleaginous phase)和衍生自洗涤水的水相。也可以存在固相。脱盐器部分地通过将烃进料和/或油质相中的任何盐、盐水和颗粒(尤其是具有可观的偶极矩(dipole moment)的颗粒，例如包含芳族核的那些)的至少一部分转移到乳液中来操作。洗涤水可以来自各种来源，例如来自设施中其他单元的循环和/或再循环水，例如酸性水汽提器底部物、顶部冷凝物、锅炉给水，具有和/或不具有澄清、净化等。可选地，或另外地，洗涤水可以从其他来源获得，例如来自地表水来源(例如来自河流)和/或来自地质水源(例如来自一个或多个井)。各种盐在水中的浓度可以按重量份计每千份(为简单起见，份数每千份)表示，并且通常盐浓度在以下范围内：范围从淡水(氯化钠小于0.5份每千份)、微咸水(氯化钠0.5至30份每千份)或咸水(氯化钠30至50份每千份)，到盐水(氯化钠大于50份每千份)。尽管去离子水可用于促进盐从原油交换到水溶液中，但通常不需要去离子水来使原油进料脱盐。然而，在某些方面，去离子水可以与来自脱盐器的再循环水混合以在乳化之前在水中实现特定的离子含量或在最终乳化产物中实现特定的离子强度(ionic strength)。洗涤水比率通常在待脱盐的总原油的约5体积％至约7体积％的范围内，但可以更高或更低，这取决于原油来源和质量。本领域技术人员将理解根据所确定的成本要求、供应、水的盐含量、烃进料的盐含量以及特定于脱盐条件的其他因素(例如分离器的尺寸和所需的脱盐程度)，可以组合各种水源。

在脱盐过程的分离阶段期间，随着脱盐的进行，乳液通常表现出不同的组成和稠度。如果未解析，则这些乳液可以向上携带(carry-over)到烃进料和/或油质相(脱盐进料)中或向下携带(carry-under)到水相中。如果被向上携带，则乳液可能导致下游设备的焦化或结垢以及下游分馏过程的破坏。如果被向下携带，它们会破坏下游水处理过程。因此，精炼厂通常希望控制乳液的形成/生长或从脱盐器单元中除去乳液。此外典型的是利用另外的处理将乳液解析成其组成部分(即，破坏乳液，从而产生分离的油相、水相和固相)。这样做减少了与将油质相(脱盐的烃进料)、水相和固相的固体转移离开脱盐器相关的困难。

如图1所示，通过经由管线103将洗涤水加入到脱盐器105中的烃进料101中来产生含盐乳液。将烃进料(包含烃、盐和其它含金属材料)和水混合和然后分离，产生(1)经由管线107送出的工艺水和(2)经由管线109从脱盐器105中除去的脱盐进料。

从乳液中分离水相和油相(和存在的任何固体)并将其从脱盐器中导出的工艺包括重力和/或离心工艺。在重力工艺中，油相和水相之间密度差通过重力沉降导致这些相的分离。在离心工艺中，将乳液从脱盐器转移到离心机(未示出)，该离心机将水相、油相和任何固体与乳液分离。重力工艺通常需要使用耗时且因此低效的沉降槽以及用于处理部分解析的乳液的昂贵工艺，而离心工艺需要花费来建造和操作的大型离心机。

通常，在脱盐器内的区域中建立电场以增强水滴聚结。这又使乳液破裂以形成通常连续的油质相和通常连续的水相。即使当在脱盐器中建立相对强的电场时，也可以形成乳液层(也称为“碎屑层(rag layer)”)，通常在建立电场的区域下方。观察到该乳液层是稳定的，即使在与强电场相邻时也是如此。该乳液层(有时称为“持久乳液”，表示其抗破乳性)的强度通常取决于诸如烃进料API比重、固体和半固体(诸如粒子)的存在和数量等因素。可以使用用于管理碎屑层的常规工艺，但本发明不限于此。例如，将一种或多种去乳化剂成分引入脱盐器中和/或分离并带走至少一部分乳液。

某些烃进料污染物，包括天然表面活性剂(沥青质和树脂)和细碎的固体粒子(例如，小于5微米)稳定乳液相并使乳液保留在脱盐器单元中。持久乳液问题在加工包含由(据信)相对大的固体含量引起的重质烃(例如原油)的烃进料中是普遍的。已经观察到烃进料中过量的固体含量(例如，≥10ppmw的具有<5微米的粒度的固体)稳定乳液，导致碎屑层厚度的逐渐增加。虽然不希望受任何理论或模型的束缚，但据信持久碎屑层的存在可能是由于电聚结(electrocoalesce)的液滴不能破坏油/本体解析的水界面。水相包含从烃进料转移的盐。

本发明对于使用去乳化剂(“破乳剂”)以降低碎屑层尺寸(例如，高度，当碎屑层的平面基本上平行于地球表面时)和持久性(persistence)兼容。常规的破乳剂，可以使用公开号为US2016/0208176的美国专利申请(通过引用并入本文)中描述的那些，但是本发明不限于此。合适的破乳剂可以是以下中的一种或多种：聚乙烯亚胺、聚胺、琥珀酸化聚胺、多元醇、乙氧基化醇硫酸盐、长链醇乙氧基化物、长链烷基硫酸盐，例如月桂基硫酸盐的钠盐、环氧化物和二环氧化物(其可以是乙氧基化和/或丙氧基化的)。添加破乳剂可用于含有高水平颗粒或沥青质的烃进料脱盐，其倾向于稳定碎屑层。

脱盐的烃(其包含油质相)在脱盐器中形成上部区域，其通过管线109连续除去。水相(包含解析的主体水，例如来自聚结的液滴)累积在脱盐器的下部区域中，并作为经由管线107的工艺水料流(图1)作为脱盐进料连续除去。工艺水可以被送至去离子化和再循环，或者在有或没有进一步处理的情况下用于其他工艺，例如位于蒸汽裂解器设施附近的那些工艺。

观察到对于宽范围的烃进料，例如宽范围的中质和/或重质原油，在规定的脱盐条件下操作脱盐器向水相中转移(i)≥25wt％的烃进料的钙含量，通常≥35wt％，或≥50wt％；(ii)≥75wt％的烃进料的钠含量，通常≥85wt％或≥90wt％；(iii)≤10wt％，通常≤1wt％的烃进料的铁含量，(iv)≤10wt％的烃进料的镍含量，通常≤1wt％，(v)≤10wt％的烃进料的钒含量，通常≤1wt％，(vi)≥25wt％的烃进料的颗粒含量，通常≥35wt％，或≥50wt％，(vii)≤10wt％的烃进料的沥青质含量，通常≤1wt％。通常为≥75wt％的烃进料的烃含量存在于脱盐进料中，例如≥80wt％，例如≥90wt％，或≥99wt％，或在80wt％至100wt％的范围内，基于烃进料中的烃的重量计。脱盐进料具有通过ASTM D4929-17测量的氯化物浓度(第二氯化物浓度)。烃进料的第二氯化物浓度可以为约50wppm或更低，例如第二氯化物浓度可以为约0.1wppm至约50wppm，或约1wppm至40wppm。在某些方面，(i)烃进料包含至少一种重质烃，和(ii)脱盐进料具有卤素浓度CH₁,烃进料具有卤素浓度CH₂，并且CH₁与CH₂的质量比在0.01:1至0.5:1的范围内。任选地，脱盐进料具有氯化物浓度CC₁，烃进料具有氯化物浓度CC₂，并且CC₁与CC₂的质量比在0.01:1至0.5:1的范围内。对于宽范围的烃进料观察到脱盐进料具有沥青质浓度CA₁，并且烃进料具有沥青质浓度CA₂,并且CA₁与CA₂的质量比在0.9:1至1:1的范围内。通常，脱盐除去了基于烃进料的重量计≥25wt％的烃进料中所含的任何颗粒，例如≥25wt％，例如≥50wt％，或≥75wt％，或≥90wt％。

现在将更详细地描述本发明的某些方面，其包括蒸汽裂解从与蒸汽裂解炉对流段集成的至少一个气-液分离器获得的热解进料。本发明不限于这些方面。该描述不应被解释为排除在本发明的更宽范围内的其他方面，例如不利用与蒸汽裂解炉对流段集成的气液分离器的那些方面。

