DE112018004190T5 - Herstellung von leichten olefinen über ein integriertes dampf- und hydrocracking-verfahren - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Olefinen, umfassend das Eintragen eines Dampfcracker-Einsatzes in einen Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt zur Herstellung eines Dampfcracker-Produkts, das Olefine umfasst, und wobei die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Produkt größer ist als in dem Dampfcracker-Einsatz; das Trennen des Dampfcracker-Produkts in einer Trenneinheit in einen Wasserstoffstrom, einen Methanstrom, einen Olefingasstrom (Ethylen und Propylen), einen gesättigten Gasstrom (Ethan und Propan), einen Kohlenwasserstoffgasstrom (C--Kohlenwasserstoffe), einen Aromatenstrom (aromatische C-Kohlenwasserstoffe), einen Raffinatstrom (nichtaromatische C-Kohlenwasserstoffe) und einen Schwersiederstrom (C+-Kohlenwasserstoffe); das Einspeisen von dem Kohlenwasserstoffgasstrom und Wasserstoff in einen oder mehrere Hydroprocessing-Reaktoren zur Herstellung eines Hydrocracking-Produkts, das Ethan und Propan umfasst; und das Zurückführen des Hydrocracking-Produkts und des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Verfahren zur Herstellung von Olefinen, insbesondere Verfahren zur Herstellung von leichten Olefinen, wie Ethylen, Propylen usw.
  • HINTERGRUND
  • Kohlenwasserstoffe und speziell Ethylen und Propylen sind typischerweise Bausteine, die für eine breite Palette von Produkten verwendet werden, beispielsweise bruchfeste Behälter und Verpackungsmaterialien. Die Herstellung von Ethylen für Anwendungen im technischen Maßstab erfolgt gegenwärtig durch Cracken von Erdgaskondensaten und Erdöldestillaten, die Ethan und höhere Kohlenwasserstoffe enthalten, wobei das hergestellte Ethylen durch Gastrennverfahren aus einem Produktgemisch abgetrennt wird. Propylen ist üblicherweise ein Nebenprodukt der Ethylenherstellung.
  • Olefine, wie Ethylen und Propylen, können durch Dampfcracken hergestellt werden. Beim Dampfcracken fallen aber auch höhere Kohlenwasserstoffe an, wie C4-5-Kohlenwasserstoffe, die herkömmlicherweise hydriert und dann zum Dampfcracken zurückgeführt werden. Das Dampfcracken von C4-5-Kohlenwasserstoffen kann für die Herstellung von C2-3-Olefinen ziemlich ineffizient sein. Daher besteht anhaltender Bedarf an der Entwicklung von Dampfcrackverfahren zur Herstellung von leichten Olefinen.
  • KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Offenbart wird hier ein Verfahren zur Herstellung von Olefinen, umfassend (a) das Eintragen eines Dampfcracker-Einsatzstroms in einen Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt zur Herstellung eines Dampfcracker-Produktstroms, wobei der Dampfcracker-Produktstrom Olefine umfasst und wobei die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Produktstrom größer ist als die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Einsatzstrom, (b) das Trennen mindestens eines Teils des Dampfcracker-Produktstroms in einer Trenneinheit in einen Wasserstoffstrom, einen Methanstrom, einen Olefingasstrom, einen gesättigten Gasstrom, einen Kohlenwasserstoffgasstrom, einen Aromatenstrom, einen Raffinatstrom und einen Schwersiederstrom, wobei der Olefingasstrom Ethylen und Propylen umfasst, wobei der gesättigte Gasstrom Ethan und Propan umfasst, wobei der Kohlenwasserstoffgasstrom C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Aromatenstrom aromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Raffinatstrom nichtaromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei der Schwersiederstrom C9+-Kohlenwasserstoffe umfasst, (c) das Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und Wasserstoff in einen oder mehrere Hydroprocessing-Reaktoren zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms, wobei der Hydrocracking-Produktstrom Ethan und Propan umfasst, und (d) das Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt.
  • Offenbart wird hier ferner ein Verfahren zur Herstellung von Olefinen, umfassend (a) das Eintragen eines Dampfcracker-Einsatzstroms in einen Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt zur Herstellung eines Dampfcracker-Produktstroms, wobei der Dampfcracker-Produktstrom Olefine umfasst und wobei die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Produktstrom größer ist als die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Einsatzstrom, (b) das Trennen mindestens eines Teils des Dampfcracker-Produktstroms in einen Wasserstoffstrom, einen Methanstrom, einen Olefingasstrom, einen gesättigten Gasstrom, einen Kohlenwasserstoffgasstrom, einen Aromatenstrom, einen Raffinatstrom und einen Schwersiederstrom, wobei der Olefingasstrom Ethylen und Propylen umfasst, wobei der gesättigte Gasstrom Ethan und Propan umfasst, wobei der Kohlenwasserstoffgasstrom C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Aromatenstrom aromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Raffinatstrom nichtaromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei der Schwersiederstrom C9+-Kohlenwasserstoffe umfasst, (c) das Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und mindestens einem Teil des Raffinatstroms und Wasserstoff in einen Hydrierreaktor zur Herstellung eines Hydrierungsproduktstroms, wobei der Hydrierreaktor einen Hydroprocessing-Katalysator umfasst, wobei der Hydrierungsproduktstrom gesättigte C4- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei die Menge an gesättigten C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Hydrierungsproduktstrom größer ist als die Menge an gesättigten C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Kohlenwasserstoffgasstrom und dem Raffinatstrom, (d) das Einspeisen von mindestens einem Teil des Hydrierungsproduktstroms und Wasserstoff in einen Hydrocracking-Reaktor zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms, wobei der Hydrocracking-Reaktor einen Hydrocracking-Katalysator umfasst, wobei der Hydrocracking-Katalysator ein Metall auf einem Träger umfasst, wobei das Metall Pd, Pt, Ni, Co, Mn, Fe, Rh, Ir, Ru, W, Zr oder Kombinationen davon umfasst und wobei der Hydrocracking-Produktstrom Ethan und Propan umfasst, und (e) das Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt.
  • Figurenliste
  • Für eine ausführliche Beschreibung der bevorzugten Aspekte der offenbarten Verfahren wird nun auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen; es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Herstellung von Olefinen,
    • 2A eine Konfiguration eines Trennabschnitts in einem System zur Herstellung von Olefinen und
    • 2B eine andere Konfiguration eines Trennabschnitts in einem System zur Herstellung von Olefinen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Offenbart werden hier Verfahren zur Herstellung von Olefinen, umfassend (a) das Eintragen eines Dampfcracker-Einsatzstroms in einen Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt zur Herstellung eines Dampfcracker-Produktstroms, wobei der Dampfcracker-Produktstrom Olefine umfasst und wobei die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Produktstrom größer ist als die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Einsatzstrom, (b) das Trennen mindestens eines Teils des Dampfcracker-Produktstroms in einen Wasserstoffstrom, einen Methanstrom, einen Olefingasstrom, einen gesättigten Gasstrom, einen Kohlenwasserstoffgasstrom, einen Aromatenstrom, einen Raffinatstrom und einen Schwersiederstrom, wobei der Olefingasstrom Ethylen und Propylen umfasst, wobei der gesättigte Gasstrom Ethan und Propan umfasst, wobei der Kohlenwasserstoffgasstrom C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Aromatenstrom aromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Raffinatstrom nichtaromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei der Schwersiederstrom C9+-Kohlenwasserstoffe umfasst, (c) das Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und Wasserstoff in einen oder mehrere Hydroprocessing-Reaktoren zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms, wobei der Hydrocracking-Produktstrom Ethan und Propan umfasst, und (d) das Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt. In einigen Aspekten kann der Raffinatstrom in den Hydroprocessing-Reaktor bzw. die Hydroprocessing-Reaktoren eingespeist werden.
  • Abgesehen von den Arbeitsbeispielen oder anderslautenden Angaben sind alle Zahlen und Ausdrücke, die sich auf Mengen von Bestandteilen, Reaktionsbedingungen und dergleichen beziehen, die in der Beschreibung und den Ansprüchen zur Anwendung kommen, als in allen Fällen durch den Begriff „etwa“ modifiziert zu verstehen. Hier werden verschiedene numerische Bereich offenbart. Da diese Bereiche kontinuierlich sind, schließen sie jeden Wert zwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert ein. Die Endpunkte aller Bereiche, die die gleiche Eigenschaft oder Komponente angeben, sind unabhängig kombinierbar und schließen den angegebenen Endpunkt ein. Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, handelt es sich bei den verschiedenen numerischen Bereichen, die in der vorliegenden Anmeldung angegeben sind, um Näherungen. Die Endpunkte aller Bereiche, die sich auf die gleiche Komponente oder Eigenschaft beziehen, schließen den Endpunkt ein und sind unabhängig kombinierbar. Der Begriff „von mehr als 0 bis zu einer Menge“ bedeutet, dass die genannte Komponente in einer Menge von mehr als 0 und bis zu und einschließlich der höheren genannten Menge vorliegt..
  • Die Begriffe „ein“, „eine“, „der“, „die“ und „das“ bedeuten keine Mengeneinschränkung, sondern vielmehr das Vorliegen von mindestens einem des betreffenden Gegenstands. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung schließen die Singularformen „ein“, „eine“, „der“, „die“ und „das“ Pluralformen ein.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung schließt „Kombinationen davon“ eines oder mehrere der angegebenen Elemente, gegebenenfalls zusammen mit einem ähnlichen Element, das nicht angegeben ist, ein, z. B. eine Kombination von einem oder mehreren der genannten Komponenten, gegebenenfalls mit einer oder mehreren nicht spezifisch genannten anderen Komponenten, die im Wesentlichen die gleiche Funktion haben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung schließt der Begriff „Kombination“ Blends, Mischungen, Legierungen, Reaktionsprodukte und dergleichen ein.
  • In der gesamten Beschreibung bedeutet eine Bezugnahme auf „einen Aspekt“, „einen anderen Aspekt“, „andere Aspekte“, „einige Aspekte“ usw., dass ein spezielles Element (z. B. Merkmal, Struktur, Eigenschaft und/oder Charakteristikum), das in Verbindung mit dem Aspekt beschrieben ist, in mindestens einem hier beschriebenen Aspekt enthalten ist und in anderen Aspekten vorliegen kann oder auch nicht. Außerdem versteht es sich, dass das beschriebene Element bzw. die beschriebenen Elemente in den verschiedenen Aspekten in einer beliebigen geeigneten Weise kombiniert werden kann bzw. können.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung schließen die Begriffe „Inhibieren“ oder „Verringern“ oder „Verhindern“ oder „Vermeiden“ oder eine beliebige Variation dieser Begriffe jede messbare Abnahme oder vollständige Inhibierung zur Erzielung eines gewünschten Ergebnisses ein.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „effektiv“ zur Erzielung eines gewünschten, erwarteten oder gewollten Ergebnisses hinreichend.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind die Begriffe „umfassend“ (und jede Form von umfassend, wie „umfassen“ und „umfasst“), „aufweisend“ (und jede Form von aufweisend, wie „aufweisen“ und „aufweist“), „einschließend“ (und jede Form von einschließend, wie „einschließen“ und „einschließt“) oder „enthaltend“ (und jede Form von enthaltend, wie „enthalten“ und „enthält“) inklusiv oder offen und schließen zusätzliche, nicht angegebene Elemente oder Verfahrensschritte nicht aus.
  • Sofern nicht anders definiert, haben hier verwendete technische und wissenschaftliche Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie üblicherweise vom Fachmann verstanden wird.
  • Hier beschriebene Verbindungen werden unter Verwendung von Standard-Nomenklatur beschrieben. Beispielsweise versteht es sich, dass bei jeder Position, die nicht durch eine angegebene Gruppe substituiert ist, ihre Valenz durch eine Bindung wie angegeben oder ein Wasserstoffatom abgesättigt ist. Ein Bindestrich („-“), der sich nicht zwischen zwei Buchstaben oder Symbolen befindet, wird zur Angabe eines Anbindungspunkts für einen Substituenten verwendet. Beispielsweise ist -CHO über den Kohlenstoff der Carbonylgruppe gebunden.
  • Bezugnehmend auf 1 wird ein Olefinherstellungssystem 1000 offenbart. Das Olefinherstellungssystem 1000 umfasst allgemein einen Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100, eine Trenneinheit 200, einen Hydrocracking-Reaktor 300 und gegebenenfalls einen Hydrierreaktor 400.
