接觸一種或多種被污染的烴的方法

接觸一種或多種被污染的烴的方法
【專利摘要】一個示例性實施方案可為一種方法。所述方法可包括使一種或多種被污染的烴與氫氣料流在閃蒸進料分離器中接觸以產生第一液體料流、汽提第一液體料流以產生殘留物料流以及使殘留物料流在成膜蒸發器中分離以得到回收的餾出物。
【專利說明】接觸一種或多種被污染的烴的方法
[0001]在先國家申請的優先權聲明
[0002]本申請要求2012年2月2日提交的美國申請N0.13/365，210的優先權。
發明領域
[0003]本發明一般性地涉及一種用于接觸一種或多種被污染的烴的方法。
[0004]相關技術描述
[0005]一般而言，烴可再生來源的重要性日益增加。利用可再生資源，可減少對用于石油基產品的進口油的依賴性，且可提供進口油的替代品。通常將所用石油基產品如廢潤滑油或衍生自含碳廢料的油再循環和再加工。通常每年廢棄極大量的油，再加工或再精制可由用過的潤滑劑和其他含碳廢料回收顯著量產品。此外，被污染的烴的回收和再加工也可減少需要環境安全處置的材料的量。
[0006]然而，希望改進回收和再加工以生產更高價值的產品。
[0007]發明概述
[0008]—個不例性實施方案可為一種方法。該方法可包括使一種或多種被污染的烴與氫氣料流在閃蒸進料分離器(flash feed separator)中接觸以產生第一液體料流、汽提第一液體料流以產生殘留物料流以及在成膜蒸發器(film generating evaporator)中分離殘留物料流以得到回收的餾出物。
[0009]另一不例性實施方案可為一種方法。該方法可包括使一種或多種被污染的烴與氫氣料流在閃蒸進料分離器中接觸以產生包含一種或多種C22+烴的第一液體料流、汽提第一液體料流以產生包含一種或多種C28+烴的殘留物料流以及使殘留物料流在轉膜蒸發器中分離以得到包含一種或多種C22-C35烴的回收的餾出物。
[0010]又一不例性實施方案可為一種方法。該方法可包括使一種或多種被污染的烴與氫氣料流在閃蒸進料分離器中接觸以產生第一液體料流、汽提第一液體料流以產生殘留物料流、使殘留物料流在成膜蒸發器中分離以得到回收的餾出物、使回收的餾出物通入加氫操作反應器以得到加氫操作的流出物料流以及使加氫操作的流出物料流分離以得到潤滑油。
[0011]本文公開的實施方案可通過利用成膜蒸發器進一步加工殘留產物以得到回收的餾出物。可進一步加工回收的餾出物以得到潤滑油產物料流。
[0012]定義
[0013]本文使用術語“料流”可包括各種烴分子如直鏈、支化或環狀的烷烴、烯烴、二烯烴和炔烴，以及任選其它物質如氣體，例如氫氣，或雜質如重金屬及硫和氮化合物。料流也可包括芳族及非芳族烴。此外，烴分子可簡寫為C1、C2、C3...Cn，其中“η”表示一種或多種烴分子中的碳原子數。此外，上標“ + ”或可與簡寫的一種或多種烴的符號一起使用，例如C3+或C3—，其包括該簡寫的一種或多種烴在內。作為實例，簡寫“C3+”意指具有三個碳原子和/或更多個碳原子的一種或多種烴分子。
[0014]本文所用術語“區”可指包括一個或多個設備物項和/或一個或多個子區的區域。設備物項可包括一個或多個反應器或反應器容器、加熱器、交換器、管道、泵、壓縮機和控制器。另外，設備物項如反應器、干燥器或容器，可進一步包括一個或多個區或子區。
[0015]本文所用術語“富含”可意指在料流中一種化合物或一類化合物的量為通常至少50摩爾％，優選70摩爾％。
[0016]本文所用術語“基本”可意指在料流中一種化合物或一類化合物的量為通常至少80摩爾％，優選90摩爾％，最優99摩爾％。