蒸汽裂解器

蒸汽裂解在至少一个蒸汽裂解炉中进行，所述蒸汽裂解炉包括具有至少一个管式热交换构件(“辐射盘管”)的辐射段和也具有至少一个管式热交换构件(“对流盘管”)的对流段。蒸汽裂解炉可以具有通过在对流段和辐射段之间的流体连接而集成的闪蒸分离器。辐射段可包括火焰加热器(燃烧器)，并且来自用火焰加热器进行的燃烧的烟道气(fluegas)从辐射段向上行进通过对流段，然后作为烟道气离开。如图1所示，经由管线109的脱盐进料首先进入对流段(上部)中的蒸汽裂解器111，并通过对流管线113输送，在那里通过间接暴露于对流段中的烟道气来预热以产生预热的进料。预热的进料通常与蒸汽(未示出)组合并经由管线115引导至闪蒸分离器117。从预热的进料中分离至少底部物料流(通常主要为液相)和主要为气相的热解进料。底部物料流(其通常包含渣油)经由管线119导出。将热解进料经由管线121引导至蒸汽裂解炉111的辐射(下部)段(任选地在对流段中另外加热之后)。将热解进料引导通过辐射管线123用于热解(裂解)以产生蒸汽裂解流出物，将其转移到管线125用于进一步加工。

蒸汽裂解器对流段

在这些和其它方面，脱盐进料(通过管线109)在蒸汽裂解炉111的对流段中预热以产生预热的进料。脱盐进料的预热可以例如通过使脱盐进料通过位于蒸汽裂解器的对流段内的热交换管组(例如，多个对流盘管)来实现。通常进行预热以实现预热进料的温度在约150℃至约260℃，例如约160℃至约230℃，或约170℃至约220℃的范围内。

可以调节液相之中预热进料的量以进一步降低蒸汽裂解进料和热解进料中所包括盐和/或颗粒物质的量。例如，可以调节用于进料预热的对流盘管中的工艺条件(例如温度和/或流量)以将液相之中预热进料部分增加至约2％或更多，例如约5％或更多的量，基于预热进料中烃的总重量计。已经发现这样做减少了蒸汽裂解进料和热解进料中包含的盐和/或颗粒物质的量，据信通过将更大量的这些不期望的污染物悬浮在液相中。本领域技术人员将理解，这样做所需的液相中预热进料的量可随烃进料中盐和/或颗粒物质的量而变化。对于包含更粘稠的、通常更重的液相烃的烃进料，需要具有较少量液相材料的预热进料以将更大量的这些不期望的污染物悬浮在液相中。可替代地或另外地，已经发现在用于进料预热的对流盘管中保持液相材料的足够速度，以在进料预热和闪蒸分离期间保持脱盐进料中包含的至少一部分盐和/或颗粒物质悬浮在液相中。本领域技术人员将理解，在较小的料流流量下可能需要较大质量的液体级分。

预热的进料通常与蒸汽结合以产生蒸汽裂解进料，其通常在对流段中的第二组对流盘管中经受额外的加热。基于蒸汽裂解进料的重量，蒸汽裂解进料通常包含约10wt％至约90wt％的量的蒸汽。在某些方面，蒸汽裂解进料的蒸汽与预热进料的重量比为约0.1至约1，例如约0.2至约0.6。

现在将更详细地描述各方面，其包括通过在闪蒸分离中从蒸汽裂解进料中分离至少(i)主要为气相成分和(ii)通常主要是液相的底部物料流而制备热解进料。本发明不限于这些方面，并且该描述不应被解释为排除在本发明的更宽范围内的用于生产热解进料的其它工艺。

闪蒸分离

在某些方面，料流裂解炉(111)与至少一个闪蒸分离器117集成，该闪蒸分离器包括至少一个气/液分离器(有时称为闪蒸釜或闪蒸罐)。当预热的进料包含基于预热的进料的重量计约0.1wt％或更多，例如约5wt％或更多的沥青质时，这种闪蒸分离器通常是有利的。常规闪蒸分离器适用于本发明，例如美国专利号6,632,351；7,138,047；7,090,765；7,097,758；7,820,035；7,311,746；7,220,887；7,244,871；7,235,705；7,247,765；7,351,872；7,297,833；7,488,459；7,312,371；和7,578,929(其通过引用并入本文)中公开的那些，但本发明不限于此。

闪蒸分离器与蒸汽裂解器集成以减少与从蒸汽裂解进料中分离主要是气相热解进料相关的困难。在这些和其它方面，将蒸汽裂解进料(经由管线115)转移到闪蒸分离器117中并在其中闪蒸，以从蒸汽裂解进料中分离至少(i)通常主要为液相的底部物料流，和(ii)主要为气相的成分。将蒸汽裂解进料中的至少一部分高分子量化合物(及其聚集体)如沥青质转移至底部物料流，其可以经由管线119从闪蒸分离器117导出。底部物料流可以包括例如预热的烃进料中多于约10wt％的沥青质，通常≥50wt％，例如≥75wt％，或≥90wt％，或≥99wt％。底部物料流可以包含不在液相中的材料，例如沉淀的固体，如沥青质和从蒸汽裂解进料中脱离的固体。将包含至少一部分主要为气相的成分的热解进料经由管线121引导至蒸汽裂解器的辐射段进行热解。

在对流段下游和辐射段上游具有闪蒸分离器的优点是增加了可直接用作烃进料101而无需预处理的可获得烃的来源范围。例如，在对流管线113下游添加闪蒸分离器允许烃进料101含有约50wt％或更多的包含原油(例如包含一种或多种重质和/或中质原油的那些)的原始进料，例如约75wt％或更高，或约90wt％或更高。

在蒸汽裂解炉辐射段上游使用闪蒸分离器提高了蒸汽裂解器的可操作性和效率，即使当对包含从预热的进料中携带的不希望污染物的蒸汽裂解进料进行蒸汽裂解时也是如此。由于这样的分离，主要是气相的成分中(以及因此在热解进料中)污染物的量可以保持在期望的限度内。主要数量(例如，基本上全部)的蒸汽裂解进料的盐和颗粒物质经由底部物料流从闪蒸分离器的下部区域导出。

闪蒸分离器可在约315℃至约510℃的温度和/或约275kPa至约1400kPa的压力下操作，例如在约430℃至约480℃的温度和/或约700kPa至约760kPa的压力下操作。在某些方面，例如其中原始进料的原油包含重质烃的那些方面，少于约98％的预热进料在闪蒸分离器的入口通常处于气相。

在热解进料中包括至少一部分闪蒸的主要是气相的成分。热解进料可以在闪蒸分离下游的蒸汽裂解炉的对流段中经受额外的加热。然后将该热解进料或经加热的热解进料(视情况而定)引导(通常经由交叉管道)到至少一个辐射盘管中以在蒸汽裂解炉的辐射段中热解。来自蒸汽裂解进料的底部物料流可以被从闪蒸分离器导出，例如用于储存和/或进一步加工。

观察到对于宽范围的烃进料，例如宽范围的中质和/或重质原油，在规定的闪蒸分离条件下操作闪蒸分离器向闪蒸分离器的底部物料流中转移(i)>75wt％的蒸汽裂解进料的钙含量，通常>90wt％，或>98wt％；(ii)≥75wt％的蒸汽裂解进料的钠含量，通常≥90wt％或≥98wt％；(iii)≥75wt％的蒸汽裂解进料的铁含量，通常≥90wt％或≥98wt％；(iv)≥75wt％的蒸汽裂解进料的镍含量，通常≥90wt％或≥98wt％；(v)≥75wt％的蒸汽裂解进料的钒含量，通常≥90wt％或≥98wt％，(vi)≥75wt％的蒸汽裂解进料的颗粒，通常≥90wt％或≥98wt％；和(vii)≥75wt％的蒸汽裂解进料的沥青质，通常≥90wt％或≥98wt％。通常，将在闪蒸分离期间产生和/或沉淀的任何沥青质的≥90wt％，例如≥99wt％转移到底部物料流中。热解进料具有通过ASTM D4929-17测量的氯化物浓度(第三氯化物浓度)。第三氯化物浓度可以为约10wppm或更小，例如第三氯化物浓度可以为约0.01wppm至约10wppm，或1wppm至5wppm。该热解进料具有通过ASTM D5708-15测量的镍浓度(第二镍浓度)。第二镍浓度可以是约5wppm或更小，例如第二镍浓度可以是约0.1wppm至约5wppm，或1wppm至4wppm。该热解进料具有通过ASTM D5708-15测量的钒浓度(第二钒浓度)。第二钒浓度可以为约5wppm或更小，例如第二钒浓度可以为0.1wppm至约5wppm，或1wppm至4wppm。

