TWI486435B - 殘餘物加氫裂解處理技術 - Google Patents

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Ann-Marie Olsen
Marvin I Greene
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Description

殘餘物加氫裂解處理技術 揭露領域
此處揭露之實施例一般係有關於氫轉化方法，包含用於使殘餘物及其它重烴餾份加氫裂解之方法。更特別地，此處揭露之實施例係有關於一殘餘烴原料之溶劑脫瀝青，使形成之經脫瀝青的油於一殘餘物脫硫單元及一殘餘物加氫裂解單元中處理，及使來自溶劑脫瀝青單元之瀝青於一個別之殘餘物加氫裂解單元中處理。
 背景
因為全世界對於汽油及諸如煤油、噴射引擎油及柴油之其它餾出物精煉產物之需求穩定增加，已有顯著趨勢係將較高沸點化合物轉化成較低沸點者。為符合對於餾出物燃料之增加需求，精煉業者已研究各種反應，諸如，加氫裂解、殘餘物脫硫(RDS)，及溶劑脫瀝青(SDA)，以將殘餘物、真空氣油(VGO)及其它重石油原料轉化成噴射引擎油及柴油燃料。
展現優異餾出物選擇性、合理轉化活性及對於較重原料之穩定性的催化劑已被發展。但是，藉由各種方法 可達成之轉化率係受限。例如，單獨之RDS單元可自高硫殘餘物製造1重量%之硫燃料，但轉化一般係限於約35%至40%。其它者已提議使用SDA單元使殘餘供料溶劑脫瀝青，及使經脫瀝青之油僅於一殘餘物加氫裂解單元(RHU)中處理。再者，其它者係使來自一RHU之未經轉化之真空殘餘物於一SDA單元中處理，及使經脫瀝青之油(DAO)再循環回到RHU之前端。再其它者已提議使SDA瀝青直接於一RHU中處理。然而，達成高的烴轉化及硫移除之具經濟性的方法係所欲的。
 概要
於一方面，此處揭露之實施例係有關於一種用以使殘餘烴升級之方法。此方法可包含下列步驟：溶劑脫瀝青一殘餘烴餾份以製造一經脫瀝青之油餾份及一瀝青餾份；使瀝青餾份及氫與一第一氫轉化催化劑於一第一沸騰床氫轉化反應器系統中接觸；回收一來自第一沸騰床氫轉化反應器系統之流出物；使來自第一沸騰床氫轉化反應器系統之流出物分餾而回收一或多種烴餾份。
於另一方面，此處揭露之實施例係有關於一種用於使殘餘烴升級之方法，其可包含下列步驟：溶劑脫瀝青一殘餘烴餾份以製造一經脫瀝青之油餾份及一瀝青餾份；使瀝青餾份及氫與一第一氫轉化催化劑於一第一沸騰床氫轉化反應器系統中接觸；回收一來自第一沸騰床氫轉化反應器系統之流出物；使來自第一沸騰床氫轉化反應器系統 之流出物分餾而回收一或多種烴餾份；使經脫瀝青之油餾份及氫與一第二氫轉化催化劑於一殘餘物加氫脫硫單元中接觸；回收一來自殘餘物加氫脫硫單元之流出物；使殘餘物加氫脫硫單元流出物與一第三氫轉化催化劑於一加氫裂解反應器系統中接觸；回收一來自加氫裂解反應器系統之流出物；及使來自加氫裂解反應器系統之流出物分餾而回收一或多種烴餾份。
於另一方面，此處揭露之實施例係有關於一種使殘餘烴升級之方法，此可包含下列步驟：溶劑脫瀝青一殘餘烴餾份以製造一經脫瀝青之油餾份及一瀝青餾份；使瀝青餾份與氫與一第一氫轉化催化劑於一第一沸騰床氫轉化反應器系統中接觸；回收一來自第一沸騰床氫轉化反應器系統之流出物；使來自第一沸騰床氫轉化反應器系統之流出物分餾而回收一或多種烴餾份；使經脫瀝青之油餾份及氫與一第二氫轉化催化劑於一殘餘物加氫脫硫單元中接觸；回收一來自殘餘物加氫脫硫單元之流出物；使來自加氫裂解反應器系統之流出物分餾而回收一或多種烴餾份，其包含一真空殘餘烴餾份；使真空殘餘烴餾份與一第三氫轉化催化劑於一加氫裂解反應器系統中接觸；及回收一來自加氫裂解反應器系統之流出物；使來自加氫裂解反應器系統之流出物分餾而回收一或多種烴餾份。
其它方面及優點會由下列說明及附圖而變明顯。
10‧‧‧殘餘烴餾份
12‧‧‧溶劑脫瀝青單元
14‧‧‧經脫瀝青之油餾份
15‧‧‧瀝青餾份
16‧‧‧殘餘物脫硫單元
17‧‧‧稀釋劑
18‧‧‧流出物
19‧‧‧經稀釋之瀝青餾份
20‧‧‧加氫裂解反應器系統
21‧‧‧氫
22‧‧‧流動管線
23‧‧‧含豐富氫之氣體
24‧‧‧分餾系統
26‧‧‧排氣
28‧‧‧輕石腦油餾份
30‧‧‧重石腦油餾份
32‧‧‧煤油餾份
34‧‧‧柴油餾份
36‧‧‧輕真空氣油餾份
38‧‧‧重真空氣油餾份
40‧‧‧真空殘油餾份
42‧‧‧沸騰床反應器系統
44‧‧‧流動管線
46‧‧‧分餾系統
48‧‧‧排氣
50‧‧‧輕石腦油餾份
52‧‧‧重石腦油餾份
54‧‧‧煤油餾份
56‧‧‧柴油餾份
58‧‧‧輕真空氣油餾份
