Способ каталитического крекинга с рециклом олефиновой фракции, отобранной до секции разделения газа, в целях максимального увеличения производства пропилена



Способ каталитического крекинга с рециклом олефиновой фракции, отобранной до секции разделения газа, в целях максимального увеличения производства пропилена
Способ каталитического крекинга с рециклом олефиновой фракции, отобранной до секции разделения газа, в целях максимального увеличения производства пропилена
Способ каталитического крекинга с рециклом олефиновой фракции, отобранной до секции разделения газа, в целях максимального увеличения производства пропилена

 


Владельцы патента RU 2570418:

ИФП ЭНЕРЖИ НУВЕЛЛЬ (FR)

Настоящее изобретение относится к способу получения бензина и одновременного получения пропилена на установке каталитического крекинга (FCC), содержащей основной реактор (1), работающий в восходящем потоке («подъемник с восходящим потоком») или нисходящем потоке («подъемник с нисходящим потоком») и обрабатывающий тяжелое сырье (СН1), и, возможно, вспомогательный подъемник с восходящим потоком (2), работающий в более жестких условиях, чем главный реактор (1), и обрабатывающий более легкое сырье (СН2), причем в способе обрабатывают, помимо основного сырья (СН1) и возможного более легкого сырья (СН2), фракцию, состоящую преимущественно из олефиновых молекул С4, С5 и С6, причем указанную олефиновую фракцию, соответствующую потоку с промежуточной ступени (22), отбирают на уровне промежуточной ступени компрессора жирного газа, составляющего часть секции очистки газа (SRG), соединенной с установкой FCC, и указанную олефиновую фракцию С4, С5 и С6, соответствующую потоку с промежуточной ступени (22), вводят до основного сырья (СН1) через внутреннюю трубу указанного главного реактора (1), заканчивающуюся за 1-0,5 м выше уровня нагнетателей основного сырья (СН1). 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 10 табл., 5 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области каталитического крекинга нефтяного сырья, в частности фракций, называемых "тяжелыми", в контексте развития каталитического крекинга в направлении одновременного получения легких олефинов, в частности пропилена.

Основным сырьем установки FCC (установки каталитического крекинга в кипящем слое) являются тяжелые фракции, обычно состоящие из углеводорода или смеси углеводородов, содержащих в основном (то есть по меньшей мере 80%) молекулы, точка кипения которых выше 340°С. Это основное сырье содержит, кроме того, ограниченные количества металлов (Ni+V), в концентрации обычно ниже 50 ч./млн, предпочтительно ниже 20 ч./млн, и имеет содержание водорода обычно выше 11 вес.%, типично составляющее от 11,5% до 14,5%, предпочтительно от 11,8% до 14 вес.%.

Содержание углерода по Конрадсону (сокращенно обозначенное CCR) в сырье (определяется по стандарту ASTM D-482) дает оценку образования кокса в ходе каталитического крекинга. В зависимости от содержания углерода по Конрадсону в сырье выход по коксу требует особых размеров установки, для соблюдения теплового баланса.

Эти тяжелые фракции могут быть результатом, в частности, дистилляции при атмосферном давлении, вакуумной дистилляции, с установки гидроконверсии, установки коксования, установки гидроочистки или дезасфальтизации, но могут также иметь в основе биомассу, как, например, растительные масла или целлюлоза.

Тяжелые фракции, образующие основное сырье установки каталитического крекинга, называются далее обычными тяжелыми фракциями и могут обрабатываться по отдельности или в смеси.

Установка каталитического крекинга нефтеперерабатывающего завода имеет основной целью получение основ для бензина, то есть фракций, имеющих интервал перегонки от 35°С до 250°С.

Эта цель все больше и больше сопровождается новой целью, которая заключается в одновременном получении легких олефинов, в основном этилена и пропилена.

Получение бензина обеспечивается крекингом тяжелого сырья в основном реакторе, который представляет собой вытянутый в высоту "подъемник", обеспечивающий режим восходящего потока ("подъемник с восходящим потоком"). Когда поток в основном реакторе является нисходящим, говорят о "подъемнике", работающем в режиме нисходящего потока ("подъемник с нисходящим потоком").

Одновременное получение пропилена обычно обеспечивается добавлением каталитической системы на основе цеолита с селективностью к форме, позволяющей улучшить селективность по LPG (сокращение для сжиженного нефтяного газа) и бензину, а также делая более жесткими рабочие условия в главном реакторе, в основном путем повышения температуры на выходе указанного реактора.

Чтобы достичь более высоких выходов по пропилену, можно возвращать в дополнительный реактор, обычно вторичный реактор, обеспечивающий режим восходящего потока, часть бензиновой фракции, произведенной установкой каталитического крекинга, или эквивалентное сырье, как, например, олигомеры С6, С7 и С8 с нефтеперерабатывающего завода.

Настоящее изобретение описывает новый возвращаемый в цикл поток, позволяющий максимально повысить выход по пропилену.

Специалисту известно, что рецикл бензина с процесса FCC в реакционную зону позволяет значительно повысить выход пропилена, если использовать подходящие рабочие условия, то есть более высокую температуру на выходе реактора и более высокие соотношения катализатор/сырье (обозначено С/О).

Польза настоящего изобретения заключается в том, чтобы отбирать новый возвращаемый поток не после секции разделения, а до нее, что позволит избавиться от затрат на разделение и извлечь пользу от возвращаемого потока с достаточно хорошими свойствами (химический состав, в частности содержание олефинов), и даже лучшими (низкое содержание ароматики), чем в возвращаемом потоке бензина согласно уровню техники.

Точка отбора нового возвращаемого потока находится на уровне промежуточной ступени компрессора жирного газа. Этот поток имеет состав, обогащенный соединениями С4, С5, С6-С8, имеющими хорошую "олефинность" (то есть содержание олефинов), и практически не содержит ароматических соединений, которые после рецикла имеют тенденцию образовывать в основном кокс и ухудшают, таким образом, тепловой баланс установки.