蒸汽裂解器辐射段

如图1所示，将热解进料引入到至少一个辐射盘管123中，其中热解进料中的至少一部分烃被热解以产生包含C₂₊烯烃，特别是乙烯和丙烯的蒸汽裂解器流出物。热解进料通常在辐射盘管的入口处于气相，例如约90wt％或更多的蒸汽裂解进料处于气相，例如约95wt％或更多，或约99wt％或更多。来自由燃烧器进行的燃烧的热量通过辐射盘管的壁传递以间接加热用于吸热热解反应的热解进料。蒸汽裂解器流出物经由管线125从辐射盘管导出。

蒸汽裂解条件(热解条件)可以包括将辐射盘管123中的热解进料暴露于约400℃或更高，例如约400℃至约1100℃的温度(在辐射管线的出口处测量)，和约10kPa或更高的压力，和约0.01秒至5秒的蒸汽裂解停留时间。例如，蒸汽裂解条件可以包括以下一种或多种：(i)约760℃或更高的温度，例如约760℃至约1100℃，或约790℃至约880℃，或对于含有轻质烃的烃进料，约760℃至约950℃；(ii)约50kPa或更高，例如约60kPa至约500kPa，或约90kPa至约240kPa的压力；和/或(iii)约0.1秒至约2秒的停留时间。蒸汽裂解条件可足以通过热解将至少一部分蒸汽裂解进料的烃分子转化为C₂₊烯烃。

蒸汽裂解器流出物通常包括未转化的热解进料和热解的产物(“热解产物”)。例如，蒸汽裂解器流出物可以包括热解进料之中杂质和/或污染物，如颗粒，杂原子化合物等所包含的材料和/或衍生自该杂质和/或污染物的材料。热解产物可包括例如C₂₊烃(饱和及不饱和)和SCT。通常，热解产物包括分子氢、甲烷、C₂₊烯烃、乙炔、C₆₊芳烃、C₂₊饱和烃、C₃₊二烯烃、醛、硫醇、酸性气体如H₂S和/或CO₂、蒸汽裂解器焦油和蒸汽裂解器焦油前体(包括沥青质)、焦炭、焦炭前体、颗粒(包括焦炭颗粒)等。本领域技术人员将理解，热解进料中包含各种化学和物理形式的金属和含金属化合物的任何杂质的至少一部分通常通过热解转化为不同形式。

在离开辐射盘管之后，蒸汽裂解器流出物通常在靠近辐射盘管出口的位置处冷却(例如骤冷)。进行骤冷以快速达到蒸汽裂解器流出物温度，在该温度下向不期望的产物如饱和轻质烃、SCT和焦炭的转化显著减弱。可以使用常规的冷却和/或骤冷设备，例如一个或多个转移管线交换器、骤冷集管等，但本发明不限于此。

SCT是在某些条件下会使设备结垢的高沸点、粘性、反应性材料。蒸汽裂解器焦油可以在热解或热解进料期间形成，并且还可以在蒸汽裂解器流出物中形成-特别是在流出物骤冷和/或冷却之前。通常，含有较高沸点材料的烃进料倾向于产生更大量的SCT。在至少一个实施方案中，蒸汽裂解器流出物通过快速冷却，例如在骤冷集管中和/或通过一个或多个热交换器(图1中未示出)骤冷。通常，离开第一热交换器的流出物可以保持在高于蒸汽裂解器流出物的烃露点(对应于烃从气相开始冷凝的温度)的温度。对于在裂解条件下含有重质烃的典型烃进料，蒸汽裂解器流出物的烃露点可以为约375℃至约650℃，例如约480℃至约600℃。在高于烃露点的温度下，结垢倾向减少，因为气相结垢通常不严重，并且几乎没有可能导致结垢的液体存在。蒸汽裂解器流出物可以，例如通过另外的热交换器，在到达焦油分出罐之前直接骤冷，在焦油分出罐内直接骤冷等中一个或多个进一步冷却。

在图1所示的方面中，蒸汽裂解器流出物在辐射管线123的出口和焦油分出罐127的入口之间的点处进行直接骤冷。骤冷通过使蒸汽裂解器流出物与一个或多个骤冷料流接触来完成。这可以代替用一个或多个转移管线交换器进行的冷却或除了用一个或多个转移管线交换器进行的冷却之外进行。当与至少一个转移管线交换器结合使用时，骤冷料流可以在转移管线交换器下游的点引入。合适的骤冷料流包括油质和/或水性料流。骤冷料流可以是气相料流(例如蒸汽)、液相料流(例如骤冷油)或具有液相和气相的混合物。可以使用常规骤冷油，例如从分离罐、SCT加氢处理设施和初级分馏器中一个或多个获得的那些，但本发明不限于此。

现在将更详细地描述某些方面，其包括焦油分出罐，用于从蒸汽裂解器流出物中分离(i)包含SCT的底部物料流和(ii)包含提质的蒸汽裂解器流出物的顶部料流。本发明不限于这些方面，并且该描述不应被解释为排除在本发明的更宽范围内的其他形式的SCT分离和提质的蒸汽裂解器流出物分离。

焦油分出罐

将冷却和/或骤冷的蒸汽裂解器流出物进料到至少一个焦油分出罐(分离容器)中，其中将包含SCT的通常可流动的底部物料流与蒸汽裂解器流出物分离。本领域技术人员将理解基于骤冷和/或冷却的蒸汽裂解器流出物中SCT的重量，分离应在小于或等于将骤冷和/或冷却的蒸汽裂解器流出物中≥50wt％的SCT从气相中冷凝出来所需的温度下进行。通常，骤冷和/或冷却的蒸汽裂解器流出物中≥75wt％的SCT从气相中冷凝出来，例如≥90wt％，例如≥95wt％或≥99wt％。

除了SCT之外，底部物料流还可以包含颗粒(例如焦炭粒子)和热解进料中所含的和/或衍生自热解进料的其它污染物。通常，冷却和/或骤冷的蒸汽裂解器流出物在焦油分出罐入口处的温度≤350℃，例如在约200℃至约350℃，或约240℃至约320℃的范围内。分离的SCT通常累积在焦油分出罐的下部区域中，例如靠近或邻近出口位置以引导底部物料流。通常调节焦油分出罐入口处的冷却和/或骤冷的蒸汽裂解器流出物的温度和焦油分出罐(和辅助设备例如泵、阀和冷却器)中的工艺条件以实现是≤175℃，例如≤150℃的在焦油分出罐中累积的分离的SCT的平均温度。通常发现少量的某些污染物与累积的SCT混合。这些污染物包括从热解进料携带的那些、在热解过程中产生的那些和在焦油分出罐中形成的那些。铁、镍和钒中一种或多种的各种化学和/或物理形式可以包括在底部物料流中，例如作为金属颗粒。包含铁、镍和钒中一种或多种的粒子也可以夹带在顶部料流中。蒸发形式的铁、镍和钒也可以存在于顶部料流中。根据例如累积的SCT的温度和累积的SCT在焦油分出罐中保持期间的持续时间，在累积的SCT中可以形成另外的颗粒和另外的颗粒前体。另外的颗粒和另外的颗粒前体(例如沥青质和沉淀的沥青质)通常与底部物料流一起导出，例如与底部物料流中的SCT混合。

蒸汽裂解器流出物的至少部分骤冷和/或冷却可以在焦油分出罐内进行，例如通过使蒸汽裂解器流出物与一种或多种指定的骤冷料流接触。可以调节焦油分出罐中的骤冷和/或冷却以减少或基本上防止沥青质的形成，除了在辐射盘管出口和焦油分出罐之间发生的状况之外或除此以外。观察到与在基本上类似的条件下操作但没有在焦油分出罐中骤冷和/或冷却的焦油分出罐中形成的沥青质的重量(“A₂”)相比，在焦油分出罐中骤冷和/或冷却可以明显降低在焦油分出罐中形成的沥青质的重量(“A₁”)。例如，[(A₂–A₁)/A₂]可以≤0.7，例如≤0.5，如≤0.3。

