用于將原油轉化成具有改進的碳效率的石化品的方法和設施的制作方法
【專利說明】用于將原油轉化成具有改進的碳效率的石化品的方法和設施
[0001] 本發明涉及一種將原油轉化成石化產品的整合方法，其包括原油蒸餾，加氫裂化 和烯烴合成。此外，本發明涉及一種將原油轉化成石化產品的處理設施，其包括原油蒸餾單 元，加氫裂化器和用于烯烴合成的單元。
[0002] 以前已經描述了原油煉廠可以與下游化學設備例如熱解蒸汽裂化單元整合，以燃 料生產為代價來增加高價值化學品的生產。
[0003] US3,702,292描述了一種用于生產燃料和化學產品的整合原油煉制裝置，其包括 原油蒸餾裝置、加氫裂化裝置、延遲焦化裝置、重整裝置、乙烯和丙烯生產裝置(其包括熱解 蒸汽裂化單元和熱解產物分離單元）、催化裂化裝置、芳族產物回收裝置、丁二烯回收裝置 和處于相互關聯的系統中的烷基化裝置，以實現原油到石化品的約50%的轉化率和原油到 燃料的約50%的轉化率。
[0004] 將煉油操作與下游化學設備整合以生產石化品的常規裝置和方法的主要缺點是 這種整合方法仍然生產了大量的燃料。此外，將煉油操作與下游化學設備整合的常規裝置 和方法具有在原油轉化成石化產品方面的相對低的碳效率。例如，US3,702,292公開了一種 方法，其在原油轉化成石化產品方面的碳效率小于50重量％。
[0005] 本發明的一個目標是提供一種將煉油操作與下游化學設備相整合的裝置和方法， 其以燃料和燃料氣體的生產為代價增加石化品的生產。本發明此外的一個目標是提供將煉 油操作與下游化學設備相整合的裝置和方法，其具有在原油轉化成石化產品方面改進的碳 效率。
[0006] 上述問題的解決方案通過提供以下所述的和權利要求書中所體現的實施方案來 實現。
[0007] 在一方面中，本發明涉及一種將原油轉化成石化產品的整合方法。該方法還在圖 1-4中提出，其在以下進一步描述。
[0008] 因此，本發明提供一種將原油轉化成石化產品的方法，其包括原油蒸餾、加氫裂化 和烯烴合成，該方法包括使加氫裂化器進料進行加氫裂化以生產LPG和BTX，和使該方法中 生產的LPG進行烯烴合成，其中所述加氫裂化器進料包含：
[0009] 通過該方法中的原油蒸餾生產的石腦油、煤油和粗柴油中的一種或多種;和
[0010] 該方法中生產的煉制單元來源的輕質餾分和/或煉制單元來源的中間餾分。
[0011] 常規上，石化產品例如C2和C3烯烴通過使原油進行原油蒸餾和將由此獲得的特定 原油餾分進行煉制工藝來生產。在本發明的上下文中，已經發現當與使相同原油餾分直接 進行蒸汽裂化的方法相比，將原油轉化成石化產品的整合方法的碳效率可以通過以下來改 進:使石腦油、煤油和粗柴油（即C5+烴）中的一種或多種進行加氫裂化以生產LPG，和隨后將 由加氫裂化生產的LPG轉化成烯烴。作為這里使用的，術語"在原油轉化成石化產品方面的 碳效率"或者"碳效率"涉及石化產品中所含的碳占原油中所含的總碳的重量％，其中所述 石化產品選自乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯-1、異丁烯、異戊二烯、環戊二烯(CPTD)、苯、甲苯、二 甲苯和乙苯。與本發明方法相關的進一步的優點包括與通過將原油餾分進行液體蒸汽裂化 來生產石化品的方法相比，資金支出降低，丙烯與乙烯的摩爾比更高和BTX生產改進。
[0012] 因此，本發明的方法包括將C5+烴進行加氫裂化以生產LPG，和將由此獲得的LPG進 行烯烴合成。在本發明的方法中，C+烴優選不進行烯烴合成。
[0013] 術語"通過該方法中的原油蒸餾生產的石腦油、煤油和粗柴油中的一種或多種"表 示所述石腦油、煤油和粗柴油中的一種或多種通過本發明的整合方法中包括的原油蒸餾工 藝步驟來生產。此外，術語"該方法中生產的煉制單元來源的輕質餾分和/或煉制單元來源 的中間餾分"表示所述煉制單元來源的輕質餾分和/或煉制單元來源的中間餾分通過本發 明的整合方法中包括的煉制單元工藝步驟來生產。
[0014] 在本發明中，加氫裂化器進料包含：
[0015] 通過該方法中的原油蒸餾生產的石腦油、煤油和粗柴油中的一種或多種;和
[0016] 該方法中生產的煉制單元來源的輕質餾分和/或煉制單元來源的中間餾分。
[0017] 優選用于本發明的加氫裂化器進料包含：
[0018] 通過在該方法中的原油蒸餾生產的石腦油、煤油和粗柴油中的兩種或更多種;和
[0019] 該方法中生產的煉制單元來源的輕質餾分和/或煉制單元來源的中間餾分。
[0020] 更優選用于本發明的加氫裂化器進料包含：
[0021] 通過該方法中的原油蒸餾生產的石腦油、煤油和粗柴油;和
[0022] 該方法中生產的煉制單元來源的輕質餾分和/或煉制單元來源的中間餾分。
[0023] 特別優選用于本發明的加氫裂化器進料包含：
[0024] 通過該方法中的原油蒸餾生產的石腦油、煤油和粗柴油中的一種或多種;和
[0025] 該方法中生產的煉制單元來源的輕質餾分和煉制單元來源的中間餾分。
[0026] 更特別優選用于本發明的加氫裂化器進料包含：
[0027] 通過在該方法中的原油蒸餾生產的石腦油、煤油和粗柴油中的兩種或更多種;和
[0028] 該方法中生產的煉制單元來源的輕質餾分和煉制單元來源的中間餾分。
[0029]最優選用于本發明的加氫裂化器進料包含：
[0030] 通過該方法中的原油蒸餾生產的石腦油、煤油和粗柴油;和
[0031] 該方法中生產的煉制單元來源的輕質餾分和煉制單元來源的中間餾分。
[0032]現有技術描述了由具體烴進料例如具體原油餾分和/或煉制單元來源的餾出物來 生產石化產品的方法。
[0033] 例如，W02006/137615A1描述了一種如下來增加 C2-C4輕質烯烴的生產的方法:將 由烴原料來生產輕質烯烴碳化合物的方法整合，該方法包括將所述烴原料進料到熱解爐以 進行熱解反應，將熱解反應中生產的分離的熱解汽油、烴原料和氫進料到反應區，以在催化 劑存在下通過加氫裂化反應將烴原料轉化成芳烴化合物和非芳烴(其富含LPG)。使加氫裂 化反應的反應產物進行氣-液分離，其中將所形成的包含乙烷和LPG的氣體循環到用于分離 熱解反應中產生的產物的相同的壓縮和分餾方法中。W02006/137615A1進一步描述了在用 來分離熱解反應中產生的產物的壓縮和分餾方法中回收的C2-C4鏈烷烴可以循環到熱解爐 中。W02006/137615A1的方法尤其是特征在于烴原料的沸點是30-250°C，和可以選自重整 油、熱解汽油、流化催化裂化汽油、含C9 +芳烴的混合物、石腦油及其混合物。W02006/ 137615A1因此沒有公開用于將原油轉化成石化產品的整合方法。此外，W02006/137615A1教 導了烴原料應當直接進行液體蒸汽裂化。因此，W02006/137615A1沒有教導有利的是首先使 烴原料進行加氫裂化以生產LPG，和使由此獲得的LPG進行烯烴合成，而不是使所述烴原料 直接進行烯烴合成。
[0034] US2007/0062848A1描述了一種方法，用于處理包含兩個或更多個稠合的芳環的烴 化合物以使至少一個環飽和，然后從該化合物的芳族部分使所形成的飽和環裂開，以生產 C2-4烷烴料流和芳烴料流。將該方法中生產的C2-4烷烴料流進料到烴裂化器，以使得來自 于該裂化器的氫可以用于使包含兩個或更多個稠合的芳環的化合物飽和和裂開。W02006/ 137615A1沒有公開該方法中生產的原油餾分例如石腦油和柴油或餾出物，例如催化裂化器 汽油或者芳環裂開單元來源的汽油，可以進行加氫裂化以生產LPG和BTX。
[0035] US2003/0221990A1描述了一種多級加氫裂化工藝，其中來自于第一級的輕質產物 例如石腦油、煤油和柴油與來自于其他來源的石腦油、煤油和柴油合并，并且從分餾再循環 到第二級（或者下一級）加氫裂化器以生產更輕質的產物，例如氣體和石腦油。US2003/ 0221990A1沒有公開烯烴合成。
[0036] 1^3,891，539描述了一種用于將重質烴油轉化成燃料的加氫裂化工藝。1^3,891， 539的方法尤其是包括在多孔加氫裂化催化劑存在下，在第一加氫裂化區中將重質烴油裝 料加氫裂化成主要地粗柴油，和將由此獲得的粗柴油在第二加氫裂化區中加氫裂化以生產 汽油。US3,891，539沒有公開適于生產石化品例如BTX或烯烴的工藝步驟。
[0037] US3,449,460描述了一種用于提質沸點高至200°C的芳烴原料的方法，其包括將所 述原料分離成沸點80°C_120°C的第一級分和沸點120°C_200°C的第二分級，和使第一級分 經歷第一和隨后級的氫化提質區，使所述第二餾分經歷氫化區，和將經氫化的級分供應到 第二級的氫化提質區。US3,449,460沒有公開轉化沸點為200°C或更高的烴的方法。此外， US3，449，460沒有公開烯烴合成。
[0038] 作為這里使用的，術語"原油"指的是從地質地層中提取的未煉制形式的石油。術 語原油還將被理解為包括其已經進行了水-油分離和/或氣-油分離和/或脫鹽和/或穩定 化。任何原油適于作為本發明方法的原材料，包括阿拉伯重質油、阿拉伯輕質油、其他海灣 原油、布蘭特原油(Brent)、北海原油、北非和西非原油、印尼原油、中國原油及其混合物，但 是還可以是頁巖油、瀝青砂、氣體冷凝物和生物基油。作為本發明方法的進料的原油優選是 API比重大于20° API的常規石油，其通過ASTM D287標準來測量。更優選用于本發明方法的 原油是API比重大于30° API的輕質原油。最優選用于本發明方法的原油包括阿拉伯輕質原 油。阿拉伯輕質原油典型地API比重是32-36° API和硫含量是1.5-4.5重量％。
[0039] 作為這里使用的，術語"石化品"或"石化產品"涉及來源于原油的化學產品，其不 用作燃料。石化產品包括烯烴和芳烴，其被用作生產化學品和聚合物的基本原料。高價值石 化品包括烯烴和芳烴。典型的高價值烯烴包括但不限于乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯-1、異丁 烯、異戊二烯、環戊二烯和苯乙烯。典型的高價值芳烴包括但不限于苯、甲苯、二甲苯和乙 苯。
[0040] 作為這里使用的，術語"燃料"涉及用作能量載體的原油來源的產品。不同于石化 品（其是明確的化合物的集合），燃料典型地是不同烴化合物的復雜混合物。通過煉油廠通 常生產的燃料包括但不限于汽油、噴氣燃料、柴油燃料、重質燃料油和石油焦。
[0041 ]作為這里使用的，術語"原油蒸餾單元產生的氣體"或"氣體餾分"指的是在原油蒸 餾工藝中獲得的餾分，其在環境溫度是氣態。因此，來源于原油蒸餾的"氣體餾分"主要包含 C1-C4烴，并且可以進一步包含雜質例如硫化氫和二氧化碳。在本說明書中，通過原油蒸餾 獲得的其他石油餾分被稱作"石腦油"、"煤油"，"粗柴油"和"殘油"。這里使用的術語石腦 油、煤油、粗柴油和殘油具有它們在石油煉制工藝領域中通常公知的含義;參見Alfke等人 (2007)Oil Refining，UlImann's Encyclopedia of Industrial Chemistry and Spe