用于处理原油的集成加氢处理和流体催化裂化的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种集成加氢处理和流体催化裂化工艺用于直接处理原油，以生产烯烃类和芳香族石油化学产品。将原油和氢气加到在可有效生产经过加氢处理的流出物的条件下操作的加氢处理区，所述流出物具有降低的污染物含量、增加的链烷烃含量、减小的矿务局相关指数和增加的美国石油学会比重。将经过加氢处理的流出物分离成低沸点馏分和高沸点馏分。在流体催化裂化单元的第一下流式反应器中，在预定量的催化剂存在下使所述低沸点馏分裂化，以产生裂化产物和用过的催化剂，且在所述流体催化裂化单元的第二下流式反应器中，在预定量的催化剂存在下使所述高沸点馏分裂化，以产生裂化产物和用过的催化剂。在共用再生区中再生来自于第一和第二下流式反应器的用过的催化剂，且回收第一和第二裂化产物流。
【专利说明】用于处理原油的集成加氢处理和流体催化裂化
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求2012年3月20日提交的美国临时专利申请号61/613, 228和2013年 3月15日提交的美国临时专利申请号61/789, 871的优先权权益，该两文献以引用的方式并 入本文中。
[0003] 发明背景 发明领域
[0004] 本发明涉及一种由进料（包括原油）生产如烯烃和芳烃等石油化学产品的集成加 氢处理和流体催化裂化工艺。
[0005] 相关技术说明
[0006] 天然石油或原油的组成基于多种因素显著变化，主要是地理来源，且甚至在一个 特定区域中，组成也可能变化。对原油进行精炼以生产运输燃料和石油化工原料。典型地， 通过处理和掺合来自于原油的蒸馏馏分以满足特定的最终使用规格来生产用于运输的燃 料。在进行初步大气压和/或真空蒸馏之后，通过各种催化和非催化工艺将馏分转化成产 品。
[0007] 烃原料的催化工艺总体上基于存在或不存在氢气来进行分类。包括氢气的工艺， 通常广泛地称为加氢处理，包括例如主要用于脱硫和脱氮的加氢处理，和用于将重质化合 物转化成更适合于某些产品规格的较轻化合物的氢化裂化。加氢处理的一个典型实例是在 低于约540°C的反应转化温度下，利用包括催化剂固定床的反应区，利用所加入的氢气对烃 原料进行催化。虽然固定床加氢裂化工艺在商业上已经被石油精炼商所接受，但这种方法 具有若干缺点。举例来说，为了实现较长运行和较高运转可靠性，固定床加氢裂化器需要较 高的催化剂库存和相对较高的压力，即，150kg/cm 2或更大，以实现催化剂稳定性。另外，催 化剂固定床上的两相反应物流体通常在反应区内建立不均匀分布，伴随催化剂的无效利用 和反应物的不完全转化。短暂的误操作或电能故障也可能造成严重的催化剂焦化，这可能 需要停止工艺以便进行催化剂再生或更换。
[0008] 对于某些烃馏分而言，另一种工艺类型是在不加入氢气的情况下进行催化转化。 这种类型中最广泛使用的工艺是流化催化裂化（FCC)工艺。在FCC工艺中，将原料引入到 转化区，转化区典型地在约480_550°C范围内在存在循环催化剂物流的情况下操作，因而称 为"流化"。这种模式具有的优点是在相对较低的压力下操作，例如50psig或更小。然而， FCC工艺的某些缺点包括相对较低的氢化和倾向于加速催化剂上的焦炭形成的相对较高的 反应温度，以及需要连续再生。
[0009] 在FCC工艺中，在流化酸性催化剂床上对进料进行催化裂化。来自于所述工艺的 主要产物通常是汽油，但也产生较少量的其它产物，如液态石油气和裂化瓦斯油。在再循环 回到反应区之前，在再生区中，在相对较高的温度下和在空气存在下将沉积在催化剂上的 焦炭烧尽。
