close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY20971

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 10G 65/00
C 10G 47/00
(2006.01)
(2006.01)
СПОСОБ МНОГОСТАДИЙНОЙ ГИДРОКОНВЕРСИИ
ОСТАТОЧНОГО МАЗУТА, ОБЪЕДИНЕННОЙ СО СТАДИЯМИ
ГИДРОКОНВЕРСИИ ГАЗОЙЛЕЙ
(21) Номер заявки: a 20101823
(22) 2009.05.14
(31) 12/154,010 (32) 2008.05.20 (33) US
(85) 2010.12.20
(86) PCT/IB2009/005632, 2009.05.14
(87) WO 2009/141701, 2009.11.26
(43) 2011.06.30
(71) Заявитель: ИФП ЭНЕРЖИ НУВЕЛЛЬ (FR)
(72) Авторы: КОЛЬЯР, Джеймс, Дж.;
ДАДДИ, Джон, Е. (US)
BY 20971 C1 2017.04.30
BY (11) 20971
(13) C1
(46) 2017.04.30
(19)
(73) Патентообладатель: ИФП
НУВЕЛЛЬ (FR)
(56) US 6190542 B1, 2001.
US 2004/0163996 A1.
WO 01/98436 A1.
US 6139723 A, 2000.
ЭНЕРЖИ
(57)
1. Способ обработки потока сырья на основе тяжелых углеводородов, содержащего
мазут вакуумной перегонки, при котором:
a) указанный поток углеводородов подают в реактор с кипящим слоем первой стадии
гидроконверсии мазута и осуществляют гидроконверсию мазута вакуумной перегонки с
получением выходящего потока, кипящего выше 343 °С и содержащего 50-100 мас. %
продукта, кипящего выше 524 °С,
b) указанный поток, выходящий из реактора с кипящим слоем первой стадии гидроконверсии мазута, разделяют в межстадийном сепараторе на паровую фазу, содержащую
преимущественно вакуумный газойль и дизельное топливо, и жидкую фазу, содержащую
преимущественно мазут вакуумной перегонки,
BY 20971 C1 2017.04.30
c) жидкую фазу из указанного межстадийного сепаратора подают в реактор с кипящим слоем второй стадии гидроконверсии мазута и осуществляют дополнительную гидроконверсию мазута вакуумной перегонки с получением выходящего потока,
d) паровую фазу из указанного межстадийного сепаратора подают в первый находящийся ниже по потоку дистиллятный реактор с кипящим слоем и осуществляют конверсию и обработку вакуумного газойля и дизельного топлива,
e) поток, выходящий из реактора с кипящим слоем второй стадии гидроконверсии мазута, обрабатывают в высокотемпературном сепараторе высокого давления с получением
второй паровой фазы, содержащей преимущественно вакуумный газойль и дизельное топливо, и второй жидкой фазы, содержащей преимущественно неконвертированный мазут
вакуумной перегонки,
f) вторую паровую фазу из указанного высокотемпературного сепаратора высокого
давления подают во второй находящийся ниже по потоку дистиллятный реактор с кипящим слоем и осуществляют конверсию и обработку вакуумного газойля и дизельного топлива,
g) осуществляют фракционирование второй жидкой фазы с получением нафты, дизельного топлива, вакуумного газойля и неконвертированного мазута и
h) извлекают потоки, выходящие из первого и второго находящихся ниже по потоку
дистиллятных реакторов с кипящим слоем.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток, выходящий из реактора с кипящим
слоем первой стадии гидроконверсии мазута, содержит более 60 мас. % продукта, кипящего выше 524 °С.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток, выходящий из реактора с кипящим
слоем первой стадии гидроконверсии мазута, содержит более 70 мас. % продукта, кипящего выше 524 °С.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток, выходящий из реактора с кипящим
слоем первой стадии гидроконверсии мазута, содержит более 80 мас. % продукта, кипящего выше 524 °С.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток, выходящий из реактора с кипящим
слоем первой стадии гидроконверсии мазута, содержит более 90 мас. % продукта, кипящего выше 524 °С.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в первый или второй находящийся ниже по
потоку дистиллятный реактор с кипящим слоем дополнительно подают по меньшей мере
один источник продукта, кипящего в интервале температур кипения вакуумного газойля,
составляющем 343-524 °С, который необязательно содержит продукт, кипящий в интервале кипения дизельного топлива, составляющем 177-343 °С.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что потоки, выходящие из первого и второго
находящихся ниже по потоку дистиллятных реакторов с кипящим слоем, объединяют и
направляют на гидроочистку и отделение продукта.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вакуумный газойль со стадии g) направляют на рециркуляцию в первый и/или второй находящиеся ниже по потоку дистиллятные
реакторы с кипящим слоем.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что общая конверсия углеводородного сырья
составляет более 50 мас. %.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что общая конверсия углеводородного сырья
составляет более 80 мас. %.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что общая конверсия углеводородного сырья
составляет более 90 мас. %.