[0017]本文所用術語“加氫操作”可指利用氫處理一種或多種烴的方法。加氫操作可包括加氫裂解、加氫脫金屬、加氫處理、加氫脫蠟、加氫異構化和/或芳族加氫處理。作為實例，加氫裂解可指在氫氣和任選催化劑的存在下烴可裂解成較低分子量的烴的方法。作為另一實例，加氫處理可指通過使烴與氫氣在合適的催化劑存在下接觸而由烴原料除去雜原子如硫、氮及金屬的方法。加氫處理也可使帶有雙鍵和三鍵的烴及芳族化合物飽和。芳族加氫處理也可特別指使芳族化合物飽和。
[0018]如所述，附圖中的工藝流動管線可交換地稱作例如管線、管道、進料、餾出物、冷凝物、殘留物、混合物、部分、烴、流出物、產物或料流。
[0019]本文所用術語“流體”可意指一種或多種氣體、一種或多種液體和/或一種或多種蒸氣。
[0020]本文所用術語“氣體”可意指單一氣體或多個氣體的溶液。
[0021]本文所用術語“液體”可意指單一液體或一種或多種液體與一種或多種氣體和/或固體顆粒的溶液或懸浮液。
[0022]本文所用術語“蒸氣”可意指可包括或由一種或多種烴組成的氣體或分散體。分散體可包括一種或多種氣體、液體和固體，如氣溶膠和/或霧的分散體。
[0023]本文所用術語“不能蒸餾組分”可包括細碎的顆粒狀物質，其可趨于堵塞熱的熱交換器表面、在催化劑上形成焦炭、使催化劑失活和/或堵塞催化劑床。細碎的顆粒狀物質通常可包括經聚合的有機物質。
[0024]本文所用沸點除非指定另一方法否則可由ASTM方法D2887-97測定。
[0025]附圖簡述
[0026]附圖為示例性再精制區的示意描述。
[0027]詳細描述
[0028]參考附圖，示例性再精制區100可包括閃蒸進料分離器120、汽提塔160、成膜蒸發器200、熱分離器240、冷分離器260、第一加氫操作反應器300、第二加氫操作反應器320、分離器340和另一分離器360。用于使烴改質的不例性方法在例如US7, 638, 040中公開。
[0029] 可將一種或多種被污染的烴作為料流50供入再精制區100。料流50可包含足以可能不利于在加工烴中使用的催化劑和設備的量的不能蒸餾組分。料流50可包含不大于50重量％、30重量％或甚至25重量％的一種或多種不能蒸餾組分。通常一種或多種被污染的烴可包括含碳廢料料流、石油產物和熱解油中的至少一種。此外，一種或多種被污染的烴可包括一種或多種淤漿油、減壓底部物、減粘減壓渣油、減壓渣油、重質減壓瓦斯油、脫浙青的底部材料、不合格的浙青、儲油槽沉淀物、常壓殘油、來自溶劑回收單元的用過的溶劑、用過的介電流體、黑液、妥爾油、植物油、廢潤滑脂、脂油和衍生自動物脂肪的油。通常常壓殘油在至少340°C下沸騰，減壓渣油在至少420°C下，或甚至至少510°C下沸騰。沸點可由ASTM Dl 160-06的附錄A7中的程序計算。
[0030]通常使料流50與通常富含氫氣的氫氣料流60接觸，以在進入閃蒸進料分離器120前至少部分形成進料料流80。可使氫氣料流60維持在高于料流50的溫度下。優選氫氣料流60可處于260-650°C的溫度下。所述一種或多種被污染的烴的一部分可在閃蒸進料分離器120中蒸發并產生第一蒸氣料流124和第一液體料流130。第一液體料流130可包括一種或多種C22+烴，且可具有至少371°C的沸點。氫氣料流60可用作直接加熱料流50的熱源以阻止焦炭形成，可用作稀釋劑以降低在閃蒸區在蒸發過程中的進料分壓，可用作可能的反應物以減少在提高溫度下聚合物的形成，可用作汽提介質，還可用作在加氫操作反應器300和320中所需的氫氣的至少一部分。
[0031]第一蒸氣料流124可包括來自氫氣料流60的氫氣和一種或多種由料流50蒸發的烴。通常在閃蒸進料分離器120中的熱接觸條件使得可能發生不利反應，如熱降解。因此，優選選擇在閃蒸進料分離器120中的液體停留時間來實現烴蒸發的最大化及不利熱反應的最小化。停留時間可基于由料流50蒸發烴所需的溫度而變化。
