Установка каталитической ароматизации легкого углеводородного сырья и способ ее работы

Авторы патента:

C10G35/04 - каталитический реформинг

Владельцы патента RU 2641692:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (ИК СО РАН) (RU)

Изобретение относится к установке каталитической ароматизации легкого углеводородного сырья, включающей расположенные на линии подачи сырья по меньшей мере один блок каталитической переработки и блок выделения концентрата ароматических углеводородов с линией подачи циркулирующего газа в блок каталитической переработки. Установка характеризуется тем, что на линии циркулирующего газа установлен блок мембранного выделения водорода. Технический результат - повышение выхода целевых продуктов и упрощение установки. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к установкам каталитической переработки легкого углеводородного сырья, в частности к установкам получения концентрата ароматических углеводородов из углеводородов C₃ и C₄, и может найти применение в нефтегазовой промышленности.

Известна установка каталитической переработки легкого углеводородного сырья [RU 2565229, C10G 35/04, 20.10.2015], включающая нагреватель, по меньшей мере два изотермических каталитических реактора, оснащенных в качестве узлов передачи тепла блоками теплообменных элементов, генератор теплоносителя, соединенный с блоками теплообменных элементов линией подачи газа окисления в качестве теплоносителя, при этом установка оборудована системой регенерации катализатора и утилизации газа регенерации. Установка может дополнительно включать блоки подготовки сырья, разделения катализата, подготовки и циркуляции продуктов реакции.

Основным недостатком установки является низкий выход целевых продуктов вследствие снижения селективности их образования при накоплении побочных продуктов в реакционной зоне из-за отсутствия системы удаления побочных продуктов.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для получения концентрата ароматических углеводородов из углеводородов C₃ и C₄ [RU 57278, С07С 15/42, 10.10.2006], включающая два блока каталитической переработки, последовательно расположенных на линии подачи сырья, каждый их который состоит из рекуперационного теплообменника, печи огневого нагрева, блока реакторов, включающего по меньшей мере два адиабатических каталитических реактора, в одном из которых осуществляют переработку сырья, а во втором - регенерацию катализатора, воздушного, водяного и пропанового холодильников продуктов и сепаратора, а также блок выделения концентрата ароматических углеводородов из суммы жидких продуктов с линией рециркуляции газа стабилизации (циркулирующего газа) на вход хотя бы одного блока каталитической переработки. Установка может дополнительно включать блок подготовки сырья (обессеривания, фракционирования), а также системы, обеспечивающие повышение степени превращения сырья и выхода целевых продуктов, включающие линии подачи олефинсодержащего сырья на вход каталитических реакторов, адсорбционные блоки выделения ароматических углеводородов из паров, абсорбционные блоки выделения непревращенных компонентов сырья из паров с линиями рециркуляции их в сырье, содержащие каждая абсорберы, регенераторы абсорбента, нагреватели, рекуперационные теплообменники, циркуляционные насосы.

Основным недостатком известной установки является сложность систем, обеспечивающих повышение степени превращения сырья и выхода целевых продуктов, включающих большое количество оборудования, а также отсутствие системы селективного выделения из циркулирующего газа водорода, блокирующего протекание целевой реакции дегидроциклодимеризации. Максимальный выход суммы ароматических углеводородов, который может быть достигнут на такой установке, составляет 63 мас. %. Такой выход лимитируется термодинамическим равновесием протекающих реакций.

Задачей изобретения является упрощение установки.

Техническим результатом является повышение выхода целевых продуктов, а также упрощение установки за счет ее оснащения блоком мембранного выделения водорода.

Технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей расположенные на линии подачи сырья по меньшей мере один блок каталитической переработки и блок выделения концентрата ароматических углеводородов с линией подачи циркулирующего газа в блок каталитической переработки, при этом на линии циркулирующего газа установлен блок мембранного выделения водорода.

Для переработки сырья, включающего тяжелые компоненты и/или серосодержащие соединения, установка дополнительно может включать блок подготовки сырья, содержащий по меньшей мере одну из систем фракционирования и обессеривания.

Блок мембранного выделения водорода может быть выполнен в любом исполнении, известном из уровня техники, например в соответствии с [RU 2459654, B01D 53/22, B01D 63/02, 27.08.2012], и может быть дополнен вспомогательными абсорбционными и/или адсорбционными узлами концентрирования остаточных ароматических углеводородов.

Установка блока мембранного выделения водорода на линии циркулирующего газа позволяет селективно удалять из рециркулируемого потока водород и инертные компоненты, например азот, метан и пр., что обеспечивает оптимальные стационарные концентрации компонентов сырья в блоке каталитической переработки и высокую глубину их превращения в целевые продукты.

Принципиальная схема установки приведена на чертеже.

Установка включает расположенные на линии подачи сырья 1 блоки каталитической переработки (условно показан один блок 2), блок 3 выделения концентрата ароматических углеводородов с линией 4 вывода концентрата ароматических углеводородов и линией 5 подачи циркулирующего газа в блок 2, на которой расположен блок 6 мембранного выделения водорода с линией 7 вывода концентрата водорода и инертных компонентов.

Установка работает следующим образом.

Сырье, содержащее углеводороды C₃ и C₄, по линии 1 подают в блок каталитической переработки 2 совместно с подаваемым по линии 5 циркулирующим газом, содержащим концентрат не превращенных компонентов сырья. Продукты реакции в блоке выделения концентрата ароматических углеводородов 3 разделяют, например путем абсорбции, на концентрат ароматических углеводородов, выводимый с установки по линии 4, и циркулирующий газ, который подают в блок каталитической переработки 2 по линии 5, на которой расположен блок мембранного выделения водорода 6. Из блока мембранного выделения водорода 6 по линии 7 с установки выводят водородсодержащий газ и инертные компоненты. Удаление водорода из циркулирующего газа приводит к смещению термодинамического равновесия в сторону дополнительного образования ароматических углеводородов.

На такой установке достигается выход суммы ароматических углеводородов до 75 мас. %.

Таким образом, предлагаемая установка более проста, обеспечивает повышение выхода целевых продуктов и может быть использована в нефтегазовой промышленности.

1. Установка каталитической ароматизации легкого углеводородного сырья, включающая расположенные на линии подачи сырья по меньшей мере один блок каталитической переработки и блок выделения концентрата ароматических углеводородов с линией подачи циркулирующего газа в блок каталитической переработки, отличающаяся тем, что на линии циркулирующего газа установлен блок мембранного выделения водорода.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно включает блок подготовки сырья.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что блок мембранного выделения водорода дополнительно оснащен абсорбционными и/или адсорбционными узлами удаления остаточного количества ароматических углеводородов.

4. Способ работы установки для процесса каталитической ароматизации легкого углеводородного сырья, характеризующийся тем, что сырье, содержащее углеводороды С₃ и С₄, подают в блок каталитической переработки совместно с циркулирующим газом, содержащим концентрат непревращенных компонентов сырья, продукты реакции разделяют на концентрат ароматических углеводородов, выводимый с установки, и циркулирующий газ, который после мембранного выделения водорода подают в блок каталитической переработки, из блока мембранного выделения водорода с установки выводят водородсодержащий газ и инертные компоненты.

Изобретение относится к способу производства олефинов и ароматических углеводородов из нафты, содержащему стадии: 1) проведения экстракционного разделения нафты с получением очищенной нефти, содержащей алканы и циклоалканы, и нефтяного экстракта, содержащего циклоалканы и ароматические углеводороды, при этом весовое отношение между циклоалканами, содержащимися в очищенной нефти, и циклоалканами, содержащимися в нафте, составляет 10-35%, 2) контактирования нефтяного экстракта, содержащего циклоалканы и ароматические углеводороды, с катализатором риформинга в реакционных условиях каталитического риформинга: давление 0,2-3,0 МПа, температура 300-550°C, молярное отношение водород/углеводороды 0,5-20 и объемная (волюмометрическая) скорость (подачи) 0,1-50 ч-1 с получением риформата с высоким содержанием ароматических углеводородов, 3) проведения реакций крекинга очищенной нефти, содержащей алканы и циклоалканы, с получением олефинов.

Способ и устройство для гидрообработки риформата // 2609780

Изобретение относится к способу и устройству для гидрообработки риформата. Способ включает приведение риформата в контакт с обладающим каталитическим гидрирующим действием катализатором в условиях жидкофазной гидрообработки в реакторе гидрирования, при этом часть водородсодержащего газа для гидрообработки получена из растворенного водорода, содержащегося в риформате; где гидрообработку проводят в присутствии дополнительного водородсодержащего газа, который инжектируют в риформат перед проведением контактирования и/или во время контактирования через поры с помощью смесителя, который содержит, по меньшей мере, один канал для жидкости, предназначенный для риформата, и, по меньшей мере, один канал для газа, предназначенный для дополнительного водородсодержащего газа, при этом канал для жидкости соединен с каналом для газа посредством компонента, по меньшей мере, часть которого представляет собой пористую область; при этом риформат получают из нижней части газожидкостного сепаратора путем инжекции смеси каталитического риформинга в газожидкостной сепаратор и в продукте, полученном путем проведения контактирования, удаляют летучие компоненты, причем риформат поступает в реактор гидрирования после теплообмена с нефтяным сырьем с удаленными летучими компонентами, нефтяное сырье с удаленными летучими компонентами инжектируют в колонну для удаления тяжелых компонентов и для извлечения ароматических углеводородов из верхней части колонны.

Способ конверсии углеводородного сырья, содержащего сланцевое масло, путем гидроконверсии в кипящем слое, фракционирования с помощью атмосферной дистилляции и гидрокрекинга // 2592688

Изобретение относится к способу конверсии сланцевого масла или смеси сланцевых масел, имеющих содержание азота по меньшей мере 0.1 мас. %, содержащему следующие стадии: a) сырье вводится в часть для гидроконверсии в присутствии водорода, причем указанная часть содержит, по меньшей мере, реактор с кипящем слоем, работающий в режиме газообразного и жидкого восходящего потока и содержащий по меньшей мере один катализатор гидроконверсии на подложке, b) выходящий поток, полученный на стадии а), вводится по меньшей мере частично в зону фракционирования, из которой, посредством атмосферной дистилляции, выходят газообразная фракция, фракция лигроина, фракция газойля и фракция, более тяжелая, чем фракция газойля, c) указанная фракция лигроина обрабатывается по меньшей мере частично в первой части для гидрообработки в присутствии водорода, причем указанная часть содержит по меньшей мере один реактор с фиксированным слоем, содержащий по меньшей мере один катализатор гидрообработки, d) указанная фракция газойля обрабатывается по меньшей мере частично во второй части для гидрообработки в присутствии водорода, причем указанная часть содержит по меньшей мере один реактор с фиксированным слоем, содержащий по меньшей мере один катализатор гидрообработки, e) фракция, более тяжелая, чем фракция газойля, обрабатывается по меньшей мере частично в части для гидрокрекинга в присутствии водорода.

Способ производства олефинов и бензина с низким содержанием бензола // 2592286

Изобретение относится к способу производства олефинов и бензина с низким содержанием бензола из нафты. Способ включает стадии: 1) проведение экстрактивной перегонки нафты с получением нефтяного экстракта, содержащего циклоалканы и ароматические углеводороды, и очищенной нефти, содержащей алканы и C6-циклоалканы, при этом весовое отношение между C6-циклоалканами, содержащимися в очищенной нефти, и C6-циклоалканами, содержащимися в нафте, составляет 80-95%; 2) контактирование нефтяного экстракта с катализатором риформинга в реакционных условиях каталитического риформинга: 0,01-3,0 МПа, 300-600°C, молярное отношение водород/углеводороды 0,5-20 и объемная (волюмометрическая) скорость 0,1-50 час-1, с получением риформата с низким содержанием бензола; 3) подача очищенной нефти в установку парового крекинга для осуществления реакции крекинга с получением легких олефинов.

Установка высокотемпературного платформинга // 2572601

Изобретение относится к способу получения ароматических соединений из потока углеводородного сырья, включающему пропускание потока углеводородного исходного сырья в первую установку риформинга, которую эксплуатируют при температуре от 500°C до 540°C, для получения отходящего потока из первой установки риформинга; нагревание отходящего потока из первой установки риформинга до второй температуры и пропускание нагретого потока во вторую установку риформинга, которую эксплуатируют при температуре, большей, чем 540°C, и в которой на внутренние металлические поверхности реактора нанесено покрытие из незакоксовывающегося материала, для получения тем самым, технологического потока, содержащего ароматические соединения; пропускание указанного технологического потока в установку фракционирования для получения, тем самым, головного потока, содержащего С4 и более легкие углеводороды, и кубового потока, содержащего С5 и более тяжелые углеводороды; и пропускание указанного кубового потока в установку экстрагирования ароматических соединений для получения, тем самым, технологического потока ароматических соединений и потока рафината.

Способ получения автомобильного бензина // 2572514

Изобретение относится к способу получения автомобильного бензина. Способ включает каталитический риформинг прямогонной гидроочищенной бензиновой фракции с предварительным разделением бензиновой части реакционной смеси и разделением катализата каталитического риформинга.

Способ и устройство получения высокооктановых бензинов путем совместной переработки углеводородных фракций и кислородсодержащего органического сырья // 2567534

Изобретение относится к области переработки углеводородов в высокооктановый компонент автомобильного бензина. Смешивают углеводородные фракции и кислородсодержащее органическое сырье (огсигенат).

Способ и устройство для обработки потоков углеводородов // 2566820

Изобретение относится к способу обработки потока углеводородов, включающему: прохождение углеводородного потока через емкость для обработки углеводородов; нагревание, по меньшей мере, части внутренней поверхности емкости до предварительно заданной температуры, составляющей 400°C или выше в течение 300 часов или более; выявление зон внутренней поверхности емкости для обработки углеводородов, которая поддерживается при предварительно заданной температуре и подвержена воздействию хлоридов с концентрацией более 1 ч./млн; контроль сенсибилизации и коррозийного растрескивания под напряжением в среде хлоридов, которые происходят в подверженной воздействию хлоридов зоне емкости для обработки углеводородов, путем выполнения указанной части внутренней поверхности емкости для обработки углеводородов из новой аустенитной нержавеющей стали, содержащей 0,005-0,020 мас.% углерода, 10-30 мас.% никеля, 15-24 мас.% хрома, 0,20-0,50 мас.% ниобия, 0,06-0,10 мас.% азота, до 5% меди и 1,0-7 мас.% молибдена, а других зон из другого материала для ограничения сенсибилизации и коррозийного растрескивания под напряжением в среде хлоридов, подверженных воздействию хлоридов зон внутренней поверхности.

Установка каталитической переработки легкого углеводородного сырья // 2565229

Изобретение относится к устройствам для каталитической переработки легкого углеводородного сырья, в частности для переработки углеводородных фракций С3+, и может найти применение в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Способ риформинга углеводородного потока // 2564528

Изобретение относится к способу риформинга углеводородного потока, включающему его разделение на легкий углеводородный поток и более тяжелый поток с относительно высокой концентрацией нафтенов.