  • Bezugnehmend auf 2A wird eine Konfiguration einer Trenneinheit 201 offenbart. Die Trenneinheit 201 kann einen Ölfraktionierungsabschnitt 205, Saugtrommeln (210, 220, 240), Verdichter (215, 225) und Wärmetauscher oder Kühler (217, 227, 237) umfassen.
  • Bezugnehmend auf 2B wird eine Konfiguration einer Trenneinheit 202 offenbart. Die Trenneinheit 202 kann einen Ölfraktionierungsabschnitt 205, Saugtrommeln (210, 220, 240), Verdichter (215, 225), Wärmetauscher oder Kühler (217, 227, 237) und einen Fraktionierungsabschnitt 250 umfassen. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, können in den 1, 2A und 2B gezeigte Komponenten des Olefinherstellungssystems über beliebige geeignete Leitungen (z. B. Rohre, Ströme usw.) miteinander in Fließverbindung stehen (wie durch die Verbindungslinien wiedergegeben, die eine Fluidströmungsrichtung anzeigen). Gemeinsame Bezugszahlen beziehen sich auf gemeinsame Komponenten, die in einer oder mehreren der Figuren vorliegen, und die Beschreibung einer bestimmten Komponente ist in allen jeweiligen Figuren anwendbar, in denen die Komponente vorliegt, außer wenn hier anders angegeben.
  • In einem Aspekt kann das hier offenbarte Verfahren zur Herstellung von Olefinen das Eintragen eines Dampfcracker-Einsatzstroms 10 in den Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 (z. B. einen Ofenabschnitt des Flüssigkeits-Dampfcrackers; einen oder mehrere Öfen des Flüssigkeits-Dampfcrackers) zur Herstellung eines Dampfcracker-Produktstroms 20 umfassen, wobei der Dampfcracker-Produktstrom 20 Olefine umfasst und wobei die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Produktstrom 20 größer ist als die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Einsatzstrom 10. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, kann sich der Begriff „Dampfcracker“ (z. B. Flüssigkeits-Dampfcracker, Gas-Dampfcracker) auf einen Ofenabschnitt oder -Teil einer Dampfcracker-Einheit oder sowohl auf den Ofenabschnitt als auch den Trennabschnitt der Dampfcracker-Einheit beziehen. Der Dampfcracker-Produktstrom 20 kann Olefine, wie Ethylen, Propylen und C4+-Olefine, gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Methan und gesättigte C2+-Kohlenwasserstoffe (z. B. Ethan, Propan, gesättigte C4- bis C8-Kohlenwasserstoffe usw.), Aromaten oder aromatische Kohlenwasserstoffe, wie aromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe und Schwersieder (C9+-Kohlenwasserstoffe) umfassen.
  • Im Allgemeinen werden beim Dampfcracken gesättigte Kohlenwasserstoffe in ungesättigte Kohlenwasserstoffe (d. h. Olefine) umgewandelt, beispielsweise durch Cracken und/oder Dehydrierung. Beim Dampfcracken wird ein Kohlenwasserstoff-Einsatzstrom, wie der Dampfcracker-Einsatzstrom 10, mit Dampf verdünnt und unter Sauerstoffausschluss in einem Ofen kurz erhitzt, um Olefine zu produzieren. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, haben einige Dampfcracker spezifische Einsatzstoffanforderungen (in Abhängigkeit von den Betriebsbeschränkungen einzelner Dampfcracker), wie weniger als etwa 1 Gew.-% Olefine im Einsatzstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht des Einsatzstoffs.
  • Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitte wie der Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 arbeiten im Allgemeinen bei niedrigeren Temperaturen als Gas-Dampfcracker (z. B. Gas-Dampfcracker-Ofenabschnitt). Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, hängt die Zusammensetzung des Dampfcracker-Produkts, wie des Dampfcracker-Produktstroms 20, von den Dampfcracker-Parametern (z. B. Temperatur, Verweilzeit, Verhältnis von Kohlenwasserstoff zu Dampf usw.) sowie von der Zusammensetzung des Einsatzstoffs des Crackers ab. Schwerere Kohlenwasserstoff-Einsatzströme, wie in flüssigen Einsatzströmen (z. B. Strömen für den Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100, wie der Dampfcracker-Einsatzstrom 10), können eine beträchtliche Menge an schwereren Kohlenwasserstoffen (z. B. C4+-Kohlenwasserstoffen) sowie leichten gasförmigen Olefinen (z. B. Ethylen, Propylen usw.) produzieren. Leichtere Einsatzströme, wie gasförmige Einsatzströme (z. B. Einsatzströme für einen Gas-Dampfcracker) liefern im Allgemeinen leichtere Olefine (z. B. Ethylen, Propylen) zusammen mit einer wesentlich kleineren Menge an schwereren Kohlenwasserstoffen (z. B. Butylen, Butadien, anderen C4+-Kohlenwasserstoffen) im Vergleich zu der durch einen Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt produzierten Menge an schwereren Kohlenwasserstoffen. Die vorliegende Offenbarung wird zwar im Kontext eines Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitts ausführlich erörtert, aber es versteht sich, dass jeder beliebige Typ von Dampfcracker für die Durchführung des hier offenbarten Verfahrens zur Herstellung von Olefinen, beispielsweise ein Gas-Dampfcracker, verwendet werden kann.
  • In einem Aspekt kann der Dampfcracker-Einsatzstrom 10 Direktnaphtha, leichtes Naphtha, schweres Naphtha, Ethan, Propan, Butane, Schiefergaskondensat, Destillate, frische Gasöle, hydrierverarbeitete Gasöle, Rohöl und dergleichen oder Kombinationen davon umfassen. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, kann die Zusammensetzung des Dampfcracker-Einsatzstroms 10 variieren und das optimale Dampfcracken von verschiedenen Komponenten des Dampfcracker-Einsatzstroms 10 kann bei verschiedenen Temperaturen erfolgen. Beispielsweise kann das Dampfcracken von Ethan zu Ethylen bei einer Temperatur erfolgen, die höher ist als die Temperatur für das Dampfcracken von Propan zu Ethylen. Daher können verschiedene Komponenten des Dampfcracker-Einsatzstroms 10 an verschiedenen Punkten in dem Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt eingetragen werden, um eine optimale Temperatur für das Dampfcracken einzelner Komponenten des Dampfcracker-Einsatzstroms 10 bereitzustellen. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, fällt zwar beim Dampfcracken immer etwas Propylen an, aber bei höheren Cracktemperaturen wird Propylen in kleineren Mengen produziert.
  • In einem Aspekt kann der Dampfcracker-Einsatzstrom 10 flüssiges Naphtha umfassen.
  • Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, ist die zum Cracken einer Komponente erforderliche Temperatur umso niedriger, je schwerer die Komponente ist. Beispielsweise erfordert Propan eine Cracktemperatur, die niedriger ist als die Cracktemperatur von Ethan. In Aspekten, in denen Komponenten des Dampfcracker-Einsatzstroms 10 nicht in einzelne Komponenten getrennt werden oder getrennt werden können und in denen Ethylen das Hauptzielprodukt ist, kann der Dampfcracker-Einsatzstrom 10 an einem Punkt, an dem die Komponente, die die höchste Temperatur erfordert, dampfgecrackt werden kann, in den Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt eingetragen werden. Beispielsweise kann der Dampfcracker-Einsatzstrom-10 dann, wenn er sowohl Ethan als auch Propan umfasst, an dem Punkt in den Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt eingetragen werden, an dem die Temperatur zum Cracken von Ethan hoch genug ist, da Propan bei dieser Temperatur ebenfalls gecrackt würde. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, kann die Entscheidung über den Ort des Eintrags des Einsatzstoffs in den Ofen oder Ofenabschnitt auf der Basis des gewünschten Produkts bzw. der gewünschten Produkte getroffen werden. Beispielsweise kann dann, wenn es sich bei dem gewünschten Produkt um Ethylen handelt, eine höhere Temperatur eingesetzt werden als dann, wenn es sich bei dem gewünschten Produkt um Propylen handelt.
  • In einigen Aspekten kann der Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 mehrere Dampfcracköfen (z. B. Crackzonen) umfassen, wobei zumindest einige der Dampfcracköfen bei voneinander verschiedenen Temperaturen arbeiten können, um für ein effizientes Cracken einzelner Komponenten des Dampfcracker-Einsatzstroms 10 zu sorgen. In anderen Aspekten kann der Dampfcrackofen mehrere Crackzonen in dem selben Dampfcrackofen umfassen, wobei zumindest einige der Crackzonen bei voneinander verschiedenen Temperaturen arbeiten können, um für ein effizientes Cracken einzelner Komponenten des Dampfcracker-Einsatzstroms 10 zu sorgen.
  • In einem Aspekt kann der Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 eine erste Crackzone und eine zweite Crackzone umfassen, wobei die erste Crackzone durch eine erste Cracktemperatur (z. B. eine Ethan-Cracktemperatur, eine für das Dampfcracken von Ethan effektive Temperatur) gekennzeichnet ist, wobei die zweite Crackzone durch eine zweite Cracktemperatur (z. B. eine Propan-Cracktemperatur, eine für das Dampfcracken von Propan effektive Temperatur) gekennzeichnet ist und wobei die erste Cracktemperatur größer ist als die zweite Cracktemperatur. Cracköfen mit mehreren Zonen sind in der US-Veröffentlichung Nr. 20080029434 A1 , auf die hiermit in vollem Umfang ausdrücklich Bezug genommen wird, ausführlicher beschrieben. Ethan kann in die erste Crackzone eingespeist werden. Propan kann in die zweite Crackzone eingespeist werden. In Aspekten, in denen Ethan und Propan nicht in einzelne Komponenten getrennt werden oder getrennt werden können, können sowohl Ethan als auch Propan in die erste Crackzone und/oder die zweite Crackzone eingespeist werden. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, können dann, wenn mehr Ethylen als Produkt gewünscht ist, sowohl Ethan als auch Propan in die Crackzone mit der höheren Temperatur (z. B. die erste Crackzone) eingespeist werden und dann, wenn mehr Propylen als Produkt gewünscht ist, sowohl Ethan als auch Propan in die Crackzone mit der niedrigeren Temperatur (z. B. die zweite Crackzone) eingespeist werden.
  • In einigen Aspekten kann derselbe Dampfcrackofen die erste Crackzone und die zweite Crackzone umfassen. In anderen Aspekten kann ein erster Crackofen die erste Crackzone umfassen und ein zweiter Crackofen die zweite Crackzone umfassen.
  • In einem Aspekt kann das hier offenbarte Verfahren zur Herstellung von Olefinen das Trennen mindestens eines Teils des Dampfcracker-Produktstroms 20 in der Trenneinheit 200 in einen Wasserstoffstrom 22, einen Methanstrom 23, einen Olefingasstrom 24, einen gesättigten Gasstrom 21, einen Kohlenwasserstoffgasstrom 30, einen Aromatenstrom 27, einen Raffinatstrom 25 und einen Schwersiederstrom 26 umfassen, wobei der Olefingasstrom 24 Ethylen und Propylen umfasst, wobei der gesättigte Gasstrom 21 Ethan und Propan umfasst, wobei der Kohlenwasserstoffgasstrom 30 C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe (z. B. C4- bis C5-Paraffine, C4- bis C5-Olefine) umfasst, wobei der Aromatenstrom 27 aromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Raffinatstrom 25 nichtaromatische (aliphatische) C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei der Schwersiederstrom 26 C9+-Kohlenwasserstoffe (z. B. aliphatische C9+-Kohlenwasserstoffe, aromatische C9+-Kohlenwasserstoffe) umfasst.
  • Die Trenneinheit 200 kann eine beliebige geeignete Trenneinheit umfassen, die dafür ausgelegt ist, den Dampfcracker-Produktstrom 20 in den Wasserstoffstrom 22, den Methanstrom 23, den Olefingasstrom 24, den gesättigten Gasstrom 21, den Kohlenwasserstoffgasstrom 30, den Aromatenstrom 27, den Raffinatstrom 25 und den Schwersiederstrom 26 zu trennen. Beispielsweise können in der ersten Trenneinheit 200 Destillation, Tieftemperaturdestillation, Extraktivdestillation, selektive Adsorption, selektive Absorption und dergleichen oder Kombinationen davon zur Anwendung kommen. Die Trenneinheit 200 kann eine Destillationssäule, eine Tieftemperaturdestillationssäule, eine mit Böden versehene und/oder gepackte Trennsäule, einen Verdichter, einen Wärmetauscher, einen Kühlturm, einen Druckwechselabsorptionseinheit (PSA-Einheit) usw. umfassen.