[0032]在一些情況下，進料料流80可包括高百分率的不能蒸餾組分，且可使用額外的液體以洗滌來自閃蒸進料分離器120的不能蒸餾組分。沖洗液體的蒸氣洗油可為具有高沸點范圍并包含一種或多種C22+烴，優選一種或多種C30+烴如重質減壓瓦斯油、常壓殘油或減壓塔底部料流的油，其可具有至少368°C，或優選至少448°C的沸點。沖洗液體的選擇可取決于料流50的組成和閃蒸進料分離器120中的主導閃蒸條件，且所述沖洗液體的體積優選限制于用于除去重質不能蒸餾組分所需的那些。
[0033]通常第一液體料流130可包含未經蒸發的殘留的可蒸餾烴且由閃蒸進料分離器120取出。可使第一液體料流130供入汽提塔160，而無中間加熱或冷卻，其中熱的氣體料流126可用于汽提第一液體料流130并產生包含一種或多種經蒸發的烴和熱氣體料流126的至少一部分的第二蒸氣料流164。優選閃蒸進料分離器120使第一液體料流130中的可蒸餾組分的量減少至不多于80重量％，優選不多于40重量％。在一個優選操作中，汽提塔160為真空汽提塔，且汽提氣體為過熱蒸汽。然而，也可使用包括氫氣的其他汽提氣體。來自汽提塔160的殘留物料流170可包括不能蒸餾組分如固體或其他雜質，以及一種或多種可具有至少4310C的沸點的C28+烴。
[0034]可使殘留物料流170供入成膜蒸發器200。成膜蒸發器200可包括薄膜蒸發器、轉膜蒸發器、降膜蒸發器、升膜蒸發器或刮面蒸發器(scraped surface evaporator) ?優選成膜蒸發器為轉膜蒸發器。也可使用其他成膜蒸發器，如汽提蒸發器(strippingevaporator)、臥管蒸發器、排管型蒸發器、短程蒸發器(short path evaporator)、立式長管蒸發器和強制循環蒸發器。
[0035]成膜蒸發器200可促使至少一部分殘留物料流170足夠快地蒸發以避免焦化。通常成膜蒸發器包括用于使帶有一部分殘留物料流170的表面再生的移動部件。示例性成膜蒸發器在例如 US3, 316，958、US4, 160，692 和 US4, 173，246 中公開。
[0036]薄膜蒸發器(本文可縮寫為“TFE”)可在加熱管的內表面上加熱殘留物料流170，直到殘留物開始蒸發。可使殘留物通過具有固定余隙的旋轉葉片在管的內表面上維持為薄膜。隨后使蒸氣在冷凝器的冷管上液化。
[0037]轉膜蒸發器(本文中可縮寫為“WFE”)通常與TFE的不同在于轉膜蒸發器使用帶有與內表面具有最小余隙的鉸接葉片以攪動流動的殘留物而進行分離。在TFE和WFE中，殘留物可在加熱的內管上以切線方向進入該單元并可利用旋轉葉片均勻分布在管的內圓周上。殘留物可沿壁盤旋下降，而由動葉片生成的渦流可產生高度湍流和最佳熱通量。殘留物可快速蒸發且蒸氣可相對于殘留物并流或逆流流動。在一些示例性TFE和WFE設計中，可使殘留物在位于外部但盡可能接近蒸發器的冷凝器中冷凝。作為實例，短程蒸餾單元可包括具有內部冷凝器的TFE或WFE。
[0038]在降膜蒸發器(本文中可縮寫為“FFE”)中，殘留物可在頂部進入蒸發器并可均勻分布至加熱管中。通常薄膜進入熱管并在沸騰溫度下向下流動且部分蒸發。惰性氣體如蒸汽可通過與管外部接觸而用于加熱管。殘留物可在管中向下流入下部分離器，其中可使汽化的烴與較重烴分離。
[0039]通常升膜蒸發器(本文中可簡稱為“RFE”)以熱虹吸原理操作。殘留物可進入由管外部提供的蒸汽加熱的加熱管的底部。隨著殘留物加熱，蒸氣開始形成并上升。該蒸氣上升力可導致液體和蒸氣以平行流向上流動。同時，蒸氣的產量提高且可使液體在上升時以薄膜壓在管壁上。通常相對于重力的并流向上移動具有在殘留物中形成高度湍流(其可促進傳熱和焦化抑制)的有益作用。
[0040]刮面蒸發器(本文中可縮寫為“SSE”)可類似于WFE操作。然而，SSE通常通過利用刮板頻繁移除盡力保持膜在經加熱的表面上的間隙以避免過熱而不在加熱的內表面上維持薄膜。