在图1所示的方面中，焦油分出罐127接受骤冷和/或冷却的蒸汽裂解器流出物(通过管线125)并从中分离出包含SCT的底部物料流(将其转移到管线129)和包含提质的蒸汽裂解器流出物的顶部料流(将其转移到管线139)。可以使用常规的焦油分出罐，但是本发明不限于此。例如，焦油分出罐可以具有空容器的形式，没有蒸馏板或级，但具有至少一个适于允许骤冷和/或冷却的蒸汽裂解器流出物进入的入口，和至少两个出口：一个适于引导离开底部物料流，另一个适于引导离开顶部料流。如果需要，多个分离罐可以并联连接使得各个罐可以停止使用并清洁而同时装置仍在运行。通常，离开焦油分出罐的底部物料流的初沸点≥150℃，例如≥200℃，例如初沸点在约150℃至约320℃的范围内。

在至少一个实施方案中，将吹扫料流(图1中未示出)引入焦油分出罐以减少液体-气体接触。通常，吹扫料流选自蒸汽、惰性气体如氮气和基本上不可冷凝的烃，如从蒸汽裂解获得的那些，其实例包括裂解气体(cracked gas)和尾气。当使用时，吹扫气体可以作为顶部料流的一部分，即与提质的蒸汽裂解器流出物一起导出。

从焦油分出罐导出的底部物料流的至少一部分可以用作骤冷料流，例如在焦油分出罐之中和/或在辐射盘管出口上游和下游两者的一个或多个位置处。这样的骤冷料流可以，例如通过冷却至少一部分底部物料流和/或通过冷却从焦油分出罐的底部物料流回收的SCT来产生。可以使用常规的冷却设备和工艺，但本发明不限于此，例如一个或多个壳管式交换器、螺旋缠绕式交换器、空气翅片或套管式交换器等。在至少一个实施方案中，将底部物料流从约280℃的温度冷却至约150℃。在另一个实施方案中，将冷却的底部物料流再循环并引入分离容器。调节冷却量和再循环量以实现为约175℃或更低，例如约150℃或更低在焦油分出罐内累积的(分离的)SCT的平均温度。

当冷却的塔底流作为骤冷料流再循环到辐射盘管出口下游的位置时，观察到管线125和焦油分出罐127中沥青质和SCT形成速率的明显降低。令人惊讶的是，这样做还导致在焦油分出罐出口处焦油分出罐底部物料流的粘度降低。这进而产生可以满足燃料油粘度规格(例如，适用于船用燃料油的那些)的底部物料流，即使在不存在或减少添加的外部来源的轻质(例如，较低粘度)掺混原料(blend stock)，否则在不存在这种再循环的情况下将需要添加外部来源的轻质(例如，较低粘度)掺混原料。

通常，将包含SCT的底部物料流导出用于进一步处理，例如在清洁燃料单元中以产生提质的SCT，例如加氢处理的SCT。同样，包含提质的蒸汽裂解器流出物的顶部料流通常被导出用于进一步处理，例如回收和导出主要为气相的包含乙烯和/或丙烯的工艺气体。工艺气体通常在分离装置中回收，例如在一个或多个初级分馏器、一个或多个骤冷塔和/或骤冷塔和初级分馏器的组合中。现在将更详细地描述利用组合初级分馏器-骤冷塔的方面。本发明不限于这些，并且该描述不应被解释为排除在本发明的更宽范围内的其他形式的工艺气体分离和回收。

初级分馏器

在某些方面，将包含提质的蒸汽裂解器流出物的顶部料流通过管线139导入初级分馏器141和骤冷塔147，用于从提质的蒸汽裂解器流出物中分离工艺气体、基本可流动的底部物料流和至少两种侧线料流。将料流139引入初级分馏器闪蒸区使得蒸气进入上方的塔盘并且任何液体进入塔底部。如图1所示，可以将经由管线143导出的可流动底部物料流分开，其中第一部分返回到组合初级分馏器-骤冷塔(为简单起见，该组合在本文中称为“PF-QT”)，并且第二部分用作骤冷油用于骤冷离开辐射盘管的蒸汽裂解器流出物。尽管图1示出了返回到PF-QT的可流动底部物的第一部分与提质的蒸汽裂解器流出物组合，但这不是必需的。例如，可流动底部物的第一部分(和/或另外的部分)可以在任何合适的位置再循环到PF-QT以保持所需的PF-QT分离条件，例如通过具有任选的直接或间接加热和/或冷却的泵循环回路(pump-around loop)。经由管线145将包含蒸汽裂解瓦斯油(“SCGO”)的料流从PF-QT导出，SCGO通常包含基于SCGO的重量计约90wt％或更多的C₁₀-C₁₇烃。SCGO通常具有在约160℃至约290℃范围内的T₉₀沸点。经由管线149将包含蒸汽裂解器石脑油(“SCN”或热解汽油，“热解汽油(pygas)”)的侧线料流从PF-QT导出。SCN通常包括C₅-C₁₀烃。通过管线151从PF-QT导出工艺气体。从工艺气体中回收和除去的乙烯、丙烯、正丁烯和异丁烯中的一种或多种可以被回收和聚合，例如产生具有衍生自乙烯、丙烯、正丁烯和异丁烯中的一种或多种的单元的聚合物。此类聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、C₄烯烃和/或异烯烃的聚合物和/或共聚物如丁基橡胶等中的一种或多种。可以将至少一部分分离和回收的C₃₊烯烃转化为含氧化合物如MTBE和/或烷基化以产生例如二异丁烯、异辛烯、异辛烷等中的一种或多种。

可流动底部物经由管线143从PF-QT导出。可流动底部物通常包含粘性重质烃。这种料流的粘度可以通过添加轻质掺混原料来控制，该轻质掺混原料可以直接引入PF-QT的下部区域(例如，在接近或邻近管线143的出口的位置处)。这样做还可以冷却或加热可流动底部物以达到期望的温度，例如在将可流动底部物料流的再循环部分返回到PF-QT之前。替代地或另外地，轻质掺混原料可以在初级分馏器的下游添加，例如直接引入将再循环到PF-QT的可流动底部物料流的那部分中。这样的轻质掺混原料可以包括例如SCGO、馏出物骤冷油和循环油(例如从流化催化裂解单元获得的循环油)中的一种或多种。当使用时，轻质掺混原料在93℃的温度下的粘度可以为约1,000厘沲(cSt)或更低，例如约500cSt或更低，或约100cSt或更低。

主要为气相的成分在初级分馏器中与液体分离，并通过初级分馏器的塔顶进入骤冷塔(例如骤冷塔147)。在骤冷塔147中，气相成分在通过水(蒸气或液体)时快速冷却(骤冷)。水可以从各种来源获得，例如，再循环炼油厂水、再循环废水、澄清的淡水、净化的废水、酸性水汽提器底部物、顶部冷凝物、锅炉给水，或来自其他水源或水源的组合。水通常从下游油水分离器、酸性水分离器和热解汽油汽提器再循环。骤冷塔冷凝存在于气相成分中的至少一部分热解汽油。冷凝的热解汽油和加热的急冷水作为热解汽油料流149从靠近骤冷塔底部的位置排出。

工艺气体通过管线151从PF-QT导出。通常，该料流从骤冷塔的塔顶收集，例如从骤冷塔147的塔顶收集。当利用指定的烃进料和指定的蒸汽裂解器条件时，工艺料流可以包括例如约10wt％或更多的C₂₊烯烃，约1wt％或更多的C₆₊芳烃，约0.1wt％或更多的二烯烃、饱和烃、分子氢、乙炔、CO₂、醛和C₁₊硫醇。

可以使用常规的PF-QT，但是本发明不限于此。合适的初级分馏器和相关设备公开于美国专利US 8,083,931和公开号为US 2016/0376511的美国专利申请中，其通过引用并入本文。

油水分离器

如图2所示，油水分离器201可用于从热解汽油料流149中分离主要为液相的含水料流和主要为液相的热解汽油料流。分离的热解汽油料流(通常具有一些剩余的水)可以经由管线203转移到热解汽油汽提器205用于进一步处理(汽提)。通常包含C₅-C₁₀烃的汽提的热解汽油经由管线207转移到汽油氢化单元209以产生经由一个或多个管线211导出的各种汽油产物。水和轻质烃可以从热解汽油汽提器205的顶部除去并经由管线213再循环到PF-QT。在热解汽油汽提器中除去的水也可以转移到下游工艺或转移到废水中。

