含硅进料的烃热解的制作方法

含硅进料的烃热解
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年3月31日提交的美国临时申请号63/002,433和于2020年7月06日提交的ep申请号20184304.2的优先权和利益，这两个申请的公开内容全文通过参考引入本文。
技术领域
3.本文公开的实施方案总体上涉及用于c
5
烃转化，例如重质油如原油转化的热解方法。更具体地说，此类方法涉及用于将包含一种或多种形式的硅的烃进料热解的热解方法和系统。


背景技术：

4.热解方法，例如蒸汽裂化，将较低价值的含烃进料转化为较高价值的产物，例如乙烯和丙烯。除此之外，热解还可以产生石脑油、瓦斯油和大量较低价值的重质产物，例如热解焦油。
5.当蒸汽裂化器以热解模式操作时，将烃进料预热并与位于蒸汽裂化炉的对流段中的管式对流盘管中的蒸汽组合。将进料-蒸汽混合物或其气相部分在位于蒸汽裂解炉的辐射段中的管式辐射盘管中热解。在热解模式操作期间，位于蒸汽裂化炉下游的分离设备通常用于从蒸汽裂化器流出物中分离各种产物，例如工艺气体、蒸汽裂化器石脑油(scn)、蒸汽裂化器瓦斯油(scgo)、蒸汽裂化器淬火油(scqo)、蒸汽裂化器焦油(sct)等。因为焦炭积聚在蒸汽裂解炉内的位置，所以通常将炉子从热解模式切换到脱焦模式以例如从辐射盘管中除去焦炭。在脱焦模式期间，减少或停止烃进料到蒸汽裂解炉的流动，并且改为建立脱焦流体的流动。脱焦流体通常含有蒸汽、水和空气中的一种或多种。在连续脱焦中，脱焦流体包含很少空气或不包含空气，并且辐射盘管的一部分保持热解模式，而辐射盘管的另一部分以脱焦模式操作。
6.随着用于热解主要为液相的烃进料的技术改进，对利用较重质液相进料，例如api比重小于石脑油的api比重的那些主要为液相的烃进料("较重质主要为液相的烃进料"，也称为"有利进料")的兴趣增加。虽然有优点的进料可以包括已经经历先前加工的那些，例如某些瓦斯油，但是有优点的进料也可以包括原料，例如原油，例如包含中质烃(medium hydrocarbon)和/或重质烃的原油。例如，利用包含原始原料(例如各种原油)的有利进料将增加可用液体进料的供应，并且将降低蒸汽裂化器设备对精炼厂加工料流的依赖性以满足蒸汽裂化器进料需求。这又将例如通过降低轻质烯烃生产成本和通过使较高价值的精炼厂料流可用于其它目的来改善蒸汽裂化器设施经济性。
7.虽然较重质烃进料已经成为有吸引力的选择，例如从成本的角度来看，这种进料可能将显著水平的污染物，例如各种形式的含硅组合物引入热解工艺中，这在使用较高价值原料，例如c
2-c4烃的常规热解工艺中通常不是问题。含硅材料的存在可能干扰热解工艺，特别是可能干扰某些热解产物的分离、回收和提质。这又可能导致不确定持续时间的缩短
的操作期，在此之后，在热解工艺可以恢复操作之前，在该工艺中使用的设备和材料需要修理、再生或其它恢复活动。
8.因此，需要改进的热解工艺，例如蒸汽裂化，以将包含一种或多种含硅污染物的烃进料热解。特别需要能够热解含有一种或多种形式的含硅组合物的烃进料并从热解流出物中回收所需产物预定时期的方法和系统。


技术实现要素：

9.发明概述
10.本发明部分地基于以下发现：热解将存在于烃进料中的某些形式的硅(例如元素硅和/或二氧化硅)的至少一部分转化为其它形式的含硅组合物，例如在热解流出物中出现的硅酮(silicone)。除了由转化产生的硅酮之外，还已经发现未转化的硅酮也可以出现在热解流出物中，例如存在于烃进料中并经由热解携带的硅酮。已经观察到，某些形式的硅(例如由热解产生或经由热解携带的硅酮)的存在可导致难以加工热解流出物。更具体地，已经发现，常压沸点在石脑油沸程内的某些形式的硅(例如硅酮)可使用于将热解流出物的石脑油沸程馏分加氢处理的催化剂失活，而导致加氢处理反应器的运行长度缩短。这又限制了热解可以操作的时期的持续时间。在加氢处理催化剂已经被替换、再生、复原或以其它方式恢复之后，可以将热解返回到操作。
11.因此，本发明的某些方面涉及用于使含有一种或多种形式的含硅组合物的烃进料热解预定时期的工艺、方法、装置和系统。在这些和其它方面中，可以测定烃进料中各种含硅组合物的类型和量("进料组成信息")。对于各种烃进料观察到，烃进料的组成信息可用于测定由热解产生或经由热解携带到热解流出物的石脑油沸程馏分的含硅组合物的类型和量("石脑油组成信息")。石脑油组成信息可用于预选加氢处理催化剂的量，使得可以在预定时期内进行热解流出物的石脑油馏分的加氢处理，而不需要更换、再生和/或复原催化剂，或以其它方式恢复催化剂的活性(统称为"更换或再活化")。
12.在热解包括蒸汽裂化的方面中，可以将烃进料和包含水、蒸汽或水和蒸汽的混合物的含水组合物混合并加热(按任何顺序)以产生蒸汽裂化进料。可以从蒸汽裂化进料中分离气相产物和液相产物。可以将气相产物(在此称为热解进料)蒸汽裂化以产生蒸汽裂化器流出物。可以从蒸汽裂化器流出物中分离蒸汽裂化器石脑油和可以包含乙烯和丙烯的工艺气体。可以将蒸汽裂化器石脑油加氢处理至少长达预定时期。
13.蒸汽裂化可以包括测量烃进料中的硅的第一量。硅的所述第一量等于在给定质量的烃进料中以所有硅形式存在的硅的总质量。将存在于待从蒸汽裂化器流出物中分离的蒸汽裂化器石脑油中的硅的第二量可以至少部分地基于硅的所述第一量来测定。硅的所述第二量等于在给定量的蒸汽裂化器石脑油中以所有硅形式存在的硅的总质量。可以将足够量的至少一种催化剂引入到加氢处理单元中，以允许加氢处理单元加氢处理待从蒸汽裂化器流出物中分离的蒸汽裂化器石脑油至少长达预定时期，而不需要更换或再活化至少部分失活的催化剂，其中所述失活由蒸汽裂化器石脑油中的第二量的硅引起。
附图说明
14.为了可以详细地理解本发明上述所列举的特征，可以通过参照其中一些在附图中
显示的实施方案获得上面简要概述的本发明的更具体描述。然而，应当指出，所述附图仅举例说明本发明的典型实施方案并因此不认为是本发明范围的限制，因为本发明可以用其它同样有效的实施方案实施。
15.图1描绘了根据一个或多个实施方案的用于蒸汽裂化烃进料，从中分离包含蒸汽裂化器石脑油的产物，并将蒸汽裂化器石脑油加氢处理至少长达预定时期的说明性系统的示意图。
16.图2描绘了根据一个或多个实施方案的用于蒸汽裂化烃进料，从中分离包含蒸汽裂化器石脑油的产物，并将蒸汽裂化器石脑油加氢处理至少长达预定时期的另一个说明性系统的示意图。
17.发明详述
18.应当理解，以下公开内容描述了用于实现本发明的不同特征、结构和/或功能的若干示例性实施方案。下面描述组件、布置和配置的示例性实施方案以简化本公开内容；然而，这些示例性实施方案仅作为示例提供，并不旨在限制本发明的范围。另外，本公开内容可以在各种示例性实施方案中和在本文提供的附图中重复附图标记和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，并且本身不指示附图中讨论的各种示例性实施方案和/或配置之间的关系。此外，下面提供的示例性实施方案可以按任何方式组合，即，在不脱离公开内容的范围的情况下，来自一个示例性实施方案的任何元素可以在任何其它示例性实施方案中使用。对于本描述和所附权利要求书而言，定义以下术语。
19."烃"是指含有与碳键合的氢的一类化合物。术语"cn"烃是指每分子含n个碳原子的烃，其中n是正整数。术语"c
n
"烃是指每分子至少含n个碳原子的烃，其中n是正整数。术语"c
n-"烃是指每分子含至多n个碳原子的烃，其中n是正整数。"烃"涵盖(i)饱和烃，(ii)不饱和烃，和(iii)烃的混合物，包括烃化合物(饱和和/或不饱和)的混合物，包括具有不同n值的烃化合物的混合物。
20."重质烃"是指包含烃的混合物，该混合物的api比重在5
°
至(但不包括)22
°
的范围内。"中质烃"是指包含烃的混合物，所述混合物的api比重在22
°
至30
°
的范围内。“较重质”烃具有比石脑油更小的api比重。
21.术语"不饱和"或"不饱和烃"是指含有至少一个通过双键或三键直接键合到另一个碳原子的碳原子的c
2
