Способ введения мелких и крупных добавок для гидроконверсии тяжелых углеводородов

Настоящее изобретение относится к способу суспензионнофазного гидрокрекинга тяжелого углеводородного сырья в реакторе суспензионнофазного гидрокрекинга. Способ включает введение первой добавки в сырье ниже по потоку от питательного насоса для ввода сырья и выше по потоку от теплообменника предварительного нагрева с образованием сырья с мелкими частицами, причем добавка содержит мелкие частицы, с распределением по размеру менее 500 мкм, отдельное введение второй добавки в сырье с мелкими частицами ниже по потоку от питательного насоса для ввода сырья и выше по потоку от реактора суспензионнофазного гидрокрекинга, причем вторая добавка содержит крупные частицы со средним размером частиц в интервале от 400 мкм до 2000 мкм, и выведение продуктов реакции из реактора суспензионнофазного гидрокрекинга. Предлагаемый способ позволяет снизить количество асфальтеновых предшественников кокса. 25 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предпосылки создания изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу термической гидроконверсии исходного сырья тяжелых углеводородов.

Описание прототипа

Поскольку мировая подача сырой нефти становится тяжелей и содержит более высокие уровни серы, имеется сложная задача удовлетворить растущую потребность в легких высококачественных транспортных топливах с низким содержанием серы. Обогащение тяжелого углеводородного исходного сырья способствует удовлетворению указанной потребности. Несколько способов используются для обогащения тяжелого углеводородного исходного сырья. Один такой способ известен как суспензионнофазный гидрокрекинг. Суспензионнофазный гидрокрекинг преобразует любые водород- и углеродсодержащее исходное сырье, производное от сырой нефти, синтетической нефти, угля, биологических способов и т.п., углеводородных остатков, таких как вакуумный остаток ((ВО)(VR)), атмосферный остаток ((АО)(AR)), деасфальтированные остатки, каменноугольная смола и т.п., в присутствии водорода при высоких температурах и высоких давлениях, например, от примерно 750°F (400°С) до примерно 930°F (500°С)) и от примерно 1450 фунт/кв.дюйм (10000 кПа) до примерно 4000 фунт/кв.дюйм (27500 кПа) или выше. Для предотвращения чрезмерной варки в процессе реакции в жидкое питание могут быть введены мелкие порошкообразные частицы добавки. Внутри реактора смесь жидкость/порошок теоретически ведет себя как единая гомогенная фаза благодаря малому размеру частиц добавки. На практике реактор может работать как реактор - барботирующая колонна с восходящим потоком пузырьков или как реактор с циркулирующим кипящим слоем и т.п. с тремя фазами благодаря образованному водороду и легким продуктам реакции, вносящим вклад в газовую фазу, и частицам крупной добавки, вносящим вклад в твердую фазу, и частицам мелкой добавки, исходному сырью и тяжелым продуктам реакции, вносящим вклад в жидкую фазу, с комбинацией добавки и жидкости, составляющих суспензию. В суспензионнофазном гидрокрекинге конверсия исходного сырья может превышать 90% в ценные конверсированные ценные продукты, и даже более 95%, когда вакуумный остаток составляет исходное сырье.

Один пример суспензионнофазного гидрокрекинга известен как Veba Combi-Cracking (VCC)-технология. Указанная технология работает таким образом, когда в одном варианте способа патентованная твердая дисперсная добавка вводится в тяжелое исходное сырье, такое как ВО, с образованием суспензионного питания. Суспензионное питание загружают с водородом и нагревают при температурах реакции с крекингом вакуумного остатка в легкие продукты. Выпаренные продукты конверсии могут быть или могут не быть дополнительно гидрообработаны и/или гидрокрекированы в реакторе с неподвижным слоем катализатора второй стадии. Получают широкий ряд дистиллятных продуктов, включая вакуумный газойль, средний дистиллят (такой, как дизель), нафту и легкий газ.

Было рассмотрено в различной литературе, что твердая дисперсная добавка для суспензионнофазных реакторов гидрокреккинга может включать широкий ряд материалов. Указанные материалы, как опубликовано, включают в себя (но не ограничиваясь этим) катализатор, красный шлам, оксид железа(III), пыль печи с дутьем, активированный кокс из твердого угля или лигнитов, углеродную сажу (сажу), золу из способов газификации сырой нефти, оксиды кремния и другие неорганические минералы, содержащие железо, такие как латерит или лимонит. Описывается, что твердые дисперсные добавки имеют широкое распределение частиц по размеру от 0,1 до 2000 мкм с предпочтением от нижнего к среднему интервалу. Было описано, что желательно включать от 10 до 40% мас. частиц выше 100 мкм в размере, с остатком частиц ниже 100 мкм в размере. Для достижения более тонкого регулирования распределения частиц по размеру добавки, введенной в способ, была предложена система для введения мелкого интервала частиц по размеру и крупного интервала частиц по размеру добавок отдельно в смесительную емкость, содержащую питание с получением тонкого регулирования относительного распределения частиц по размеру добавок, смешанных с исходным сырьем. Суспензионное исходное сырье затем вводят в агрегат высокого давления с предварительным подогревом с водородом и вводят в реактор. Смотри, например, патент США № 4851107 (Kretschmar et al.), который приводится здесь в качестве ссылки.

