不含二氧化碳的轻质烯烃的吸收回收加工的利记博彩app

专利名称：不含二氧化碳的轻质烯烃的吸收回收加工的利记博彩app
不含二氧化碳的轻质烯烃的吸收回收加工
背景技术：
概括而言，本发明涉及烃加工，更特别涉及具有高的轻质烯烃含量的 含烃材料(例如在重质烃原料裂化中或通过重质烃原料裂化制成或形成的 那些)的加工。
轻质烯烃充当许多化学品制造的原材料。轻质烯烃传统上通过例如来 自石油来源的烃类的蒸汽或催化裂化法制造。重质烃流的流化催化裂化
(FCC)通常通过使原材料(无论其是真空瓦斯油、残油还是相对高沸点 烃的其它来源)与例如由细碎或微粒状固体材料构成的催化剂接触来进行。
使该催化剂以类似流体的方式输送。油与流化材料的接触催化了该裂化反应。
裂化反应通常在催化剂上沉积焦炭。离开反应区的催化剂常被称作"废 的"，即由于焦炭沉积在催化剂上而部分失活。焦炭由氢和碳构成，并且 可以包括痕量的随原材料进入该工艺的其它材料，如硫和金属。焦炭的存 在干扰废催化剂的催化活性。焦炭被认为阻塞催化剂表面上的发生裂化反 应的酸位点。传统上将废催化剂转移到汽提塔(汽提塔从催化剂中移除吸 附的烃和气体)，然后转移到再生器以通过用含氧气体氧化来除去焦炭。 收集与汽提塔中的废催化剂相比具有降低的焦炭含量的存量催化剂(下文 被称作再生催化剂)，以送回反应区。将催化剂表面的焦炭氧化释放出大 量热，其中一部分随通常被称作烟道气的焦炭氧化气态产物逸出再生器。 其余热量与再生催化剂 一起离开再生器。流化催化剂在反应区和再生区之 间不断循环。流化催化剂除了提供催化功能外，还充当在区域间传热的载体。在授予Tagamolila等人的US 5,360,533、授予Lomas的US 5,584,985、 授予Castillo的US 5，858，206和授予Eng的US 6，843，卯6中更充分地描述 了 FCC加工，这些专利各自的内容经此引用并入本文。各种接触区、再生 区和汽提区的具体细节以及在各区域之间传输催化剂的设置是本领域技术 人员/^知的。
FCC反应器用以将瓦斯油或更重进料裂化成多种产物。来自FCC装 置的裂化蒸气ii^分离区(通常为主塔形式)，分离区提供气流、汽油级 分、轻循环油(LCO)和包括重循环油(HCO)组分的澄清油(CO)。 所述气流可包括干燥气，即氢、d和C2烃、和液化石油气("LPG")， 即C3和C4烃，有时也常称作湿气。
由于或通过这类烃裂化加工，在FCC流出物中可能形成或通过其它途 径存在不合意地高的相对量的副产物，例如C02、 H2S和其它硫化合物。
过去，使用胺装置从烃流材料中分离例如C02的物质。在典型的胺系统中，
使用胺溶剂，例如甲基二乙醇胺[MDEA]，从烃流材料中吸收或以其它方 式分离C02。通常然后使用汽提塔从胺溶剂中汽提被吸收的co2，使该汽 提过的胺溶剂可再使用。
考虑到对用于各种石油化学用途(例如用于聚乙烯、聚丙烯等的制造) 的轻质烯经(例如乙烯和丙烯)的日益增长的需要和要求，以及产生相对 较少重质烯烃(例如丁烯和戊烯，它们由于环境考量而通常较不宜于作为 汽油调合组分)的要求，可能需要对重质烃原料进行裂化反应加工，以提 高所得产品构成中轻质烯烃的相对量。
研究工作已经开发出产生或导致较大相对收率的轻质烯烃(即乙烯和 丙烯)的FCC法。在授予Pittman等人的US 6，538，169中更充分描述了此 类加工，其内容完全经此引用并入本文。如其中所公开，可以适宜地使烃 进料流与包含再生催化剂和结焦催化剂的掺混催化剂接触。该催化剂具有 包括第 一组分和第二组分的组合。第二组分包含不大于中等孔径大小的沸 石，其中该沸石构成该催化剂组合物的至少1重量％。该接触在立管中发 生，以使进料流中的烃裂化并获得含有烃产物(包括轻质烯烃)和结焦催化剂的裂化流。裂化流从立管一端离开，使得烃进料流与掺混催化剂在立
管中的接触时间平均少于或等于2秒。
对于传统FCC加工，在所得流出物中可能形成或通过其它途径存在不 合意地高的相对量的副产物，例如C02、 H2S和其它硫化合物。但是，传 统FCC加工流出物流通常几乎没有烯烃含量，而这类改性的烃加工合意地 产生或形成具有明显大的烯烃含量的流出物流。采用这类大烯烃含量流出 物流的标准胺系统处理， 一些烯烃材料通常随着C02共吸收在胺溶剂中或 被胺溶剂共吸收。烯烃材料的这种共吸收不合意地减少了可从这类加工中 回收的轻质烯烃的量。
此外，在传统胺处理法中，通常对含有被吸收的C02的胺溶剂施以进 一步加工，例如通过汽提塔，在此可以合意地从胺溶剂中分离被吸收的 co2，并可以将胺溶剂再循环和再用于所选的含二氧化碳的料流的胺处理。 遗憾的是，在胺溶剂的此类后继汽提塔加工过程中，此类烯烃材料的存在 会造成聚合。这种聚合会导致胺溶剂劣化，并需要昂贵的装置外回收加工。
因此，需要提高从高烯烃含量工艺流中分离和除去二氧化碳的效率的 加工和设置。
更特别地，需要这类高烯烃含量工艺流的改进的胺处理加工设置和加 工方案，例如用于从中有效分离和除去二氧化碳并合意地实现提高或改进 的烯径回收。
发明概要
本发明至少一个方面的总体目的是提供用于处理高烯烃含量的含二氧 化碳的料流的改进的方法和系统。
本发明另一方面的总体目的是提供用于催化裂化重质烃原料和获得基 本不含二氧化碳的轻质烯烃的改进的方法和系统。
本发明的更具体目的是克服一个或多个上述问题。 本发明第一方面的总体目的可以至少部分通过处理含有富含乙烯的烃 和二氧化碳的料流的方法实现。根据一个优选实施方案，这种方法包括使含有富含乙烯的烃和二氧化碳的料流的至少一部分与胺吸收溶剂在吸收区