烃。术语"烯烃"是指含有至少一个通过双键与另一个碳原子直接键合的碳原子的不饱和烃。换句话说，烯烃是含有至少一对碳原子的化合物，其中该对碳原子的第一和第二碳原子通过双键直接连接。“轻质烯烃”是指c
5-烯烃。
22."主要为液相"是指其中≥50重量％，例如≥75重量％，例如≥90重量％处于液相的组合物。当≥50重量％的烃原料在25℃的温度和1巴绝对压力(例如≥75重量％，如≥90重量％)下处于液相时，烃原料主要为液相的烃原料。
23."原始"原料，例如原始烃原料，是指主要为液相的原料，其包含≥25重量％的原油，其未经历先前脱盐和/或先前回流分馏处理，例如≥50重量％，例如≥75重量％，或≥90重量％。
24."原油"是指包含地质来源的天然存在的烃的混合物，其中所述混合物(i)包含≥1重量％的渣油，例如≥5重量％，例如≥10重量％，和(ii)具有≤52
°
，例如≤30
°
，例如≤20
°
，或≤10
°
，或《8
°
的api比重。原油可以通过api比重分类，例如重质原油的api比重在5
°
至(但不包括)22
°
的范围内。
25.标准(或"常压")沸点和标准沸点范围可以通过气相色谱蒸馏根据astm d-6352-98或d2887中描述的方法测量，如通过对于高于700℃的材料的外推扩展那样。
26.烃进料，例如c
5
烃，如在25℃的温度和1巴(绝对)的压力下主要处于液相的烃，可以与包含水、蒸汽或其混合物的含水组合物混合、共混、组合或以其它方式接触以产生蒸汽裂化进料。烃进料可以在其与含水组合物组合之前和/或之后加热。可以从蒸汽裂化进料中分离主要为气相的热解进料和液相产物。可以将热解进料加热并经受蒸汽裂化条件以产生蒸汽裂化器流出物。可以冷却蒸汽裂化器流出物以产生经冷却的蒸汽裂化器流出物。例如，蒸汽裂化器流出物可以与淬火流体直接接触和/或经由一个或多个换热器(例如，传输管线交换器("tle"))间接冷却，以产生经冷却的蒸汽裂化器流出物。可以从经冷却的蒸汽裂化器流出物中分离的产物之一可以是蒸汽裂化器石脑油。蒸汽裂化器石脑油是c
5
烃，例如c
5-c
10
烃的复杂混合物，其具有根据astm d2887-18测量的约25℃至约50℃的初始常压沸点和约220℃至约265℃的最终沸点。在一些实例中，蒸汽裂化器石脑油可以具有通过astm d2887-18测得的约33℃至约43℃的初始常压沸点和约234℃至约244℃的最终常压沸点。烃进料含有一种或多种形式的硅，例如硅材料。
27."硅材料"是指包含硅的组合物，例如包含元素硅、硅氧化物(包括二氧化硅)中的一种或多种的组合物。术语硅材料涵盖天然和合成形式的硅，例如，硅材料可以是聚集体、混合物、矿石、化合物、络合物等中的一种或多种。
28.可以将蒸汽裂化器石脑油加氢处理以产生稳定的或加氢处理的蒸汽裂化器石脑油产物。例如，蒸汽裂化器石脑油可以在分子氢和一种或多种催化剂存在下加氢处理以产生经加氢处理的蒸汽裂化器石脑油，其也可以称为稳定的蒸汽裂化器石脑油。加氢处理蒸汽裂化器石脑油可以将蒸汽裂化器石脑油中存在的任何二烯烃的至少一部分氢化为单烯烃和/或将任何烯烃的至少一部分转化为烷属烃(paraffin)，和/或将任何硫化合物的至少一部分转化为可能存在于蒸汽裂化器石脑油中的硫化氢。在一些实例中，可以生产车用汽油("mogas")调合料。mogas调合料是包含具有约35℃的初始常压沸点和约200℃的最终沸点的c
4-c
12
烃的混合物。所述mogas调合料可以包括稳定的蒸汽裂化器石脑油。
29.已经令人惊讶且出乎意料地发现，当烃进料含有硅材料时，加氢处理蒸汽裂化器石脑油以产生经加氢处理的蒸汽裂化器石脑油可能是在需要关闭或关停蒸汽裂化器之前蒸汽裂化工艺可以运行多长时期的限制因素。更具体地，已经发现，在使另一个加工单元对于执行其加工功能无效之前，用于蒸汽裂化器石脑油的加氢处理的一种或多种催化剂可能变得失活、降解、中毒或以其它方式变得不够有效(统称为"失活")。已经发现，失活主要由经受蒸汽裂化的烃进料中的硅材料和衍生自烃进料中的硅材料的硅材料引起。石脑油中含有的硅材料使蒸汽裂化器石脑油的加氢处理中使用的催化剂(一种或多种)失活。因此，用于蒸汽裂化含有高水平硅材料(例如，0.05重量份每百万份或"wppm"至约50wppm的硅材料或约0.1wppm至约25wppm的硅材料)的烃进料的方法和系统可以配置用来在由于催化剂失活而需要停机或关停之前运行预定时期。
30.蒸汽裂化工艺可以配置用来运行的预定时期可以是任何所需的时间长度，只要加氢处理反应器对于预定量的加氢处理催化剂(一种或多种)具有足够的容量即可。在一些实例中，预定时期可以是约1天、约2天或约3天至约1个月、约6个月、约1年、约1.5年、约2年、约
3年或约4年。在一些实例中，预定时期可以至少部分地基于在预定时期期间被引导至蒸汽裂化器用于蒸汽裂化的烃进料的所需体积。
31.用于提质或蒸汽裂化烃进料预定时期的方法可包括估算、测量或以其它方式测定硅的第一量，即以其各种形式存在于烃进料中的硅的量(例如，存在于给定质量的烃进料中的所有形式的硅的总质量(以克计))。烃进料中的硅材料的量(和/或硅材料中的硅的量)可以使用任何合适的技术测量或以其它方式测定。在一些实例中，可以经由原子发射检测器、x-射线荧光(xrf)光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪(icp-ms)、电感耦合等离子体原子发射光谱(icp-aes)或其组合来分析烃进料的代表性样品，以测量其中的硅材料的量。硅材料的量可以根据uop1006-14,trace silicon in petroleum liquids by icp-ms,astm international,west conshohocken,pa,2014通过电感耦合等离子体质谱仪测量。硅材料的量可以根据astm d5708-15经由电感耦合等离子体原子发射光谱法测量。在一些实例中，硅材料的量可以根据astm d8110-17经由电感耦合等离子体质谱法测量。
32.在某些方面中，烃进料包含(i)硅材料和(ii)重质和/或中质烃。现将更详细地描述这些方面。本发明不限于这些方面，并且本说明书并不意味着排除在本发明的更宽范围内的其它方面，例如其中烃进料是中质和/或轻质烃的那些方面。
33.烃进料
34.在某些方面中，烃进料包含烃和硅材料。本领域技术人员将理解，术语"烃进料"是方便的标号，但是不意味着进料仅含有烃。尽管可以将烃进料的硅材料的至少一部分添加到烃进料中，但通常大部分或甚至全部的硅材料应存在于进料源处的进料中。例如，烃进料中的硅材料可以是天然存在于某些重质烃中的硅材料，例如天然存在于原油中的硅材料。在这些和其它方面中，烃可具有约315℃或更高，例如约400℃或更高，约450℃或更高，或约500℃或更高的标准最终沸点。
35.在某些方面中，进料的烃可以是较高分子量烃，例如重质烃，例如在蒸汽裂化期间热解以产生较大量的蒸汽裂化器石脑油(也称为热解汽油)、蒸汽裂化器瓦斯油("scgo")和sct的那些。重质烃可以包括以下中的一种或多种：渣油(也称为残油或残渣)、瓦斯油、加热油、喷气燃料、柴油、煤油、焦化石脑油、加氢裂化产物、重整产物、提余油(raffinate)重整产物、馏出物、原油、常压管式蒸馏釜底部物、包括底部物的真空管式蒸馏釜料流、冷凝物、来自精炼厂的重质非直馏烃料流、真空瓦斯油、重质瓦斯油、被原油污染的石脑油、常压渣油、重质渣油、c4/渣油混合物、石脑油渣油混合物、瓦斯油渣油混合物、低硫蜡质渣油、常压渣油和重质渣油。
36.在某些方面中，烃进料包括经济上有利的、加工最少的含有非挥发性组分和焦炭前体的重质烃。例如，烃进料可包含约1重量％或更多的重质烃，基于烃进料的重量，例如约25重量％或更多，约50重量％或更多，约75重量％或更多，约90重量％或更多，或约99重量％或更多。烃进料可以包含一种或多种原料，例如一种或多种原油，由一种或多种原料，例如一种或多种原油组成，或基本上由一种或多种原料，例如一种或多种原油组成。
37.在某些方面中，烃进料还包含较低分子量的烃(例如中质烃和/或轻质烃)。轻质烃通常包括石脑油沸程烃和具有少于五个碳原子的基本上饱和的烃分子，例如乙烷、丙烷及其混合物。尽管包含轻质烃的烃原料通常比包含重质烃的烃原料产生更高收率的c2不饱和物，但重质烃由于更低的成本和更高的可用性而受到越来越多的关注。
