通過熱蒸汽裂化制備烯烴的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過熱蒸汽裂化將烴原料轉(zhuǎn)化為至少一種含烯烴產(chǎn)物流的方法，該含烯烴產(chǎn)物流至少包括乙烯和丙烯，烴原料在至少一個(gè)裂化爐內(nèi)至少部分地轉(zhuǎn)化。
【背景技術(shù)】
[0002]熱蒸汽裂化為長期建立的石油化學(xué)工藝。熱蒸汽裂化中的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)化合物為乙烯(ethylene)(也稱為乙稀(ethene))，乙稀為多種化學(xué)合成的重要的起始化合物。
[0003]用于熱蒸汽裂化的原料可為氣體(諸如乙烷、丙烷或丁烷)和對(duì)應(yīng)的混合物、或液體烴類(例如石腦油)和烴混合物。
[0004]關(guān)于熱蒸汽裂化中使用的特定設(shè)備和反應(yīng)條件、和進(jìn)行的反應(yīng)和煉油工藝的細(xì)節(jié)，參考工具書中的對(duì)應(yīng)文章，諸如Zimmermann, H和Walzl, R.:Ethylene,在:Ullmann? sEncyclopedia of Industrial Chemistry.第 6 版，ffeinheim:ffiley-VCH, 2005 ；和Ir1n, ff.W.和 Neuwirth,0.S.: Oil Refining,在:Ullmann’ s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry.第 6 版，Weinheim:Wiley-VCH 2005。制備稀徑的方法還公開在，例如 US 3 714 282 A 和 US 6 743 961 BI 中。
[0005]此外，本申請(qǐng)還應(yīng)該提到US 2008/0194900，且US 2008/0194900公開了一種蒸汽裂化包括芳香族化合物的石腦油原料的方法，其中在熱蒸汽裂化之前在蒸汽裂化器的芳香族化合物萃取過程中將該芳香族化合物從預(yù)處理的石腦油原料中除去，且將芳香族化合物萃取過程中獲得的萃余液與具有6至8個(gè)碳的烴類一起導(dǎo)入爐。
[0006]關(guān)于熱蒸汽裂化，使用裂化爐。裂化爐與淬火單元和用于加工形成的產(chǎn)物混合物的下游裝置一起集成在用于制備烯烴的對(duì)應(yīng)更大設(shè)備中，該對(duì)應(yīng)更大設(shè)備在本申請(qǐng)的說明書中稱為“蒸汽裂化器”。
[0007]熱蒸汽裂化中的一個(gè)重要參數(shù)為裂化苛刻度，裂化苛刻度決定裂化條件。特別地，裂化條件受溫度、和停留時(shí)間、和烴類的分壓和蒸汽的分壓影響。用作原料的烴混合物的組成和使用的裂化爐的設(shè)計(jì)也影響裂化條件。因?yàn)檫@些因素的相互影響，裂化條件通常通過裂化氣中丙稀(propylene)(也稱為丙稀(propene))與乙稀的比限定。
[0008]根據(jù)原料混合物和裂化條件，熱蒸汽裂化不僅產(chǎn)生常規(guī)的目標(biāo)化合物乙烯，有時(shí)也產(chǎn)生可與對(duì)應(yīng)產(chǎn)物流分離的大量副產(chǎn)物。該副產(chǎn)物包括:低級(jí)烯烴類，例如丙烯和丁烯；和二烯烴類，例如丁二烯類；和芳香族化合物，例如苯、甲苯和二甲苯。這具有比較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，且由其形成的“高值產(chǎn)物”是期望的。
[0009]因此本發(fā)明要解決的問題是改進(jìn)通過熱蒸汽裂化由烴類獲得含烯烴產(chǎn)物混合物的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]與【背景技術(shù)】相反，本發(fā)明提出了一種具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的、通過熱蒸汽裂化將烴原料轉(zhuǎn)化為至少一種含烯烴產(chǎn)物流的方法，含烯烴產(chǎn)物流至少包括乙烯和丙烯，烴原料在至少一個(gè)裂化爐內(nèi)至少部分地轉(zhuǎn)化。優(yōu)選的配置為從屬權(quán)利要求和接下來的說明書的主題。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
[0012]根據(jù)本發(fā)明，提出了一種方法，其中將烴原料在裂化爐中在溫和裂化條件下轉(zhuǎn)化，溫和裂化條件是指裂化爐出口處的丙烯與乙烯以在0.81至1.6kg/kg范圍內(nèi)的比存在，且烴原料主要包括最大碳數(shù)為6、優(yōu)選最大碳數(shù)為5的烴類。
[0013]在本發(fā)明的情況下，裂化爐應(yīng)理解為是指其中限定了裂化條件的裂化單元?？赡艿氖?，在一個(gè)整體爐內(nèi)存在分為兩個(gè)或更多個(gè)裂化爐的部分。這種情況下，經(jīng)常參考爐元件(furnace cell)。形成整體爐的一部分的多個(gè)爐元件通常具有獨(dú)立輻射區(qū)域、共同對(duì)流區(qū)域、和共同出煙口。這些情況下，每個(gè)爐元件可以用其本身的裂化條件操作。因此，每個(gè)爐元件為一個(gè)裂化單元且因此在本申請(qǐng)中被稱為裂化爐。這種情況下，整體爐具有多個(gè)裂化單元；或換言之，整體爐具有多個(gè)裂化爐。如果僅存在一個(gè)爐元件，該爐元件為裂化單元且因此為裂化爐。裂化爐可組合為組，該組供應(yīng)有例如相同原料。爐組內(nèi)的裂化條件通常為相同的或類似的。
[0014]溫和裂化條件下的具有典型組成的烴類(例如石腦油)的熱裂化產(chǎn)生非常大的量的裂解汽油，因?yàn)榇罅浚赃@非常難處理。這是因?yàn)樵诹鸦癄t內(nèi)在溫和裂化條件下原料的轉(zhuǎn)化相對(duì)更低。然而，溫和裂化條件是需要的，因?yàn)闇睾蜅l件下裂化的情況中存在的丙烯與乙烯的比比典型使用的正常裂化條件下裂化的情況中存在的丙烯與乙烯的比大。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的方法使得可能使裂化爐在溫和裂化條件下操作，因?yàn)樵吓c裂化條件相互匹配。只有通過原料與裂化條件的匹配，才可能避免前面段落中描述的缺點(diǎn)。本發(fā)明中已認(rèn)識(shí)到示出的這些缺點(diǎn)和解決方法。
[0016]因此根據(jù)本發(fā)明的方法使得可能以以下方式操作蒸汽裂化設(shè)備:與其中不使用本發(fā)明的方法的常規(guī)設(shè)備相比，形成與新鮮原料有關(guān)的更多丙烯。
[0017]選擇用于第二裂化爐中裂化條件的丙烯與乙烯的比越高，形成越多關(guān)于新鮮原料的丙烯。這在本發(fā)明的情況下是有利的。然而，更高的丙烯與乙烯的比與更低的原料轉(zhuǎn)化相關(guān)聯(lián)，且因此該值受到更高的技術(shù)限制和經(jīng)濟(jì)限制。在權(quán)利要求書中說明的限制內(nèi)，一方面保證了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將被實(shí)現(xiàn)，且另一方面保證了蒸汽裂化器在工業(yè)條件下可被控制且可以以經(jīng)濟(jì)上可行的方式操作。
[0018]在說明用于在溫和裂化條件下轉(zhuǎn)化的裂化爐中的裂化條件的限制內(nèi)，工業(yè)和經(jīng)濟(jì)上有利的蒸汽裂化是可能的，這形成了有價(jià)值的作為主要產(chǎn)物的乙烯和丙烯。
[0019]本申請(qǐng)的情況下，詞“主要”用于表明原料或餾分不是僅僅由具有特定碳數(shù)的烴類組成，而是除了特定碳數(shù)的烴類之外，具有其他碳數(shù)的烴類和其他雜質(zhì)也可存在。產(chǎn)物流、起始流和/或餾分的分離和加工和/或新鮮原料分餾總是將組分的殘留物留在產(chǎn)物流或餾分中。其他雜質(zhì)也存在，且因此加工產(chǎn)物流或餾分流總是包括殘留物。由于與分離和加工相關(guān)聯(lián)的成本和不便隨著取得的純度增加至十分高的程度，經(jīng)濟(jì)因素決定多少比例的殘留物可存在于該流中。該比例的水平必須根據(jù)經(jīng)濟(jì)因素衡量。不需要的烴類和其他雜質(zhì)的比例的大致指導(dǎo)值通常為不大于40重量％可存在于產(chǎn)物流和/或餾分中。通常，實(shí)際達(dá)到最大值20重量％或更少。理想地，達(dá)到10重量％的最大值。剛才做出的聲明適用于所有加工設(shè)備，即不僅適用于蒸汽裂化器，而且適用于礦物油煉油廠。因此，被導(dǎo)入在溫和條件下轉(zhuǎn)化的裂化爐的烴原料包含至少60重量％、優(yōu)選至少80重量％且進(jìn)一步優(yōu)選至少90重量％且更優(yōu)選至少95重量％且最優(yōu)選至少98重量％的最大碳數(shù)為6、優(yōu)選最大碳數(shù)為5的烴類。循環(huán)餾分和新鮮原料分餾過程中獲得的餾分(參見以下)還包括至少60重量％、優(yōu)選至少80重量％、且進(jìn)一步優(yōu)選至少90重量％、且更優(yōu)選至少95重量％、且最優(yōu)選至少98重量％的期望的烴類。
[0020]在本發(fā)明的一個(gè)特別有利的配置中，將從產(chǎn)物流獲得的、主要包括最大碳數(shù)為5的烴類的一種或多種餾分作為烴原料提供給在溫和裂化條件下轉(zhuǎn)化的裂化爐。該餾分的循環(huán)增加了用于第二裂化爐的適當(dāng)原料的量，或該餾分組成了用于在溫和裂化條件下轉(zhuǎn)化的裂化爐的適當(dāng)烴原料。包括碳數(shù)為4的烴類的餾分和碳數(shù)為5的餾分也在蒸汽裂化器中的產(chǎn)物流的加工中獲得，有價(jià)值的產(chǎn)物的分離之后，可將包括碳數(shù)為4的烴類的餾分和碳數(shù)為5的餾分直接或在另外處理步驟之后循環(huán)。
[0021]在本發(fā)明的一個(gè)有利配置中，當(dāng)將循環(huán)餾分作為烴原料提供給在溫和裂化條件下轉(zhuǎn)化的裂化爐時(shí)，循環(huán)餾分基本上不含二烯烴。二烯烴在裂化爐中具有不利的作用。為此，將二烯烴主要通過上游轉(zhuǎn)化工藝或分離步驟從被循環(huán)至第二裂化爐的餾分中除去。該除去可在被循環(huán)的餾分的分離之前或之后。
[0022]分離和加工需要的工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。這些為用于分離和加工產(chǎn)物和餾分流的蒸汽裂化器中慣用的方法。
[0023]特別有利地，主要將飽和烴類作為烴原料提供給在溫和裂化條件下轉(zhuǎn)化的裂化爐。飽和烴類特別適于熱蒸汽裂化。
[0024]有利地，將烴原料在裂化爐內(nèi)在使裂化爐出口處的丙烯與乙烯的比在0.82至1.4kg/kg范圍內(nèi)、更優(yōu)選在0.85至1.2kg/kg范圍內(nèi)的溫和裂化條件下轉(zhuǎn)化。
[0025]在一個(gè)有利配置中，將烴原料在另一裂化爐中在正常裂化條件下轉(zhuǎn)化，正常裂化條件是指裂化爐出口處丙烯與乙烯以在0.25至0.85kg/kg范圍內(nèi)、優(yōu)選在0.3至0.75kg/kg范圍內(nèi)且更優(yōu)選在0.4至0.65kg/kg范圍內(nèi)的比存在，用于在溫和裂化條件下轉(zhuǎn)化的裂化爐的丙烯與乙烯的比總是具有比用于在正常裂化條件下轉(zhuǎn)化的裂化爐的丙烯與乙烯的比高的值。更特別地，為了使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)達(dá)到特定程度，丙烯與乙烯的比值相差至少0.lkg/kg、優(yōu)選至少 0.15kg/kg、更優(yōu)選至少 0.2kg/kg。
[0026]特別有利地，因此蒸汽裂化器具有