專利名稱：轉化重質烴原料的方法
技術領域：
本發明涉及將一種包括至少25%(重量)的沸點至少為520℃的烴的重質含瀝青質烴原料轉化為更低沸點產品的方法。
熱裂解是一種合適的將重質含瀝青質烴原料轉化為具有更低平均沸點的產品的方法。熱裂解是一個相當簡單的方法，它包括將原料預熱至某一合適的溫度并將預熱的原料送往熱裂解區。在此進行熱裂解。在熱裂區的出口，物流通常要進行急冷以使裂解停止，然后將物流分餾以得到一種或多種蒸餾餾份和一種渣油。渣油中含有幾乎是存在于裂解產物中的所有的瀝青質，它一般不經任何進一步的加工，就棄之為煉廠用或商業燃料。
本方法的一個重要方面是涉及裂解的渣油在與合適的稀釋劑混合后的穩定性，這種混合得到的燃料具有良好的產品特性，如良好粘度、硫含量、密度和康拉遜碳數。眾所周知，如果裂解太深，則瀝青質和油的特性會發生變化，以至于會產生淤渣。淤渣的形成特別易發生在含瀝青質的進料的熱裂解中。如果是已脫瀝青質的進料進行熱裂，僅僅是在極高轉化率下才會產生某些淤渣。當裂解的渣油進行混合后而生成一種燃料時，淤渣主要包括不溶于裂解的油和/或燃料的焦碳顆粒。如果淤渣的形成高于某具體限度，則燃料就不符合工業用燃料的要求。
避免淤渣的一個方法是緩和熱裂過程的苛刻度。因此，根據進料的類型，熱裂解的苛刻度應如此選擇，即應使重質烴即沸點等于或高于520℃的烴的轉化率低于約30%(重量)。在這一轉化率水平上就可以防止淤渣的形成。但可很明顯地看到，后面餾出物的產率不太理想。另一個防止淤渣形成的方法是在熱裂解之前對進料進行脫瀝青質。這樣可以采用30%(重量)以上的轉化率。但是去掉的瀝青質不再對餾份的產生有任何貢獻，因而也會造成餾分的產率不理想的情況。
在間歇過程中如果想得到盡量大蒸餾餾分產率則要進行延遲焦化，在這種過程中，進料要在所謂的焦碳鼓中裂解并生成蒸餾餾分和焦炭重產物進行回流，并且當焦炭鼓充滿焦炭時，則過程將在另一個焦炭鼓中進行。所以，焦炭鼓輪流進行著充滿/變空。很明顯，延遲焦化要間歇進行以及總要產生一些焦炭這一事實造成了這一方法的缺點。
本發明提供了一種方法，在該方法中轉化率提高但并不產生不穩定的渣油以及間歇操作的問題，與此同時，流出物的產率也得到了提高。
因此，本發明提供了將一種包括至少25%(重量)的沸點至少為520℃的烴的重質含瀝青質的烴進料轉化為具有更低沸點的產物的方法，該方法包括將烴進料進行預熱，使其通過熱裂區，從而得到沸點為520℃或以上的烴的至少35%(重量)的轉化率，然后將從裂解區出來的物流分為一個或多個餾份以及一個渣油餾份，并將渣油餾份脫瀝青質得到瀝青和脫瀝青油。
得到的瀝青含有可能是在裂解反應中形成的固體焦炭顆粒，脫瀝青油基本上不含有瀝青質，并且與在由熱裂區出來的物流的分離中得到渣油餾份相比具有更低的粘度、更低的密度和更低的康拉遜碳數。脫瀝青油沒有任何穩定問題并且可以直接作為混合用組分用于工業燃料的制備，或者用于其他用途。
用于本發明方法的重質烴進料包括至少25%(重量)的沸點至少為520℃(520℃+烴)。如果520℃+烴的百分比更低，則不易產生穩定問題。方便的進料包括原油的常壓渣油，即所謂的長渣油。適宜的進料應包括大于37.5%(重量)的沸點至少為520℃的烴，更好包括大于75%(重量)的沸點至少為520℃的烴，最好包括90%(重量)的沸點至少為520℃的烴。一種非常方便的進料是減壓渣油，即所謂的短渣油。
當然，從其他原料制備的常壓或減壓渣油，例如在由合成氣制備合成石油中而得到的常壓或減壓渣油也可以用于本方法中。如果需要，重質進料可以包括在催化裂解中得到的循環油和/或從油砂和頁巖油而得到的渣油。
進料含有瀝青質。除非另有說明，本說明書中的術語“瀝青質”是指C5瀝青質(以與IP143類似的方法測定，但使用C5烴)。另一個表示瀝青質含量的方法是按IP143使用C7瀝青質。當然，C5瀝青質的情況的數目比C7瀝青質的情況高。
雖然本方法可以用不含瀝青質的進料進行，但是可以看到，無瀝青質的進料在熱裂時不易引起穩定問題和/或形成淤渣。典型的脫瀝青油的瀝青質含量小于5%(重量)。本方法的進料中的瀝青質含量可以根據來源而變化。進料中的適宜C5瀝青質含量為5～50%(重量)(按IP143方法測定)。
在進入熱裂區之前，進料要進行預熱。一般，這在一個或多個具有換熱管或蛇管的爐子或爐段中進行，其中要預熱的物料在管或蛇管中通過。物料最好是預熱到350～600℃。
使預熱的物料通過熱裂區。物料可上行或下行通過熱裂區。最好是上行。物料可以通過一個空容器形，例如US.A1，899，889所述的形式的熱裂區。最好熱裂區位于一個具有內件的裂解器中。該內件最好是開孔板的形式。在這樣的裂解器中，內件會造成室，由此使回混現象的發生增加。一種非常適宜的裂解容器描述在EP-A7656中。關于內件的更詳細的情況可參該說明書。
本發明提供了沸點大于520℃的烴的高轉化率，這意味著蒸餾餾分的產率高。沸點≥520℃的烴的轉化率最好為35～70%(重量)。轉化率低于30%(重量)很難產生穩定問題。而轉化率高于70%則渣油餾分非常粘及含有非常多的焦炭，以至于處理起來很麻煩。當沸點≥520℃的烴的轉化率為40～60%(重量)時，可得到非常好的效果。
熱裂解通常在沒有還原氣體如氫氣的存在下進行。熱裂可在水蒸氣的存在下進行。熱裂的條件是可以變化的。只要能得到希望的轉化率，人們可以隨意調節溫度、壓力和停留時間。本領域的技術人員都知道，相同的轉化率可以在高溫短停留時間下得到，也可以在低溫度停留時間下得到。另外，熱裂解是吸熱反應，因此，在裂解器裂解的情況下，裂解區的溫度趨向于降低。因此，本領域的技術人員都可以選擇裂解區的條件，從而得到所希望的轉化率水平。合適的裂解包括350～600℃的溫度，1～100巴的壓力和0.5～60分的時間，停留時間是從冷物料起算的。
如在從熱裂區出來的物流分離為一種或多種蒸餾物餾分和一種渣油餾分之前將其進行急冷可能是非常有用。急冷可以通過使物流與更冷的急冷液體相接觸來進行。適宜的急冷液體包括較輕的烴油，如汽油或從物流得到的循環冷渣油。
在根據需要而選用的物流的急冷之后，物流被分離為一種或多種蒸餾餾分和一種渣油餾分。蒸餾餾分包括，例如氣體(C1-4烴)、汽油、中間餾分和(可有可沒有的)一種或多種減壓餾分。得到的渣油餾分含有重質的沸點等于或高于520℃的烴。
如上所述，得到的渣油餾分可能很粘。如果需要，該渣油餾分可以與一種稀釋劑混合，以便有利于所得混合物的處理。合適的稀釋劑包括瀝青稀釋油如從蒸餾和催化裂解得到的汽油、瓦斯油和其他烴流。雖然這樣可以使混合物變得易于處理，但是稀釋劑的加入也帶來了缺點，即使送入脫瀝青的步驟的體積增大。這種加入是否有利將從經濟觀點來評價。
渣油餾分的脫瀝青可用通常的方式進行。在本領域中已知的有溶劑脫瀝青。在這一步驟中，渣油餾分用萃取介質進行逆流處理，萃取介質通常為輕烴溶劑，包括石蠟烴化合物，較好為C3-8石蠟烴，更好為丁烷、戊烷和/或己烷，特別是戊烷。可以使用旋轉盤接觸器或板式塔，其中渣油餾分進入塔頂，萃取介質從塔底。石蠟烴化合物溶解在萃取介質中并從裝置的頂部。不溶于萃取介質的瀝青質由裝置的底部抽出。脫瀝青的條件宜為總溶劑與渣油餾分的比為1.5～8.0重/重;壓力為1～50巴;溫度為160～230℃。這些條件可以生產非常重的瀝青。為了能夠處理這些重質瀝青，向瀝青中加入瀝青稀釋油是需要的。
脫瀝青宜使渣油餾分中的35%(重量)以上的瀝青質被除去。較好是50%(重量)以上的瀝青質被除去。最好是80%(重量)以上的瀝青質被除去。
較好的情況是大于15%(重量)的渣油餾分被作為瀝青回收。這就保證了全部去除了所有的固體顆粒以及去除了絕大部分的瀝青質。得到的脫瀝青油在密度、康拉遜殘碳數和粘度方面具有良好的特性，從而在用來制備燃料時不會產生任何問題。取決于進料的類型和熱裂解的轉化水平，宜有15～50%(重)，最好有20～45%(重量)的渣油餾分作為瀝青被分離出。
如上所述，從脫瀝青步驟得到的脫瀝青油可用作渣油燃料或用作渣油燃料的混合成分。燃料的制備最好是使脫瀝青油與所謂的瀝青稀釋油混合以使得到的混合物具有所希望的組成。組成不僅與穩定性有關，而且與其他特性，如康拉遜殘碳量、粘度和密度也有關系。
脫瀝青油的其他用途包括用作加氫處理或加氫裂解的進料，用于催化裂解和熱裂解的進料。
瀝青適宜于燃燒，如在液體床燃燒裝置中進行燃燒，或者以乳化燃料形式進行燃燒。瀝青的另一個用途是用作氣化裝置的原料以產生合成氣和燃料氣。
本發明將進一步由下列實施例來說明。
實施例熱裂解在一個具有盤管和裂解器的中試裝置中進行，在盤管加熱的同時使進料通過盤管。進料的速率應使在盤管中的停留時間(以冷物料為基準)為2分鐘，在裂解器中的停留時間為38分鐘。在實驗中，溫度根據所希望的轉化率而變化。在裂解器之后，安裝有一個換熱器和一個分餾器，將從裂解器出來的物流冷卻并依次分為氣體餾分(C1-4)、汽油餾分(C5～165℃)、瓦斯油(165～350℃)餾分和渣油餾分(350℃+)。
脫瀝青實驗在一個旋轉盤接觸器中進行。戊烷和渣油餾分的重量比為2.0～2.2，進料速率為約2.0Kg渣油/h，壓力為40巴。接觸器中的溫度在170～210℃之間變化。
在實驗中，使用了不同的原料中東短渣油(進料Ⅰ)，Veneruela短渣油(進料Ⅱ)和北海短渣油(進料Ⅲ)。這些進料的某些特性列于表Ⅰ中。
實施例1用上述進料Ⅰ進行熱裂實驗。熱裂條件和結果列于表Ⅱ中。
當將得到的350℃+渣油餾分在下列條件下送往脫瀝青步驟時(進料速率2.0kg/h，戊烷/350℃+殘油的重量比為2.0，壓力為40巴，平均溫度為180℃)，可以以下列產率得到脫瀝青油和瀝青，它們的特性列于表Ⅲ中。
實施例2用其他進料進行熱裂實驗，得到表Ⅳ所列結果。
當在下列括號中所列條件下分別將在本發明的實驗中，即在實驗10、11、13和14中得到的350℃+渣油餾分送入脫瀝青步驟時(進料速率2.0kg/h，戊烷/350℃+餾分重量比2.0;壓力為40巴;平均溫度為185℃)，可以以下列產率得到脫瀝青油和瀝青，它們的特性如表Ⅴ所示。
權利要求
1.將含有至少25%(重量)沸點至少為520℃的烴的重質含瀝青質烴進料轉化為具有更低沸點的產物的方法，該方法包括預熱烴進料；使預熱的烴進料通過熱裂區，沸點等于或大于520℃的烴至少轉化35%(重量)；將從裂解區出來的物流分離為一種或多種蒸餾餾分和一種渣油餾分；使渣油組分脫瀝青得到瀝青和脫瀝青油。
2.權利要求1的方法，其中的烴進料為原油的減壓渣油。
3.權利要求1或2的方法，其中的進料要預熱至350～600℃。
4.權利要求1～3中任一項的方法，其中預熱的進料向上通過熱裂區。
5.權利要求1～4中任一項的方法，其中熱裂區位于含有內件的裂解器中。
6.權利要求5的方法，其中內件包括開孔板。
7.權利要求1～6中任一項的方法，其中熱裂區中的條件是350～600℃，壓力為1～100巴，平均停留時間為0.5～60分鐘。
8.權利要求1～7中任一項的方法，其中沸點至少為520℃的烴在熱裂區的轉化率為35～70%(重量)。特別是40～60%(重量)。
9.權利要求1～8中任一項的方法，其中渣油餾分用C3-8石蠟烴進行脫瀝青。
10.權利要求1～9中任一項的方法，其中石蠟烴包括丁烷、戊烷和/或己烷，特別是戊烷。
11.權利要求1～10中任一項的方法，其中脫瀝青是在總溶劑與渣油餾分的比為1.5～8(重量/重量)，壓力為1～50巴以及溫度為160～230℃的條件下進行的。
12.權利要求1～11中任一項的方法，其中脫瀝青油與瀝青稀釋油相混合。
13.權利要求1～11中任一項的方法，其中脫瀝青油被催化裂解。
14.權利要求1～11中任一項的方法，其中脫瀝青油被加氫處理或加氫裂解。
15.權利要求1～11中任一項的方法，其中脫瀝青油被熱裂解。
16.權利要求1～15中任一項的方法，其中瀝青在液體床裝置上被燃燒。
17.權利要求1～15中任一項的方法，其中瀝青在氣化得到合成氣。
18.權利要求1～15中任一項的方法，其中瀝青被用來制備乳化燃料。
19.權利要求1的方法，該方法如說明書所述。
全文摘要
將含有至少25％(重量)沸點至少為520℃的烴的重質含瀝青質烴進料轉化為具有更低沸點的產物的方法，該方法包括預熱烴進料；使預熱的烴進料通過熱裂區，沸點等于或大于520℃的烴至少轉化35％(重量)；將從裂解區出來的物流分離為一種或多種蒸餾餾分和一種渣油餾分；使渣油組分脫瀝青得到瀝青和脫瀝青油。
文檔編號C10G47/22GK1044116SQ8910907
公開日1990年7月25日 申請日期1989年12月5日 優先權日1988年12月5日
發明者代蒂里克·維瑟 申請人:國際殼牌研究有限公司