38.在这些及其它方面中，硅材料(天然和/或合成)可以存在于烃进料中。例如，烃进料可包括硅、含硅化合物和包含硅和/或含硅化合物的组合物中的一种或多种。此类含硅化合物包括无机硅化合物和/或有机硅化合物。说明性无机硅化合物可为或包括(但不限于)二氧化硅、一或多种硅酸盐或其任何混合物。说明性有机硅化合物可以为或包括(但不限于)也称为聚硅氧烷的硅酮。在一些实例中，所述聚硅氧烷可以是或包括，但不限于，具有化学式ch3[sio]nch3的聚甲基硅氧烷、一种或多种具有化学式(ch3)3sio[(ch3)2sio]nsi(ch3)3的聚二甲基硅氧烷、或其混合物。可以在烃进料中发现的天然和/或合成硅材料可以是或包括以下中的一种，或包括在以下中的一种或多种中：砂；粘土；其它土质和/或矿物形式的含硅组合物(例如土质聚集体，如岩石、石头、泥土(dirt)等)；石英；玻璃；熔岩(lava)；皂石和浮石(pumice)。
[0039]
在某些方面中，烃进料含有包括在天然和/或合成矿物中的硅，例如一种或多种形式的硅酸盐和/或非硅酸盐矿物，包括含有天然和/或合成含硅矿物的组合物。例如，烃进料可含有天然和/或合成硅酸盐，例如岛状硅酸盐(neosilicate)、俦硅酸盐(sorosilicate)、环硅酸盐、链硅酸盐(inosilicate)(单链和多链)、页硅酸盐(phyllosilicate)、网状硅酸盐(tectosilicate)(包括具有和不具有沸石h2o的那些)和硅取代的锗酸盐中的一种或多种。或者或另外，烃进料可含有天然和/或合成非硅酸盐矿物形式的硅。典型的含硅、非硅酸盐矿物包括含有任何形式的硅的那些金属、合金、碳化物、硅化物、氮化物和/或磷化物中的一种或多种，例如碳化硅；含有任何形式的硅的那些卤化物、卤氧化物和羟基卤化物中的一种或多种，如水氟钙钇矾(chukhrovite)；含有任何形式的硅的那些氧化物和氢氧化物、钒酸盐、亚砷酸盐、锑酸盐、铋酸盐、亚硫酸盐和碘酸盐中的一种或多种，例如一种或多种含硅尖晶石，如三斜镁铝石(tegengrenite)；含有任何形式的硅的那些碳酸盐和硝酸盐中的一种或多种，例如碳硅钛铈钠石(tundrite)；含有任何形式的硅的那些硫酸盐、硒酸盐、铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、铌酸盐中的一种或多种，例如碳镁石(dugganite)；含有任何形式的硅的那些磷酸盐、砷酸盐、聚钒酸盐中的一种或多种，如钒钙锰石((ca,na)3mn
2
(v
5
,as
5
,si)3o
12
)；无定形含硅矿物；和有机含硅矿物。
[0040]
烃进料中的至少一部分硅(以所有形式)存在于热解进料中。例如，存在于烃进料中的≥10重量％的硅(以其所有形式)(基于进料的重量计)通常存在于热解进料中，例如≥25重量％，或≥50重量％，或≥75重量％，或≥90重量％，或以5重量％至95重量％，或10重量％至90重量％的范围。因为在蒸汽裂化炉中在辐射盘管上游的位置处通常很少(如果有的话)存在一种形式或硅向另一种形式的转化，所以存在于烃进料中的≥10重量％的硅材料(基于进料的重量)通常存在于热解进料中，例如≥25重量％，或≥50重量％，或≥75重量％，或≥90重量％，或以5重量％至95重量％，或10重量％至90重量％的范围。如本领域技术人员将领会的那样，在热解进料中出现的烃进料中的硅材料的量将取决于例如，是否使用气-液分离器将热解进料与蒸汽裂化进料分离，并且如果是，则取决于为气-液分离器建立的分馏点。
[0041]
在蒸汽裂化工艺条件下蒸汽裂化热解进料通常导致热解进料中某些形式的硅的至少一部分转化为其它形式的硅。例如，蒸汽裂化可导致烃进料和/或热解进料中的任何聚硅氧烷的至少一部分转化为其它形式的更小分子量的硅硅酮，例如线性和/或环状聚硅氧烷。虽然各种形式的硅中的每一种的量可能由于蒸汽裂化而增加或减少，但是蒸汽裂化器
流出物中的硅(所有形式)的总质量通常与热解进料中的硅(所有形式)的总质量基本相同。因此，蒸汽裂化器石脑油中的硅材料可对应于蒸汽裂化之前存在于烃进料中的硅材料和/或在烃的蒸汽裂化期间产生的硅材料。本领域技术人员将理解，某些形式的蒸汽裂化炉设备，例如蒸汽裂化器管，例如某些形式的辐射盘管，含有硅材料，其可以在热解模式和连续脱焦模式期间少量传输到蒸汽裂化器流出物中。然而，通常，蒸汽裂化器流出物中这种传输的硅材料的量为≤1重量％，基于蒸汽裂化器流出物的重量，例如≤0.1重量％或≤0.01重量％，例如以0.01重量％至1重量％的范围。
[0042]
因为已经发现来自其它来源的蒸汽裂化器流出物中的硅材料的量很小，所以可以从烃进料中的硅(所有形式)的量计算或以其它方式测定蒸汽裂化器流出物的蒸汽裂化器石脑油馏分中可能存在的硅(所有形式)的量。例如，蒸汽裂化器流出物中的硅的量可以通过将烃进料中的硅(以其所有形式发现)的质量乘以烃进料的质量以1％或更好的精度(基于重量)测定。在热解模式期间，烃进料的硅材料的第一部分可以通过与蒸汽裂解炉的对流段集成的气-液分离从该方法中除去。当使用时，气-液分离包括从蒸汽裂化进料中分离至少两个料流：(i)包含蒸汽裂化进料的主要气相部分的第一料流和(ii)包含蒸汽裂化进料的主要液相部分的第二料流。在一些实例中，将烃进料中约25％(基于重量)的硅材料传输至第二料流中，例如约30％，例如约35％，或约40％至约55％，或约60％，或约65％，约70％，或约75％。因此，在一些实例中，将烃进料中约25％(基于重量)的硅材料传输至第一料流中，例如约30％，例如约35％，或约40％至约55％，或约60％，或约65％，或约70％，或约75％。在非必要的额外加热之后，例如，在蒸汽裂解炉的对流段中，可以将第一料流作为热解进料引入一个或多个蒸汽裂化炉的辐射盘管中。
[0043]
除了蒸汽裂化器石脑油之外，可以从经冷却的蒸汽裂化器流出物中分离多种产物。可以与蒸汽裂化器石脑油分离的说明性产物可以是或包括但不限于，包含乙烯和丙烯的工艺气体、蒸汽裂化器瓦斯油、蒸汽裂化器淬火油和蒸汽裂化器焦油或焦油产物。与蒸汽裂化器石脑油类似，蒸汽裂化器瓦斯油和蒸汽裂化器淬火油各自包含化合物的混合物，主要是烃化合物的混合物。在一些实例中，可以将蒸汽裂化器淬火油的至少一部分与蒸汽裂化器流出物混合、共混、组合或以其它方式接触以产生经冷却的蒸汽裂化器流出物。应当理解，蒸汽裂化器石脑油和蒸汽裂化器瓦斯油之间的组成和沸点范围通常存在重叠。蒸汽裂化器瓦斯油的最终常压沸点通常为约275℃至约285℃，根据astm d2887-18测量。还应当理解，蒸汽裂化器石脑油和蒸汽裂化器淬火油之间的组成和沸点范围通常存在重叠。蒸汽裂化器淬火油的最终常压沸点通常为约455℃至约475℃，根据astm d2887-18测量。蒸汽裂化器焦油可以具有》650℃的最终常压沸点。
[0044]
在从经冷却的蒸汽裂化器流出物中分离产物的方法期间，蒸汽裂化器流出物的硅材料的第一部分可以作为蒸汽裂化器石脑油的组分从所述方法中除去，硅材料的第二部分可以作为蒸汽裂化器瓦斯油的组分从所述方法中除去，并且硅材料的第三部分可以作为焦油产物的组分从所述方法中除去。在一些实例中，经冷却的蒸汽裂化器流出物中的硅材料的约28重量％、约30重量％、约32重量％或约34重量％至约36重量％、约38重量％、约40重量％或约42重量％可以作为蒸汽裂化器瓦斯油和/或焦油产物的组分从所述方法中除去。在一些实例中，蒸汽裂化器瓦斯油还可以包含硅，例如经冷却蒸汽裂化器淬火油中的硅材料的约1重量％至约40重量％。
[0045]
蒸汽裂化器石脑油含有第二量的硅，其中第二量的硅等于给定质量的蒸汽裂化器石脑油中以所有硅形式存在的硅的总质量。第二量可以是硅的第一量的约5％至约75％，例如约10％至约60％，例如约15％至约52.5％，或约20％至约50％。本领域技术人员将理解，当确定加氢处理蒸汽裂化器石脑油预定时期所需的加氢处理催化剂的量时，可以利用这些范围的上限。因此，当已知硅的第一量时，可以确定或估算蒸汽裂化器石脑油中所有形式的硅的预定量为所述第一量的约75％，例如第一量的约60％，例如第一量的约52.5％，或第一量的约50％。
