使用包括可切换的底部区的装置的用于分馏烃进料的方法

摘要

本发明涉及分馏烃进料的方法，其使用至少一个配备有分离器内部构件的分馏区和至少两个可以连接到分馏区底部的可切换的底部区，以使得这些底部区的至少第一个与所述分馏区交替地运行一段最多等于堵塞期的时间，以使得当这些底部区的至少第一个被堵塞时或在其被堵塞前，其与分馏区断开连接以进行清洁而所述进料分馏方法使用这些底部区的至少另一个继续进行。

说明书

发明领域

本发明涉及分馏烃进料的领域，更确切地说是涉及烃进料的蒸馏。

试图减少在通常位于转化单元下游的分馏设备中与沉淀物、焦炭以及胶类沉积物相关的问题，是本领域技术人员已知的。这样的尝试通常采取使用各种化学和机械工具的形式。然而，这一设备中的沉淀物、焦炭和/或胶的沉积仍是大多数精炼过程中的主要问题。这些现象通常与待处理的进料中能够产生沉积物的化学实体的存在相关，该沉积物可能是沉淀物、焦炭和/或胶在分馏所述进料的装置上的沉积物。这些进料通常是包含烯烃类馏分、沥青和/或含硫和金属杂质或任何能够产生沉淀物的沉积物或造成焦炭和/或胶在分馏装置上的形成的其它化学实体。

蒸馏烃进料的设备通常具有由使用单个蒸馏单元组成的基础构造。然而已知某些烃进料（例如原油进料或获自转化过程的进料的流出物）富含杂质、沉淀物和/或沥青。随着在分馏装置中分离所关注馏分的循环进行，沉淀物、焦炭和/或胶的沉积物在塔的内部构件（这些内部构件可能是板和/或结构化或非结构化填料）、装置边缘和/或加热装置（例如塔底重沸器）上形成，由此改变塔的通量以及来自加热系统的热传递。这导致塔的分离效率损失并迫使增加用于分离各种相关的馏分所需的热量供应，直至装置底部因完全堵塞而终止和/或分离效率的损失过高。此外，重沸器温度的增加造成沉淀物、焦炭和/或胶的更快形成。结果是，随后必须停止整个装置以及完全停止其上下游的工业过程以对其进行清洁。这些停工通常以每3至6个月约1.5个月或更高的频率发生，并对分馏过程或甚至对整个工业过程的可运行性具有害影响。

因此，仍需要改进用于分馏烃进料的装置的可运行性，即限制或实际上避免分馏设备中的停工。

本发明的一个目的是扩展分馏烃进料的方法的可运行性。

为此，申请人已研发了用于分馏烃进料的方法，其使用至少一个配备有分离器内部构件的分馏区和至少两个可连接到所述分馏区底部的可切换的底部区，以使得这些底部区的至少第一个与所述分馏区交替地运行一段最多等于堵塞期的时间，以使得当这些底部区的至少第一个被堵塞时或在其被堵塞前，其与所述分馏区断开连接以进行清洁而所述进料分馏方法使用这些底部区的至少另一个继续进行。

这一类型的方法具有能够连续运行而不需要停止以清洁底部区的优点。这导致相比于现有技术的已知分馏方法而言生产率和分离效率的显著提高。

附图简述

图1和2描述了通过包括一个分馏区和两个以并联方式设置的底部区的装置实施且以循环和相继方式运行的所述方法的一个实施方案。

图3至6描述了通过包括一个分馏区和两个以串联方式设置的底部区的装置实施且以循环和相继方式运行的的所述方法的一个实施方案。

发明描述

本发明涉及用于分馏烃进料的方法，其使用至少一个配备有分离器内部构件的分馏区和至少两个可连接到所述分馏区底部的可切换的底部区，以使得这些底部区的至少第一个与所述分馏区交替地运行一段最多等于堵塞期的时间，以使得当这些底部区的至少第一个被堵塞时或在其被堵塞前，其与所述分馏区断开连接以进行清洁而所述进料分馏方法使用这些底部区的至少另一个继续进行。