  • Der Dampfcracker-Produktstrom 20 kann auch Wasser (aus dem in dem Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt verwendeten Dampf) umfassen, wobei das Wasser kondensiert und aus dem Dampfcracker-Produktstrom 20 abgetrennt werden kann, beispielsweise in einem Abschreckturm. Das aus dem Dampfcracker-Produktstrom 20 zurückgewonnene Wasser kann weiter in Dampf umgewandelt und zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt zurückgeführt werden.
  • Wasserstoff (z. B. hochreiner Wasserstoff) kann im Allgemeinen mit Hilfe eines PSA-Verfahrens zurückgewonnen werden, das auf der physikalischen Bindung von Gasmolekülen an Adsorptionsmaterial basiert, wobei die zwischen Gasmolekülen und Adsorptionsmaterial wirkenden Kräfte von der Gaskomponente, dem Typ von Adsorptionsmaterial, dem Partialdruck der Gaskomponente und der Betriebstemperatur abhängen. Der Trenneffekt basiert auf Unterschieden der Bindungskräfte an das Adsorptionsmaterial. Im Gegensatz zu Molekülen wie Kohlenwasserstoffen, Stickstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserdampf usw. sind leichtflüchtige Komponenten mit geringer Polarität, wie Wasserstoff, praktisch nicht adsorbierbar, so dass hochreiner Wasserstoff gewonnen werden kann.
  • Einzelne Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstofffraktionen können gewöhnlich durch Fraktionierungsverfahren gewonnen werden, bei denen verschiedene Säulen, wie ein Tieftemperaturdestillationssäulenaufbau mit einem Entmethaner, einem Entethaner, einem Entpropaner usw. zur Anwendung kommen.
  • In einem Aspekt kann das hier offenbarte Verfahren zur Herstellung von Olefinen ferner das Gewinnen mindestens eines Teils des Ethylens aus dem Olefingasstrom 24 zur Herstellung von gewonnenem Ethylen umfassen. In einigen Aspekten kann mindestens ein Teil des gewonnenen Ethylens zu einem Polymerprodukt, wie Polyethylen, einem EthylenCopolymer, Ethylen-Oligomeren usw. polymerisiert werden.
  • In einem Aspekt kann das hier offenbarte Verfahren zur Herstellung von Olefinen ferner das Gewinnen mindestens eines Teils des Propylens aus dem Olefingasstrom 24 zur Herstellung von gewonnenem Propylen umfassen. In einigen Aspekten kann mindestens ein Teil des gewonnenen Propylens zu einem Polymerprodukt, wie Polypropylen, einem Propylen-Copolymer, Propylen-Oligomeren usw. polymerisiert werden.
  • Der gesättigte Gasstrom 21 (z. B. Ethan, Propan) kann zu dem Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 zurückgeführt werden. Der gesättigte Gasstrom 21 wird gewöhnlich in einen Ethanstrom und einen Propanstrom getrennt, wobei der Ethanstrom in die erste Crackzone des Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitts 100 eingespeist werden kann und wobei der Propanstrom in die zweite Crackzone des Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitts 100 eingespeist werden kann, wie hier weiter oben beschrieben. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, werden zur Herstellung von spezifikationsgerechtem Ethylen aus einem Dampfcrackverfahren resultierendes Ethan und Propan in einen Ethanstrom und einen Propanstrom getrennt (z. B. stammt Ethan aus einem C2-Splitter und Propan aus einem C3-Splitter). Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ersichtlich ist, könnte man ferner den Ethanstrom und den Propanstrom vor der Rückführung in den Dampfcracker miteinander mischen und dabei in Kauf nehmen, dass eine der Komponenten bei suboptimalen Bedingungen gecrackt wird, was im Fall von Dampfcrackern, die durch die Ofenkapazität (z. B. Ofenzahl) eingeschränkt sind, erwünscht sein könnte. Wenn Ethan und Propan Einsatzstoffe für Dampfcracköfen (im Gegensatz zu Rückführungsströmen in einem Dampfcrackverfahren) sind, könnten Ethan und Propan jedoch zusammen gecrackt oder vor dem Cracken getrennt werden.
  • Der Kohlenwasserstoffgasstrom 30 kann sowohl gesättigte als auch ungesättigte C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe (z. B. Butane, Butene, Butadien, Pentane, Pentene) sowie Spuren (z. B. weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kohlenwasserstoffgasstroms 30) von sowohl aromatischen als auch aliphatischen C6-Kohlenwasserstoffen (z. B. Benzol, Hexane, Hexene) umfassen.
  • Der Raffinatstrom 25 kann nichtaromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe (z. B. gesättigte C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe, cyclische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe usw.) umfassen.
  • In einem Aspekt kann das hier offenbarte Verfahren zur Herstellung von Olefinen ferner das Trennen des Aromatenstroms 27 in einen C6-Aromatenstrom, einen C7-Aromatenstrom und einen C8-Aromatenstrom umfassen, wobei der C6-Aromatenstrom Benzol umfasst, wobei der C7-Aromatenstrom Toluol umfasst und wobei der C8-Aromatenstrom Xylole (z. B. ortho-Xylol, meta-Xylol, para-Xylol) und Ethylbenzol umfasst. Zur Trennung von Komponenten des Aromatenstroms 27 auf Basis ihrer Siedepunkte können im Allgemeinen eine oder mehrere Destillationssäulen eingesetzt werden.
  • Der Schwersiederstrom 26 kann aliphatische C9+-Kohlenwasserstoffe (z. B. gesättigt und ungesättigt), aromatische C9+-Kohlenwasserstoffe (z. B. Trimethylbenzole, Naphthalin, polyaromatische Kohlenwasserstoffe) usw. umfassen. Der Schwersiederstrom 26 kann als Brennstoff verwendet werden oder in beliebigen anderen geeigneten Einheitsarbeitsgängen weiterverarbeitet werden.
  • In einigen Aspekten kann die Trenneinheit 200 einen Ölfraktionierungsabschnitt (z. B. Ölfraktionierungsabschnitt 205), einen Prozessstromrückgewinnungsabschnitt, einen Verdichtungsabschnitt (z. B. Verdichter 215, 225), einen Schwefelentfernungsabschnitt, einen Trocknungsabschnitt und einen Fraktionierungsabschnitt (z. B. Fraktionierungsabschnitt 250) umfassen. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, besteht der Hauptzweck der Trenneinheit 200 in der Produktion von spezifikationsgerechten Endprodukten und/oder intermediären Strömen mit hinreichenden Eigenschaften für die Weiterverarbeitung.
  • Ein Verdichtungsabschnitt der Trenneinheit 200 (z. B. Verdichtungsabschnitt der Trenneinheit 201, Verdichtungsabschnitt der Trenneinheit 202) kann typischerweise mehrere Verdichtungsstufen und zwischengeschaltete Kühlung umfassen beispielsweise 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder mehr Stufen, alternativ dazu 2 bis 7 Stufen oder alternativ dazu 3 bis 5 Stufen.
  • In einem Aspekt kann mindestens ein Teil des Dampfcracker-Produktstroms 20 in den Ölfraktionierungsabschnitt 205 eingetragen werden, um ein gecracktes Gas 206, ein schweres Pyrolysebenzin 208 (C6-C9) und ein Pyrolyseöl 207 (Cio+-Schwersieder) herzustellen. Das gecrackte Gas 206 wird im Ölfraktionierungsabschnitt 205 durch Abtrennung der schweren Komponenten (z. B. schwerem Pyrolysebenzin 208, Pyrolyseöl 207) und Abtrennung des größten Teils des zuvor in Form von Dampf in die Cracköfen eingespeisten Wassers produziert. Das gecrackte Gas 206 kann Wasserstoff, Methan, C2-C6-Kohlenwasserstoffe (z. B. Paraffine, Olefine) oder Kombinationen davon umfassen.
  • Die Trenneinheit (200, 201, 202) kann mehrere Verdichtungsstufen, wie eine 1. Verdichtungsstufe, eine 2. Verdichtungsstufe, eine 3. Verdichtungsstufe, eine 4. Verdichtungsstufe, eine 5. Verdichtungsstufe, eine 6. Verdichtungsstufe, eine 7. Verdichtungsstufe usw. und eine n-te Verdichtungsstufe (eine abschließende Verdichtungsstufe) umfassen.
  • In einem Aspekt kann mindestens ein Teil des gecrackten Gases 206 zur Trennung von Komponenten in den Verdichtungsabschnitt eingespeist werden, beispielsweise in eine erste Stufe des Verdichtungsabschnitts (z. B. eine erste Saugtrommel 210). Wie für den Fachmann ersichtlich ist, kann die Trennung von Komponenten mit nahe beieinanderliegenden Siedepunkten (z. B. Molekülen mit nahe beieinanderliegenden Siedepunkten) bei hohen Drücken verbessert werden, so dass durch die Verdichtung eines zu trennenden Stroms die Komponententrennung verbessert werden kann. Wie für den Fachmann ersichtlich ist, kann ferner eine Zwischenkühlung mit Hilfe von Kühlmedien (z. B. typischerweise Kühlwasser) durchgeführt werden, beispielsweise zur Minimierung der Polymerisation von diolefinischen Spezies (z. B. Butadien), die in dem gecrackten Gas 206 vorliegen. Nach dem Abkühlen kondensieren die schweren Komponenten (C5-C6-Kohlenwasserstoffe) in dem gecrackten Gas 206 im Allgemeinen, und die Abtrennung dieser schweren Komponenten vor der nachfolgenden Verdichtungsstufe kann in Saugtrommeln (210, 220, 240) durchgeführt werden.
  • Bezugnehmend auf die Konfiguration der Trenneinheit 201 in 2A kann nach Abkühlen mindestens eines Teils 37a des Hydrocracking-Produktstroms, beispielsweise im Wärmetauscher 237 mit einem beliebigen geeigneten Kühlmedium, mindestens ein Teil 37a des Hydrocracking-Produktstroms in den Verdichtungsabschnitt der Trenneinheit 201 eingespeist werden. In Abhängigkeit von dem Betriebsdruck im Hydrocracking-Reaktor 300 kann mindestens ein Teil 37a des Hydrocracking-Produktstroms einem Saugabschnitt einer beliebigen geeigneten Verdichtungsstufe nach der zweiten Verdichtungsstufe, wie dem Saugabschnitt der dritten Verdichtungsstufe, dem Saugabschnitt der vierten Verdichtungsstufe, dem Saugabschnitt der fünften Verdichtungsstufe, dem Saugabschnitt der n-ten Verdichtungsstufe usw., zugeführt werden. Eine Zwischenkühlung in der Trenneinheit 201 kann durch Verwendung eines beliebigen geeigneten Kühlmediums in den Wärmetauschern (217, 227) des Verdichtungsabschnitts, wie Kühlwasser und/oder gekühltem Wasser, erreicht werden. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, kann bei der Bestimmung, welche Verdichtungsstufe nach der zweiten Verdichtungsstufe zur Aufnahme des mindestens einen Teils 37a des Hydrocracking-Produktstroms geeignet ist, ferner der Schwefelgehalt des Stroms 37 berücksichtigt werden. In Aspekten, in denen der Strom 37 aus einem mit beträchtlichen Schwefelmengen gespeisten Hydrocracking-Reaktor stammt, könnte der Strom 37 über eine Schwefelentfernungseinheit verarbeitet werden müssen, wobei sich die Schwefelentfernungseinheit typischerweise zwischen der 4. und der 5. Verdichtungsstufe befinden kann. Durch die Konfiguration der Trenneinheit 201 in 2A kann vorteilhafterweise die Kapitalinvestition in unter hohem Druck arbeitende Trennvorrichtungen und/oder Destillationssäulen, die mit dem Hydrocracking-Reaktor 300 assoziiert sind, auf ein Minimum reduziert werden.
  • Bezugnehmend auf die Konfiguration der Trenneinheit 201 in 2A kann der aus dem Verdichtungsabschnitt (z. B. aus der n-ten Saugtrommel 240) gewonnene Strom 245 ferner einer Trocknung und Fraktionierung zugeführt werden, was die Ströme 21, 22, 23 und 24 ergibt.
  • Bezugnehmend auf die Konfiguration der Trenneinheit 202 in 2B kann eine Zwischenkühlung in der Trenneinheit 202 durch Verwendung eines Kühlmediums (z. B. gekühlten Wassers) mit einer niedrigeren Temperatur als herkömmliches Kühlwasser in mindestens der ersten Kühlstufe (z. B. dem ersten der Zwischenkühler des Verdichtungsabschnitts; Kühler 217) erreicht werden. Durch Verwendung von gekühltem Wasser in dem ersten der Zwischenkühler des Verdichtungsabschnitts (z. B. Kühler 217) kann mindestens ein Teil der C4-Kohlenwasserstoffe des gecrackten Gases 206 abgetrennt werden. In einem Aspekt kann aus der ersten Saugtrommel 210 ein Strom 213, der C4+-Kohlenwasserstoffe umfasst, gewonnen werden, wobei der Strom 213, der C4+-Kohlenwasserstoffe umfasst, im Fraktionierungsabschnitt 250 weiter in den Kohlenwasserstoffgasstrom 30 und den Strom 251 getrennt werden kann. Der Strom 251 kann C6+-Kohlenwasserstoffe umfassen und ferner einem Aromatenabtrennungsabschnitt zur Gewinnung von Aromaten, wie Benzol, Toluol, Xylol usw., zugeführt werden. Ein aus der zweiten Saugtrommel 220 gewonnener Sumpfstrom 223 kann in die erste Saugtrommel zurückgeführt werden (beispielsweise über Strom 206), um die Gewinnung von C4-Kohlenwasserstoffen über die erste Saugtrommel 210 zu verbessern. Sumpfströme aus Saugtrommeln nach der zweiten Verdichtungsstufe (z. B. Strom 243 aus der n-ten Saugtrommel 240) können C4+-Kohlenwasserstoffe umfassen und ferner in den Fraktionierungsabschnitt 250 eingetragen werden. Durch die Gewinnung von C4-Kohlenwasserstoffen über Sumpfströme aus den Saugtrommeln (210, 220, 240) können vorteilhafterweise Verdichtungsbelastungen in nachfolgenden Verdichtungsstufen verringert werden, was wiederum vorteilhafterweise die Gewinnung des Stroms 242 aus dem Verdichtungsabschnitt erlauben kann, wobei der Strom 242 C3--Kohlenwasserstoffe umfasst. Ferner können durch die Gewinnung von C4-Kohlenwasserstoffen über Sumpfströme aus den Saugtrommeln (210, 220, 240) vorteilhafterweise Verdichterverschmutzungsprobleme im Verdichtungsabschnitt verringert werden, da der Gehalt an C4- und C5-Diolefinen, die über die Sumpfströme aus den Saugtrommeln entfernt werden, geringer ist.
  • In einigen Aspekten und bezugnehmend auf die Konfiguration der Trenneinheit 202 in 2B kann nach Abkühlen mindestens eines Teils 37a des Hydrocracking-Produktstroms, beispielsweise in einem Wärmetauscher mit einem beliebigen geeigneten Kühlmedium, mindestens ein Teil 37a des Hydrocracking-Produktstroms in den Verdichtungsabschnitt der Trenneinheit 202 eingespeist werden. In Abhängigkeit von dem Betriebsdruck im Hydrocracking-Reaktor 300 kann mindestens ein Teil 37a des Hydrocracking-Produktstroms einem Saugabschnitt einer beliebigen geeigneten Verdichtungsstufe nach der zweiten Verdichtungsstufe, wie dem Saugabschnitt der dritten Verdichtungsstufe, dem Saugabschnitt der vierten Verdichtungsstufe, dem Saugabschnitt der fünften Verdichtungsstufe, dem Saugabschnitt der n-ten Verdichtungsstufe usw., zugeführt werden. In derartigen Aspekten kann durch die Konfiguration der Trenneinheit 202 vorteilhafterweise die Kapitalinvestition in unter hohem Druck arbeitende Trennvorrichtungen und/oder Destillationssäulen, die mit dem Hydrocracking-Reaktor 300 assoziiert sind, auf ein Minimum reduziert werden. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, kann eine auf die Abtrennung von C4-Verbindungen aus dem gecrackten Gas 206 zurückzuführende verringerte Last mit Hydrocracking-Produktstrom (zum Beispiel mindestens einem Teil 37a des Hydrocracking-Produktstroms) erhöht (z. B. ergänzt) werden.
  • Bezugnehmend auf die Konfiguration der Trenneinheit 202 in 2B kann der aus dem Verdichtungsabschnitt (z. B. aus der n-ten Saugtrommel 240) gewonnene Strom 242 ferner einer Trocknung und Fraktionierung zugeführt werden, was die Ströme 21, 22, 23 und 24 ergibt.
  • Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, beträgt die Trennungseffizienz in verschiedenen Trennabschnitten (z. B. Ölfraktionierungsabschnitt, Prozessdampfrückgewinnungsabschnitt, Verdichtungsabschnitt usw.) nicht 100 %, so dass zu erwarten ist, dass ein Teil der mit Hilfe von Kohlenstoffzahlen beschriebenen niedrig- und hochsiedenden Komponenten immer noch in schweren bzw. leichten Fraktionen vorliegen werden. Beispielsweise können C3--Kohlenwasserstoffe eine geringe Menge von C4-Kohlenwasserstoffen enthalten. Als weiteres Beispiel können C6+-Kohlenwasserstoffe eine geringe Menge von C5-Kohlenwasserstoffen enthalten.
  • In einem Aspekt kann das hier offenbarte Verfahren zur Herstellung von Olefinen das Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms 30 und gegebenenfalls mindestens einem Teil 25a des Raffinatstroms und Wasserstoff 36 in einen oder mehrere Hydroprocessing-Reaktoren, wie den Hydrocracking-Reaktor 300, zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms 37 umfassen, wobei der Hydrocracking-Produktstrom 37 Ethan und Propan umfasst. In einigen Aspekten kann das hier offenbarte Verfahren zur Herstellung von Olefinen ferner das Einspeisen eines Teils des Dampfcracker-Einsatzstoffs 10 in den Hydrocracking-Reaktor 300 umfassen.
  • Der in den Hydrocracking-Reaktor 300 eingespeiste Wasserstoff (z. B. Wasserstoff 36) kann mindestens einen Teil 22a des aus der Trenneinheit 200 gewonnenen Wasserstoffstroms 22 umfassen.
  • Der Hydrocracking-Reaktor 300 kann einen Hydrocracking-Katalysator umfassen. Der Hydrocracking-Katalysator kann ein Metall auf einem Träger umfassen. Die Kombination aus dem Metall und dem Träger ist in einer Hydrocracking-Reaktion katalytisch aktiv. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, kann das Metall für Hydrierungsreaktionen katalytisch aktiv sein und der Träger für Crackreaktionen katalytisch aktiv sein. Im Allgemeinen können bei Hydrocracking-Reaktionen größere Kohlenwasserstoffe (z. B. die Kohlenwasserstoffe des Kohlenwasserstoffgasstroms 30 und/oder des Raffinatstroms 25) zu kleineren Kohlenwasserstoffen gecrackt (gespalten) sowie ungesättigte Kohlenwasserstoffe (z. B. Olefine) gesättigt werden, so dass der Hydrocracking-Produktstrom 37 gesättigte kleinkettige Kohlenwasserstoffe (z. B. Ethan, Propan) umfasst. Das Metall kann Pd, Pt, Ni, Co, Mn, Fe, Rh, Ir, Ru, W, Zr und dergleichen oder Kombinationen davon umfassen. Der Träger kann einen Zeolith, ZSM-5, Zeolith Y, Mordenit, Zeolith L, ZSM-22, ZSM-11, Chabazit, Ferrierit, Zeolith Beta, silylierten ZSM-5, Zirconiumdioxid, sulfatiertes Zirconiumdioxid, Aluminiumoxid und dergleichen oder Kombinationen davon umfassen. In einem Aspekt kann der Katalysator Pt auf ZSM-5 umfassen. In einigen Aspekten kann der Träger einen Zeolith umfassen, der durch ein Si:AI-Verhältnis von etwa 200 bis etwa 100 gekennzeichnet ist.
  • In einem Aspekt kann das Metall in dem Hydrocracking-Katalysator in einer Menge von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew.-%, alternativ dazu von etwa 0,02 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% oder alternativ dazu von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Hydrocracking-Katalysators, vorliegen.
  • In einem Aspekt kann der Hydrocracking-Reaktor 300 einen Festbettreaktor, einen Radialstromreaktor oder sowohl einen Festbettreaktor als auch einen Radialstromreaktor umfassen.
  • In einem Aspekt kann der Hydroprocessing-Reaktor bzw. können die Hydroprocessing-Reaktoren einen Hydrocracking-Reaktor (z. B. einen einzigen Hydrocracking-Reactor), wie den Hydrocracking-Reaktor 300, umfassen.
  • In einigen Aspekten kann der Hydroprocessing-Reaktor bzw. können die Hydroprocessing-Reaktoren etwa 2 bis etwa 10, alternativ dazu etwa 2 bis etwa 6 oder alternativ dazu etwa 2 bis etwa 4 in Reihe geschaltete Hydrocracking-Reaktoren umfassen. In derartigen Aspekten umfasst mindestens einer der Hydrocracking-Reaktoren eine dem Hydrocracking-Reaktor nachgeschaltete Kühleinheit, wobei die Kühleinheit die Temperatur des Hydrocracking-Produktstroms 37 herabsetzt. Der eine bzw. die mehreren Hydroprocessing-Reaktoren können zur Bereitstellung von Zwischenkühlung zwischen den in Reihe geschalteten Hydrocracking-Reaktoren ausgestaltet sein (wobei jeder Reaktor eine Stufe darstellen kann).
  • In anderen Aspekten kann ein Hydrocracking-Reaktor 300 zwei oder mehr Hydrocracking-Stufen in dem Reaktor umfassen, wobei der Hydrocracking-Reaktor ferner eine Zwischenkühlung in dem Reaktor umfasst. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, kann durch Zwischenkühlung (ob zwischen Hydrocracking-Reaktoren oder in einem Reaktor) die Hydrocracking-Temperatur so gesteuert werden, dass die gewünschten Produkte (Ethan und Propan) produziert werden.
  • Der Hydrocracking-Reaktor 300 kann durch eine Temperatur (z. B. Hydrocracking-Temperatur) von etwa 350 °C bis etwa 600 °C, alternativ dazu von etwa 375 °C bis etwa 550 °C oder alternativ dazu von etwa 400 °C bis etwa 500 °C gekennzeichnet sein.
  • Der Hydrocracking-Reaktor 300 kann durch einen Druck (z. B. Hydrocracking-Druck) von etwa 100 psig bis etwa 400 psig, alternativ dazu von etwa 125 psig bis etwa 350 psig, alternativ dazu von etwa 150 psig bis etwa 300 psig oder alternativ dazu etwa 200 psig gekennzeichnet sein.
  • Der Hydrocracking-Reaktor 300 kann durch eine Katalysatorbelastung (Weight Hourly Space Velocity (WHSV) von etwa 1 h-1 bis etwa 50 h-1, alternativ dazu von etwa 3 h-1 bis etwa 25 h-1 oder alternativ dazu von etwa 6 h-1 bis etwa 10 h-1 gekennzeichnet sind. Die WHSV bezieht sich im allgemeinen auf die pro Stunde eingespeiste Reagenzienmasse dividiert durch die in einem bestimmten Reaktor verwendete Katalysatormasse.
  • Der Hydrocracking-Reaktor 300 kann durch ein Molverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenwasserstoff von etwa 5:1 bis etwa 1:0,5, alternativ dazu von etwa 4,5:1 bis etwa 1:0,75, alternativ dazu von etwa 4:1 bis etwa 1:1, alternativ dazu von etwa 3,5:1 bis etwa 1:1, alternativ dazu von etwa 3:1 bis etwa 1:1, alternativ dazu von etwa 2,5:1 bis etwa 1:1, alternativ dazu von etwa 2:1 bis etwa 1:1, alternativ dazu von etwa 4:1 bis etwa 2:1 oder alternativ dazu etwa 3:1 gekennzeichnet sein.
  • In einigen Aspekten kann das Olefinherstellungssystem 1000 ferner einen Hydrierreaktor 400 umfassen, z. B. kann der eine Hydroprocessing-Reaktor bzw. können die mehreren Hydroprocessing-Reaktoren ferner einen Hydrierreaktor 400 umfassen. Der Hydrierreaktor 400 und der Hydrocracking-Reaktor 300 können in Reihe geschaltet sein, wobei sich der Hydrierreaktor 400 stromaufwärts des Hydrocracking-Reaktors 300 befindet. In derartigen Aspekten kann das hier offenbarte Verfahren zur Herstellung von Olefinen das Einspeisen von dem Kohlenwasserstoffgasstrom 30 (z. B. mindestens einem Teil 30a des Kohlenwasserstoffgasstroms 30) und Wasserstoff 31 in den Hydrierreaktor 400 zur Herstellung eines Hydrierungsproduktstroms 35 umfassen.
  • Der in den Hydrierreaktor 400 eingespeiste Wasserstoff (z. B. Wasserstoff 31) kann mindestens einen Teil des aus der Trenneinheit 200 gewonnenen Wasserstoffstroms 22 umfassen.
  • In einem Aspekt kann das hier offenbarte Verfahren zur Herstellung von Olefinen das Einspeisen von mindestens einem Teil des Hydrierungsproduktstroms 35 und Wasserstoff 36 in den Hydrocracking-Reaktor 300 zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms 37 umfassen, wobei der Hydrocracking-Produktstrom 37 Ethan und Propan umfasst.
  • Der Hydrierungsproduktstrom 35 kann gesättigte C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe umfassen, wobei die gesättigten C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe durch Sättigung von C4- bis C5-Kohlenwasserstoffen des Kohlenwasserstoffgasstroms 30 produziert werden können. In einigen Aspekten kann mindestens ein Teil des Raffinatstroms 25 gegebenenfalls in den Hydrierreaktor 400 eingetragen werden, wobei die in dem Raffinatstrom vorliegenden Kohlenwasserstoffe in dem Hydrierungsproduktstrom 35 weitgehend zurückgewonnen werden und ferner in den Hydrocracking-Reaktor 300 eingetragen werden können. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, wird zumindest ein Teil der in dem Raffinatstrom 25 vorliegenden gesättigten C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe in dem Hydrierungsproduktstrom 35 zurückgewonnen werden. In einem Aspekt kann der Hydrierungsproduktstrom 35 gesättigte C4- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfassen, wobei die Menge an gesättigten C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Hydrierungsproduktstrom 35 größer ist als die Menge an gesättigten C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Kohlenwasserstoffgasstrom 30 und gegebenenfalls dem Raffinatstrom 25.
  • Der Hydrierreaktor 400 umfasst einen Hydroprocessing-Katalysator. Der Hydroprocessing-Katalysator ist in einer Hydrierungsreaktion katalytisch aktiv. Bei Hydrierungsreaktion werden im Allgemeinen ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Olefine, Diene, Aromaten usw., hydriert oder gesättigt, so dass der Hydrierungsproduktstrom 35 gesättigte Kohlenwasserstoffe umfasst, die ferner im Hydrocracking-Reaktor gecrackt werden können. In einigen Aspekten kann der Hydroprocessing-Katalysator Pt auf einem Aluminiumoxid-Träger, Pd auf einem Aluminiumoxid-Träger, Ni auf einem Aluminiumoxid-Träger, Co-Mo auf einem Aluminiumoxid-Träger und dergleichen oder Kombinationen davon umfassen.
  • Der Hydrierreaktor 400 kann durch eine Temperatur (z. B. Hydrierungstemperatur) von etwa 60 °C bis etwa 300 °C, alternativ dazu von etwa 75 °C bis etwa 275 °C oder alternativ dazu von etwa 100 °C bis etwa 250 °C gekennzeichnet sein.
  • Der Hydrierreaktor 400 kann durch einen Druck (z. B. Hydrierungsdruck) von etwa 350 psig bis etwa 600 psig, alternativ dazu von etwa 375 psig bis etwa 575 psig oder alternativ dazu von etwa 350 psig bis etwa 550 psig gekennzeichnet sein.
  • Der Hydrierreaktor 400 kann durch eine Katalysatorbelastung (Liquid Hourly Space Velocity, LHSV) von etwa 1 h-1 bis etwa 10 h-1, alternativ dazu von etwa 1,5 h-1 bis etwa 7,5 h-1, alternativ dazu von etwa 2 h-1 bis etwa 5 h-1 oder alternativ dazu etwa 3 h-1 gekennzeichnet sein. Die LHSV bezieht sich im allgemeinen auf das pro Stunde eingespeiste Reagenzienvolumen dividiert durch das Reaktorvolumen.
  • Der Hydrocracking-Produktstrom 37 (z. B. Ethan, Propan) kann zu dem Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 zurückgeführt werden. Der Hydrocracking-Produktstrom 37 kann in einen Ethanstrom und einen Propanstrom getrennt werden. Der Ethanstrom kann in die erste Crackzone des Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitts 100 eingespeist werden. Der Propanstrom kann in die zweite Crackzone des Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitts 100 eingespeist werden, wie hier weiter oben beschrieben. In Aspekten, in denen Ethan und Propan des Hydrocracking-Produktstrom 37 nicht in einzelne Komponenten getrennt werden oder getrennt werden können, können sowohl Ethan als auch Propan in die erste Crackzone und/oder die zweite Crackzone des Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitts 100 eingespeist werden, wie hier weiter oben beschrieben.
  • In einem Aspekt kann der Hydrocracking-Produktstrom 37 ferner Methan umfassen, wobei zumindest ein Teil des Methans vor der Zurückführung mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms 37 in den Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 aus dem Hydrocracking-Produktstrom 37 gewonnen werden kann (z. B. über einen Entmethaner). Ein zur Gewinnung mindestens eines Teils des Methans aus dem Hydrocracking-Produktstrom 37 verwendeter Entmethaner könnte derselbe Entmethaner in der Trenneinheit 200 sein, der zur Gewinnung des Methanstroms 23 aus dem Dampfcracker-Produktstrom 20 verwendet wird. Beispielsweise könnte mindestens ein Teil 37a des Hydrocracking-Produktstroms 37 in einen Entmethaner in der Trenneinheit 200 eingetragen werden. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, würde in den Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 zurückgeführtes Methan als Verdünnungsmittel in dem Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt wirken (da Methan nicht dampfgecrackt wird), und es ist nicht kosteneffektiv, den Dampfcracker-Einsatzstrom 10 mit Methan zu verdünnen. In einigen Aspekten könnte das gewonnene Methan als Brennstoff verwendet werden, beispielsweise zur Bereitstellung eines Teils der von dem Dampfcracker, der Trenneinheit usw. benötigten Energie.
  • In einem Aspekt kann der Hydrocracking-Produktstrom 37 ferner Wasserstoff umfassen, wobei mindestens ein Teil des Wasserstoffs vor der Rückführung mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstrom 37 in den Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 aus dem Hydrocracking-Produktstrom 37 gewonnen werden kann. Eine zur Gewinnung mindestens eines Teils des Wasserstoffs aus dem Hydrocracking-Produktstrom 37 verwendete PSA-Einheit könnte dieselbe PSA-Einheit in der Trenneinheit 200 sein, die zur Gewinnung des Wasserstoffstroms 22 aus dem Dampfcracker-Produktstrom 20 verwendet wird. Der aus dem Wasserstoff-Produktstrom 37 gewonnene Wasserstoff kann in den Hydrocracking-Reaktor 300 und/oder den Hydrierreaktor 400 zurückgeführt werden.
  • In einem Aspekt kann der Hydrocracking-Produktstrom 37 ferner C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe umfassen, wobei die Menge an C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Hydrocracking-Produktstrom 37 kleiner ist als die Menge an C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Kohlenwasserstoffgasstrom 30 und gegebenenfalls dem Raffinatstrom 25 und/oder dem Hydrierungsproduktstrom 35. In einem derartigen Aspekt kann zumindest ein Teil der C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe vor der Rückführung mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms 37 in den Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 aus dem Hydrocracking-Produktstrom 37 gewonnen werden. Die aus dem Hydrocracking-Produktstrom 37 gewonnenen C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe können in den Hydrocracking-Reaktor 300 und/oder den Hydrierreaktor 400 zurückgeführt werden.
  • In einem Aspekt kann das hier offenbarte Verfahren zur Herstellung von Olefinen durch ein Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen von etwa 3:1 oder mehr, alternativ dazu etwa 4:1 oder mehr oder alternativ dazu etwa 5:1 oder mehr gekennzeichnet sein.
  • In einem Aspekt kann das hier offenbarte Verfahren zur Herstellung von Olefinen durch ein Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen gekennzeichnet sein, das im Vergleich zum Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen in einem ansonsten ähnlichen Verfahren ohne die Schritte (i) Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und Wasserstoff in einen oder mehrere Hydroprocessing-Reaktoren zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms und (ii) Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt um etwa 10 % oder mehr, alternativ dazu etwa 25 % oder mehr, alternativ dazu etwa 50 % oder mehr, alternativ dazu etwa 75 % oder mehr oder alternativ dazu etwa 100 % oder mehr erhöht ist. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, beträgt das Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen in einem ansonsten ähnlichen Verfahren ohne die Schritte (i) Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und Wasserstoff in einen oder mehrere Hydroprocessing-Reaktoren zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms und (ii) Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt weniger als etwa 3:1.
  • In einem Aspekt kann ein Verfahren zur Herstellung von Olefinen (a) das Eintragen von einem Dampfcracker-Einsatzstrom 10 und Wasserdampf in den Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 zur Herstellung eines Dampfcracker-Produktstroms 20, wobei der Dampfcracker-Produktstrom 20 Olefine (z. B. C2+-Olefine, wie Ethylen und Propylen) umfasst und wobei die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Produktstrom 20 größer ist als die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Einsatzstrom 10; (b) das Trennen mindestens eines Teils des Dampfcracker-Produktstroms 20 in der Trenneinheit 200 in einen Wasserstoffstrom 22, einen Methanstrom 23, einen Olefingasstrom 24, einen gesättigten Gasstrom 21, einen Kohlenwasserstoffgasstrom 30, einen Aromatenstrom 27, einen Raffinatstrom 25 und einen Schwersiederstrom 26, wobei der Olefingasstrom 24 Ethylen und Propylen umfasst, wobei der gesättigte Gasstrom 21 Ethan und Propan umfasst, wobei der Kohlenwasserstoffgasstrom 30 C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Aromatenstrom 27 aromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Raffinatstrom 25 nichtaromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei der Schwersiederstrom 26 C9+-Kohlenwasserstoffe umfasst; (c) das Einspeisen von mindestens einem Teil 30a des Kohlenwasserstoffgasstroms 30 und gegebenenfalls mindestens einem Teil des Raffinatstroms 25 und Wasserstoff 31 in einen Hydrierreaktor 400 zur Herstellung eines Hydrierungsproduktstroms 35, wobei der Hydrierreaktor 400 einen Hydroprocessing-Katalysator umfasst, wobei der Hydrierungsproduktstrom 35 gesättigte C4- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei die Menge an gesättigten C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Hydrierungsproduktstrom 35 größer ist als die Menge an gesättigten C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Kohlenwasserstoffgasstrom 30 und dem Raffinatstrom 25; (d) das Einspeisen von mindestens einem Teil des Hydrierungsproduktstroms 35 und Wasserstoff 36 in einen Hydrocracking-Reaktor 300 zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms 37, wobei der Hydrocracking-Reaktor 300 einen Hydrocracking-Katalysator umfasst, wobei der Hydrocracking-Katalysator ein Metall auf einem Träger umfasst, wobei das Metall Pd, Pt, Ni, Co, Mn, Fe, Rh, Ir, Ru, W, Zr oder Kombinationen davon umfasst und wobei der Hydrocracking-Produktstrom 37 Ethan und Propan umfasst; und (e) das Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms 37 und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms 21 zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 umfassen. Der Träger kann einen Zeolith, wie ZSM-5, umfassen.