60‧‧‧重氣油餾份
62‧‧‧真空殘餘物餾份
63‧‧‧液體流
64‧‧‧切割器餾份
66‧‧‧切割器餾份
67‧‧‧蒸氣流
68‧‧‧流出物流
72‧‧‧真空分餾系統
81‧‧‧HP/HT V/L分離器
86‧‧‧固定床加氫處理反應器
146‧‧‧大氣分餾系統
147‧‧‧分餾系統
163‧‧‧液體流
167‧‧‧蒸氣流
168‧‧‧流出物流
172‧‧‧真空分餾系統
181‧‧‧HP/HT V/L分離器
186‧‧‧固定床加氫處理反應器
圖1係依據此處揭露之實施例之一種用於使殘餘烴原料升級之方法的一簡化方法流程圖。
圖2係依據此處揭露之實施例之一種用於使殘餘烴原料升級之方法的一簡化方法流程圖。
圖3係與依據此處揭露之實施例之一種用於使殘餘烴原料升級之方法使用的一種用於整合式加氫處理反應器系統之方法的一簡化方法流程圖。
圖4係與依據此處揭露之實施例一種用於使殘餘烴原料升級之方法使用之一種用於整合式加氫處理反應器系統之方法的另一簡化方法流程圖。
 詳細說明
於一方面，此處之實施例一般係有關於氫轉化方法，包含用於使殘餘物及其它重烴餾份加氫裂解之方法。更特別地，此處揭露之實施例係有關於溶劑脫瀝青一殘餘烴原料，使形成之經脫瀝青的油於一殘餘物脫硫單元及一殘餘物加氫裂解單元中處理，及使來自溶劑脫瀝青之瀝青於一個別之殘餘物加氫裂解單元中處理。
此處揭露之氫轉化方法可用於使殘餘烴原料於高溫及高壓之條件，於氫及一或多種氫轉化催化劑存在中反應，使原料轉化成具有降低污染物(諸如，硫及/或氮)量之較低分子量的產物。氫轉化方法可包含，例如，氫化、加氫脫硫、加氫脫氮、加氫裂解、加氫脫金屬、hydroDeCCR，或加氫去瀝青烯等。
於此處使用時，提及殘餘烴之殘餘烴餾份或相似術語係定義為一具有高於約340℃之沸點或沸點範圍之烴餾份，但亦可包含整個重粗製物處理。可以此處揭露之方法使用之殘餘烴原料可包含各種精煉物及其它烴流體，諸如，石油大氣或真空殘餘物、經脫瀝青之油、脫瀝青器瀝青、經加氫裂解之大氣蒸餾塔或真空蒸餾塔底部份、直餾真空氣油、經加氫裂列之真空氣油、經流體催化裂解(FCC)之漿料油、來自沸騰床加氫裂解方法之真空氣油、頁岩衍生之油、煤衍生之油、瀝青砂瀝青、妥爾油、生物衍生粗製油、黑色油料，與其它相似烴流體，或此等之組合，每一者可為直餾、經處理衍生、經加氫裂解、經脫硫及/或經部份脫金屬之流體。於某些實施例，殘餘烴餾份可包含至少480℃、至少524℃，或至少565℃之正常沸點的烴。
現參考圖1，一殘餘烴餾份(殘餘物)10供應至一溶劑脫瀝青單元(SDA)12。於SDA 12中，殘餘烴係與一溶劑接觸，選擇性地溶解瀝青烯及相似之烴產生一經脫瀝青之油(DAO)餾份14及一瀝青餾份15。
溶劑脫瀝青可藉由於SDA 12中，例如，藉由使殘餘烴供料與一輕烴溶劑於從約38℃至約204℃之範圍的溫度及從約7巴至約70巴之範圍的壓力接觸而實施。可用於SDA 12之溶劑可包含C3、C4、C5、C6及/或C7烴，諸如，丙烷、丁烷、異丁烯、戊烷、異戊烷、己烷、庚烷，或此等之混合物。使用輕烴溶劑可提供高升力(高DAO產率)。於某些實施例，自SDA單元12回收之DAO餾份14可含有500 wppm至5000wppm之瀝青烯(即，庚烷不可溶物)，50至150wppm之金屬(諸如，Ni、V，及其它)，及5重量%至15重量%之康拉遜(Conradson)碳殘餘物。
然後，瀝青餾份15可與一稀釋劑17，諸如，SRVGO(直餾真空氣油)，混合產生一經稀釋之瀝青(殘餘物)餾份19。然後，經稀釋之瀝青餾份19及氫21可供應至一沸騰床反應器系統42，其可包含一或多個沸騰床反應器，於其中，烴及氫與一氫轉化催化劑接觸，使至少一部份之瀝青與氫反應形成較輕之烴，使瀝青烴脫金屬，移除康拉遜碳殘餘物，或者使殘餘物轉化成有用產物。
沸騰床反應器42中之反應器可於從約380℃至約450℃之範圍的溫度，從約70巴至約170巴之範圍的氫分壓，及從約0.2h-1 至約2.0h-1 之範圍的液體小時空間速率(LHSV)操作。於沸騰床反應器內，催化劑可藉由液體產物再循環而逆混合及維持於無規運動。此可藉由先使經再循環之油自氣體產物分離而完成。然後，此油係藉由一外部泵，或如例示般，藉由一安裝於反應器底頭蓋之一具有一葉輪之泵而再循環。
於沸騰床反應器系統42中之目標轉化率可為從約40重量%至約75重量%之範圍，其係依欲被處理之原料而定。無論如何，目標轉化率需維持低於沉渣形成變過量且因此阻礙操作連續性之程度。除將殘餘烴轉化成較輕的烴外，硫移除可於從約40重量%至約80重量%之範圍，金屬移除可於從約60重量%至85重量%之範圍，且康拉遜碳殘餘物 (CCR)移除可於從約30重量%至約65重量%之範圍。