Несмотря на различные способы и альтернативы, доступные для обогащения тяжелых углеводородов, имеется еще необходимость в улучшении существующих способов с получением экономической выгоды, экономичности и эффективности работы установки.

Краткое описание изобретения

Способ суспензионнофазного гидрокрекинга исходного сырья тяжелых углеводородов в реакторе, включая реактор-колонну с восходящим потоком пузырьков, содержит отдельное введение добавки в двух интервалах размера в исходное сырье. Добавка с частицами интервала мелкого размера вводится в способ выше по потоку от добавки с частицами интервала крупного размера. Способ содержит введение первой добавки в исходное сырье с образованием мелочьсодержащего исходного сырья ниже по потоку от насоса загрузки питания. Мелкая добавка может содержать частицы, имеющие распределение частиц по среднему размеру от 20 до 500 мкм и площадь поверхности от 100 м2/г до 800 м2/г. Отдельно вторая добавка вводится в мелочьсодержащее исходное сырье ниже по потоку от насоса загрузки питания и выше по потоку или в реактор-колонну с восходящим потоком пузырьков гидрокрекинга. Вторая добавка может содержать крупные частицы, имеющие распределение частиц по среднему размеру от 400 до 2000 мкм. Продукты реакции выводятся из реактора, такого как реактор-колонна с восходящим потоком пузырьков, для дальнейшей переработки.

Краткое описание чертежей

На чертеже представлена упрощенная технологическая схема способа установки суспензионнофазного гидрокрекинга, показывающая один вариант настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов

В способе суспензионнофазного гидрокрекинга с любой конструкцией реактора, включая, но не ограничиваясь этим, реактор-колонну с восходящим потоком пузырьков, одна или более добавок могут быть введены в исходное сырье, что дает в результате несколько полезных эффектов. Без связи с какой-либо теорией, которая предусматривается в целях иллюстрации в данном описании, считается, что добавка с высокой площадью поверхности, такая как пористые частицы, обеспечивает адсорбцию асфальтеновых предшественников кокса, образованных в процессе экзотермической реакции термического гидрокрекинга исходного сырья. Это обеспечивает удаление предшественников кокса на добавке с продуктами реакции в большей степени, чем позволяет предшественникам кокса осадиться на внутренних частях оборудования, такого как теплообменники и печь в агрегате предварительного нагревания, и на внутренних поверхностях реактора. Для данного полезного эффекта, предпочтительно, частицы добавки имеют площадь поверхности более 100 квадратных метров на грамм (м2/г) или, более предпочтительно, более 200 м2/г.

Кроме того, считается, что добавка с достаточно большим размером частиц улучшает гидродинамику реактора, включая, но не ограничиваясь этим, реактор с восходящим потоком пузырьков. Считается, что крупные частицы способствуют поддержанию турбулентной противоточной вихревой рециркуляции в реакторе с достижением лучшего смешения и более гомогенной кинетики реакции. Считается, что частицы добавки большого размера также способствуют разрушению пены, которая может образоваться в реакторе, дополнительно улучшая характеристики реактора. Предпочтительно, для данного полезного эффекта в реакторе, что крупные частицы добавки имеют средний размер частиц от примерно 400 мкм до 2000 мкм. Таким образом, идеальная добавка для каждого из отмеченных полезных эффектов будет, предпочтительно, иметь относительно высокую площадь поверхности на массу, широкий интервал размеров и плотности для улучшенных характеристик потока и гидродинамических характеристик реактора. Однако, частицы не должны быть такими крупными или плотными, чтобы они высаждались из суспензионного исходного сырья, текущего через агрегат предварительного нагревания питания или реактор.

В большей степени, чем использование одной идеальной добавки, могут использоваться две добавки с различными характеристиками. Две добавки вводятся в отдельных точках в контуре питания, чтобы использовать характеристики частиц и минимизировать недостатки, которые могут сопровождать введение каждой добавки с начальной загрузкой исходного сырья. Первая добавка, называемая «мелкой добавкой», с небольшим средним размером частиц, называемых «мелкими частицами» или «мелкими частицами добавки», которые являются высоко пористыми с высокой внутренней площадью поверхности, сначала вводится в исходное сырье. Мелкая добавка может быть введена либо в смесительный сосуд питания, либо она может быть смешана с суспензионной нефтью, которая может быть частью исходного сырья, или с любой другой жидкостью, содержащей поток, такой как высокоароматическое масло, такой как нефть легкого цикла, нефть тяжелого цикла или рециклируемый тяжелый вакуумный газойль (ВГО) из вакуумной колонны VCC и т.п. Мелкая добавка может быть введена в главный контур питания непосредственно выше по потоку от агрегата предварительного нагревания питания, либо выше по потоку, либо ниже по потоку от насоса загрузки питания. Мелкая добавка может быть оптимизирована для адсорбции асфальтеновых предшественников кокса, образованных в процессе нагревания и реакции гидрокрекинга. Считается, что площадь поверхности частиц мелкой добавки является ключевой переменной.