根据本发明，术语“分馏区”旨在表示本领域技术人员已知的利用待分离的进料的馏分的挥发性和分子量方面的差异的任何分离工具。

有利地，根据本发明的分馏区包括至少一个配备有分离器内部构件例如板和/或结构化或非结构化填料的任何类型的蒸馏塔或本领域技术人员已知的任何其它装置。

有利地，在分馏区底部的理论板的温度低于在待处理的进料中形成沉淀物、焦炭和/或胶的温度。这一类型的限制防止在分馏区底部形成沉淀物、焦炭和/或胶。这一温度可根据待处理的进料而改变并可由本领域技术人员使用已知的方法确定，其非详尽的实例是：焦化进料的康氏碳含量（ASTM D189/D482）、具有与烯烃和/或二烯烃相关的成胶可能性的进料的马来酸酐值（UOP326 – 08）和溴指数（ASTM D1159）、导致形成沉淀物的不稳定进料的IP375和IP390。

优选地，所述分馏区包括至少一个蒸馏塔。

该分馏区可用于分离，例如：

• 可能含有化合物，如H₂、H₂S、NH₃、甲烷、乙烷、乙烯的气态馏分以及液化石油气，

• 沸点为20℃至150℃的汽油切取馏分，

• 沸点为150℃至375℃的瓦斯油切取馏分，

• 沸点为220℃至375℃的重瓦斯油。

根据本发明的底部区有利地对应于多个可切换的底部区，其能够接收来自进料的具有高于在分馏区底部的理论板温度的沸点的底部馏分。术语“底部馏分”是指在分馏区底端（foot）的任何馏分”。有利地，进料的底部馏分的沸点在对应于大气压的压力条件下至少超过40℃，优选超过150℃，更优选超过220℃，还更优选超过300℃。

根据本发明的可切换的底部区以循环方式使用并有利地借助于配备有阀的导管连接到分馏区底部，以使得这些底部区的第一个与所述分馏区交替地运行一段最多等于堵塞期的时间，以使得当这些底部区的至少第一个被堵塞时，其与所述分馏区断开连接以进行清洁而所述进料分馏方法使用这些底部区的至少另一个继续进行。这些底部区还优选借助于配备有阀的导管连接在一起。

在通过使底部区与分馏区和/或其它底部区断开连接而使其不运行之前，操作者不需要等到底部区被完全堵塞。堵塞期可对应于操作者所选的时间。

根据本发明的底部区有利地配备有分离器内部构件，例如板或者结构化或非结构化填料，其对于本领域技术人员而言已知用于确保通过与液体和蒸气馏分接触而分离化合物。

在应被称作“并联实施方案”的本发明的第一实施方案中，底部区相对于彼此以并联方式设置。在这一实施方案中，这些底部区的至少第一个连接到分馏区底部，以使得能够与所述分馏区以循环和相继的方式运行一段最多等于其堵塞期的时间，以使得在这些底部区的至少一个被堵塞前，其断开连接以进行清洁而所述进料分馏方法使用至少另一个底部区继续进行。

在应被称作“串联实施方案”的本发明的第二实施方案中，可切换的底部区以串联方式设置和连接。在这一实施方案中，这些底部区以串联方式连接在一起，并且至少第一个底部区连接到所述分馏区底部，以使得能够根据运行规程以循环和相继的方式运行一段最多等于与所述分馏区相距最远的底部区的堵塞期的时间，在所述运行规程中，当与所述分馏区相距最远的底部区被堵塞时或在其被堵塞之前，其断开连接以进行清洁而所述进料分馏方法使用在所述底部区之前的另外一个或多个底部区继续进行，并且当完成所述底部区的清洁时，使其运行且直接连接到所述串联的顶端，在每次与所述分馏区相距最远的底部区被堵塞时或在其被堵塞前重复所述运行规程。这些底部区连接（链接）在一起，优选经由配备有阀且能够将底部馏分从一个底部区输送到另一个底部区的导管连接（链接）在一起。