於沸騰床反應器系統42中轉化後，經部份轉化之烴可經由流動管線44以一混合之蒸氣/液體流出物回收，且供應至一分餾系統46以回收一或多種烴餾份。如所例示，分餾系統46可被用以回收一含有輕的烴氣體及硫化氫(H2 S)之排氣48，一輕石腦油餾份50、一重石腦油餾份52、一煤油餾份54、一柴油餾份56，一輕真空氣油餾份58、一重氣油餾份60，及一真空殘餘物餾份62。於某些實施例，真空殘餘物餾份62可被再循環以供進一步處理，諸如，至SDA單元12、沸騰床反應器系統42，或如下探討之其它反應單元16，20。於其它實施例，真空殘餘物餾份62可與一切割器餾份66摻合產生一燃料油。
分餾系統46可包含，例如，一高壓高溫(HP/HT)分離器，以使流出物蒸氣與流出物液體分離。經分離之蒸氣可被送經氣體冷卻、純化，及再循環氣體壓縮，或可先單獨或與外部餾出物及/或於加氫裂解方法中產生之餾出物組合經由一整合式加氫處理反應器系統(其可包含一或多個另外之氫轉化反應器)處理，其後，送至氣體冷卻、純化，及壓縮。
來自HP/HT分離器之經分離的液體可與自氣體冷卻及純化區段回收之其它餾出物產物一起被急驟及送至一大氣蒸餾系統。然後，大氣蒸餾塔底部份，諸如，具有至少約340℃之起始沸點的烴，諸如，從約340℃至約427℃之範圍的起始沸點，可進一步經由一真空蒸餾系統處理以 回收真空餾出物。
然後，真空蒸餾塔底部產物，諸如，具有至少約480℃之起始沸點的烴，諸如，從約480℃至約565℃之範圍的起始沸點，可於，諸如，藉由直接熱交換或使一部份之殘餘烴供料直接注射至真空蒸餾塔底部產物內冷卻後送至容器貯存。
於某些實施例，於沸騰床反應器系統42及分餾系統46中處理後回收之燃料油餾份62於其它實施例可具有2.25重量%或更少；2.0重量%或更少之硫含量；且於其它實施例係1.75重量%或更少。
自SDA單元12回收之經脫瀝青的油餾份14可選擇性地加熱，與一含豐富氫之氣體23組合，及供應至一殘餘物脫硫(RDS)單元16。RDS單元16可包含一或多個殘餘物脫硫反應器。
於某些實施例，RDS單元16可包含於RDS反應器上游之一或多個上向流反應器(UFR)(未例示)。DAO可與於反應器上游之含豐富氫之氣體23或與進入UFR低部之供料混合，且於某些實施例係與自UFR回收之流出物混合。UFR可助於增加下游RDS催化劑床之催化劑壽命，及移除供料中之一些硫、康拉遜碳殘餘物，及瀝青烯。
包含UFR及/或RDS反應器之RDS單元16的操作條件可包含於從約360℃至約400℃之範圍的溫度，及從約70巴至約170巴之範圍的氫分壓。RDS可於某些實施例中達成至少70重量%，於其它實施例係至少80重量%，且於其它 實施例係最高達或高於92重量%之脫硫率。
然後，自RDS單元16回收之流出物18可進一步於一加氫裂解反應器系統20中處理，其可包含呈串聯或並聯之一或多個加氫裂解反應器。
於反應器系統20中，RDS流出物可於從約70巴至約170巴之範圍的氫分壓下，於從約380℃至約450℃之範圍的溫度，及於從約0.2h-1 至約2.0h-1 之範圍的LHSV，於一催化劑存在中加氫裂解。於某些實施例，於加氫裂解反應器系統20中之操作條件可為相似於如上對於沸騰床反應器系統42所述者。於其它實施例，諸如，其中加氫裂解反應器系統20包含一或多個沸騰床反應器者，沸騰床反應器可於比反應器系統42中者更高嚴重度條件操作，更高嚴重度係指更高溫度、更高壓力、更低空間速率，或此等之組合。
依真空殘餘原料性質、金屬及康拉遜碳殘餘物於RDS單元16中移除之程度，及使用之SDA溶劑而定，回收之DAO可如於一固定床反應系統或一如所例示之沸騰床反應器系統20中處理，其可相似於如上對於有關於氣體/液體分離及催化劑再循環之沸騰床反應器系統42所述者及其它相似者。一固定床反應器系統可用於，例如，其中DAO之金屬及康拉遜碳殘餘物含量係個別少於80wppm及10重量%，諸如，個別係50wppm及7重量%。一沸騰床反應器系統可用於，例如，當金屬及康拉遜碳殘餘物之含量係高於如上對於固定床反應器系統所述者。於任一加氫裂解反應器系統，使用之反應器的數量可依進料速率、總目標殘餘 物轉化程度，及RDS單元16中達成之轉化量與其它變數而定。於某些實施例，一或二個加氫裂解反應器可用於加氫裂解反應器系統20。
於加氫裂解反應器系統20中轉化後，經部份轉化之烴可經由流動管線22以一混合之蒸氣/液體流出物回收，且供應至一分餾系統24以回收一或多種烴餾份。如所例示，分餾系統24可被用以回收一排氣26、一輕石腦油餾份28、一重石腦油餾份30、一煤油餾份32、一柴油餾份34、一輕真空氣油餾份36、一重真空氣油餾份38，及一真空殘油餾份40。於某些實施例，真空殘油餾份40可被再循環以供進一步處理。於其它實施例，真空殘油餾份40可與一切割器餾份64摻合製造一燃料油。
