含有機酸的烴的處理的制作方法

專利名稱：含有機酸的烴的處理的制作方法
含有機酸的烴的處理發明背景發明領域本發明涉及使用氣化單元與至少一個熱裂解爐組合，使含酸的烴原料熱裂解。現有技術描述烴的熱裂解(熱解)是廣泛用于生產烯烴(諸如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯)和芳香烴(諸如苯、甲苯和二甲苯)的石化過程。基本上，將含烴的原料與用作稀釋劑的蒸汽混合，以保持烴分子分離。將蒸汽/烴混合物在爐的對流區中預熱至約900至約1，000華氏度(F)，隨后進入反應(輻射)區，在這里將其快速加熱至約1，400至約1，550F范圍的嚴格的烴熱裂解溫度。熱裂解無需借助任何催化劑便完成。該過程在熱解爐(蒸汽裂化器)中在反應區中的壓力在約10至約30psig范圍時進行。熱解爐在其內部具有對流部分(區)和單獨的輻射部分(區)。預熱功能主要在對流部分中完成，而嚴格的裂解大多數在輻射部分中發生。在熱裂解之后，根據進入熱解爐的最初進料的性質，來自該爐的流出物可含有多種多樣的氣態烴，例如，每分子1至35個碳原子。這些氣態烴可為飽和的、單不飽和的和多不飽和的，并且可為脂族、脂環族和/或芳族的。已裂解的氣體還可含有顯著量的分子氫 (氫氣)。隨后將已裂解的產物在烯烴生產設備中進一步處理，以作為設備的產物生產各種高純度的分離的單獨的流，諸如氫氣、乙烯、丙烯、每分子具有4個碳原子的混合烴、燃料油和熱解汽油(gasoline)。前述每一種分離的單獨的流本身是有價值的商品。因此，目前烯烴生產設備采用一部分全原油流或冷凝物，并從中產生多種分離的有價值的產物。熱裂解自1913年開始使用，首先應用于為了制造乙烯的目的將氣態乙烷作為進入裂解爐的最初進料。從那時起，該行業已發展了使用更重質和更復雜的烴質氣態和/或液態進料作為裂解爐的最初進料。現在這樣的進料可采用一部分全原油或冷凝物，它們在熱裂解的同時基本上完全氣化。已裂解的產物可含有，例如，約重量(wt. % )氫氣、約 10%重量甲烷、約25%重量乙烯和約17%重量丙烯，所有重量百分比基于產物的總重量， 而剩余物主要由每分子4至35個碳原子的其他烴分子組成。天然氣和全原油在孔隙率非常不同的許多地下地質結構(結構)中天然形成。許多這些結構被不透的巖石層覆蓋。天然氣和全原油(原油)還在低于地球表面的各種地層圈閉(stratigraphic trap)中累積。因此，大量的天然氣和/或原油兩者在低于地球表面的不同的深度聚集形成帶有烴的結構。很多這種天然氣與原油緊密物理接觸，因此，從原油吸收了大量較輕的分子。當將井孔鉆入地球并刺穿一個或多個這樣的帶有烴的結構時，可將天然氣和/或原油通過該井孔回收至地球表面。本文使用的術語“全原油”和“原油”是指從井口流出，和可能存在的任何天然氣
3分離的液體(在地球表面上通常為主的溫度和壓力條件下)原油，并且排除這樣的原油可能接受的使之適于輸送至原油精煉廠和/或這樣的精煉廠中的常規蒸餾的任何處理。該處理將包括諸如脫鹽的步驟。因此，正是全原油適于在精煉廠中蒸餾或其他分餾，但它還未進行任何這樣的蒸餾或分餾。它可包括，但不必然總是包括，不沸騰實體，諸如浙青烯或焦油。 因此，難以(如果不是不可能)提供全原油的沸騰范圍。因此，全原油可以是一種或多種直接來自油田管線和/或常規原油儲存設備的原油(隨可用性所指示)，沒有其任何前期分溜。