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что общая конверсия углеводородного сырья
составляет более 95 мас. %.
2
BY 20971 C1 2017.04.30
Настоящее изобретение относится к новому способу объединенной гидроконверсии
для конверсии тяжелого углеводородного сырья, содержащего остаточный мазут вакуумной перегонки, и конверсии и снижения содержания примесей в жидких вакуумных газойлях и снижения содержания примесей в продукте конверсии вакуумных газойлей
прямой перегонки. Оно воплощается за счет применения двух реакционных стадий гидроконверсии остаточного мазута в кипящем слое, двух сепараторов пар-жидкость и по
меньшей мере двух дополнительных реакционных стадий гидрокрекинга/гидрирования
дистиллята в кипящем слое.
В реакторной системе двухстадийной гидроконверсии остаточного мазута сырьевой
остаточный мазут атмосферной или вакуумной перегонки и водород взаимодействуют с
катализатором на первой стадии гидроконверсии остаточного мазута с получением более
легких углеводородов. После этого поток, выходящий с первой стадии, разделяют в межстадийном сепараторе, который разделяет выходящий поток на жидкую фазу и паровую
фазу.
Жидкая фаза из данного межстадийного сепаратора затем поступает на вторую реакционную стадию гидроконверсии остаточного мазута для дополнительной конверсии и
снижения содержания примесей. Образующийся поток продукта, состоящий из двух смешанных фаз, с данной второй стадии направляют затем во второй сепаратор высокого
давления, где происходит отделение продукта от поступившего жидкого продукта.
Отбираемый из верхней части пар из первой стадии (межстадийного сепаратора) и из
второго сепаратора пар-жидкость содержит значительное количество непрореагировавшего водорода и направляется после этого в отдельные разделительные дистиллятные реакторы с кипящим слоем для конверсии и гидрирования дизеля и вакуумных газойлей,
содержащихся в данных потоках. Данные нижние реакторы с кипящим слоем для гидрогенизации/гидрирования называются дистиллятными реакторами с кипящим слоем, чтобы
отличить их от верхней системы. Дополнительное сырье для данных дистиллятных реакторов с кипящим слоем может включать вакуумный газойль прямой перегонки, крекированный материал из других технологических установок и извлеченный дизель и VGO из
продукта второй стадии гидрокрекинга остаточного мазута в кипящем слое.
Углеводородные соединения используются для различных целей. В частности, углеводородные соединения используются, среди прочего, как топливо, растворители, обезжиривающие вещества, чистящие агенты и предшественники полимеров. Наиболее
важным источником углеводородных соединений является сырая нефть. Переработка сырой нефти на отдельные фракции углеводородных соединений является хорошо известным технологическим процессом, который может быть осуществлен различными
способами.
Сырая нефть значительно отличается по своему составу, физическим и химическим
свойствам. Сырая нефть с аналогичным сочетанием физических и химических свойств,
обычно полученная из данного нефтеносного слоя, месторождения или иногда даже района, составляет нефтяной "поток". Проще всего сырые нефти классифицируются по их
плотности и содержанию серы. Менее плотные (или "более светлые") сырые нефти обычно имеют повышенную долю легких углеводородов - более ценных продуктов, которые
можно извлечь простой перегонкой. Более плотные ("тяжелые") сырые нефти образуют
большую долю менее ценных продуктов при простой перегонке и требуют дополнительной переработки с получением продуктов желательного диапазона. Тяжелые сырые нефти
также характеризуются относительно высокой вязкостью и низкой API-плотностью
(обычно менее 25°) и высоким процентным содержанием высококипящих компонентов
(>975°F, т.е. 524 °С).
Кроме того, некоторые сырые нефти также имеют повышенное содержание серы, что
является нежелательной характеристикой как с точки зрения переработки, так и качества
3
BY 20971 C1 2017.04.30
продукта. Качество сырой нефти определяет уровень переработки и повторной переработки, необходимой для достижения оптимального состава получаемого продукта.
За последние два десятилетия возросла потребность в переработке более тяжелой сырой нефти. Продукты нефтепереработки обычно имеют более высокие значения среднего
отношения водорода к углероду по молекулярной основе. Поэтому повышение качества
углеводородной фракции продуктов нефтепродуктов классифицируют по одной из двух
категорий: добавление водорода и удаление углерода. Добавление водорода осуществляют с помощью таких процессов, как гидрирование и гидрокрекинг. Процессы удаления
углерода обычно сопровождаются получением потока материала с высокой степенью удаления углерода, который может быть жидким или твердым, например кокса.