Вторая добавка, называемая «крупной добавкой», с частицами с крупным средним размером частиц, называемыми «частицами крупной добавки», затем вводится в мелочьсодержащее исходное сырье в одном или более местоположений вдоль агрегата предварительного нагревания питания. Агрегат предварительного нагревания питания может содержать один или более теплообменников питания, теплообменников газа, теплообменников выходящего питания и печи предварительного нагревания питания выше по потоку от реактора суспензионного гидрокрекинга. Крупная добавка может быть введена до, между или после теплообменников питания или теплообменников газа, или теплообменников выходящего питания. Крупная добавка может быть введена до или после печи предварительного нагревания питания. Крупная добавка может быть также или альтернативно введена во впуск реактора с мелочьсодержащим исходным сырьем. Предпочтительно крупная добавка вводится после печи предварительного нагревания питания. Крупная добавка может быть оптимизирована для улучшенных гидродинамических характеристик реактора и минимизации пены. При введении крупной добавки в или непосредственно выше по потоку от реактора, время запаздывания между регулированием введения крупной добавки и характеристики реактора снижается. Также в зависимости от природы крупной добавки, такой как плотность и твердость, при введении крупной добавки ниже по потоку от оборудования агрегата предварительного нагревания можно избежать осаждения частиц добавки и эрозии оборудования. Частицы мелкой добавки могут иметь меньший интервал размеров частиц, чем частицы крупной добавки, и могут иметь более низкую, одинаковую или более высокую площадь поверхности на единицу массы. Мелкая добавка может, предпочтительно, иметь распределение частиц по размеру между 20 мкм и 500 мкм. Ниже указанного размера считается, что может быть трудно для мелких частиц удаляться циклонным сепаратором в горячем сепараторе. В одном аспекте максимальный предел размера частиц не является критическим, но является благоприятным, если регулируется. Имеется некоторое перекрытие в интервале большого размера мелкой добавки с интервалом малого размера крупных добавок. Однако, если частицы первой добавки являются слишком большими, считается, что может иметься осаждение частиц в теплообменниках агрегата предварительного нагревания питания. Предпочтительно, мелкая добавка может иметь максимальный размер частиц номинально 400 мкм. Т.е., мелкая добавка может проходить через сито с удерживанием частиц более 400 мкм, но благодаря неправильным формам отдельных частиц добавки возможно, что до 5% мас. всех частиц, проходящих через сито 400 мкм, может быть больше 400 мкм в одном измерении. Считается, что такие крупные частицы, как 450 мкм или 500 мкм, возможно могут быть пропущены такой операцией просеивания. Даже до 10% мас. мелких частиц могут быть больше 400 мкм, хотя, предпочтительно, имеется срез примерно 450 мкм. Если крупный конец распределения частиц по размеру мелкой добавки составляет слишком много, или является слишком большим, считается, что это может вызвать проблемы благодаря осаждению крупных частиц добавки в оборудовании предварительного нагревания питания или возникновения проблем эрозии в центробежном насосе питания и возможно теплообменниках. Предпочтительно, частицы мелкой добавки составляют более 25 мкм. Более предпочтительно, частицы мелкой добавки составляют более 50 мкм. Ожидается, что частицы мелкой добавки могут иметь широкое распределение частиц по номинальному размеру между минимальным и максимальным размерами, имеющее либо короткий хвост, либо острый срез на любом конце с пиком (либо средним размером частиц) при примерно 100 мкм, примерно 150 мкм, либо примерно 200 мкм, или, предпочтительно, любой размер в интервале между примерно 100 мкм и примерно 200 мкм.

Частицы мелкой добавки, предпочтительно, имеют пористость, которая обеспечивает площадь поверхности, достаточную для адсорбции молекул асфальтенов – предшественников кокса. Считается, что частицы мелкой добавки должны иметь достаточную пористость для обеспечения средней площади поверхности, по меньшей мере, 100 м2/г и, предпочтительно, по меньшей мере, 200 м2/г, как описано ранее для добавок в способах для суспензионнофазного гидрокрекинга.

Частицы крупной добавки могут иметь больший интервал размера частиц по сравнению с частицами мелкой добавки. Частицы крупной добавки могут иметь минимальный размер 400 мкм и максимальный размер 2000 мкм. В одном аспекте минимальный предел размера частиц не является критическим, но является благоприятным, если регулируется. Имеется некоторое перекрытие в интервале малого размера с большими размерами мелкой добавки. Однако, считается, что крупная добавка, если она является слишком малой, не обеспечивает полезные гидродинамические эффекты в реакторе. Поэтому дополнительная энергия расходуется на обработку частиц крупной добавки, которые являются слишком малыми. Аналогично, частицы добавки, которые являются слишком большими или слишком тяжелыми, могут осаждаться в реакторе и не обеспечивают полезных гидродинамических эффектов, которые считаются прямо относящимися к размерам реактора. Поэтому, предпочтительно, частицы крупной добавки имеют средний размер частиц примерно 800 мкм для небольших промышленных реакторов (примерно 10000 баррель/сутки (66666 дм3/ч) питания или меньше), примерно 1200 мкм для промышленных реакторов среднего размера (примерно 20000 баррель/сутки (133330 дм3/ч) питания) и примерно 1600 мкм или больше для крупноразмерных промышленных реакторов (примерно 30000 баррель/сутки (200000 дм3/ч) питания или больше). Однако, фактический оптимальный средний размер частиц зависит также от пространственной скорости реактора, свойств материала крупной добавки (например, плотности), исходного сырья, ограничений обработки насоса и других рабочих переменных.

