集成的加氢处理的制作方法
【专利说明】集成的加氢处理发明领域
[0001]本发明涉及例如在集成的工艺设施中用于分馏原油或冷凝物和把气体转化成液体的改善的方法。
[0002]背景和
【发明内容】
[0003]随着用于生产非常规页岩天然气储存的新钻井技术的开发导致更能提供经济的天然气，把天然气转化成液体烃受到越来越多的关注。把天然气转化成液体燃料的常规替代方式基于两个基本技术:(1)使用费-托(Fischer Tropsch)技术，把天然气转化成径产物例如柴油、石脑油(naphtha)、LPG、润滑油和/或特种蜡⑵使用天然气到甲醇到汽油技术，把天然气转化成甲醇、二甲醚(DME)、汽油和/或LPG。在一些实施方式中，本发明涉及第一种方法即利用费-托反应器技术(也称为“FT GTL”)把天然气转化为烃产物。
[0004]在FT GTL中，首先重整天然气来制备主要由氢气和一氧化碳组成的合成气；然后在费-托反应器中使用合成气并在那里制备FT产物。费-托产物通常包括石蜡族蜡、蒸馏物液体燃料产物和其混合物。随后，可将FT产物加氢处理成所需的烃终端产物，其可包括例如柴油，煤油，航空燃油，石脑油，润滑油，特种蜡产物，LPG及其混合物。在FT GTL工艺中制备的柴油特征通常非常好，例如，十六烷通常大于70且不具有或具有很少的硫。不幸的是，常规FT GTL技术的商业应用目前限制于非常大的项目(最高达130，000桶/天容量)，对于低容量的油田或者偏远位置这是不可行的，因为需要非常高的资金成本要求和所必需的大的天然气浓度来证明该项目的有效性。但是，随着对FT技术的改进，一些较小的FT GTL项目现在可技术是可行，尽管考虑制备的每桶的项目操作和资金成本不太经济。因此，本领域需要改善的方法来有效和经济地把FT GTL项目和其它项目集成来允许较低的操作和资金成本。
[0005]因为油生产技术的改善，生产非常规页岩天然气的产量有显著增加。还开发了在偏远位置的其它常规油资源。不幸的是，在各种情况下，油产量仍然远远不足任意现有炼化基础设施处理油所必需的量。此外，这种新的油生产大多数具有伴生的天然气，其必需在制备时回收或者燃烧。这可导致不利的高强度的伴生天然气燃烧，直到可增加管线容量把天然气移动到市场。因为需要精炼的油在远离现有精炼容量的地方制备，在一些这种位置开发了小(小于40，000桶/天)的炼化厂以靠近这些新的油生产。这些较小的精炼项目常常加氢处理能力有限或没有加氢处理能力，因为加氢裂化器或加氢处理器资金成本高也因为需要制备加氢处理所需的氢气。缺失加氢处理能力常常是小炼化厂的限制因素，且可能排除或限制它们制备例如超低硫柴油的能力。
[0006]如果能开发解决上述限制的改善的方法和系统，对于开发新的精炼项目和对于开发新的FT GTL容量都有显著的经济效益。如果这种改善的方法和系统能在较小规模集成原油蒸馏和FT GTL项目和/或把这种与加氢处理组合，将是更加有益的。本发明至少满足这些需求和其它需求。
[0007]在一种实施方式中，本发明涉及一种方法，所述方法包括在分馏器中分馏原油、冷凝物或其混合物来制备包括柴油煤油或其混合物的分馏产物。在费-托反应器中使用合成气来制备一种或更多种费-托产物。所述方法随后涉及在同一加氢处理器中加氢处理至少一部分的所述分馏产物和至少一部分的所述费-托产物。
[0008]在另一方面中，本发明涉及用于把气体转化成液体以及分馏原油或冷凝物的集成的系统。所述系统包括分馏器，其用于从原油、冷凝物或其混合物制备包括柴油、煤油或其混合物的分馏产物。所述系统还包括费-托反应器，用于从合成气制备一种或更多种费-托产物。优选地，将加氢处理器可操作地连接到分馏器和费-托反应器，从而加氢处理器能加氢处理至少一部分的所述分馏产物和至少一部分的所述费-托产物。
[0009]附图简要说明
[0010]图1显示了集成加氢处理系统的一种【具体实施方式】。
[0011]图2显示本发明的概念的另一集成GTL/裂化产物。
[0012]发明详述
[0013]本发明的系统可包括:原油分馏器；稳定器，其用于稳定来自原油分馏器、加氢处理器和/或来自FT GTL的石脑油或其它馏分；气体重整器，其用于制备合成气(和潜在地可用于例如加氢处理的氢气)；费-托反应器，其用于从在气体重整器制备的合成气制备FT产物；以及加氢处理器，其用于同时加氢处理来自FT GTL的FT产物以及来自原油蒸馏单元的宽-切取馏分柴油。宽-切取馏分柴油通常指根据ASTM D-86切取馏分点为约250-1000 °F的馏分。宽-馏分柴油切取馏分通常包括柴油、煤油、石脑油的重质部分以及重质燃油切取馏分的轻质部分。
[0014]至少一部分至最多达全部用于任何加氢处理的氢气可优选地由FT GTL重整器提供。优选地，该系统中所有单元位于相同的区域，从而可在整个系统中有效地传输和有效地使用集成工厂的FT GTL部分中放热过程产生的过量的热量和/或其它能源。但是，在一些实施方式中单元例如分馏器可在厂区以外，然后可运输、转移或通过管道移动未裂化的宽柴油切取馏分至FT GTL常，随后可使用加氢处理器单元来加氢处理未裂化的宽柴油切取馏分。