[0041]通常成膜蒸發器200可產生回收的餾出物210和殘留產物220。回收的餾出物210可包括一種或多種C22-C35烴且可在370-480°C下沸騰。殘留產物220可包括不能蒸餾組分如固體和其他雜質且可作為浙青共混組分或作為在水泥廠或鋼廠中的補充燃料銷售，使其通入儲存裝置，或通入其他用于進一步加工的單元。殘留產物220可包括一種或多種C28+烴，并可具有至少426 °C的沸點。回收的餾出物210可與如下文所述用于回收例如潤滑油產物的回收油料流244合并。回收油料流244可包括一種或多種C18-C25烴并可具有315-400°C的沸點。
[0042]通常第二蒸氣料流164為熱的烴氣體料流，使其在第一冷凝器180中冷凝以使在汽提塔160中回收且通入熱分離器240的烴液化。通常使經冷凝的液體分離為回收油料流244和未經冷凝的蒸氣(第三蒸氣料流246)。
[0043]優選使熱分離器240在熱氣體料流126的露點以上的溫度下操作。第三蒸氣料流246可在第二冷凝器250中冷凝并供入冷分離器260。可由冷分離器260提供各種料流，即氣體料流264、冷凝物料流272和再循環油料流276。可使氣體料流264用作例如燃料氣體或進一步加工。可將冷凝物料流272處置或也可進一步加工。可使再循環油料流276與料流50在接收氫氣料流60前合并以形成合并的進料料流70。
[0044]通常使回收油料流244與回收的餾出物210合并且至少使來自所述的合并料流248的殘留物(remainder) 256與第一蒸氣料流124合并以形成合并料流258。可使合并料流248的一部分254作為沖洗料流254供入閃蒸進料分離器120，可使其經由一個或多個噴霧器或通過填料或塔板分布。
[0045] 合并料流258可接受來自如下文所述的富含氫氣的蒸氣料流364的分離(split)氫氣料流384以形成進料料流296。進料料流296可包括氫氣和烴。通常使進料料流296通入第一加氫操作反應器300。在該示例性實施方案中,第一加氫操作反應器300可為加氫脫金屬反應器300，但可使用任何合適的加氫操作反應器，如加氫裂解反應器或加氫處理反應器。加氫脫金屬反應器300可包含用于在加氫脫金屬條件下接觸進料料流296的加氫脫金屬催化劑，并產生加氫脫金屬流出物料流304。加氫脫金屬催化劑也與熱的含烴蒸氣反應以除去硫化合物、進行一些脫氮反應、使油加氫脫氧并從油中除了除去金屬外還除去一些雜原子。通常加氫脫金屬反應器300在150-450°C的溫度和0.100_14Mpa的壓力下操作。加氫脫金屬反應器300可包含固定的、流化的或沸騰的催化劑床。回收的餾出物210和回收油料流244可在通入加氫脫金屬反應器300之前通過冷卻第一蒸氣料流124而輔助控制第一蒸氣料流124的溫度。
[0046]通常使加氫脫金屬流出物料流304通入用于與加氫操作催化劑接觸的第二加氫操作反應器320以提高烴中的氫含量。加氫操作在更大程度上可使熱的含烴蒸氣反應以除去硫化合物、進行深度脫氮和烴的加氫脫氧以及使芳族化合物飽和。加工條件還有在其下發生一些較大烴分子裂解的溫度和足夠的氫氣分壓。用于加氫操作的加工條件和催化劑類似于加氫脫金屬反應器300。通常第二加氫操作反應器320在200-450°C的溫度和
0.1OO-HMPa的壓力下操作。第二加氫操作反應器320可包含固定的、流化的或沸騰的催化劑床，且在加氫操作條件下操作以生產包含經加氫操作的烴的加氫操作流出物料流324。加氫操作流出物料流324可利用例如冷卻器冷卻以產生供入分離器340的液體-蒸氣料流。
[0047]通常使包含氫氣、氣態水溶性無機化合物以及較低沸點的烴的蒸氣料流344與包含一種或多種烴的液體料流348由分離器340回收。液體料流348可包括用作潤滑油產物料流的回收液體烴或其他商業上有價值的液體。因此，可任選進一步加工的液體料流348可包含潤滑油。