这一类型的实施方案具有下列优点：

• 相比于被称作“并联实施方案”的实施方案而言，对于恒定数目的理论分离板，能够减小可切换的底部区的尺寸，由此显著减少投资成本，

• 或者，相对于被称作“并联实施方案”的实施方案而言，增加理论分离板的数目以得益于更高的分离效率，条件是更多的理论分离板可用。这带来在实施各种相关的切取馏分和馏分的分离中消耗的能量的节省。

所述串联实施方案可用于优化底部区的使用，因为除了清洁与所述分馏区相距最远的底部区的时间段之外，所有底部区以串联方式使用，由此意味着可以使用所有的理论分离板，而并非那些如在“并联”实施方案中的单个底部区。这一实施方案还可以用于根据需要交替地运行按照“并联”实施方案的底部区。

在这一串联实施方案中，一旦被清洁，使与所述分馏区相距最远的底部区运行并直接连接到该串联的顶端，有利地连接到所述分馏区的底部和连接到先前连接到所述分馏区底部的第一底部区的顶端。提到的“串联的顶端”假设存在本领域技术人员已知的导管和阀的系统，以使得所述最远的底部区可以连接到所述分馏区和连接到其它底部区，特别是连接到先前连接到所述分馏区底部的第一底部区。

当底部馏分经过底部区时，它们有利地经受使用气体流的汽提。该气体流作为逆流注入底部区中，以使得向分馏区夹带轻质馏分。这些气体流实际上可用于回收夹带在底部馏分中、尚未在分馏区中分离的轻质馏分并将它们送回分馏区。

该气体流可为在注入底部区的位点处的温度和压力条件下汽化的任何化学切取馏分。

根据本发明的气体流有利地选自水蒸气、氢气、氮气或获自分馏区底部重沸的气体流。

根据本发明有利地，当底部区以串联方式设置时，即当根据本发明的方法按照被称作“串联实施方案”的实施方案进行时，气体流作为逆流注入与所述分馏区相距最远的底部区中，然后所得气体流随后送至另外的底部区，然后再返回至分馏区。

进料

用于根据本发明的方法的进料可获自已知为常规原油（API度> 20°）、重质原油（API度为10至20°）或超重原油（extra heavy）（API度< 10°）的那些。根据本发明的进料的密度有利地大于0.6，优选大于0.85，更优选大于0.88。

用于根据本发明的方法的进料有利地选自原油进料或获自原油蒸馏和/或精炼过程的进料流出物或获自煤的直接液化的进料（H-Coal^TM）或获自单独或作为与煤的混合物的木质纤维素生物质的直接液化的进料。它们可以特别地选自获自使用或不使用氢气的热转化或催化转化过程、常压渣油、减压渣油、脱沥青油、柏油、与芳族馏出物混合的沥青、煤氢化物（coal>

所述转化过程可以是沸腾床加氢转化过程、流化催化裂化单元、固定床加氢处理单元、焦化装置、延迟焦化装置或减粘裂化和加氢减粘裂化单元。

根据本发明的进料优选地包含沥青质以及含硫和金属杂质，并可具有大于20℃，优选大于180℃，更优选大于200℃，还更优选大于250℃的沸点。

通过根据本发明的方法处理的进料可具有大于10 ppm（份每百万份，表述为相对于进料质量的金属质量），优选大于20 ppm，更优选大于50 ppm的金属含量。

有利地，根据本发明的分馏方法使用如下进料来实施：其C7沥青质含量大于0.5%m/m（表述为相对于进料质量的C7沥青质质量的百分比，根据NF T60-115方法测量），优选大于2% m/m，更优选大于5% m/m；