分餾系統24可包含，例如，一高壓高溫(HP/HT)分離器，以使流出物蒸氣與流出物液體分離。經分離之蒸氣可被送經氣體冷卻、純化，及再循環氣體壓縮，或可先單獨或與外部餾出物及/或於加氫裂解方法中產生之餾出物組合經由一整合式加氫處理反應器系統(其可包含一或多個另外之氫轉化反應器)處理，其後，送至氣體冷卻、純化，及壓縮。
來自HP/HT分離器之經分離的液體可與自氣體冷卻及純化區段回收之其它餾出物產物一起被急驟及送至一大氣蒸餾系統。然後，大氣蒸餾塔底部份，諸如，具有至少約340℃之起始沸點的烴，諸如，從約340℃至約427℃之範圍的起始沸點，可進一步經由一真空蒸餾系統處理以 回收真空餾出物。
然後，真空蒸餾塔底部產物，諸如，具有至少約480℃之起始沸點的烴，諸如，從約480℃至約565℃之範圍的起始沸點，可於，諸如，藉由直接熱交換或使一部份之殘餘烴供料直接注射至真空蒸餾塔底部產物內冷卻後送至容器貯存。
DAO餾份經由RDS單元16及加氫裂解反應系統20之總轉化率可於從約75重量%至約95重量%之範圍，諸如，從約85重量%至約90重量%之範圍。
於某些實施例，於RDS單元16、加氫裂解反應器系統20，及分餾24中處理後回收之燃料油餾份40可具有1.25重量%或更少；於其它實施例係1.0重量%或更少；且於其它實施例係0.75重量%或更少之硫含量。
可用於RDS反應器、URF，及沸騰床反應器之催化劑可包含可用於使一烴原料加氫處理或加氫裂解之任何催化劑。一加氫處理之催化劑，例如，可包含可用以催化烴原料之氫化以增加其氫含量及/或移除雜原子污染物之任何催化劑組成物。一加氫裂解催化劑，例如，可包含可被用以催化使氫加至大的或複雜之烴分子及使此等分子裂解獲得較小、較低分子量之分子的任何催化劑組成物。
用於依據此處揭露之氫轉化方法的氫轉化催化劑組成物係熟習此項技藝者所知，且數種係可購自W.R.Grace & Co.、Criterion Catalysts & Technologies，及Albemarle等。適合之氫轉化催化劑可包含一或多種選自元 素週期表第4-12族之元素。於某些實施例，依據此處揭露實施例之氫轉化催化劑可包含鎳、鈷、鎢、鉬，及此等之組合之一或多者，由此等所組成，或基本上由此等所組成，其係未被支撐或支撐於一諸如二氧化矽、氧化鋁、氧化鈦，或此等之組合的多孔性基材上。當由一製造商提供時或自一再生方法產生時，氫轉化催化劑可呈，例如，金屬氧化物之型式。於某些實施例，氫轉化催化劑可於引至加氫裂解反應器之前被預硫化及/或預調節。
可使用之餾出物加氫處理催化劑包含選自已知用以提供催化氫化活性之該等元素的催化劑。至少一選自第8-10族元素及/或第6族元素之金屬組份一般被選擇。第6族元素可包含鉻、鉬，及鎢。第8-10族元素可包含鐵、鈷、鎳、釕、銠、鈀、鋨、銥，及鉑。催化劑中之氫化組份的量適合範圍係從約0.5重量%至約10重量%之第8-10族金屬組份，及從約5重量%至約25重量%之第6族金屬組份，其係以每100重量份之總催化劑的金屬氧化物計算，其中，重量百分率係以硫化前之催化劑的重量為基準。催化劑中之氫化組份可呈氧化物及/或硫化物之型式。若至少一第6族及一第8族之金屬組份的組合物以(混合)氧化物存在，其於適當用於加氫裂解之前會接受硫化處理。於某些實施例，催化劑包含鎳及/或鈷之一或多種組份，及鉬及/或鎢之一或多種組份，或鉑及/或鈀之一或多種組份。含有鎳及鉬、鎳及鎢、鉑及/或鈀之催化劑係有用。
可為有用之殘餘物加氫處理催化劑包含一般由 一選自第6族元素(諸如，鉬及/或鎢)及第8-10族元素(諸如，鈷及/或鎳)，或其等之混合物的氫化組份所組成之催化劑，其可被支撐於一氧化鋁撐體上。磷(第15族)氧化物係選擇性地存在作為一活性成份。一典型催化劑可含有從3至35重量%之氫化組份，及一氧化鋁結合劑。催化劑丸粒尺寸範圍可為從1/32英吋至1/8英吋，且可具有一球形、擠塑、三葉或四葉之形狀。於某些實施例，送經催化劑區之供料先與預先選擇以供移除金屬之一催化劑接觸，即使一些硫、氮及芳香族化合物之移除亦可發生。其後之催化劑層可用於移除硫及氮，即使此等亦被預期催化金屬之移除及/或裂解反應。用於脫金屬之催化劑層存在時可包含具有範圍從125至225埃之平均孔洞尺寸及範圍從0.5-1.1cm3 /g之孔洞體積的催化劑。用於脫氮/脫硫之催化劑層可包含具有範圍從100至190埃之平均孔洞尺寸及0.5-1.1cm3 /g之孔洞體積的催化劑。美國專利第4,990,243號案描述一種具有至少約60埃，且較佳係從約75埃至約120埃之孔洞尺寸的加氫處理催化劑。一可用於本方法之脫金屬催化劑係描述於，例如，美國專利第4,976,848號案，其全部揭露內容在此被併入以供所有目的參考。同樣地，可用於重流體之脫硫的催化劑係描述於，例如，美國專利第5,215,955及5,177,047號案，此等之全部揭露內容在此被併入以供所有目的參考。可用於中間餾出物、真空氣油流體及石腦油流體之脫硫的催化劑係描述於，例如，美國專利第4,990,243號案，此全部揭露內容在此被併入以供所有目的參考。
