用於將高沸烴原料轉化為較輕沸烴產物的方法與流程
2023-12-06 08:12:36
美國專利號4,137,147涉及由具有低於約360℃的蒸餾點並且至少含有每個分子具有至少4個碳原子的正鏈烷烴和異鏈烷烴的裝料製造乙烯和丙烯的方法，其中：在氫解區中，在催化劑的存在下，對裝料進行氫解反應，(b)將來自氫解反應的流出物進料至分離區，從所述分離區中排出(i)從頂部，甲烷和可能的氫，(ii)基本上由每個分子具有2和3個碳原子的烴組成的餾分，和(iii)從底部，基本上由每個分子具有至少4個碳原子的烴組成的餾分，(c)僅將基本上由每個分子具有2和3個碳原子的烴組成的餾分在蒸汽的存在下進料至蒸汽裂化區，以將至少一部分每個分子具有2和3個碳原子的烴轉化為單烯烴；將從分離區的底部得到的基本上由每個分子具有至少4個碳原子的烴組成的餾分供應至第二氫解區，在此將其在催化劑的存在下進行處理，將來自第二氫解區的流出物供應至分離區，從而一方面排出每個分子具有至少4個碳原子的烴，其至少部分再循環至第二氫解區，並且另一方面排出基本上由氫、甲烷和每個分子具有2和3個碳原子的飽和烴的混合物組成的餾分；從混合物中分離氫物流和甲烷物流，並且將混合物的具有2和3個碳原子的烴連同從第一氫解區域之後的分離區中回收的基本上由每個分子具有2和3個碳原子的烴組成的餾分一起進料至蒸汽裂化區。除了甲烷和氫的物流以及每個分子具有2和3個碳原子的鏈烷烴的物流之外，在蒸汽裂化區的出口處還因此得到了每個分子具有2和3個碳原子的烯烴和每個分子具有至少4個碳原子的產物。
美國專利號3,317,419涉及用於將包含高於汽油沸程沸騰的烴的烴進料加氫精制的方法，所述方法包括以下步驟：(a)在含有加氫精制催化複合物的第一反應區中將與氫混合的所述進料加氫裂化並加氫精制；(b)將來自所述第一反應區的通常液體產物流出物分離成第一輕餾分和較重餾分；(c)將所述第一輕餾分的至少一部分與烴混合物組合併且將得到的混合物與氫在所述範圍內的溫度在第二反應區中反應，所述第二反應區含有加氫精制催化複合物並維持在與所述所述第一區相比較不嚴苛的轉化條件下；(d)將來自所述第二反應區的通常液體產物流出物分離成第二輕餾分和加氫精制的第二重餾分；(e)將所述第二輕餾分的至少一部分與烴混合物組合，將得到的混合物與氫在第三反應區中反應，所述第三反應區含有加氫精制催化複合物並維持在使得在最小的加氫裂化內實現所述混合物的氫化加氫精制的條件下；並且，(f)將來自所述第三反應區的產物流出物分離成通常氣相和加氫精制的第三重餾分。
GB 1,161,725涉及通過加氫裂化選擇性製備汽油沸程烴的方法，所述方法包括，在加氫裂化條件下將重石油烴進料與無定形基加氫裂化催化劑和沸石基加氫裂化催化劑接觸，所述接觸在一系列催化劑床中進行，其中所述無定形基催化劑與所述沸石基催化劑是分開的，從最後的催化劑床回收通常液體流出物，從所述液體流出物分離汽油沸程餾分，並且將沸點高於汽油程的液體流出物的至少一部分再循環以接觸無定形基加氫裂化催化劑床。將第一加氫裂化階段的條件維持在550F至750F之間的範圍中的溫度下和在1000psig至3000psig之間的範圍中的總壓力下，而在第二加氫裂化階段中的條件類似，即維持在550F.至750F.之間的溫度和1000psig至2000psig之間的總壓力。
美國專利號3,360,456涉及以兩階段將烴加氫裂化以製備汽油的方法，具有減少的氫消耗，其中第一加氫裂化階段中的溫度條件高於第二加氫裂化階段中的溫度條件。
GB 1,020,595涉及製備萘和苯的方法，其包括將含有在200-600F的範圍內沸騰並且包含烷基苯和烷基萘二者的烷基取代的芳族烴的原料通入第一加氫裂化器，其在800至1100F的溫度，150至1000psig的壓力，或在不存在催化劑的情況下，在1000至1100F的溫度，150至1000psig的壓力，將裂化的產物在第二加氫裂化器中在催化劑的存在下在900至1200F的溫度，150至1000psig的壓力或在不存在催化劑的情況下在1100至1800F的溫度和50至2500psig的壓力進行加氫裂化。