Для облегчения переработки тяжелые сырые нефти или их фракции обычно подвергают термическому крекингу или гидрокрекингу с превращением высококипящих фракций в низкокипящие фракции с последующим гидрированием с удалением гетероатомов,
таких как сера, азот, кислород, и примесей металлов.
Дополнительная информация о катализаторах гидрирования, методах и рабочих условиях переработки сырьевого остаточного мазута можно найти в патентах США 5198100,
4810361; 4810363; 4588709; 4776945 и 5225383, которые введены в настоящий документ
для настоящего положения.
Сырые нефти с более высоким количеством примесей, включающих асфальтены, металлы, органическую серу и органический азот, требуют более жесткой переработки для
их удаления. В сущности, чем более жесткие условия необходимы для переработки данного сырья (например, более высокая температура и давления), тем больше затрат приходится на строительство и управление всем заводом.
Повсеместно реакторы с неподвижным слоем используются значительно чаще, чем
реакторы с кипящим слоем. Система с неподвижным слоем используется для более легкого высококачественного сырья и является хорошо известной системой.
Системы с неподвижным слоем чаще всего используются для переработки нафты,
среднего дистиллята, газойлей атмосферной и вакуумной перегонки и остаточного мазута
атмосферной перегонки.
Однако, по мере того как сырье становится более тяжелым, содержит большее количество примесей или требует более жестких условий переработки, система с неподвижным
слоем становится менее эффективной и менее продуктивной. В данных случаях реакторные системы с кипящим слоем лучше подходят для переработки остаточного мазута.
В общем, реакторы с кипящим слоем используются для переработки потоков сырья на
основе тяжелой нефти, особенно сырья с высоким содержанием металлов и с высоким углеродным осадком по Конрадсону (CCR). Процесс в кипящем слое включает прохождение
прямотоком текущих потоков жидкостей или суспензий жидкостей и твердых веществ и
газа через вертикальный продольный псевдоожиженный слой катализатора. Катализатор
псевдоожижается и полностью смешивается с протекающими вверх жидкими потоками.
Процесс в кипящем слое имеет коммерческое применение для конверсии и повышения
качества тяжелых жидких углеводородов и превращения угля в синтетические нефти.
Реактор с кипящим слоем и соответствующий процесс хорошо известны специалистам
в данной области и, в общем, описаны в патенте США 25770, выданном Иохансону, введенном в настоящий документ ссылкой. Кратко, смесь углеводородной жидкости и водорода проходит вверх через слой частиц катализатора с такой скоростью, что частицы
принудительным образом входят в беспорядочное движение по мере прохождения жидкости и газа вверх через слой. Движение слоя катализатора регулируется потоком рециркуляционной жидкости, так что в спокойном состоянии объем массы катализатора не
поднимается выше определенного уровня в реакторе. Пары, наряду с гидрируемой жидкостью, проходят через верхний уровень частиц катализатора, по существу, в не содержащую катализатора зону и выводятся из верхней части реактора.
4
BY 20971 C1 2017.04.30
Реакторы с кипящим слоем обычно работают при относительно высоких температурах
и давлениях, чтобы обеспечить переработку данных тяжелых типов сырья. Поскольку такие рабочие параметры значительно увеличивают затраты на конструирование и строительство реакторов, было бы поэтому преимущественным иметь систему, в которой
общие затраты на конструирование и производство были оптимизированы для конкретного сырья или компонентов сырья. Такая оптимизация привела бы к снижению начальных
капитальных вложений и снижению годовых рабочих затрат.
Обычно отводимые из верхней части реакторов с кипящим слоем потоки многостадийной переработки остаточных мазутов атмосферной и вакуумной перегонки объединяют и направляют на дополнительные стадии разделения, включающие извлечение легких
жидкостей и получение рециркуляционного газа, который содержит любой непрореагировавший водород. Однако с точки зрения теплового расхода это неэффективно, поскольку
требует снижения давления потоков, их охлаждения и фракционирования, что приводит к
потерям энергии.
В альтернативном варианте объединенные отводимые верхние погоны из сепараторов,
содержащие значительные количества непрореагировавшего водорода, могут быть направлены в установку гидрирования или гидрокрекинга с неподвижным слоем или кипящим слоем для гидрирования жидкостей, содержащихся в парах высокого давления, плюс
любых внешних или рециркуляционных дистиллятов или VGO. Однако даже небольшое
количество захваченного остаточного мазута вакуумной перегонки и/или мелких частиц
может привести к потере способности неподвижного слоя перерабатывать данное сырье.
Кроме того, если скорость подачи сырья высокая и если присутствуют большие количества внешних потоков, также требующих гидрирования, один реактор с кипящим слоем может не иметь достаточной мощности для гидрирования потоков.