Анализ предшествующего уровня техники

Специалисту известно, что возврат бензина с полученного в установке FCC в реакционную зону позволяет существенно повысить выход по пропилену, если использовать подходящие рабочие условия, то есть более высокую температуру на выходе реактора, обеспечивающего режим восходящего потока и более высокие соотношения катализатор/сырье (С/О). Такой крекинг рециклового бензина может проводиться в главном реакторе, обеспечивающем режим восходящего потока установки, или в специальном реакторе, обеспечивающем подобный режим.

Уровень техники, относящийся к установкам каталитического крекинга с двумя реакторами-«подъемниками», одним обычным для получения бензина, а другим, работающим в более жестких условиях, для получения легких олефинов, описан, в частности, в патенте FR07/04.672

В этом тексте можно найти понятия о главном реакторе-«подъемнике», обеспечивающем режим восходящего потока, работающем с тяжелым сырьем, и вспомогательном «подъемнике», работающем в условиях повышенной жесткости с сырьем, состоящим частью из возвращенного бензина, полученного в главном «подъемнике».

Кроме того, независимая оптимизация рабочих условий в обоих «подъемниках», работающих параллельно, описана в патентной заявке FR 08/03.384.

Конфигурация подъемника, обеспечивающего режим нисходящего потока, описана в патентах ЕР 0861310 B1, US6664171 В1 и US6656346 В2.

Подача через внутреннюю трубу подъемника описана в патенте US7008527 В2.

Краткое описание чертежа

Фиг.1 представляет собой схему способа согласно изобретению, на которой показан отбор олефиновой фракции "С4 С5 С6" на уровне промежуточной ступени компрессора жирного газа и ее возврат в главный реактор-подъемник установки FCC.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение применимо к установкам FCC, работающим с единственным реактором (с восходящим потоком или нисходящим потоком), и к установкам FCC, работающим с двумя реакторами.

Далее в тексте будет говориться об основном реакторе, отмеченном позицией (1), для обозначения реактора, направленного на конверсию основного сырья, и о вспомогательном реакторе, отмеченном позицией (2), для обозначения реактора, предназначенного для производства пропилена путем крекинга возвращенной фракции.

Обычно, когда установки FCC работают с двумя реакторами, одним главным и одним вспомогательным, эти реакторы являются реакторами с восходящим потоком, но установка, в которой используются два реактора с нисходящим потоком, также охватывается рамками настоящего изобретения. Можно также рассмотреть случай установки с одним реактором с восходящим потоком, а другим - с нисходящим потоком.

Типично, главный реактор, обеспечивающий режим восходящего потока, функционирует при отношении катализатора к сырью, составляющем от 4 до 15, предпочтительно от 5 до 10, и при температурах на выходе реактора (обозначена TS), составляющей от 510°С до 580°С, предпочтительно от 520°С до 570°С.

Оптимальные условия для получения пропилена во вспомогательном подъемнике получены для температур на выходе указанного «подъемника» в интервале от 550°С до 650°С, предпочтительно от 580°С до 610°С, времени контакта от 20 мс до 500 мс, предпочтительно от 50 мс до 200 мс (мс = миллисекунда) и потока твердых веществ от 150 до 600 кг/с/м2.

Время контакта определяется как отношение объема катализатора, присутствующего в реакторе, к объемной скорости подачи жидкости, проходящей через реактор в условиях протекания реакции крекинга.

Совокупность этих условий предусматривает режим работы вспомогательного «подъемника», обеспечивающего режим восходящего потока, при соотношениях катализатора и сырья (обозначено С/О), составляющих от 8 до 35, предпочтительно от 10 до 25.

Если главный реактор работает в режиме нисходящего потока, он работает при отношении катализатора к сырью от 5 до 40, предпочтительно от 10 до 30, и при температурах на выходе такого реактора (обозначены TS) от 500°С до 650°С, предпочтительно от 550°С до 630°С.

Оптимальные условия для получения пропилена во вспомогательном реакторе, обеспечивающем режим нисходящего потока, получены для температур на выходе указанного вспомогательного реактора в интервале от 550°С до 650°С, предпочтительно от 580°С до 630°С, времени контакта от 20 мс до 800 мс, предпочтительно от 50 мс до 500 мс (мс = миллисекунда).

Настоящее изобретение состоит в возврате в реакционную зону установки FCC потока олефиновых соединений, в основном С4, С5 и С6. Этот возвращаемый поток отбирается на уровне промежуточной ступени компрессора жирного газа (обозначено CGH).

Польза настоящего изобретения заключается в том, чтобы отобрать этот возвращаемый поток не после секции разделения, а до нее, что позволит избавиться от затрат на разделение и извлечь пользу от рецикла с достаточно хорошими свойствами (состав), и даже лучшими (низкое содержание ароматики), чем свойства возвращаемого бензина.

Для упрощения этот поток будет называться далее в тексте потоком с промежуточной ступени.

Поток, отбираемый с промежуточной ступени компрессора жирного газа, состоит в основном из олефинов С4 и С5, обычно в пропорции, варьирующейся от 30% до 80%.

Эти соединения С4 и С5 имеют сильную олефиновую ненасыщенность, то есть высокую долю ненасыщенных соединений, которая может доходить до 50-80 вес.% для фракции С4 и до 40-65 вес.% для фракции С5. Эти ненасыщенные соединения потока с промежуточной ступени подвергаются в особых рабочих условиях работы реактора в режиме восходящего потока установки FCC реакциям олигомеризации, приводящим к образованию соединений с более длинной углеродной цепью. Эти олигомеризованные соединения подвергаются, в свою очередь, реакциям каталитического крекинга, приводящим к образованию значительных количеств пропилена.

Олефиновые молекулы С4, С5 и С6, содержащиеся в рассматриваемом потоке с промежуточной ступени, могут быть возвращены либо в основной реактор, либо во вспомогательный реактор, если установка FCC уже содержит такой вспомогательный реактор.

В случае возврата в основной реактор этот возврат можно производить непосредственно в смесь с тяжелым сырьем, либо выше нагнетателей указанного тяжелого сырья, посредством особых нагнетателей или из внутренней трубы в реакторе-подъемнике.

В случае возврата во вспомогательный реактор-подъемник, обеспечивающий режим восходящего потока, то есть обрабатывающий только рассматриваемый возвращенный поток, либо вспомогательный «подъемник», обеспечивающий режим восходящего потока, указанный реактор конвертирует легкое сырье, как, например, часть бензина, полученного в главном реакторе с режимом восходящего потока, в целях производства пропилена.