[0048]可使蒸氣料流344冷卻并與由再循環料流368提供的洗滌水溶液接觸以除去其中所含用于再循環氫氣的酸性氣體，且可使得到的混合物346送入另一分離器360。洗滌水溶液優選包含堿性化合物如碳酸鈉或氫氧化銨。水溶液中和并溶解水溶性無機化合物。與洗滌水溶液的接觸可以任何常規方式進行，包括管線內混合(in-line mixing)，可借助混合而促進接觸。優選以基于來自第二加氫操作反應器320的加氫操作流出物料流324為1-100體積％的量引入洗滌水溶液。可使蒸氣料流344和再循環料流368合并，將所得到的混合物346通入另一分離器360以除去一些液體夾帶。
[0049]另一分離器360可提供液體料流352，如潤滑油產物料流352、富含氫氣的蒸氣料流364和水性料流366。可使液體料流352與液體料流348合并以形成合并料流356，該合并料流可為潤滑油產物料流356。
[0050]可在再循環以及與來自補充料流380的額外氫氣合并之前洗滌富含氫氣的蒸氣料流364，從而為分離氫氣料流384和氫氣料流60提供氫氣。富含氫氣的蒸氣料流364可具有不少于70體積％，優選不少于85體積％的氫氣。在與氫氣的補充料流380合并并除去分離氫氣料流384后，利用例如交換器使氫氣料流60加熱，并再循環以與合并進料料流70接觸以形成閃蒸進料分離器120的進料料流80。
[0051]水性料流366可由另一分離器360的接收器獲得并分離為與蒸氣料流344接觸的再循環料流368和可送至任何合適地點以用于處理和/或處置的清洗料流370。盡管未示出，但可使洗滌水溶液的補充料流加入再循環料流368以對應于清洗料流370的量。
[0052]不再進一步詳細說明，據信本領域技術人員利用先前的描述可最大限度地使用本發明。因此將理解先前優選的具體實施方案僅為示例性的，而不以任何方式限制本發明的剩余部分。
[0053]上文中除另有說明以外所有溫度為攝氏度，所有部分和百分數以重量計。
[0054] 由上文的描述，本領域技術人員可易于確定本發明的基本特征且在不偏離其精神和范圍下可做出對本發明的各種變化和修改而使其適應各種用途和條件。
【權利要求】
1.一種方法，包括以下步驟: A)使一種或多種被污染的烴與氫氣料流在閃蒸進料分離器中接觸以產生第一液體料流； B)汽提第一液體料流以產生殘留物料流；以及 C)使殘留物料流在成膜蒸發器中分離以得到回收的餾出物。
2.根據權利要求1的方法，其中成膜蒸發器包括薄膜蒸發器、轉膜蒸發器、降膜蒸發器、升膜蒸發器或刮面蒸發器。
3.根據權利要求1的方法，其中成膜蒸發器包括轉膜蒸發器。
4.根據權利要求1、2或3的方法，其中一種或多種被污染的烴包括含碳廢料料流、石油產物和熱解油中的至少一種。
5.根據權利要求1、2或3的方法，其中一種或多種被污染的烴包括石油產物，該石油產物又包含一種或多種淤漿油、常壓殘油、來自溶劑回收單元的用過的溶劑、用過的介電液體、黑液、妥爾油、植物油、廢潤滑脂、脂油和衍生自動物脂肪的油。
6.根據權利要求1、2或3的方法，其中第一液體料流包含一種或多種C22+烴。
7.根據權利要求1、2或3的方法,其中氫氣料流處于260-650°C的溫度下。
8.根據權利要求1、2或3的方法，其中殘留物料流包含一種或多種C28+烴。
9.根據權利要求1、2或3的方法，其中回收的餾出物包含一種或多種C22-C35烴并在370-480°C 下沸騰。
10.根據權利要求1、2或3的方法，其進一步包括回收來自成膜蒸發器的殘留產物。
【文檔編號】C07C7/04GK104080890SQ201380007425
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年1月17日 優先權日:2012年2月2日
【發明者】M·范維斯 申請人:環球油品公司