Поэтому было бы желательно иметь конфигурацию, которая эффективно объединяла
бы гидрокрекинг остаточного мазута атмосферной или вакуумной перегонки нефти и гидрирование/гидрокрекинг вакуумного газойля. Кроме того, было бы весьма желательно
иметь конфигурацию, которая преодолевала бы ограничения по расходу, присущие традиционным конструкциям, рассмотренным выше. Настоящее изобретение преодолевает
данные ограничения.
Термин "газойль вакуумной перегонки" (VGO), использованный в данном документе,
относится к углеводородам или углеводородным смесям, которые выделены в виде потоков дистиллятов, полученных в ходе традиционной вакуумной перегонки потока нефтепереработки, потока нефти или потока сырой нефти.
Термин "нафта", использованный в настоящем документе, относится к углеводородам
или углеводородным смесям, имеющим температуру кипения или интервал температур
кипения, по существу соответствующий интервалу температур кипения фракций нафты
(иногда называемой бензином), полученных в ходе традиционной перегонки сырой нефти
при атмосферном давлении. При такой перегонке из сырой нефти выделяют следующие
фракции: одну или несколько фракций нафты, кипящих в интервале от 90 до 430°F, одну
или несколько фракций, кипящих в интервале от 390 до 57 0°F (199-299 °С), и одну или
несколько фракций, кипящих в интервале от 350 до 700°F (177-371 °С). Интервалы температур кипения фракций различных продуктов, выделенных на любом конкретном нефтеперерабатывающем заводе, будут меняться в зависимости от таких факторов, как
характеристики источника нефти, местные рынки продуктов нефтепереработки, цены на
продукты и т.п. Дана ссылка на стандарты ASTM D-975 и D-3699-83 для дополнительных
деталей по свойствам керосина и дизельного топлива.
Термин "гидрокрекинг", использованный в настоящем документе, относится к каталитическому процессу, в котором осуществляется контакт подходящего углеводородного
сырья с содержащим водород обрабатывающим газом в присутствии подходящих катали-
5
BY 20971 C1 2017.04.30
заторов для удаления гетероатомов, таких как сера и азот, и для некоторого гидрирования
ароматики.
Термин "десульфуризация", использованный в настоящем документе, относится к каталитическому процессу, в котором осуществляется контакт потока подходящего углеводородного сырья с содержащим водород обрабатывающим газом в присутствии
подходящих катализаторов для удаления гетероатомов, таких как атомы серы, из потока
сырья. Термин "гидрокрекинг", использованный в настоящем документе, относится к каталитическому процессу, в котором осуществляется контакт потока подходящего углеводородного сырья с содержащим водород обрабатывающим газом в присутствии
подходящих катализаторов для снижения температуры кипения и средней молекулярной
массы потока сырья.
Задачей настоящего изобретения является разработка новой конфигурации объединенного процесса гидрокрекинга остаточного нефтяного мазута и гидрирования/гидрокрекинга дистиллята газойля вакуумной перегонки.
Другой задачей настоящего изобретения является разработка способа переработки паров верхнего погона отдельной стадии из реакторов с кипящим слоем для гидрокрекинга
остаточного мазута в отдельных дистиллятных реакторах с кипящим слоем для преодоления технологических ограничений традиционных конструкций при высоких скоростях
подачи сырья.
Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка уникальной объединенной конструкции, в которой используются дистиллятные реакторы с кипящим слоем
для переработки дизеля и газойля вакуумной перегонки, чтобы облегчить выход, касающиеся переноса твердых веществ и остаточного мазута вакуумной перегонки, что в случае
реакторов с неподвижным слоем являлось проблемой.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение использования отдельных дистиллятных реакторов с кипящим слоем для обеспечения дополнительной
мощности по переработке потоков, отличающихся от тех, которые образуются на стадии
конверсии остаточного мазута, включая продукты прямой перегонки, крекинг-продукты и
FCC-продукты.
Новым отличительным признаком изобретения является объединение гидроконверсии
тяжелого остаточного продукта атмосферной или вакуумной перегонки с гидрированием/гидрокрекингом газойля вакуумной перегонки в реакторе с кипящим слоем. В уникальной конфигурации настоящего изобретения тяжелый остаточный мазут из
дистилляционной колонны для сырой нефти направляют в многостадийный процесс конверсии остаточного мазута атмосферной или вакуумной перегонки с межстадийным сепаратором. Жидкий продукт из межстадийного сепаратора между установками
гидроконверсии остаточного мазута вакуумной перегонки направляют на вторую стадию
установки гидроконверсии с кипящим слоем остаточного мазута вакуумной перегонки для
дополнительной переработки. Парообразные продукты из межстадийного сепаратора и
парообразный продукт со второй стадии высокотемпературного сепаратора с кипящим
слоем направляют в отдельные дистиллятные реакторы с кипящим слоем.