[0010] 尽管已经开发了个别独特的加氢处理和FCC工艺且适合于其预定目的，但仍然需 要有效转化全原油以生产高收率和高品质的石油化学产品，如烯烃和芳烃。
[0011] 发明概述
[0012] 本文中的系统和工艺提供了一种集成有FCC区以便允许直接处理原油原料以生 产石油化学产品（包括烯烃和芳烃）的加氢处理区。
[0013] 提供了一种集成加氢处理和流体催化裂化工艺用于直接处理原油，以生产烯烃类 和芳香族石油化学产品。将原油和氢气加到在可有效生产经过加氢处理的流出物的条件下 操作的加氢处理区，所述流出物具有降低的污染物含量、增加的链烷烃含量、减小的矿务局 相关指数和增加的美国石油学会比重。将经过加氢处理的流出物分离成低沸点馏分和高沸 点馏分。在流体催化裂化单元的第一下流式反应器中，在预定量的催化剂存在下使低沸点 馏分裂化，以产生裂化产物和用过的催化剂。在流体催化裂化单元的第二下流式反应器中， 在预定量的催化剂存在下使高沸点馏分裂化，以产生裂化产物和用过的催化剂。在共用再 生区中再生来自于第一和第二下流式反应器的用过的催化剂，且回收第一和第二裂化产物 流。
[0014] 如本文中所使用，术语"原油"应理解为包括来自于常规来源的全原油，包括已经 进行了一定的预处理的原油。术语原油还应该理解为包括已经进行了水-油分离和/或 气-油分离和/或脱盐和/或稳定的原油。
[0015] 下文详细论述本发明工艺的其它方面、实施方案和优点。此外，应理解，前述信息 和以下详细描述都仅仅是各种方面和实施方案的说明性实例，并且打算为理解所要求的特 征和实施方案的特性和特征提供综述或框架。附图是说明性的，并且是为了加深对本发明 工艺的各种方面和实施方案的理解而提供。
[0016] 附图简述
[0017] 将在下文且参考附图更详细地描述本发明，其中：
[0018] 图1是本文中所描述的加氢处理区和FCC区的集成工艺的工艺流程图；且
[0019] 图2是本文中所描述的集成工艺中可以使用的FCC区的详细工艺流程图。
[0020] 发明详述
[0021] 图1中示出了包括集成加氢处理和FCC工艺和系统的工艺流程图。集成系统100 总体上包括加氢处理区110、闪蒸柱120、具有两个下流式反应器130和140的高严格度FCC 区和再生器150。
[0022] 加氢处理区110包括用于接收原油进料与氢气的混合物的入口 109和用于排出经 过加氢处理的流出物的出口 111。
[0023] 在热交换器（未示出）中冷却来自于所述加氢处理反应器的反应器流出物111并 且送到高压分离器112。在胺单元116中净化分离器顶部产物115,且将所产生的富氢气体 流117传送到再循环压缩器118以用作加氢处理反应器中的再循环气体119。来自于高压 分离器112的底部物质流113基本上呈液相，将其冷却并引入到低压冷分离器114,在其中 将它分离成气体流122和液体流121。来自于所述低压冷分离器的气体包括氢气、H 2S、NH3 和轻质烃，如Ci-C；烃。典型地，将这些气体送出以便进行进一步处理，如闪光处理或燃料气 体处理。
[0024] 闪蒸柱120包括与低压冷分离器的出口 121流体连通的入口 124、用于排出低沸点 馏分的出口 123和用于排出高沸点馏分的出口 125。
[0025] 下流式反应器130包括用于接收低沸点馏分的与闪蒸柱120的出口 123流体连通 的入口 131、用于接收再生的催化剂的入口 133。下流式反应器130还包括用于排出裂化产 物的出口 135和用于排出用过的催化剂的出口 137。
[0026] 下流式反应器140包括用于接收高沸点馏分的与闪蒸柱120的出口 125流体连通 的入口 141、用于接收再生的催化剂的入口 143。下流式反应器140还包括用于排出裂化产 物的出口 145和用于排出用过的催化剂的出口 147。经由出口 159回收从出口 135和145 排出的裂化产物。
[0027] 各下流型反应器包括与其连接的混合区、分离器和催化剂汽提区，如关于图2所 示和所述。
[0028] 再生器150由下流式反应器130、140共用，且包括与下流式反应器130的出口 137 流体连通的用于接收用过的催化剂的入口 151，和与下流式反应器140的出口 147流体连通 的用于接收用过的催化剂的入口 153。再生器150还包括与下流式反应器130的入口 133 流体连通的用于排出再生的催化剂的出口 155,和与下流式反应器140的入口 143流体连通 的用于排出再生的催化剂的出口 157。
[0029] 图2中提供了本文中所描述的集成工艺中所利用的FCC系统的详细图解。所述 FCC系统包括两个混合区70a和70b、两个反应区10a和10b、两个分离区20a和20b、两个 汽提区30a和30b、再生区40、上升管型再生器50和催化剂料斗60。
[0030] 混合区70a具有用于接收低沸点馏分的入口 2a、用于接收再生的催化剂的入口 la，和用于排出烃/催化剂混合物的出口。反应区10a具有与混合区70a的出口流体连通 的用于接收所述烃/催化剂混合物的入口，和用于排出裂化产物与用过的催化剂的混合物 的出口。分离区20a包括与反应区10a的出口流体连通的用于接收裂化产物与用过的催化 剂的混合物的入口、用于排出所分离的裂化产物的出口 3a，和用于排出用过的催化剂与剩 余的烃的出口。汽提区30a包括与分离区20a的出口流体连通的用于接收用过的催化剂与 残留的烃的入口，和用于接收汽提蒸汽的入口 4a。汽提区30a还包括用于排出所回收的产 物的出口 5a和用于排出用过的催化剂的出口 6a。
[0031] 混合区70b具有用于接收高沸点馏分的入口 2b、用于接收再生的催化剂的入口 lb，和用于排出烃/催化剂混合物的出口。反应区10b具有与混合区70b的出口流体连通 的用于接收所述烃/催化剂混合物的入口，和用于排出裂化产物与用过的催化剂的混合物 的出口。分离区20b包括与反应区10b的出口流体连通的用于接收裂化产物与用过的催化 剂的混合物的入口、用于排出所分离的裂化产物的出口 3b，和用于排出用过的催化剂与剩 余的烃的出口。汽提区30b包括与分离区20b的出口流体连通的用于接收用过的催化剂与 残留的烃的入口，和用于接收汽提蒸汽的入口 4b。汽提区30b还包括用于排出所回收的产 物的出口 5b和用于排出用过的催化剂的出口 6b。
[0032] 再生区40包括用于接收燃烧气体的入口 5、与汽提区30a的出口 6a流体连通的用 于接收用过的催化剂的入口、与汽提区30b的出口 6b流体连通的用于接收用过的催化剂的 入口，和用于排出热再生催化剂的出口。
[0033] 上升管型再生器50包括与再生区40的出口流体连通的用于接收热再生催化剂的 入口和用于排出经适度冷却的再生催化剂的出口。
[0034] 催化剂料斗60包括与上升管型再生器50的出口流体连通的用于接收经冷却的再 生催化剂的入口。此外，提供用于排出燃料气体的出口 6,以及与混合区的入口（示出为混 合区70a的入口 la和混合区70b的入口 lb)流体连通的用于排出再生催化剂的出口。 [0035] 在采用图1中所示的配置的工艺中，将原油原料与有效量的氢气混合，且在300°C 到450°C范围内的温度下将混合物加到加氢处理区110的入口 109。在某些实施方案中，力口 氢处理区110包括一个或多个如共同拥有的美国专利
【发明者】I·A·阿巴, R·沙菲, A·布雷恩, E·萨耶德 申请人:沙特阿拉伯石油公司