来自油水分离器201和/或热解汽油汽提器的主要为液相的含水料流可以通过管线215再循环，用于例如脱盐器、骤冷塔或其它工艺中的一个或多个。替代地或另外，这些主要是液相的水性料流中的一个或多个可以经由管线217送至酸性水汽提器219以除去硫化氢、氨和其它杂质。酸性水汽提通常提供酸性水的脱气，从而除去轻质烃和剩余的氢气。酸性水汽提器可以是蒸汽再沸蒸馏塔，其允许硫化氢和氨通过管线221的塔顶汽提。一旦除去酸性气体和氨，清洁水可以再循环(未示出)或经由管线223转移到稀释蒸汽发生器225以经由管线227向蒸汽裂解器提供蒸汽。稀释蒸汽发生器还可以产生主要为液相的水性料流，其可以通过管线229除去。

轻质烃回收

从工艺气体中回收轻质烃可以在轻质烃回收序列中进行，如图3所示。工艺气体151(来自图1)在工艺气体压缩机301的一个或多个级中被压缩。压缩的工艺气体经由管线303转移到酸性气体去除系统，该酸性气体去除系统通常包括至少一个胺塔和/或至少一个苛性碱塔。经纯化的工艺气体经由管线315导出。胺塔305可以接受包含一种或多种轻质胺的贫溶液的料流307。将工艺气体中的至少一部分酸性气体转移到贫胺溶液中以形成富胺溶液，其经由管线309导出。离开胺塔后，可以将部分纯化的工艺气体通过管线311传送到苛性碱塔313，用于另外的纯化，例如用氢氧化物水溶液，例如氢氧化钠水溶液，以进一步降低酸性气体的含量。经纯化的工艺气体经由管线315导出。

炼油厂和石油化工工艺料流

尽管不是必需的，但本发明与组合工艺气体(或由其衍生的一种或多种料流)与一种或多种炼油厂和/或石化工艺料流，例如用于生产燃料、润滑油和石化产品中一种或多种的方法相容。已经发现这样做是有效的，特别是当可用的炼油厂料流含有分子氢和/或C₂至C₄烯烃时。例如，在工艺气体流量减少的间隔期间，工艺气体处理和分离阶段中的过量容量可用于(i)从炼油厂和/或石油化工料流中除去一种或多种所需产物，例如C₂–C₄烯烃和(ii)任选地再循环炼油厂和/或石油化工料流的任何剩余部分(例如包含饱和烃的部分)用于作为蒸汽裂解炉进料进行裂解和/或在蒸汽裂解炉燃烧器、其它炉中的燃烧器中燃烧等。工艺气体(或由其衍生的料流)可以在压缩机组301和/或355上游和/或下游与一个或多个炼油厂和/或石化工艺料流组合。替代地或另外地，例如，当压缩机355是压缩机301的一级时，所指示的料流中的一个或多个可以在压缩机组301和/或355的一级或多级之间组合。

合适的炼油厂和石油化工料流包括由以下一种或多种获得或衍生的那些：裂解；加氢处理；醇生产和/或醇转化；重整；天然气转化为烯烃；聚合，包括低聚；烃燃烧；和烃蒸馏。代表性的裂解方法包括热裂解和/或催化裂解，例如流化催化裂解。代表性的加氢处理方法包括催化和/或非催化加氢处理，例如氢化处理、氢化(包括加氢脱芳构化)、加氢脱蜡、脱氢、加氢裂解、加氢异构化和/或开环中的一种或多种。代表性的醇生产和/或醇转化方法包括例如催化和/或非催化方法，例如醇合成方法(包括羰基合成醇方法)和醇转化方法例如催化和/或非催化醇脱水。

在某些方面，所述工艺气体与从流化催化裂解(FCC)工艺获得的轻质烃气体，例如，衍生自FCC分馏器塔顶馏出物的工艺气体组合。合适的流化催化裂解器和与其相关的设备及其操作方法可包括在Handbook of Petroleum Refining Processes，第2版，R.A.；Meyers，3.3-3.111，McGraw-Hill，但本发明不限于此。例如，包含衍生自FCC工艺(例如来自FCC分馏器塔顶馏出物)的轻质烃产物的炼油厂料流可以在图1所示的工艺中的一个或多个位置处与工艺气体组合(未示出)，例如通过将轻质烃产物引入管线151、303、311、315、319、357、361、367和369中的一个或多个；压缩序列301和/或355的至少一级；以及容器305、313、359和363中的一个或多个。方法中引入轻质烃产物的位置可主要取决于其中存在的杂质的类型和量。例如，除了轻质烯烃之外，轻质烃产物可以含有分子氢、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氨、二氧化碳、胂、汞、硫化氢、羰基硫、硫醇和二硫化碳、含氧化合物和水中的一种或多种。

在某些方面，处理轻质烃产物以至少部分地除去一种或多种指定的非烯烃化合物。预处理可以包括例如在一个或多个脱甲烷塔中使轻质烃产物脱甲烷，以产生尾气和脱甲烷的C₂₊产物。可以使用常规的脱甲烷塔，例如一个或多个低温脱甲烷塔和/或一个或多个吸收脱甲烷塔，但本发明不限于此。可以使用另外的预处理步骤，例如用于从轻质烃产物和/或脱甲烷的C₂₊产物中除去其它非烃化合物。这样的另外的预处理步骤可以包括用于除去氨、二氧化碳、胂、汞、硫化氢、羰基硫、硫醇和二硫化碳、含氧化合物和水中一种或多种的至少一部分的阶段。预处理的轻质烃产物可以如所示引入工艺气体和/或源自工艺气体的料流中。

替代地或另外地，可以将所示的一种或多种炼油厂和/或石化工艺料流中的一种或多种的至少一部分与蒸汽裂解炉的进料，例如与烃进料、脱盐进料、预热进料和热解进料中的一种或多种组合。有利地，这可以在很少或不对炼油厂和/或石化工艺料流进行预处理的情况下进行。

现在将更详细地描述不包括将炼油厂气和/或石化气引入回收设施的某些方面。本发明不限于这些方面，并且该描述不应被解释为排除本发明的更广泛范围内的其他方面。

产物和共产物分离和回收

在进一步纯化之前，可以将纯化的工艺气体通入一个或多个分馏塔以分离各种烃料流。分离器317用于从提质的工艺气体中分离至少(i)经由管线319移除的包含分子氢、甲烷和C₂烃(连同一些C₃)的料流；和(ii)经由管线321除去的包含C₃₊烃的料流。分馏器323用于从包含C₃₊烃的料流中分离至少(i)经由管线325除去的包含C₃烃的料流，和(ii)经由管线327除去的包含C₄₊烃的料流。分馏器329用于从包含C₄₊烃的料流中分离至少(i)经由管线331除去的包含C₄烃的料流，和(ii)经由管线333除去的包含C₅₊烃的料流。管线207的汽提的热解汽油的至少一部分可以与管线333的料流的至少一部分组合。然后可以将组合的料流引导通过汽油氢化单元209以产生各种汽油产物211和各种产物335，例如可以将其送出。

包含C₃烃的料流通常经由管线325导入进一步的处理阶段，其可包括(i)污染物去除床337，然后通过管线339导入(ii)胂床341，和通过管线343导入(iii)甲基乙炔和丙二烯(MAPD)转化器345用于氢化。将包含C₃烃的纯化料流经由347引导至C₃分流器349(例如分馏器)以至少分离丙烯(经由管线351送出)和丙烷(经由管线353送出)。管线353的丙烷可以再循环用于进一步裂解或用于其他炼油厂工艺。