與原油一樣，天然氣在生產至地球表面時其組成可非常不同，但是通常含有顯著量(最通常是主要量，即，大于約50%重量(wt. %))的甲烷。天然氣通常還攜帶少量(小于約50%重量)，通常小于約20%重量的乙烷、丙烷、丁烷、氮氣、二氧化碳、硫化氫等中的一種或多種。許多，但不是全部從地球生產的天然氣流可含有少量(小于約50%重量)，通常小于約20%重量的每分子具有5至12 (包括5和1 個碳原子的烴(C5-C12)，這些烴在地球表面上通常為主的溫度和壓力的環境大氣條件下通常不是氣態，并且一旦生產至地球表面，它們可從天然氣中冷凝出來。所有重量百分比基于所討論的天然氣流的總重量。當將各種天然氣流生產至地球表面時，在地球表面上收集該流處，在那時為主的溫度和壓力條件下，烴組合物通常從這樣生產的天然氣流中天然冷凝出來。因此，在相同的為主的條件下，生產了與通常氣態的天然氣分離的通常液態的烴質冷凝物。所述通常氣態的天然氣可含有甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。從所生產的天然氣流中冷凝的通常液態的烴餾分通常稱為“冷凝物”，并通常含有比丁烷更重的分子(C5至約C20或略微更高)。在與所生產的天然氣分離之后，單獨于通常稱為天然氣的剩余氣態餾分，處理該液態冷凝物餾分。因此，當第一次生產至地球表面時，由天然氣流回收的冷凝物不是以組成的方式和天然氣(主要為甲烷)精確相同的材料。它也不是以組成的方式和原油相同的材料。冷凝物占據通常氣態的天然氣和通常液態的全原油之間的適當位置。冷凝物含有比通常氣態的天然氣更重的烴以及在全原油的最輕端的一系列烴。與原油不同，冷凝物可通過其沸點范圍來表征。冷凝物通常在約100至約650F范圍內沸騰。在該沸騰范圍，冷凝物含有各種各樣的烴質材料。這些材料可包括組成通常稱為石腦油、煤油、柴油燃料和氣油(gas oil)(燃料油、爐油、加熱油等)餾分的化合物。由常規常壓熱蒸餾塔得到的常壓殘留物(“殘油”、“殘渣”)可具有寬的沸騰范圍，特別是當采用殘渣的混合物時，但是通常沸騰范圍在約600F到僅剩余不沸騰實體的沸騰終點。這些殘油主要由氣油組分和較重餾分組成，氣油組分的沸騰范圍為約600至約 1，000F，較重餾分的沸騰溫度范圍為約1，000F直到僅剩余不沸騰實體的其最終沸點。與常壓塔相反，真空輔助的熱蒸餾塔(真空塔)通常將該氣油組分與前述其相關的較重餾分分離，因此釋放氣油餾分用于單獨回收和在在別處使用。現在烯烴生產工業超過了使用原油的餾分或冷凝物(氣態和/或液態)作為最初進料用于裂解爐，發展到使用全原油、原油殘留物和/或冷凝物本身作為該進料的顯著部分。美國專利號6，743，961 (下文“USP ‘961”)最近授權于Donald H. Powers。該專利涉及通過采用含有填充物的氣化/溫和裂解區來裂解全原油。該區操作的方式使得還未氣化的全原油的液相保持在該區，直至使更粘滯的烴液態組分的裂解/氣化最大化。這樣使得僅形成最少量的固體殘余物，該殘余物作為填充物上的沉積物留下。隨后通過常規蒸汽空氣除焦將該殘余物從填充物燒掉，理想地在正常爐除焦周期期間，參見該專利的第7欄， 第50-58行。因此，該專利的第二區9用作原油進料的組分(包括烴質材料)的捕集器，所述組分在用于該過程的條件下不能裂解或氣化，參見該專利的第8欄，第60-64行。