Для оптимальной работы соотношение мелкой добавки и крупной добавки может быть отрегулировано. Предпочтительно, количество крупной добавки составляет от 10% мас. до 40% мас. по отношению к общей массе объединенной добавки, введенной в способ. Более предпочтительно, количество крупных частиц составляет от 15% мас. до 25% мас. объединенной добавки. Даже более предпочтительно, количество крупных частиц составляет примерно 20% мас. объединенной добавки. Количество крупной добавки может колебаться во времени, т.к. операторами производится регулирование для поддержания желаемой плотности суспензии и перепада давления в суспензионном реакторе, включая реактор-колонну с восходящим потоком пузырьков.

Предпочтительно, количество мелкой добавки составляет от 60% мас. до 80% мас. по отношению к общей массе объединенной добавки, введенной в способ. Более предпочтительно, количество мелких частиц составляет от 75% мас. до 85% мас. объединенной добавки. Даже более предпочтительно, количество мелких частиц составляет примерно 80% мас. объединенной добавки при установившемся режиме работы.

Мелкая добавка может быть введена в исходное сырье либо через смесительную емкость питания, либо непосредственно в главную линию питания в количестве от примерно 0,1% мас. до 5% мас. общего питания. Предпочтительно вводится менее 2,5% мас. мелкой добавки. Более предпочтительно в исходное сырье вводится не более примерно 2% мас. мелкой добавки. Предпочтительно вводится не менее 0,1% мас. мелкой добавки. При введении непосредственно в главную линию питания мелкая добавка предварительно смешивается с жидкостью, предпочтительно нефтью, в барабане суспензии с образованием суспензии добавки. Суспензия мелкой добавки может содержать от 0,1% мас. до 60% мас. общего сухого вещества в смесительном барабане. Предпочтительно суспензия мелкой добавки содержит от 10% мас. до 50% мас. общего сухого вещества и, более предпочтительно, от 30% мас. до 50% мас. общего сухого вещества в смесительном барабане добавки.

Крупная добавка может быть введена в исходное сырье либо через смесительную емкость питания, либо непосредственно в способ в количестве от примерно 0,05% мас. до 5% мас. общего питания. Предпочтительно вводится менее 2,5% мас. крупной добавки. Более предпочтительно в исходное сырье вводится не более примерно 2% мас. крупной добавки. Предпочтительно вводится не менее 0,05% мас. крупной добавки. При введении непосредственно в способ крупная добавка предварительно смешивается с жидкостью, предпочтительно нефтью, в барабане суспензии с образованием суспензии добавки. Суспензия крупной добавки может содержать от 0,1% мас. до 60% мас. общего сухого вещества в смесительном барабане. Предпочтительно суспензия крупной добавки содержит от 10% мас. до 50% мас. общего сухого вещества и, более предпочтительно от 30% мас. до 50% мас. общего сухого вещества в смесительном барабане добавки.

Добавки могут быть выполнены из следующих материалов, некоторые из которых известны специалистам в данной области техники и описаны в литературе, относящейся к суспензионнофазному гидрокрекингу. Было рассмотрено, что твердая дисперсная добавка для реакторов суспензионнофазного гидрокрекинга может содержать широкий ряд материалов. Ожидается, что указанные материалы могут быть модифицированы, чтобы иметь вышеуказанные характеристики мелкой добавки и крупной добавки. Материал, выбранный для мелкой добавки, может быть одинаковым или отличающимся от материала, выбранного для крупной добавки. Указанные материалы, как описано, включают в себя (но не ограничиваясь этим) катализатор гидрообработки, отработанные катализаторы, цеолиты, красный шлам, оксид железа(III), пыль печи с дутьем, активированный кокс из твердого угля или лигнитов, золу от способов газификации и другие неорганические минералы, содержащие железо. Предпочтительно частицы мелкой добавки выбраны из материалов, которые содержат углерод. Предпочтительно, большие частицы имеют некоторую пористость с ограничением их кажущейся пористости для избежания осаждения частиц. Предпочтительно (активированный углерод) содержащие материалы, такие как активированный уголь, могут быть выбраны как для мелких добавок, так и для крупных добавок.

Исходным сырьем может быть следующий материал: минеральная и синтетическая нефть, тяжелые нефти, остаточные нефти, нефтяные отходы, сланцевые нефти, отработанные нефти, нефти из битуминозных песков, угольные нефти, такие как нефти, производные от пиролиза угля, каменноугольные смолы, такие как смолы, производные от сжижения угля, вакуумный остаток, атмосферный остаток, деасфальтеновые остатки, дробленый уголь или другие тяжелые нефти, происходящие из любого источника, такого как сырая нефть и ее смеси, а также материалы, производные от биомассы, включая лигнин и масла пиролиза. Лигнин сжижается при нагревании, и до 30% мас. может быть смешано с исходным сырьем тяжелой нефти, таким как вакуумный остаток. Предпочтительно исходное сырье может содержать вакуумный остаток, имеющий температуру кипения выше 500°С.