经由管线319从分离器317导出的料流被转移到压缩机355用于另外的压缩(例如，压缩机355位于压缩机301的下游，例如压缩机301的下游压缩级)。包含压缩的分子氢、甲烷和C₂烃(具有一些C₃₊)的料流从压缩机355经由管线357引导至一系列纯化过程，其可以包括(i)污染物去除床359，然后通过管线361至(ii)胂去除床363，然后通过管线365至(iii)C₂乙炔转化器367。将包含分子氢、甲烷、乙烷、乙烯和一些C₃₊的纯化料流通过管线369传递到分离器371。分离器371用于从管线369的纯化料流的至少一部分中至少分离(i)包含分子氢和甲烷的第一料流，其经由管线373去除；和(ii)包含C₂烃的第二料流，该第二料流通过管线381转移至分馏器383。分馏器383用于从该第二料流中分离(i)任何残留的C₃₊，例如用于经由管线385再循环到管线325，管线325进料到污染物去除床337；以及(ii)包含纯化C₂烃的料流，其经由管线387移出至C₂分流器389。C₂分流器389用于从纯化的C₂烃中至少分离(i)乙烯(经由管线391送出)和(ii)乙烷(经由管线393送出)。乙烷可以再循环用于进一步裂解或用于其他炼油厂工艺。任选地进行另外的分离，例如利用分离器375从管线373的尾气料流中分离至少(i)经由管线377除去的甲烷和(ii)经由管线379除去的分子氢。分离的甲烷的至少一部分可以用作燃料气体和/或再次蒸汽裂解以生产合成气和氢气。分离的分子氢的至少一部分可以作为一个或多个SCT加氢处理床中的氢源再循环到清洁燃料单元。

清洁燃料单元

再次转到图1，包含SCT的底部物料流可以经由管线129从焦油分出罐127导出并在清洁燃料单元131中进一步处理。SCT可以是T₅₀沸点类似于减压瓦斯油和/或减压渣油馏分的高度芳族产物。SCT可能难以使用固定床反应器处理，这是因为SCT内的各种分子是高度反应性的，从而导致结垢和运行问题。例如，由于进料的高粘度、焦炭细粉的存在和/或与SCT的组成相关的其它性质，这种工艺难题可能进一步复杂化。

清洁燃料单元可以是加氢处理单元，其中SCT、效用流体、包括氢气的处理气体和催化剂在加氢处理条件下组合以产生清洁燃料产物(提质的SCT)，其具有与其它重质烃如燃料油的改进的掺混特性。清洁燃料单元可以进一步除去颗粒、硫和其他杂质以提供与燃料油相容的清洁燃料产物。

除了经由管线129导出的底部物料流之外，清洁燃料单元131还接受贫胺料流133。在加氢处理和除去含硫和其它杂质之后，产生清洁燃料产物137(通常为加氢处理的SCT)以及含有除去的硫杂质的富胺料流135。出乎意料的是，对于宽泛种类的原始进料，例如宽泛种类的中质和/或重质原油，从清洁燃料单元131回收的富胺溶液和从胺塔305回收的富胺溶液具有对于待组合的这些料流足够相似性的组成以在胺再生器中一起再生。将再生的胺溶液被回收、分开并作为贫胺溶液再循环到清洁燃料单元131和胺塔305中的每一个。这样做是有效率且成本有效的，例如，消除了对用于清洁燃料单元131和胺塔305的单独胺再生设施的需要。

从来自焦油分出罐127的底部物料流中除去的任何固体的至少一部分可以在SCT处理之前和/或期间导出(未示出)。SCT加氢处理通常在清洁燃料单元131中在效用流体(溶剂)、处理气体(氢源)和加氢处理催化剂的存在下进行。通常，清洁燃料单元包括除去可能存在于SCT中的任何固体的至少一部分。SCT加氢操作可以在一个或多个加氢操作阶段中进行，所述阶段包含在蒸汽裂解器下游，并且通常在焦油分出罐下游的一个或多个加氢操作容器或区。

可以使用常规SCT加氢处理(工艺条件、工艺和装置配置、催化剂等)，但是本发明不限于此。合适SCT加氢处理的实例公开于例如P.C.T专利申请公开号WO 2013/033590和WO2018/111577；申请序列号为62/659183和62/750636的美国专利申请；以及专利号为9,777,227和9,809,756的美国专利中；其各自通过引用并入本文。SCT加氢处理催化剂和/或条件可包括加氢裂解(包括选择性加氢裂解)、氢化、加氢处理、加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、加氢脱芳构化、加氢异构化和加氢脱蜡催化剂和/或条件中的一种或多种。

在加氢处理期间效用流体和SCT的相对量通常为约20wt％至约95wt％的SCT和约5wt％至约80wt％的效用流体，基于效用流体加SCT的总重量计。例如，在加氢操作期间效用流体和SCT的相对量可以是(i)约20wt％至约90wt％的SCT和约10wt％至约80wt％的效用流体，或(ii)约40wt％至约90wt％的SCT和约10wt％至约60wt％的效用流体。在一个实施方案中，效用流体：SCT重量比可以为约0.01或更大，例如约0.05至约4，例如约0.1至约3，或约0.3至约1.1。

效用流体可以包括具有显著芳族含量的溶剂并且通常，效用流体还可以包括多环化合物的混合物。该环可以是芳族或非芳族的并且可以含有各种取代基和/或杂原子。例如，效用流体可含有基于效用流体的总重量计大约40wt％或更高、大约45wt％或更高、大约50wt％或更高、大约55wt％或更高或大约60wt％或更高的芳族和非芳族环化合物。效用流体可以具有大约60℃或更高的ASTM D86 10％蒸馏点和大约350℃或更低的90％蒸馏点。任选地，效用流体(其可以是溶剂或溶剂的混合物)具有约120℃或更高、140℃或更高或约150℃或更高的ASTM D86 10％蒸馏点和/或约300℃或更低的ASTM D86 90％蒸馏点。

因此，据信，在脱盐、与蒸汽裂解炉集成的闪蒸分离和焦油分出罐中进行的特定分离中，SCT通常基本上不具有包含钙和/或钠的杂质。本发明与SCT脱金属相容以从蒸汽裂解器流出物中除去携带到SCT的任何金属的至少一部分。此类金属可能使SCT加氢处理催化剂至少部分失活(例如中毒)。可以使用常规的脱金属方法和脱金属催化剂(包括离心、非牺牲加氢脱金属和牺牲加氢脱金属中的一种或多种)，但本发明不限于此。基于SCT中含铁杂质的总重量，常规脱金属通常除去≥70wt％的SCT的含铁杂质。基于SCT中含镍杂质的总重量，常规脱金属通常还除去≥90wt％的SCT的含镍杂质。常规的脱金属对于钒去除甚至更有效-基于SCT中含钒杂质的总重量，去除≥99wt％的SCT的含钒杂质。脱金属后的SCT可以具有例如约1wppm或更低的镍浓度(第三镍浓度)，例如在约0.01wppm至约1wppm的范围内。同样地，脱金属之后的SCT可以具有例如约1wppm或更低的钒浓度(第三钒浓度)，例如在约0.01wppm至约1wppm的范围内。

SCT加氢处理在氢(通常作为分子氢通过处理气体提供)、SCT、效用流体的存在下进行。尽管相对纯的分子氢可用于加氢处理，但通常希望使用含有足够用于加氢处理的分子氢和任选的通常不会不利地干扰或影响反应或产物的其它物质(例如氮气和轻质烃如甲烷)的“处理气体”。处理气体可含有约50体积％或更多，如约75体积％或更多的分子氢，基于引导至加氢操作阶段的处理气体的总体积计。

供应到加氢处理阶段的分子氢的用量可以为约300SCF/B(标准立方英尺/桶)(53Sm³/m³)至约5000SCF/B(890S m³/m³)，其中B是指加氢处理阶段的进料桶(例如焦油料流加效用流体)。例如，分子氢的用量可以为1000SCF/B(178S m³/m³)至3000SCF/B(534S m³/m³)。如果SCT含有较高量的C₆₊烯烃，例如乙烯基芳族化合物，则加氢处理SCT所需的分子氢的量较少。任选地，例如，当SCT含有相对较高量的硫时，可以供应较高量的分子氢。

一个或多个阶段的SCT加氢处理催化剂可用于SCT加氢处理。本发明还与料流从加氢处理或部分加氢处理的流出物的级间分离相容，该料流是如(i)加氢处理的SCT，(ii)用过的处理气体，和(iii)一种或多种馏出物沸程含烃成分，例如用作SCT加氢加工效用流体和/或用于骤冷蒸汽裂解器流出物的骤冷油。常规催化剂可用于SCT加氢处理，但本发明不限于此。