Продукты на основе вакуумного газойля прямой перегонки ("VGO") (например, те,
которые обычно кипят в интервале 650-975°F, т.е. 343-524 °С) направляют в барабанный
питатель, наряду с дополнительным VGO-сырьем, которое нагнетают под давлением и
после этого в равных долях направляют в отдельную дистиллятную установку с кипящим
слоем для переработки. Хотя существует много других возможных конфигураций, одна из
них, описанная ниже, имеет две установки с кипящим слоем для переработки остаточного
мазута, работающие последовательно, для переработки тяжелого остаточного мазута и две
дистиллятные установки с кипящим слоем, работающие параллельно, для переработки
отводимых из верхней части сепаратора паров и внешнего сырья, состоящего главным образом из VGO из многочисленных источников.
6
BY 20971 C1 2017.04.30
В частности, настоящее изобретение описывает способ для объединения и обработки
многих типов и источников углеводородов.
В соответствии с изобретением описывается способ обработки потока сырья на основе
тяжелых углеводородов, содержащего мазут вакуумной перегонки, при котором:
a) указанный поток углеводородов подают в реактор с кипящим слоем первой стадии
гидроконверсии мазута и осуществляют гидроконверсию мазута вакуумной перегонки с
получением выходящего потока, кипящего выше 343 °С и содержащего 50-100 мас. %
продукта, кипящего выше 524 °С,
b) указанный поток, выходящий из реактора с кипящим слоем первой стадии гидроконверсии мазута, разделяют в межстадийном сепараторе на паровую фазу, содержащую
преимущественно вакуумный газойль и дизельное топливо, и жидкую фазу, содержащую
преимущественно мазут вакуумной перегонки,
c) жидкую фазу из указанного межстадийного сепаратора подают в реактор с кипящим слоем второй стадии гидроконверсии мазута и осуществляют дополнительную гидроконверсию мазута вакуумной перегонки с получением выходящего потока,
d) паровую фазу из указанного межстадийного сепаратора подают в первый находящийся ниже по потоку дистиллятный реактор с кипящим слоем и осуществляют конверсию и обработку вакуумного газойля и дизельного топлива,
e) поток, выходящий из реактора с кипящим слоем второй стадии гидроконверсии мазута, обрабатывают в высокотемпературном сепараторе высокого давления с получением
второй паровой фазы, содержащей преимущественно вакуумный газойль и дизельное топливо, и второй жидкой фазы, содержащей преимущественно неконвертированный мазут
вакуумной перегонки,
f) вторую паровую фазу из указанного высокотемпературного сепаратора высокого
давления подают во второй находящийся ниже по потоку дистиллятный реактор с кипящим слоем и осуществляют конверсию и обработку вакуумного газойля и дизельного топлива,
g) осуществляют фракционирование второй жидкой фазы с получением нафты, дизельного топлива, вакуумного газойля и неконвертированного мазута и
h) извлекают потоки, выходящие из первого и второго находящихся ниже по потоку
дистиллятных реакторов с кипящим слоем.
Предпочтительно поток, выходящий из реактора с кипящим слоем первой стадии гидроконверсии мазута, содержит более 60 мас. % продукта, кипящего выше 524 °С, более
предпочтительно более 70 %, или 80 %, или 90 %.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения в первый или второй находящийся ниже по потоку дистиллятный реактор с кипящим слоем дополнительно подают
по меньшей мере один источник продукта, кипящего в интервале температур кипения вакуумного газойля, составляющем 343-524 °С, который необязательно содержит продукт,
кипящий в интервале кипения дизельного топлива, составляющем 177-343 °С.
В общем, потоки, выходящие из первого и второго находящихся ниже по потоку дистиллятных реакторов с кипящим слоем, объединяют и направляют на гидроочистку и отделение продукта.
Предпочтительно вакуумный газойль со стадии g) направляют на рециркуляцию в
первый и/или второй находящиеся ниже по потоку дистиллятные реакторы с кипящим
слоем.
В способе согласно настоящему изобретению общий процент конверсии потока углеводородного сырья составляет предпочтительно больше 50 мас. %, более предпочтительно
больше 80 мас. %, или больше 90 мас. %, или больше 95 мас. %.
На фигуре представлена технологическая схема объединенного способа гидроконверсии тяжелого остаточного мазута и гидрокрекинга/гидрирования VGO.
7
BY 20971 C1 2017.04.30
Сырую нефть (10) сначала перерабатывают в дистилляционной колонне (12) атмосферного давления с получением кубового потока (14), кипящего выше 650°F (343 °С), и
потока более легких углеводородов (не показан).
Кубовый поток (14) из дистилляционной колонны (12) атмосферного давления для
сырой нефти поступает затем в вакуумную дистилляционную колонну (16) с получением
сырьевого потока (18) остаточного мазута, кипящего выше 975°F (524 °С), и потока (20)
газойля вакуумной перегонки (VGO), кипящего между 650°F (343 °С) и 975°F (524 °С).
