用于加氢处理焦化煤油的设备和方法
【专利说明】用于加氢处理焦化煤油的设备和方法
[0001 ]优先权声明
[0002]本申请要求2013年11月14日递交的美国申请N0.14/080,269的优先权，将其内容全部引入本文供参考。
发明领域
[0003]本发明的技术领域涉及用于加氢处理焦化煤油或其它经热裂解或催化裂解的烃料流的设备和方法，更尤其涉及在焦化煤油或其它经热裂解或催化裂解的烃料流的加氢处理期间限制温度升高的设备和方法。
[0004]背景
[0005]延迟炼焦器是精炼厂使用的加工装置，用于将重质残余物例如来自石油原油、页岩油等的减压渣油进行热裂解。减压渣油含有重质的长链烃(例如C13+烃)，对其进行热裂解以制备轻质馏出物、例如焦化瓦斯油等用于下游回收。焦化煤油是从延迟炼焦得到的液体产物之一，并通常包含硫、氮和各种C8-C2JS，后者包含链烷烃、环烷烃、芳族化合物、显著量的烯烃和可能含有一些具有在大气压下的沸点为140-279°c的二烯烃。
[0006]为了提高焦化煤油的价值，精炼厂对焦化煤油进行加氢处理以除去污染物(例如硫和氮)并将烯烃氢化(即饱和)以形成另外的链烷烃。链烷烃可以从提纯的焦化煤油提取出来，并例如作为溶剂或原料用于生产烷基苯。烯烃的较高饱和热量以及焦化煤油的显著烯烃含量可以导致在加氢处理期间在加氢处理反应器中的温度显著升高。为了控制升温，一些精炼厂将一部分的经加氢处理的流出物循环，这通过将循环的流出物与进入加氢处理反应器的焦化煤油进料组合进行，从而稀释进料的烯烃含量。通过稀释进料的烯烃含量，在烯烃氢化期间产生的热量降低，从而限制加氢处理反应器中的升温。但是不利的是，一部分经加氢处理的流出物的循环增加了加氢处理反应器的负担，对于体系的流体力学产生不利影响，并增加了操作和设备成本。
[0007]因此，希望提供用于加氢处理焦化煤油或其它经热裂解或催化裂解的烃料流的设备和方法，其能限制在加氢处理期间的升温。另外，希望提供用于加氢处理焦化煤油或其它经热裂解或催化裂解的烃料流的设备和方法，其能同时尽可能减少额外的设备和/或操作成本。另外，其它所需的本发明特征和特性将在随后的详细描述和所附权利要求中并参考附图和【背景技术】而体现出来。
[0008]发明概述
[0009]本发明提供用于加氢处理焦化煤油或其它经热裂解或催化裂解的烃料流的设备和方法。根据一个示例性实施方案，加氢处理焦化煤油或其它经热裂解或催化裂解的烃料流的方法包括以下步骤:将含有焦化煤油或其它经热裂解或催化裂解的烃料流和任选地直馏煤油的进料分离成第一进料流和第二进料流。加热第一进料流，从而形成经加热的第一进料流。使得第二进料流进行部分加热，从而形成经部分加热的第二进料流，其处于比经加热的第一进料流更低的第一温度。使得经加热的第一进料流与第一次加氢处理催化剂在氢气的存在下在能有效形成第一个经加氢处理的中间料流的第一次加氢处理条件下接触。使得第一个经加氢处理的中间料流与经部分加热的第二进料流合并，从而形成已部分骤冷的第一个经加氢处理的中间合并料流。使得已部分骤冷的第一个经加氢处理的中间合并料流与第二次加氢处理催化剂在氢气的存在下在第二次加氢处理条件下接触，所述第二次加氢处理条件能有效地对已部分骤冷的第一个经加氢处理的中间合并料流进行进一步加氢处理。
[0010]根据另一个示例性实施方案，提供加氢处理焦化煤油的方法。此方法包括以下步骤:将第一个直馏煤油进料流加热，从而形成经加热的第一个直馏煤油进料流。使得第一个焦化煤油进料流进行经部分加热，从而形成经部分加热的第一个焦化煤油进料流，其处于比经加热的第一个直馏煤油进料流更低的第一温度。将经加热的第一个直馏煤油进料流加入第一个催化剂床，其含有第一次加氢处理催化剂，并在氢气存在下在能有效地形成第一个经加氢处理的中间料流的第一次加氢处理条件下操作。第一个经加氢处理的中间料流与经部分加热的第一个焦化煤油进料流合并，从而形成已部分骤冷的第一个经加氢处理的中间合并料流。将已部分骤冷的第一个经加氢处理的中间合并料流加入第二个催化剂床，其含有第二次加氢处理催化剂并在氢气的存在下在第二次加氢处理条件下操作，所述第二次加氢处理条件能有效地对已部分骤冷的第一个经加氢处理的中间合并料流进行进一步加氢处理。