美國專利號3,660,270涉及製備汽油的方法，其包括在第一轉化區中將石油餾出物加氫裂化，將來自第一轉化區的流出物分離成輕石腦油餾分、具有180至280F的初沸點和約500′至600F之間的終沸點的第二餾分以及第三重餾分，在第二轉化區中在催化劑的存在下將第二餾分加氫裂化和脫氫並且從第二轉化區回收至少一種石腦油產物。
美國專利申請號2007/112237涉及從烴混合物製備芳烴和液化石油氣(LPG)的方法，所述方法包括以下步驟：(a)將烴原料混合物和氫引入至少一個反應區；(b)在所述反應區中，在催化劑的存在下，將所述烴原料混合物(i)通過加氫裂化轉化成富含LPG的非芳香烴化合物，和(ii)通過脫烷基化/烷基轉移作用轉化成富含苯、甲苯和二甲苯(BTX)的芳香烴化合物；和(c)通過氣-液分離和蒸餾，分別從步驟(b)得到的反應產物中回收LPG和芳烴化合物。
WO2008/043066涉及製備一種或多種中等餾出物燃料的方法，其包括(a)將鏈烷烴石腦油物流脫氫/芳香化為含有烯烴和芳族烴的組合物(b)將烯烴和芳族成分進行芳族烷墓化，和(c)分離中等餾出物範圍的烷基芳族物。
美國專利號5,603,824涉及集成的加氫處理方法，其中加氫裂化、脫蠟和脫硫均在單個、立式兩床反應器中發生，其中將餾出物分為重和輕餾分，將重餾分在頂部反應器床中加氫裂化並部分脫硫，並且然後將來自頂部床的流出物與輕餾分組合併級聯進入底部反應器床，在那裡發生用於傾點降低的脫蠟和進一步脫硫。
美國專利申請號2003/221990涉及通過在多階段加氫裂化器的第二階段中處理煤油來製備輕產物如氣體和石腦油的方法，其中來自其他來源的煤油、柴油和石腦油包括在再循環中，並且在比初始加氫處理階段低的壓力下維持後續的加氫處理階段。
常規地，將原油通過蒸餾處理為許多餾分如石腦油、瓦斯油和殘油。這些餾分中的每一種具有許多潛在的用途，如用於產生運輸燃料如汽油、柴油和煤油，或者作為一些石油化學產品和其他處理單元的進料。
輕原油餾分如石腦油和一些瓦斯油可以用於通過如蒸汽裂化的工藝產生輕烯烴和單環芳族化合物，在蒸汽裂化中將烴進料物流蒸發並用蒸汽稀釋，之後在短停留時間(＜1秒)爐(反應器)管中暴露於非常高的溫度(800至860℃)。在這樣的工藝中，將在進料中的烴分子轉化為(平均上)當與進料分子相比時較短的分子和具有較低的氫碳比的分子(如烯烴)。該工藝還生成氫作為有用的副產物和顯著量的較低價值的副產物如甲烷和C9+芳族化合物和稠合的芳族物種(含有兩個以上具有共用邊的芳環)。
典型地，在原油煉廠中進一步處理較重(或較高沸點)的富芳族流，如殘油，以使來自原油的較輕(可蒸餾)的產物的產率最大化。這種處理可以通過如加氫裂化(其中將加氫裂化器進料在引起進料分子的一些餾分在同時加入氫的情況下被斷裂為較短烴分子的條件下暴露於適合的催化劑)的工藝來進行。重煉廠物流加氫裂化典型地在高壓和高溫下進行並且因此具有高資金成本。
原油蒸餾和較輕蒸餾餾分的蒸汽裂化的這種組合的一個方面是與原油的分餾相關的資金和其他成本。較重原油餾分(即超過～350℃沸騰的那些)相對富含取代的芳族物種並且尤其富含取代的稠合芳族物種(含有兩個以上共用邊的芳環)，並且在蒸汽裂化條件下，這些物質得到實質量的重副產物如C9+芳族化合物和稠合芳族化合物。因此，原油蒸餾和蒸汽裂化的常規組合的結果是通過蒸汽裂化器沒有處理實質量的原油餾分，例如50重量％，原因在於認為來自較重餾分的有價值產物的裂化產率不足夠高。
重煉廠物流如殘油的常規加氫裂化的另一個方面是，這典型地在被選擇以實現所需整體轉化率的折衷條件下進行。因為進料物流含有一定範圍內易於裂化的物種的混合物，這使得通過相對容易加氫裂化的物種的加氫裂化形成的可蒸餾產物的一些餾分在將更難以加氫裂化的物種加氫裂化所需的條件下進一步轉化。這增加了與該工藝相關的氫消耗和熱管理難度。這還以更有價值的物種為代價增加了輕分子如甲烷的產率。