Поток (20) VGO направляют в барабанный питатель (22) VGO, наряду с извлеченным
VGO из нижнего сепаратора (78) и VGO из других процессов (24) с получением потока
(28) VGO барабанного питателя, и затем направляют в первый (30) и второй (32) дистиллятные реакторы с кипящим слоем, как описано ниже по тексту. Данные дополнительные
потоки VGO кипят в интервале температур кипения тяжелого дизеля и газойля вакуумной
перегонки (650-1000°F, т.е. 343-538 °С). В частности, данные потоки могут включать, но
не ограничиваться, внешнее сырье из дистилляционных колонн прямой перегонки при атмосферном давлении или вакуумной перегонки, жидкость, полученную из установки для
коксования, деасфальтезированный растворителем DAO и жидкий продукт, поступивший
на рециркуляцию из установки для конверсии остаточного мазута.
Сырьевой поток (18) остаточного мазута вакуумной перегонки затем объединяют с
потоком водорода и направляют в первый реактор с кипящим слоем для переработки остаточного мазута на гидроконверсию.
Выходящий поток из первого реактора (42) с кипящим слоем для переработки остаточного мазута направляют затем в межстадийный сепаратор (44) и разделяют на паровую
фазу (46) и жидкую фазу (48). Необходимость использования межстадийного сепаратора
(44) обусловлена высокой скоростью подачи остаточного мазута вакуумной перегонки, а
также необходимостью минимизировать первоначальные вложения капитала, необходимые для постройки завода.
Паровая фаза (46) будет содержать нафту, дизель, некоторое количество газойля вакуумной перегонки и непрореагировавший водород. Паровую фазу (44) из межстадийного
сепаратора объединяют с частью потока (28а) из барабанного питателя VGO и направляют
в первый дистиллятный реактор (30) с кипящим слоем для конверсии и обработки дизеля
и газойлей вакуумной перегонки.
Жидкую фазу (48) из межстадийного сепаратора (44) направляют во вторую установку
(50) с кипящим слоем для переработки остаточного мазута для дополнительной гидроконверсии остаточного мазута вакуумной перегонки. Выходящий поток из второго вакуумного реактора (54) с кипящим слоем для гидроконверсии направляют затем в
высокотемпературный сепаратор (56) высокого давления.
Отводимый из верхней части высокотемпературного сепаратора (56) высокого давления поток (60) содержит образовавшийся дизель, некоторое количество VGO и дополнительный непрореагировавший водород, которые затем объединяют с частью потока (28) из
барабанного питателя VGO и направляют во вторую дистиллятную установку (32) с кипящим слоем для дополнительного гидрирования дизеля и гидрирования и гидрокрекинга
газойлей вакуумной перегонки. Следует отметить, что дополнительный рециркуляционный или свежий водород (64, 65) также может быть введен в первый (30) и второй дистиллятный реактор (32) с кипящим слоем.
Данный второй дистиллятный реактор (32) с кипящим слоем расположен параллельно
первому дистиллятному реактору (30) с кипящим слоем, в который поступает отводимый
из верхней части межстадийного сепаратора (46) поток, наряду с частью потока (28а) из
барабанного питателя VGO. Потоки продуктов из первого и второго дистиллятных реакторов с кипящим слоем затем объединяют и направляют на разделение продукта на нафту,
дизель и неконвертированный VGO.
8
BY 20971 C1 2017.04.30
Кубовый поток (70) из высокотемпературного сепаратора (56) высокого давления направляют затем в сепаратор продукта и в дистилляционную колонну (72), где его разделяют на нафту, дизель, поток неконвертированного остаточного мазута и поток (78)
извлеченного VGO. Поток (78) извлеченного VGO направляют затем на рециркуляцию в
барабанный питатель (22) VGO для дальнейшей переработки в первом (30) и втором дистиллятном реакторе (32) с кипящим слоем.
Настоящее изобретение будет далее описано следующим примером, который не следует рассматривать как ограничивающий объем притязаний настоящего изобретения.
Пример.
Сырье на основе остаточного мазута вакуумной перегонки перерабатывают на установке с кипящим слоем для последовательной двухстадийной переработки остаточного
мазута. Скорость подачи в установку является достаточно высокой (больше 50000 BPSD)
и приближается к пределу одной установки. Система для каталитической конверсии остаточного мазута вакуумной перегонки, используемая в примере, представляет систему реакторов с кипящим слоем для переработки остаточного мазута. Кроме того, в сырьевой
остаточный мазут вакуумной перегонки для реакторов с кипящим слоем для переработки
остаточного мазута входит другое сырье на основе VGO с другим интервалом кипения
(прямой перегонки, VGO из установки коксования и циклические масла FCC), которые
также требуют гидрирования, и желательно совместно переработать данные потоки в отдельных дистиллятных реакторах с кипящим слоем, наряду с материалом, отводимым
сверху реактора с кипящим слоем для остаточного мазута, который содержит дизельный
продукт и газойли вакуумной перегонки. Краткие сведения о типах сырья для данного
примера приведены в табл. 1.
