用单一产物分馏塔回收加氢操作烃的方法和设备的制造方法
【专利说明】用单一产物分馏塔回收加氢操作烃的方法和设备
[0001]早期国家串请的优先权要求
[0002]本申请要求2013年3月15日提交的美国申请N0.13/836, 559的优先权。
发明领域
[0003]本发明的领域是回收加氢操作烃料流。
[0004]发明背景
[0005]加氢操作包括在加氢操作催化剂和氢气的存在下将烃转化成更有价值的产物的方法。
[0006]加氢处理为用于从烃料流中除去杂原子如硫和氮以满足燃料规格以及使烯烃化合物饱和的加氢操作方法。加氢处理可以在高或低压下进行，但通常在比加氢裂化更低的压力下操作。
[0007]加氢裂化为在氢气和加氢裂化催化剂的存在下将烃裂化成较低分子量烃的加氢操作方法。取决于所需输出，加氢裂化单元可含有一个或多个相同或不同催化剂的床。
[0008]淤浆加氢裂化为用于将残油进料裂化成瓦斯油和燃料的淤浆化催化方法。淤浆加氢裂化用于由原油蒸馏得到的重质烃原料，包括烃残油，或者来自常压塔或真空塔蒸馏的瓦斯油的初级提升。在淤浆加氢裂化中，将这些液体原料与氢气和例如作为颗粒金属化合物如金属硫化物的固体催化剂颗粒混合以提供淤浆相。淤浆加氢裂化流出物在约400-5000C (752-932° F)的非常高的温度下离开淤浆加氢裂化反应器。代表性的淤浆加氢裂化方法描述于例如US 5，755，955和US 5，474，977中。
[0009]加氢操作回收单元通常包括用于将加氢操作的流出物用汽提介质如蒸汽汽提以除去不想要的硫化氢的汽提器。然后在进入产物分馏塔中以前将汽提流出物在火焰加热器中加热至分馏温度以分离和回收产物如石脑油、煤油和柴油。
[0010]由于所用严苛的工艺条件如高温度和压力，加氢操作，特别是加氢裂化，是能量消耗非常大的。随着时间过去，尽管关于改善加氢裂化的能量性能已花费了许多努力，焦点仍是降低反应器加热器负荷。然而，仍需要大的加热器负荷以在进入产物分馏塔中以前将汽提流出物加热。
[0011]因此，仍需要从加氢操作流出物中回收燃料产物的改进方法。这类方法必须更具有能量效率以满足精炼厂渐增的需求。
[0012]发曰月概沐
[0013]提出就加氢操作装置而言省去常压分馏塔。将热汽提加氢操作料流在单一分馏塔中分馈。
[0014]在一个方法实施方案中，本发明包括加氢操作方法，所述方法包括:将烃进料流在加氢操作反应器中加氢操作以提供加氢操作流出物流；将加氢操作流出物流在汽提塔中汽提；提供冷汽提料流和热汽提料流；和将热汽提料流在真空产物分馏塔中分馏。
[0015]在另一方法实施方案中，本发明包括淤浆加氢裂化方法，所述方法包括:将烃进料流在淤浆加氢裂化反应器中淤浆裂化以提供加氢操作流出物流；将加氢操作流出物流在汽提塔中汽提；提供冷汽提料流和热汽提料流；和将热汽提料流在真空产物分馏塔中分馏。
[0016]在另一方法实施方案中，本发明包括淤浆加氢裂化方法，所述方法包括:将烃进料流在淤浆加氢裂化反应器中淤浆裂化以提供加氢操作流出物流；将较冷加氢操作流出物流在冷汽提塔中汽提以提供冷汽提料流；将较温加氢操作流出物流在温汽提塔中汽提以提供温汽提料流；将较热加氢操作流出物流在热汽提塔中汽提以提供热汽提料流；和将温汽提料流和热汽提料流在相同分馏塔中分馏。
[0017]在一个设备实施方案中，本发明包括用于加氢操作的设备，所述设备包含:加氢操作反应器；与加氢操作反应器连通的汽提塔；和借助热汽提管线与汽提塔直接连通的真空产物分馈塔。
[0018]在另一设备实施方案中，本发明包括用于淤浆裂化的设备，所述设备包含:淤浆加氢裂化反应器；与淤浆加氢裂化反应器连通的热汽提塔；和与淤浆加氢裂化反应器连通的温汽提塔；与温汽提管线和热汽提管线连通的产物分馏塔，与热汽提塔连通的热汽提管线和与汽提塔连通的温汽提管线。
[0019]在另一设备实施方案中，本发明包括用于加氢操作的设备，所述设备包含:加氢操作反应器；与加氢操作反应器连通的温汽提塔；与加氢操作反应器连通的热汽提塔；和与温汽提塔和热汽提塔连通的产物分馏塔。
[0020]附图简沐
[0021]图1为本发明一个实施方案的简化工艺流程图。
[0022]图2为图1的替代性实施方案的简化工艺流程图。
[0023]图3-6为图2的另一替代性实施方案的部分简化工艺流程图。
[0024]图7为图2的另一替代性实施方案的简化工艺流程图。
[0025]图8为图7的替代性实施方案的部分简化工艺流程图。
[0026]
[0027]如本文所用，与容器或区有关的“绕过”意指料流不通过被绕过的区或容器，但它可通过未指定为被绕过的容器或区。