[0046]
因此，本发明的某些方面部分地基于烃进料中各种形式的硅如何在蒸汽裂化工艺中分配的发现。一旦测量、估算或以其它方式测定了烃进料中所有形式的硅的第一量，就可以针对指定的蒸汽裂化配置和工艺条件测定蒸汽裂化器石脑油中所有形式的硅的第二量。并且一旦测定了蒸汽裂化器石脑油中所有形式的硅的第二量，也可以测定石脑油加氢处理所需的催化剂的量，例如以使蒸汽裂化工艺运行预定时期。换句话说，(i)烃进料中硅材料的量和组成和(ii)布置在一个或多个石脑油加氢处理器内的一个或多个催化剂床中以允许蒸汽裂化工艺运行预定时期所需的催化剂的量可以根据构成烃进料中硅材料的各种形式的硅的类型和量来预先确定。在开始蒸汽裂化工艺之前，可以在加氢处理器内加载或以其它方式布置足够量的催化剂，以使蒸汽裂化器石脑油能够加氢处理至少长达所述预定时期。一旦在加氢处理器内布置了足够量的催化剂，就可以蒸汽裂化烃进料，并且蒸汽裂化可以继续预定时期，而不需要由于蒸汽裂化器石脑油中的硅材料而停机。
[0047]
布置于加氢处理器内的催化剂的量可足以允许一种或多种形式的硅以约0.3重量％、约0.5重量％、约1重量％、约2重量％或约3重量％至约5重量％、约10重量％或约15重量％或更多的硅量(催化剂上存在的所有形式的硅中包括的总硅)积聚在催化剂上，基于所述催化剂的重量。应当理解，至少在给定催化剂可非必要地包括的加氢处理环境中，催化剂的重量包括催化活性组分和任何非必要的载体材料和/或非催化活性的其它非必要组分。给定催化剂可容纳的硅材料的量可至少部分地取决于特定催化剂和/或加氢处理器内的特定加工条件。
[0048]
在测定蒸汽裂化器石脑油中硅的第二量以及通常还测定蒸汽裂化器石脑油中硅材料的量(基于重量)之后，本领域技术人员可以容易地计算或以其它方式测定需要在一个或多个加氢处理器内布置以使蒸汽裂化工艺运行预定时期的催化剂的量。对于蒸汽裂化器石脑油中任何给定量的各种形式的硅，应布置在一个或多个加氢处理器内的催化剂的量可以至少部分地取决于特定催化剂、经过一个或多个加氢处理器的蒸汽裂化器石脑油的质量流速、预定时期和/或一个或多个加氢处理器内的加氢处理条件。关于特定催化剂可以考虑的性质可以包括但不限于催化剂的表面积、催化剂的孔体积、催化剂的孔径、催化剂粒度和/或催化剂中催化活性材料的类型和量。可以考虑的加氢处理条件可以包括但不限于，例如温度、压力、氢气分压和/或重时空速。
[0049]
在一些实例中，蒸汽裂化器石脑油中的硅材料可包含约0.01重量％、约0.05重量％、约0.1重量％或约0.2重量％至约0.5重量％、约0.7重量％或约1重量％的c
5-c6硅酮，约10重量％、约15重量％或约20重量％至约30重量％、约35重量％或约50重量％的c
7-c9硅酮，和约60重量％、约65重量％或约70重量％至约80重量％、约85重量％或约90重量％的c
10
硅酮，基于所述蒸汽裂化器石脑油中的硅材料的重量。在其它实例中，蒸汽裂化器石脑
油中的硅材料可包含≤1重量％的c
5-c6硅酮、约10重量％至约50重量％的c
7-c9硅酮和约60重量％至约90重量％的c
10
硅酮，基于所述蒸汽裂化器石脑油中的硅材料的重量。
[0050]
对于多种重质烃进料观察到，测定烃进料中硅材料的量(基于质量)还提供了进料中任何有机硅化合物相对于进料中任何元素硅和任何无机硅化合物的组合量(基于质量)的量(基于质量)。在一个具体实例中，如果烃进料中硅材料的量测定为约0.25wppm，则烃进料中的硅材料由约0.15wppm的有机硅化合物和约0.1wppm的组合量的无机硅化合物和元素硅组成。对于各种重质烃进料和烃进料中硅材料的wppm的宽范围，例如在约0.01wppm至约1wppm，例如0.05wppm至0.5wppm的范围内，观察到烃进料中的硅材料在(i)有机硅化合物和(ii)无机硅化合物和元素硅的组合中的这种分布。根据这些值，本领域技术人员可以容易地从烃进料中的硅材料的量估算烃进料中的第一硅量。
[0051]
对于多种重质烃进料还观察到，测定烃进料中硅材料的量(基于质量)还提供元素硅、无机硅化合物和有机硅化合物相对于彼此的相对量(基于质量)。在一个具体实例中，如果烃进料中硅材料的总量(基于质量)测定为约0.2wppm，则各种形式的硅材料的相对量按以下量(基于质量)存在：约0.1wppm的无机硅化合物、约0.08wppm的有机硅化合物和约0.02wppm的元素硅。对于各种重质烃进料和烃进料中硅材料的wppm的宽范围，例如在约0.01wppm至约1wppm，例如0.05wppm至0.5wppm的范围内，观察到烃进料中的硅材料在(i)无机硅化合物、(ii)有机硅化合物和(iii)元素硅中的这种分布。根据这些值，本领域技术人员可以容易地测定烃进料中的第一硅量。根据这些值，本领域技术人员可以容易地根据烃进料中的硅材料的量对烃进料中的第一硅量进行改进的估算。
[0052]
蒸汽裂化器石脑油可以经受加氢处理条件以产生经加氢处理的蒸汽裂化器石脑油。蒸汽裂化器石脑油通常包含各种形式的硅。以这些各种形式存在的硅通常包括在烃进料中以各种形式存在的硅的至少一部分。加氢处理可以在一个或多个加氢处理阶段中在加氢转化条件下进行，所述加氢转化条件可以针对每个阶段独立地选择，例如根据具体情况在用于进行焦油产物的预处理、加氢裂化(包括选择性加氢裂化)、氢化、加氢处理、加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、加氢脱芳构化、加氢异构化或加氢脱蜡中的一种或多种的条件下进行。在一些实例中，蒸汽裂化器石脑油可以在一个或多个加氢处理单元中加氢处理，所述加氢处理单元可以包括一个或多个加氢处理容器或区。加氢处理容器或区可以包括布置在其中的一种或多种催化剂。催化剂可以呈固定催化剂床、循环或淤浆床或任何其它配置形式。在一些实例中，蒸汽裂化器石脑油在经受加氢处理之前可以经受一个或多个分离过程以例如除去任何水和/或蒸汽的至少一部分和/或除去任何c4和更轻质烃的至少一部分。
[0053]
在一些实例中，蒸汽裂化器石脑油加氢处理条件可包括约40℃、约75℃或约100℃至约200℃、约300℃或约370℃的温度。在一些实例中，蒸汽裂化器石脑油加氢处理条件可以在约600kpa、约1,000kpa或约1,500kpa至约2,000kpa、约2,750kpa或约4,000kpa的绝对压力下进行。在一些实例中，蒸汽裂化器石脑油加氢处理条件可以在约1h-1
、约3h-1
或约5h-1
至约8h-1
、约12h-1
或约15h-1
的重时空速(whsv)下进行。在至少一个实例中，蒸汽裂化器石脑油加氢处理条件可包括约40℃至约370℃的温度、约600kpa至约4,000kpa的绝对压力和约1h-1
至约15h-1
的催化剂重时空速(whsv)。可用于加氢处理蒸汽裂化器石脑油的说明性加氢处理器及其操作方法可包括美国专利号8,894,844；和美国专利申请号：2016/0376511中公开的那些。
[0054]
在一些实例中，加氢处理蒸汽裂化器石脑油可以包括在第一组加氢处理条件下加氢处理蒸汽裂化器石脑油以产生中间或经预处理蒸汽裂化器石脑油。经预处理蒸汽裂化器石脑油可以在第二组加氢处理条件下加氢处理以产生经加氢处理的蒸汽裂化器石脑油。在某些方面中，第一加氢处理条件与第二加氢操作条件基本相同，但在其它方面中，它们不同。
[0055]
在一些实例中，蒸汽裂化器石脑油可以在第一组加氢处理条件下在分子氢和第一催化剂存在下经加氢处理以产生经预处理蒸汽裂化器石脑油，并且所述经预处理蒸汽裂化器石脑油可以在第二组加氢处理条件下在分子氢和第二催化剂存在下经加氢处理以产生经加氢处理的蒸汽裂化器石脑油。在某些方面中，第一催化剂与第二催化剂基本上相同，但在其它方面中，催化剂不同。在一些实例中，第一催化剂可以是或包括镍。例如，第一催化剂可以是或包括硫化镍。在一些实例中，第二催化剂可以是或包括镍、钼、钴、其合金或其混合物或组合。在一些实例中，第二催化剂可以是或包括镍钼催化剂和/或钴钼催化剂。
[0056]
在一些实例中，在第一加氢处理期间蒸汽裂化器石脑油可以接触的第一催化剂的量可以大于在第二加氢处理期间经预处理蒸汽裂化器石脑油可以接触的第二催化剂的量。在其它实例中，在第一加氢处理期间蒸汽裂化器石脑油可以接触的第一催化剂的量可以小于在第二加氢处理期间经预处理蒸汽裂化器石脑油可以接触的第二催化剂的量。在还有的其它实例中，在第一加氢处理期间蒸汽裂化器石脑油可以接触的第一催化剂的量可以几乎相同于在第二加氢处理期间经预处理蒸汽裂化器石脑油可以接触的第二催化剂的量。
[0057]
在一些实例中，当加氢处理蒸汽裂化器石脑油包括两个加氢处理单元时，基于蒸汽裂化器石脑油中硅材料的总重量，蒸汽裂化器石脑油中硅材料的约5重量％、约10重量％、约12重量％或约15重量％至约20重量％、约25重量％、约30重量％、约35重量％或约40重量％可以沉积、截留、包含、保持、反应或以其它方式布置在第一催化剂上。在一些实例中，基于蒸汽裂化器石脑油中硅材料的总重量，经预处理蒸汽裂化器石脑油中硅材料的约60重量％、约65重量％或约70重量％至约80重量％、约85重量％、约90重量％或约95重量％可以沉积、截留、包含、保持、反应或以其它方式布置在第二催化剂上。通常，当加氢处理蒸汽裂化器石脑油包括两个加氢处理单元时，基于蒸汽裂化器石脑油中以各种形式存在的硅的总重量，衍生自蒸汽裂化器石脑油中的硅材料的硅的约5重量％、约10重量％、约12重量％或约15重量％至约20重量％、约25重量％、约30重量％、约35重量％或约40重量％可以沉积、截留、包含、保持、反应或以其它方式布置在第一催化剂上。例如，基于蒸汽裂化器石脑油中以各种形式存在的硅的总重量，衍生自经预处理蒸汽裂化器石脑油中的硅材料的硅的约60重量％、约65重量％或约70重量％至约80重量％、约85重量％、约90重量％或约95重量％可以沉积、截留、包含、保持、反应或以其它方式布置在第二催化剂上。
[0058]
一旦将足够量的催化剂引入加氢处理单元以使加氢处理单元加氢处理可以从蒸汽裂化器流出物中分离的蒸汽裂化器石脑油至少长达预定时期，就可以开始蒸汽裂化工艺并且可以蒸汽裂化烃进料。例如，一旦将足够量的第一催化剂引入到第一加氢处理单元中并且将足够量的第二催化剂引入到第二加氢处理单元中以使加氢处理单元加氢处理可与蒸汽裂化器流出物分离的蒸汽裂化器石脑油至少长达预定时期，就可以开始蒸汽裂化工艺，并且可以将烃进料蒸汽裂化至少长达预定时期，而不需要由于蒸汽裂化器石脑油中存在的硅材料引起的催化剂失活而更换或再活化第一和第二催化剂。
[0059]
在一些实例中，当加氢处理蒸汽裂化器石脑油包括在第一组加氢处理条件下加氢处理以产生经预处理蒸汽裂化器石脑油和在第二组加氢处理条件下加氢处理经预处理蒸汽裂化器石脑油以产生经加氢处理的蒸汽裂化器石脑油时，当相同或不同量的硅材料沉积、截留、包含、保持、反应或以其它方式布置在第一催化剂和第二催化剂上时，第一催化剂和第二催化剂可能变得不够有效、失活或以其它方式消耗。从入口到出口穿过加氢处理反应器的压降的增加可以是催化剂无效的指示。例如，加氢处理反应器压降以加氢处理开始时反应器压降的1.1倍(例如1.2倍，或1.5倍，或1.75倍，或2倍)增加可以指示催化剂无效。
[0060]
在一些实例中，如果第一组加氢处理条件选择性地将二烯氢化成单烯烃(其中非必要地发生一些加氢脱硫)并且第二组加氢处理条件选择性地加氢硫化(其中非必要地发生一些加氢)，则当第一催化剂积聚第一量的硅材料时，第一催化剂可能变得不够有效、失活或以其它方式消耗，并且当第二催化剂积聚第二量的硅材料时，第二催化剂可能变得不够有效、失活或以其它方式消耗。所述第一量可以小于、等于或大于第二量。在一些实例中，当第一催化剂积聚约0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％或约0.6重量％至约0.7重量％、约0.8重量％、约0.9重量％、约1重量％、约1.1重量％、约1.2重量％、约1.3重量％、约1.4重量％或约1.5重量％的布置在其上的硅材料(或衍生自硅材料的硅)时，第一催化剂可能变得不够有效、失活或以其它方式消耗，基于催化剂的重量。在这一实施例中，还已经发现，当催化剂积聚约2重量％、约2.5重量％、约3重量％、约3.5重量％、约4重量％或约5重量％至约6重量％、约7重量％、约8重量％、约9重量％、约10重量％、约11重量％、约12重量％、约13重量％、约14重量％或约15重量％的布置在其上的硅材料(或衍生自硅材料的硅)时，第二催化剂可能变得不够有效、失活或消耗。应当理解，开发更稳健的催化剂可导致在催化剂变得不充分起作用、失活或以其它方式消耗之前可布置在第一催化剂和/或第二催化剂上的硅材料的量增加。
[0061]
现在将参考图1描述本发明的某些方面，其包括与蒸汽裂化炉的对流段集成的气-液分离器。本发明不限于这些方面，并且本说明书不应被解释为排除在本发明的更宽范围内的其它方面，例如不包括此种气-液分离器的方面。
[0062]
图1示意性地示出了根据一个或多个方面的系统100，其用于蒸汽裂化管线101中的烃进料，经由管线131从中分离包含蒸汽裂化器石脑油的产物，并将管线131中的蒸汽裂化器石脑油加氢处理至少长达预定时期。可以将经由管线101的烃进料(例如含有c
5
烃的进料)和经由管线102的包含水、蒸汽或水和蒸汽的混合物的含水流料混合、共混、组合或以其它方式接触以产生蒸汽裂化进料，其经由管线103传导。在某些方面中，管线101的烃进料在其与管线102的含水流料组合之前在炉子105的对流段106中预加热。在一些实例中，烃进料可以是或包括美国专利号7,993,435；8,696,888；9,327,260；9,637,694；9,657,239；和9,777,227；和p.c.t.专利申请公开号wo2018/111574中公开的烃或烃原料。
[0063]
在某些方面中，将烃进料引入位于蒸汽裂化炉的对流段中的至少一个对流盘管的入口以便预加热。烃进料的预加热可以包括蒸汽裂化器的对流段中的进料与从炉子的辐射段向上行进的热烟道气间接接触。通常，烃进料在多个对流盘管之间分配。这些可以具有位于蒸汽裂化器的对流段内的一组热交换管的形式。通常，管线103的蒸汽裂化进料中的含水流料的量基于蒸汽裂化进料的重量计≥5重量％，例如在约10重量％至约90重量％或约10重量％至约95重量％的范围内。通常，蒸汽裂化进料的剩余部分的≥90重量％是经预热烃
进料，例如≥95重量％，例如≥99重量％。在某些方面中，蒸汽裂化进料具有约0.1至约1，例如约0.2至约0.6的蒸汽与烃进料的重量比。
[0064]
可以将管线103中的蒸汽裂化进料加热至例如约200℃至约585℃的温度，以产生经加热蒸汽裂化进料。例如，管线103中的蒸汽裂化进料可以在炉子105的对流段106中加热，以产生经由管线108的经加热蒸汽裂化进料。
[0065]
通过经由管线108将经加热蒸汽裂化进料引入"第一分离阶段"110的一个或多个分离器，例如一个或多个闪蒸分离器，可以将气相产物和液相产物与经加热蒸汽裂化进料分离。经由管线111的气相产物和经由管线112的液相产物(热解进料)可以从第一分离阶段110带离。虽然其在其它方面是适用的，但是当烃进料或经预热烃进料包含基于烃进料的重量计约0.1重量％或更多，例如约5重量％或更多的沥青质时，在该方法中利用第一分离阶段是特别合适的。在某些例子，第一分离阶段110可以是或可以包括美国专利号7,138,047；7,090,765；7,097,758；7,820,035；7,311,746；7,220,887；7,244,871；7,247,765；7,351,872；7,297,833；7,488,459；7,312,371；6,632,351；7,578,929和7,235,705中公开的分离器和/或其它设备。可以配置第一分离阶段(例如通过选择气-液分馏点)以除去管线101中的烃进料中的硅材料的约5重量％至95重量％(或约25重量％至约75重量％)作为经由管线112的液相底部料流的组分。因此，在一些实例中，管线101中的烃进料中的硅材料的约5重量％至约95重量％(或约25重量％至约75重量％)可以是管线111中的气相产物(热解进料)的组分。所述底部料流可以包括，例如，(i)至少约5重量％的烃进料的总硅含量(所有形式的硅)，和(ii)至少约10重量％的烃进料中的沥青质。通常，烃进料的总硅含量(所有形式的硅)的≥10重量％存在于底部料流中，例如≥15重量％，例如≥20重量％，或≥25重量％，或≥30重量％，或在约5重量％至50重量％，或约10重量％至30重量％的范围内；而烃进料的总硅含量的其余部分的≥75重量％存在于热解进料中，例如≥90重量％。