[0015]分馏
[0016]分馏器可为常规用于分馏原油、冷凝物或其混合物的任何单元。这种分馏器是本技术领域所公知的，有时称作原油蒸馏单元。所述单元通常把原油、冷凝物或其混合物蒸馏成包括不同的所需沸点的馏分。通常，通过任意所需的机械装置来加热进料流，并对其进行脱盐来去除盐例如氯化钠。可通过任意常规的装置来升高温度，但最常用的是一些火焰加热器类的。通常，分馏条件可为任意，从而获得所需的馏分。例如，在所需馏分为宽-切取馏分柴油的情况下，可使用获得根据ASTM D-86切取馏分点为约250-1000 0F的馏分的温度和压力。因此，本领域普通技术人员认识到在这种情况下可使用约250-1000 °?的温度和I大气压例如。
[0017]分馏器的输出根据所用输入的组成和条件而变化。通常，可得到包括各种量的例如石脑油、尾气、宽切取馏分柴油和重质燃油的组合物。可通过换热器或其它所需的装置分别冷凝和/或冷却这些馏分，并进一步加工。可回收任何去除的热量。
[0018]在本发明的一种实施方式中，分馏的部分包括例如可通过稳定器进一步加工的石脑油和任何尾气。这可制备LPG、石脑油和尾气。这些尾气可用于例如共再生单元、用于另一厂，或者甚至用作本发明的系统的燃料。如有需要，可进一步加工所述LPG和/或石脑油。可以的加工条件是本技术领域所公知的。类似地，通过分馏产生的任何重质燃油可以任何常规方式进一步加工或使用。
[0019]通常把宽切取馏分柴油转移到或以其它方式送到加氢处理器用于加氢处理。但是，优选地如下所述，加氢处理器不仅能加氢处理至少这些或其它部分的分馏产物，还能加氢处理至少一部分的一种或更多种费-托产物。这些费-托产物通过下述来产生:例如重整天然气或炼厂燃料气以形成包括合成气的产物，其随后在费-托反应器中转化成费-托产物。
[0020]重整
[0021 ] 天然气、炼厂燃料气或其混合物的重整，可以任何常规方式来进行。重整所用的加工条件和/或设备可根据天然气、炼厂燃料气或其混合物的具体组成以及所需的合成气的精确组成例如氢气、一氧化碳和/或二氧化碳的精确比例而变化。重整设备根据输入组成、加工条件和所需的输出而不同。在各种实施方式中，设备可包括自热式重整器、蒸汽甲烷重整器、部分氧化单元或甚至在一些实施方式中包括它们的组合。所用的重整设备和条件不是特别关键的，只要所需的合成气组成适于在费-托反应器中进行处理。优选地，至少一部分的在重整时产生的氢气可用于加氢处理中。
[0022]在F-T反应中使用合成气
[0023]至少一部分的在重整器中产生的合成气可用于费-托反应。费-托反应器和条件是本技术领域所公知的，且这些规定对于实施本发明不是特别关键。即，可使用任何设备和/或适当的条件，只要至少一部分的或者优选地最多达全部的所得费-托产物能与至少一部分的或优选地最多达全部的如上所述的宽切取馏分柴油一起进行加氢处理。通常，费-托产物包括石蜡族蜡、蒸馏物液体燃料产物和其混合物。
[0024]加氢处理
[0025]至少就加氢处理步骤而言，本发明是独特的。S卩，加氢处理通常包括在同一加氢处理器中加氢处理至少一部分的分馏产物和至少一部分的费-托产物。这两种不同的部分可以任何常规方式进入加氢处理器，只要各不同的部分同时进行加氢处理至少一些时间。即，可将两种或更多种不同部分(分馏产物和费-托产物)可首先混合，然后作为一个流引入加氢处理器。附加的或可选的，可将一个或多个分馏产物流和一个或多个费-托产物流进入加氢处理器并在加氢处理器中进行混合(如果有的话)。进入加氢处理器的分馏产物和费-托产物的相对比例可根据许多因素变化。通常，以重量为基准计，分馏产物和费-托产物的比例是约0.5:1-约5:1，或约0.75:1-约4:1，或约1: 1-约3.5:1。
[0026]优选地，上述这种加氢处理可包括例如氢化、加氢裂化、加氢异构化或加氢处理。即，加氢处理设备和条件可根据所需的产物而变化。通常所需的产物包括，但不限于:包括各种量的石脑油、柴油特别是超低硫柴油以及它们的混合物的那些组合物。
[0027]优选地，本文所用的加氢处理条件可类似于用于加氢处理分馏产物或者费-托产物的加氢处理条件。具体的加氢处理条件例如温度和压力取决于输入和所需的产物而变化，但是，加氢处理时所用温度通常为至少约450，或至少约500，或至少约550 °F。另一方面，对于大多数加氢处理时间，温度通常可小于约950，或小于约900，或甚至小于约850 °F。所用压力可取决于所需温度而变化，反之亦然。即，通常所用温度越低，那么所选压力应更高。通常，在如上所述的温度下，对于大多数加氢处理时间，所用压力通常可包括下述压力:至少约5