Что касается фиг. 1, упрощенная технологическая схема установки способа гидрокрекинга показывает один вариант изобретения. Исходное сырье – вакуумный остаток 10 вводится в накопительный барабан 12 питания суспензии. Исходное сырье отбирается из накопительного барабана питания насосом 14 питания и вводится в контур 16 питания высокого давления. Мелкая добавка 18 вводится в смесительную емкость 20 суспензии. Суспензия мелких добавок может содержать от 0,1% мас. до 60% мас. добавки, предпочтительно 10-50% мас. и более предпочтительно примерно 30-50% мас. добавки с балансом суспензионной нефти 22 или носителя тяжелой нефти, такой как вакуумный носитель, если такой используется в качестве исходного сырья. Сухое вещество мелкой добавки вводится насосом 24 суспензии в контур 16 подачи исходного сырья высокого давления. Альтернативно мелкая добавка может быть введена выше по потоку от насоса 16 питания, предпочтительно в количестве менее 2% мас. исходного сырья по массе, в котором случае благодаря малому размеру частиц и низких концентраций сухого вещества насосом 16 питания может быть центробежный насос. Исходное сырье с мелкой добавкой в контуре 16 питания высокого давления вводится в теплообменник 26 предварительного нагревания питания. Теплообменник 26 предварительного нагревания может содержать один или более теплообменников. Для улучшенной тепловой эффективности способа указанные теплообменники предварительного нагревания являются обменниками питания-выходящего потока, поэтому тепло извлекается из выходящего потока реактора каталитической гидрообработки 2-й стадии, горячего головного выходящего потока сепаратора или других источников высокотемпературной энергии внутри или снаружи установки способа. Выше по потоку от теплообменника 26 предварительного нагревания рециклируемый газ 28 и свежий газ 30 вводятся в контур питания высокого давления. Водород вводится в компрессор 32 свежего газа,затем свежий водород 30 высокого давления может быть сначала введен в рециклируемый газ 28 с образованием обработанного газа перед введением в контур 16 питания высокого давления.

Другой поток материала добавки получается в суспензии при смешении интервала добавки 34 частиц крупного размера с нефтью 36 суспензии или носителя тяжелой нефти, такой как вакуумный остаток, если такой используется в качестве исходного сырья. Суспензия крупной добавки может содержать от 0,1 до 60% мас. добавки, предпочтительно, от 10% мас. до 50% мас. и, более предпочтительно от примерно 30% мас. до 50% мас. добавки с балансом, содержащим нефть суспензии или носитель тяжелой нефти, такой как вакуумный остаток, если такой используется в качестве исходного сырья. Процентное содержание крупной добавки может варьироваться в зависимости от загружающей способности сухого вещества насоса 38 крупных добавок, которым может быть суспензию подающий плунжерный насос, хотя желательно иметь практически высокую загрузку сухого вещества. Суспензия крупных добавок может быть введена в мелочьсодержащее исходное сырье по линии 40 выше по потоку от теплообменника 26 предварительного нагревания. Альтернативно суспензия крупных добавок может быть введена по линии 42 после теплообменника 26 предварительного нагревания и выше по потоку от печи 46 или по линии 44 после печи непосредственно на впуск газофазного реактора 48 первой стадии, или прямо в реактор 48. Суспензия крупных добавок может быть введена в любом месте вдоль агрегата предварительного нагревания питания. Поскольку агрегат предварительного нагревания питания содержит несколько теплообменников и печь, имеются множество местоположений, в которых может быть введена суспензия крупной добавки. Поскольку предшественники кокса образуются так скоро, как начинает нагреваться вакуумный остаток, может быть желательно вводить суспензию крупных добавок выше по потоку от агрегата предварительного нагревания питания. Альтернативно минимизировать эрозию обменника или теплообменника, или печи, оборудование, в которое может быть желательно вводить суспензию крупных добавок в последней точке и быть уверенным в том, что мелкие добавки адсорбируют предшественники кокса, образованные выше по потоку от точки введения крупной добавки.

Выходящий поток 50 из суспензионнофазного реактора 48 вводится в горячий сепаратор 52. Продукты 54 реакции удаляются из верхней части горячего сепаратора 52 и вводятся в реактор 56 второй стадии, такой как реактор каталитической гидрообработки второй стадии, для дополнительной обработки, такой как гидрообработка и/или гидрокрекинг. Остатки 58 из горячего сепаратора, которыми может быть первично непревращенный остаток, вводятся в вакуумную колонну 60. Поток головного продукта вакуумной колонны вводится в насос 62 и затем подается в реактор 56 второй стадии. Потоком 64 остатков вакуумной колонны может быть тяжелый вакуумный остаток, который может рециклироваться в исходное сырье данной установки или может использоваться для других продуктов, таких как смола или асфальт. Поток 66, выходящий из реактора второй стадии, вводится в холодный сепаратор 68. Водород, отходящие газы, сера и другие газы извлекаются из верхней части холодного сепаратора по линии 70 и вводятся в газочищаюшую установку 72. Отходящие газы, соединения серы и другие нежелательные компоненты могут быть удалены по линии 74 и направлены для дополнительной переработки или утилизации. Водород и другой легкий газ направляются как рециклируемый газ по линии 76 в компрессор 78 рециклируемого газа и рециклируется обратно в исходное сырье.