授權于Donald H. Powers的美國專利7，019, 187涉及在USP ‘961中所公開的過程，但是采用溫和的酸性裂解催化劑來驅動氣化/溫和裂解單元的整體功能更加朝向氣化的溫和裂解終點(沒有預先溫和裂解)_溫和裂解(接著氣化)范圍(spectrum)。授權于Donald H. Powers的美國專利7，404, 889涉及在USP ‘961中所公開的過程，但是使用常壓殘留物作為占優勢的液態烴質進料用于氣化單元和爐。前述專利的公開內容通過弓I用整體結合到本文中。具有和USP ‘961共同的發明人(inventorship)和受讓人，于2006年3月1日提交的美國專利申請序列號11/365，212涉及使用冷凝物作為占優勢的液態烴質進料用于氣化單元和爐。John S. Buchanan等人，2007年3月22日公布的美國申請公布2007/0066860公
開了使用閃蒸槽單元與熱裂解爐組合熱裂解具有高總酸值(TAN)的粗品。該公布公開了其閃蒸槽僅進行進入該槽的兩相(蒸氣相和液相)的物理分離。也就是說，公開了離開閃蒸槽的蒸氣相的組成與進入該槽的蒸氣相的組成基本相同。同樣，公開了離開同一閃蒸槽的液相的組成與進入該槽的液相的組成基本相同。公開了優選的高TAN進料為之前進行精煉過程以除去殘油的原油或進料流。因此，Buchanan等人教導了在其過程中遠離殘油的使用。Buchanan等人的公布還公開了存在于其高TAN進料中的環烷酸基本上轉化為C0、 CO2和較低分子量酸，諸如甲酸、乙酸、丙酸和丁酸。有機酸，包括環烷酸，在烴質進料(諸如原油)中以增長的程度存在，并且正成為原油精煉處理器的問題。由于環烷酸特別具有腐蝕性，因此經常將它們挑選出來考慮。由于酸(特別是環烷酸)的高度腐蝕性，大多數精煉廠不能在超過400F時處理總酸值(TAN)大于1.0的原油。隨著越來越多的全世界烴生產能力需要滿足需求，需要使用這些含酸的原料(特別是原油)來滿足世界范圍的需求增長。通過本發明，通過氣化單元和至少一個熱裂解爐的組合，處理含有機酸的原料，比如全原油，和冷凝物，以及原油的含有機酸的餾分(例如，殘留物)，不僅降低(轉化或轉變)原始酸含量，而且還由那些原料形成另外的熱裂解進料。發明_既述根據本發明，提供了一種用于處理含有機酸的原料的獨特方法，該方法采用氣化單元與至少一個熱裂解爐組合，以通過氣化單元產生另外的裂解進料，同時通過裂解操作降低最初存在于那些原料中的有機酸含量。


圖1顯示可用于本發明方法的一個氣化/裂解系統。發明詳述本文使用的術語“烴”和“烴質”不是指嚴格包含或僅包含氫原子和碳原子的材料。 這樣的術語包括在性質上為烴質的材料，它們主要或基本上由氫和碳原子組成，但是可含有其他元素，諸如氧、硫、氮、金屬、無機鹽等，甚至以顯著量含有。這些術語包括原油本身或其餾分，諸如氣油、殘留物等。它們還包括天然氣冷凝物。本發明使用的術語“氣態”是指基本上為蒸氣態的一種或多種氣體，例如，單獨的蒸汽、蒸汽和烴蒸氣的混合物等。本文使用的焦炭是指高分子量碳質固體，并且包括由多核芳族烴凝結 (condensation)而形成的化合物。可使用本發明的烯烴生產設備包括用于開始時接受和熱裂解進料的熱解(熱裂解)爐。用于烴的蒸汽裂解的熱解爐通過對流和輻射加熱，并且包括一系列預熱、循環和裂解管，通常為這樣的管的束，用于預熱、輸送和裂解烴進料。高裂解熱量由置于爐的輻射部分(radiant section)(有時稱為“輻射部分(radiation section)")的燃燒器供應。