US 2012/0125813、US 2012/0125812和US 2012/0125811涉及用於裂化重烴進料的方法，包括蒸發步驟、蒸餾步驟、焦化步驟、加氫處理步驟和蒸汽裂化步驟。例如，US 2012/0125813涉及一種用於將重烴進料蒸汽裂化以製備乙烯、丙烯、C4烯烴、熱解汽油和其他產物的方法，其中烴(即烴進料如乙烷、丙烷、石腦油、瓦斯油或其他烴餾分的混合物)的蒸汽裂化是非催化的石化過程，其廣泛用於製備烯烴如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯，和芳族物如苯、甲苯和二甲苯。
美國專利申請號2012/0125813，US 2012/0125812和US 2012/0125811涉及裂化重烴進料的方法，其包括蒸發步驟、蒸餾步驟、焦化步驟、加氫處理步驟，和蒸汽裂化步驟。例如，美國專利申請號2012/0125813涉及一種用於將重烴進料蒸汽裂化以製備乙烯、丙烯、C4烯烴、熱解汽油和其他產物的方法，其中烴(即烴進料如乙烷、丙烷、石腦油、瓦斯油或其他烴餾分的混合物)的蒸汽裂化是非催化的石化過程，其廣泛用於製備烯烴如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯，和芳族物如苯、甲苯和二甲苯。
美國專利申請號2009/0050523涉及以與加氫裂化操作一體化的方式通過液體全(whole)原油和/或源自天然氣的冷凝物在熱解爐中的熱裂化形成烯烴。
美國專利申請號2008/0093261涉及以與原油煉廠一體化的方式通過液體全原油和/或源自天然氣的冷凝物在熱解爐中的熱裂化形成烯烴。
本發明的目標是提供將高沸烴原料轉化為較輕沸烴產物的方法。
本發明的另一目標是提供製備可以用作用於進一步化學加工的原料的輕沸烴產物的方法。
本發明的另一目標是提供用於將高沸烴原料轉化為BTX芳族化合物餾分和LPG餾分的方法，其中所述LPG餾分可以用於製備輕烯烴。
本發明的另一目標是提供用於將高沸烴原料轉化為高價值產物的方法，其中將低價值產物如甲烷和C9+芳族化合物物種的製備最小化。
本發明涉及一種用於將高沸烴原料轉化為較輕沸烴產物的方法，所述較輕沸烴產物適合作為用於石化品方法的原料，所述轉化方法包括以下步驟：
將重烴原料進料至一個或多個加氫裂化單元的級聯，
將所述原料在加氫裂化單元中裂化，
將所述裂化的原料分離成包含輕沸烴餾分的頂部物流和包含重烴餾分的底部物流
將這樣的加氫裂化單元的所述底部物流作為用於在所述一個或多個加氫裂化單元的級聯中的後續加氫裂化單元的原料進料，其中在一個或多個加氫裂化單元各個中的工藝條件是彼此不同的，其中加氫裂化條件從第一至後續一個或多個加氫裂化單元從最不苛刻(severe)增加至最苛刻，以及
將來自一個或多個加氫裂化單元各個的較輕沸烴餾分加工為用於BTX和LPG製備單元的原料，所述BTX和LPG製備單元是這樣的加氫裂化單元：其中所述加氫裂化單元中的主要工藝條件不同於所述一個或多個加氫裂化單元的級聯中的所述一個或多個加氫裂化單元的任一個中的主要工藝條件。
根據本方法，優選的是來自所述一個或多個加氫裂化單元的級聯中的所有加氫裂化單元的較輕沸烴餾分是具有比萘低的沸點的烴。
根據本發明，將烴原料(例如原油)進料至分餾蒸餾塔(ADU)並且將在高於218C(萘的沸點)的溫度沸騰的材料進料至加氫裂化過程反應器的一個系列(或級聯)，具有一定範圍的(越來越苛刻)操作條件/催化劑等，其被選擇為使得適於通過加氫裂化方法(如進料加氫裂化(FHC)或汽油加氫裂化(GHC)方法)製備LPG和BTX芳族化合物的材料的產率最大化。各步驟加氫裂化後，從較輕產物分離剩餘的重材料(沸點＞218C)，並且僅將較重材料進料至下一個、更苛刻的加氫裂化階段，同時將較輕材料分離並因此不暴露於進一步的加氫裂化。將該較輕材料(沸點＜218C)進料至FHC或GHC方法用於製備LPG和BTX芳族物。然後可以使用蒸汽裂化、脫氫過程或這些過程的組合將來自GHC/FHC單元的LPG產物轉化為輕烯烴。將在本申請的實驗部分更詳細討論本發明。術語「汽油加氫裂化單元」或「GHC反應器」將在下文討論。術語「進料加氫裂化單元」或「FHC反應器」也將在下文討論。
本發明人優化加氫裂化級聯的各個步驟(經由選擇操作條件、催化劑類型和反應器設計)，從而將所需產物(沸點高於甲烷且低於萘的烴材料)的最終收率最大化，並且使資本和相關操作成本最小化。
如本文使用的術語「一個或多個加氫裂化單元的級聯」意為一系列加氫裂化單元。加氫裂化單元由分離單元(即其中將裂化的原料分離成包含輕沸烴餾分的頂部物流和包含重烴餾分的底部物流的單元)彼此分開。並且這樣的加氫裂化單元的包含重烴餾分的底部物流是用於後續加氫裂化單元的原料。這樣的構造不同於其中數個催化劑床垂直排布的其中來自第一床的流出物級聯入另一床即從頂部床進入底部床的構造，因為這樣的級聯沒有應用收回完全流出物並將其分離成包含輕沸烴餾分的頂部物流和包含重烴餾分的底部物流(其中包含重烴餾分的底部物流是用於後續加氫裂化單元的原料)的中間步驟。本文中的分離單元可以包含多個分離段。
根據本方法的優選實施方案，來自所有加氫裂化單元的較輕沸烴產物是沸點高於甲烷且低於萘的烴。
根據本方法的優選實施方案，一個或多個加氫裂化單元的級聯的各個加氫裂化單元在液相加氫裂化條件下操作，並且其中作為所述BTX和LPG製備單元的加氫裂化單元在氣相加氫裂化條件下操作。實際上，在液相加氫裂化條件操作的一個或多個加氫裂化單元的級聯串聯安置，而在氣相加氫裂化條件操作的加氫裂化單元，即如BTX和LPG製備單元相對於在液相加氫裂化條件下操作的一個或多個加氫裂化單元的級聯平行安置。
優選組合來自所有加氫裂化單元的較輕沸烴餾分並且將該組合物流加工為用於所述BTX和LPG製備單元的原料，所述單元優選為加氫裂化單元，其中在所述BTX和LPG製備單元中的主要工藝條件，即氣相加氫裂化條件，不同於一個或多個加氫裂化單元的級聯中的任一個中的主要工藝條件，即液相加氫裂化條件。
在另一實施方案中，優選的是首先將來自所有加氫裂化單元的較輕沸烴產物送至分離段，在所述分離段中，從較輕沸烴產物分離包含C5-材料的餾分，並且將較輕沸烴產物的剩餘部分加工為用於所述BTX和LPG製備單元的原料。此外，優選的是在脫氫單元中進一步加工所述C5-材料，優選通過將所述C5-材料進一步預分離成包含C3的物流和包含C4的物流並且將所述物流分別進料至丙烷脫氫單元和丁烷脫氫單元來加工。
根據一個實施方案，優選的是分離此物流的較輕部分，即來自所有加氫裂化單元的較輕沸烴產物，並且僅通過GHC/FHC處理較重部分。這是因為GHC/FHC意在將BTX共沸非芳族物種(例如鏈烷烴和烯烴)轉化為LPG物種(可以將其分離並用作對於其他石化設施(例如脫氫單元)的進料)和純的BTX芳族物。如果在來自加氫裂化單元的較輕沸烴產物中已經有LPG物種，則不需要通過GHC/FHC單元處理它們，並且由於一些原因也不需要(例如對較大單元的需要)。
對於要進入GHC/FHC的物流來說，準確的分餾點在某種程度上是靈活的，因為該單元可以應付進料中的LPG並且在對GHC/FHC的進料中包括C5物種仍然可以是有用的，從而這些可以轉化為用作為脫氫單元進料的乙烷、丙烷和丁烷。為此，優選的是在GHC/FHC的進料中包括分離器(使用常規技術如蒸餾)。
在該實施方案中，對於較輕沸烴產物的存在三種合理的備選分餾點。第一優選的實施方案是通過GHC/FHC加工完全流而沒有任何分離——如果僅小量LPG已經存在這是合理的，因為這將減少處理單元的數量(並因此減小成本)，而不增大GHC/FHC的尺寸等。
第二優選的實施方案關於將較輕沸烴產物分離成C5-部分和C6+部分並且經由GHC/FHC加工C6+部分以製備純的BTX並將任何C6+非芳族化合物轉化為LPG物種。並行地，通過一些其他單元(未指定)加工對於其是良好的進C5-部分，料。
第三優選的實施方案關於將較輕沸烴產物分離成C4-部分(LPG)和C5+部分並且通過GHC/FHC加工C5+部分以製備純的BTX並且將任何C5+非芳族化合物轉化為LPG物種。並行地，經由一些其他單元加工C4-部分(可能與來自GHC/FHC的LPG產物組合)，可能是在進一步分離成C2、C3和C4物種之後，如乙烷蒸汽裂化器和丙烷-丁烷-脫氫單元。
本方法還包括從較輕沸烴產物分離氫並且將這樣分離的氫進料至一個或多個加氫裂化單元的級聯中的加氫裂化單元，其中將這樣分離的氫優選進料至一個或多個加氫裂化單元的級聯中的在前的加氫裂解器單元。
在另一實施方案，還優選將這樣分離的氫進料至BTX和LPG製備單元。
烴原料可以是來自原油常壓蒸餾單元(ADU)的餾分，如底部物流或常壓瓦斯油，來自煉廠過程的產物，如來自FCC單元的輕循環油或重裂解石腦油。
本方法還包括將在所述LPG製備單元中製備的包含LPG的餾分進一步加工為用於一種或多種選自蒸汽裂化單元、芳構化單元、丙烷脫氫單元、丁烷脫氫單元和混合的丙烷-丁烷脫氫單元的組中的加工單元的原料。
在特定實施方案中，也可以提及烷基化過程、高苛刻性催化裂化(包括高苛刻性FCC)、輕石腦油芳構化(LNA)、重整以及溫和加氫裂化。之前提到的石化品方法的選擇依賴於輕沸烴餾分的組成等。如果，例如獲得主要包含C5的物流，戊烷脫氫單元會是優選的。此外，也可以將所述主要包含C5的物流送至高苛刻性催化裂化(包括高苛刻性FCC)以製備丙烯和乙烯。如果，例如獲得主要包含C6的流，如輕石腦油芳構化(LNA)、重整以及溫和加氫裂化的方法會是優選的。
本發明的加氫裂化單元的級聯包含優選至少兩個加氫裂化單元，其中所述加氫裂化單元優選之前有加氫處理單元，其中所述加氫處理單元的底部物流用作用於所述第一加氫裂化單元的原料，特別是在所述加氫處理單元中的主要溫度高於在所述第一加氫裂化單元中的主要溫度。
此外，優選的是第一加氫裂化單元中的溫度低於第二加氫裂化單元中的溫度。
此外，還優選的是，加氫裂化單元的級聯中存在的催化劑的粒度從第一加氫裂化單元到後續一個或多個加氫裂化單元減少。
根據優選的實施方案，加氫裂化單元的級聯中的溫度增加，其中在所述第二加氫裂化單元中的主要溫度高於在所述加氫處理單元中的主要溫度。
本發明的一個或多個加氫裂化單元的反應器類型設計選自以下的組：固定床型、沸騰床反應器型和漿態床型。這可以涉及一系列不同的過程如首先是固定床加氫處理器，接著固定床加氫裂化器，接著沸騰床加氫裂化器，任選地接著漿態加氫裂化器。因此，所述加氫處理單元的反應器類型設計是固定床型，所述第一加氫裂化單元的反應器類型設計可以是固定床的或沸騰床反應器型的並且所述第二加氫裂化單元的反應器類型設計可以是沸騰床反應器的或漿態床型的。
在本方法中，優選的是將最終加氫裂化單元的底部物流再循環至所述最終加氫裂化單元的入口。
BTX和LPG製備單元中的主要工藝條件不同於一個或多個加氫裂化單元的級聯的任一個中的主要工藝條件。
本發明還涉及在一個或多個加氫裂化單元的級聯中製備的具有比萘低的沸點的烴作為用於BTX和LPG製備單元的原料的用途。
前述的用途還包括從所述BTX和LPG製備單元的一種或多種流出物回收氫並且將這樣回收的所述氫再循環至所述BTX和LPG製備單元的入口。
本方法因此優選包括將包含C5+的物流進料至第二加氫裂化單元。額外的優點是可以將來自第一加氫裂化單元到第二加氫裂化單元的C5+進料的預熱與熱流出物整合。
如本文所使用的，術語「汽油加氫裂化單元」或「GHC」指的是用於進行加氫裂化過程的單元，適合於將比較富含芳族烴化合物的複雜的烴進料(如源自煉廠單元的輕餾出物，包括但不限於：重整汽油、FCC汽油和熱解汽油(pygas))轉化成LPG和BTX，其中所述工藝被優化以保持GHC進料物流中包含的芳族化合物的一個芳環完整，但是從所述芳環移除大部分側鏈。因此，通過汽油加氫裂化產生的主要產物是BTX並且該可以優化該工藝以提供化學品級BTX。優選地，經過汽油加氫裂化的烴進料包含源自煉油單元的輕餾出物。更優選地，經過汽油加氫裂化的烴進料優選不包含大於1重量％的具有多於一個芳環的烴。優選地，汽油加氫裂化條件包括300-580℃，更優選450-580℃並且甚至更優選470-550℃的溫度。必須避免較低的溫度，因為芳環的氫化變得有利。但是，在催化劑包含降低催化劑的氫化活性的另外的元素，如錫、鉛或鉍的情況下，對於汽油加氫裂化來說，可以選擇較低的溫度；參見例如WO 02/44306 A1和WO 2007/055488。在反應溫度過高的情況下，LPG(尤其是丙烷和丁烷)的產率下降並且甲烷的產率上升。因為催化劑活性可以隨著催化劑的壽命下降，有利的是在催化劑的壽命內逐漸提高反應器溫度以維持加氫裂化轉化率。這意味著，在運行周期開始時的最佳溫度優選在加氫裂化溫度範圍的下端。最佳反應器溫度將會隨著催化劑失活而升高，從而在周期結束時(在即將更換或再生催化劑之前)，優選在加氫裂化溫度範圍的上端選擇該溫度。
優選地，烴進料物流的汽油加氫裂化在0.3-5MPa表壓的壓力下，更優選在0.6-3MPa表壓的壓力下，特別優選在1-2MPa表壓的壓力下並且最優選在1.2-1.6MPa表壓的壓力下進行。通過增加反應器壓力，可以增加C5+非芳族化合物的轉化，但是這也增加了甲烷的產率和芳環向可以裂化為LPG物種的環己烷物種的氫化。這種造成芳族化合物產率隨著壓力增加而降低，並且因為一些環己烷及其異構體甲基環戊烷未充分加氫裂化，在1.2-1.6MPa的壓力下存在所得苯的純度的最佳值。
優選地，烴進料物流的汽油加氫裂化在0.1-20h-1的重時空速(WHSV)下，更優選在0.2-10h-1的重時空速下並且最優選在0.4-5h-1的重時空速下進行。當空速過高時，並非所有BTX共沸鏈烷烴組分被加氫裂化，因此將不能通過反應器產物的簡單蒸餾實現BTX規格。在過低的空速下，甲烷的產率以丙烷和丁烷為代價上升。通過選擇最佳重時空速，意外地發現，實現了苯共沸物(co-boilers)的足夠完全的反應，以製備規格的(on spec)BTX而無需液體再循環。
因此，優選的汽油加氫裂化條件因此包括450-580℃的溫度、0.3-5MPa表壓的壓力和0.1-20h-1的重時空速。更優選的汽油加氫裂化條件包括470-550℃的溫度、0.6-3MPa表壓的壓力和0.2-10h-1的重時空速。特別優選的汽油加氫裂化條件包括470-550℃的溫度，1-2MPa表壓的壓力和0.4-5h-1的重時空速。
如在本文中所使用的，術語「進料加氫裂化單元」或「FHC」是指用於進行適用於將相對富含環烷烴和鏈烷烴化合物-如直餾餾分，包括但不限於石腦油-轉化為LPG和烷烴的加氫裂化工藝的單元。優選地，經過進料加氫裂化的烴進料包含石腦油。因此，通過進料加氫裂化產生的主要產物是將要被轉化為烯烴的LPG(即將要用作用於將烷烴轉化為烯烴的進料)。可以優化FHC工藝以保持FHC進料物流中包含的芳族化合物的一個芳環完整，但是從所述芳環移除大部分側鏈。在這樣的情況中，用於FHC的工藝條件是與如以上本文中所述的GHC工藝中所使用的工藝條件相當的。備選地，可以優化FHC工藝以打開FHC進料物流中包含的芳族烴的芳環。這可以通過如下改進如在本文中所描述的GHC工藝而實現：增加催化劑的氫化活性，任選與選擇較低的工藝溫度組合，任選與降低的空速組合。在這樣的情況中，優選的進料加氫裂化條件因此包括300-550℃的溫度、300-5000kPa表壓的壓力和0.1-20h-1的重時空速。更優選的進料加氫裂化條件包括300-450℃的溫度、300-5000kPa表壓的壓力和0.1-10h-1的重時空速。為了芳族烴的開環而優化的甚至更優選的FHC條件包括300-400℃的溫度、600-3000kPa表壓的壓力和0.2-5h-1的重時空速。
如本文所使用的，術語「C#烴」或「C#」(其中「#」是正整數)意在描述所有具有#個碳原子的烴。此外，術語「C#+烴」或「C#+」意在描述所有具有#個以上碳原子的烴。因此，術語「C5+烴」或「C5+」意在描述具有5個以上碳原子的烴的混合物。術語「C5+烷烴」因此涉及具有5個以上碳原子的烷烴。因此，術語「C#以下(minus)烴」或「C#以下」意在描述具有#個以下碳原子的烴的混合物，且包括氫。例如，術語「C2-」或「C2以下」涉及乙烷、乙烯、乙炔、甲烷和氫的混合物。最後，術語「C4混合」意在描述丁烷、丁烯和丁二烯即正丁烷、異丁烷、1-丁烯、順-和反-2-丁烯、異丁烯和丁二烯的混合物。例如，術語C1-C3意指包含C1、C2和C3的混合物。
術語「烯烴」在本文中以其廣泛接受的含義使用。因此，烯烴涉及含有至少一個碳-碳雙鍵的不飽和烴化合物。優選地，術語「烯烴」涉及包含乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯-1、異丁烯、異戊二烯和環戊二烯中的兩種以上的混合物。
如在本文中所使用的術語「LPG」是指用於術語「液化石油氣」的廣泛接受的首字母縮寫詞。LPG通常由C3-C4烴的共混物，即C3和C4烴的混合物組成。
在本發明的方法中製備的石油化學製品之一是BTX。如在本文中所使用的術語「BTX」涉及苯、甲苯和二甲苯的混合物。優選地，在本發明的方法中製備的產物包含也有用的芳族烴如乙苯。因此，本發明優選提供用於產生苯、甲苯、二甲苯和乙苯的混合物(「BTXE」)的方法。所製備的產物可以是不同芳族烴的物理混合物或者可以直接進行進一步分離(例如通過蒸餾)以提供不同的純化產物物流。這樣的純化產物物流可以包括苯產物物流、甲苯產物物流、二甲苯產物物流和/或乙苯產物物流。
以下將結合附圖更詳細地描述本發明，其中相同或類似的元件通過相同的編號表示。
圖1是本發明的方法的一個實施方案的示意性圖示。
圖2是本發明的方法的另一實施方案的示意性圖示。
現在參考圖1中示意性描述的方法和設備1，顯示原油進料1，用於將原油分離成包含具有比萘低的沸點的烴的物流29的常壓蒸餾單元2。將離開蒸餾單元2的底部物流3進料至加氫加工單元4，例如加氫處理單元，其中將這樣處理的烴5送至分離單元6，製備氣流7和包含具有萘以上的沸點的烴的底部物流13。將物流7在分離單元8中進一步分離成包含氫的物流9和包含具有比萘低的沸點的烴的底部物流12。將物流13進料至加氫裂化單元15並且將其流出物16送至分離單元17，製備氣流18和包含具有萘以上的沸點的烴的底部物流20。將物流18在分離單元19中進一步分離成物包含氫的物流14和包含具有比萘低的沸點的烴的物流21。氫組成(make up)由附圖標記10表示。將來自分離單元17的流出物20送至進一步的加氫裂化單元22並且將其流出物23送至分離單元24，製備頂部物流44和底部物流27。將頂部物流44在分離單元38中進一步分離成包含氫的物流26和包含具有比萘低的沸點的烴的底部物流28。將離開分離單元38的含氫物流送至壓縮機11並且返回加氫裂化單元22的入口。將相同的氫循環應用於物流9、14。將來自蒸餾單元2的頂部物流和物流12、21和28組合為物流29，將所述物流29直接送至加氫裂化器30。如果僅小量的LPG已經存在於物流29中，則在沒有任何分離的情況下經由單元30加工完全流29是合理的，因為這將降低加工單元的數量(並且因此降低成本)，但不大大增加加氫裂解器單元30的尺寸等。
根據優選的實施方案，還可以在分離單元60中將物流29分離成C5-部分(物流61)和C6+部分(物流62)，並且經由單元30加工C6+部分以製備純的BTX，並且將任何C6+非芳族化合物轉化為LPG物種。同時，經一些其他單元(未指定)加工對於其是良好進料的C5-部分。
根據另一優選的實施方案，還可以將物流29分離成C4-部分(LPG)(物流61)和C5+部分(物流62)，並且經由單元30加工C5+部分(物流62)，以製備純的BTX，並且將任何C5+非芳族化合物轉化為LPG物種。同時，經由一些其他單元例如丙烷/丁烷脫氫單元加工C4-部分(物流61，可能與來自單元30的LPG產物即物流36組合)。
將來自加氫裂化單元30的流出物31送至分離單元32，製備頂部物流33和主要包含BTX的底部物流35。將頂部物流33在分離單元34中進一步分離成包含LPG的物流36和包含氫的頂部物流37。將物流37再循環至加氫裂化單元30的入口。
根據圖2，方法和設備由附圖標記2表示，其中將原油1送至蒸餾單元2並且分離成頂部物流29和底部物流3。將底部物流3送至加氫裂化單元4，特別是加氫處理單元，製備流出物5。將流出物5送至分離單元6，製備頂部物流7和底部物流13，所述底部物流13包含具有萘以上的沸點的烴。將頂部物流7在分離單元8中進一步分離成主要包含氫的頂部物流40和包含具有比萘低的沸點的烴的底部物流12。將物流13送至第一加氫裂化單元15，製備流出物流16。將流出物流16送至分離單元17，製備頂部物流18和底部物流20。將物流18在分離單元19中進一步分離，製備包含氫的物流43。在圖2中將物流43循環至加氫裂化單元4的入口。將分離單元19的底部物流21與來自單元2的頂部物流29組合併送至加氫裂化單元30。
如果僅小量LPG已經存在於流29中，則在不進行任何分離的情況下經由單元30加工完全流29而是合理的，因為這將降低處理單元的數量(並因此降低成本)，而不大大增加加氫裂解器單元30的尺寸等。
根據優選的實施方案，還可以在進入單元30之前將物流29分離成C5-部分(物流61)，和C6+部分(物流62)，並且經由單元30加工C6+部分(物流62)，以製備純的BTX，並將任何C6+非芳族化合物轉化為LPG物種。同時，經由一些其他單元(未指定)處理對於其是良好進料的C5-部分(物流61)。
根據另一優選的實施方案，還可以在進入單元30之前將物流29分離成C4-部分(物流61)(LPG)和C5+部分(物流62)並且經由單元30加工C5+部分(物流62)以製備純的BTX，並且將任何C5+非芳族化合物轉化為LPG物種。同時，經單元例如(丙烷/丁烷脫氫單元)加工C4-部分(物流62，可能與來自單元30的LPG產物即物流36組合)。
將來自分離單元17的底部物流20送至第二加氫裂化單元22，製備流出物23。將流出物23在分離塔24中進一步分離成頂部物流45和描述為重瓦斯油(heavy pitch)的底部物流27。將物流27的部分作為物流25再循環至第二加氫裂化單元22的入口。在分離塔38中，將頂部物流45進一步分離成主要包含氫的頂部物流42和主要包含沸點比萘的沸點低的烴的底部物流28。將含氫物流42再循環至加氫裂化單元15的入口。離開分離塔8的頂部物流40與氫組成10組合，並且形成物流41，作為加氫裂化單元30的入口物流。將來自加氫裂化單元30的流出物31在分離單元32中進一步分離成頂部物流33和包含BTX的底部物流35。將頂部物流33在分離塔34中進一步分離成主要包含LPG的物流36。
根據另一實施方案，優選的是重新設計單元30、32和33以將物流29中的芳族和環烷族物種(包括來自流12、21和28的材料)轉化為LPG。該實施方案可以標識為「間接」途徑，因為級聯中的各個加氫裂解器單元製備一些LPG材料，但也製備其他物種，所述其他物種在第二加氫裂化器中轉化為LPG。這將意為在較低溫度和較高氫分壓下操作加氫裂化單元30。該單元的蒸餾段有變化，因為技術人員可以去除塔32(因為沒有BTX產物流35)或使用塔32作為將比LPG重的材料(物流35)循環回反應器(單元30)的途徑。以此操作方式，技術人員可以繼續操作反應器和分離系統用於如之前描述的其他加氫裂化器。