SCT通常在效用流体和分子氢的存在下，在容器或区域中接触加氢处理催化剂。催化加氢处理条件可以包括例如将组合的效用流体和SCT在分子氢和加氢处理催化剂附近暴露于约50℃至约500℃，例如约200℃至约450℃、约220℃至约430℃、约300℃至约500℃、约350℃至约430℃、或约350℃至约420℃的温度。组合的效用流体和SCT的液时空速(LHSV)可以为约0.1h^-1至约30h^-1，或约0.4h^-1至约25h^-1，或约0.5h^-1至约20h^-1。在一些实施方案中，LHSV为约5h^-1或更高，或约10h^-1或更高，或约15h^-1或更高。加氢操作期间的分子氢分压可为约0.1MPa至约8MPa、或约1MPa至约7MPa、或约2MPa至约6MPa、或约3MPa至约5MPa。在一些实施方案中，分子氢分压为约7MPa或更小、约6MPa或更小、约5MPa或更小、约4MPa或更小、约3MPa或更小、约2.5MPa或更小、或约2MPa或更小。加氢处理条件可包括约1.5mPa至约13.5mPa、或约2mPa至约12mPa、或约2mPa至约10mPa的压力。加氢处理条件可以进一步包括约53标准立方米/立方米(S m³/m³)至约445S m³/m³的分子氢消耗速率(300SCF/B至2500SCF/B，其中分母表示焦油料流的桶，例如SCT的桶)。

当清洁燃料产物(通常是加氢处理的SCT)与SCT的那些相比具有改进的性能时，清洁燃料产物137可适合用作燃料油掺混组分。例如，清洁燃料产物通常表现出比SCT改善的粘度、溶解度值和不溶性值，以及比SCT更低的硫含量。清洁燃料产物与其他重质烃的掺混可以在很少或没有沥青质沉淀的情况下完成，即使在掺混之前没有清洁燃料产物的进一步加工。通常，加氢处理的SCT具有含钒化合物的浓度CV₁，导入清洁燃料单元的SCT具有含钒化合物的浓度CV₂，并且CV₁与CV₂的质量比在1:10至1:1000的范围内。通常，加氢处理的SCT具有含镍化合物的浓度CN₁，导入清洁燃料单元的SCT具有含镍化合物的浓度CN₂，并且CN₁与CN₂的质量比在1:10至1:1000的范围内。

可以通过分离装置，例如蒸馏塔、气液分离器、分流器、分馏塔、膜或吸收剂中的一种或多种，将清洁燃料产物分离成顶部馏分、中间馏分和底部馏分。将清洁燃料产物的分离部分描述为顶部馏分、中间馏分和底部馏分并不旨在排除除蒸馏塔中分馏之外的分离工艺。塔部馏分可包含约0wt％至约20wt％的清洁燃料产物。中间馏分可包括约20wt％至约70wt％的清洁燃料产物。底部馏分可包括约20wt％至约70wt％的清洁燃料产物。

在某些方面，至少一部分塔顶馏分包括未使用的处理气体，并且可以在除去包括H₂S和NH₃的不需要的杂质之后再循环。塔顶馏分的蒸气部分可以被引导通过一个或多个胺塔，所述胺塔接收贫胺并导出富胺。提质的蒸气产物可以作为处理气体的一部分再循环。此外可以将分子氢添加到再循环部分中，以维持加氢处理SCT所需的进入清洁燃料单元的氢气水平。

实施例

污染物	单位	浓度范围
			氯化钠	Wppm	0-350
氯化钙	Wppm	0-40
			氯化铁	Wppm	0-60
镍	Wppm	0-30
			钒	Wppm	0-25
颗粒	Wppm	0-1000
			沥青质	wt.％	变化

上表显示了宽范围的烃进料，如原始进料，例如宽范围的重质和/或中质原油的污染物的一般范围。发现利用指定的脱盐器、与蒸汽裂解炉集成的闪蒸分离器、焦油分出罐和清洁燃料单元，有效且高效地管理所示污染物的去除，该污染物存在于具有作为烃进料的效用的有利进料中。

利用指定的脱盐器可以除去约50％或更多的钙(基于重量，作为其各种形式的钙)、约95％或更多的钠(基于重量，作为其各种形式的钠)和约75％或更多的颗粒(基于重量)。利用指定的闪蒸分离器可以除去约98％或更多从脱盐进料中携带入蒸汽裂解进料中的残留钙，约98％或更多的残留钠(基于重量，作为其各种形式的钠)，约99％或更多的铁(基于重量，作为其各种形式的铁)，约99％或更多的镍(基于重量，作为其各种形式的镍)，约95％或更多的钒(基于重量，作为其各种形式的钒)，95％或更多的残留颗粒(基于重量)，以及约99％或更多的沥青质(基于重量)。一些残留污染物被捕获在蒸汽裂解过程中形成的焦炭中，并且在蒸汽裂解器的脱焦期间被除去，包括残留的钙、钠、铁、镍、钒和颗粒。残留的钒可以通过蒸汽裂解器，并与从焦油分出罐或当不使用焦油分出罐时从初级分馏器取出的累积的SCT一起除去。沥青质可以在该过程中的各个位置形成，并且可以与从焦油分出罐或当不使用焦油分出罐时从初级分馏器取出的累积的SCT一起除去。在清洁燃料单元中的处理(例如，通过清洁燃料单元中的脱金属或其他工艺)可以将SCT中的铁的量减少70％或更多(基于重量，作为其各种形式的铁)，将镍减少90％或更多(基于重量，作为其各种形式的镍)，将钒减少99％或更多(基于重量，作为其各种形式的钒)，将颗粒减少95％或更多(基于重量)，和将沥青质减少90％或更多(基于重量)，由此产生污染物水平降低至可用于掺混到燃料油中的污染物水平的清洁燃料产物。在一个实例中，清洁燃料单元去除SCT中95％的焦炭颗粒(基于重量)、99+％的聚合物颗粒(基于重量)和88％的沥青质颗粒。

总之，已经发现存在于用作烃进料的有利进料(包括包含重质烃的烃进料)中的杂质的去除可以通过以下的一种或多种来实现：(i)使烃进料脱盐，(ii)在蒸汽裂解器的对流段中预热脱盐进料，(iii)将蒸汽引入预热的进料以产生蒸汽裂解进料，(iv)将蒸汽裂解进料引入闪蒸分离器以分离热解进料，(v)使热解进料的至少一部分热解以产生蒸汽裂解器流出物，(vi)从所述蒸汽裂解器流出物中分离SCT和包含轻质烯烃的工艺气体。一些杂质(硫醇、胂、CO₂)可以通过该过程被携带，并且可以在回收序列中从工艺气体中除去。脱盐器、闪蒸分离器和焦油分出罐与蒸汽裂解器的组合除去了导致反应器部分结垢和焦化的大部分杂质(例如沥青质、颗粒，和杂质是和/或含有在有利进料中发现的各种形式的钠、钙、钒、铁和镍)。

为简洁起见，本文仅明确公开了某些范围。然而，来自任何下限的范围可以与任何上限组合以叙述未明确叙述的范围，以及来自任何下限的范围可以与任何其他下限组合以叙述未明确叙述的范围，以相同的方式，来自任何上限的范围可以与任何其他上限组合以叙述未明确叙述的范围。另外，在范围内包括其端点之间的每个点或单个值，即使没有明确叙述。因此，每个点或单个值可以用作其自身的下限或上限，与任何其他点或单个值或任何其他下限或上限组合，以叙述未明确叙述的范围。

本文所述的所有文献，包括任何优先权文献和/或测试程序，都通过引用并入本文，只要它们与本文不矛盾。前面有过渡短语“包含”的措辞还包括“实质上由……组成”、“由……组成”、“选自由……组成的组”和“是”中的一种或多种。

Claims (24)

