漿料床加氫處理和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于在漿料床加氫處理反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化重質(zhì)原料系統(tǒng)和方法，其中(a)通過混合和/或擴(kuò)散將氫氣溶解在液體原料中，(b)閃蒸混合物以除去和回收任何輕質(zhì)組分和氫，留下富氫原料。將均相和/或非均相催化劑加入漿料床加氫處理反應(yīng)器入口上游的原料。
【專利說明】漿料床加氫處理和系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求2011年11月21日提交的美國臨時專利申請61/562，311的優(yōu)先權(quán)，其全部引入作為參考。
[0003]發(fā)明背景
發(fā)明領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明涉及使用 漿料床反應(yīng)器的加氫裂化或者加氫處理系統(tǒng)和方法。
[0005]相關(guān)領(lǐng)域描述
[0006]在典型的煉廠中，原油初始被引入到常壓蒸餾塔或者原油塔中，在這里將它分離成多種不同的組分，其包括在36°C _180°C范圍內(nèi)沸騰的石腦油，在180°C _370°C范圍內(nèi)沸騰的柴油和在370°C以上沸騰的常壓底部產(chǎn)物。常壓底部產(chǎn)物或稱殘留物在真空蒸餾塔中進(jìn)一步處理，在這里將它分離成在370°C-520°C范圍內(nèi)沸騰的真空瓦斯油(VGO)和在520°C以上沸騰的重質(zhì)減壓渣油。VGO可以通過加氫裂化進(jìn)一步處理，以生產(chǎn)石腦油和柴油，或者通過流體催化裂化(FCC)以生產(chǎn)汽油和循環(huán)油。重質(zhì)減壓渣油可以經(jīng)處理以除去不想要的雜質(zhì)或者轉(zhuǎn)化成有用的烴產(chǎn)物。
[0007]加氫裂化或者加氫處理操作通常的目標(biāo)是除去雜質(zhì)例如硫、氮和/或金屬(特別是殘留物原料中的那些)，和將相對重質(zhì)的烴原料裂化成相對輕質(zhì)的烴，以獲得運(yùn)輸燃料如汽油和柴油。發(fā)生在加氫裂化/加氫處理操作中的反應(yīng)包括加氫脫硫(HDS)、殘?zhí)歼€原(CRR)、加氫脫氮(HDN)和裂化。
[0008]通常，加氫裂化/加氫處理反應(yīng)進(jìn)行的操作條件包括:約350-440°C的溫度，約30-200Kg/cm2的壓力，約0.1-10的液時空速和約300-3000升/升的氫油比。
[0009]加氫裂化/加氫處理典型地在催化劑存在下進(jìn)行，該催化劑含有VI族或VIII族金屬例如鉬、鑰、鎢、鎳、鈷等，并組合有具有高的表面與體積比的氧化鋁、二氧化硅、氧化鎂等的各種其他多孔顆粒。用于重質(zhì)原料的加氫脫金屬、加氫脫硫、加氫脫氮和加氫裂化的催化劑包括載體或基材例如氧化鋁、二氧化硅、二氧化硅-氧化鋁或結(jié)晶硅鋁酸鹽，和一種或多種催化活性金屬或其他化合物。所用的典型的催化活性金屬包括鈷、鑰、鎳和鎢；但是，根據(jù)所述應(yīng)用也可以使用其他金屬或化合物。
[0010]為了使煉廠效率最大化，應(yīng)當(dāng)使催化劑的置換或再生的停車時間最小化。此外，方法經(jīng)濟(jì)性通常需要多用途系統(tǒng)，其能夠處理含有不同類型和量的污染物的進(jìn)料流，污染物包括硫、氮、金屬和/或有機(jī)金屬化合物例如在VG0、脫浙青油和殘留物中發(fā)現(xiàn)的那些。
[0011]煉制工業(yè)中使用三種主要的反應(yīng)器類型:固定床、沸騰床和移動床。在固定床反應(yīng)器中，催化劑顆粒是固定的，相對于固定的參考系不移動。固定床技術(shù)不太適于處理相對重質(zhì)的原料，特別是含有高百分比的雜原子、金屬和浙青質(zhì)的那些，因為這些污染物導(dǎo)致催化劑的快速失活和隨后反應(yīng)器的堵塞?？梢允褂么?lián)的多個固定床反應(yīng)器來實(shí)現(xiàn)在370°c以上沸騰的重質(zhì)原料相對高的轉(zhuǎn)化率，但是這種設(shè)計的安裝和操作是昂貴的，并且對于某些原料來說，在商業(yè)上不切實(shí)際，例如催化劑必須每3-4個月更換。[0012]沸騰床反應(yīng)器通?？朔伺c固定床反應(yīng)器有關(guān)的用于以增加的轉(zhuǎn)化率處理較重質(zhì)原料時的堵塞問題。在沸騰床反應(yīng)器中，催化劑處于沸騰狀態(tài)。催化劑的流化性還允許小部分床的在線催化劑更換，這獲得了經(jīng)時保持相對恒定的高凈床活性。
[0013]移動床反應(yīng)器結(jié)合了固定床操作的某些優(yōu)點(diǎn)和沸騰床技術(shù)相對容易的催化劑更換。操作條件通常比典型地用于固定床反應(yīng)器中的那些更劇烈，即壓力可以超過200Kg/cm2，溫度可以是400-430°C。在催化劑更換過程中，催化劑移動比進(jìn)料的線速度慢。催化劑的添加和取出例如經(jīng)由在反應(yīng)器頂部和底部的閘系統(tǒng)來進(jìn)行。移動床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是移動床的頂層由新鮮催化劑組成，并且沉積在床頂?shù)奈廴疚锱c催化劑一起向下移動，并且在催化劑在底部取出的過程中釋放。因此對金屬和其他污染物的耐受性遠(yuǎn)大于固定床反應(yīng)器。具有這種能力，移動床反應(yīng)器具有用于加氫處理非常重質(zhì)進(jìn)料的優(yōu)點(diǎn)，特別是當(dāng)幾個反應(yīng)器串聯(lián)組合時更是如此。
[0014]使用具體類型反應(yīng)器是基于許多標(biāo)準(zhǔn)來決定的，標(biāo)準(zhǔn)包括尤其是原料類型、所需的轉(zhuǎn)化百分比、靈活性、運(yùn)行時間和產(chǎn)物品質(zhì)等。在煉廠中，更換或更新催化劑的停車時間必須盡可能短。此外，該方法的經(jīng)濟(jì)性通常將取決于系統(tǒng)處理含有變化量的污染物的多用性，污染物例如硫、氮、金屬和/或有機(jī)金屬化合物例如在VGO、DAO和殘留物中發(fā)現(xiàn)的那些。
[0015]漿料床反應(yīng)器技術(shù)是處于研發(fā)中的另一類型的系統(tǒng)。漿料床反應(yīng)器技術(shù)的特征在于存在著具有非常小的平均尺寸的催化劑顆粒，其能夠有效地均勻分散和保持在介質(zhì)中，以使得氫化過程在整個反應(yīng)器體積內(nèi)是有效的和快速的。漿料相加氫處理在相對高溫(4500C -5000C )和高壓(150巴-230巴)操作。因為該方法的高劇烈程度，可以實(shí)現(xiàn)相對更高的轉(zhuǎn)化率。 催化劑可以是均相的或者非均相的，其在高劇烈條件下起作用。機(jī)理是一種熱裂化過程，并且基于自由基形成。所形成的自由基在催化劑存在下用氫來穩(wěn)定，由此防止焦炭形成。催化劑促進(jìn)裂化之前重質(zhì)原料的部分氫化，由此減少長鏈化合物的形成。
[0016]用于漿料加氫裂化過程中的催化劑可以是小顆粒，或者可以作為油溶性前體引入，通常處于金屬硫化物的形式，其是在反應(yīng)過程中或者在預(yù)處理步驟中形成的。構(gòu)成分散的催化劑的金屬通常是一種或多種過渡金屬，其可以選自Mo、W、N1、Co和/或Ru。特別優(yōu)選鑰和鎢，因為它們的性能優(yōu)于釩或鐵，其又優(yōu)于鎳、鈷或釕。催化劑可以在單程布置中以低濃度例如幾百百萬分率(PPm)使用，但是對在那些條件下提質(zhì)重質(zhì)產(chǎn)物不是特別有效。為了獲得更好的產(chǎn)物品質(zhì)，以更高濃度使用催化劑，并且必需再循環(huán)催化劑來使得所述過程經(jīng)濟(jì)上可行。催化劑可以使用例如沉降、離心分離或者過濾的方法來回收。
[0017]通常，漿料床反應(yīng)器可以是兩相或三相反應(yīng)器，這取決于所用催化劑的類型。當(dāng)使用均相催化劑時，兩相系統(tǒng)包括氣體和液體，當(dāng)使用小粒度的均相催化劑時，三相系統(tǒng)包括氣體、液體和固體。可溶性液體前體或者小粒度催化劑允許催化劑在液體中高度分散，使催化劑和原料之間密切接觸，因此使得轉(zhuǎn)化率最大化。但是，已知的是通常存在于常規(guī)漿料床反應(yīng)器中的大量氫氣導(dǎo)致了問題，例如氣體滯留和反應(yīng)器空間的低效利用。氫氣的存在還降低了液體在反應(yīng)器中的停留時間和限制了氫分壓。
[0018]雖然存在著諸多類型的漿料床反應(yīng)器設(shè)計，但是仍需要具有更有效率和效果的漿料床反應(yīng)器系統(tǒng)和方法，其具有改進(jìn)的反應(yīng)器性能，從而以比使用目前的方法和系統(tǒng)可能的花費(fèi)更低的花費(fèi)來生產(chǎn)提高品質(zhì)的產(chǎn)物。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]這里的系統(tǒng)和方法用于在漿料床反應(yīng)器中將液烴原料轉(zhuǎn)化成較低分子量烴化合物。該方法包括:
[0020]a.將液烴原料和過量的氫氣在混合/分配區(qū)中，在預(yù)定的溫度和氫分壓條件下混合，以將部分氫氣溶解在液烴原料中，來產(chǎn)生富氫液烴原料和未溶解氫氣的混合物；
[0021]b.將所述混合物在預(yù)定的條件下引入閃蒸區(qū)，以分離未溶解氫氣和輕質(zhì)烴組分并回收富氫液烴原料；
[0022]c.將富氫液烴原料從閃蒸區(qū)引入反應(yīng)區(qū)并使原料反應(yīng)以將至少部分原料轉(zhuǎn)化成較低沸 點(diǎn)烴，該反應(yīng)區(qū)含有至少一個漿料床反應(yīng)器以及至少一種催化劑或催化劑前體；和
[0023]d.從漿料床反應(yīng)器回收經(jīng)轉(zhuǎn)化的烴產(chǎn)物。
[0024]在一種實(shí)施方案中，將至少一部分回收自漿料床反應(yīng)器的經(jīng)處理且未轉(zhuǎn)化的液體原料再循環(huán)以形成一部分液烴原料。
[0025]在另一實(shí)施方案中，加氫裂化區(qū)包括多個反應(yīng)器，例如2-6個反應(yīng)器，和在某些實(shí)施方案中是2-4個反應(yīng)器。
[0026]本發(fā)明另外的實(shí)施方案中，布置級間分離器以接收和處理至少兩個反應(yīng)器之間、優(yōu)選每對相鄰反應(yīng)器之間的未轉(zhuǎn)化的原料流，例如其中串聯(lián)布置有三個或更多個反應(yīng)器。
[0027]在另一實(shí)施方案中，氫混合/分配區(qū)和閃蒸區(qū)位于至少一個反應(yīng)器之后，優(yōu)選處于每對反應(yīng)器之間，其中串聯(lián)布置有兩個或更多個反應(yīng)器。
[0028]在僅存在一個反應(yīng)器的實(shí)施方案中，將來自反應(yīng)器的部分液體產(chǎn)物流再循環(huán)并與新鮮原料混合，用于吸附氫氣，閃蒸和隨后引入反應(yīng)器。
[0029]在存在多個反應(yīng)器的實(shí)施方案中，將來自一個或多個反應(yīng)器的一部分的經(jīng)處理且未轉(zhuǎn)化的液體原料再循環(huán)并與新鮮的或經(jīng)處理且未轉(zhuǎn)化的原料混合，用于最終的氫飽和，隨后引入同一個或者上游的反應(yīng)器，由此補(bǔ)充進(jìn)入一個或多個下游反應(yīng)器中的原料中的溶
解氫的量。
[0030]這里的方法和系統(tǒng)的一個目標(biāo)是克服在典型的漿料床加氫處理反應(yīng)器中所遇到的與反應(yīng)器中氣體滯留有關(guān)的問題，與反應(yīng)器流出物和底部產(chǎn)物流中的氣體存在有關(guān)的那些問題，并且降低整體反應(yīng)器尺寸要求。
[0031]在下面更詳細(xì)地討論本發(fā)明方法的其他方面、實(shí)施方案和優(yōu)點(diǎn)。此外，應(yīng)當(dāng)理解前述信息和下面的詳細(xì)說明僅是各個方面和實(shí)施方案的說明性例子，其目的是提供理解要求保護(hù)的本發(fā)明的性質(zhì)和特性的概述或框架。附圖提供了代表性方法步驟的示意圖，以便于理解本發(fā)明各個方面和實(shí)施方案。附圖連同說明書的其余部分一起用于解釋本發(fā)明所述的和所要求保護(hù)的方面和實(shí)施方案的原理和操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]將在下面和參考附圖來進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明，其中:
[0033]圖1是在漿料床加氫處理原料中并入了溶解氫的系統(tǒng)的示意圖；
[0034]圖2A是與圖1的方法和設(shè)備相容的氫溶解系統(tǒng)的示意圖，圖2B顯示了氣體分配器；
[0035]圖3是一系列衆(zhòng)料床反應(yīng)器系統(tǒng)的不意圖；和[0036]圖4是氫在烴中的溶解度相對于原油餾分的沸點(diǎn)的繪圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]根據(jù)本發(fā)明的方法，將加氫處理/加氫裂化反應(yīng)所需的全部或大部分氫溶解在氫混合區(qū)中漿料床反應(yīng)器上游的液體原料中。在一種實(shí)施方案中，漿料床反應(yīng)器上游的氫分配容器接收氫、新鮮原料和任選的已經(jīng)過反應(yīng)器的再循環(huán)產(chǎn)物，并且該液體在預(yù)定的壓力和溫度條件下飽和，以將至少大部分的所需氫氣溶解到液體原料中，以產(chǎn)生液體進(jìn)料/溶解氫的合并流，作為漿料床反應(yīng)器流入物。
[0038]通過以下來消除或者明顯減小氣相氫:將氫溶解在液烴原料中，和在漿料床加氫處理裝置的上游在預(yù)定條件下閃蒸原料，以產(chǎn)生含有溶解氫的液烴原料的單個反應(yīng)物相，優(yōu)選在占優(yōu)的溫度和壓力處于飽和水平。因此，當(dāng)使用一種或多種均相液體催化劑時，漿料床系統(tǒng)作為具有溶解在其中的所需氫氣的單相液體系統(tǒng)來操作，或者當(dāng)使用一種或多種小粒度非均相固體催化劑時，漿料床系統(tǒng)作為具有溶解在其中的所需氫氣和固體組分的兩相液體系統(tǒng)來操作。
[0039]出于這個簡化的示意圖和說明的目的，沒有顯示眾多的煉廠操作中通常使用的且是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的閥、泵、溫度傳感器、電子控制器等。
[0040]圖1是這里所述的包括富氫原料的漿料加氫處理方法的過程流程圖。通常，系統(tǒng)100包括:
[0041]混合/分配區(qū)114(在此稱作混合區(qū))，其具有至少一個用于接收液烴原料流110的入口和至少一個用于接收氫氣流112的入口(或者可替代地，用于接收原料和氫氣二者的組合入口)，和用于排出合并流120的出口 ；
[0042]閃蒸區(qū)126，其具有與排出合并流120的出口流體連通的入口，與混合/分配區(qū)114的一個或多個氫氣入口流體連通的氣體出口 128，和用于排出富氫原料132的出口 ；
[0043]漿料床反應(yīng)區(qū)150，其具有與閃蒸區(qū)126的富氫原料出口流體連通的入口，和出口152 ;和
[0044]分離區(qū)170，其具有與漿料床反應(yīng)區(qū)150的出口 152流體連通的入口，用于排出底部產(chǎn)物172以再循環(huán)穿過系統(tǒng)100的出口，和用于排出輕質(zhì)氣體和液體產(chǎn)物174的產(chǎn)物出□。
[0045]在系統(tǒng)100的操作過程中，液烴原料流110與氫氣流112在混合/分配區(qū)114中密切混合，以將預(yù)定量的氫氣溶解在液體混合物中和產(chǎn)生富氫液烴原料。氫氣流112包括經(jīng)由流116引入的新鮮氫和經(jīng)由流118從閃蒸區(qū)126引入的再循環(huán)氫。包含富氫原料和其余過量氫氣的合并流120任選地與催化劑122合并。將合并流124送到閃蒸區(qū)126，在其中將未溶解氫和其他氣體(例如輕質(zhì)原料餾分)閃蒸出和作為流128除去。
[0046]將流128的一部分118再循環(huán)和與新鮮氫進(jìn)料116混合。氫氣流112中再循環(huán)氫的量通常取決于多種與回收自閃蒸區(qū)126的過量未溶解氫有關(guān)的因素。經(jīng)閃蒸的氣體的其余部分作為放出流130從系統(tǒng)中排出。
[0047] 圖1所示的混合/分配區(qū)114可以是實(shí)現(xiàn)液體和氣體所必需的密切混合以使得足夠的氫溶解在液烴原料中的任何設(shè)備。在其他實(shí)施方案中，混合區(qū)可以包括用于氫和原料的組合入口。有效的單元操作包括一個或多個氣體-液體分配器容器，該設(shè)備可以包括噴頭、注入噴嘴或者其他裝置，其賦予足夠的速度以用湍流混合將氫氣注入到液烴中，由此促進(jìn)氫飽和。合適的設(shè)備參考這里的圖2來描述，以及描述在例如美國專利3，378，349 ；3，598，541 ;3，880，961 ;4，960，571 ;5，158，714 ;5，484，578 ;5，837，208 ；和 5，942，197 中，其相關(guān)部分在此引入作為參考。
[0048]富氫烴原料，包含預(yù)定量的溶解氫(優(yōu)選處于飽和水平)的流132，任選地與催化劑154和再循環(huán)流172 (來自分離區(qū)170的底部產(chǎn)物)合并。將合并流引入漿料床反應(yīng)區(qū)150。
[0049]如下面所解釋的和如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，向原料加入催化劑的位置可以在整合系統(tǒng)100中變化。還將理解在整合系統(tǒng)100啟動之后，經(jīng)處理且未轉(zhuǎn)化的液體原料的再循環(huán)流172將包含催化劑，其與進(jìn)入系統(tǒng)的新鮮原料混合。因此可以最小化或者消除對另外的催化劑的需要。
[0050]將來自漿料床反應(yīng)區(qū)150的反應(yīng)器流出物流152引入分離區(qū)170。從分離區(qū)回收輕質(zhì)氣體和液體產(chǎn)物流174，并將至少部分底部產(chǎn)物172再循環(huán)。任選地將底部產(chǎn)物的一部分176從系統(tǒng)100中排出。為了簡化而將分離區(qū)170表示為單個裝置。但是在某些實(shí)施方案中，分離區(qū)170可以包括在加氫處理系統(tǒng)中通?？梢姷亩鄠€分離容器，例如高壓分離容器、低壓分離容器、蒸餾容器、閃蒸容器和/或汽提容器。
[0051]氣體和液體滯留率是重要的方法參數(shù)，其可以有益于系統(tǒng)的性能。高氣體滯留率導(dǎo)致液體停留時間減少，這降低了處理性能。根據(jù)這里所述的方法和系統(tǒng)，通過將大部分的必需反應(yīng)氫氣溶解在液體原料中，由此產(chǎn)生合并液體相原料來使得氣體滯留最小化，是這里所述的整合系統(tǒng)和方法的主要優(yōu)點(diǎn)之一。另外，在典型的漿料床加氫處理反應(yīng)器中所遇到的與再循環(huán)泵的效 率降低(這歸因于再循環(huán)流中氣體的存在)有關(guān)的問題，使用這里所述的整合系統(tǒng)和方法來最小化或者消除。
[0052]在某些實(shí)施方案中，例如圖2A所不,使用塔作為氫分配器容器114,其中氫氣112在多個位置112a、112b、112c、112d和112e注入。將氫氣通過氫分配器注入塔，用于充分混合以將氫有效地溶解在原料中。例如，合適的注入噴嘴可以提供在緊鄰幾個板(位置112a-112d)和還處于塔底部(位置112e)。液體原料110可以如圖所示從塔頂或者從塔底(未示出)供給。
[0053]可以使用各種類型的氫分配器設(shè)備。例如，參考圖2B，氣體分配器可以包括安裝有噴嘴的管狀注射器和/或噴射器，其經(jīng)配置以將氫氣均勻分配到塔或容器中流動的烴原料中，以實(shí)現(xiàn)混合區(qū)中的飽和態(tài)。
[0054]選擇混合區(qū)中的操作條件，以增加氫氣在液烴混合物內(nèi)的溶解度。在某些實(shí)施方案中，混合區(qū)保持在約5巴-約200巴的壓力水平，和約300-約3000歸一化升氫/升液烴的歸一化氫體積與液烴體積的比率。
[0055]閃蒸區(qū)122可以包括一個或多個閃蒸罐，其保持在合適的操作條件以將預(yù)定量的氫氣保持在液烴溶液中。
[0056]應(yīng)當(dāng)理解催化劑的加入位置是在漿料反應(yīng)器上游完成的，并且混合可以通過本領(lǐng)域已知的任何常規(guī)設(shè)備和方法來進(jìn)行，例如裝備有攪拌器、注射器和/或在線混合器的單獨(dú)混合容器設(shè)備。所選擇的混合器類型通常取決于是使用固體非均相還是液體均相催化劑。[0057]現(xiàn)在參考圖3，顯示了一系列的漿料床反應(yīng)器系統(tǒng)SpS2……Sn，每個系統(tǒng)S包括混合區(qū)、閃蒸區(qū)、反應(yīng)區(qū)和分離區(qū)。代表性的反應(yīng)器系統(tǒng)S1包括混合區(qū)200，其用于溶解氫補(bǔ)充流2和再循環(huán)氫流216，作為與新鮮原料I和任選的來自一個或多個上游反應(yīng)器220、320等的經(jīng)處理且未轉(zhuǎn)化的原料的再循環(huán)流的合并流202。反應(yīng)器系統(tǒng)S1包括閃蒸區(qū)210和漿料床反應(yīng)區(qū)220，其作用基本上與結(jié)合圖1和2所述的系統(tǒng)相同。將來自反應(yīng)區(qū)220的流出物引入分離區(qū)230，從這里回收較低沸點(diǎn)烴產(chǎn)物232和產(chǎn)生高沸點(diǎn)的經(jīng)處理且未轉(zhuǎn)化的液烴原料233。
[0058]如從圖3所示的系統(tǒng)S2將理解的，用作系統(tǒng)S3 (其通常包括相同類型的單元操作)的原料的流233的全部或者一部分通過相應(yīng)的300系列號來識別。通常標(biāo)識為Sn的另外的反應(yīng)系統(tǒng)可以包括在該系列中。在每種情況中，回收自分離器的經(jīng)處理且未轉(zhuǎn)化的原料的一部分例如331可以再循環(huán)到一個或多個的上游混合區(qū)例如200、300中，用于進(jìn)一步氫化處理。還將理解，將回收自閃蒸裝置例如210、310的部分氣體(含有大比例的氫)再循環(huán)到串聯(lián)的一個或多個混合區(qū)中。
[0059]從上面的說明中還將理解，可以根據(jù)需要在一個或多個串聯(lián)的反應(yīng)器上游的一個或多個位置加入新鮮催化劑，其為了簡化而沒有包括在圖3所示中。使用串聯(lián)的反應(yīng)器例如2-4或6個反應(yīng)器將明顯改進(jìn)從系統(tǒng)的重質(zhì)原料中回收更輕質(zhì)、更有價值的烴，該系統(tǒng)允許容易的補(bǔ)充催化劑，而不使任何反應(yīng)器停車和中斷生產(chǎn)。
[0060]用于這里所述的系統(tǒng)的原料包括重質(zhì)烴液體殘留物原料，其金屬濃度高和康拉遜殘?zhí)?Conradson Carbon Residue)高。該原料通常在370°C以上沸騰,在某些實(shí)施方案中在520°C以上沸騰。
[0061]通常，加氫裂化區(qū)的操作條件包括:50-300Kg/cm2的壓力，在某些實(shí)施方案中為100-250Kg/cm2和在另一實(shí)施方案中為150-200Kg/cm2 ；350°C _550°C的溫度，在某些實(shí)施方案中為450°C -500°C ;氫進(jìn)料速率高至約5000標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/桶(SCFB)，在某些實(shí)施方案中為500-5000SCFB和在另一實(shí)施方案中為1500-3000SCFB ;再循環(huán)液體與進(jìn)料油之比是1:1-1:10 ;和液體空速是0.2-2.0進(jìn)料體積/小時/反應(yīng)器體積(V/h/V)。
[0062]加氫裂化催化劑可以包括可溶性有機(jī)前體或者非均相顆粒?？扇苄杂袡C(jī)前體可以包括金屬絡(luò)合物或前體(即，Mo，W，Ni, Co或Ru)。在非均相催化劑的情況中，載體材料可以是鐵的氧化物、煤、活性炭、氧化鋁、二氧化硅-氧化鋁和其他已知材料。載體材料可以是納米尺寸的顆粒(即l-5000nm)或者尺寸大到3mm的顆粒。催化劑濃度是原料的10-10，OOOppmw。
[0063]使用這里所述的混合區(qū)和閃蒸區(qū)，可以將功能有效量的氫溶解在液烴原料中。氫在原料中的溶解量取決于各種因素，包括混合區(qū)和閃蒸區(qū)的操作條件和進(jìn)料的沸點(diǎn)。如圖4的繪圖中溶解度數(shù)據(jù)所示，氫在較低沸點(diǎn)、相對更輕質(zhì)的烴餾分中的溶解度大于在重質(zhì)餾分中的溶解度。
[0064]根據(jù)這里所述的方法和系統(tǒng)，通過使用富氫烴原料(作為穿過漿料床反應(yīng)器的進(jìn)料，其包含用于加氫處理反應(yīng)所必需的全部或者至少大部分氫)，消除了與系統(tǒng)中過量的氣體有關(guān)的問題。例如，因為系統(tǒng)中過量的氫氣被最小化或者明顯消除，所以反應(yīng)器流出物流和底部產(chǎn)物流具有比常規(guī)的漿料床加氫處理系統(tǒng)減少的氣相，例如當(dāng)?shù)撞慨a(chǎn)物或者反應(yīng)器流出物充當(dāng)再循環(huán)流時，這將提高效率和使下游分離裝置的尺寸和/或復(fù)雜性最小化。降低水平的過量氫也使氣體滯留的可能性最小化，并且可以更有效地利用反應(yīng)器體積。另一優(yōu)點(diǎn)是通過消除或者顯著減少氣相，能夠簡化反應(yīng)器設(shè)計并因此更為成本有效。
[0065]實(shí)施例
[0066]將來源于阿拉伯重質(zhì)原油的減壓渣油(下表1給出了其規(guī)格)在420°C，200巴氫分壓的漿料床加氫裂化反應(yīng)器單元中，在送過0.2升油/升反應(yīng)器體積的同時進(jìn)行加氫裂化。將氫溶解在新鮮原料和來自反應(yīng)器的再循環(huán)油的混合物中。再循環(huán)油與新鮮原料之比是 4.5:1。
[0067]表1減壓渣油原料
[0068]
【權(quán)利要求】
1.一種用于在漿料床反應(yīng)器中將液烴原料轉(zhuǎn)化成較低分子量烴化合物的方法，該方法包括: a.將液烴原料和過量的氫氣在混合區(qū)中，在預(yù)定的溫度和氫分壓條件下混合，以將部分氫氣溶解在該液烴原料中，來產(chǎn)生富氫液烴原料和未溶解氫氣的混合物； b.將步驟(a)中產(chǎn)生的混合物在預(yù)定的條件下引入閃蒸區(qū)，以分離未溶解氫氣和輕質(zhì)烴組分并回收富氫液烴原料； c.將富氫液烴原料引入反應(yīng)區(qū)并使原料反應(yīng)以將至少部分原料轉(zhuǎn)化成較低沸點(diǎn)烴，該反應(yīng)區(qū)含有至少一個漿料床反應(yīng)器以及至少一種催化劑或催化劑前體；和 d.從漿料床反應(yīng)器回收經(jīng)轉(zhuǎn)化的烴產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將未轉(zhuǎn)化的液體原料的至少一部分從漿料床反應(yīng)器回收，并且再循環(huán)以形成一部分液烴原料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該至少一種催化劑選自液體均相催化劑前體和小微粒非均相催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將新鮮催化劑加入至少一個反應(yīng)器中一個或多個的上游的未轉(zhuǎn)化的原料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中反應(yīng)區(qū)包括多個串聯(lián)布置的漿料床反應(yīng)器，任選地在每個反應(yīng)器前面有氫混合區(qū)和閃蒸區(qū)，在該氫混合區(qū)中將氫加入未轉(zhuǎn)化的原料，從該閃蒸區(qū)回收輕質(zhì)組分和氫，然后將未轉(zhuǎn)化的原料引入下游反應(yīng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中將新鮮催化劑加入至少一個反應(yīng)器中一個或多個的上游的未轉(zhuǎn)化的原料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其是連續(xù)的，和其中將新鮮催化劑加入原料而不中斷該方法。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中從未轉(zhuǎn)化的液體原料再循環(huán)流除去部分催化劑。
9.一種漿料床反應(yīng)器系統(tǒng)，其包括: a.混合區(qū)，其具有與氫源和液體原料源流體連通的入口，該混合區(qū)經(jīng)構(gòu)造和布置以在預(yù)定的溫度和氫分壓條件下操作，以將部分氫氣溶解在液烴原料中來產(chǎn)生富氫液烴原料和未溶解氫氣的混合物，將該混合物經(jīng)由混合區(qū)出口排出； b.閃蒸區(qū)，其與混合區(qū)出口流體連通，該閃蒸區(qū)經(jīng)構(gòu)造和布置以在預(yù)定的條件下操作，以分離并從氣體出口排出未溶解氫氣和輕質(zhì)烴組分和從液體出口排出富氫液烴原料；和 c.反應(yīng)區(qū)，其具有至少一個與液體出口流體連通的漿料床反應(yīng)器入口，用于排出經(jīng)轉(zhuǎn)化的烴產(chǎn)物的出口和底部產(chǎn)物出口，該反應(yīng)區(qū)經(jīng)構(gòu)造和布置以接收至少一種催化劑或催化劑前體和用于將使原料反應(yīng)以將至少部分原料轉(zhuǎn)化成較低沸點(diǎn)烴。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中底部產(chǎn)物出口與反應(yīng)器入口流體連通。
11.一種漿料床反應(yīng)器系統(tǒng)，其包括: a.第一漿料床反應(yīng)器子系統(tǒng)，其具有 混合區(qū)，其具有與氫源和液體原料源流體連通的入口，該混合區(qū)經(jīng)構(gòu)造和布置以在預(yù)定的溫度和氫分壓條件下操作，以將部分氫氣溶解在液烴原料中來產(chǎn)生富氫液烴原料和未溶解氫氣的混合物，將該混合物經(jīng)由混合區(qū)出口排出； 閃蒸區(qū)，其與混合區(qū)出口流體連通，該閃蒸區(qū)經(jīng)構(gòu)造和布置以在預(yù)定的條件下操作，以分離并從氣體出口排出未溶解氫氣和輕質(zhì)烴組分和從液體出口排出富氫液烴原料；和 反應(yīng)區(qū)，其具有至少一個與液體出口流體連通的漿料床反應(yīng)器入口，用于排出經(jīng)轉(zhuǎn)化的烴產(chǎn)物的產(chǎn)物出口和用于排出未轉(zhuǎn)化的烴的底部產(chǎn)物出口，該反應(yīng)區(qū)經(jīng)構(gòu)造和布置以接收至少一種催化劑或催化劑前體和用于將使原料反應(yīng)以將至少部分原料轉(zhuǎn)化成較低沸點(diǎn)烴； b.第二漿料床反應(yīng)器子系統(tǒng)，其具有 混合區(qū)，其具有與氫源和第一漿料床反應(yīng)器子系統(tǒng)的底部產(chǎn)物出口流體連通的入口，該混合區(qū)經(jīng)構(gòu)造和布置以在預(yù)定的溫度和氫分壓條件下操作，以將部分氫氣溶解在來自第一漿料床反應(yīng)器子系統(tǒng)的底部產(chǎn)物出口的未轉(zhuǎn)化的烴中，來產(chǎn)生富氫烴和未溶解氫氣的混合物，將該混合物經(jīng)由混合區(qū)出口排出； 閃蒸區(qū)，其與混合區(qū)出口流體連通，該閃蒸區(qū)經(jīng)構(gòu)造和布置以在預(yù)定的條件下運(yùn)行，以分離并從氣體出口排出未溶解氫氣和輕質(zhì)烴組分和從液體出口排出富氫液烴；和 反應(yīng)區(qū)，其具有至少一個與液體出口流體連通的漿料床反應(yīng)器入口，用于排出經(jīng)轉(zhuǎn)化的烴產(chǎn)物的產(chǎn)物出口和底部產(chǎn)物出口，該反應(yīng)區(qū)經(jīng)構(gòu)造和布置以接收至少一種催化劑或催化劑前體和用于使原料 反應(yīng)以將至少部分原料轉(zhuǎn)化成較低沸點(diǎn)烴。
【文檔編號】C10C3/00GK103998573SQ201280057082
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月21日
【發(fā)明者】O·R·克塞奧盧 申請人:沙特阿拉伯石油公司