Поток 80 остатков из холодного сепаратора 68 направляется во фракционирующую ректификационную колонну 82. Во фракционирующей ректификационной колонне 82 может быть удален ряд фракций продукта, таких как пропан и другие подобные газы по линии 84, нафта по линии 86, срез среднего дистиллята по линии 88 и вакуумный газойль по линии 90 из нижней части фракционирующей ректификационной колонны.

Способ может быть модифицирован различными добавками, оптимизированными для различного исходного сырья с более тонким уровнем контроля благодаря отдельным системам контроля питания добавок и сниженным временем запаздывания при введении крупной добавки непосредственно в реактор или ближе выше по потоку к реактору по сравнению с тем, когда вводится мелкая добавка. Поскольку добавка с частицами большего размера может быть слишком эрозионной для использования с центробежным насосом, варианты изобретения могут также обеспечивать преимущество в том, что центробежный насос может быть использован для мелочьсодержащего исходного сырья, а меньший плунжерный насос – для суспензии крупной добавки. Это представляет собой экономическое преимущество по сравнению с единственным большим плунжерным насосом, когда смесительная емкость питания имеет используемые добавки с единственным широким распределением частиц по размеру, охватывающим распределение частиц по размеру как мелких, так и крупных частиц.

Специалист в данной области техники может отметить другие преимущества и модификации вышеописанных вариантов на основе приведенного здесь описания. Однако вышеуказанные варианты приведены только в целях иллюстрации. Настоящее изобретение определяется не приведенным выше описанием, но прилагаемой к нему формулой изобретения.

1. Способ суспензионнофазного гидрокрекинга тяжелого углеводородного сырья в реакторе суспензионнофазного гидрокрекинга, который содержит:

введение первой добавки в сырье ниже по потоку от питательного насоса для ввода сырья и выше по потоку от теплообменника предварительного нагрева с образованием сырья с мелкими частицами, причем добавка содержит мелкие частицы, с распределением по размеру менее 500 мкм,

отдельное введение второй добавки в сырье с мелкими частицами ниже по потоку от питательного насоса для ввода сырья и выше по потоку от реактора суспензионнофазного гидрокрекинга, причем вторая добавка содержит крупные частицы со средним размером частиц в интервале от 400 мкм до 2000 мкм, и

выведение продуктов реакции из реактора суспензионнофазного гидрокрекинга.

2. Способ по п. 1, в котором реактором суспензионнофазного гидрокрекинга является барботажная колонна с восходящим потоком пузырьков.

3. Способ по п. 1, в котором реактором суспензионнофазного гидрокрекинга является реактор с циркулирующим кипящим слоем.

4. Способ по п. 1, в котором тяжелое углеводородное сырье состоит из сырой нефти, синтетической нефти, тяжелой нефти, остаточной нефти, нефтяных отходов, сланцевой нефти, отработанной нефти, нефти из битуминозных песков, угольной нефти, каменноугольной смолы, вакуумного остатка, атмосферного остатка, деасфальтеновых остатков, дробленого угля, материалов, производных от биомассы, и их смесей.

5. Способ по п. 1, в котором тяжелое углеводородное сырье содержит вакуумный остаток.

6. Способ по п. 1, в котором первую добавку вводят в исходное сырье в смесительный резервуар питания.

7. Способ по п. 1, в котором вторую добавку вводят в сырье с мелкими частицами непосредственно выше по потоку от теплообменника в агрегате предварительного нагревания сырья.

8. Способ по п. 1, в котором вторую добавку вводят в сырье с мелкими частицами непосредственно выше по потоку от нагревателя сырья в агрегате предварительного нагревания сырья.

9. Способ по п. 1, в котором вторую добавку вводят непосредственно выше по потоку от реактора суспензионнофазного гидрокрекинга.

10. Способ по п. 1, в котором вторую добавку вводят на входе сырья реактора суспензионнофазного гидрокрекинга.

11. Способ по п. 1, в котором вторую добавку вводят на входе сырья второго или последующего реактора суспензионнофазного гидрокрекинга, когда множество реакторов используются последовательно.

12. Способ по п. 1, в котором первая добавка содержит 0,1-5% мас. указанного сырья с мелкими частицами.

13. Способ по п. 1, в котором первая добавка содержит менее 2,5% мас. указанного сырья с мелкими частицами.

14. Способ по п. 1, в котором первая добавка содержит менее 1% мас. указанного сырья с мелкими частицами.

15. Способ по п. 1, в котором первая добавка имеет распределение частиц по размеру в интервале от 20 мкм до 450 мкм.

16. Способ по п. 1, в котором первая добавка имеет распределение частиц по размеру в интервале от 50 мкм до 400 мкм.