1.一种热解方法，包括：

使烃进料脱盐，其中

(i)该烃进料包含烃、至少一种含卤素的成分和至少一种含金属的成分，

(ii)该含卤素的成分和该含金属的成分基本上不同；以及

(iii)该脱盐除去至少一部分烃进料的含卤素的成分，以产生包含至少一部分烃进料的烃和至少一部分烃进料的含金属的成分的脱盐进料；

从该脱盐进料中分离热解进料和第二料流，其中

(i)该热解进料包含至少一部分脱盐进料的烃和第一部分脱盐进料的含金属的成分，和

(ii)该第二料流包含至少第二部分脱盐进料的含金属的成分；

使该热解进料热解以产生热解流出物，该热解流出物包含一种或多种含金属的成分，该一种或多种含金属的成分衍生自至少一部分热解进料的含金属的成分；以及

从该热解流出物中分离底部物料流和提质热解流出物，其中

(i)该提质热解流出物包含轻质烯烃，以及

(ii)该底部物料流包含至少一部分热解流出物的含金属的成分。

2.根据权利要求1所述的方法，包括(i)在将该脱盐进料与蒸汽组合之前预热该脱盐进料，(ii)在从组合的预热进料和蒸汽中分离该热解进料和该第二料流之前将预热的烃进料与蒸汽组合，并且该热解包括蒸汽裂解；并且其中(a)烃进料包含至少一种重质烃，(b)预热的进料具有卤素浓度CH₁,该烃进料具有卤素浓度CH₂，CH₁与CH₂的质量比在0.01:1至0.5:1的范围内，(c)组合的预热烃和蒸汽是蒸汽裂解进料，(d)该热解流出物是蒸汽裂解器流出物，和(e)该提质热解流出物是提质的蒸汽裂解器流出物。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中(i)该烃进料包含重质原油，(ii)该脱盐向该盐水转移≥25wt％的烃进料的含卤素的成分，并且≥75wt％的烃进料的烃存在于该脱盐进料中。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中该脱盐进料具有沥青质浓度CA₁，并且该烃进料具有沥青质浓度CA₂,并且CA₁与CA₂的质量比在0.9:1至1:1的范围内，并且其中该脱盐除去≥25wt％的该烃进料中包含的任何颗粒。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中该热解进料包含(i)约5wppm或更少的含镍化合物，和/或(ii)约5wppm或更少的含钒化合物。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括分馏和/或骤冷该提质热解流出物以从中分离至少石脑油和工艺气体。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中在约500kPa(绝对压力)或更大的压力下进行热解进料和第二料流从蒸汽裂解进料的分离。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中该热解包括将该热解进料加热至约760℃或更高的温度。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的方法，其中该热解在位于蒸汽裂解炉的辐射段中的至少一个辐射盘管中进行，该辐射盘管具有用于引入该热解进料的入口和用于除去该蒸汽裂解器流出物的出口，并且其中热解条件包括在该辐射盘管出口处约50kPa(绝对压力)或更大的压力和在该辐射盘管中约0.1秒至约2秒范围内的停留时间。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的方法，还包括(i)在分离该底部物料流之前在一个或多个转移管线热交换器中冷却该蒸汽裂解器流出物和/或(ii)用第一基本上液相的骤冷料流骤冷该蒸汽裂解器流出物。

11.根据权利要求2-10中任一项所述的方法，其中该底部物料流和提质的蒸汽裂解器流出物的分离在至少一个焦油分出罐中进行，并且还包括在该焦油分出罐中用第二基本上液相的骤冷料流骤冷该蒸汽裂解器流出物以实现约350℃或更低的该底部物料流的温度。

12.根据权利要求11所述的方法，其中该第一和/或第二骤冷料流包含骤冷油和/或蒸汽裂解瓦斯油。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括在该焦油分出罐的下部区域中使分离的蒸汽裂解焦油累积，并将分离的蒸汽裂解焦油保持在约350℃或更低的温度下。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中该底部物料流包含蒸汽裂解器焦油，并且该方法还包括(i)使该蒸汽裂解器焦油脱金属和(ii)在至少两个加氢处理阶段中加氢处理至少一部分脱金属的蒸汽裂解器焦油。

15.根据权利要求14所述的方法，其中该脱金属包括离心、吸附和催化脱金属中的一种或多种。

16.根据权利要求14所述的方法，其中(i)加氢处理的蒸汽裂解器焦油具有含钒化合物的浓度CV₁，该底部物料流具有含钒化合物的浓度CV₂，并且CV₁与CV₂的质量比在1:10至1:1000的范围内，并且加氢处理的蒸汽裂解器焦油具有含镍化合物的浓度CN₁，该底部物料流具有含镍化合物的浓度CN₂，并且CN₁与CN₂的质量比在1:10至1:1000的范围内。

17.一种由原始进料生产轻质烯烃的方法，该方法包括使该原始进料脱盐，其中

(i)该原始进料包含烃、含氯化合物、含镍化合物、含钒化合物，并且其中该含镍化合物、含钒化合物基本上不含氯化物，

(ii)该脱盐将至少一部分原始进料的含氯化合物转移到盐水中以产生包含至少一部分原始进料的烃、至少一部分原始进料的含镍化合物和至少一部分原始进料的含钒化合物的脱盐进料；

将该脱盐进料引入蒸汽裂解炉内的至少一个对流盘管中以形成预热的进料；

将该预热的进料与蒸汽组合以产生蒸汽裂解进料；

将该蒸汽裂解进料引入闪蒸分离器以从该蒸汽裂解进料中分离出底部物料流和热解进料，该热解进料具有比该蒸汽裂解进料更少的含镍化合物和更少的含钒化合物；

将该热解进料引入蒸汽裂解炉内的至少一个辐射盘管中以产生蒸汽裂解器流出物；

在至少一个焦油分出罐中从该蒸汽裂解器流出物中分离提质的蒸汽裂解器流出物和蒸汽裂解器焦油；以及

将该蒸汽裂解器焦油引入清洁燃料单元中以产生包含加氢处理的焦油的清洁燃料产物。

18.根据权利要求17所述的方法，其中该脱盐进料具有氯化物浓度CC₁，该烃进料具有氯化物浓度CC₂，并且CC₁与CC₂的质量比在0.01:1至0.5:1的范围内。

19.根据权利要求17或18所述的方法，其中闪蒸分离包括向该底部物料流转移≥95wt％在该脱盐后剩余的任何含镍化合物、≥95wt％在该脱盐后剩余的任何含钒化合物和≥95wt％在该脱盐后剩余的任何沥青质。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其中该热解进料包含约5wppm或更少的含钒化合物。

21.根据权利要求17-20中任一项所述的方法，其中该原始进料包含一种或多种中质原油、一种或多种重质原油及其混合物。

22.根据权利要求17-21中任一项所述的方法，其中(i)该清洁燃料产物具有任何含钒化合物的浓度CV₁，该蒸汽裂解器焦油具有任何含钒化合物的浓度CV₂，并且CV₁与CV₂的质量比在1:10至1:1000的范围内，和/或(ii)该清洁燃料产物具有含镍化合物的浓度CN₁，该底部物料流具有含镍化合物的浓度CN₂，并且CN₁与CN₂的质量比在1:10至1:1000的范围内。

23.一种用于管理轻质烯烃生产中污染物的装置，该装置包括：

与蒸汽裂解炉内的对流盘管流体连接的脱盐器，该对流盘管与闪蒸分离器流体连接；

蒸汽裂解炉内的辐射盘管，该辐射盘管具有(i)与闪蒸分离器流体连接的入口和(ii)与焦油分出罐入口流体连接的出口；

焦油分出罐，该焦油分出罐包括入口和出口，该出口与(i)清洁燃料单元的入口和(ii)初级分馏器的入口流体连接；和

骤冷流体导管，其具有(i)与初级分馏器的出口流体连接的入口和(ii)与辐射盘管出口和/或焦油分出罐流体连接的出口。

24.一种热解方法，包括：

(a)使烃进料脱盐，其中

(i)该烃进料包含烃、至少一种含卤素的成分和至少一种含金属的成分，

(ii)该含卤素的成分和该含金属的成分基本上不同；以及

(iii)该脱盐除去至少一部分烃进料的含卤素的成分，以产生包含至少一部分烃进料的烃和至少一部分烃进料的含金属的成分的脱盐进料；

(b)预热该脱盐进料以形成预热的进料；

(c)将蒸汽和该预热的进料组合以产生蒸汽裂解进料，该蒸汽裂解进料包含至少一部分烃进料的烃和至少一部分烃进料的含金属的成分；

(d)从该蒸汽裂解进料中分离热解进料和第二料流，其中

(i)该热解进料包含至少一部分蒸汽裂解进料的烃和第一部分蒸汽裂解进料的含金属的成分，和

(ii)该分离将至少第二部分蒸汽裂解进料的含金属的成分转移至该第二料流；

(e)使该热解进料热解以产生包含一种或多种金属成分的蒸汽裂解器流出物，该金属成分衍生自至少一部分热解进料的含金属的成分；以及

(f)从该蒸汽裂解器流出物中分离包含分离的蒸汽裂解器焦油的底部物料流和提质的蒸汽裂解器流出物，其中该提质的蒸汽裂解器流出物包含轻质烯烃，并且该分离将至少一部分蒸汽裂解器流出物的含金属的成分转移至该底部物料流。

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