中并在下述接触条件下接触该接触条件从所述含有富含乙烯的烃和二氧 化碳的料流的接触部分中有效吸收显著部分的二氧化碳，并形成基本不含 二氧化碳的含烃工艺流和含有富含二氧化碳的胺吸收溶剂的工艺流。将至 少 一部分所述含有富含二氧化碳的胺吸收溶剂的工艺流在第 一汽提区中在 有效汽提至少 一部分残留在所述含有富含二氧化碳的胺吸收溶剂的工艺流 中的烃的第 一 汽提条件下加工，以形成包含被汽提的烂的第 一 工艺流和包 含二氧化碳和胺吸收溶剂的第二工艺流。然后在第二汽提区中在从所述第 二工艺流中有效汽提至少一部分二氧化碳的笫二汽提条件下加工至少一部 分所述第二工艺流，以形成二氧化碳清除流和胺流。
现有技术通常都未能如通常需要的那样有效和高效地加工高烯烃含量 (例如富含乙烯)的含二氧化碳的料流。特别地，现有技术通常都未能提 供高烯烃含量(例如富含乙烯)的含二氧化碳的料流的有效和高效的胺系 统加工，例如用于从中有效分离和除去二氧化碳并合意地实现提高或改进 的烯烃回收。
根据另一实施方案，处理含有富含乙烯的烃和二氧化碳的料流的方法 包括将包含至少20%乙烯的含有富含乙烯的烃和二氧化碳的料流引入吸 收区。使至少 一部分该流体与胺吸收溶剂在从该料流的接触部分中有效吸 收显著部分的二氧化碳的接触条件下接触。洗涤至少一部分经接触的料流， 以从中除去胺吸收溶剂并形成基本不含二氧化碳的含烃工艺流和含有富含 二氧化碳的胺吸收溶剂的工艺流。将至少一部分所述含有富含二氧化碳的 胺吸收溶剂的工艺流在第 一汽提区中在有效汽提至少 一部分残留在所述含 有富含二氧化碳的胺吸收溶剂的工艺流中的烃的第 一 汽提条件下加工，以 形成包含被汽提的烃的第 一工艺流和包含二氧化碳和胺吸收溶剂的第二工 艺流。在第二汽提区中在从所述第二工艺流中有效汽提至少一部分二氧化 碳的第二汽提条件下加工至少一部分所述第二工艺流。洗涤至少一部分经 加工的第二工艺流，以从中除去胺吸收溶剂并形成二氧化碳清除流和胺流。 然后可以合意地将至少一部分所述胺流再循环到吸收区，以与至少一部分所述含有富含乙烯的烃和二氧化碳的料流接触。
还提供了处理含有富含乙烯的烃和二氧化碳的料流的系统。根据一个 优选实施方案，这种系统包括吸收区，在此使含有富含乙烯的烃和二氧化
碳的料流的至少 一部分与胺吸收溶剂在下述接触条件下接触该接触条件 从所述含有富含乙烯的烃和二氧化碳的料流的接触部分中有效吸收显著部 分的二氧化碳，以形成基本不含二氧化碳的含烃工艺流和含有富含二氧化 碳的胺吸收溶剂的工艺流。提供第一汽提区，在此从所述含有富含二氧化 碳的胺吸收溶剂的工艺流中汽提至少一部分残留在其中的烃，以形成包舍 被汽提的烃的第 一工艺流和包含二氧化碳和胺吸收溶剂的第二工艺流。该 系统进一步包括第二汽提区，在此从至少 一部分所述第二工艺流中汽提至 少一部分二氧化碳，以形成二氧化碳清除流和胺流。
根据本发明的另一方面，提供了催化裂化重质烃原料和获得基本不含 二氧化碳的轻质烯烂的方法。根据一个实施方案，这种方法包括使重质烃 原料与烃裂化催化剂在流化反应器区中接触，以产生包含一 系列裂化烃产 物(包括轻质烯烃)和一定量的二氧化碳的烃流出物。然后将所述烃流出 物在烃分离系统中分离，形成分离器液流和分离器蒸气流。该分离器液流 包含基本不含二氧化碳的C3+烃。该分离器蒸气流包含CV烃和至少一部分 所述一定量的二氧化碳。在吸收区中处理所述分离器蒸气流，以形成包含 CV烃和至少一部分所述一定量的二氧化碳的吸收区流出物流。然后在胺处 理段中用胺吸收溶剂在下述处理条件下处理所述吸收区流出物流该处理 条件从所述吸收区流出物流的接触部分中有效吸收显著部分的二氧化碳， 并形成基本不含二氧化碳的含烃的、富含乙烯的工艺流。
现有技术通常都未能提供经由重质烃原料的催化裂化获得基本不含二 氧化碳的轻质烯烃的加工方案和设置。更特别地，现有技术通常都未能提 供有利地采用烃流出产品的吸收分离以制造或以其它方式形成含有特定所 需范围的烃的工艺流的这类加工方案和设置。
根据另 一实施方案，催化裂化重质烃原料和获得基本不含二氧化碳的 轻质烯经的方法包括使重质烃原料与包含再生催化剂和结焦催化剂的掺混催化剂在流化反应器区中在烃裂化反应条件下接触，以产生含有烃产物(包 括轻质烯烃)和一定量的二氧化碳的裂化流，所述催化剂具有包括含大孔 分子筛的第 一组分和含不大于中等孔径大小的沸石的第二组分的催化剂组
合，所述不大于中等孔径大小的沸石构成所述催化剂组合物的至少1.0重
量％。然后将所述烃产物在烃分离段中分离，以形成高压分离器液流和高
压分离器蒸气流。该高压分离器液流包含基本不含二氧化碳C3+烃。该高
压分离器蒸气流包含cv烃和至少一部分所述一定量的二氧化碳。将所述
高压分离器蒸气流引入吸收区，以形成包含CV烃和至少一部分所述一定
量的二氧化碳的吸收区流出物流。然后在胺处理段中用胺吸收溶剂在下述
处理条件下处理所述吸收区流出物流该处理条件从所述吸收区流出物流 的接触部分中有效吸收显著部分的二氧化碳，并形成基本不含二氧化碳的 含烃的、富含乙烯的工艺流。
