改进的流化焦化工艺制造技术

一种改进的流化焦化工艺，其中在焦化重质烃原料以产生低沸点产物的过程中，将有效量的碱性材料，优选含有碱金属或碱土金属的化合物，加到焦化区以减轻焦炭的附聚。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及改进的流化焦化工艺，其中在焦化重质烃原料以产生低沸点产物的过程中，将有效量的碱性材料，优选含有碱金属或碱土金属的化合物，加到焦化区以减轻焦炭的附聚。
技术介绍
流化焦化是一种已经很好确立的石油精炼工艺，其中通过在约900°F (482°C)至约1100°F (593°C)的温度下的热分解(焦化)，将重质石油原料，典型的是得自常压分馏和/或真空分馏的不可蒸馏的残余物(残油)，转化为更轻质的、更有用的材料。常规的流化焦化是在由焦化反应器和加热器或燃烧器组成的工艺单元中进行的。将石油原料在山热的、精细的焦炭颗粒的流化床组成的焦化区中注入到所述反应器中，并相对均匀地分散在所述焦炭颗粒的整个表面上，在此其被裂化成蒸汽和焦炭。使所述蒸汽通过气体/固体分离装置，例如旋风分离器，该装置移除大部分挟带的焦炭颗粒。然后将所述蒸汽排放到洗涤区，在这里，剩余的焦炭颗粒被移除，并且产品被冷却以凝结重质液体。所形成的淤浆通常含有约1至约3 wt。/o的焦炭颗粒，将其循环到所述焦化区至耗尽。其余的蒸汽进入到分馏器以将气体和液体分离成不同的沸程馏分。在所述焦化区中的一些焦炭颗粒向下流动到在所述反应器容器底部的汽提区，在那里，水蒸气从所述焦炭颗粒中或在所述焦炭颗粒之间移除间隙间的产物蒸气，以及从所述焦炭颗粒移除 一 些吸附的液体。所述焦炭颗粒然后向下流动到竖管并进入到上升装置中，所述上升装置将所述焦炭颗粒移动到燃烧或加热区，在那里，将充足的空气注入以使所述焦炭的至少一部分燃烧并充分加热其余的焦炭以满足所述焦化区的加热要求，在所述焦化区，未燃烧的热焦炭被循环。将纯粹的焦炭(超过在所述燃烧器中消耗的焦炭)作为产品焦炭收回。另一种类型的流化焦化采用三个容器，焦化反应器、加热器和气化器。将在焦化区中的具有在其上沉积了碳质材料的焦炭颗粒通到所述加热器，在那里一部分挥发性物质被移除。然后使所述焦炭通到所述气化器，在那里其在升高的温度下与空气和水蒸气反应，从而形成一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氢气、氮气、水蒸汽和硫化氢的混合物。将在所述气化器中产生的气体通到所述加热器中，从而提供部分反应器热需求。其余的热通过在所述气化器和所述加热器之间循环焦炭被提供。焦炭还从所述加热器循环到所述焦化反应器，以提供所述反应器的热需求。残油原料引入到流体焦化器的速率被限定为如下速率在该速率下，其可以被转化成焦炭。产生焦炭的主要反应涉及脂肪族侧链从芳香族核上的断裂、芳香族核的去甲基化以及芳构化。脂肪族侧链断裂的速率是相对快的，并导致产生甲基化芳香族核的粘性层。该层在反应温度下是相对粘的。所述芳香族核的去甲基化的速率是相对慢的，并限制了流化焦化器的操作。在流化床下沉(bogging)的时候，粘性层转变为焦炭的速率等于得自所述残油进料的焦炭前体的加入速率。涉及将所述粘性物质转化成干燥焦炭的反应的加速将使得在给定温度下反应器的生产能力能够增加，或者在恒定的生产能力下能够在较低温度下进行焦化。较少的气体和较高品质的液体是在较低的焦化温度下产生的。粘性的焦炭颗粒可能附聚(变得更重)和被携带向下进入到所述汽提器部分，并导致形成污垢。当被向下携带时，大部分粘性焦炭被送到所述燃烧器，在那里，这种不完全去甲基化的焦炭通过热裂解反应转变为甲基化的和未取代的芳香族化合物，其最终在酸性气体清洗单元中导致发泡问题。因此，现有技术仍需要改进的流化焦化工艺，该工艺能够克服与形成粘性物质相关的问题。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了用于将重质烃原料转化成更低沸点产物的工艺，该工艺是在由流化焦化反应器和加热器组成的流化焦化工艺单元中进行的，所述流化焦化反应器含有焦化区、洗涤区和汽提区，所述洗涤区位于所述焦化区的上部用于收集蒸汽相产物，所述汽提区位于所述焦化区的下部，用于从向下通过所述汽提区的固体颗粒中汽提烃，所述工艺包括(a) 将所述重质烃原料和有效量的碱性材料引入到所述焦化区中，所述重质烃原料具有至少约5wt。/。的康拉逊残炭含量，所述碱性材料含有碱金属和碱土金属或其组合，所述焦化区含有固体颗粒的流化床并保持在有效焦化的温度和压力下，其中产生了蒸汽相产物，该蒸汽相产物通常包括液体烃，并且在这里焦炭沉积在所述固体颗粒上；(b) 将所述蒸汽相产物通到所述洗涤区；(C)使来自所述焦化区的、具有在其上沉积的焦炭的所述固体颗粒向下通过所述焦化区，经过所述汽提区，从而用汽提剂从所述固体颗粒中汽提烃，其中经汽提的固体颗粒离开所述流化焦化反应器并被通入到所述加热区中，所述加热区含有固体颗粒的流化床，并且该加热区是在大于所述焦化区的温度的温度下操作的；和(d)将所述固体颗粒的至少一部分从所述加热区循环到所述焦化区。在优选的实施方案中，所述原料选自重质和拔顶原油、石油常压蒸馏的塔底油、石油真空蒸馏的塔底油、木沥青、沥青、焦油砂、地沥青和衍生自煤液化工艺或油页岩转化工艺的液体产物。在本专利技术另- 个优选的实施方案中，所述碱性材料是含有至少一种选自Na和K的碱金属的碱性材料。6在又一个优选的实施方案中，所述碱性材料是含有至少一种选自Ca和Mg的碱土金属的碱性材料。在再一个优选的实施方案中，所述碱性材料是碱金属或碱土金属化合物，该化合物选自氢氧化物、碳酸盐、乙酸盐、甲酚盐以及烷基和芳基的羧酸盐。附图说明本申请的附图1是在由焦化区、洗涤区、汽提区和加热区组成的工艺单元中，进行流化焦化的一个优选实施方案的流程图。本申请的附图2是对于残油，在如本申请文件实施例中所描述的温度程控分解单元中运行，在加入和不加入1,000 wppm氢氧化钠的情况下，在30至60秒之间，转化为甲烷的转化率的标绘图。本申请的附图3显示了在同样的流化焦化条件下，相对于不加入氢氧化钠的残油，含有约1,000 wppm氢氧化钠的残油的流化焦化可以在更低的温度下运行，其中裂化更少并且产生更多的液体。专利技术详述在焦化工艺中通常使用的任何重质烃材料也可在本专利技术中使用。通常，所述的重质烃材料具有约5至40城％的康拉逊残炭含量，并由如下部分组成所述部分的大部分的沸点高于约975下(524°C)。合适的烃材料包括重质原油、石油常压蒸馏的塔底油、石油真空蒸馏的塔底油、木沥青、沥青、地沥青、衍生自煤液化工艺的液体产物(包括煤液化塔底物质)、衍生自油页岩处理的液体产物及其混合物。适合用于实施本专利技术的典型重质烃原料通常具有在如下列出范围内的组成和性质。康拉逊残炭含量5至40wt。/。硫1.5至8wt0/0氢9至11.5 Wt%氮0.2至2wt0/0碳70至90 wt%金属1至2000 wppm沸点340。C+至650°C +比重-10至35° API如上所述的，将残油原料引入到在流化焦化器反应器中焦炭颗粒床上的速率受到所述残油原料可以被转化为焦炭的速率的限定。产生焦炭的主要反应涉及脂肪族侧链从芳香族核上的断裂、芳香族核的去甲基化、环脱氢反应以及芳构化。脂肪族侧链(>Q)断裂以产生液体和包括甲烷的气体的速率是相对快的，并导致在所述焦炭颗粒床上产生甲基化芳香族核的粘性层。该层在反应温度下是相对粘的。粘性的焦炭颗粒可能附聚(变得更重)并且可能向下被携带进入到汽提器阶段中并导致例如所述汽提器遮盖物(shed)的污垢形成。芳香族核的去甲基化产生甲垸和较小粘性的焦炭。在流化床本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于将重质烃原料转化为低沸点产物的工艺，该工艺是在由流化焦化反应器和加热器组成的流化焦化工艺单元中进行的，所述流化焦化反应器含有焦化区、洗涤区和汽提区，所述洗涤区位于所述焦化区的上部用于收集蒸汽相产物，所述汽提区位于所述焦化区的下部用于从向下通过所述汽提区的固体颗粒中汽提烃，所述工艺包括：　（ａ）将所述重质烃原料和有效量的碱性材料引入到所述焦化区中，所述重质烃原料具有至少约５ｗｔ％的康拉逊残炭含量，所述碱性材料含有碱金属和碱土金属或其组合，所述焦化区含有固体颗粒的流化床 并保持在有效焦化的温度和压力下，其中产生了蒸汽相产物，该蒸汽相产物通常包括液体烃，并且在这里焦炭沉积在所述固体颗粒上；　（ｂ）将所述蒸汽相产物通到所述洗涤区；　（ｃ）使来自所述焦化区的、具有在其上沉积的焦炭的所述固体颗粒向下通过 所述焦化区，经过所述汽提区，从而用汽提剂从所述固体颗粒中汽提烃，其中经汽提的固体颗粒离开所述流化焦化反应器并被通入到所述加热区中，所述加热区含有固体颗粒的流化床，并且该加热区是在大于所述焦化区温度的温度下操作的；和　（ｄ）将所述固体颗 粒的至少一部分从所述加热区循环到所述焦化区。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔希什金，西蒙R凯莱门，克里斯多佛P艾皮希，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：US[]