有用之殘餘物加氫處理催化劑包含具有一由氧化鋁、二氧化矽、磷，或此等之各種組合所構成之多孔性耐火性基材之催化劑。一或多種催化劑可作為殘餘物加氫處理催化劑，且若二或更多種催化劑被使用，此等催化劑係以層狀物存在於反應器區。於下層之催化劑可具有良好脫金屬活性。此等催化劑亦可具有氫化及脫硫活性，且其可有利地使用大孔洞尺寸之催化劑，以使金屬之移除達最大。具有此等特徵之催化劑對於康拉遜碳殘餘物及硫之移除並非最佳。用於下層或下面各層之催化劑的平均孔洞尺寸通常會係至少60埃，且於許多情況會相當大。催化劑可含有一金屬或金屬組合物，諸如，鎳、鉬或鈷。可用於下層或下面各層之催化劑係描述於，例如，美國專利第5,071,805、5,215,955，及5,472,928號案。例如，以氮方法為基礎之如於美國專利第5,472,928號案中所述且具有至少20%之於130至170埃之範圍的孔洞之催化劑可用於下催化劑層。相較於下層或下面各層中之催化劑，存在於催化劑區上層或上面各層之催化劑需具有較大氫化活性。因此，可用於上層或上面各層之催化劑特徵可在於較小之孔洞尺寸及較大之康拉遜碳殘餘物移除、脫氮及脫硫活性。典型上，催化劑會含有，諸如，鎳、鎢及鉬之金屬，以增強氫化活性。例如，以氮方法為基礎之如於美國專利第5,472,928號案中所述且具有至少30%之於95至135埃之範圍的孔洞之催化劑可用於上催化劑層。催化劑可為成型催化劑或球形催化劑。此外，緻密較不易碎之催化劑可用於上向流固 定催化劑區，以使催化劑顆粒破裂及顆粒夾帶於自反應器回收之產物中達最小。
熟習此項技藝者會瞭解各種催化劑層可能不僅由單一催化劑型式構成，而可由不同催化劑型式之混合物所組成，以對此層達成金屬或康拉遜碳殘餘物之移除及脫硫之最佳量。雖然一些氫化會於此區之下部份發生，康拉遜碳殘餘物、氮，及硫之移除主要會發生於上層或上面各層。明顯地，另外之金屬移除亦會發生。對每一層所選擇之特別催化劑或催化劑混合物、此區內之層數量、每一層之床中的比例體積，及選擇之特別加氫處理條件會依欲藉由此單元處理之原料、欲被移除之所欲產物，與諸如催化劑成本之商業考量而定。所有此等參數係於從事石油精煉產業者之技藝內，且無需於此進一步闡述。
現參考圖2，其中，相同編號係表示相同零件，依據此處揭露實施例之一種用於使殘餘烴原料升級之方法的簡化流程圖被例示。如上有關於圖1所述，殘餘烴原料10係經由SDA單元12處理，且形成之瀝青餾份係於沸騰床反應器系統42及分餾系統46中處理。經脫瀝青之餾份14可與一含豐富氫之氣體23組合，且供應至RDS單元16，其可包含一或多個殘餘物脫硫反應器。
然後，自RDS單元16單元回收之流出物18可於一分餾系統24中處理，產生一或多種烴餾份26，28，及38等，與一真空殘油餾份40。然後，真空殘油餾份40及選擇性之一或多種自分餾系統24回收之另外較重烴餾份可被供應至 一加氫裂解反應器系統20，產生另外餾出物範圍之烴。於反應系統20中轉化後，流出物22可被分餾回收各種餾出物烴餾份。於某些實施例，流出物22可與流出物18一起於分餾系統24(如所例示)中或一處理流出物18及44之組合式分餾系統中分餾。
藉由使SDA及RDS與，例如，沸騰床加氫裂解反應器有利地組合，DAO餾份之轉化率可增至極高量，諸如，85重量%至90重量%，而仍產生一1重量%硫之穩定燃料油，即使當處理含高硫之殘餘物，諸如，具有最高達或大於6.5重量%之硫者。於一個別反應/分離反應器組中處理SDA瀝青能製造一2重量%硫之穩定燃料油，同時使40重量%至65重量%之瀝青轉化成大氣及真空餾出物沸點範圍之物料。自二處理反應器組形成之組合總轉化率可於從約55重量%或60重量%至高達約95重量%或更多之範圍，諸如，於從約65重量%至約85重量%之範圍。再者，此等轉化可於無會造成阻塞及間歇性操作之沉滓形成下有利地達成。
範例
於下列範例，一40k BPSD之Arabian Heavy真空殘餘物先於一SDA單元中以73體積%之升力處理。DAO及SDA瀝青之形成性質係綜述於表1中。然後，含有4.27重量%之流，10重量%之CCR及47wppm之Ni+V的DAO於一RDS單元中處理，以便此供料之硫含量降低85至87重量%。同時，供料中之殘餘物餾份轉化35至45%。於此範例，然後，RDS流出物於與RDS反應器緊密耦合之單一沸騰床反 應器中加氫裂解，使總轉化率增至85體積%且總HDS增至91.8重量%。估算形成之未經轉化的油(UCO)個別具有約1.0重量%及11.9°之硫含量及API比重。預料來自此反應系統之UCO無需任何另外之切割器備料添加而會符合低硫燃料油規格。用以達成此轉化及脫硫的量所需之總空間速率被評估係約0.2hr-1。
然後，五十五(55)體積%之SDA瀝青亦於一與RDS及加氫裂解反應器並列操作之含有單一反應器的個別沸騰床反應器系統轉化，產生含有2.6重量%之硫的一中度硫之真空殘餘物。切割器備料添加後，形成之燃料油會含有少於2重量%之硫且更可能係少於1.5重量%之硫，其係依 燃料油摻合組份而定。瀝青轉化單元之反應器空間速率估算係約0.25h-1 ，造成0.22h-1 之RDS加上DAO加氫裂解反應器及瀝青轉化反應器之總空間速率。
此組態之形成總轉化率係75體積%，製造約12,096BPSD之柴油，12,332BPSD之加氫裂解物或FCC供料，4,056BPSD之LS燃料油，4,760BPSD之中度硫的真空殘餘物。此處理組態之總產率及產物性質係於表2中提供。
圖3及4例示IHRS之二實施例且係於下描述，但是，其它實施例可能時對於熟習此項技藝者系明顯的。圖3 描述一其中IHRS係安裝於沸騰床反應器系統42下游之實施例。圖4係例示一其中IHRS係安裝於加氫裂解反應器系統20下游之實施例。
如圖3所示，來自沸騰床加氫處理反應器42之流出物流44可於一熱交換器(未示出)中冷卻，且供應至一HP/HT V/L分離器81，於其中，一包含輕產物及沸點低於約1000℉之正常沸點的餾出物的蒸氣流及一包含未經轉化之殘餘物的液體流可被分離且於下游設備中個別處理。一蒸氣流67可供應至一固定床加氫處理反應器86，完成加氫處理、加氫裂解，或此等之組合。一來自IHRS固定床反應器系統86之流出物流68供應至一分餾系統147，其回收如上所述之一排氣流48、輕的經加氫處理或加氫裂解之石腦油流50、重的經加氫處理或加氫裂解之石腦油流52、經加氫處理或加氫裂解之煤油流54、經加氫處理或加氫裂解之柴油硫56。液體流63可於一熱交換器(未示出)中冷卻，且於一壓力下降系統(未示出)中減壓，其後供應至一真空分餾系統72，其回收一輕的經加氫處理或加氫裂解之VGO流58、一重的經加氫處理或加氫裂解之VGO流60，及一未經轉化之真空殘餘物流62。於某些實施例，真空蒸餾塔底部產物流，諸如，具有至少約480℃之起始沸點的烴，諸如，於從約480℃至約565℃之範圍的起始沸點，可於，諸如，藉由直接熱交換或使一部份之殘餘烴供料直接注射至真空蒸餾塔底部產物內冷卻後送至容器貯存。
如圖4所示，於另一IHRS流程圖，來自沸騰床 反應器系統20之流出物流22可於一熱交換器(未示出)中冷卻，且供應至一HP/HT V/L分離器181，於其中，一包含輕產物及沸點低於約1000℉正常沸點之餾出物的蒸氣流及一包含未經轉化之殘餘物的液體流可被分離，且於下游設備中個別處理。一蒸氣流167供應至一固定床加氫處理反應器186，完成加氫處理、加氫裂解，或此等之組合。來自IHRS固定床反應器系統166之一流出物流168可供應至一大氣分餾系統146，其回收一排氣流26、輕的經加氫處理或加氫裂解之石腦油流28、重的經加氫處理或加氫裂解之石腦油流30、經加氫處理或加氫裂解之煤油流32、氫加氫處理或加氫裂解之柴油流34。一液體流163係於一熱交換器(未示出)冷卻，且於一壓力下降系統(未示出)中減壓，且可供應至一真空分餾系統172，其回收一輕的經加氫處理或加氫裂解之VGO流36、一重的經加氫處理或加氫裂解之VGO流38，及一未經轉化之真空殘餘物流40。於某些實施例，然後，真空蒸餾塔底部產物流，諸如，具有至少約480℃之起始沸點之烴，諸如，於從約480℃至約565℃之範圍的起始沸點，可於，諸如，藉由直接熱交換或使一部份之殘餘烴供料直接注射至真空蒸餾塔底部產物內冷卻後送至容器貯存。
雖然於上係有關於二個別分餾系統24，46作說明，此處揭露之實施例亦考量使流出物22，44於一共同分餾系統中分餾。例如，於如上所述之於一大氣蒸餾塔及一真空蒸餾塔中進一步處理前，此等流出物可供應至一共同氣體冷卻、純化，及壓縮迴路。若要的話，使用一組合式分離 方式可提供降低之資本投資，但會造成產生一具有於藉由個別處理達成者中間之流含量的單一燃料油餾份。此組合式分離方式亦可與安裝於沸騰床反應器系統42及加氫裂解反應器系統20下游且以組合式流出物22，44供應之IHRS一起使用。
如上所述，此處揭露之實施例有效地使SDA及RDS與殘餘物加氫裂解整合，使殘餘物轉化率極限擴大至高於可單獨藉由殘餘物加氫裂解達成者。再者，與達成相似轉化率所提議之其它方式相比，更高之轉化率可使用較少之催化反應器體積達到。因此，此處揭露之實施例可提供可相比擬或更高之轉化率，但需要較低的資本投資。再者，此處揭露之實施例可用以從含有高硫的殘餘物供料提供一具有少於1重量%之硫的燃料油，同時使總轉化率達最大。
有利地，起始SDA可使瀝青之加氫裂解可藉由限制轉化率而於相對較高之溫度及空氣速率操作，且無形成過量沉滓之趨勢。DAO之加氫裂解亦可於相對較高之溫度及空間速率實施，因為DAO可具有極低之瀝青烯含量。因此，此處揭露之總處理方式可使用低反應器體積實施，同時仍達成高轉化率。同樣地，其它造成之優點可包含：降低之由於來自SDA單元之瀝青中不合格金屬造成之催化劑消耗率；降低之資本投資；及去除或明顯降低於沸騰床反應器上游注射漿料油之必要性，及其它優點。
雖然此揭露內容包含有限數量之實施例，但具有 此揭露內容利益之熟習此項技藝者會瞭解未偏離本揭露內容範圍之其它實施例可被想出。因此，範圍需限受所附申請專利範圍限制。
10‧‧‧殘餘烴餾份
12‧‧‧溶劑脫瀝青單元
14‧‧‧經脫瀝青之油餾份
15‧‧‧瀝青餾份
16‧‧‧殘餘物脫硫單元
17‧‧‧稀釋劑
18‧‧‧流出物
19‧‧‧經稀釋之瀝青餾份
20‧‧‧加氫裂解反應器系統
21‧‧‧氫
22‧‧‧流動管線
23‧‧‧含豐富氫之氣體
24‧‧‧分餾系統
26‧‧‧排氣
28‧‧‧輕石腦油餾份
30‧‧‧重石腦油餾份
32‧‧‧煤油餾份
34‧‧‧柴油餾份
36‧‧‧輕真空氣油餾份
38‧‧‧重真空氣油餾份
40‧‧‧真空殘油餾份
42‧‧‧沸騰床反應器系統
44‧‧‧流動管線
46‧‧‧分餾系統
48‧‧‧排氣
50‧‧‧輕石腦油餾份
52‧‧‧重石腦油餾份
54‧‧‧煤油餾份
56‧‧‧柴油餾份
58‧‧‧輕真空氣油餾份
60‧‧‧重氣油餾份
62‧‧‧真空殘餘物餾份
64‧‧‧切割器餾份
66‧‧‧切割器餾份

Claims (22)

  1. 一種用於使殘餘烴升級之方法，該方法包含：溶劑脫瀝青一殘餘烴餾份以製造一經脫瀝青之油餾份及一瀝青餾份；使該瀝青餾份及氫與一第一氫轉化催化劑於一第一沸騰床氫轉化反應器系統中接觸；回收一來自該第一沸騰床氫轉化反應器系統之流出物；使來自該第一沸騰床氫轉化反應器系統之該流出物分餾而回收一或多種烴餾份。
  2. 如請求項1之方法，進一步包含於該接觸前使該瀝青餾份與一稀釋劑混合以形成一經稀釋之瀝青餾份。
  3. 如請求項2之方法，其中，該稀釋劑包含FCC循環油、漿料油、芳香族化合物萃取物，及直餾真空氣油之至少一者。
  4. 如請求項1之方法，進一步包含：使該經脫瀝青之油餾份及氫與一第二氫轉化催化劑於一殘餘物加氫脫硫單元中接觸；回收一來自該殘餘物加氫脫硫單元之流出物；使該殘餘物加氫脫硫單元流出物或其一部份與一第三氫轉化催化劑於一加氫裂解反應器系統中接觸；回收一來自該加氫裂解反應器系統之流出物；分餾來自該加氫裂解反應器系統之該流出物以回收一 或多種烴餾份。
  5. 如請求項4之方法，其中，該加氫裂解反應器系統包含一第二沸騰床氫轉化反應器系統，其包含一或多個沸騰床反應器。
  6. 如請求項5之方法，其中，該經脫瀝青之油餾份具有大於約80wppm之金屬含量及大於約10重量%之康拉遜(Conradson)碳殘餘物(CCR)含量。
  7. 如請求項4之方法，其中，來自該第一沸騰床氫轉化反應器系統及該加氫裂解反應器系統之該流出物係於一共同分餾系統中分餾。
  8. 如請求項4之方法，其中，於使來自一或二該第一沸騰床氫轉化反應器系統及該加氫裂解反應器系統之該等流出物分餾而製造之該一或多種烴餾份包含一真空殘餘烴餾份。
  9. 如請求項7之方法，進一步包含使該真空殘餘烴餾份再循環至該溶劑脫瀝青、該第一沸騰床氫轉化反應器系統，及該加氫裂解反應器系統之至少一者。
  10. 如請求項1之方法，其中，該殘餘烴餾份包含下列之至少一者：石油大氣或真空殘油、經脫瀝青之油、脫瀝青器瀝青、氫加氫裂解之大氣蒸餾塔或真空蒸餾塔底部份、直餾真空氣油、經加氫裂解之真空氣油、經流體催化裂解(FCC)之漿料油、來自一沸騰床方法之真空氣油、頁岩衍生之油、煤衍生之油、生物衍生之粗製油、瀝青砂瀝青、妥爾油、黑色油料。