17. Способ по п. 1, в котором первая добавка имеет средний размер частиц от 100 мкм до 200 мкм.

18. Способ по п. 1, в котором первая добавка содержит активированный уголь.

19. Способ по п. 1, в котором первая добавка содержит модифицированный активированный уголь.

20. Способ по п. 1, в котором вторая добавка содержит активированный уголь.

21. Способ по п. 1, в котором вторая добавка содержит модифицированный активированный уголь.

22. Способ по п. 1, в котором первая добавка содержит один или более представителей из следующего: катализатор гидрообработки, отработанный катализатор, красный шлам, оксид железа(III), пыль печи с дутьем, активированный кокс из твердого угля или лигнитов, углеродная сажа (сажа), зола от способов газификации сырой нефти, оксиды кремния и другие неорганические минералы и их смеси.

23. Способ по п. 1, в котором вторая добавка содержит один или более представителей из следующего: катализатор гидрообработки, отработанный катализатор, красный шлам, оксид железа(III), пыль печи с дутьем, активированный кокс из твердого угля или лигнитов, углеродная сажа (сажа), зола от способов газификации сырой нефти, оксиды кремния и другие неорганические минералы и их смеси.

24. Способ по п. 1, в котором вторая добавка имеет средний размер частиц в интервале от 800 мкм до 1200 мкм.

25. Способ по п. 1, в котором количество первой добавки составляет от 60% мас. до 90% мас. от общего количества первой и второй добавок.

26. Способ по п. 1, в котором тяжелое нефтяное исходное сырье содержит вакуумный остаток и от 1% мас. до 30% мас. лигнина.



 

Похожие патенты:

В настоящем изобретении предложены устройство и способы обработки нефтеперерабатывающей установки или оборудования нефтеперерабатывающей установки во время эксплуатации указанной нефтеперерабатывающей установки, где, в частности, способ включает поддержание в течение периода обработки нефтеперерабатывающей установки в режиме эксплуатации, обычном для самой установки, включающем подачу в нефтеперерабатывающую установку свежего сырья; при поддержании нефтеперерабатывающей установки в режиме эксплуатации выполняют одно или оба действий, выбранных из а) и b); a) введение в нефтеперерабатывающую установку, в течение периода обработки, обрабатывающей жидкости на углеводородной основе; b) изменение установленной скорости подачи, используемой в начале обработки нефтеперерабатывающей установки или оборудования нефтеперерабатывающей установки, при этом установленную скорость подачи изменяют в диапазоне от максимальной рабочей скорости для нефтеперерабатывающей установки, включающей проектную скорость для нефтеперерабатывающей установки, до минимальной рабочей скорости, которую устанавливают на уровне, соответствующем рабочему состоянию нефтеперерабатывающей установки при минимальной производительности; в котором указанная обрабатывающая жидкость на углеводородной основе выбрана из группы, состоящей из продуктов перегонки сырой нефти, полученных на нефтеперерабатывающей установке и/или в любом случае присутствующих в нефтеперерабатывающей установке при конечной обработке продуктов, смешивании компонентов конечных продуктов, промежуточных продуктов или сырья в нефтеперерабатывающей установке; при этом указанное введение обрабатывающей жидкости на углеводородной основе и/или указанное изменение скорости подачи при обработке создает дополнительный источник или источники для перегонки относительно количества, полученного при установленной скорости; и перегонку указанного дополнительного источника или источников для перегонки с целью обработки установки.

Изобретение относится к способу преобразования углерода в оксид углерода. Данный способ включает приведение углерода в контакт с паром в присутствии материала со структурой типа карнегиита, имеющего формулу (Na2O)xNa2[Al2Si2O8], где 0<х≤1.

Изобретение относится к способу выбора растворителя или смеси растворителей, применимых для уменьшения образования отложений, очистки от существующих отложений и/или снижения скорости формирования отложений.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для снижения температуры застывания парафинистых нефтей при их транспортировке и хранении.
Изобретение относится к полимерам, используемым в качестве добавки для ингибирования образования отложений парафина. .
Изобретение относится к мерам предотвращения асфальтеновых отложений и аппаратуре при добыче, транспортировке и переработке нефти. .

Изобретение относится к получению присадок для нефтяной промышленности и может быть использовано для снижения температуры застывания, динамической вязкости, предельного напряжения сдвига нефтей, а также как средство предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых отложений при транспортировке и хранении нефти.

Изобретение относится к области нефтепереработки и, более конкретно, к способам приготовления наноразмерных и ультрадисперсных катализаторов без носителя для гидрогенизационной переработки высокомолекулярного углеводородного сырья, в частности высококипящих остатков переработки нефти, природных битумов, битуминозных нефтей, углеродсодержащих отходов и др., и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности с получением углеводородного газа, бензиновых и дизельных фракций, вакуумного газойля.

Изобретение относится к способу получения из горючих сланцев топливно-энергетических и химических продуктов, в частности моторных топлив. Измельченный горючий сланец (ГС) смешивают с измельченным твердым органическим компонентом, температура максимальной скорости разложения вещества которого отличается от температуры максимальной скорости разложения органического вещества ГС не более чем на 5°С.