• 和/或其康氏残碳（也称为CCR）大于2% m/m（表述为相对于进料质量的CCR质量的百分比），优选大于5% m/m，更优选大于10% m/m。

根据本发明的进料可以是获自热裂化过程的进料流出物，特别是获自催化裂化、流化催化裂化（FCC）、焦化过程、减粘裂化过程、或热解过程的汽油。这些进料包含不饱和物类，例如单烯烃和二烯烃，其为胶前体并具有使分馏设备结垢的高风险。

附图详述

本发明的方法的若干实施方案图解在图1至6中用于更好地理解。这些实施方案通过实例的方式给出且不具有限制性质。本发明的方法的这些图解不包括为了实施该方法而必需的所有组件的详情。仅仅将为了理解本发明而必需的要素展示在其中；本领域技术人员将能够完成该图以准备和实施本发明。

并联实施方案

图1和2描述了使用包括一个分馏区和两个底部区的装置实施的所述方法的一个实施方案。在这一实施方案中，底部区以并联方式设置并以循环和相继的方式运行。

图1描述了这一实施方案的运行模式（2a + 2b），其中所述分馏区和所述两个底部区以并联方式运行。

进料经由导管1送至分馏区2a并在其中根据其沸点分馏成为若干相关的馏分（由箭头A、B、C和D表示）。这些馏分通常是如下馏分：如气态馏分、汽油切取馏分、瓦斯油切取馏分或重瓦斯油切取馏分。经由导管2从分馏区2a底部离开的底部馏分经由配备有打开的阀3的导管4送至底部区2b。在经过底部区2b后，获自底部区2b的底部馏分经由配备有打开的阀9的导管5，接着经由导管10直接传送用于经由导管15排出。在该方法的实施方案的运行模式1（2a + 2b）中，区2c有利地不连接到分馏区的底部。

在经过底部区2b的过程中，底部馏分有利地经受借助于作为相对于底部馏分的逆流注入所述底部区2b中的气体流的汽提。作为逆流注入底部区2b中的气体流产生载有轻质馏分的气体流，其经由导管11和配备有打开的阀12的导管14返回至分馏区。

在至少等于底部区2b的堵塞期的一段时间后，将底部区2b与区2a断开连接。通过关闭阀3、9和12，将其与该装置的剩余部分隔离以进行清洁（图2）。在这一时间段过程中，该方法的装置根据该方法的实施方案的运行模式2（2a + 2c）继续运行（图2）。

图2具有与图1相同的命名。因为底部区2b已经断开连接，经由导管2离开分馏区2a底部的底部馏分借助于配备有打开的阀3’的导管4’送至底部区2c。在经过底部区2c后，获自底部区2c的底部馏分经由配备有打开的阀9’的导管8，接着经由导管10’直接传送用于经由导管15排出。在清洁底部区2b的过程中，有利地停止将气体流注入所述区中。

在进入底部区2c的过程中，底部馏分有利地经受借助于作为相对于底部馏分的逆流注入所述底部区2c中的气体流的汽提。作为逆流注入底部区2c中的气体流产生载有轻质馏分的气体流，其经由导管11’和配备有打开的阀12’的导管14’返回至分馏区。

当完成底部区2b的清洁时，使底部区2b运行并直接连接到分馏区2a的底部，以再次根据参照图1的上述方法实施方案的运行模式1（2a + 2b）来运行，然后在每次运行的底部区被堵塞时或在其被堵塞前重复该运行规程。在该方法实施方案的运行模式1（2a + 2b）的过程中，区2c有利地与分馏区底部断开连接并进行清洁。

在这个描述于图1和2中的第一运行实施方案中，显示呈并联方式的两个底部区。然而，本发明并不排除运行以并联方式设置的多个底部区。

串联实施方案

图3至6描述了使用包括一个分馏区和两个底部区的装置实施的所述方法的一个实施方案。在这一实施方案中，底部区以串联方式设置和连接并以循环和相继的方式运行。

图3描述了该方法的实施方案的运行模式1，其中所述分馏区和所述两个底部区根据运行模式：2a + 2b + 2c以串联方式运行。

进料经由导管1送至分馏区2a，在其中根据其沸点分馏成为若干相关的轻质馏分（由箭头A、B、C和D表示）。这些馏分通常是如下馏分：如气态馏分、汽油切取馏分、瓦斯油切取馏分或重瓦斯油切取馏分。经由导管2从分馏区2a底部离开的底部馏分借助于配备有打开的阀3的导管4送至底部区2b。在经过底部区2b后，所述底部馏分借助于配备有打开的阀6的导管7和导管4’送入底部区2c中。获自底部区2c的底部馏分随后经由配备有打开的阀9’的导管8，接着经由导管10’传送用于经由导管15排出。

在通过底部区2b和2c中的过程中，底部馏分有利地经受借助于作为相对于底部馏分的逆流注入所述底部区中的气体流的汽提。有利地，所述气体流仅作为逆流注入底部区2c中，以使得产生载有轻质馏分的气体流，其经由导管11’和配备有打开的阀16’的导管13’向底部区2b传送。在底部区2b中，所述气体流夹带更多的轻质馏分并随后经由导管11和配备有打开的阀12的导管14返回至分馏区。

在最多等于底部区2c的堵塞期的一段时间后，使底部区2c断开连接。通过关闭阀6、9’和16’，将后者与该装置的剩余部分隔离以进行清洁。在这一时间段过程中，该方法的装置根据该方法实施方案的运行模式2（2a + 2b）继续运行（图4）。

图4具有与图3相同的命名。因为底部区2c已经断开连接，获自底部区2b的底部馏分经由配备有打开的阀9的导管5，接着经由导管10直接传送用于经由导管15排出。在清洁底部区2c的过程中，有利地停止将气体流注入所述区中。

当完成底部区2c的清洁时，使底部区2c运行并直接连接到分馏区2a的底部，以根据该方法实施方案的运行模式3（2a + 2c + 2b）运行（图5）。

在图5中，经由导管2离开分馏区2a底部的底部馏分经由配备有打开的阀3’的导管4’送至底部区2c。在经过底部区2c后，所述底部馏分经由配备有打开的阀6’的导管7’和导管4送入底部区2b中。获自底部区2b的底部馏分随后经由配备有打开的阀9的导管5和相继经由导管10传送用于经由导管15排出。

在经过底部区2c和2b的过程中，底部馏分有利地经受借助于作为相对于底部馏分的逆流注入所述底部区中的气体流的汽提。有利地，所述气体流仅作为逆流注入底部区2b中，以使得产生载有轻质馏分的气体流，其经由导管11和配备有打开的阀16的导管13送至底部区2c。在底部区2c中，所述气体流夹带更多的轻质馏分并经由导管11’和配备有打开的阀12’的导管14’送至分馏区。

在最多等于底部区2b的堵塞期的一段时间后，使后者断开连接。通过关闭阀6’、9和16，将其与该装置的剩余部分隔离以进行清洁。在这一时间段过程中，该方法的装置根据该方法的实施方案的运行模式4（2a + 2c）继续运行（图6）。

图6具有与图5相同的命名。因为底部区2b断开连接，获自底部区2c的底部馏分经由配备有打开的阀9’的导管8，接着经由导管10’直接传送用于经由导管15排出。在清洁底部区2b的过程中，有利地停止将气体流注入所述区中。

当完成底部区2b的清洁时，使底部区2b运行并直接连接到分馏区2a的底部，以再次根据如上图3中所述的该方法的实施方案的运行模式1（2a + 2b + 2c）运行，然后在每次与所述分馏区相距最远的底部区被堵塞时重复该运行规程。