Высокая скорость подачи и необходимость минимизировать начальные капитальные
вложения обусловили необходимость использования межстадийного разделения, где между реакторами с кипящим слоем для переработки остаточного мазута устанавливают разделительную емкость для удаления газа и непрореагировавшего водорода из потока,
отводимого с первой стадии. Жидкость из межстадийного сепаратора направляют на вторую стадию реактора с кипящим слоем для обработки остаточного мазута. Реакторный
продукт, состоящий из смешанных фаз и выходящий со второй стадии, разделяют в высокотемпературном сепараторе высокого давления. Жидкость из высокотемпературного сепаратора высокого давления представляет конечный тяжелый жидкий продукт, который
содержит жидкие продукты конверсии полного диапазона, и ее направляют на разделение
и фракционирование ниже по потоку.
В конфигурации, предшествовавшей изобретению, два потока, отводимых из верхней
части реактора с кипящим слоем для переработки остаточного мазута, объединяли и направляли на дополнительные стадии разделения, включающие извлечение легких жидкостей и создание рециркуляционного потока из непрореагировавшего водорода. В
альтернативном случае объединенные верхние потоки могут быть направлены в аппарат
гидрирования или гидрокрекинга с неподвижным или кипящим слоем для гидрирования
жидкостей, содержащихся в парах высокого давления, плюс любого внешнего или рециркуляционного дистиллята или VGO. Однако вследствие присутствия небольшого количества захваченного остаточного мазута вакуумной перегонки и возможно характерных
мелких частиц катализатора данный материал не может быть эффективно переработан в
реакционной системе с неподвижным слоем, и реактор с кипящим слоем является наиболее подходящим и определенным обычным образом. Для случаев высокой мощности и
когда значительные количества наружных потоков сырья также требуют гидрирования,
скорость подачи перерабатываемого материала оказывается невозможной для одного дистиллятного реактора с кипящим слоем. Для данного примера скорость подачи С5+ жидкости в дистиллятную систему с кипящим слоем составляла примерно 68000 BPSD с
параметрами, представленными в табл. 2. Данный большой расход не может быть соот9
BY 20971 C1 2017.04.30
ветствующим образом переработан в одном дистиллятном реакторе с кипящим слоем, и
необходимо использовать два реактора. Подходящие катализаторы гидрирования для реактора с кипящим слоем включают катализаторы, содержащие никель, кобальт, палладий,
вольфрам, молибден и их комбинации, нанесенные на пористый субстрат, такой как диоксид кремния, оксид алюминия, оксид титана или их комбинации, имеющий высокое отношение площади поверхности к объему. Типичными использованными каталитически
активными металлами являются кобальт, молибден, никель и вольфрам, однако могут
быть выбраны другие металлы или композиции в зависимости от области использования.
Расположение дистиллятных реакторов с кипящим слоем и выбор соответствующего
сырья является ключевым элементом настоящего изобретения. Для обычного расположения весь сырьевой остаточный мазут может быть переработан на двух реакторных стадиях
в последовательной конфигурации, предпочтительно весь выходящий поток из первого
реактора проходит во второй реактор. Для данного примера, однако, и для многих областей использования установлено, что данное расположение является невозможным из-за
большого объема газа и ограничений на поддержание жидкостной непрерывной реакторной системы. Объединение двух потоков, отводимых из верхней части высокотемпературного сепаратора высокого давления, и затем равное разделение потока газа высокого
давления в конфигурации параллельных реакторов с кипящим слоем также не являются
технически возможными.
Техническое решение, представленное в настоящем изобретении, заключается в обеспечении отдельного дистиллятного реактора с кипящим слоем для каждого материала, отводимого из верхней части установки с кипящим слоем для конверсии остаточного
мазута. Жидкое сырье низкого давления из внешних источников и рециркуляционное объединяют в емкости для газойля с помощью двух отдельных насосов и подают в два параллельных дистиллятных реактора с кипящим слоем, а в преимущественном случае обычно
его подают в равных долях. Поскольку верхние погоны из межстадийного и высокотемпературного сепаратора высокого давления включают только небольшую часть общего жидкого реакторного сырья, то рабочие условия и проведение процесса в каждом реакторе
преимущественно являются почти одинаковыми для получения продукта одинакового качества. Преимущество изобретения заключается в том, что оно позволяет использовать
более низкие температуры в дистиллятных реакторах, чем в реакторах с кипящим слоем
для остаточного мазута, из-за использования газойля в качестве сырья, что приводит как к
лучшей конверсии газообразных дистиллятов из реакторов с кипящим слоем для остаточного мазута, так и к более низкой стоимости всего процесса. Все жидкие газообразные
продукты объединяют и направляют на отделение конечного продукта и фракционирование. Объединенные выходы и качества продуктов из дистиллятной установки с кипящим
слоем показаны в табл. 3.