  • In einem Aspekt kann ein Verfahren zur Herstellung von Olefinen (a) das Eintragen von einem Dampfcracker-Einsatzstrom und Wasserdampf in einen Gas-Dampfcracker zur Herstellung eines Dampfcracker-Produktstroms, wobei der Dampfcracker-Produktstrom Olefine (z. B. C2+-Olefine, wie Ethylen und Propylen) umfasst und wobei die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Produktstrom größer ist als die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Einsatzstrom; (b) das Trennen mindestens eines Teils des Dampfcracker-Produktstroms in einer Trenneinheit in einen Wasserstoffstrom, einen Methanstrom, einen Olefingasstrom, einen gesättigten Gasstrom, einen Kohlenwasserstoffgasstrom, einen Aromatenstrom, einen Raffinatstrom und einen Schwersiederstrom, wobei der Olefingasstrom Ethylen und Propylen umfasst, wobei der gesättigte Gasstrom Ethan und Propan umfasst, wobei der Kohlenwasserstoffgasstrom C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Aromatenstrom aromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Raffinatstrom nichtaromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei der Schwersiederstrom C9+-Kohlenwasserstoffe umfasst; (c) das Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und gegebenenfalls mindestens einem Teil des Raffinatstroms und Wasserstoff in einen Hydrierreaktor zur Herstellung eines Hydrierungsproduktstroms, wobei der Hydrierreaktor einen Hydroprocessing-Katalysator umfasst, wobei der Hydrierungsproduktstrom gesättigte C4- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei die Menge an gesättigten C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Hydrierungsproduktstrom größer ist als die Menge an gesättigten C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Kohlenwasserstoffgasstrom und dem Raffinatstrom; (d) das Einspeisen von mindestens einem Teil des Hydrierungsproduktstroms und/oder mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und Wasserstoff in einen Hydrocracking-Reaktor zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms, wobei der Hydrocracking-Reaktor einen Hydrocracking-Katalysator umfasst, wobei der Hydrocracking-Katalysator ein Metall auf einem Träger umfasst, wobei das Metall Pd, Pt, Ni, Co, Mn, Fe, Rh, Ir, Ru, W, Zr oder Kombinationen davon umfasst und wobei der Hydrocracking-Produktstrom Ethan und Propan umfasst; und (e) das Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt umfassen. Der Träger kann einen Zeolith, wie ZSM-5, umfassen.
  • In einem Aspekt kann ein hier offenbartes Verfahren zur Herstellung von Olefinen vorteilhafterweise Verbesserungen einer oder mehrerer Verfahrenseigenschaften im Vergleich zu einem einem ansonsten ähnlichen Verfahren ohne die Schritte (i) Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und Wasserstoff in einen oder mehrere Hydroprocessing-Reaktoren zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms und (ii) Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt zeigen. Das hier offenbarte Verfahren zur Herstellung von Olefinen kann vorteilhafterweise einen zurückgeführten Einsatzstoff für den Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt bereitstellen, der Ethan und Propan umfasst, wodurch eine erhöhte Dampf Cracking-Ausbeute an Ethylen und Propylen bereitgestellt wird. Ohne Festlegung auf irgendeine Theorie ist es effizienter, Ethan und Propan zu Ethylen und Propylen dampfzucracken, als C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe zu Ethylen und Propylen dampfzucracken (z. B. fallen beim Dampfcracken von Ethan und Propan zu Ethylen und Propylen weniger Nebenprodukte an als beim Dampfcracken von C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen zu Ethylen und Propylen).
  • In einem Aspekt kann ein hier offenbartes Verfahren zur Herstellung von Olefinen vorteilhafterweise eine Erhöhung des Gewichtsverhältnisses von Ethylen zu Propylen durch Hydrocracken mindestens eines Teils des aus einem Produktstrom aus einem Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt zurückgewonnenen Kohlenwasserstoffgasstroms bereitstellen. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, könnte ein aus einem Gas-Dampfcracker gewonnenes Produkt keine Menge an schwereren Kohlenwasserstoffen (C4+) enthalten, die so erheblich ist, dass sie weiteres Hydrocracking erfordert.
  • In einem Aspekt kann ein hier offenbartes Verfahren zur Herstellung von Olefinen vorteilhafterweise für eine Erweiterung der Einsatzstoff-Flexibilität bestehender Ethan/Propan-Dampfcracker bezüglich schwererer Einsatzstoffe sorgen.
  • Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist, wird durch das Hydrocracken von C4-5-Kohlenwasserstoffen vor dem Dampfcracken (im Gegensatz zum Dampfcracken von C4-5-Kohlenwasserstoffen) die Komplexität von Trennungen nach dem Dampfcracker für C4+-Kohlenwasserstoffe (z. B. Butadien, Isobutylen, 1-Buten, 1-Penten, Benzol usw.) signifikant und vorteilhaft verringert. Wie für den Fachmann und mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ersichtlich ist, können ferner kürzerkettige Kohlenwasserstoffe, wie gesättigte C2-C3-Kohlenwasserstoffe (Alkane), in einem Dampfcracker effizienter in Ethylen und Propylen umgewandelt werden als längerkettige Kohlenwasserstoffe (z. B. C4-C5-Kohlenwasserstoffe). Ohne Festlegung auf irgendeine Theorie können C4-C5-Kohlenwasserstoffe im Vergleich zu C2-C8-Kohlenwasserstoffen eine erhöhte Zahl von Fragmentierungsreaktionen eingehen, die zur Bildung von mehr Kohlenwasserstofffragmenten (z. B. Radikalfragmenten) im Fall von C4-C5-Kohlenwasserstoffen im Vergleich zu C2-C3-Kohlenwasserstoffen führen. Beispielsweise könnte ein C5-Kohlenwasserstoff ein C5-Kohlenwasserstofffragment, ein C4-Kohlenwasserstofffragment, ein C3-Kohlenwasserstofffragment, ein C2-Kohlenwasserstofffragment, ein C1-Kohlenwasserstofffragment oder Kombinationen davon erzeugen, wohingegen ein C2-Kohlenwasserstoff ein C2-Kohlenwasserstofffragment und/oder ein Ci-Kohlenwasserstofffragment erzeugen könnte.
  • In einem Aspekt kann die Größe der Abtrennung von C4+-Kohlenwasserstoffen nach dem Dampfcracker vorteilhafterweise verringert werden, da in dem Dampfcracker-Produktstrom weniger C4+-Kohlenwasserstoffe vorliegen. Zusätzliche Vorteile des hier offenbarten Verfahrens zur Herstellung von Olefinen können für den Fachmann bei der Betrachtung der vorliegenden Offenbarung ersichtlich sein.
  • BEISPIELE
  • Nach der allgemeinen Beschreibung des Gegenstands werden die folgenden Beispiele als spezielle Ausführungsformen der Offenbarung und zur Demonstration der Ausübung und Vorteile davon angegeben. Es versteht sich, dass die Beispiele zur Veranschaulichung angegeben sind und die Spezifikation der folgenden Ansprüche in keiner Weise einschränken sollen.
  • BEISPIEL 1
  • Es wurde die Verteilung von Produkten für ein ähnliches Olefinherstellungssystem wie das Olefinherstellungssystem 1000 aus 1 untersucht. Die Verteilung von Hydrocracking-Produkten wurde aus experimentellen Daten berechnet, die unter Verwendung der folgenden Bedingungen gesammelt wurden: Pt/ZSM-5-Katalysator bei 450 °C, Katalysatorbelastung (WHSV) 4 h-1, Molverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenwasserstoff 3:1 und Druck 200 psig. Die Dampfcracking-Kinetik wurde streng berücksichtigt: es wurde eine SPYRO-Software zur Berechnung von Dampfcracker-Produktpaletten verwendet. Für alle Einsatzstoffe wurden die folgenden Flüssigkeit-Dampfcracker-Ofenbedingungen angewendet: COT (Coil Outlet Temperature) = 845 °C und Dampf/Öl-Verhältnis = 0,37, und die Daten sind in Tabelle 1 für einen n-Pentan-Einsatzstoff sowie für einen n-Butan-Einsatzstoff aufgeführt. Tabelle 1
    EthylenAusbeute [%] Propylen-Ausbeute [%] Gesamt - ausbeute [%] E/P*
    n-Butan direktes Dampfcracken 46 20 66 2,3
    n-Butan Hydrocracking gefolgt von Dampfcracken 52 13 65 4,0
    n-Pentan direktes Dampfcracken 34 21 56 1,6
    n-Pentan Hydrocracking gefolgt von Dampfcracken 54 10 64 5,4
    E/P = Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen.
  • Für einen n-Pentan enthaltenden Dampfcracker-Einsatzstrom (wie den Dampfcracker-Einsatzstrom 10 in 1) würden die Produktausbeuten, die durch Dampfcracken von n-Pentan erreicht werden könnten, ungefähr 34 % Ethylen und 21 % Propylen für eine Gesamtausbeute von etwa 56 % betragen. Die Ausbeuten sind in Gew.-% angegeben.
  • Wenn n-Pentan in einem Hydrocracking-Reaktor wie dem Hydrocracking-Reaktor 300 in 1 Hydrocracking unterworfen würde, würde eine n-Pentan-Hydrocracking-Produktverteilung von 7,6 Gew.-% Methan, 37,8 Gew.-% Ethan und 54,6 Gew.-% Propan erhalten werden. Wenn ein n-Pentan-Hydrocrackingprodukt mit dieser Produktverteilung einem Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt, wie dem Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 in 1, zugeführt würde, so würden die aus dem Dampfcracken erhaltenen Ausbeuten 54 % Ethylen und 10 % Propylen für eine Gesamtausbeute von etwa 64 % betragen. Durch Hydrocracking von n-Pentan vor dem Dampfcracken könnte die Gesamtausbeute um 8 % erhöht werden und die Ausbeute an Ethylen speziell um 20 % erhöht werden. Ferner würde durch Hydrocracking von n-Pentan vor dem Dampfcracken auch die Ethylenausbeute erhöht werden, wodurch eine erhöhte Menge an Ethylen bereitgestellt wird, welches von höherem Wert ist als Propylen.
  • Für einen n-Butan enthaltenden Dampfcracker-Einsatzstrom (wie den Dampfcracker-Einsatzstrom 10 in 1) würden die Produktausbeuten, die durch Dampfcracken von n-Butan erreicht werden könnten, ungefähr 46 % Ethylen und 20 % Propylen für eine Gesamtausbeute von etwa 66 % betragen.
  • Wenn n-Butan in einem Hydrocracking-Reaktor wie dem Hydrocracking-Reaktor 300 in 1 Hydrocracking unterworfen würde, könnte man annehmen, dass eine n-Butan-Hydrocracking-Produktverteilung von 3,8 Gew.-% Methan, 22,4 Gew.-% Ethan und 73,8 Gew.- % Propan erhalten würde. Wenn ein n-Butan-Hydrocrackingprodukt mit dieser Produktverteilung einem Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt, wie dem Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt 100 in 1, zugeführt würde, so würden die aus dem Dampfcracken erhaltenen Ausbeuten 52 % Ethylen und 13 % Propylen für eine Gesamtausbeute von etwa 65 % betragen. Durch Hydrocracking von n-Butan vor dem Dampfcracken könnte die Ausbeute an Ethylen um 6 % erhöht werden. Ferner würde durch Hydrocracking von n-Butan vor dem Dampfcracken auch die Ethylenausbeute erhöht werden, wodurch eine erhöhte Menge an Ethylen bereitgestellt wird, welches von höherem Wert ist als Propylen.
  • Für die Zwecke einer nationalen US-Patenteinreichung, die aus dieser Anmeldung hervorgeht, wird hiermit auf alle in der vorliegenden Offenbarung erwähnten Veröffentlichungen und Patente für den Zweck der Beschreibung und Offenbarung der in diesen Veröffentlichungen beschriebenen Konstrukte und Vorgehensweisen, die in Verbindung mit den Verfahren der vorliegenden Offenbarung verwendet werden könnten, in vollem Umfang ausdrücklich Bezug genommen. Alle hier erörterten Veröffentlichungen und Patente werden lediglich wegen ihrer Offenbarung vor dem Einreichungstag der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt. Dabei ist nichts hierin als Eingeständnis zu verstehen, dass die Erfinder nicht dazu berechtigt sind, aufgrund von früherer Erfindung vor dem Datum einer derartigen Offenbarung zu liegen.
  • Bei einer Anmeldung vor dem United States Patent and Trademark Office wird die Zusammenfassung dieser Anmeldung zur Erfüllung der Erfordernisse von 37 C.F.R. § 1.72 und zu dem in 37 C.F.R. § 1.72(b) angegebenen Zweck bereitgestellt, „das United States Patent and Trademark Office und die Öffentlichkeit allgemein in die Lage zu versetzen, mit einem flüchtigen Blick schnell das Wesen und den Kern der technischen Offenbarung zu bestimmen“. Daher ist die Zusammenfassung dieser Anmeldung nicht zu verwenden, um den Umfang der Ansprüche auszulegen oder den Umfang des hier offenbarten Gegenstands einzuschränken. Außerdem sind jegliche Überschriften, die hier verwendet werden können, nicht zu verwenden, um den Umfang der Ansprüche auszulegen oder den Umfang des hier offenbarten Gegenstands einzuschränken. Jegliche Verwendung der Vergangenheitsform zur Beschreibung eines ansonsten als konstruktiv oder hypothetisch angegebenen Beispiels soll nicht bedeuten, dass das konstruktive oder hypothetische Beispiel auch tatsächlich durchgeführt worden ist.
  • Die vorliegende Offenbarung wird anhand der folgenden Beispiele weiter veranschaulicht, die jedoch den Umfang der Offenbarung in keiner Weise einschränken sollen. Ganz im Gegenteil versteht sich eindeutig, dass auf verschiedene andere Aspekte, Ausführungsformen, Modifikationen und Äquivalente davon zurückgegriffen werden kann, die für den Durchschnittsfachmann nach der Lektüre der Beschreibung hierin ersichtlich sind, ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung oder dem Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
  • ZUSÄTZLICHE OFFENBARUNG
  • Ein erster Aspekt, bei dem es sich um ein Verfahren zur Herstellung von Olefinen handelt, umfassend (a) das Eintragen eines Dampfcracker-Einsatzstroms in einen Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt zur Herstellung eines Dampfcracker-Produktstroms, wobei der Dampfcracker-Produktstrom Olefine umfasst und wobei die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Produktstrom größer ist als die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Einsatzstrom; (b) das Trennen mindestens eines Teils des Dampfcracker-Produktstroms in einer Trenneinheit in einen Wasserstoffstrom, einen Methanstrom, einen Olefingasstrom, einen gesättigten Gasstrom, einen Kohlenwasserstoffgasstrom, einen Aromatenstrom, einen Raffinatstrom und einen Schwersiederstrom, wobei der Olefingasstrom Ethylen und Propylen umfasst, wobei der gesättigte Gasstrom Ethan und Propan umfasst, wobei der Kohlenwasserstoffgasstrom C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Aromatenstrom aromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Raffinatstrom nichtaromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei der Schwersiederstrom C9+-Kohlenwasserstoffe umfasst; (c) das Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und Wasserstoff in einen oder mehrere Hydroprocessing-Reaktoren zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms, wobei der Hydrocracking-Produktstrom Ethan und Propan umfasst; und (d) das Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt.
  • Ein zweiter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren des ersten Aspekts handelt, wobei der Hydroprocessing-Reaktor bzw. die Hydroprocessing-Reaktoren einen Hydrocracking-Reaktor umfasst bzw. umfassen und wobei der Hydrocracking-Reaktor einen Hydrocracking-Katalysator umfasst.
  • Ein dritter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren des zweiten Aspekts handelt, wobei der Hydrocracking-Reaktor durch eine Temperatur von etwa 350 °C bis etwa 600 °C gekennzeichnet ist.
  • Ein vierter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis dritten Aspekt handelt, wobei der Hydrocracking-Reaktor durch einen Druck von etwa 100 psig bis etwa 400 psig gekennzeichnet ist.
  • Ein fünfter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis vierten Aspekte handelt, wobei der Hydrocracking-Reaktor durch eine Katalysatorbelastung (Weight Hourly Space Velocity, WHSV) von etwa 1 h-1 bis etwa 50 h-1 gekennzeichnet ist.
  • Ein sechster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis fünften Aspekte handelt, wobei der Hydrocracking-Reaktor durch ein Molverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenwasserstoff von etwa 5:1 bis etwa 1:0,5 gekennzeichnet ist.
  • Ein siebter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis sechsten Aspekte handelt, wobei wobei der Hydrocracking-Katalysator ein Metall auf einem Träger umfasst, wobei das Metall Pd, Pt, Ni, Co, Mn, Fe, Rh, Ir, Ru, W, Zr oder Kombinationen davon umfasst.
  • Ein achter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren des siebten Aspekts handelt, wobei der Träger einen Zeolith, ZSM-5, Zeolith Y, Mordenit, Zeolith L, ZSM-22, ZSM-11, Chabazit, Ferrierit, Zeolith Beta, silylierten ZSM-5, Zirconiumdioxid, sulfatiertes Zirconiumdioxid, Aluminiumoxid oder Kombinationen davon umfasst.
  • Ein neunter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis achten Aspekte handelt, wobei das Metall in dem Hydrocracking-Katalysator in einer Menge von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Hydrocracking-Katalysators, vorliegt.
  • Ein zehnter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis neunten Aspekte handelt, wobei der Hydrocracking-Reaktor einen Festbettreaktor und/oder einen Radialstromreaktor umfasst.
  • Ein elfter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis zehnten Aspekte handelt, wobei der Hydroprocessing-Reaktor bzw. die Hydroprocessing-Reaktoren ferner einen Hydrierreaktor umfasst bzw. umfassen, wobei der Hydrierreaktor einen Hydroprocessing-Katalysator umfasst.
  • Ein zwölfter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis elften Aspekte handelt, wobei der Hydrierreaktor und der Hydrocracking-Reaktor in Reihe geschaltet sind und wobei sich der Hydrierreaktor stromaufwärts des Hydrocracking-Reaktors befindet.
  • Ein dreizehnter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis zwölften Aspekte handelt, wobei der Hydrierreaktor durch eine Temperatur von etwa 60 °C bis etwa 300 °C gekennzeichnet ist.
  • Ein vierzehnter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis dreizehnten Aspekte handelt, wobei der Hydrierreaktor durch einen Druck von etwa 350 psig bis etwa 600 psig gekennzeichnet ist.
  • Ein fünfzehnter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis vierzehnten Aspekte handelt, wobei der Hydrierreaktor durch eine Katalysatorbelastung (Liquid Hourly Space Velocity, LHSV) von etwa 1 h-1 bis etwa 10 h-1 gekennzeichnet ist.
  • Ein sechzehnter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis fünfzehnten Aspekte handelt, wobei der Hydroprocessing-Katalysator Pt auf einem Aluminiumoxid-Träger, Pd auf einem Aluminiumoxid-Träger, Ni auf einem Aluminiumoxid-Träger, Co-Mo auf einem Aluminiumoxid-Träger oder Kombinationen davon umfasst.
  • Ein siebzehnter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis sechzehnten Aspekte handelt, wobei der Hydroprocessing-Reaktor bzw. die Hydroprocessing-Reaktoren etwa 2 bis etwa 10 in Reihe geschaltete Hydrocracking-Reaktoren umfasst bzw. umfassen.
  • Ein achtzehnter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren des siebzehnten Aspekts handelt, wobei mindestens einer der in Reihe geschalteten Hydrocracking-Reaktoren eine dem Hydrocracking-Reaktor nachgeschaltete Kühleinheit umfasst und wobei die Kühleinheit die Temperatur des Hydrocracking-Produktstroms herabsetzt.
  • Ein neunzehnter Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis achtzehnten Aspekte handelt, wobei der Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt eine erste Crackzone und eine zweite Crackzone umfasst, wobei die erste Crackzone durch eine Ethan-Cracktemperatur gekennzeichnet ist, wobei die zweite Crackzone durch eine Propan-Cracktemperatur gekennzeichnet ist und wobei die Ethan-Cracktemperatur größer ist als die Propan-Cracktemperatur.
  • Ein zwanzigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach dem neunzehnten Aspekt handelt, ferner umfassend das Einspeisen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und/oder mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms in die erste Crackzone.
  • Ein einundzwanzigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis zwanzigsten Aspekte handelt, ferner umfassend das Trennen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und/oder mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms in einen Ethanstrom und einen Propanstrom.
  • Ein zweiundzwanzigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach dem einundzwanzigsten Aspekt handelt, ferner umfassend (i) das Einspeisen mindestens eines Teils des Ethanstroms in die erste Crackzone und (ii) das Einspeisen mindestens eines Teils des Propanstroms in die zweite Crackzone.
  • Ein dreiundzwanzigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis zweiundzwanzigsten Aspekte handelt, wobei der Hydrocracking-Produktstrom ferner Methan umfasst und wobei Schritt (d) ferner das Abtrennen mindestens eines Teils des Methans aus dem Hydrocracking-Produktstrom vor der Rückführung mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt umfasst.
  • Ein vierundzwanzigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis dreiundzwanzigsten Aspekte handelt, wobei der Hydrocracking-Produktstrom ferner Wasserstoff umfasst und wobei Schritt (d) ferner das Abtrennen mindestens eines Teils des Wasserstoffs aus dem Hydrocracking-Produktstrom vor der Rückführung mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt umfasst.
  • Ein fünfundzwanzigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis vierundzwanzigsten Aspekte handelt, wobei der Hydrocracking-Produktstrom ferner C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei die Menge an C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Hydrocracking-Produktstrom kleiner ist als die Menge an C4- bis C5-Kohlenwasserstoffen in dem Kohlenwasserstoffgasstrom und wobei Schritt (d) ferner das Abtrennen mindestens eines Teils der C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe aus dem Hydrocracking-Produktstrom vor der Rückführung mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt umfasst.
  • Ein sechsundzwanzigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt handelt, ferner umfassend das Zurückführen mindestens eines Teils der abgetrennten C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe zu dem Hydroprocessing-Reaktor bzw. den Hydroprocessing-Reaktoren.
  • Ein siebenrundzwanzigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis sechsundzwanzigsten Aspekte handelt, ferner umfassend das Eintragen mindestens eines Teils des Wasserstoffstroms in den Hydroprocessing-Reaktor bzw. die Hydroprocessing-Reaktoren.
  • Ein achtundzwanzigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis siebenundzwanzigsten Aspekte handelt, ferner umfassend das Eintragen mindestens eines Teils des Raffinatstroms in den Hydroprocessing-Reaktor bzw. die Hydroprocessing-Reaktoren.
  • Ein neunundzwanzigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis achtundzwanzigsten Aspekte handelt, wobei der Dampfcracker-Einsatzstrom Direktnaphtha, leichtes Naphtha, schweres Naphtha, Ethan, Propan, Butane, Schiefergaskondensat, Destillate, frische Gasöle, hydrierverarbeitete Gasöle, Rohöl oder Kombinationen davon umfasst.
  • Ein dreißigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis neunundzwanzigsten Aspekte handelt, wobei das Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen im Vergleich zum Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen in einem ansonsten ähnlichen Verfahren ohne die Schritte (i) Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und Wasserstoff in einen oder mehrere Hydroprocessing-Reaktoren zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms und (ii) Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt um etwa 10 % oder mehr erhöht wird.
  • Ein einunddreißigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis dreißigsten Aspekte handelt, wobei das Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen etwa 3:1 oder mehr beträgt.
  • Ein zweiunddreißigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis einunddreißigsten Aspekte handelt, ferner umfassend das Trennen mindestens eines Teils des Aromatenstroms in einen C6-Aromatenstrom, einen C7-Aromatenstrom und einen C8-Aromatenstrom, wobei der C6-Aromatenstrom Benzol umfasst, wobei der C7-Aromatenstrom Toluol umfasst und wobei der C8-Aromatenstrom Xylole und Ethylbenzol umfasst.
  • Ein dreiunddreißigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis zweiunddreißigsten Aspekte handelt, wobei die Trenneinheit mehrere Verdichtungsstufen umfasst und wobei ein Teil des Hydrocracking-Produktstroms einer abschließenden Verdichtungsstufe zugeführt wird.
  • Ein vierunddreißigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach einem der ersten bis dreiunddreißigsten Aspekte handelt, wobei die Trenneinheit mehrere Verdichtungsstufen umfasst, wobei mindestens ein Teil der C4-Kohlenwasserstoffe durch Verwendung eines Kühlmediums mit einer niedrigeren Temperatur als herkömmliches Kühlwasser in mindestens einer Verdichtungsstufe nach der ersten Verdichtungsstufe aus dem Dampfcracker-Produktstrom abgetrennt ist.