在这一实施方案中，还可以运行以串联方式连接的多个底部区。

实施例

将获自减压渣油（RSV）的沸腾床加氢转化（RHCK EB）的方法的进料送至常压蒸馏塔（ADU）用于分馏。

经处理的进料的主要特性总结在下表1中。

表 1：进料的特性

进料D15/4^a0.9237V100^b（mm²/s）8S（重量%）0.47N（重量ppm）4036Ni + V（重量ppm）14

^{a>D15/4是指进料的密度（进料在15℃下的密度除以水在4℃下的密度）。b>V100表示在100℃下的粘度。S、N、Ni和V分别是指硫、氮、镍和钒。}

常压蒸馏塔（ADU）在12个月后堵塞，必须停止以清洁1.5个月的时间。通常，使用常规常压蒸馏塔（ADU）运行的常规单元以如下方式运行：89%的时间在常压蒸馏塔（ADU）运转的情况下，11%的时间在常压蒸馏塔（ADU）停止的情况下（用于清洁）。

进料的分馏根据按照本发明的方法的两个实施方案（“并联”实施方案和“串联”实施方案）和根据现有技术的对比常规实施方案进行。

“并联”实施方案（根据本发明）

所用装置包括与两个可切换的底部区连接的蒸馏塔。该装置连续地运行。这两个可切换的底部区以并联方式设置。这些底部区的至少第一个连接到蒸馏塔的底部，以使得能够与所述蒸馏塔以循环和相继的方式运行一段最多等于其堵塞期的时间，以使得在第一底部区被堵塞前，使其断开连接以进行清洁而该进料分馏方法使用第二个底部区继续进行。

该分离装置（蒸馏塔 + 底部区）的板的数目等于20。

“串联”实施方案（根据本发明）

所用装置包括与两个可切换的底部区连接的蒸馏塔，这两个可切换的底部区经由配备有阀的导管以串联方式连接。该装置连续地运行。

将至少一个第一底部区连接到蒸馏塔的底部，以使得能够根据运行规程以循环和相继的方式运行一段最多等于与所述蒸馏塔相距最远的底部区的堵塞期的时间，以使得当与蒸馏塔相距最远的底部区被堵塞时或在其被堵塞之前，使其断开连接以进行清洁，而所述进料分馏方法仅使用第一底部区继续进行。当完成所述底部区的清洁时，使其运行且直接作为串联的顶端连接到蒸馏塔的底部且作为所述第一底部区的顶端，所述第一底部区由此成为与蒸馏塔相距最远的底部区；在每次与蒸馏塔相距最远的底部区被堵塞时或在其被堵塞前重复所述运行规程。

该分离装置（蒸馏塔 + 底部区）的板的数目等于20。

常规实施方案（并非根据本发明）

所用装置包括仅仅一个传统常压蒸馏塔。定期地清洁该塔，这涉及将其停止并停止上游的加氢转化单元。表2提供了这三种分离之间的对比要素。

表 2：两个根据本发明的实施方案与常规情况之间的经济结果的对比

“并联”实施方案“串联”实施方案常规实施方案整体塔底温度（℃）360360360理论板的数目202020顶部压力（bar，绝压）2.32.32.3经一年运行中的ADU（时间）（%）10010089经一年停止的ADU（时间）（%）0011ISBL^a投资（M$）基数0 + 1.4基数0 + 1.1基数0净现值^b（M$）基数1 + 280基数1 + 282基数1内部收益率^c（%）基数2 + 1.5基数2 + 1.5基数2投资回收期^d（年）基数3 - 1基数3 - 1基数3

^{a>ISBL（界区内）表示用于制造装置的投资限值。b净现值是指对于与项目有关的现金流的折现值的总量。c内部收益率是为了收回投资资本所需的来自项目的收益的最高率。d>投资回收期（Pay Out Time）是从项目中获得收入以产生现金流，由此回收最初投资成本的时间量。}

通过避免单元的整体停工并确保显著的经济优势，本发明使得可运行性增加。