[0066]
已经发现，利用第一分离阶段增加可以引入蒸汽裂化炉的烃进料的种类，而几乎没有预处理。例如，已经发现利用具有与蒸汽裂化炉的对流段集成的至少一个闪蒸分离容器的第一分离阶段促进宽范围的烃进料的蒸汽裂化，所述烃进料包括包含≥50重量％(例如≥75重量％或≥90重量％)的中质烃、重质烃、原始重质烃、原始中质烃、脱盐的重质烃和/或脱盐的中质烃、重质和/或中质原油、脱盐的重质原油和/或脱盐的中质原油等中的一种或多种的那些，基于烃进料的重量。
[0067]
还已经发现，利用第一分离阶段导致蒸汽裂化进料中不期望的污染物的改进管理，因为气相污染物(例如，传输至热解进料的那些)可以保持在预定限度内。在某些方面中，利用第一分离阶段有利地将蒸汽裂化进料的液相部分中任何盐和颗粒的≥50重量％传输至底部料流中，例如≥75重量％，例如≥90重量％，或≥99重量％。通常选择引导至蒸汽裂化炉的烃进料的组成、引导至所述炉子的烃进料的量、烃进料的预热量、与经预热烃进料组合的稀释蒸汽的量和第一分离阶段上游的蒸汽裂化进料的任何加热量，以在蒸汽裂化进料进入分离容器的位置处实现蒸汽裂化进料的烃部分的≥2重量％，例如≥5重量％，例如≥10重量％，或≥20重量％，或≥50重量％，或≥75重量％，或≥90重量％，或≥95重量％或更多蒸发。例如，可以进行这些选择以实现蒸汽裂化进料的烃部分蒸发约5重量％至约98重量％，例如约10重量％至约95重量％，例如约20重量％至约80重量％，或约25重量％至约75重量％。通常，蒸汽裂化进料的烃部分的剩余部分的≥75重量％(不处于气相的部分)处于
液相，例如≥90重量％或≥95重量％。
[0068]
可以选择蒸汽裂化进料的烃部分的组成(以及因此的性质，例如粘度和api比重)、蒸汽裂化进料的流速(特别是蒸汽裂化进料的液体部分的流速)以及这些流中的盐和/或颗粒物质的类型和量，以实现蒸汽裂化进料的预定的液相量。对于表现出更小流速的进料，特别是液相部分的更小流速，指示所述液相中蒸汽裂化进料的量更大。当烃进料包含更粘稠的、通常更重质的烃时，通常是这种情况。通常期望选择这些性质和条件以在蒸汽裂化进料进入分离容器的位置处保持蒸汽裂化进料的烃部分的约2％或更多，例如约5％或更多在液相中，基于重量计。
[0069]
第一分离阶段可以包括在约315℃至约510℃的温度和/或约275kpa至约1400kpa的压力，例如约430℃至约480℃的温度和/或约700kpa至约760kpa的压力下操作的至少一个闪蒸分离容器。取决于烃进料的组成和对流段和闪蒸分离容器中使用的条件，热解进料中存在的各种形式的硫可能与烃进料的那些不同。底部料流可以从闪蒸分离容器带离，例如用于储存和/或进一步加工。将贫硅的、主要是气相的热解进料引导至辐射段以便热解。非必要地，热解进料可以在其被引入辐射段之前在对流段中经受进一步加热。
[0070]
本领域技术人员将理解，可以使用宽范围的热解条件，并且特定热解条件的选择将取决于例如所选烃进料的组成和蒸汽裂化器流出物中各种产物和共产物的相对量，例如乙烯和丙烯的相对量。例如，热解条件通常包括在辐射盘管中加热热解进料以实现约400℃或更高，例如约400℃至约1100℃的辐射盘管流出物的温度(在辐射盘管的出口处测量)、约10kpa或更高的压力(在辐射盘管出口处测量)和约0.01秒至5秒的在辐射盘管中的停留时间。在某些方面，例如其中烃进料包括原油或脱盐原油的那些方面中，热解条件可以包括以下中的一个或多个：(i)约760℃或更高，例如约760℃至约1100℃，或约790℃至约880℃的温度，(ii)约50kpa或更高，例如约60kpa至约500kpa，或约90kpa至约240kpa的压力；和/或(iii)约0.1秒至约2秒的停留时间。对于含有较轻质烃的烃进料，通常使用在约760℃至约950℃范围内的温度。规定的蒸汽裂化条件可足以通过热解将热解进料的烃分子的至少一部分转化为c
2
烯烃并将热解进料的硫的一部分转化为较小分子量的形式。
[0071]
在某些方面中，可以将管线111中的热解进料加热至≥400℃的温度，例如约425℃至约825℃的温度，并引入炉子105的辐射段107以产生可以经由管线113带离的蒸汽裂化器流出物。在一些实例中，在将气相产物引入炉子105的辐射段107之前，可以在炉子105的对流段106中加热管线111中的气相产物。在一些实例中，可以将另外的水和/或蒸汽与热解进料混合、共混、组合或以其它方式接触，然后将其引入炉子105的辐射段107以便热解(蒸汽裂化)。在一些实例中，管线111中的热解进料可以根据美国专利号6,419,885；7,993,435；9,637,694；和9,777,227；美国专利申请公开号2018/0170832；和p.c.t.专利申请公开号wo 2018/111574中公开的方法和系统加以蒸汽裂化。
[0072]
蒸汽裂化器流出物通常包括热解进料和热解产物的未转化成分。热解产物通常包括c
2
烯烃、分子氢、乙炔、芳族烃、饱和烃、c
3
二烯烃、醛、co2、蒸汽裂化器焦油和各种形式的硅。在一些实例中，可以将经由管线113的蒸汽裂化器流出物引入"第二分离阶段"125的一个或多个分离器。在其它实例中，管线113中的蒸汽裂化器流出物可以与管线127中的淬火流体混合、共混、组合或以其它方式接触，以产生管线120中的经冷却的蒸汽裂化器流出物，可以将其引入第二分离段125中。在一些实例中，管线113中的蒸汽裂化器流出物可以处于
≥300℃、≥400℃、≥500℃、≥600℃或≥700℃或≥800℃或更高的温度。在某些方面中，当最初与管线127中的淬火流体接触时，管线113中的蒸汽裂化器流出物的最高温度可以为约425℃至850℃，例如约450℃至约800℃。
[0073]
本领域技术人员将理解，与蒸汽裂化器流出物接触的淬火流体的量应足以冷却蒸汽裂化器流出物以促进在第二分离阶段125(例如初级分馏器)中分离所需产物。虽然这样做所需的淬火流体的量可以因设施而显著改变，但淬火流体与蒸汽裂化器流出物的重量比通常为约0.1至约10，例如0.5至5，例如1至4。在特定情况下，所需的重量比可以例如由许多因素中的任何一种或多种确定，例如待冷却的蒸汽裂化器流出物的量、淬火位置处的蒸汽裂化器流出物的温度、淬火流体和蒸汽裂化器流出物的组成和热力学性质(例如焓、c
p
等)、初级分馏器入口处的淬火流体-蒸汽裂化器流出物混合物(即，经冷却的蒸汽裂化器流出物)的所需温度等。例如，在某些方面中，管线120中的经冷却的蒸汽裂化器流出物可包含约5重量％至约95重量％、约25重量％至约90重量％、或约50重量％、或约80重量％的量的淬火流体，基于所述经冷却的蒸汽裂化器流出物的重量。
[0074]
如图1所示，经由管线127从第二分离阶段125带离的蒸汽裂化器淬火油可以与管线113中的蒸汽裂化器流出物接触，以产生管线120中的经冷却的蒸汽裂化器流出物。在一些实例中，代替使用蒸汽裂化器淬火油来冷却管线113中的蒸汽裂化器流出物或除了使用蒸汽裂化器淬火油来冷却管线113中的蒸汽裂化器流出物之外，还可以使用经由管线133的蒸汽裂化器瓦斯油和/或一种或多种应用流体产物。合适的应用流体产物可以包括美国专利号9,090,836；9,637,694；和9,777,227；和p.c.t.专利申请公开号wo 2018/111574中公开的那些。
[0075]
在一些实例中，可以从第二分离阶段125回收多种产物。例如，可以将经由管线129的塔顶或工艺气体、经由管线131的蒸汽裂化器石脑油、经由管线133的蒸汽裂化器瓦斯油、经由管线127的蒸汽裂化器淬火油和/或经由管线135的焦油产物从第二分离阶段125带离。在一些实例中，可以在管线129中与工艺气体分离的产物可以包括但不限于，尾气、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、粗c4烃或其任何组合。第二分离阶段125可以是或包括一个或多个分馏器、分离鼓、组合的淬火塔和初级分馏器、压缩机、污染物去除单元，例如co2和/或h2s去除单元、乙炔转化器等。
[0076]
在一些实例中，可以使用常规分离设备以从经冷却的蒸汽裂化器流出物中分离各种产物，例如蒸汽裂化器石脑油。例如，一个或多个闪蒸鼓、分离鼓、分馏器、水淬火塔、间接冷凝器等。在一些实例中，说明性分离阶段可包括例如美国专利号8,083,931中公开的那些。在其它实例中，可以根据美国专利申请公开号2014/0357923中公开的方法和系统分离可以从经冷却的蒸汽裂化器流出物(例如蒸汽裂化器石脑油)中分离的产物。
[0077]
在一些实例中，可以将经由管线131的蒸汽裂化器石脑油的至少一部分和经由管线132的分子氢引入一个或多个加氢处理单元155中以经由管线163产生经加氢处理的蒸汽裂化器石脑油。蒸汽裂化器石脑油可以在分子氢和一种或多种催化剂(例如催化剂床160)存在下在足以产生可以经由管线163带离的经加氢处理的蒸汽裂化器石脑油的加氢处理条件下加以加氢处理。将蒸汽裂化器石脑油加氢处理可以将蒸汽裂化器石脑油中的一种或多种二烯烃转化为单烯烃，将蒸汽裂化器石脑油中的一种或多种烯烃转化为烷属烃，将蒸汽裂化器石脑油中的一种或多种硫化合物转化为硫化氢，和/或产生二聚物。
[0078]
可以将从第二分离器125回收的蒸汽裂化器石脑油经由管线131引入加氢处理器155中。或者或另外，蒸汽裂化器石脑油可以在引入加氢处理器155之前进行处理。例如，蒸汽裂化器石脑油可包括水、蒸汽和/或轻质烃，例如c4烃。因此，可以将管线131中的蒸汽裂化器石脑油引入一个或多个分离阶段。在一些实例中，可以将经由管线131的蒸汽裂化器石脑油引入第三分离阶段的一个或多个分离器中，所述第三分离阶段配置用来除去其中包含的任何水的至少一部分以产生可以引入蒸汽裂化器石脑油加氢处理器155中的贫水蒸汽裂化器石脑油。在其它实例中，可以将贫水蒸汽裂化器石脑油引入第四分离阶段的一个或多个分离器中以分离可以包含在其中的任何c4和更轻质烃的至少一部分。因此，在一些实例中，经由管线131引入蒸汽裂化器加氢处理器155的蒸汽裂化器石脑油可以直接从第二分离阶段125引入，或者可以经历一次或多次另外的分离或其它处理以产生可以引入蒸汽裂化器加氢处理器155中的蒸汽裂化器石脑油。
[0079]
在一些实例中，管线131中的蒸汽裂化器石脑油可以分成或以其它方式分配成多个部分，例如具有基本相同组成的第一蒸汽裂化器石脑油和第二蒸汽裂化器石脑油。可以使第一蒸汽裂化器石脑油经受加氢处理条件以产生经加氢处理的蒸汽裂化器石脑油。可以将第二蒸汽裂化器石脑油再循环到第二分离阶段125，例如作为回流。将蒸汽裂化器石脑油分离成两个或更多个部分、从蒸汽裂化器石脑油中分离水、从蒸汽裂化器石脑油中分离c4烃和/或它们的其它处理的选项可以包括美国专利申请公开号2016/0376511中公开的那些。
[0080]
催化剂床160可以是或包括能够加氢处理蒸汽裂化器石脑油的任何催化剂。例如，催化剂可以是或包括但不限于，选自元素周期表第7-10族的一种或多种元素和非必要地，选自元素周期表第4-6族的一种或多种元素。在一些实例中，催化剂可包含≥1重量％的pt、pd、ni、co、mo和w中的一种或多种，基于所述催化剂的重量。在一些实例中，催化剂可以包括一种或多种耐火氧化物，例如二氧化硅和/或氧化铝作为粘结剂或载体材料。可以使用常规蒸汽裂化器石脑油催化剂，但是这里所公开的方法和系统不限于此。
[0081]
加氢处理器155中的蒸汽裂化器石脑油加氢处理条件可包括约40℃、约75℃或约100℃至约200℃、约300℃或约375℃的温度。加氢处理器155中的蒸汽裂化器石脑油加氢处理条件可以在约600kpa、约1,000kpa或约1,500kpa至约2,000kpa、约2,750kpa或约4,000kpa的绝对压力下进行。加氢处理器155中的蒸汽裂化器石脑油加氢处理条件可以在约1h-1
、约3h-1
或约5h-1
至约8h-1
、约12h-1
或约15h-1
的重时空速(whsv)下进行。在一些实例中，加氢处理器155中的蒸汽裂化器石脑油加氢处理条件包括约40℃至约370℃的温度、约600kpa至约4,000kpa的绝对压力和约1h-1
至约15h-1
的催化剂重时空速(whsv)。可用于加氢处理蒸汽裂化器石脑油的说明性加氢处理器及其操作方法可包括美国专利号8,894,844；和美国专利申请号：2007/0170098；和2016/0376511中公开的那些。
[0082]
图2描绘了根据一个或多个实施方案的另一个说明性系统200的示意图，所述系统用于蒸汽裂化管线101中的烃进料，经由管线131从中分离包含蒸汽裂化器石脑油的产物，和将管线131中的蒸汽裂化器石脑油加氢处理至少长达预定时期。系统200可以类似于系统100。如图所示，系统200可以包括第三分离阶段205的一个或多个分离器，其可以在将经冷却的蒸汽裂化器流出物引入"第二分离阶段"225的一个或多个分离器之前，经由管线135将焦油产物与管线120中的经冷却的蒸汽裂化器流出物分离。更具体地，可以将经由管线120
的经冷却的蒸汽裂化器流出物引入第三分离阶段205中，并且可以将经由管线207的塔顶馏出物和经由管线209的焦油产物从其中带离。可以将经由管线207的塔顶馏出物引入第二分离阶段225，并且可以将经由管线129的工艺气体、经由管线131的蒸汽裂化器石脑油、经由管线133的蒸汽裂化器瓦斯油和经由管线227的蒸汽裂化器淬火油从其中带离，如上文参照图1所讨论和描述的那样。在一些实例中，管线207中的塔顶馏出物可以通过将所述塔顶馏出物与经由管线228的蒸汽裂化器淬火油混合、共混、组合或以其它方式接触来进一步冷却。在其它实例中，除了或代替接触管线207中的塔顶馏出物，可以使经由管线228的蒸汽裂化器淬火油、经由管线133的蒸汽裂化器瓦斯油、经由管线131的蒸汽裂化器石脑油的一部分和/或一种或多种应用流体与管线207中的塔顶馏出物接触以进一步冷却所述塔顶馏出物。
[0083]
系统200还可以包括加氢处理单元229，其可以包括两个或更多个加氢处理器(示出了两个，230、240)。可以将经由管线131的蒸汽裂化器石脑油和经由管线132的分子氢引入第一加氢处理器230中。蒸汽裂化器石脑油可以在分子氢和第一催化剂(例如第一催化剂床235)存在下加氢处理，以产生可以经由管线237带离的中间或经预处理蒸汽裂化器石脑油。在一些实例中，第一加氢处理器230可在相对于加氢脱硫有利于二烯氢化成单烯烃的条件下操作。可以将经由管线237的经预处理蒸汽裂化器石脑油和经由管线238的分子氢引入第二加氢处理器240中。在一些实例中，除了经由管线238引入分子氢之外或代替经由管线238引入分子氢，分子氢可以与经由管线237的经预处理蒸汽裂化器石脑油一起从第一加氢处理器230级联到第二加氢处理器240中。经预处理蒸汽裂化器石脑油可以在分子氢和第二催化剂(例如第二催化剂床245)存在下加氢处理，以产生可以经由管线247带离的经加氢处理的蒸汽裂化器石脑油。在一些实施例中，第二加氢处理器240可在与二烯氢化成单烯烃相比有利于从第一加氢处理器230回收的氢化产物脱硫的条件下操作。
[0084]
可以在第一加氢处理器230中在第一加氢处理条件下加氢处理蒸汽裂化器石脑油，并可以在第二加氢处理器240中在第二加氢处理条件下加氢处理经预处理蒸汽裂化器石脑油。所述第一加氢处理条件可以与第二加氢处理条件相同或不同。
[0085]
在一些实例中，第一加氢处理器230中的第一加氢处理条件可包括约40℃、约75℃或约100℃至约200℃、约300℃或约375℃的温度。第一加氢处理器230中的第一加氢处理条件可在约600kpa、约1,000kpa或约1,500kpa至约2,000kpa、约2,750kpa或约4,000kpa的绝对压力下进行。第一加氢处理器230中的第一加氢处理条件可以在约1h-1
、约3h-1
或约5h-1
至约8h-1
、约12h-1
或约15h-1
的重时空速(whsv)下进行。
[0086]
在一些实例中，第二加氢处理器240中的第二加氢处理条件可包括约40℃、约75℃或约100℃至约200℃、约300℃或约375℃的温度。第一加氢处理器230中的第一加氢处理条件可在约600kpa、约1,000kpa或约1,500kpa至约2,000kpa、约2,750kpa或约4,000kpa的绝对压力下进行。第一加氢处理器230中的第一加氢处理条件可以在约1h-1
、约3h-1
或约5h-1
至约8h-1
、约12h-1
或约15h-1
的重时空速(whsv)下进行。
[0087]
所述第一加氢处理条件可以与第二加氢处理条件相同或不同。在一些实例中，相对于蒸汽裂化器石脑油的脱硫，第一加氢操作条件可足以促进二烯氢化成单烯烃，并且相对于二烯的氢化，第二阶段加氢处理条件可足以促进经预处理蒸汽裂化器石脑油的脱硫。在其它实例中，相对于蒸汽裂化器石脑油中的二烯的氢化，第一加氢处理条件可足以促进
蒸汽裂化器石脑油的脱硫，并且相对于经预处理蒸汽裂化器石脑油的脱硫，第二阶段加氢处理条件可足以促进经预处理蒸汽裂化器石脑油中的二烯的氢化。在一些实例中，第一加氢处理器230内的温度可低于第二加氢处理器240内的温度。应当理解，氢化和脱硫可以在第一加氢处理器和第二加氢处理器中进行。在一些实例中，第一加氢处理器和/或第二加氢处理器的合适的加氢处理器和/或加氢处理条件可包括美国专利号5,807,477；5,679,241；5,851,383；8,163,167；8,894,844；和美国专利申请号：2007/0170098；和2016/0376511中公开的那些。
[0088]
第一加氢处理器230和第二加氢处理器240可以包括任何类型的加氢处理器。可以使用常规加氢处理器，但本发明不限于此。在一些实例中，第一加氢处理器230和第二加氢处理器240可以是或包括固定床反应器，例如下流式固定床反应器、膨胀床反应器(expanded bed reactor)、反应性蒸馏塔和/或其它类型的加氢处理器。
[0089]
在蒸汽裂化系统100和200中蒸汽裂化管线101中的烃进料之前，可以计算或以其它方式测定需要布置在加氢处理单元155、229内以允许蒸汽裂化系统100和200运行预定时期的催化剂的量。如上所述，已经令人惊讶和出乎意料地发现，如果管线101中的烃进料包含硅材料，则硅材料可使布置在加氢处理单元155、229内的催化剂(例如催化剂床160、235、245)在硅材料使另一处理单元无效之前不充分有效。因此，需要布置在催化剂床160、235、245内以允许加氢处理单元155、229运行至少长达预定时期的催化剂的量可以至少部分地基于管线101中的烃进料中的硅材料的量来确定。在蒸汽裂化管线101中的烃进料之前，可以在催化剂床160、235、245中布置足够量的催化剂，以使加氢处理单元155、229能够加氢处理蒸汽裂化器石脑油至少长达在催化剂变得不够有效并且需要关闭蒸汽裂化系统100、200以再生和/或更换它们之前的预定时期。
[0090]
本发明的其它方面
[0091]
在其它方面中，本发明涉及进行预定时期的烃提质的方法、系统和装置。烃提质可以包括用于从一种或多种指定的烃进料产生工艺流出物的各种工艺，例如热转化工艺如热解(包括例如蒸汽裂化)、催化转化工艺等。这些和其它方面可以包括测量硅的第一量(在烃进料中以所有硅形式存在的硅的总质量)。硅的第二量可以由硅的第一量确定，其中硅的第二量等于从工艺流出物分离的石脑油沸程料流中以所有硅形式存在的硅的总质量。硅的第二量由第一量的硅和非必要地由烃提质中使用的条件(例如单元配置和/或工艺条件)预先确定。可以将足够量的一种或多种催化剂引入到加氢处理单元中，以使加氢处理单元加氢处理石脑油沸程料流至少长达预定时期，而不需要由于石脑油沸程料流中以各种形式存在的硅引起的失活而更换或再活化一种或多种催化剂。在这些和其它方面中，石脑油沸程料流可具有约30℉(1.1℃)至约500℉(260℃)的初始沸点，例如约40℉(4.4℃)至约450℉(232℃)，或约混合c5烃的沸点至430℉(221℃)的常压沸点范围。
[0092]
本发明还涉及进行所述热解、蒸汽裂化、烃提质和分离中的任何一种的全部或部分的系统、方法和装置。例如，烃进料的提质或预定时期可以包括蒸汽裂化器、第一分离器、第二分离器和加氢处理单元。蒸汽裂化器可以配置用来组合并间接加热(以任何顺序)包含水和/或蒸汽和一种或多种所示烃进料的含水组合物以产生蒸汽裂化进料。可以例如在一个或多个第一分离器中，例如在一个或多个气-液分离器(例如一个或多个闪蒸鼓)中，将包含蒸汽裂化进料的至少蒸气部分的热解进料与蒸汽裂化进料分离。热解进料可以在蒸汽裂
化炉中的一个或多个辐射盘管中热解以产生蒸汽裂化器流出物。第二分离器可以配置用来从蒸汽裂化器流出物中分离蒸汽裂化器石脑油和可以包含乙烯和丙烯的工艺气体。加氢处理单元可以包括布置在其中的一种或多种催化剂。加氢处理单元可以配置用来在一种或多种催化剂和分子氢的存在下加氢处理蒸汽裂化器石脑油至少长达预定时期，而不需要由于蒸汽裂化器石脑油中存在的一种或多种形式的硅引起的催化剂失活而更换或再活化一种或多种催化剂。在一些实例中，加氢处理单元中的一种或多种催化剂的量可以根据方法测定。例如，可以测量烃进料中硅材料的第一量(和/或各种形式的硅的量)。所述硅的第一量可用于测定蒸汽裂化器石脑油中硅(和/或硅材料)的第二量。应该布置在加氢处理单元中的一种或多种催化剂的量可以至少部分地基于所述硅的第二量来确定。通过利用工艺配置和工艺条件，例如通过在第一和/或第二分离器中设置预定的分馏点，可以实现在确定硅的第二量方面的准确度提高。
[0093]
在这些及其它方面中，烃可以是或包括但不限于，石脑油、瓦斯油、真空瓦斯油、蜡质渣油、常压渣油、原油或其混合物。将烃进料在蒸汽裂化条件下蒸汽裂化以产生蒸汽裂化器流出物。从蒸汽裂化器流出物中分离蒸汽裂化器石脑油，其中蒸汽裂化器石脑油具有等于蒸汽裂化器石脑油中以所有硅形式存在的硅的总质量的第二量的硅。蒸汽裂化器石脑油中存在的硅形式可包括：≤1重量％的c
5-c6硅酮、约10重量％至约50重量％的c
7-c9硅酮和约60重量％至约90重量％的c
10
硅酮，其中重量百分率基于蒸汽裂化器石脑油中存在的所有硅形式的总重量。蒸汽裂化器石脑油可以在第一加氢处理单元中加氢处理至少长达预定时期，以产生经预处理蒸汽裂化器石脑油。所述经预处理蒸汽裂化器石脑油可以在第二加氢处理单元中加氢处理至少长达预定时期，以产生经加氢处理的蒸汽裂化器石脑油。
[0094]
可以将足够量的一种或多种第一催化剂引入到第一加氢处理单元中，以允许第一加氢处理单元加氢处理待从蒸汽裂化器流出物中分离的蒸汽裂化器石脑油至少长达预定时期，而不需要由于蒸汽裂化器石脑油中以一种或多种形式存在的硅引起的催化剂失活而更换或再活化一种或多种第一催化剂。可以将足够量的一种或多种第二催化剂引入到第二加氢处理单元中，以允许第二加氢处理单元加氢处理待从第一加氢处理单元回收的经预处理蒸汽裂化器石脑油至少长达预定时期，而不需要由于经预处理蒸汽裂化器石脑油中以一种或多种形式存在的硅引起的催化剂失活而更换或再活化一种或多种第二催化剂。
[0095]
已经使用一组数值上限和一组数值下限描述了某些实施方案和特征。不言而喻的是，从任何下限到任何上限的范围应被考虑，除非另有说明。某些下限、上限和范围出现在下面一个或多个权利要求中。所有数值是"大约"或"大致"指示值，并且考虑本领域中普通技术人员将预计的实验误差和偏差。
[0096]
上面已经定义了各种术语。如果权利要求中使用的术语没有在上面限定，则应该为它赋予最宽的定义，因为相关领域人员已经知道该术语反映在至少一篇印刷的出版物或发布的专利中。另外，本技术中引用的所有专利、试验程序和其它文献在此公开物与本发明一致并且针对允许这种引入的所有权限的程度上充分引入供参考。
[0097]
虽然上述内容涉及本发明的实施方案，但是可以在不脱离本发明基本范围的情况下设计本发明的其它和另外的实施方案，并且本发明的范围由随后的权利要求确定。