Изобретение относится к способу облагораживания пека, причем способ содержит стадии, на которых осуществляют гидрокрекинг тяжелого нефтяного исходного материала в системе реакции гидрокрекинга, содержащей одну или более ступеней реакции гидрокрекинга, содержащих реактор гидрокрекинга с кипящим слоем; извлекают вытекающий поток и отработанный или частично отработанный катализатор из реактора гидрокрекинга с кипящим слоем; фракционируют вытекающий поток, чтобы производить две или более углеводородные фракции; осуществляют сольвентную деасфальтизацию по меньшей мере одной из двух или более углеводородных фракций, чтобы производить фракцию деасфальтированного масла и пек; подают пек, водород и частично отработанный катализатор в реактор гидрокрекинга пека с кипящим слоем; осуществляют контактирование пека, водорода и катализатора в реакторе гидрокрекинга пека с кипящим слоем при условиях реакции - температуре и давлении, достаточных, чтобы конвертировать по меньшей мере часть пека в дистиллятные углеводороды; отделяют дистиллятные углеводороды от катализатора.

Изобретение относится к способу гидроконверсии тяжелой части матричной нефти с получением жидких углеводородных смесей в присутствии распределенного в сырье молибденсодержащего катализатора при повышенной температуре и давлении водорода.

Изобретение относится к способам гидроконверсии тяжелого углеводородного сырья (ТУС) в присутствии дисперсных, ультрадисперсных или наноразмерных катализаторов. Указанный способ может быть использован при гидроконверсии тяжелых битуминозных нефтей, природных битумов, высококипящих остатков переработки нефти и предназначен для получения жидких углеводородных продуктов с более низкой температурой кипения, чем исходное сырье.

Изобретение относится к способу гидрокрекинга со взвешенным слоем катализатора. Способ включает подачу одного или нескольких углеводородных соединений, имеющих температуру начала кипения, составляющую по меньшей мере 340°С, и суспензионного катализатора в зону гидрокрекинга со взвешенным слоем катализатора.

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 подвергается удалению загрязнений с получением остатка и масла, очищенного от загрязнений, b) масло, очищенное от загрязнений, вводится в часть для гироконверсии в присутствии водорода, причем указанная часть содержит по меньшей мере один реактор с кипящим слоем, работающий в режиме газообразного и жидкого восходящего потока и содержащий по меньшей мере один катализатор гидроконверсии на подложке, c) выходящий поток, полученный на стадии b), 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 газойль, d) указанная фракция лигроина обрабатывается по меньшей мере частично в другой 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, и e) указанная фракция газойля обрабатывается по меньшей мере частично в 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.

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.

Изобретение относится к извлечению металлов из потока обогащенного углеводородами и углеродсодержащими остатками с помощью зоны обработки. Способ включает следующие стадии: подачу указанного потока на первичную обработку, осуществляемую в одну или более стадий, где указанный поток обрабатывают в присутствии разжижителя в устройстве механической обработки при температуре от 80 до 180°C, предпочтительно от 100 до 160°C, и подвергают разделению на жидкую и твердую фазы, чтобы получить очищенный продукт, в основном состоящий из жидкостей, и уплотненный осадок (нефтяной кек); при необходимости, сушку отделенного уплотненного осадка, чтобы удалить из него углеводородный компонент с температурой кипения ниже температуры от 300 до 350°C; подачу уплотненного осадка, при необходимости высушенного, на вторичную термическую обработку, включающую: беспламенный пиролиз уплотненного осадка, осуществляемый при температуре от 400 до 800°C; окисление остатка пиролиза, осуществляемое в окислительной среде и при температуре от 400 до 800°C, предпочтительно от 500 до 700°C, с получением продукта, в основном состоящего из сульфидов/неорганических оксидов металлов; селективное извлечение металлических компонентов из продукта, полученного на стадии вторичной термической обработки.

Изобретение относится к гидропереработке. Изобретение касается способа гидропереработки, в котором в зону гидропереработки в условиях гидропереработки подают тяжелое исходное сырье, содержащее, по крайней мере, один металл из исходного сырья, выбранный из группы, включающей ванадий и никель, полученную эмульсию катализаторов, содержащую, по крайней мере, один металл группы 8-10 и, по крайней мере, один металл группы 6, водород и органическую добавку.

Настоящее изобретение относится к способу суспензионнофазного гидрокрекинга тяжелого углеводородного сырья в реакторе суспензионнофазного гидрокрекинга. Способ включает введение первой добавки в сырье ниже по потоку от питательного насоса для ввода сырья и выше по потоку от теплообменника предварительного нагрева с образованием сырья с мелкими частицами, причем добавка содержит мелкие частицы, с распределением по размеру менее 500 мкм, отдельное введение второй добавки в сырье с мелкими частицами ниже по потоку от питательного насоса для ввода сырья и выше по потоку от реактора суспензионнофазного гидрокрекинга, причем вторая добавка содержит крупные частицы со средним размером частиц в интервале от 400 мкм до 2000 мкм, и выведение продуктов реакции из реактора суспензионнофазного гидрокрекинга. Предлагаемый способ позволяет снизить количество асфальтеновых предшественников кокса. 25 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх