通过热蒸汽裂化将烃原料转化为烯烃产物流的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过热蒸汽裂化将由烃类组成的原料转化为至少一种含烯烃产物流的方法，该含烯烃产物流至少包括乙烯和丙烯，原料在至少一个第一裂化炉和至少一个第二裂化炉内至少部分地转化。
【背景技术】
[0002]热蒸汽裂化为长期建立的石油化学工艺。热蒸汽裂化中的标准目标化合物为乙烯(ethylene)(也称为乙稀(ethene))，乙稀为多种化学合成的重要的起始化合物。
[0003]用于热蒸汽裂化的原料可为气体(诸如乙烷、丙烷或丁烷)和对应的混合物、或液体烃类(例如石脑油)和烃混合物。
[0004]关于热蒸汽裂化中使用的特定设备和反应条件、和进行的反应和炼油工艺的细节，参考工具书中的对应文章，诸如Zimmermann, H和Walzl, R.:Ethylene,在:Ullmann? sEncyclopedia of Industrial Chemistry.第 6 版，ffeinheim:ffiley-VCH, 2005 ；和Ir1n, ff.W.和 Neuwirth,0.S.: Oil Refining,在:Ullmann’ s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry.第 6 版，Weinheim:Wiley-VCH 2005。制备稀径的方法还公开在，例如US 3714282A和US 6743961B1中，且US 6 743 961 B2包括一种制备烯烃的方法，其中在将重油导入用于热裂化的炉之前将重油在温和裂化工艺中预处理。
[0005]此外，本申请中应当提到US 2004/209964，US 2004/209964公开了将碳数在15与30之间且已通过费托合成制备和分馏的烃类氢化，且然后在温和条件下裂化。相反，US2017874A包括其中由油和燃料通过烯烃制备长链烃类的方法。
[0006]关于热蒸汽裂化，使用裂化炉。裂化炉与淬火单元和用于加工形成的产物混合物的下游装置一起集成在用于制备烯烃的对应更大设备中，该对应更大设备在本申请的说明书中称为“蒸汽裂化器”。
[0007]热蒸汽裂化中的一个重要参数为裂化苛刻度，裂化苛刻度决定裂化条件。特别地，裂化条件受温度、和停留时间、和烃类的分压和蒸汽的分压影响。用作原料的烃混合物的组成和使用的裂化炉的设计也影响裂化条件。因为这些因素的相互影响，裂化条件通常通过裂化气中丙稀(propylene)(也称为丙稀(propene))与乙稀的比限定。
[0008]根据原料混合物和裂化条件，热蒸汽裂化不仅产生标准的目标化合物乙烯，有时也产生可与对应产物流分离的大量副产物。该副产物包括:低级烯烃类，例如丙烯和丁烯；和二烯烃类，例如丁二烯类；和芳香族化合物，例如苯、甲苯和二甲苯。这具有比较高的经济价值，且由其形成的“高值产物”是期望的。
[0009]因此本发明要解决的问题是改进通过热蒸汽裂化由烃类获得含烯烃产物混合物的方法。
【发明内容】
[0010]与【背景技术】相反，本发明提出了一种具有独立权利要求的特征的、通过热蒸汽裂化将由烃类组成的原料转化为至少一种含烯烃产物流的方法，含烯烃产物流至少包括乙烯和丙烯，原料在至少一个第一裂化炉和至少一个第二裂化炉内至少部分地转化。优选的配置为从属权利要求和接下来的说明书的主题。
[0011]本发明的优点
[0012]根据本发明，提出一种方法，其中将新鲜原料分馏为组分不同的至少一种第一新鲜原料馏分和至少一种第二新鲜原料馏分，且将第一新鲜原料馏分至少部分地、优选全部导入第一裂化炉，且将第二新鲜原料馏分至少部分地、优选全部导入第二裂化炉。
[0013]在本发明的情况下，裂化炉应理解为是指其中限定了裂化条件的裂化单元。可能的是，在一个整体炉内存在分为两个或更多个裂化炉的部分。这种情况下，经常参考炉元件(furnace cell)。形成整体炉的一部分的多个炉元件通常具有独立辐射区域、共同对流区域、和共同出烟口。这些情况下，每个炉元件可以用其本身的裂化条件操作。因此，每个炉元件为一个裂化单元且因此在本申请中被称为裂化炉。这种情况下，整体炉具有多个裂化单元；或换言之，整体炉具有多个裂化炉。如果仅存在一个炉元件，该炉元件为裂化单元且因此为裂化炉。裂化炉可组合为组，该组供应有例如相同原料。炉组内的裂化条件通常调节为相同的或类似的。
[0014]根据本发明，第一新鲜原料馏分与第二新鲜原料馏分具有不同组成。因此强调的是，新鲜原料的分开为分馏，而不是简单分为两个量。在分馏中，分离根据不同组分来实现。在分馏之后，新鲜原料的一些组分因此主要存在于第一新鲜原料馏分中，且新鲜原料的其他组分主要存在于第二新鲜原料馏分中。
[0015]温和裂化条件下的具有典型组成的烃类(例如石脑油)的热裂化产生非常大的量的裂解汽油，因为大量，所以这非常难处理。这是因为在裂化炉内在温和裂化条件下原料的转化相对更低。然而，温和裂化条件是需要的，因为在温和条件下的裂化的情况下形成的与新鲜原料有关的丙烯比典型使用的正常裂化条件下的裂化的情况下形成的与新鲜原料有关的丙烯多。因为本发明新鲜原料的分馏和控制导入分配的裂化炉，将新鲜原料以以下方式分开:裂化可在至少一个裂化炉中在温和裂化条件下进行，且裂化可在至少一个裂化炉中在标准裂化条件下进行，而不形成非常大量的裂解汽油。反而，裂解汽油的量保持可控制。因此根据本发明的方法使得可能以以下方式操作蒸汽裂化设备:与其中不使用本发明的方法的常规设备相比，形成与新鲜原料有关的更多丙烯。在本发明的情况下，该问题和提出的解决方案已被认识到。
[0016]本发明的新鲜原料的分馏和控制导入分配的裂化炉使得可能以可控制的方式分开新鲜原料，使得裂化炉原料和裂化条件可以最佳地相互匹配。初次看来，进行新鲜原料的分馏看起来是没有意义的，因为新鲜原料的分馏与很大设备复杂性和因此的高经济成本相关联。然而，已经令人意外地发现，因为裂化炉原料和裂化条件的匹配(至今为止现在可能)，建立的优点超过了缺点。
[0017]分馏新鲜原料所需要的工艺对本领域技术人员是已知的。这些为用于分离和加工产物流和馏分流的蒸汽裂化器中惯用的方法，这些方法与新鲜原料的特定性质匹配。
[0018]特别有利地，第二新鲜原料馏分主要包括最大碳数为5的烃类。更具体地，第二新鲜原料馏分主要包括碳数为5和/或4的烃类。
[0019]此外，第一新鲜原料馏分有利地主要包括碳数为至少6的烃类。
[0020]如果将新鲜原料以这种方式分开，以非常特别有利的方式操作用于蒸汽裂化的设备是可能的，且形成了比常规设备更多的与新鲜原料有关的丙烯。
[0021]本申请的情况下，词“主要”用于表明原料或馏分不是仅仅由具有特定碳数的烃类组成，而是除了特定碳数的烃类之外，具有其他碳数的烃类和其他杂质也可存在。新鲜原料、产物流和/或馏分的分离和加工总是将组分的残留物留在产物流或馏分中。其他杂质也存在，且因此加工产物流或馏分流总是包括残留物。由于与分离和加工相关联的成本和不便随着取得的纯度增加至十分高的程度，经济因素决定多少比例的残留物可存在于该流中。该比例的水平必须根据经济因素衡量。不需要的烃类和其他杂质的比例的大致指导值通常为不大于30重量％至40重量％可存在于产物流和/或馏分中。通常，实际达到最大值15重量％或更少。因此新鲜原料馏分包含至少60重量％、优选至少80重量％、且进一步优选至少90重量％、且更优选至少95重量％