將來自這些燃燒器的廢氣通過爐的對流部分循環，以提供預熱進入的烴進料所需的熱量。爐的對流和輻射部分在“交叉點”處接合，并且上文涉及的管攜帶烴進料從一個部分的內部到下一個部分的內部。在典型的爐中，對流部分可含有多個子區。例如，可起初將進料在第一上部子區中預熱，將鍋爐給水在第二子區中加熱，將混合的進料和蒸汽在第三子區中加熱，將蒸汽在第四子區中過熱，并且將最終的進料/蒸汽混合物分成多個子流，并在下部(底部)或第五子區中預熱。子區的數量及其功能可顯著變化。每個子區可攜帶多個導管，通過這些導管攜帶爐進料，許多導管為正弦結構。比起輻射部分，對流部分在不太嚴格的操作條件下操作。設計裂解爐用于從輻射管(盤管)入口開始在輻射部分中快速加熱，在所屬入口中由于溫度低而反應速度常數低。大多數傳遞的熱量簡單地將烴從入口溫度上升至反應溫度。在盤管的中部，溫度上升速率較低，但是裂解速率可觀。在盤管出口，溫度上升速率有些增大，但是不如入口處快速。反應物的消失速率是其反應速度常數乘以其局部濃度的乘積。在盤管的末端，反應物濃度低，并且通過提高處理氣體溫度可得到另外的裂解。進料烴的蒸汽稀釋降低了烴的分壓，增強了烯烴形成，并降低在輻射管中朝向焦炭形成的任何趨勢。裂解爐通常具有長方形燃燒室，其中直立的管在輻射耐火材料壁之間居中。所述管由其頂部支撐。使用安裝在壁或地板上的燃燒器或兩者的組合使用氣態或組合的氣態/液態燃料完成輻射部分的點燃。燃燒室通常在稍微負性壓力下，大多數通常具有向上流動的煙道氣。通過天然通風或誘導的通風扇中的至少一種建立煙道氣流入對流部分。通常將輻射盤管懸掛在燃燒室中部以下的單一平面中。它們可嵌套在單一平面中或平行放置在交錯的兩行管排列中。從燃燒器到輻射管的傳熱主要通過輻射進行，因此有術語“輻射部分”，其中將烴加熱至約1，400F至約1，550F，從而經受嚴格的裂解，和焦炭形成。因此，開始空的輻射盤管為點燃的管狀化學反應器。通過由來自輻射部分的煙道氣、對流部分中進料的蒸汽稀釋等對流加熱，在對流部分中將進入爐的烴進料預熱至約 900F至約1，000F。預熱后，在常規商業性爐中，進料已準備好進入輻射部分。將離開輻射部分的已裂解的氣態烴快速降溫，以防止破壞裂解模式。在烯烴生產設備的同一下游中進一步處理之前，將已裂解的氣體冷卻，回收大量的能量作為高壓蒸汽，再用于爐和/或烯烴設備。這通常使用本領域公知的傳輸線交換器完成。液體烴原料下游處理，盡管它可以在設備與設備之間不同，通常在例如前述傳輸線交換器中將其熱交換之后，采用油淬滅爐流出物。隨后，使已裂解的烴流經受初級分餾以除去重質液體，接著壓縮未冷凝的烴，從中除去酸氣體和水。隨后單獨分離各種期望的產物，例如，乙烯、丙烯、每分子具有4個碳原子的烴的混合物、燃料油、熱解汽油和高純度氫流。圖1顯示氣化/裂解系統，該系統可以操作作為占優勢的(主要的)系統進料的含有機酸的全原油、冷凝物、包括殘留物(特別是常壓殘留物)的全原油的餾分和它們的混合物。出于簡單和簡潔的目的，圖1非常概略，因為如上所述，實際的爐是復雜結構。總酸值或TAN是烴質材料的有機酸含量的度量。這樣的有機酸包括，但不限于，環烷酸。TAN通過ASTM方法D-644測定，單位為毫克(mg)KOH/千克(kg)被試烴質材料。 出于簡潔的目的，下文中不重復測量方法和單位。本發明適用的含有機酸的進料流包括任何烴質材料，諸如原油本身、原油的一種或多種餾分(包括殘留物，特別是常壓殘油)、天然氣冷凝物和它們的兩種或更多種的混合物。