Установка для проведения термокаталитических процессов переработки попутных нефтяных газов, газов нефтепереработки, легких фракций бензина и других широких фракций легких углеводородов

 

Изобретение относится к нефтегазопереработке, в частности к переработке углеводородного сырья путем дегидрирования, крекирования, ароматизации и изомеризации в слое гетерогенного катализатора при периодической регенерации последнего. Сырье направляют в ряд последовательно соединенных ступеней реакторов с межступенчатым подогревом. В реакторах в слое гетерогенного цеолитсодержащего (группы пентасилы) катализатора происходит конверсия углеводородов, причем поток сырья направляют последовательно в реакторы со все более высокой температурой. В то же время один (или несколько) реакторов находятся в режиме регенерации катализатора путем выжига кокса подачей кислородо-азотной смеси. Последовательность подключения реакторов от режима регенерации к режиму конверсии производят таким образом, чтобы реактор, бывший в режиме регенерации, переводился на режим конверсии наиболее легких углеводородов (или олефинов), а реактор, бывший в режиме конверсии легких углеводородов, переводился на режим конверсии более тяжелых. 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазопереработке, в частности к переработке углеводородного сырья путем дегидрирования, крекирования, ароматизации и изомеризации в слое гетерогенного катализатора при периодической регенерации последнего.

Известна “Установка для проведения термокаталитических процессов переработки углеводородов”, взятая нами за прототип (РФ 2130960) [1]. Установка с реакторами со стационарным слоем гетерогенного катализатора устроена таким образом, чтобы с помощью системы трубопроводов с запорными клапанами изменять последовательность включения реакторов в фазы работы и регенерации в зависимости от требований технологии, причем каждый реактор работает в блоке со своей печью межступенчатого подогрева сырья. Все блоки печь-реактор одинаковы. Все это позволяет уменьшить количество запорных устройств (клапанов) и реакторов, увеличить селективность процесса за счет осуществления "способа переработки широкой фракции легких углеводородов и попутных нефтяных газов" (патент РФ №2130961) [2] по сравнению с другими известными способами (1992, NPRA ANNUAL MEETING, march 22-24 1992, Marriott/Sheraton, New Orleans, Louisiana фирмы "Chiyoda Corporation") [3] и (Symposium on conversion of LPG to aromatiks and olefins. UOP/BP cyclar process UOP oleflex process VNIPINEFT Moscow feb. 1992) [4], взятыми нами за аналог.

Однако у прототипа имеется существенный недостаток: печи межступенчатого подогрева должны работать в нестационарном, ступенчатом режиме: по мере изменения фазы работы реактора необходимо менять температуру нагрева сырья, а также углеводородный газ - на газ регенерации катализатора.

В основу предлагаемого изобретения положена задача создания такой схемы установки, при которой печи межступенчатого подогрева работали бы в стационарном режиме.

Поставленная задача решена за счет существенно измененных систем трубопроводов, соединяющих штуцера реакторов с узлами подготовки сырья, подготовки газа регенерации катализатора и печей межступенчатого подогрева сырья.

Суть изобретения заключается в том, что сырье направляют в ряд последовательно соединенных ступеней реакторов с межступенчатым подогревом. В реакторах в слое гетерогенного цеолитосодержащего (группы пентасилы) катализатора происходит конверсия углеводородов, причем поток сырья направляют последовательно в реакторы со все более высокой температурой. В то же время один (или несколько) реакторов находятся в режиме регенерации катализатора путем выжига кокса подачей кислородно-азотной смеси.

Последовательность подключения реакторов от режима регенерации к режиму конверсии производят таким образом, чтобы реактор, бывший в режиме регенерации, переводился на режим конверсии наиболее легких углеводородов (или олефинов), а реактор, бывший в режиме конверсии легких углеводородов, переводился на режим конверсии более тяжелых.

Суть изобретения легко объясняется схемой установки с двумя ступенями реакции, приведенной на чертеже.

Установка содержит узел подготовки сырья 1, реакторы 2, 3, 4, печь межступенчатого подогрева сырья 5, узла подготовки газа регенерации катализатора 6, систем трубопроводов 7 и 8 с запорными устройствами 9. Штуцера 10 входа сырья в каждый реактор соединены системой 7 трубопроводов с запорными устройствами (клапаны, задвижки и т.п.) со штуцерами:

11 - узлы подготовки сырья;

12 - печи межступенчатого подогрева сырья;

13 - узлы подготовки газа регенерации катализатора.

Штуцера 14 выхода продуктов реакции из каждого реактора соединены системой 8 трубопроводов с запорными устройствами 15 со штуцерами входа продуктов реакции:

16 - печей межступенчатого подогрева;

17 - дымовой трубы;

18 - узла подготовки сырья.

Таким образом, каждый из реакторов 2, 3, 4 может быть последовательно подключен путем открытия и закрытия запорных устройств 9 и 15 ко всем вышеперечисленным узлам. Переключение производится командным прибором по времени в соответствии с графиком, позволяющим осуществить режим работы и регенерации реакторов для осуществления “способа переработки широкой фракции легких углеводородов и попутных нефтяных газов”, т.е. сначала газ направляют в реактор 2 при температуре ~450-500°С при наличии олефинов (350-450°С), при этом риформируются углеводороды С₅₊, затем нагревают продукты реакции до температуры 530-600°С, при которой риформируются пропан и бутан, и направляют в реактор 3. Риформат возвращают в узел подготовки сырья для рекуперации тепла сырьем. В это время реактор 4 продувается азотно-кислородной смесью (газ регенерации катализатора), приготовленной в узле подготовки газа регенерации катализатора.

Через определенное время (конкретное для каждого состава сырья и конкретного катализатора) путем переключения запорных устройств режимы конверсии и регенерации реакторов меняют таким образом, чтобы реактор, бывший в режиме регенерации катализатора, был переведен на режим конверсии пропана и бутана, бывший в режиме конверсии пропана и бутана - на режим конверсии C₅₊, а реактор, работавший в режиме конверсии углеводородов C₅₊, переводят на режим регенерации катализатора.

Для разных составов сырья возможно подбирать как режимы работы реакторов оптимально для каждой группы углеводородов, так и количество реакторов в соответствии с количеством групп углеводородов, требующих своего режима конверсии.

Формула изобретения

Установка для проведения термокаталитических процессов переработки попутных нефтяных газов, газов нефтепереработки, легких фракций бензина и других широких фракций легких углеводородов, содержащая последовательный ряд реакторов, печей нагрева углеводородов, узлов подогрева сырья, а также подготовки газа для регенерации катализатора, систем трубопроводов с запорными устройствами для подвода сырья и отвода продуктов реакции к реакторам, отличающаяся тем, что штуцеры входа сырья в каждый реактор соединены системой трубопроводов с запорными устройствами со штуцерами выходов сырья из узла подготовки сырья, печей межступенчатого подогрева сырья, узла подготовки газа регенерации катализатора, а штуцера выхода продуктов реакции из каждого реактора соединены системой трубопроводов с запорными устройствами со штуцерами входа продуктов реакции в печи межступенчатого подогрева сырья, дымовой трубы и узла подготовки газа регенерации таким образом, чтобы каждый из реакторов мог бы быть последовательно и в отдельности подключен к вышеназванным узлам.

РИСУНКИ

Рисунок 1