  11. 如請求項1之方法，其中，於該第一沸騰床氫轉化反應器系統中之接觸造成從約40重量%至約75重量%之範圍的烴轉化率，硫移除係於從約40重量%至約80重量%之範圍，金屬移除係於從約60重量%至約85重量%之範圍，且康拉遜碳殘餘物(CCR)移除係於從約30重量%至約65重量%之範圍。
  12. 如請求項4之方法，其中，經由該殘餘物脫硫單元及該加氫裂解反應器系統二者之該經脫瀝青之油餾份的總轉化率係於從約75重量%至約95重量%之範圍。
  13. 如請求項4之方法，其中，經由該加氫裂解反應系統流出物之該分餾製造之一燃料油具有1重量%或更少之硫含量。
  14. 如請求項1之方法，其中，經由該沸騰床反應系統流出物之該分餾製造之一燃料油具有少於2重量%或更少之硫含量。
  15. 如請求項4之方法，其中，該殘餘烴餾份之總轉化率係於從約60重量%至約95重量%之範圍。
  16. 如請求項1之方法，其中，一用於該溶劑脫瀝青單元中之溶劑係一含有從3至7個碳原子之輕烴。
  17. 如請求項1之方法，進一步包含於使來自該第一沸騰床氫轉化反應器系統之該流出物分餾前，使來自該第一沸騰床氫轉化反應器之該流出物與一第二氫轉化催化劑接觸。
  18. 如請求項4之方法，進一步包含於使來自該加氫裂解反 應器系統之該流出物分餾前，使來自該加氫裂解反應器系統之該流出物與一第二氫轉化催化劑接觸。
  19. 一種用於使殘餘烴升級之方法，該方法包含：溶劑脫瀝青一殘餘烴餾份以製造一經脫瀝青之油餾份及一瀝青餾份；使該瀝青餾份及氫與一第一氫轉化催化劑於一第一沸騰床氫轉化反應器系統中接觸；回收一來自該第一沸騰床氫轉化反應器系統之流出物；使來自該第一沸騰床氫轉化反應器系統之該流出物分餾而回收一或多種烴餾份；使該經脫瀝青之油餾份及氫與一第二氫轉化催化劑於一殘餘物加氫脫硫單元中接觸；回收一來自該殘餘物加氫脫硫單元之流出物；使該殘餘物加氫脫硫單元流出物與一第三氫轉化催化劑於一加氫裂解反應器系統中接觸；回收一來自該加氫裂解反應器系統之流出物；及使來自該加氫裂解反應器系統之該流出物分餾而回收一或多種烴餾份。
  20. 一種用於使殘餘烴升級之方法，該方法包含：溶劑脫瀝青一殘餘烴餾份以製造一經脫瀝青之油餾份及一瀝青餾份；使該瀝青餾份與氫與一第一氫轉化催化劑於一第一沸騰床氫轉化反應器系統中接觸； 回收一來自該第一沸騰床氫轉化反應器系統之流出物；使來自該第一沸騰床氫轉化反應器系統之該流出物分餾而回收一或多種烴餾份；使該經脫瀝青之油餾份及氫與一第二氫轉化催化劑於一殘餘物加氫脫硫單元中接觸；回收一來自該殘餘物加氫脫硫單元之流出物；使來自該加氫裂解反應器系統之該流出物分餾而回收一或多種烴餾份，其包含一真空殘餘烴餾份；使該真空殘餘烴餾份與一第三氫轉化催化劑於一加氫裂解反應器系統中接觸；回收一來自該加氫裂解反應器系統之流出物；及使來自該加氫裂解反應器系統之該流出物分餾而回收一或多種烴餾份。
  21. 一種用於使殘餘烴升級之方法，該方法包含：溶劑脫瀝青一殘餘烴餾份以製造一經脫瀝青之油餾份及一瀝青餾份；使該瀝青餾份與氫與一第一氫轉化催化劑於一第一沸騰床氫轉化反應器系統中接觸；回收一來自該第一沸騰床氫轉化反應器系統之流出物；於使來自該第一沸騰床氫轉化反應器系統之該流出物分餾而回收一或多種烴餾份之前，使來自該第一沸騰床氫轉化反應器之該流出物與一第二氫轉化催化劑接 觸；使該經脫瀝青之油餾份及氫與一第三氫轉化催化劑於一殘餘物加氫脫硫單元中接觸；回收一來自該殘餘物加氫脫硫單元之流出物；使該殘餘物加氫脫硫單元流出物與一第四氫轉化催化劑於一加氫裂解反應器系統中接觸；回收一來自該加氫裂解反應器系統之流出物；及使來自該加氫裂解反應器系統之該流出物分餾而回收一或多種烴餾份。
  22. 一種用於使殘餘烴升級之方法，該方法包含：溶劑脫瀝青一殘餘烴餾份以製造一經脫瀝青之油餾份及一瀝青餾份；使該瀝青餾份與氫與一第一氫轉化催化劑於一第一沸騰床氫轉化反應器系統中接觸；回收一來自該第一沸騰床氫轉化反應器系統之流出物；使來自該第一沸騰床氫轉化反應器系統之該流出物分餾而回收一或多種烴餾份；使該經脫瀝青之油餾份及氫與一第二氫轉化催化劑於一殘餘物加氫脫硫單元中接觸；回收一來自該殘餘物加氫脫硫單元之流出物；使該殘餘物加氫脫硫單元流出物或其一部份與一第三氫轉化催化劑於一加氫裂解反應器系統中接觸；回收一來自該加氫裂解反應器系統之流出物；及 於使來自該加氫裂解反應器系統之該流出物分餾而回收一或多種烴餾份之前，使來自該加氫裂解反應器系統之該流出物與一第四氫轉化催化劑接觸。
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