[0011]根据另一个示例性实施方案，提供用于加氢处理焦化煤油或其它经热裂解或催化裂解的烃料流的设备。此设备包含流体回路，其设计成将含有焦化煤油或其它经热裂解或催化裂解的烃料流和任选地直馏煤油的进料分离成第一进料流和第二进料流。加热器设计成用于接收和加热第一进料流，从而形成经加热的第一进料流。换热器设计成用于接收和部分地加热第二进料流，从而形成经部分加热的第二进料流，其处于比经加热的第一进料流更低的温度。加氢处理反应器设计成用于接收和加氢处理经加热的第一进料流和经部分加热的第二进料流，从而形成经加氢处理的流出物。加氢处理反应器包含第一个催化剂床，其含有第一次加氢处理催化剂并设计成用于接收经加热的第一进料流，从而与第一次加氢处理催化剂在氢气的存在下在能有效形成第一个经加氢处理的中间料流的第一次加氢处理条件下接触。加氢处理反应器设计成将第一个经加氢处理的中间料流与经部分加热的第二进料流合并，从而形成已部分骤冷的第一个经加氢处理的中间合并料流。第二个催化剂床含有第二次加氢处理催化剂，并设计成用于接收已部分骤冷的第一个经加氢处理的中间合并料流，从而与第二次加氢处理催化剂在氢气的存在下在第二次加氢处理条件下操作，所述第二次加氢处理条件能有效地对已部分骤冷的第一个经加氢处理的中间合并料流进一步加氢处理。
[0012]附图简述
[0013]下面将参考附图描述各种实施方案，其中相同的数字表示相同的元件，其中:
[0014]图1示意性地显示根据一个示例性实施方案用于加氢处理焦化煤油的设备和方法;和
[0015]图2示意性地显示根据另一个示例性实施方案用于加氢处理焦化煤油的设备和方法。
[0016]详细描述
[0017]以下详细描述仅仅是示例性的，并不限制各种实施方案或其应用和用途。另外，其不受在上述【背景技术】或以下详细描述中的任何理论的限制。
[0018]在这里所述的各种实施方案涉及用于加氢处理焦化煤油或其它经热裂解或催化裂解的烃料流的设备和方法。这里提供的示例性实施方案提供了包含焦化煤油或其它经热裂解或催化裂解的烃料流的进料。在一个示例性实施方案中，焦化煤油含有硫、氮和各种C8-C2JS，后者包括链烷烃、环烷烃、芳族化合物、显著量的烯烃和可能的一些二烯烃。在本文中，Cx表示具有"X"数目的碳原子的烃分子，Cx+表示具有"X"和/或大于"X"数目的碳原子的烃分子，Cx—表示具有"X"和/或小于"X"数目的碳原子的烃分子。在本文中，术语"链烷烃"表示饱和的直链或支化烃(例如直链或支化的链烷烃)，术语〃环烷烃〃表示饱和环状烃(例如环烷)。在本文中，术语"烯烃"表示具有仅仅一个碳-碳双键的不饱和脂族烃，术语"二烯烃〃表示具有仅仅两个碳-碳双键的不饱和脂族烃。
[0019]进料被分离成第一进料流和第二进料流。将第一进料流加热，从而形成经加热的第一进料流。将第二进料流进行部分加热，从而形成经部分加热的第二进料流，其处于比经加热的第一进料流的温度更低的第一温度。在一个示例性实施方案中，经加热的第一进料流具有270-310°C的温度，并且经部分加热的第二进料流具有220-260°C的温度。
[0020]将经加热的第一进料流加入加氢处理反应器，其含有多个催化剂床，并且在加氢处理条件下操作。经加热的第一进料流沿着第一个催化剂床通过，并与加氢处理催化剂在氢气的存在下接触，从而将烯烃氢化，并形成富含链烷烃的第一个经加氢处理的中间料流。第一个经加氢处理的中间料流与经部分加热的第二进料流合并，从而将第一个经加氢处理的中间料流进行骤冷或部分冷却，形成已部分骤冷的第一个经加氢处理的中间合并料流。在一个示例性实施方案中，第一个经加氢处理的中间料流具有340-390 V的温度，已部分骤冷的第一个经加氢处理的中间合并料流具有270-310°C的温度