Чтобы гарантировать стабильную скорость подачи потока с промежуточной ступени в главный или вспомогательный реакторы (которая, возможно, будет меняться из-за флуктуации работы установки и компрессора), можно сочетать поток с промежуточной ступени с дополнительным потоком, который может поступать с находящейся ниже по схеме части газовой установки, предпочтительно с каталитическим бензином. Это дополнение может также состоять из любого жидкого компонента нефти или происходить из биомассы, предпочтительно с содержанием олефинов более 20% и числом атомов углерода менее 12, чтобы повысить потенциал производства пропилена.

Этот дополнительный поток может отбираться в голове отгонной колонны бензина установки FCC, снизу пропаноотгонной колонны. Он может также поступать с установки олигомеризации или установки получения пиробензина паровым кренингом.

Подробное описание изобретения

Описание приводится посредством фиг.1.

Фиг.1 показывает установку каталитического крекинга (FCC) с двумя реакторами-«подъемниками», обеспечивающими режим восходящего потока: одним главным реактором (1) и одним вспомогательным реактором (2). Главный реактор (1) снабжается регенерированным катализатором из линии (10), а вспомогательный реактор снабжается регенерированным катализатором из линии (9). Зона регенерации содержит две ступени: первую ступень (4) и вторую ступень (3), соединенную с первой ступенью линией переноса катализатора (6).

Катализатор переносится в зону регенерации на выходе зоны отгонки легких фракций (8) по линии переноса (5).

Главный реактор (1) снабжается обычным сырьем (СН1), а вспомогательный реактор (2) снабжается более легким сырьем, обозначенным (СН2).

Поток продуктов (11), выходящих из установки FCC, вводится в колонну разделения МС, из которой отбирают головной поток, обозначенный (12), один или несколько промежуточных потоков (14) и кубовый поток (13). Промежуточные потоки (14) и кубовый поток (13) не будут описываться дополнительно, поскольку они не относятся к настоящему изобретению.

Таким образом, описание приводится в отношении головного потока (12), который конденсируется в емкости (BS) и разделяется на две фазы:

- Жидкая фаза, часть которой обеспечивает флегму колонны (МС), а другая часть (25) - секцию разделения, находящуюся за компрессором жирного газа (CGH), содержащего две ступени (ЕТ1, ЕТ2).

- Газовая фаза (15), выходящая из камеры (BS), направляется на первую ступень газового компрессора (ЕТ1) после отделения жидких частиц, которые она могла содержать, в разделительной емкости (BS1).

Сжатый поток (16), выходящий с первой ступени (ЕТ1), направляют во вторую разделительную емкость (BS2), откуда отбирают 3 потока:

- поток (19), который направляют на вторую ступень сжатия (ЕТ2) после прохождения через разделительную емкость (BS3) и который становится тогда потоком 19а, очищенным от жидких частиц. Поток (19а) сжимают на второй ступени сжатия (ЕТ2), чтобы получить сжатый поток (21), который отправляют в секцию рекуперации газов отходов кренинга (SRG),

- поток (20), который направляют в секцию очистки отработанной воды (на фиг.1 не показано),

- поток (22), который возвращают на главный реактор (1) или вспомогательный реактор (2), или частью на главный реактор как поток (25), а частью на вспомогательный реактор как поток (24), который образует поток с промежуточной ступени.

Поскольку, как четко видно на фиг.1, этот поток (22) отбирается между двумя ступенями сжатия, ЕТ1 и ЕТ2, газового компрессора, он называется потоком с промежуточной ступени.

Таким образом, изобретение можно определить обобщенно как способ получения бензина и одновременного получения пропилена, в котором применяется установка каталитического крекинга, содержащая по меньшей мере один основной реактор, действующий с восходящим потоком (называемый "подъемником", обеспечивающим режим восходящего потока) или с нисходящим потоком (называемый "подъемником", обеспечивающим режим нисходящего потока), обрабатывающий обычное тяжелое сырье, причем основной реактор обрабатывает, кроме того, сырье, состоящее из олефиновых молекул преимущественно С4, С5 и С6, вводимых в смеси с тяжелым сырьем или до указанного тяжелого сырья, причем указанная олефиновая фракция отбирается на уровне промежуточной ступени компрессора жирного газа (CGH), составляющего часть секции очистки газа (SRG), соединенной с установкой FCC, и образует поток с промежуточной ступени.

В одном варианте способа получения бензина и одновременного получения пропилена согласно изобретению, олефиновая фракция С4, С5 и С6 вводится до основного сырья через внутреннюю трубу указанного главного реактора, обеспечивающего режим восходящего потока, заканчивающуюся на расстоянии от 1 м до 0,5 м выше уровня нагнетателей основного сырья.

Обычно, если основной реактор работает с нисходящим потоком («подъемник с нисходящим потоком»), он функционирует в следующих рабочих условиях: температура на выходе реактора составляет от 580°С до 630°С, отношение С/О составляет от 15 до 40, предпочтительно от 20 до 30, время пребывания составляет от 0,1 до 1 с, предпочтительно от 0,2 до 0,7 с.

В варианте способа получения бензина и одновременного получения пропилена согласно изобретению, причем в указанном способе применяется установка каталитического крекинга, содержащая главный «подъемник с восходящим потоком» (1), обрабатывающий обычное сырье (СН1), и вспомогательный «подъемник с восходящим потоком» (2), работающий параллельно главному реактору (1), обрабатывающий сырье (СН2), более легкое, чем тяжелое сырье (СН1), и работающий в более жестких рабочих условиях, чем условия в главном реакторе, причем указанный вспомогательный реактор (2) обрабатывает олефиновую фракцию "С4 С5 С6", показанную потоком (22), поступающим с промежуточной ступени компрессора жирного газа (CGH).

Всегда в варианте, где в способе согласно изобретению применяется установка каталитического крекинга, использующая главный реактор-«подъемник с восходящим потоком» (1) и вспомогательный реактор-«подъемник с восходящим потоком» (2), указанный вспомогательный реактор может обрабатывать смесь восходящим потоком олефиновой фракции "С4 С5 С6" (поток 22), поступающую с промежуточной ступени компрессора жирного газа (CGH), фракцию бензина и/или возвращаемую смесь олигомеров С5, С6, С7 или С8 (на фиг.1 не показана).