羧酸物類為存在于前述進料流中最具腐蝕性的一類酸。在羧酸類酸中，環烷酸子集最具腐蝕性，并且就使操作設備的腐蝕最小化而言對于作為整體操作裂解設備最有問題。用于本發明的常壓殘油進料可來自單一來源或多個來源，因此，可為單一的殘油或兩種或更多種殘渣的混合物，其含有或不含其他材料，諸如原油和冷凝物。可用于本發明的常壓殘油可具有寬的沸騰范圍，特別是當采用殘渣的混合物時，但是通常沸騰范圍為約 600F至僅剩余不沸騰實體的沸騰終點。來自常壓熱蒸餾塔的常壓殘油塔底物主要由氣油組分和較重餾分組成，氣油組分的沸騰范圍為約600至約1，000F，較重餾分的沸騰溫度范圍為約1，000F直到僅剩余不沸騰實體的其最終沸點。真空輔助的熱蒸餾塔(真空塔)通常將氣油組分與前述其相關的較重餾分分離， 因此提供不同組成的殘油。用于本發明的進料2的殘油的量可為總進料2的顯著組分。殘油組分可為進料2 總重量的至少約20%重量，但是不必嚴格在該范圍內。根據加入到進料2的殘油的特定的物理和化學特征，可將其他材料加入到該進料中。這樣的另外的材料可包括輕汽油、石腦油、天然汽油和/或冷凝物。可采用全餾程石腦油、輕石腦油、中等石腦油、重石腦油或它們的兩種或更多種的混合物形式的石腦油。輕汽油的沸騰范圍可從戊烷(C5)的沸騰范圍至約158F。全餾程石腦油(包括輕、中等和重石腦油餾分)的沸騰范圍可為約158至約350F。輕、中等和重石腦油餾分的沸騰范圍可分別為約158至約212F、約212至約302F和約302至約350F。因此，特意加入到進料2中的殘油的輕質材料的量可根據操作者的期望寬泛變化，但是進料2中的殘油(如果存在)可保持為管線10和進料氣化單元11中的進料2的顯著組分。圖1顯示液體裂解爐1，其中將高TAN烴質最初進料2通入上部的上部進料預熱子區3，較冷部分到達(cooler reaches of)爐1的對流部分。還在爐的對流部分的較上高度將蒸汽6過熱。隨后通過管道(管線)10，將預熱的裂解進料流通向氣化單元11 (充分公開于 USP ‘961)，該單元分成上部蒸氣氣化區12和下部氣化區13。該單元11主要(占優勢地) 實現在預熱步驟3之后保持液態的材料(例如石腦油和汽油沸騰范圍和較輕餾分)至少顯著部分氣化。通過管線14，將那時在區12中為主的，單元11接受的與預熱的進料相關的氣態材料以及在特定條件下可能形成的另外的氣態材料(烴質和酸性二者)，從區12中除去。 因此，管線14帶走基本上所有的較輕烴蒸氣，例如，存在于區12中的石腦油和汽油沸騰范圍和較輕的，并且可帶走一些蒸氣態酸物類。經由管線15，將存在于區12中的液體餾出物 (含有或不含一些液態汽油和/或石腦油)從中除去，并通向下部區13的上部內部。在該特定實施方案中，區12和13通過不透的壁16彼此分隔而沒有流體連通，該不透的壁16可為固體塔板。管線15代表在區12和13之間向下流動連通的外部流體。作為替代，或除此以外，通過使用一個或多個設計允許液體向下通向區13的內部并且允許蒸氣向上通向區12的內部的塔板，將壁16改為至少部分可透過液體，區12和13之間可具有內部流體連通。例如，代替不透的壁16，可使用煙囪塔板，在這種情況下，單元11內的液體將在內部向下流動至部分13，而不是經由管線15在單元11的外部流動。在這種內部向下流動的情況下，分配器18變為任選的。