[0028]术语“连通”意指材料被容许在操作上在所列组件之间流动流动。
[0029]术语“下游连通”意指至少一部分流入下游连通对象中的材料可在操作上从它连通的对象流出。
[0030]术语“上游连通”意指至少一部分从上游连通对象流出的材料可在操作上流入它连通的对象中。
[0031]术语“直接连通”意指来自上游组件的流进入下游组件中而不经受由于物理分馏或化学转化而导致的组成变化。
[0032]术语“塔”意指蒸馏塔或用于分离一种或多种具有不同挥发度的组分的塔。除非另外指出，各塔包含在塔顶部的冷凝器以冷凝并使一部分顶部产物流回流返回至塔的顶部和在塔底部的再沸器以气化并将一部分底部料流送回塔的底部。可将塔的进料预热。顶部压力为塔的蒸气出口处顶部蒸气的压力。底部温度为液体底部出口温度。顶部管线和底部管线指的是位于任何至塔的回流或再沸的下游的来自塔的净管线。汽提塔省去在塔底部的再沸器，而是由流化惰性介质如蒸汽提供加热需求和分离动力。
[0033]如本文所用，术语“真沸点”(TBP)意指这样的试验方法，其用于测定材料的沸点，相当于ASTM D2892，用于生产标准质量的液化气、馏出物馏分和残油，基于此可获得分析数据，和以上馏分的质量和体积收率的确定，由此使用具有5:1回流比的塔中第15个理论塔板生成温度相对于蒸馏质量％的图。
[0034]如本文所用，术语“柴油沸程”意指使用真沸点蒸馏方法沸点为132-399°C (270-750° F)的烃。
[0035]如本文所用，术语“分离器”意指具有入口和至少顶部蒸气出口和底部液体出口并且还可具有来自进料斗(boot)的水流出口的容器。闪蒸罐为可与可在较高压力下操作的分离器下游连通的分离器的类型。
[0036]如本文所用，术语“主要”可意指料流中至少通常50%，最佳地60%，优选70重量％的量的一种化合物或一类化合物。
[0037]连述
[0038]本发明可适用于具有非常高温度的反应器流出物的任何加氢操作设备或方法。淤浆加氢裂化是该加氢操作方法的一种，所以描述涉及淤浆加氢裂化，但应用不如此受限。
[0039]由于桶底部原料在高温度和压力下转化成运输燃料，淤浆加氢裂化是能量消耗非常大的。淤浆加氢裂化方法和设备可使用一个汽提器，其接收三种进料，一种经由冷闪蒸罐来自冷分离器，一种经由温闪蒸罐来自温分离器，且另一种经由热闪蒸罐来自热分离器。尽管这三种进料包含通过沸点温度分离的非常不同的组成，它们可返回相同位置，所述位置为热分离器和加氢操作反应器。
[0040]最后，将来自热、温和冷闪蒸罐的液体供入单一汽提塔中。汽提器底部料流变成产物分馏塔的进料。该单汽提器设计的无效性源自热闪蒸罐、温闪蒸罐和冷闪蒸罐液体的混合，这浪费了先前在热分离器和温分离器中实现的分离，因此对关于产物分馏塔的加热器中的能量效率具有负面影响。
[0041]提议省去常压分馏塔，所以将热汽提加氢操作料流在单一分馏塔中分馏。
[0042]设备和方法涉及加氢操作段10、分离段20和分馏段100。加氢操作段10可包括可为淤浆加氢裂化反应器12的加氢操作反应器12、循环气体洗涤器29和循环气体压缩机
28 ο
[0043]—般而言，加氢操作反应器12可在任何合适的条件下操作，例如400-5000C (752-932° F)的温度和3_24MPa的压力。示例的淤浆加氢裂化反应器公开于例如 US 5, 755, 955 ；US 5, 474, 977 ；US 2009/0127161 ；US 2010/0248946 ；US 2011/0306490 ；和US 2011/0303580中。通常淤浆加氢裂化使用足以使至少一部分烃进料14裂化成较低沸点产物，例如一种或多种馏出物烃、石脑油和/或C1-C4产物的反应器条件下进行。烃进料14可包含沸点为340-570°C (644-1058° F)的烃，并且可包含以下一种或多种:沸点在340°C (644° F)以上的原油常压蒸馏塔残油、沸点在560°C (1044° F)以上的原油真空蒸馏塔残油、焦油、沥青、煤油和页岩油。在与氢气结合前可使催化剂与进料14结合以得到0.01-10重量％的固体含量，如下文所述。
[0044]通常，淤浆催化剂组合物可包含催化有效量的一种或多种具有铁的化合物。特别地，一种或多种化合物可包含氧化铁、硫酸铁和碳酸铁中的至少一种。铁的其它形式可包括硫化铁、磁黄铁矿和黄铁矿中的至少一种。此外，催化剂可包含不同于铁的材料，例如钼、镍和锰和/或其盐、氧化物和/或矿物中的至少一种。