Всегда в варианте, где в способе согласно изобретению применяется установка каталитического крекинга, использующая главный реактор (1) и вспомогательный реактор (2), можно добавлять в поток с промежуточной ступени дополнительный поток (23), состоящий из возвращенного бензина, чтобы гарантировать, что суммарное количество двух потоков, то есть поток с промежуточной ступени (22) плюс дополнительный поток (23), постоянно с точностью плюс или минус 10%.

Всегда в варианте, где в способе согласно изобретению применяется установка каталитического крекинга, использующая главный реактор (1) и вспомогательный реактор (2), дополнительный поток (23) может состоять из углеводородной фракции, происходящей из нефти или биомассы, имеющей содержание олефинов выше 20 вес.% и содержащей соединения менее чем с 12 атомами углерода.

Всегда в варианте, где в способе согласно изобретению применяется установка каталитического крекинга, использующая главный реактор (1) и вспомогательный реактор (2), дополнительный поток (23) может отбираться либо сверху отгонной колонны бензина установки FCC, либо снизу пропаноотгонной колонны, составляющей часть секции очистки газа ("gaz plant" - газовая установка).

Всегда в варианте, где в способе согласно изобретению применяется установка каталитического крекинга, использующая главный реактор (1) и вспомогательный реактор (2), дополнительный поток (23) может поступать с установки олигомеризации или установки получения пиробензина паровым крекингом.

В варианте, где в способе согласно изобретению применяется установка каталитического крекинга, использующая главный реактор (1) и вспомогательный реактор (2), вспомогательный реактор (2) работает при времени контакта от 20 до 500 мс, предпочтительно от 50 мс до 200 мс, и массовой скорости потока твердых веществ от 150 до 600 кг/(с·м2).

В варианте, где в способе согласно изобретению применяется установка каталитического крекинга, использующая главный реактор (1) и вспомогательный реактор (2), отношение С/О для главного реактора составляет от 6 до 14, предпочтительно от 7 до 12, а отношение С/О для вспомогательного реактора составляет от 8 до 35, предпочтительно от 10 до 25.

В варианте, где в способе согласно изобретению применяется установка каталитического крекинга, использующая главный реактор (1) и вспомогательный реактор (2), температура на выходе главного реактора составляет от 510°С до 580°С, предпочтительно от 520°С до 570°С, а температура на выходе вспомогательного реактора составляет от 550°С до 650°С, предпочтительно от 580°С до 610°С.

Пример

Чтобы проиллюстрировать настоящее изобретение, используются 5 примеров, обозначенных номерами 1, 2, 3, 4 и 5.

Пример 1

Этот первый пример представляет собой базовый случай и соответствует установке FCC с одним реактором-«подъемником», обеспечивающим режим восходящего потока производительностью 70000 BPSD, то есть 500 м3/час (BPSD сокращение для баррелей в сутки), обрабатывающим остаточные фракции и работающим в режиме максимального получения пропилена, то есть с каталитической системой, содержащей цеолит с селективностью к форме, для улучшения селективности LPG в отношении бензина, и функционирующим в более жестких рабочих условиях, чем стандартный режим "максимум бензина".

Основные характеристики сырья, а также рассмотренные рабочие условия представлены ниже в таблице 1 и таблице 2 соответственно.

В этих условиях скорости потоков продуктов, выходящих из установки, приведены в таблице 3 ниже. В ней и в таблицах ниже PI обозначает точку начала отгонки.

Таблица 3
Поток продуктов для примера 1
кг/ч Пример 1 Базовый случай
Тощий газ 22446
NH3 43
H2S 3913
Н2 516
С1 6020
С2 4988
С2= 6966
GPL 133171
С3 7568
С3= 46612
С4 17243
С4= 61748
Жидкость 236543
PI-160 113004
160-220 39302
PI-220°С 152306
220-360 54653
360+ 29584
Кокс 37840
Всего 430000

Пример 2

Пример 2 соответствует примеру 1 с возвратом потока с промежуточной ступени выше основного сырья.

Рабочие условия реактора остаются идентичными условиям в примере 1.

В этих условиях скорость потока с промежуточной ступени соответствует 45 тоннам в час, а его состав дается в таблице 4 ниже.

Таблица 4
Состав потока с промежуточной ступени для примера 2
Состав потока с промежуточной ступени
вес.%
С3, всего 4
С4, всего 20
С5, всего 30
С6-С8 46
С3= в С3, всего 86
С4= в С4, всего 60
С5= в С5, всего 51
Скорость возвращаемого потока, т/ч 45

Потоки продуктов, выходящих с установки с рециклом, приведены в таблице 5 ниже и сравниваются с потоками для базового случая.

Таблица 5
Сравнение примера 1 и примера 2
кг/ч Пример 1 Пример 2 Дельта
Базовый случай Поток с промежуточной ступени, обрабатываемый совместно, до тяжелого сырья %
Тощий газ 22446 23627 5,3
NH3 43 43 0,0
H2S 3913 3913 0,0
Н2 516 571 10, 6
С1 6020 6511 8,2
С2 4988 5243 5,1
С2= 6966 7346 5,5
GPL 133171 134432 0,9
С3 7568 7927 4,7
C3= 46612 48616 4,3
С4 17243 17855 3,5
С4= 61748 60035 -2,8
Жидкость 236543 233089 -1,5
PI-160 113004 107500 -4,9
160-220 39302 40752 3,7
PI-220°С 152306 148252 -2,7
220-360 54653 55110 0,8
360+ 29584 29727 0,5
Кокс 37840 38852 2,7
Всего 430000 430000 0,0

В этих условиях сравнение таблиц 3 и 5 показывает, что выигрыш по пропилену составляет более 4 процентов, что является очень существенным в промышленных масштабах.

Разумеется, наблюдается потеря С4 и С5 (за счет фракции PI-160°С), так как эти соединения были возвращены и подвергнуты крекингу.

Наблюдается также повышенное формирование тощих газов и кокса, но оно остается в пределах, допустимых для установки, в частности, с точки зрения теплового баланса.

Выигрыш по этилену, который также является ценным продуктом, повышается очень значительно, с приростом более 5%.

Таким образом, возврат потока с промежуточной ступени (22) выше основного сырья (СН1) позволяет полностью осуществить искомую цель - максимально повысить производство пропилена, одновременно избавляясь от расходов на разделение, по сравнению с классическим возвратом каталитического бензина.

Пример 3

Пример 3 похож на пример 2 с той разницей, что на этот раз поток с промежуточной ступени возвращается в особый вспомогательный реактор (2) и крекируется в оптимизированных рабочих условиях, а именно при температуре на выходе реактора 590°С и времени контакта 250 мс. В таблице 6 показаны потоки полученных продуктов и сравнены с потоками для примера 1.

Таблица 6
Сравнение примера 1 и примера 3
кг/ч Пример 1 Пример 3 Дельта
Базовый случай Поток с промежуточной ступени, крекированный в специальном вспомогательном реакторе %
Тощий газ 22446 24133 7,5
NH3 43 43 0,0
H2S 3913 3913 0,0
Н2 516 594 15,2
С1 6020 6721 11,7
С2 4988 5352 7,3
С2= 6966 7509 7,8
GPL 133171 134973 1,4
С3 7568 8080 6,8
C3= 46612 49475 6,1
С4 17243 18117 5,1
С4= 61748 59301 -4/0
Жидкость 236543 231609 -2,1
PI-160 113004 105141 -7,0
160-220 39302 41373 5,3
PI-220°С 152306 146514 -3,8
220-360 54653 55306 1,2
360+ 29584 29789 0,7
Кокс 37840 39286 3,8
Всего 430000 430000 0,0

Когда поток с промежуточной ступени возвращается в специальный реактор, обеспечивающий режим восходящего потока (2), и подвергается действию оптимизированных рабочих условий, выигрыш по пропилену относительно базового случая (пример 1) составляет более 6%. Таким образом, он улучшен по сравнению с приростом 4%, наблюдавшимся, когда этот же возвращенный поток крекируется в главном реакторе до тяжелого сырья.

В этих условиях количество этилена также увеличивается более существенно, с приростом около 8% в сравнении с 5% для примера 2.

Увеличение количества тощих газов и кокса более значительное, чем в примере 2, но это повышение остается ограниченным.

Таким образом, возврат фракции, обогащенной С4 и С5, в специальный реактор позволяет получить более значительный выигрыш по пропилену, чем когда эта фракция крекируется в единственном реакторе до основного сырья.

Пример 4

Следующий пример составляет второй базовый случай и соответствует установке FCC, содержащей два реактора, обеспечивающих режим восходящего потока: один главный реактор (1), питаемый остаточным сырьем (СН1), таким же, как для примера 1, и один вспомогательный реактор (2), в который возвращается часть произведенного каталитического бензина (СН2) и крекируется в жестких условиях. Как и для примера 1, каталитическая система содержит цеолит с селективностью к форме, для оптимизации работы в режиме максимального выхода пропилена с установки.

Рабочие условия для примера 4 описаны в таблице 7.

Таблица 7
Рабочие условия для примера 4
Случай Пример 4
Производительность установки баррели/сут 70000
Главный реактор
Расход остаточного сырья т/ч 431, 6
Давление на выходе реактора бар, манном. 1,4
Температура на выходе реактора °С 550
Температура предварительного нагрева сырья °С 260
Расход пара (МР) т/ч 29,6
Массовое отношение потока катализатора к потоку сырья 8
Вспомогательный реактор
Поток возвращаемого каталитического бензина т/ч 108
Температура на выходе реактора °С 590
Температура рецикла °С 53
Расход пара (МР) т/ч 3,3
Массовое отношение потока катализатора к потоку сырья 12

На основе этого были определены потоки продуктов на выходе установки, приведенные в таблице 8.

Таблица 8
Скорость потока продуктов для примера 4
кг/ч Пример 4
Базовый случай, два реактора, возврат бензина
Тощий газ 24940
NH3 43
H2S 3913
Н2 602
С1 7095
С2 5504
С2= 7783
GPL 142115
С3 8600
С3= 51600
C4 18060
C4= 63855
Жидкость 224632
PI-160 97782
160-220 41667
PI-220°C 139449
220-360 55556
360+ 29627
Кокс 38313
Всего 430000

Пример 5

Пример 5 воспроизводит случай примера 4, но на этот раз с возвратом потока с промежуточной ступени во вспомогательный реактор в смеси с бензином, полученным на установке FCC. По сравнению с примером 2 этот рецикл имеет другой состав, но рассмотрена та же скорость потока рецикла.

Состав этого возврата приводится в таблице 9.

Таблица 9
Состав потока с промежуточной ступени, пример 5
Состав потока с промежуточной ступени
вес.%
С3, всего 6
C4, всего 20
С5, всего 56
С6-С8 18
С3= в С3, всего 84
С4= в C4, всего 80
С5= в С5, всего 51
Поток рецикла, т/ч 45

Потоки продуктов, выходящих с установки с рециклом, приведены в таблице 10 и сравниваются с потоками для примера 4.

Таблица 10
Сравнение примера 4 и примера 5
кг/ч Пример 4 Пример 5 Дельта
Базовый случай, два реактора, возврат бензина Два реактора, возврат бензина и потока с промежуточной ступени во вспомогательный реактор
Тощий газ 24940 26911 7,9
NH3 43 43 0,0
H2S 3913 3913 0,0
Н2 602 713 18,4
С1 7095 7921 11,6
С2 5504 5995 8,9
С2= 7783 8326 7,0
GPL 142115 142487 0,3
С3 8600 9119 6,0
С3= 51600 54550 5,7
С4 18060 18828 4,3
С4= 63855 59989 -6,1
Жидкость 224632 220888 -1,7
PI-160 97782 92349 -5,6
160-220 41667 42873 2,9
PI-220°С 139449 135222 -3,0
220-360 55556 55959 0,7
360+ 29627 29707 0,3
Кокс 38313 39714 3,7
Всего 430000 430000 0,0

Возврат потока с промежуточной ступени в смеси с бензином, поступающим с установки FCC, позволяет очень заметно повысить выход пропилена с приростом около 6%.

Этилен заметно возрастает, с повышением на 7%. Выход кокса и тощих газов увеличивается, но остается в допустимых пределах.

Этилен возрастает на 7%, тощие газы примерно на 8%, а кокс менее чем на 4%.

Все эти примеры показывают, что во всех рассмотренных случаях возврат потока с промежуточной ступени (22) либо в главный реактор (1), либо во вспомогательный реактор (2), либо частью в главный реактор (1) и частью во вспомогательный реактор (2), позволяет очень существенно повысить выход пропилена.

1. Способ получения бензина и одновременного получения пропилена на установке каталитического крекинга (FCC), содержащей основной реактор (1), работающий в восходящем потоке («подъемник с восходящим потоком») или нисходящем потоке («подъемник с нисходящим потоком») и обрабатывающий тяжелое сырье (СН1), и, возможно, вспомогательный подъемник с восходящим потоком (2), работающий в более жестких условиях, чем главный реактор (1), и обрабатывающий более легкое сырье (СН2),
причем в способе обрабатывают, помимо основного сырья (СН1) и возможного более легкого сырья (СН2), фракцию, состоящую преимущественно из олефиновых молекул С4, С5 и С6, причем указанную олефиновую фракцию, соответствующую потоку с промежуточной ступени (22), отбирают на уровне промежуточной ступени компрессора жирного газа, составляющего часть секции очистки газа (SRG), соединенной с установкой FCC, и указанную олефиновую фракцию С4, С5 и С6, соответствующую потоку с промежуточной ступени (22), вводят до основного сырья (СН1) через внутреннюю трубу указанного главного реактора (1), заканчивающуюся за 1-0,5 м выше уровня нагнетателей основного сырья (СН1).

2. Способ получения бензина и одновременного получения пропилена по п. 1, в котором, когда установка каталитического крекинга содержит, кроме того, вспомогательный реактор (2), обрабатывающий более легкое сырье (СН2) и работающий в более жестких рабочих условиях, чем условия в главном реакторе, олефиновую фракцию С4, С5 и С6, соответствующую потоку с промежуточной ступени (22), вводят во вспомогательный реактор (2).

3. Способ получения бензина и одновременного получения пропилена, в котором применяется установка каталитического крекинга, содержащая главный реактор (1) и вспомогательный реактор (2), по п. 2, причем указанный вспомогательный реактор (2) обрабатывает смесь олефиновой фракции С4 С5 С6, соответствующей потоку с промежуточной ступени (22), и фракцию бензина и/или возвращенных олигомеров С5, С6, С7 или С8.

4. Способ получения бензина и одновременного получения пропилена, в котором применяется установка каталитического крекинга по п. 1, причем в поток с промежуточной ступени (22) добавляют дополнительный поток (23), состоящий из возращенного бензина, чтобы обеспечить постоянство суммы обоих потоков, то есть поток с промежуточной ступени (22) плюс дополнительный поток (23), с точностью плюс или минус 10%.

5. Способ получения бензина и одновременного получения пропилена, в котором применяется установка каталитического крекинга по п. 4, причем дополнительный поток (23) состоит из углеводородной фракции, полученной из нефти или биомассы, имеющей содержание олефинов выше 20 вес. % и содержащей соединения с менее чем 12 атомами углерода.

6. Способ получения бензина и одновременного получения пропилена, в котором применяется установка каталитического крекинга по п. 4, причем дополнительный поток (23) отбирают либо сверху отгонной колонны бензина установки FCC, либо снизу пропаноотгонной колонны, составляющей часть секции очистки газа (SRG).

7. Способ получения бензина и одновременного получения пропилена, в котором применяется установка каталитического крекинга по п. 4, причем дополнительный поток (23) подают с установки олигомеризации или установки получения пиробензина паровым крекингом.

8. Способ получения бензина и одновременного получения пропилена, в котором применяется установка каталитического крекинга по п. 1, причем вспомогательный реактор (2) работает при времени контакта от 20 до 500 мс, предпочтительно от 50 до 200 мс, и при плотности потока твердых веществ от 150 до 600 кг/(с·м2).

9. Способ получения бензина и одновременного получения пропилена, в котором применяется установка каталитического крекинга по п. 1, причем отношение С/О для главного реактора (1) составляет от 6 до 14, предпочтительно от 7 до 12, а отношение С/О для вспомогательного реактора (2) составляет от 8 до 35, предпочтительно от 10 до 25.

10. Способ получения бензина и одновременного получения пропилена, в котором применяется установка каталитического крекинга по п. 1, причем температура на выходе главного реактора (1) составляет от 510°C до 580°C, предпочтительно от 520°C до 570°C, и температура на выходе вспомогательного реактора (2) составляет от 550°C до 650°C, предпочтительно от 580°C до 610°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к увеличению выхода этилена и пропилена в процессах нефтепереработки. Изобретение касается способа улучшения выхода этилена и пропилена из исходного сырья легкой нафты, включает получение исходного сырья легкой нафты из первичной зоны крекинга, содержащей катализатор крекинга.

Настоящее изобретение относится к способу каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, содержащему: этап реакции углеводородного сырья в псевдоожиженном слое катализатора в условиях восходящего или нисходящего потока; этап отгонки закоксованных зерен катализатора для их отделения от крекированных фракций и отпарки закоксованных зерен катализатора; этап регенерации закоксованных зерен катализатора в одну или несколько ступеней, причем регенерированные зерна катализатора, собираемые на выходе, возвращают на этапе реакции на вход псевдоожиженного слоя, при этом упомянутый способ каталитического крекинга в псевдоожиженном слое включает на этапе отгонки/отпарки многостадийный способ крекинга и отпарки псевдоожиженной смеси углеводородов и закоксованных зерен катализатора, причем указанный многостадийный способ включает по меньшей мере один этап крекинга и этап отпарки после разделения закоксованных зерен катализатора и крекированных фракций.

Изобретение относится к области каталитического крекинга нефтяных фракций. Изобретение касается способа производства бензина в установке каталитического крекинга, содержащей, по меньшей мере главный реактор, работающий на сырье с низким содержанием углерода по Конрадсону и с высоким содержанием водорода, при этом упомянутый способ содержит рециркуляцию суспензионной фракции либо в боковой емкости, расположенной на отводе отпарной колонны, либо внутри отпарной колонны при помощи трубчатой камеры, находящейся внутри упомянутой отпарной колонны.

Изобретение относится к способу конверсии тяжелой углеводородной фракции с начальной температурой кипения больше или равной 340°C в средний дистиллят с интервалом кипения от 130 до 410°C.

Настоящее изобретение относится к вариантам способов каталитической конверсии для улучшения состава целевого продукта. Высокосортный исходный нефтепродукт контактирует с горячим регенерированным катализатором в реакторе, чтобы выполнять реакцию крекинга, продукт реакции отделяется от отработанного катализатора, подлежащего регенерации, затем продукт реакции подается в систему разделения, и отработанный катализатор, подлежащий регенерации, отпаривается, регенерируется и рециркулируется в способ, причем горячий регенерированный катализатор имеет однородное распределение активности.

Изобретение относится к каталитическому крекингу нефтяного углеводородного сырья. Изобретения касается способа каталитического крекинга, включающего смешение регенерированного катализатора, поступающего в зону предварительного подъема (VIII), с нефтяным сырьем и подачу в зону (I) реакции нефтяного сырья для проведения реакции каталитического крекинга; перемещение катализатора и нефтяного газа вверх в зону (III) сепарации катализатора, где часть катализатора отделяется и проходит в отпарную зону для регенерируемого катализатора (V, VII); не отделенный катализатор и нефтяной газ вместе продолжают перемещаться вверх и затем смешиваются в зоне (II) повторной реакции нефтяного газа с регенерированным катализатором, поступающим в зону (IV) дополнительного распределения катализатора, и нефтяной газ участвует в повторной каталитической реакции; затем нефтяной газ и катализатор в лифт-реакторе разделяются в отстойнике (VI), регенерируемый катализатор в зоне (I) реакции нефтяного сырья и зоне (II) повторной реакции нефтяного газа поступают в регенератор (13) после десорбционной обработки паром в отпарной зоне для регенерируемого катализатора, чтобы реактивироваться.

Изобретение относится к каталитическому крекингу углеводородов. Способ включает стадию реакции крекинга в реакторе с восходящим потоком с псевдоожиженным слоем, стадию разделения крекированных углеводородов и закоксованного катализатора, стадию фракционирования крекированных углеводородов и стадию регенерирования указанного закоксованного катализатора, где исходные материалы углеводородов вводят в реактор с восходящим потоком на катализатор, частично дезактивированный посредством предварительного закоксовывания по меньшей мере его части в том же самом реакторе с восходящим потоком, так что температура реакции у эффлюентов, покидающих указанный реактор, изменяется от 470 до 600°С, причем данное предварительное закоксовывание может осуществляться посредством введения по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего температуру кипения равную или более высокую чем 350°С, на по меньшей мере часть регенерированного катализатора, ограниченную по меньшей мере одной зоной, определяемой посредством внутреннего устройства, расположенного в нижней части реактора с восходящим потоком, при этом исходные углеводородные материалы для переработки вводят ниже по потоку после верхнего конца внутреннего устройства в указанном реакторе относительно направления течения катализатора внутри реактора.

Изобретение относится к способам производства катализатора каталитического крекинга, способу каталитического крекинга и к применению полученного катализатора. Способ содержит подачу свежего катализатора в псевдоожиженный слой, где он входит в контакт с водяным паром или регенерированным топочным газом, и его старение при гидротермальных условиях, включающих температуру старения 400-850°C, поверхностную линейную скорость псевдоожиженного слоя 0,1-0,6 м/с и время старения 1-720 часов с последующей подачей произведенного катализатора в промышленную установку каталитического крекинга.

Изобретение относится к способам подавления вредного воздействия металлов на каталитический крекинг углеводородного сырья. Этой цели достигают путем использования металлоулавливающей частицы, которая содержит подвергшуюся распылительной сушке смесь каолина, окиси или гидроокиси магния и карбоната кальция, причем подвергшаяся распылительной сушке смесь была подвергнута прокаливанию при температуре в диапазоне от 816°C почти до 899°C.

Изобретение относится к процессам дегидрирования парафинов. Способ регулирования температур в реакторе дегидрирования включает пропускание катализатора в реактор дегидрирования таким образом, что катализатор перетекает вниз через реактор, пропускание обогащенного парафинами потока в реактор дегидрирования, так что поток проходит вверх через реактор, образуя, таким образом, технологический поток, содержащий катализатор и дегидрированные углеводороды, а также некоторое количество не превращенных парафинов, отделение паровой фазы от технологического потока, формируя, таким, образом поток продуктов, пропускание потока продуктов в узел охлаждения, образуя посредством этого охлажденный поток продуктов и пропускание части охлажденного потока продуктов в технологический поток.

Изобретение относится к двум вариантам способа дегидрирования углеводорода. Один из вариантов содержит стадию подачи потока сырья, содержащего по меньшей мере один углеводород, над катализатором, содержащим каталитически активную углеродную фазу.
Изобретение относится к способу получения C2-C4 олефинов, включающему стадию контактирования синтез-газа с катализатором на основе железа при температуре в интервале от 250 до 350°C и давлении в интервале от 10 до 40 бар.

Настоящее изобретение относится к способу приготовления олефинового продукта, содержащего этилен и/или пропилен, который содержит следующие этапы: a) выполняют паровой крекинг парафинового сырья, содержащего C2-C5 парафины, в условиях крекинга, включающих температуру в диапазоне от 650 до 1000°C, в зоне крекинга с получением отходящего потока установки крекинга, содержащего олефины; b) превращают оксигенатное сырье в системе конверсии оксигенат-в-олефины, содержащей реакционную зону, в которой оксигенатное сырье контактирует с катализатором превращения оксигената в условиях превращения оксигената, включающих температуру в диапазоне от 200 до 1000°C и давление от 0,1 кПа до 5 МПа, с получением отходящего потока конверсии, содержащего этилен и/или пропилен; c) объединяют, по меньшей мере, часть отходящего потока установки крекинга и, по меньшей мере, часть отходящего потока конверсии с получением объединенного отходящего потока и выделяют поток олефинового продукта, содержащий этилен и/или пропилен, из объединенного отходящего потока, где отходящий поток установки крекинга и/или отходящий поток конверсии содержит C4 фракцию, содержащую ненасыщенные соединения, и где данный способ дополнительно содержит, по меньшей мере, частичное гидрирование, по меньшей мере, части данной C4 фракции с получением, по меньшей мере, частично гидрированного C4 сырья, и возврат, по меньшей мере, части, по меньшей мере, частично гидрированного C4 сырья в качестве возвращаемого сырья рециркуляции на этап a) и/или этап b).

Изобретение относится к способу получения олефина, который включает в себя стадии: подачи потока сырья, который содержит парафиновый углеводород, в секцию дистилляции; подачи потока, выходящего из секции дистилляции, в реактор и взаимодействие потока, выходящего из секции дистилляции, в реакторе с образованием потока, выходящего из реактора, содержащего олефин; подачи потока сырья отгонной колонны, который сообщается с и находится ниже по ходу потока от потока, выходящего из реактора, в отгонную колонну олефина; подачи потока, выходящего из отгонной колонны, в компрессор теплового насоса; и подачи потока, выходящего из компрессора теплового насоса, в секцию дистилляции и использования тепла из потока, выходящего из компрессора теплового насоса, для подогрева потока секции дистилляции, который содержит непрореагировавший парафиновый углеводород.

Изобретение относится к способу дегидрирования алканов с выравниванием состава продукта. При этом газообразный поток вещества, содержащий алканы, пропускают в непрерывном режиме через слой катализатора, расположенный в от двух до 10 соединенных последовательно реакторах адиабатического, аллотермического или изотермического типа или в их комбинации, посредством чего образуется газовый поток, который содержит олефин, водород и непрореагировавший алкан, при этом по меньшей мере один реактор является адиабатическим, в который подают кислород.

Изобретение относится к применению катализатора, содержащего монолит и слой катализатора, для дегидрогенизации алканов до алкенов или ароматизации при дегидрогенизации.
Изобретение относится к способу получения пропилена путем каталитического окислительного дегидрирования пропана, включающему пропускание потока реакционной смеси, состоящей из пропана и окисляющего реагента в инертном газе, используемом в качестве разбавителя, через слой катализатора в проточном реакторе.

Изобретение относится к способу получения легких олефинов. При этом способ включает: (a) пропускание оксигенатного сырья в реактор превращения оксигенатов в олефины, чтобы оксигенатное сырье контактировало с молекулярно-ситовым катализатором и превращалось в легкие олефины, которые выгружаются из реактора превращения оксигенатов в олефины в виде исходящего потока; (b) разделение исходящего потока на первый поток легких олефинов, отделенный от первого потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (c) селективное гидрирование и последующий крекинг первого потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды, во втором реакторе крекинга олефинов, используя катализатор крекинга олефинов, с образованием первого исходящего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины; (d) отдельный крекинг углеводородного потока с образованием второго исходящего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины, и отдельного потока пиролизного газа, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (e) совместное фракционирование первого и второго исходящих потоков газов крекинга, чтобы получить второй поток, содержащий легкие олефины, отделенный от второго потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (f) совместное кондиционирование первого потока и второго потока, содержащего легкие олефины, с целью удаления кислых газов и получения кондиционированного потока; и (g) разделение кондиционированного потока на поток этиленового продукта, поток пропиленового продукта и поток, содержащий углеводороды С4.

Изобретение относится к способу получения легких олефинов, включающему: (a) пропускание кислородсодержащего сырья в реактор превращения кислородсодержащих соединений в олефины, так чтобы кислородсодержащее сырье контактировало с катализатором на основе молекулярных сит и превращалось в легкие олефины, которые выходят из реактора превращения кислородсодержащих соединений в олефины в виде вытекающего потока; (b) разделение вытекающего потока на первый поток легких олефинов и отделенный от него первый поток, содержащий С4 и более тяжелые углеводороды; (c) селективное гидрирование и последующий крекинг первого потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды, с получением первого вытекающего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины; (d) отдельный крекинг углеводородного потока с получением второго вытекающего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины; (e) совместное фракционирование первого и второго вытекающих потоков газов крекинга с получением второго потока, содержащего легкие олефины, отделенного от второго потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (f) совместную обработку первого и второго потоков, содержащих легкие олефины, для удаления кислых газов и получения обработанного потока; (g) разделение обработанного потока на поток этиленового продукта, поток пропиленового продукта и поток, содержащий углеводороды С4; и (h) необязательное селективное гидрирование потока, содержащего углеводороды С4, и последующее фракционирование необязательно селективно гидрированного потока для того, чтобы отделить 2-бутеновый поток от первого потока 1-бутена.

Изобретение относится к способу дегидрирования пропана, включающему: пропускание предварительно нагретого исходного потока пропана в реактор дегидрирования; смешивание и взаимодействие исходного потока пропана с псевдоожиженным неметаллическим катализатором, содержащим оксид циркония, в реакторе дегидрирования, который представляет собой реактор быстрого псевдоожижения с образованием потока продукта, содержащего пропилен, причем катализатор находится в реакторе при среднем времени пребывания от 15 до 45 минут; пропускание отработанного катализатора в блок регенерации катализатора с образованием потока регенерированного катализатора; и пропускание потока регенерированного катализатора в реактор дегидрирования.

Настоящее изобретение относится к способу каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, содержащему: этап реакции углеводородного сырья в псевдоожиженном слое катализатора в условиях восходящего или нисходящего потока; этап отгонки закоксованных зерен катализатора для их отделения от крекированных фракций и отпарки закоксованных зерен катализатора; этап регенерации закоксованных зерен катализатора в одну или несколько ступеней, причем регенерированные зерна катализатора, собираемые на выходе, возвращают на этапе реакции на вход псевдоожиженного слоя, при этом упомянутый способ каталитического крекинга в псевдоожиженном слое включает на этапе отгонки/отпарки многостадийный способ крекинга и отпарки псевдоожиженной смеси углеводородов и закоксованных зерен катализатора, причем указанный многостадийный способ включает по меньшей мере один этап крекинга и этап отпарки после разделения закоксованных зерен катализатора и крекированных фракций.
Наверх