無論通過什么方式，將液體從區12除去，進入區13，該液體向下移動進入區13，因此可遇到至少一個液體分配裝置18。裝置18橫跨單元11的橫截面均勻地分配液體，使得液體橫跨塔的寬度均勻地流向與填充物19接觸。蒸汽6經過過熱子區20，隨后經由管線21進入低于填充物19的區13的下部部分 22。在填充物19中，液體和來自管線21的蒸汽彼此充分混合，因此氣化一些液體15。這種新形成的烴質蒸氣與蒸汽21 —起經由管線17從區13中除去，并且可加入到管線14中的蒸氣中，以在管線25中形成合并的烴蒸氣產物。流25可基本上含有來自進料2的烴蒸氣， 例如，汽油、石腦油、中間餾出物、氣油和蒸汽。因此，流17代表一部分進料流2加上蒸汽21減去存在于塔底物流沈的來自進料 2的烴液態剩余物。流25含有存在于初始原料2中的有機酸物類。流25經過集管(未顯示)，由此將流25分成多個子流，并經過多個導管(未顯示)進入爐1的對流部分預熱子區 27。部分27在爐1的下部部分，因此較熱。部分27用于將流25預熱至適于在輻射區四中裂解的前述溫度。在部分27中實質加熱之后，通過管線觀將包括有機酸物類的流25通向輻射部分子區四。同樣，為了簡潔的目的，將通常由子區27通向并經過子區四的多個單獨的流表示為單一的流動流觀。在爐1的輻射燃燒室四中，使含有多種不同的烴組分(包括酸物類)的來自管線觀的進料經受如前所述的嚴格的熱裂解條件。這些裂解條件將存在的顯著量甚至是占優勢量的環烷酸轉化或轉變為一氧化碳(Co)、二氧化碳(CO2)和較低分子量酸(甲酸、乙酸、丙酸和丁酸)。已裂解的產物通過管線30離開輻射燃燒室四，如前所述和USP‘961詳細顯示的， 在爐1下游的烯烴設備的剩余部分中進一步處理。當使用原油、冷凝物、殘油等作為進料2的顯著組分時，包含有機酸的實質量的餾出物最終在單元11 (特別是在區1 中氣化，通向爐1，并裂解，從而將這樣的餾出物轉化為較輕組分。進料2可在約環境溫度直到約300F的溫度下，在稍微超過常壓直到約 IOOpsig(下文“常壓至IOOpsig")的壓力下進入爐1。進料2可在約環境溫度至約750F(例如，約500至約750F)的溫度下，在常壓至 IOOpsig的壓力下，經由管線10進入區12。流14可為基本上全部由進料2形成的烴蒸氣，并且在約環境溫度至約700F的溫度下，在常壓至IOOpsig的壓力下。流14可含有或可不含最初存在于進料2中的一些酸物類。流15可為基本上全部來自進料2的剩余液體減去在預熱器3和區12中氣化的， 并且在約環境溫度至約700F的溫度下，在稍微超過常壓直到約100psig(下文“常壓至 IOOpsig")的壓力下。區12可用作物理分離區，如上文討論的Buchanan等人的公布中的閃蒸槽的那樣， 此外，可在用于引起通過管線10進入區12的液態烴的另外氣化的條件下操作。區13在約700至約1，100F的溫度下操作，從而由通過管線15從區12接受的液體形成實質量的另外的蒸氣態烴。因此，除了氣化存在于初始進料2中的有機酸以外，氣化單元11還由存在于預熱的進料流10中的液體形成實質量的另外的蒸氣態烴。因此，通過管線14和17離開單元11的蒸氣相的化學組成與通過管線10進入單元11的蒸氣相的化學組成實質不同。類似地，通過管線沈離開單元11的液相的化學組成與通過管線10進入單元11的液相的化學組成實質不同。也就是說，單元11確實不止僅僅進行通過管線10進入單元11的兩相(液相和蒸氣相)的物理分離。流14和17的組合，用流25表示，可以在約600至約800F的溫度下，在常壓至 IOOpsig的壓力下，并且含有的總蒸汽/烴比率為例如約0. 1至約2，優選約0. 1至約1磅蒸汽/磅烴。在氣化區13中，由于原油、原油的餾分(特別是殘油)和冷凝物的組成寬泛變化， 因此稀釋比率(熱氣體/液體液滴)將寬泛變化。通常，熱氣體(例如，在區13頂部的蒸汽和烴)可按蒸汽與烴的比率為約0. 1/1至約5/1存在。蒸汽為通過管線21引入的合適的熱氣體的一個實例。流6可為通常用于常規裂解設備的那種蒸汽。在所用的蒸汽中可存在其他材料。所有這樣的氣體優選在足以使進入區13的液態烴15的實質部分揮發的溫度。通常，在常壓至IOOpsig壓力下，由導管21進入區13的氣體將為至少約650F，優選約900至約1，200F。出于簡單的目的，下文將這樣的氣體稱為術語單獨的蒸汽。因此，流17可為蒸汽、酸物類和具有低于約1，100F的沸點的烴蒸氣的混合物。在常壓至IOOpsig的壓力下，流17可在約600至約800F的溫度。
來自管線21的蒸汽不僅僅用作分壓目的的稀釋劑，這在裂解操作中是通常的情況。而是，來自管線21的蒸汽不僅提供稀釋功能，而且為單元11中保持液態的烴提供另外的氣化和溫和裂解能量。這通過恰好足以實現較重烴組分(諸如在全原油和殘油中發現的那些)的氣化和/或溫和裂解的能量實現。例如，通過使用管線21中的蒸汽，實現進料2 液體的實質氣化/溫和裂解。從而非常高的蒸汽稀釋比率和最高溫度的蒸汽在因為液態烴液滴在區13中漸進式向下移動而最需要它們時提供。根據本發明，保留在圖1的進料10中的在輕于(低于)約1，100F沸騰的烴和酸物類(均如上文所定義)將在單元11中被氣化，并通過管線14或17或二者除去，并如上文所述進料至爐1。此外，重于本段上面提及的較輕實體的烴質實體可至少部分被溫和裂解， 或者在單元11中分解為較輕烴質實體(諸如以上提及的那些)，并且那些剛剛形成的較輕實體通過管線17除去，作為爐1的另外的進料。進料10的液體剩余物(如果有的話)通過管線沈除去，用于在別處處理。
實施例將TAN值為4. 5的DcAa常壓殘留物以等重量份與輕汽油和石腦油混合，產生TAN 值為2. 25的共混物。將該共混物進料至熱解爐1的對流部分的預熱部分3。該進料混合物2為^OF和80psig。在該對流部分中，在約60psig下將進料2預熱至約690F，隨后經過管線10進入氣化單元11，其中在約690F和60psig下的汽油、石腦油和氣油氣體的混合物在該單元的區12中分離。將這些已分離的氣體從區12中除去，用于通過管線25轉移至同一爐的對流預熱子區27。在與前述伴隨的烴氣體分離之后，通過管線15將由基于殘油的進料2剩余的烴液體轉移至下部部分13，并使之在該部分中朝向其底部向下落下。在氣化區13的底部附近引入約1，050F的預熱的蒸汽21，以得到在部分13中蒸汽與烴的比率為約1。落下的液體液滴與從區13的底部朝向其頂部上升的蒸汽成逆流流動。 關于在區13中向下落下的液體，蒸汽與液態烴的比率從部分19的頂部至底部增大。將蒸汽和烴蒸氣的約750F的混合物17區13頂部附近取出，并與較早經由管線14 從區12中除去的氣體混合，以形成包含約0. 5磅蒸汽/磅存在的烴的復合蒸汽/烴蒸氣流 25。在小于約50psig下，將該復合流在子區27中預熱至約1，000F,隨后通向輻射燃燒室子區四，用于在1，400下至1，550 °F范圍的溫度下裂解。由于存在于流25中的環烷酸的轉化，在裂解爐中的CO和(X)2產量增大。在約900F溫度和約60psig壓力下，將單元11的塔底物產物沈除去，并通向下游
處理設備，用于進一步按需處理。顯著量的有機酸(包括環烷酸)在流25中結束，并隨后在裂解爐中轉化為C0、0)2 和較低分子量酸。同時，通過氣化單元11 (特別是氣化區13)的操作，通過另外量的液體進料的氣化，為該裂解爐形成另外的蒸氣態進料。
權利要求
1.一種用于使由至少一種烴質材料組成的烴質原料熱裂解的方法，至少一種所述烴質材料包含至少一種有機酸物類，所述方法包括將所述原料預熱以形成預熱的流，該預熱的流包含具有初始化學組成的初始蒸氣相和具有初始化學組成的初始液相，將所述預熱的流通向氣化步驟，其中使一部分所述初始液相氣化，氣化的方式使得離開所述氣化步驟的總蒸氣的化學組成不同于所述初始蒸氣相的所述初始化學組成，并且離開所述氣化步驟的剩余的液體的化學組成不同于所述初始液相的所述初始化學組成，并將離開所述氣化步驟的至少一部分所述蒸氣通向至少一個熱裂解爐作為用于所述至少一個熱裂解爐的進料。
2.權利要求1的方法，其中所述烴質原料的TAN為至少1.0mgK0H/g原料。
3.權利要求1的方法，其中所述烴質原料的TAN為至少0.5mgK0H/g原料。
4.權利要求1的方法，其中所述烴質原料為全原油、冷凝物、殘留物和它們的兩種或更多種的混合物中的至少一種。
5.權利要求1的方法，其中所述烴質原料為至少一種常壓殘留物。
6.權利要求1的方法，其中所述至少一種有機酸物類包括至少一種羧酸物類。
7.權利要求6的方法，其中所述至少一種羧酸物類包括至少一種環烷酸物類。
8.權利要求1的方法，其中所述氣化步驟采用至少第一氣化區和第二氣化區，所述第一氣化區接受包含所述初始蒸氣相和所述初始液相的所述預熱的原料，并至少將所述初始蒸氣相與所述初始液相分離，將所述已分離的初始蒸氣相材料從所述第一氣化區通向所述至少一個熱裂解爐作為其進料，所述第二氣化區從所述第一氣化區接受在所述第一氣化區中不作為蒸氣存在的預熱的初始液相材料，并使這樣的材料在所述第二氣化區中經受加熱和溫和裂解中的至少一種，直至在所述第二氣化區中顯著量的這樣的材料氣化，以形成另外的氣態材料并留下液態剩余物，并且將在所述第二氣化區中形成的所述另外的氣態材料從中除去并通向所述至少一個熱裂解爐作為其進料，由此在所述第二氣化區中形成的所述另外的氣態材料的化學組成不同于所述初始蒸氣相的化學組成，并且離開所述第二氣化區的所述液態剩余物的化學組成不同于所述初始液相的化學組成。
9.權利要求8的方法，其中使在所述第二氣化區中的所述初始液相材料經受700至 1，100F范圍的溫度。
10.權利要求8的方法，其中將來自所述第一氣化區的所述已分離的初始蒸氣相材料和來自所述第二氣化區的所述被除去的另外的氣態材料合并，并將已合并的流通向至少一個熱裂解爐。
全文摘要
一種用于使含有機酸的烴質進料熱裂解的方法，其中首先將進料在氣化步驟中加工，接著熱裂解。
文檔編號C10G9/14GK102369260SQ201080015764
公開日2012年3月7日 申請日期2010年3月8日 優先權日2009年3月31日
發明者D·H·鮑威爾斯, K·M·韋伯, R·S·布里奇斯 申請人:伊奎斯塔化學有限公司