  • Ein fünfunddreißigster Aspekt, bei dem es sich um ein Verfahren zur Herstellung von Olefinen handelt, umfassend (a) das Eintragen eines Dampfcracker-Einsatzstroms in einen Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt zur Herstellung eines Dampfcracker-Produktstroms, wobei der Dampfcracker-Produktstrom Olefine umfasst und wobei die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Produktstrom größer ist als die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Einsatzstrom; (b) das Trennen mindestens eines Teils des Dampfcracker-Produktstroms in einen Wasserstoffstrom, einen Methanstrom, einen Olefingasstrom, einen gesättigten Gasstrom, einen Kohlenwasserstoffgasstrom, einen Aromatenstrom, einen Raffinatstrom und einen Schwersiederstrom, wobei der Olefingasstrom Ethylen und Propylen umfasst, wobei der gesättigte Gasstrom Ethan und Propan umfasst, wobei der Kohlenwasserstoffgasstrom C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Aromatenstrom aromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Raffinatstrom nichtaromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei der Schwersiederstrom C9+-Kohlenwasserstoffe umfasst; (c) das Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und mindestens einem Teil des Raffinatstroms und Wasserstoff in einen Hydrierreaktor zur Herstellung eines Hydrierungsproduktstroms, wobei der Hydrierreaktor einen Hydroprocessing-Katalysator umfasst, wobei der Hydrierungsproduktstrom gesättigte C4- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei die Menge an gesättigten C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Hydrierungsproduktstrom größer ist als die Menge an gesättigten C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Kohlenwasserstoffgasstrom und dem Raffinatstrom; (d) das Einspeisen von mindestens einem Teil des Hydrierungsproduktstroms und Wasserstoff in einen Hydrocracking-Reaktor zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms, wobei der Hydrocracking-Reaktor einen Hydrocracking-Katalysator umfasst, wobei der Hydrocracking-Katalysator ein Metall auf einem Träger umfasst, wobei das Metall Pd, Pt, Ni, Co, Mn, Fe, Rh, Ir, Ru, W, Zr oder Kombinationen davon umfasst und wobei der Hydrocracking-Produktstrom Ethan und Propan umfasst; und (e) das Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt.
  • Ein sechsunddreißigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach dem fünfunddreißigsten Aspekt handelt, wobei der Träger einen Zeolith, ZSM-5, Zeolith Y, Mordenit, Zeolith L, ZSM-22, ZSM-11, Chabazit, Ferrierit, Zeolith Beta, silylierten ZSM-5, Zirconiumdioxid, sulfatiertes Zirconiumdioxid, Aluminiumoxid oder Kombinationen davon umfasst.
  • Ein siebenunddreißigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach dem der fünfunddreißigsten und sechunddreißigsten Aspekte handelt, wobei das Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen etwa 3:1 oder mehr beträgt.
  • Ein achtunddreißigster Aspekt, bei dem es sich um das Verfahren nach dem der fünfunddreißigsten bis siebenunddreißigsten Aspekte handelt, wobei das Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen im Vergleich zum Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen in einem ansonsten ähnlichen Verfahren ohne die Schritte (i) Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und Wasserstoff in einen oder mehrere Hydroprocessing-Reaktoren zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms und (ii) Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt um etwa 10 % oder mehr erhöht wird.
  • Während Ausführungsformen der Offenbarung gezeigt und beschrieben worden sind, können Modifikationen daran vorgenommen werden, ohne vom Gedanken und von den Lehren der Erfindung abzuweichen. Die hier beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele sind nur exemplarisch und sollen nicht einschränkend sein. Zahlreiche Variationen und Modifikationen der hier offenbarten Erfindung sind möglich und liegen im Umfang der Erfindung.
  • Demgemäß ist der Schutzumfang nicht durch die oben dargelegte Beschreibung, sondern nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt, wobei dieser Umfang alle Äquivalente des Gegenstands der Ansprüche einschließt. Jeder einzelne Anspruch ist als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in die Beschreibung aufgenommen. Somit sind die Ansprüche eine weitere Beschreibung und eine Ergänzung zur näheren Beschreibung der vorliegenden Erfindung. Auf die Offenbarungen aller hier angeführten Patentschriften, Patentanmeldungen und Veröffentlichungen wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 20080029434 A1 [0027]

Claims (20)

  1. Verfahren zur Herstellung von Olefinen, umfassend: (a) das Eintragen eines Dampfcracker-Einsatzstroms in einen Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt zur Herstellung eines Dampfcracker-Produktstroms, wobei der Dampfcracker-Produktstrom Olefine umfasst und wobei die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Produktstrom größer ist als die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Einsatzstrom; (b) das Trennen mindestens eines Teils des Dampfcracker-Produktstroms in einer Trenneinheit in einen Wasserstoffstrom, einen Methanstrom, einen Olefingasstrom, einen gesättigten Gasstrom, einen Kohlenwasserstoffgasstrom, einen Aromatenstrom, einen Raffinatstrom und einen Schwersiederstrom, wobei der Olefingasstrom Ethylen und Propylen umfasst, wobei der gesättigte Gasstrom Ethan und Propan umfasst, wobei der Kohlenwasserstoffgasstrom C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Aromatenstrom aromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Raffinatstrom nichtaromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei der Schwersiederstrom C9+-Kohlenwasserstoffe umfasst; (c) das Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und Wasserstoff in einen oder mehrere Hydroprocessing-Reaktoren zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms, wobei der Hydrocracking-Produktstrom Ethan und Propan umfasst; und (d) das Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Hydroprocessing-Reaktor bzw. die Hydroprocessing-Reaktoren einen Hydrocracking-Reaktor umfasst bzw. umfassen und wobei der Hydrocracking-Reaktor einen Hydrocracking-Katalysator umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Hydrocracking-Reaktor durch eine Temperatur von etwa 350 °C bis etwa 600 °C, einen Druck von etwa 100 psig bis etwa 400 psig, eine Katalysatorbelastung (Weight Hourly Space Velocity, WHSV) von etwa 1 h-1 bis etwa 50 h-1 und ein Molverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenwasserstoff von etwa 5:1 bis etwa 1:0,5 gekennzeichnet ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Hydrocracking-Katalysator ein Metall auf einem Träger umfasst, wobei das Metall Pd, Pt, Ni, Co, Mn, Fe, Rh, Ir, Ru, W, Zr oder Kombinationen davon umfasst und wobei der Träger einen Zeolith, ZSM-5, Zeolith Y, Mordenit, Zeolith L, ZSM-22, ZSM-11, Chabazit, Ferrierit, Zeolith Beta, silylierten ZSM-5, Zirconiumdioxid, sulfatiertes Zirconiumdioxid, Aluminiumoxid oder Kombinationen davon umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Hydroprocessing-Reaktor bzw. die Hydroprocessing-Reaktoren einen Hydrierreaktor umfasst bzw. umfassen, wobei der Hydrierreaktor einen Hydroprocessing-Katalysator umfasst und wobei der Hydroprocessing-Katalysator Pt auf einem Aluminiumoxid-Träger, Pd auf einem Aluminiumoxid-Träger, Ni auf einem Aluminiumoxid-Träger, Co-Mo auf einem Aluminiumoxid-Träger oder Kombinationen davon umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Hydrierreaktor durch eine Temperatur von etwa 60 °C bis etwa 300 °C, einen Druck von etwa 350 psig bis etwa 600 psig und eine Katalysatorbelastung (Liquid Hourly Space Velocity, LHSV) von etwa 1 h-1 bis etwa 10 h-1 gekennzeichnet ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Hydroprocessing-Reaktor bzw. die Hydroprocessing-Reaktoren etwa 2 bis etwa 10 in Reihe geschaltete Hydrocracking-Reaktoren umfasst bzw. umfassen, wobei mindestens einer der in Reihe geschalteten Hydrocracking-Reaktoren eine dem Hydrocracking-Reaktor nachgeschaltete Kühleinheit umfasst und wobei die Kühleinheit die Temperatur des Hydrocracking-Produktstroms herabsetzt.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt eine erste Crackzone und eine zweite Crackzone umfasst, wobei die erste Crackzone durch eine Ethan-Cracktemperatur gekennzeichnet ist, wobei die zweite Crackzone durch eine Propan-Cracktemperatur gekennzeichnet ist und wobei die Ethan-Cracktemperatur größer ist als die Propan-Cracktemperatur.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend das Einspeisen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und/oder mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms in die erste Crackzone.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend das Trennen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und/oder mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms in einen Ethanstrom und einen Propanstrom.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend (i) das Einspeisen mindestens eines Teils des Ethanstroms in die erste Crackzone und (ii) das Einspeisen mindestens eines Teils des Propanstroms in die zweite Crackzone.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Hydrocracking-Produktstrom ferner C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei die Menge an C4- bis C5-Kohlenwasserstoffen in dem Hydrocracking-Produktstrom kleiner ist als die Menge an C4- bis C5-Kohlenwasserstoffen in dem Kohlenwasserstoffgasstrom und wobei Schritt (d) ferner das Abtrennen mindestens eines Teils der C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe aus dem Hydrocracking-Produktstrom vor der Rückführung mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend das Zurückführen mindestens eines Teils der abgetrennten C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe zu dem Hydroprocessing-Reaktor bzw. den Hydroprocessing-Reaktoren.
  14. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Eintragen mindestens eines Teils des Wasserstoffstroms in den Hydroprocessing-Reaktor bzw. die Hydroprocessing-Reaktoren.
  15. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Eintragen mindestens eines Teils des Raffinatstroms in den Hydroprocessing-Reaktor bzw. die Hydroprocessing-Reaktoren.
  16. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen im Vergleich zum Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen in einem ansonsten ähnlichen Verfahren ohne die Schritte (i) Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und Wasserstoff in einen oder mehrere Hydroprocessing-Reaktoren zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms und (ii) Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt um etwa 10 % oder mehr erhöht wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen etwa 3:1 oder mehr beträgt.
  18. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Trennen mindestens eines Teils des Aromatenstroms in einen C6-Aromatenstrom, einen C7-Aromatenstrom und einen C8-Aromatenstrom, wobei der C6-Aromatenstrom Benzol umfasst, wobei der C7-Aromatenstrom Toluol umfasst und wobei der C8-Aromatenstrom Xylole und Ethylbenzol umfasst.
  19. Verfahren zur Herstellung von Olefinen, umfassend: (a) das Eintragen eines Dampfcracker-Einsatzstroms in einen Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt zur Herstellung eines Dampfcracker-Produktstroms, wobei der Dampfcracker-Produktstrom Olefine umfasst und wobei die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Produktstrom größer ist als die Menge an Olefinen in dem Dampfcracker-Einsatzstrom; (b) das Trennen mindestens eines Teils des Dampfcracker-Produktstroms in einen Wasserstoffstrom, einen Methanstrom, einen Olefingasstrom, einen gesättigten Gasstrom, einen Kohlenwasserstoffgasstrom, einen Aromatenstrom, einen Raffinatstrom und einen Schwersiederstrom, wobei der Olefingasstrom Ethylen und Propylen umfasst, wobei der gesättigte Gasstrom Ethan und Propan umfasst, wobei der Kohlenwasserstoffgasstrom C4- bis C5-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Aromatenstrom aromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei der Raffinatstrom nichtaromatische C6- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei der Schwersiederstrom C9+-Kohlenwasserstoffe umfasst; (c) das Einspeisen von mindestens einem Teil des Kohlenwasserstoffgasstroms und mindestens einem Teil des Raffinatstroms und Wasserstoff in einen Hydrierreaktor zur Herstellung eines Hydrierungsproduktstroms, wobei der Hydrierreaktor einen Hydroprocessing-Katalysator umfasst, wobei der Hydrierungsproduktstrom gesättigte C4- bis C8-Kohlenwasserstoffe umfasst und wobei die Menge an gesättigten C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Hydrierungsproduktstrom größer ist als die Menge an gesättigten C4- bis C8-Kohlenwasserstoffen in dem Kohlenwasserstoffgasstrom und dem Raffinatstrom; (d) das Einspeisen von mindestens einem Teil des Hydrierungsproduktstroms und Wasserstoff in einen Hydrocracking-Reaktor zur Herstellung eines Hydrocracking-Produktstroms, wobei der Hydrocracking-Reaktor einen Hydrocracking-Katalysator umfasst, wobei der Hydrocracking-Katalysator ein Metall auf einem Träger umfasst, wobei das Metall Pd, Pt, Ni, Co, Mn, Fe, Rh, Ir, Ru, W, Zr oder Kombinationen davon umfasst und wobei der Hydrocracking-Produktstrom Ethan und Propan umfasst; und (e) das Zurückführen mindestens eines Teils des Hydrocracking-Produktstroms und mindestens eines Teils des gesättigten Gasstroms zum Flüssigkeits-Dampfcracker-Ofenabschnitt.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Gewichtsverhältnis von Ethylen zu Propylen etwa 3:1 oder mehr beträgt.
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