还提供了催化裂化重质烃原料以获得轻质烯烃的系统。根据一个优选 实施方案，这种系统包括流化反应器区，在此重质烃原料在烃裂化反应条 件下与包含再生催化剂和结焦催化剂的掺混催化剂接触，以产生含有烃产 物(包括轻质烯烃)和一定量的二氧化碳的裂化流。提供分离器，以将所 述裂化流分离，以形成包含C计烃的高压分离器液流和包含Qr烃和至少一 部分所述一定量的二氧化碳的高压分离器蒸气流。提供吸收区，以从所述 高压分离器蒸气流中吸收C3+烃，以形成包含CV烃(包括乙烯)和至少一 部分所述一定量的二氧化碳的吸收区流出物流。该系统进一步包括胺处理 段，以通过使至少 一部分所述吸收区流出物流与胺吸收溶剂在下述接触条 件下接触来处理所述吸收区流出物流该接触条件从所述吸收区流出物流 的接触部分中有效吸收显著部分的二氧化碳，并形成基本不含二氧化碳的 含烃的、富含乙烯的工艺流和含有富含二氧化碳的胺吸收溶剂的工艺流。
本文所用的术语"轻质烯烃"通常是指单独或结合的C2和C3烯烃， 即乙烯和丙烯。
提到工艺流"富含乙烯"时，通常是指该工艺流通常含有至少20%乙 烯，根据至少某些优选实施方案，或者含有至少25%乙烯、至少30%乙烯、至少35 %乙烯、至少40 %乙烯或40至60 %乙烯。
当提到轻质烯烃材料或适当的工艺流"基本不含二氧化碳"时，通常 是指该轻质烯烃材料或工艺流合意地通常含有少于100 ppm 二氧化碳，优 选含有少于10 ppm 二氧化碳，更优选合意地含有少于1 ppm 二氧化碳。
提到的"C、烃"是指具有下标"x"所示的碳原子数的烃分子。类似 地，术语"含Cx的料流"是指含有Cx烃的料流。术语"Cx+烃"是指具有 下标"x"所示的或更高的碳原子数的烃分子。例如，"Ct+烃"包括C4、 Cs和更高碳数的烃。术语"Cx-烂"是指具有下标"x"所示的或更少的碳 原子数的烃分子。例如，"Cr烃"包括C4、 C3和更低碳数的烃。
根据联系所附权利要求书和附图作出的下列详述，其它目的和优点是 本领域技术人员显而易见的。
附图简述


图1是根据一个优选实施方案的用于加工烃工艺流的胺处理段的简化 示意图。
图2是催化裂化重质烃原料和获得基本不含二氧化碳的轻质烯烃的系 统的简化示意图。
本领域技术人员根据本文提供的教导会认可和意识到，已经通过取消 各种普通或常规的工艺设备件，包括一些热交换器、工艺控制系统、泵、 分馏系统等，简化了所示系统或工艺流程图。还可以认识到，附图中所示 的工艺流程可以在不背离本发明的基础整体概念的情况下在许多方面作出 改动。
发明详述
可以有效和高效地加工富含乙烯并含有二氧化碳的料流，以从中除去 二氧化碳。另外，可以经由烃裂化加工法有效和高效地加工重质烃原料， 以获得基本不含二氧化碳的轻质烯烃。
图1示意性显示了才艮据一个优选实施方案用于加工烃工艺流以从中除去二氧化碳的胺处理段，概括地用标号IO标示。如下文更详细描述，胺处 理段IO包括下列主要部件或元件吸收区12、第一汽提区14和第二汽提 区16。
更特别地，经管道20将合适的含有富含乙烯的烃和二氧化碳的料流 (例如来自重质烃原料的烃裂化加工的，如下文更详细描述的那样)合适 地引入吸收区12。
如上所述，本文所述的含有富含乙烯的烃和二氧化碳的料流通常是指 通常含有0.5至2.5摩尔％二氧化碳、并且还通常含有至少20%乙烯、且 或者根据至少某些优选实施方案含有至少25%乙烯、至少30%乙烯、至少 35%乙烯、至少40%乙烯或40至60%乙烯的含二氧化碳的烂流。通常， 待处理的这类材料流通常处于38至49°C (100至120"F )的温度和2750 至3450 kPag ( 400至500 psig)的压力。
经管道22将用于实现所需C02吸收的吸收溶剂引入吸收区12。适用 在本发明实践中的吸收溶剂包括例如在本领域中已知用于去除C02和H2S 的各种这类材料。本领域技术人员根据本文提供的教导会认识到，例如， 在本领域中已知用于去除C02和H2S的各种胺吸收溶剂的水溶液可用在本 发明的实践中，因此本发明的更广泛实践不一定受限于^f吏用特定或具体吸 收溶剂的实践。适用在本发明实践中的吸收溶剂包括例如叔胺，例如甲基 二乙醇胺(MDEA ),仲胺，例如二乙醇胺(DEA )和二异丙醇胺(DIPA ), 和伯胺，例如单乙醇胺(MEA)。
本领域技术人员根据本文提供的教导会认识到，适用在本发明实践中 的吸收区可以合意地为塔形式，并含有或包括活性吸收器段或部分24,其 例如包括可能适宜地促进或以其它方式辅助实现所需吸收作用的塔盘、填 料或其它塔内部构件。根据一个优选实施方案，合适的这类胺系统吸收器 合意地在1720至3450 kPag ( 250至500 psig)、更优选3100至3450 kPag (450至500 psig )的压力和在40至80匸的塔底温度运行。
如图所示，含有待处理的材料流(即含有富含乙蟑的烃和二氧化碳的 料流)的管道20进入吸收区12的点可以合意地位于活性吸收器段M下方，且含有吸收溶剂流的管道22 ii^吸收区12的点可以合意地位于活性吸收 器段24上方，以使吸收溶剂和待处理的材料在吸收区内处于至少大致对流 设置。此外，待处理的材料流和吸收溶剂的进入点的这类设置可以合意地 使任何塔内部构件的作用和该流材料在活性吸收器段24内的有效接触时 间和停留时间最大化。
经塔顶管道26从吸收区20中提取经处理的气流。在离开吸收区20 之前，使所述气体通过洗涤区30，在此经管道32引入洗涂材料，例如水， 以接触所述经处理的气体并合意地除去可能留在其中的夹带的吸收溶剂。 经管道34从吸收区中提取含有这类被除去的吸收剂材料的用过的洗涤材 料，并可以合意地送往进行本领域已知的吸收溶剂回收加工(未标示)。
要理解的是，如果需要，可以对塔顶管道26中的经处理的气体或其一 个或更多个所选部分进行附加加工(未标示)，例如经过碱处理步骤加工， 以确保已合适地除去C02和H2S达到所需轻质烯烃产物规格所要求的水 平。
经管道36从吸收区12中提取含有富含二氧化碳的吸收溶剂的工艺流。 经阀40和管道42将所述含有富含二氧化碳的吸收溶剂的工艺流或其至少 一部分送往第一汽提区14。
本领域4支术人员根据本文提供的教导会认识到，适用在本发明实践中 的笫一汽提区可以合意地为塔形式，并含有或包括活性汽提段或部分44, 其例如包括可适宜地促进或以其它方式辅助实现所需汽提作用的所选数量 的塔盘或其它汽提塔内部构件。如图所示，含有所述富含二氧化碳的吸收 溶剂流的管道42进入第一汽提区14的点可以合意地位于活性汽提段44 上方，且含有所选汽提流体流的管道46 i^第一汽提区14的点可以合意 地位于活性汽提段44下方，以使汽提流体和待处理的材料在第一汽提区 14内处于至少大致对流设置。此外，待处理的材料流和汽提流体的ii^点 的这类设置可以合意地使任何塔内部构件的作用和该流材料在第一汽提区 活性汽提段44内的有效接触时间和停留时间最大化。
由此，尽管例如用于处理传统FCC流出物流的传统胺处理系统可以简单地使用闪蒸塔，但并入和使用汽提区(例如上述第一汽提区14 )有助 于确保例如可能比非烯属烃更强物理吸附的所存在的烃(包括乙烯和丙烯) 的所需分离。
根据一个优选实施方案，第一汽提区14合意地包括例如具有少于15 个理想段和通常不多于8个理想段的汽提塔。
第一汽提区14合意地以包括第一汽提条件的方式运行，所述第一汽提 条件有效地从所述含有富含二氧化碳的吸收溶剂的工艺流中汽提至少 一部 分残留在其中的烃，以形成含有被汽提的烃的第 一工艺流和含有二氧化碳 和吸收溶剂的第二工艺流。合适的这类汽提条件通常包括34至173kPag (5至25 psig )、或才艮据一个优选实施方案34至69 kPag ( 5至10 psig ) 的运行压力。此外，合意地设置进入该汽提塔的进料速率，以使汽提g 底物中乙烯和丙烯的总量小于100 ppm，且根据优选实施方案，合意地设 置进入该汽提塔的进料速率，以使汽提塔塔底物中乙烯和丙烯的总量小于 5 ppm。
经由塔顶管道50从第一汽提区14中提取含有被汽提的烃(包括被汽 提的乙烯和被汽提的丙烯)的料流。本领域技术人员^^人识到，在该塔顶 管道中提取出的料流除了被汽提的烃(包括乙烯和丙烯)之外，还可能含 有次要量的、例如通常小于1重量％的二氧化碳。
管道50和其中所含的被汽提的烃与C02的料流可被送往进行例如本 领域已知的进一步加工。例如，根据一个优选实施方案，可以合意地将该 料流或其至少所选部分送回主漆接收器以从中回收所需烯烃。本领域技术 人员根据本文提供的教导会认识到，尽管这类送回和加工可能导致一些 C02再循环，但这类再循环的量实际上通常不会显著到使这类加工不经济。
经由管道52从第一汽提区14中提取主要含有吸收溶剂和残留二氧化 碳的工艺流。管道52中的该工艺流经由泵54、管道56、贫/富C02料流热 交换器60和管道62, it/v第二汽提区16。
本领域技术人员根据本文提供的教导会认识到，适用在本发明实践中 的第二汽提区可以合意地为塔形式，并含有或包括活性汽提段或部分64，例如包括可适宜地促进或以其它方式辅助实现所需汽提作用的所选数量的 塔盘或其它汽提塔内部构件。如图所示，含有吸收溶剂和残留二氧化碳的
管道62 ^第二汽提区16的点可以合意地位于活性汽提段64上方，且含 有所选汽提流体流的管道66 i^第二汽提区16的点可以合意地位于活性 汽提段64下方，以使汽提流体和待处理的材料在第二汽提区16内处于至 少大致对流设置。此外，待处理的材料流和汽提流体的进入点的这类设置 可以合意地使任何塔内部构件的作用和该流材料在第二汽提区活性段64 内的有效接触时间和停留时间最大化。
第二汽提区16合意地以包括第二汽提条件的方式运行，所述第二汽提 条件从所述第二工艺流中有效汽提至少 一部分二氧化碳，以形成显示为管 道70的二氧化碳塔顶流和显示为管道72的基本不含二氧化碳的吸收溶剂 塔底流。
一般而言，其优选在尽可能低的压力运行，以最适当地限制塔底流的 温度。实际上，合适的该汽提条件通常包括例如103至138 kPag (15至 20psig)的运4亍压力。
在离开第二汽提区16之前，二氧化碳塔顶流材料通过洗涤区74，在 此经管道76引入洗涂材料，例如水，以接触所述被汽提的材料，并合意地 除去可能留在其中的夹带的吸收溶剂。经管道78从第二汽提区16中提取 含有这类除去的吸收溶剂的用过的洗涤材料，并可以合意地以本领域已知 的方式加工，以例如提供附加的汽提蒸气。
如果需要和如所示，可以将C02塔顶流70的第一部分例如经由管道 46送回第一汽提区14，以用作其中的汽提流体。CO2塔顶流70的第二或 剩余部分可以形成显示在管道80中的清除流。
来自管道72的吸收溶剂塔底流的第 一部分可以经由管道82被送往再 沸器84，并通过管道66被送回第二汽提区16。来自管道72的吸收溶剂塔 底流的第二部分可以经由管道90被送往贫/富C02流热交换器60,然后经 由管道92和94净皮送往再循环泵96，然后经由管道100和22以适当^f皮引 入吸收区12。可以经管道102通过过滤器104将管道100中的一部分吸收溶剂材料加工，然后经由管道106返回，以形成在管道94中的被引入再循 环泵96的一部分材料流。
本领域技术人员根据本文提供的教导会认识到，传统的胺系统处理加 工法通常包括与运行压力有关的折衷。在低压运行下，通常具有降低或极 小的烃共吸收，但溶剂再循环所需的速率相对较大。相反，在高压运行下， 可能合意地降低溶剂流速，但可能共吸收更多烃(在加工该富含乙烯的料 流、特别是乙烯和丙烯的情况下)。但是，使用例如上面描述的胺处理段， 可以合意地经由第一汽提区14回收这类共吸收的乙烯和丙烯，以最大程度 地降低或避免由胺处理引起的轻质烯烃的总损失。因此，该胺处理段可以 合意地在相对较高的压力下运行，以例如使溶剂再循环降低或最小化。由 此，根据优选实施方案，吸收区12和及其胺吸收器有利地位于该工艺方案 中的高压(如果不是最高)位置，以使溶剂再循环最小化。
在相对较低压力下运行时，第一汽提区通常最有效地运行并且需要最 少量的C02再循环。在上述实施方案中，例如在将第一汽提塔塔顶管道50 中的烃流送回例如在34kPag (5psig)运行的主塔接收器时，第一汽提区 14中的压力通常需要足够高，以使该废气流可返回主塔接收器，并使管道 压力下降，例如略高于主漆接收器运行压力。
第二汽提区的运行压力通常足够高，以使co2合意地循环到第一汽提 区的下部，并使管道和装置压力下降。这消除了为将C02送回第一汽提区 而使用再循环鼓风机的需要。因此，在优选实施方案中，第二汽提区优选 在比第一汽提区的运行压力高的压力下运行。
由此，提供了高烯烃含量的(例如富含乙烯的)含二氧化碳的料流的 有效和高效的胺系统加工，例如用于从中有效分离和除去二氧化碳，并可 合意地实现提高或改进的烯烃回收。
以上述方式进行的含有富含乙烯的烃和二氧化碳的料流的处理特别可 用于经由重质烃原料的催化裂化制造轻质烯烃。
转向图2，该图显示了根据本发明一个实施方案的用于催化裂化重质 烃原料和获得基本不含二氧化碳的轻质烯烃的系统(大致用标号210标示)的简化示意图。
在系统210中，经由管道212将合适的重质烃原料流引入流化反应器 区214，在此使重质烃原料与烃裂化催化剂区接触，以制造包含一系列烂 产物(包括轻质烯烃)和一定量二氧化碳的烃流出物。
如上述授予Pittman等人的US 6,538,169中所述，适用在这类实施方 案的实践中的流化催化裂化反应器区可以包括分离器、再生器、掺混容器 和提供气动传送区(在此发生转化)的直立管。该设置使催化剂以专门描 述的方式循环并接触进料。
更具体地且如其中所述，催化剂通常包含两种组分，这两种组分可以 在或不在相同基质上。这两种组分在整个系统内循环。第一组分可以包括 流化催化裂化领域中所用的任何7>知催化剂，例如活性非晶粘土型催化剂 和/或高活性结晶分子筛。分子篩催化剂由于其对所需产物的大大改进的选 择性而优于非晶催化剂。沸石是FCC法中最常用的分子筛。优选地，第一 催化剂组分包含大孔沸石(如Y-型沸石)、活性氧化铝材料、粘合剂材料 (包括二氧化硅或氧化铝)、和惰性填料(例如高岭土)。
适合作为第 一催化剂组分的沸石分子筛应该具有大的平均孔径。通常， 大孔径分子筛具有开口有效直径大于0，7纳米的孔隙，该有效直径由大于 10且通常12元的环确定。大孔隙的孔径指数大于31。合适的大孔沸石组 分包括合成沸石，例如X-型和Y-型沸石、丝光沸石和八面沸石。已经发 现，在第一催化剂組分中，具有低稀土含量的Y沸石是优选的。低稀土含 量是指催化剂的沸石部分上的稀土氧化物少于或等于1.0重量％。 W.R.Grace & Co.制造的OctacatTM催化剂是合适的低稀土 Y-沸石催化剂。
第二催化剂组分包含含有中孔或更小孔沸石催化剂(例如ZSM-5、 ZSM-ll、 ZSM-12、 ZSM-23、 ZSM-35、 ZSM-38、 ZSM-48)和其它类似 材料的催化剂。US 3,702,886描述了 ZSM-5。其它合适的中等或更小孔沸 石包括镁碱沸石、毛沸石和Petroleos de Venezuela, S.A.开发的ST-5。第 二催化剂组分优选将该中等或更小孔沸石M在包含粘合剂材料(例如二 氧化硅或氧化铝)和惰性填料(例如高岭土)的基质上。第二组分还可以包含一些其它活性材料，例如p沸石。这些催化剂组合物具有10至25重量％或更高的结晶沸石含量和75至卯重量％的基质材料含量。含有25重量％结晶沸石材料的催化剂是优选的。可以使用具有更高结晶沸石含量的催化剂，只要它们具有令人满意的耐磨耗性即可。中等和更小孔沸石的特征在于具有小于或等于0.7纳米的有效孔隙开口直径、10或更少元的环、和小于31的孔径指数。
总催化剂组合物应含有1至10重量％的中孔至小孔沸石，大于或等于1.75重量％是优选的。当第二催化剂组分含有25重量％结晶沸石时，该组合物含有4至40重量％的第二催化剂组分，优选含量大于或等于7重量％ 。ZSM-5和ST-5型沸石特别优选，因为它们的高耐焦性有助于在催化剂组合物多次通过立管时保存活性裂化位点，由此保持整体活性。第一催化剂组分构成该催化剂组合物的余量。催化剂组合物中第 一与第二组分的相对比例在整个FCC装置中不会显著改变。
该催化剂组合物第二组分中的高浓度中孔或更小孔沸石通过进一 步裂化较轻的石脑油范围分子提高了对轻质烯烃的选择性。但同时，所得较低浓度的第一催化剂组分仍表现出充足活性，以便将重质进料分子转化率保持在相当高的水平。
适合根据本文加工的相对较重的进料包括传统的FCC原料、或较高沸点或残油进料。常见的传统原料是真空瓦斯油，其通常是通过常压残油的真空分馏制成的烃材料，并具有315至622。C (600至1150T)的宽沸程，更通常具有343至551°C (650至1025°F )的较窄沸点范围。重质或残油进料，即沸点高于499。C (930下)的烃馏分，也是合适的。本发明的流化催化裂化加工通常最适于比沸点高于177°C (350下)的石脑油范围烃类重的原料。
经由管道216使所述流出物或至少其所选部分从流化反应器区214通向烃分离系统220，该分离系统例如包括主塔段222和分段压缩段224。主塔段222可以合意地包括主塔分离器和相联的主塔塔顶高压接收器，在此可以将流化反应器区流出物分离成所需级分，包括例如流经管道226的主塔蒸气流，和例如流经管道230的主塔液流。
为了利于图解和论述，在此可能没有显示且在下文中也没有具体描述 其它级分管线，例如包括重汽油流、轻循环油("LCO")流、重循环油 ("HCO")流和澄清油("CO")流。
将主塔蒸气流管道226引入分段压缩段224 (其例如包括两段压缩)。 分段压缩段224导致形成在管道232中的高压分离器液流和在管道234中 的高压分离器蒸气流。尽管该高压液体和高压蒸气的压力可变，但实际上， 所述料流通常处于1375至2100 kPag (200至300psig)的压力。压缩段 224还可能导致形成主要由较重烃材料构成的、并可经管道235返回主塔 段222的回流材料流。
所述高压分离器液流包括C计烃，并基本不含二氧化碳。所述高压分 离器蒸气流包括CV烃，并包括一定量的二氧化碳。
经管道237将分离器蒸气流管道234引入通常用标号236标示的吸收 区。该吸收区236包括主吸收器240，在此所述分离器蒸气流与由管道242 提供的经脱丁烷的汽油材料和由管道230提供的主塔液流接触，以吸收C3+ 烃，并从进入主吸收器240的气体中分离C2和较低沸点的级分。通常，吸 收区236包括主吸收器，该主吸收器合适地包括多段，这些段之间隔着至 少一个且优选两个或多个中间冷却器以助于实现所需吸收。实际上，这种 主吸收器通常在每对中间冷却器之间包括五个吸收器段。由此，根据一个 优选实施方案实现所需吸收的主吸收器合意地包括至少15个理想段，在这 些段之间适当隔着至少2个中间冷却器。在另一优选实施方案中，合适的 用于实现所需吸收的优选主吸收器合意地包括至少20个理想段，在这些段 之间适当隔着至少3个中间冷却器。在再一优选实施方案中，合适的用于 实现所需吸收的优选主吸收器合意地包括20至25个理想段，在这些段之 间适当隔着4个或更多个中间冷却器。尽管本发明的更广泛实践不一定受 到这样的限制，但在至少某些优选实施方案中，已经发现，在一个或更多 个这类主吸收器中间冷却器中使用丙烯作为制冷剂以助于实现所需吸收是 有利的。经脱丁烷的汽油和主塔液体中吸收的C计烃可以流经管道243，以如 下文所述根据本发明进一步加工。
来自主吸收器240的废气经管道244通向第二或海绵吸收器246。第 二吸收器246使废气与来自管道250的轻循环油接触。轻循环油吸收大部 分残留Ct和更高级烃，并经由管道252返回主分馏塔。经管道254从第二 或海绵吸收器246中提取CV烃流作为废气，以如下所述进一步处理。
管道232中的分离器液流和来自管道243的内容物经由管道260通向 汽提塔262,该汽提塔在管道264中除去大部分C2和更轻的气体。实际上， 该汽提塔可以合意地在1650至1800kPag ( 240至260psig)的压力运行， 汽提塔塔底物中C2/C3摩尔比小于0.001 ，且汽提,底物中C2/C3摩尔比 优选为小于0.0002至0.0004。
如所示，管道264中的Qt和更轻气体可以合意地与来自管道234的高 压分离器蒸气合并，以形成进入主吸收器240的管道237。汽提塔262经 管道266向脱丁烷塔270供应液体C3+料流。根据一个优选实施方案，合 适的这类脱丁烷塔包括合意地在965至1105kPag (140至160psig)压力 运行的冷凝器(未具体显示)，且塔顶物中Cs烃不超过5摩尔。/。，塔底物 中(^4烃不超过5摩尔％。更优选地，塔顶物中Cs烃的相对量小于1至3 摩尔％，且塔底物中d烃的相对量小于1至3摩尔％。
由管道272从塔顶提取来自脱丁烷塔270的C3和C4烃流，以如下文 所述进一步处理。
管道274从脱丁烷塔270提取经脱丁烷的汽油流。 一部分经脱丁烷的 汽油流经管道242返回主吸收器240以充当第一吸收溶剂。另 一部分经脱 丁烷的汽油流在管道276中通向石脑油分流器280。
根据一个优选实施方案，石油脑分流器280合意地为分隔壁分离塔形 式，例如具有位于其中的分隔壁281。这类分隔壁分离塔石油脑分流器合 意地有效地将引入其中的经脱丁烷的汽油分离成包含含5至6个碳原子的 化合物的轻级分流、包含含7至8个碳原子的化合物的中间级分流、和包 含含多于8个碳原子的化合物的重级分流。更具体地，这类分隔壁分离塔通常可以在34至104 kPag ( 5至15 psig )的冷凝器压力运行，并根据一 个实施方案在55至85 kPag (8至12 psig )的冷凝器压力运行。
这类轻、中间和重的级分流分别适当地流经相应管道282、 284和286, 以如需要的那样进一步加工或回收产物。
关于经管道254从第二或海绵吸收器246中提取的CV烃流的加工，可 以使这类流材料流经进一步的压缩段290，以形成通向压缩或排料鼓294 的管道292。排料鼓294形成通常由重质组分(例如，在排料鼓294中液 化的Cyf烃)构成的底流，并例如在管道296中提取。排料鼓294还形成 在管道300中提取的主要包含CV烃且C3+烃通常不超过痕量(例如，小于 1重量％)并且还含有一定量二氧化碳的塔顶流。
将该塔顶流在管道300中送往如上所述的胺处理段302，以从中除去 C02。将基本不含二氧化碳的含CV烃的料流经管道304送往干燥器段306， 在管道307中从中提取水。经由管道308输送含有被汽提的烃和可能少量 (例如通常少于1重量％ ) C02的料流，例如送回压缩段224，以例如根 据上文的描述进一步加工。经由管道309从胺处理段302中输出含有富含 C02的清除气体的料流(例如对应于来自上述胺处理系统10中第二汽提区 16的清除管道80)。
将基本不含二氧化碳的含干燥(V烃的料流经由管道310送往乙炔转 化段或装置320。如本领域已知的那样，乙炔转化段或装置有效地转化乙 炔以形成乙烯。由此，经管道322从乙炔转化段或装置320中提取额外富 含乙烯的工艺^危。
由于乙炔转化可能导致额外形成水，因此，如果需要，可以将管道322 中的工艺流引入任选的干燥器装置324，例如经管道326从中提取水，且 所得干燥工艺流经管道330通向任选的进一步处理段332，该处理段例如 为本领域已知的C02、碗/f匕羰("COS")、胂和/或膦处理器形式，以除 去C02、 COS、胂和/或膦，经管道334提取，并经管道336提取经处理的 料流。
可以合意地将管道336中的经处理的料流引入脱曱烷塔340。根据一个优选实施方案，合适的脱甲烷塔包括适宜地在不高于-90。C (-130下)的 温度运行、更优选在-卯X:至-102X:、优选在-96。C (-130至-150下，优选在 -140T)的温度运行的冷凝器(未具体显示)。此外，本发明实践中所用 的优选脱甲烷塔合意地以塔底物中不高于0.0005的甲烷/乙烯摩尔比、更优 选以塔底物中不高于0.0003至0.0002的甲烷/乙烯摩尔比运行。
经由管道342从塔顶提取来自脱甲烷塔340的甲烷和氢气流，以例如 用作燃料，或如果需要，用于进一步加工或处理，例如送往变压吸收装置 (未显示)以回收H2。
管道344从脱甲烷塔340中提取经脱曱烷的材料流。将该经脱曱烷的 材料管道344送往乙烯/乙烷分流器346。根据一个优选实施方案，合适的 这类乙烯/乙烷分流器包括适宜地在1930至2105kPag ( 280至305psig )压 力运行的冷凝器(未具体显示)，且该冷凝器宜使得乙烯产物流中的乙烷 不超过0.5体积％，乙烯产物流中的乙烷优选少于0.1体积％，且乙烯产物 流中的乙烷更优选少于0.05体积％ 。
该乙烯/乙烷分流器346形成残留轻级分的蒸气流、乙烯的部分冷凝物 流、和乙烷的塔底流，它们分别通过管道350、 352和354，例如如本领域 已知的那样用于产物回收或进一步的所需加工。
关于经由管道272从脱丁烷塔270中塔顶提取的含C3和C4烃的料流 的加工，由于这类工艺流可能含有一些显著相对量的^t化氢，因此管道272 可以合意地通往例如本领域中已知的硫化物去除处理装置360 (其例如为 胺处理段形式)，以形成流经管道362的经处理的料流。经处理的料流的 硫化氢含量合意地降至20 ppm，且硫化氢经由管道364被除去。
如果需要或要求，可将该经处理的料流362引入任选的碱处理或类似 区段366，以实现进一步的硫化氢去除，例如降至l ppm或更低的硫化氢 含量。硫化氢据显示经由管道370从喊处理区段366中除去。
经由管道372将具有适当降低的硫化氢含量的经处理的料流送往硫醇 处理段374，以例如经本领域已知的碱洗从该流材料中除去硫醇。硫醇据 显示经由管道376除去。将所得料流经由管道380送往C3/C4分流器382。根据一个优选实施方 案，合适的这类C3/C4分流器包括适宜地在1650至1800kPag (240至 260psig)压力、优选在1724kPa ( 250psig )压力运行的冷凝器(未具体显 示)，且该冷凝器宜使得塔顶产品流中的<:4不超过5摩尔％，塔顶产品流
中的Cj优选少于1摩尔％，并且塔底流中的<:3不超过5摩尔％，塔底流
中的Qj优选少于1摩尔％。
该C3/C4分流器382形成Ct+烃流，其流经管道384，以例如如本领域 已知的那样用于产物回收或进一步进行所需加工。
该C乂C4分流器382还形成主要由Q烃构成的料流，其流经管道386。
管道386中的料流可以通向丙烯/丙烷分流器3卯。根据一个优选实施 方案，合适的这类丙烷/丙烯分流器宜使得丙烯回收中的至少98重量％、 优选至少99重量％在塔顶流中，且塔顶流中的丙烯为至少99.5 %纯度。
丙烯/丙烷分流器390形成丙烯流和丙烷流，它们分别流经管道392和 394，以例如如本领域已知的那样用于产物回收或进一步进行所需加工。
因此，合意地提供了经由重质烃原料的催化裂化获得基本不含二氧化 碳的轻质烯烃的加工方案和设置。更特别地，提供了有利地采用烃流出物 产品的吸收分离制造或以其它方式形成含有特定所需范围的烃的工艺流的 加工方案和设置。
要素、部件、步骤、组件或成分的情况下实施。
尽管在上文的详述中，已经联系其某些优选实施方案描述了本发明， 且已经为举例说明列出许多细节，但本领域技术人员显而易见的是，本发 明可以有其它实施方案，并且可以在不背离本发明的基本原理的情况下显 著改变本文所述的某些细节。例如，尽管上文已经具体参照在进一步压缩 段2卯下游设置胺处理段302的实施方案描述了本发明，本领域技术人员 根据本文提供的教导会认识到，本发明的更广泛实践不一定受到这样的限 制。在某些实施方案中，在这类进一步压缩上游设置胺处理段可能也是理 想的。
权利要求
1. 催化裂化重质烃原料和获得基本不含二氧化碳的轻质烯烃的方法，该方法包括使重质烃原料与烃裂化催化剂在流化反应器区(214)中接触，以产生包含包括轻质烯烃的一系列烃产物以及一定量的二氧化碳的烃流出物(216)；在烃分离系统(220)中将所述烃流出物分离，形成分离器液流(232)和分离器蒸气流(234)，该分离器液流包含基本不含二氧化碳的C3+烃，该分离器蒸气流包含C3-烃和至少一部分所述一定量的二氧化碳；在吸收区(236)中处理所述分离器蒸气流，以形成包含C2-烃和至少一部分所述一定量的二氧化碳的吸收区流出物流(254)；和在胺处理段(302)中用胺吸收溶剂在下述处理条件下处理所述吸收区流出物流该处理条件从所述吸收区流出物流的接触部分(304)中有效吸收显著部分的二氧化碳，并形成基本不含二氧化碳的含烃的、富含乙烯的工艺流。
2. 权利要求l的方法，其中重质烃原料与烃裂化催化剂的所述接触包 括使所述重质烃原料与包含再生催化剂和结焦催化剂的掺混催化剂在流化 反应器区中在烃裂化反应条件下接触，以产生含有包括轻质烯烃的烃产物 以及一定量的二氧化碳的裂化流，所述催化剂具有包括含大孔分子筛的第 一组分和含不大于中等孔径大小的沸石的第二组分的催化剂组合，所述不大于中等孔径大小的沸石构成该催化剂组合物的至少1.0重量％。
3. 权利要求l的方法，其中所述在胺处理段中用胺吸收溶剂对所述吸 收区流出物流进行的处理包括使至少一部分所述吸收区流出物流与胺吸收溶剂(22)在吸收区(12) 中并在下述接触条件下接触该接触条件从所述吸收区流出物流的接触部 分中有效吸收显著部分的二氧化碳，并形成基本不含二氧化碳的含烃工艺 流(26)和含有富含二氧化碳的胺吸收溶剂的工艺流(36);在第一汽提区(14)中在有效汽提至少一部分残留在所述含有富含二 氧化碳的胺吸收溶剂的工艺流中的烃的第 一汽提条件下加工至少 一部分所 述含有富含二氧化碳的胺吸收溶剂的工艺流，以形成包含被汽提的烃的第 一工艺流(50)和包含二氧化碳和胺吸收溶剂的第二工艺流(52);和在第二汽提区(16)中在从所述第二工艺流中有效汽提至少一部分二 氧化碳的第二汽提条件下加工至少一部分所述第二工艺流，以形成二氧化 碳清除流(80 )和胺流(72 )。
4. 权利要求l的方法，其中所述在吸收区中处理所述分离器蒸气流以 形成吸收区流出物流包括在主吸收器(240)中使分离器蒸气流(234)与 第一吸收剂溶剂接触，以形成在所述第一吸收剂溶剂中包含C3+烃的工艺 流(243)和包含CV材料的塔顶流(244)。
5. 权利要求4的方法，还包括从分离器液流(232)中分离出Qr材料，以形成C3+工艺流(266); 从所述<:3+工艺流中分离出Cs+材料，以形成包含Cs+材料的第一产 物工艺流(274)和包含C3和C4烃的第二产物工艺流(272);将所述第二产物工艺流的至少一部分C3烃与至少一部分C4烃分离，以形成含C3的工艺流(386);和从所述含C3的工艺流中分离出丙烯。
6. 权利要求5的方法，还包括将至少一部分所述包含Cs+材料的第一 产物工艺流(274)引入主吸收器(240)作为所述第一吸收剂溶剂。
7. 权利要求l的方法，其中至少一部分所述基本不含二氧化碳的含烃 的、富含乙烯的工艺流包含一定量的乙炔，该方法还包括将至少一部分所述一定量的乙炔转化，以形成额外富含乙烯的工艺流 (322 );和从该额外富含乙烯的工艺流中分离出乙烯。
8. 权利要求l的方法，还包括从所述分离器液流中分离出丙烯。
9. 权利要求8的方法，其中所g所述分离器液流中分离出丙烯包括 从分离器液流(232)中分离出Cr材料，以形成包含Cs+烃的工艺流(266);从所述包含C3+烃的工艺流中分离出Cs+材料，以形成包含Cs+材料的笫一产物工艺流(274)和包含C3和C4烃的第二产物工艺流(272);将所述第二产物工艺流的至少一部分C3烃与至少一部分C4烃分离，以形成含C3的工艺流(386);和从所述含C3的工艺流中分离出丙烯。
10.用于催化裂化重质烃原料以获得轻质烯烃的系统，该系统包括流化反应器区(214)，在此，重质烃原料(212)在烃裂化反应条件下与包含再生催化剂和结焦催化剂的掺混催化剂接触，以产生含有包括轻质烯的烃产物以及一定量的二氧化碳的裂化流(216);分离器(222)，用于将所述裂化流分离，以形成包含C3+烃的高压分离器液流(232)以及包含C3-烃和至少一部分所述一定量的二氧化碳的高压分离器蒸气流(234)，吸收区(236)，用于从所述高压分离器蒸气流中吸收Qj+烃，以形成包含包括乙烯的CV烃以及至少一部分所述一定量的二氧化碳的吸收区流出物流(254);和胺处理段(302 )，用于通过使至少一部分所述吸收区流出物流与胺吸收溶剂在下述接触条件下接触而处理所述吸收区流出物流该接触条件从吸收区流出物流的接触部分中有效吸收显著部分的二氧化碳，并形成基本不含二氧化碳的含烃的、富含乙烯的工艺流(304)和含有富含二氧化碳的胺吸收溶剂的工艺流(309 )。
全文摘要
本发明提供了用于对高烯烃含量的(例如富含乙烯的)含二氧化碳的料流进行胺处理的加工方案和设置，例如用于从中有效分离和除去二氧化碳。还提供了用于催化裂化重质烃原料(212)和经由基于吸收的产物回收(236)获得基本不含二氧化碳的轻质烯烃的相应或相关加工方案和设置。
文档编号C10G11/00GK101522865SQ200780036471
公开日2009年9月2日 申请日期2007年9月20日 优先权日2006年9月28日
发明者D·A·韦格尔, G·P·陶勒尔, J·P·布雷迪, M·A·舒尔茨, W·J·莱奇尼克 申请人:环球油品公司