Изобретение может быть использовано для широкого ряда областей применения, связанных с конверсией атмосферного/вакуумного остаточного мазута, включая реакторные
системы с кипящим слоем для потоков сырья, включающих остаточный мазут атмосферной или вакуумной перегонки нефти, уголь, лигнит, потоки отработанных углеводородов
или их комбинации.
Таблица 1
Характеристики сырья для дистиллятных реакторов с кипящим слоем и реакторов с
кипящим слоем для остаточного мазута
Остаточный мазут
VGO, полученFCC2
FCC
Сырье
прямой вакуумной SR VGO ный в установке
HCO
HLCO3
1
перегонки
для коксования
Расход, BPSD
50120
37500
6515
3200
4400
Плотность, °API
3,6
13,5
13,3
5,3
11,9
Сера, мас. %
5,96
3,51
1,7
1,02
0,71
10
BY 20971 C1 2017.04.30
Продолжение таблицы 1
Сырье
Азот, мас. %
ТВР перегонка, % об.
C5-350°F (C5- 177 °С)
350-650°F (177-343 °С)
650-975°F (343-524 °С)
97 5°F + (524 °С+)
Остаточный мазут
VGO, полученпрямой вакуумной SR VGO ный в установке
перегонки1
для коксования
0,62
1,63
0,26
4,6
95,4
100,0
100,0
FCC2
HCO
FCC
HLCO3
0,11
0,04
24,5
75,5
81,3
18,7
1
Прямая перегонка.
FCC HCO = Тяжелое циклическое масло из жидкостной каталитической крекингустановки.
3
FCC HLCO = Тяжелое светлое циклическое масло из жидкостной каталитической
крекинг-установки.
(C5-350°F означает менее 350°F, 650°F-975°F означает от 650°F до менее 975°F;
975°F + означает 975°F и выше).
2
Таблица 2
Жидкие типы сырья для дистиллятной установки с кипящим слоем
(C5-350°F означает менее 350°F, 350°F-650°F означает включая 350°F и менее 650°F;
650°F-975°F означает от 650°F до 975°F)
Первое сырье
Расход, BPSD
Плотность, °API
Сера, мас. %
Азот, мас. %
ТВР перегонка, %
об.
C5-350°F (C5177 °С)
350-650°F (177343 °С)
650-975°F (343524 °С)
Стадия 1, реактор с кипящим слоем
для остаточного мазута,
верхний погон C5+
4650
43,2
0,25
0,13
Стадия 2, Рецирку- SR VGO из VGO со- Всего
Н-нефть ляционный VGO установки ставляюверхний VGO, Hкоксова- щая FCC
погон C5+
нефть
ния
HLCO
4902
42,7
0,25
0,13
13499
18,8
0,67
0,35
37500
13,5
3,51
1,63
6515
13,3
1,7
0,26
823
7,3
1,13
0,07
67889
18,0
2,35
0,20
36,9
35,1
4,3
50,7
52,8
6,3
12,4
12,1
100,0
11
100,0
100,0
100,0
89,4
BY 20971 C1 2017.04.30
Таблица 3
Чистые выходы из дистиллятного реактора с кипящим слоем и характеристики
качества продуктов
Выходы
W%
V%
Параметры процесса
H2S
2,42
650°F + конверсия, мас. %
44,7
NH3
0,20
Десульфуризация, мас. %
97,2
H2O
0,23
Удаление азота, мас. %
79,3
C1
Потребление водорода,
0,68
1110
СКФ/Баррель
C2
0,64
Мощность, BPSD (C5+)
67900
C3
0,84
Число реакторов
2
C4
0,68
1,10
C5-350°F
14,68
19,18
Плотность сырья, °API
18,0
(C5-177 °С)
350-650°F (177Содержание серы в сы343 °С)
31,95
35,21
рье, мас. %
2,35
650-975°F (343Содержание азота в сы49,46
51,56
0,20
524 °С)
рье, мас. %
Параметры каче- Плотность,
S,
N,
ства продукта
°API
Масс.млн.ч.
Масс.млн.ч.
C5-350°F
63, 9
200
70
(C5-177 °С)
350-650°F
33,2
330
120
(177-343 °С)
650-975°F
24,3
1100
760
(343-524 °С)
Описанное в настоящем документе изобретение раскрыто в рамках конкретных вариантов его осуществления и применения.
Однако данные детали не могут считаться ограничивающими, и другие варианты
осуществления изобретения (в свете данного положения) будут очевидны специалистам в
данной области техники.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
12
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
203 Кб
Теги
by20971, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа