Процесс гидроочистки или гидроконверсии с использованием отпарной колонны и барабана-сепаратора низкого давления на участке фракционирования
Настоящее изобретение относится к процессу и установке для гидроочистки или гидроконверсии газойлей, вакуумных дистиллятов, атмосферных или вакуумных остатков или потока, выходящего из ячейки синтеза Фишера-Тропша. Установка включает участок реакции R-1. Из R-1 выходящий поток подается в горячий барабан-сепаратор высокого давления В-1. Из В-1 нижний поток подается в горячий барабан-сепаратор низкого давления B-5. Верхний поток, покидающий B-1, подается в холодный барабан-сепаратор высокого давления В-2. Нижний поток из В-2 подается в разделительную колонну C-1. Газовый выходящий поток из В-2 подается в зону сжатия К. Жидкий поток из В-1 подается в горячий барабан-сепаратор низкого давления В-5. Верхний газовый выходящий поток из В-5 составляет часть сырья для разделительной колонны C-1, а жидкий выходящий поток составляет первую часть сырья для основной колонны фракционирования C-2. В разделительную колонну С-1 подается жидкий поток из В-2 и поток газа, полученный В-5. Нижний продукт из С-1 составляет вторую часть сырья для основной разделительной колонны С-2. Печь F-1, нагревающая сырье для участка реакции R-1 и/или часть водорода, необходимого для указанного участка реакции. Давление на участке реакции составляет от 3 до 18 МПа, температура - от 200°C до 450°C. В-1 работает при давлении на от 0,1 до 1,0 МПа ниже, чем на участке реакции R-1, и температуре в диапазоне от 200°C до 450°C. В-2 работает при давлении на от 0,1 до 1,0 МПа ниже, чем давление в B-1, и температуре ниже, чем температура B-1. В-5 работает при давлении от 0,2 до 2,5 МПа, и температура от 200°C до 450°C. Технический результат: повышение энергоэффективности процесса. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр., 2 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области процессов гидроочистки или гидроконверсии. Традиционные способы гидроочистки или гидроконверсии газойлей, вакуумных дистиллятов, атмосферных или вакуумных остатков или потоков, выходящих из ячейки Фишера-Тропша, как правило, включают в себя участок фракционирования потока, выходящего из участка реакции, который в основном имеет две задачи, а именно: удаление H2S и легколетучих соединений и основное фракционирование продуктов из ячейки. Выполнение двух этих задач требует потребления энергии и представляет собой большое количество капиталовложений и высокие эксплуатационные затраты, как в абсолютном выражении, так и в отношении процесса в целом.
Предшествующий уровень техники
В патенте США 3 733 260 описывается способ гидродесульфуризации газойлей, включающий в себя участок реакции гидродесульфуризации, разделение потока, выходящего из этой участок, на газовую фракцию и первую жидкую фракцию при высокой температуре и высоком давлении, частичную конденсацию указанной паровой фазы в газовую фракцию, по существу, состоящую из водорода, и вторую жидкую фракцию, отпаривание H2S и легких углеводородов из первой и второй жидкой фракции с использованием предварительно обработанного водорода, разделение отпаренных углеводородов на нафту и газойль и рециркуляцию указанной нафты в стадию конденсации.
Такая конфигурация требует создания орошения для осуществления отпаривания и страдает от недостатка, заключающегося в рассеивании части энергии, содержащейся в потоке, выходящем из участка реакции, в верхней части воздушного конденсатора отпарной колонны. Кроме того, так как оптимальная температура, необходимая для подачи в отпарную колонну, ниже минимальной температуры, необходимой для разделения вниз по потоку, то это означает, что сырье для этого разделения должен быть нагрето.
В патенте США 3 371 029 описывается способ разделения водородсодержащих потоков, выходящих из реактора конверсии углеводородов, в котором нет отпаривания H2S и углеводородов выше по потоку от основного разделения углеводородов на нафту, газойль и более тяжелые соединения.
Эта последняя конфигурация имеет тот недостаток, что после удаления H2S, кислые газы, которые неизбежно образуются при основном разделении, осуществляемом при давлении, близком к атмосферному давлению, должны быть сжаты перед возвратом в систему топливного газа нефтеперерабатывающего завода.
Настоящее изобретение устраняет эти недостатки путем сведения к минимуму или даже отказа от компрессора разделения в верхней части при максимизации энергетической эффективности процесса.
Краткое описание чертежей
На Фигурах 1 и 2 одинаковое оборудование установки имеет одинаковую нумерацию.
На Фигуре 1 описывается схема процесса в соответствии с настоящим изобретением, в которой в отпарную колонну С-1, подается нижняя фракция из холодного барабана-сепаратора среднего давления B-4, и наиболее легкая фракция, полученная после разделения выходящего потока, полученного из участка реакции R-1 последовательно в барабан высокого давления В-1, затем барабан среднего давления В-3, и затем барабан низкого давления В-5.
Нижние фракции из барабана B-5 и отпарной колонны С-1 подаются в основную колонну фракционирования C-2.
На Фигуре 2 описывается схема процесса в соответствии с предшествующим уровнем техники, в которой нет ни барабана B-5, ни отпарной колонны С-1. Выходящий поток, полученный из участка реакции R-1, направляется последовательно в барабан высокого давления В-1, затем барабан среднего давления В-3, и затем непосредственно к основной колонне фракционирования С-2 с нижней фракцией, полученной из барабана B-4.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение описывает установку для гидроочистки или гидроконверсии газойлей, вакуумных дистиллятов, атмосферных или вакуумных остатков или потока, выходящего из ячейки синтеза Фишера-Тропша, содержащую, по меньшей мере:
- участок реакции R-1,
- горячий барабан-сепаратор высокого давления В-1, в который подается выходящий поток, полученный из участка реакции R-1, и из которого нижний поток подается в барабан-сепаратор B-5,
- холодный барабан-сепаратор высокого давления В-2, в который подается верхний поток, покидающий горячий барабан-сепаратор высокого давления B-1, и из которого нижний поток подается в отпарную колонну C-1,
- зону сжатия К для газового выходящего потока, полученного из B-2, называемого рециркулируемым водородом,
- горячий барабан-сепаратор низкого давления В-5, в который подается поток жидкости, полученный из В-1, и из которого верхний газовый выходящий газовый поток составляет часть сырья для отпарной колонны C-1, и нижний продукт из которого представляет собой первую часть сырья для колонны фракционирования C-2,
- разделительную колонну С-1 (называемую также отпарной колонной), в которую подается жидкий поток, полученный из B-2, и газовый поток, полученный из В-5, из которой нижний продукт представляет собой вторую часть сырья для колонны фракционирования С-2,
- основную колонну фракционирования С-2, в которую подается нижний продукт из отпарной колонны C-1 и жидкий поток, полученный из нижней части B-5, и которая разделяет следующие фракции: нафта (легкая и тяжелая), дизельное топливо, керосин и остаток,
- печь F-1, нагревающая сырье для участка реакции R-1 и/или часть водорода, необходимого для указанного участка реакции.
В одном из вариантов установки в соответствии с настоящим изобретением, установка дополнительно содержит:
- горячий барабан-сепаратор среднего давления В-3, в который подается жидкий поток, полученный из В-1, и из которого жидкий выходящий поток подается в барабан B-5,
- холодный барабан-сепаратор среднего давления В-4, в который подается жидкий поток, полученный из В-2 и газовый потока, полученный из B-3, и жидкий выходящий поток из которого представляет собой часть сырья для отпарной колонны C-1.
Настоящее изобретение также относится к процессу гидроочистки или гидроконверсии газойля, вакуумных дистиллятов, атмосферных или вакуумных остатков с использованием установки, описанной выше.
В процессе в соответствии с настоящим изобретением, разделительная колонна С-1, как правило, работает при следующих условиях: общее давление в диапазоне 0,6-2,0 МПа, предпочтительно в диапазоне 0,7-1,8 МПа.
В процессе в соответствии с настоящим изобретением, колонна фракционирования C-2, как правило, работает при следующих условиях: общее давление в диапазоне 0,1-0,4 МПа, предпочтительно в диапазоне 0,1-0,3 МПа.
В соответствии с одним вариантом осуществления процесса в соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере часть верхней фракции, полученной из колонны фракционирования С-2, содержащая остаточные кислые газы, отправляется в промывную колонну С-5, работающую при очень низком давлении, для того, чтобы удалить по меньшей мере часть H2S, указанная часть верхней фракции затем используется в кондиционированном виде в качестве топлива в печи F-1 для участка реакции.
В соответствии с другим вариантом осуществления процесса в соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере часть верхней фракции, полученной из колонны фракционирования С-2, содержащая остаточные кислые газы, подается в компрессор кислых газов установки крекинга с псевдоожиженным катализатором (FCC).
И, наконец, в соответствии с дополнительным вариантом осуществления процесса по настоящему изобретению температура горячего барабана-сепаратора высокого давления B-1 выбирается таким образом, чтобы не требовалась печь для сырья для основного фракционирования C-2.
Подробное описание изобретения
Остальная часть описания содержит дополнительную информацию относительно условий работы процесса и катализаторов, используемых на участке реакции.
Как правило, в процессе с использованием установки в соответствии с настоящим изобретением, участок реакции R-1 может содержать несколько реакторов, расположенных последовательно или параллельно.
Каждый реактор участка реакции содержит по меньшей мере один слой катализатора. Катализатор может быть использован в неподвижном слое или расширенном слое, или фактически в кипящем слое. В случае, в котором используется катализатор в неподвижном слое, можно обеспечить несколько слоев катализаторов по меньшей мере в одном реакторе.
Любой катализатор, известный специалисту в данной области, может быть использован в процессе в соответствии с настоящим изобретением, например, катализатор, содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из элементов VIII группы периодической системы (8, 9 и 10 групп по новой периодической системе), и необязательно по меньшей мере один элемент, выбранный из элементов VIB группы периодической системы (6 группа новой периодической системы).
Рабочие условия для участка реакции гидроочистки или гидроконверсии R-1, как правило, являются следующими:
Температура, как правило, находится в диапазоне около 200-460°С,
Общее давление обычно находится в диапазоне около 1-20 МПа, как правило, в диапазоне 2-20 МПа, предпочтительно в диапазоне 2,5-18 Мпа и наиболее предпочтительно в диапазоне 3-18 МПа,
Общая часовая объемная скорость жидкого сырья для каждого каталитического этапа обычно находится в диапазоне около 0,1-12 и предпочтительно в диапазоне около 0,4-10 ч-1 (часовая объемная скорость определяется как объемная скорость потока сырья, деленная на объем катализатора),
Чистота рециркуляционного водорода, используемого в процессе в соответствии с настоящим изобретением, как правило, находится в диапазоне 50-100 об. %,
Количество рециркуляционного водорода относительно жидкого сырья, как правило, находится в диапазоне около 50-2500 нм3/м3.
Для осуществления процесса в соответствии с настоящим изобретением можно использовать обычный катализатор гидроконверсии, содержащий по меньшей мере один металл или соединение металла, имеющего функцию гидрирования-дегидрирования на аморфном носителе. Этот катализатор может представлять собой катализатор, содержащий металлы VIII группы, например, никель и/или кобальт, как правило, в сочетании с по меньшей мере одним металлом из VIB группы, например, молибденом и/или вольфрамом.
В качестве примера, можно использовать катализатор, содержащий 0,5-10 масс. % никеля (выраженных в пересчете на оксид никеля, NiO) и 1-30 масс. % молибдена, предпочтительно 5-20 масс. % молибдена (в пересчете на оксид молибдена, MoO3) на аморфном минеральном носителе.
Общее количество оксидов металлов VI и VIII групп в катализаторе, как правило, находится в диапазоне 5-40 масс. %, и предпочтительно в диапазоне 7-30 масс. %. Массовое соотношение (в пересчете на основе оксидов металлов) между металлом (или металлами) VI группы и металлом (или металлами) VIII группы, как правило, составляет около 20-1, и обычно около 10-2.
В качестве примера, носитель выбирается из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния, алюмосиликатов, оксида магния, глин и смесей по меньшей мере двух из этих минералов.
Этот носитель может также включать в себя другие соединения, например, оксиды, выбранные из оксида бора, оксида циркония, оксида титана и фосфорного ангидрида.
Как правило, используется носитель из оксида алюминия, предпочтительно η или γ оксида алюминия.
Катализатор может также содержать промоторирующий элемент, такой как фосфор и/или бор. Этот элемент может быть введен в матрицу или, что является предпочтительным, он может быть осажден на носитель. Кремний также может быть нанесен на носитель, отдельно или вместе с фосфором и/или бором.
Предпочтительно катализаторы содержат кремний, нанесенный на носитель, такой как оксид алюминия, необязательно, с фосфором и/или бором, нанесенными на носитель, а также содержат по меньшей мере один металл из VIII группы (Ni, Co) и по меньшей мере один металл из VIB группы (Mo, W). Концентрация указанного элемента, как правило, меньше, чем около 20 масс. % (в расчете на оксид), и как правило, меньше, чем около 10%.
Концентрация триоксида бора (B2O3) составляет, как правило, около 0-10 масс. %.
Другой катализатор представляет собой алюмосиликат, содержащий по меньшей мере один металл VIII группы и по меньшей мере один металл VIB группы.
Другой тип катализатора, который может быть использован в процессе в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой катализатор, содержащий по меньшей мере одну матрицу, по меньшей мере один Y цеолит и по меньшей мере, один металл гидрирования-дегидрирования. Матрицы, металлы и дополнительные элементы, описанные выше, могут также образовывать часть состава этого катализатора.
Преимущественные Y цеолиты для использования в контексте процесса в соответствии с настоящим изобретением описаны в заявках на патенты WO 00/71641, ЕР 0 911 077, а также в US 4 738 940 и US 4 738 941.
Хорошо известно, что некоторые соединения с основной природы, такие как основный азота значительно уменьшают крекинг активность кислотных катализаторов, таких как алюмосиликаты или цеолиты. Чем более выражен кислотный характер катализатора (алюмосиликата или даже цеолита), тем сильнее окажется положительный эффект снижения концентрации основных соединений за счет разбавления на слабую реакцию гидрокрекинга.
Разделительная колонну (отпарная колонна) С-1 предназначена для удаления газов, полученных при крекинге (как правило, называемых кислыми газами), и, в частности, H2S, полученного из реакций на участке реакции. В данной колонне С-1 может использоваться любой отпарной газ, такой как, например, водородсодержащий газ или пар. Предпочтительно в соответствии с настоящим изобретением для осуществления отпаривания используется пар.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения разделительная колонна С-1 (отпарная колонна) может быть повторно доведена до кипения.
Давление в данной разделительной колонне С-1, как правило, достаточно высоко для кислых газов, полученных из этого разделения, которые уже были очищены от содержащегося в них H2S, чтобы иметь возможность быть повторно введенными в систему топливного газа участка. Общее давление обычно находится в диапазоне около 0,4-2,0 МПа, как правило, в диапазоне 0,6-2,0 МПа, предпочтительно в диапазоне 0,7-1,8 МПа.
В колонну фракционирования С-2 предпочтительно подается любой отпарной газ, предпочтительно пар. Общее давление в колонне фракционирования С-2, как правило, находится в диапазоне 0,1-0,4 МПа, предпочтительно в диапазоне 0,1-0,3 МПа.
Верхняя фракция из колонны фракционирования С-2 содержит остаточные кислые газы, которые сжимаются в компрессоре К-2 перед отправкой на участок обработки кислых газов, на котором обычно используется колонна промывки аминами. После промывки эта фракция кислых газов направляется к системе топливного газа.
В соответствии с данным вариантом осуществления по меньшей мере часть верхней фракции, полученной из колонны фракционирования C-2, содержащая остаточные кислые газы, подается в промывную колонну С-5, которая работает при очень низком давлении, для того, чтобы удалить по меньшей мере часть H2S, указанная часть верхней фракции используется в кондиционированном виде в качестве топлива для печи F-1 для участка реакции.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, который особенно хорошо подходит для ячеек гидрообессеривания для создания сырья для ячейки каталитического крекинга, по меньшей мере часть верхней фракции, полученной из колонны фракционирования С-2, содержащая остаточные кислые газы подается в компрессоры кислых газов установки крекинга с псевдоожиженным катализатором (FCC). Таким образом, это может быть использовано для того, чтобы обойтись без компрессора кислого газа для ячейки гидрообессеривания.
Горячий барабан-сепаратор высокого давления В-1, как правило, работает при несколько более низком давлении, например, давлении, которое на 0,1-1,0 МПа ниже, чем в реакторе R-1. Температура горячего барабана-сепаратора B-1, как правило, находится диапазоне 200-450°C, предпочтительно в диапазоне 250-380°C и наиболее предпочтительно в диапазоне 260-360°C.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления температура горячего барабана-сепаратора высокого давления B-1 выбирается таким образом, чтобы печь не являлась необходимой для сырья основного фракционирования С-2.
Холодный барабан-сепаратор высокого давления В-2, сырье для которого соответственно представляет собой газовый поток, полученный из горячего барабана-сепаратора Б-1, работает при несколько более низком давлении, чем В-1, например, давлении в нем может быть на 0,1-1,0 МПа ниже, чем в B-1.
Газовый выходящий поток, полученный из В-2, называемый рециркуляционным водородом, необязательно очищается в колонне С-3, затем сжимается в компрессоре К-1.
Температура холодного барабана-сепаратора высокого давления B-2, как правило, является самой низкой, насколько это позволяет доступное охлаждающее оборудование, для того, чтобы максимально увеличить чистоту рециркуляционного водорода.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения жидкость, полученная из холодного барабана-сепаратора Б-2, декомпрессируется в клапане или турбине и направляется в холодный барабан-сепаратор среднего давления B-4. Общее давление в последнем предпочтительно является таким, которое требуется для эффективного выделения водорода, содержащегося в газовой фракции, отделенной в барабане. Данное выделение водорода предпочтительно осуществляется в установке короткоцикловой адсорбции.
Давление в барабане B-4, как правило, находится в диапазоне 1,0-3,5 МПа, предпочтительно в диапазоне 1,5-3,5 МПа.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения жидкий поток, полученный из горячего барабана-сепаратора высокого давления Б-1, направляется в горячий барабан-сепаратор среднего давления B-3. Давление в указанном барабане-сепараторе B-3 выбирается таким образом, чтобы иметь возможность снабжать холодный барабан-сепаратор среднего давления B-4 газовым потоком, отделенным в горячем барабане-сепараторе среднего давления B-3.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления часть жидкости, полученной из B-3, может быть повторно введена в В-2 для способствования растворению легких углеводородов в ней и максимизирования чистоты водорода рециркуляционного газа.
Предпочтительно жидкий поток, полученный из горячего барабана-сепаратора среднего давления B-3, декомпрессируется и направляется в горячий барабан-сепаратор низкого давления B-5. Давление в упомянутом барабане B-5 выбирается таким образом, чтобы быть достаточно высоким для того, чтобы газовый поток, полученный из В-5, мог быть направлен в разделительную колонну C-1. Общее давление в сепараторе B-5 обычно находится в диапазоне около 0,2-2,5 МПа, как правило, в диапазоне 0,3-2,0 МПа, предпочтительно в диапазоне 0,4-1,8 МПа.
Изобретение отличается от предшествующего уровня техники тем, что:
- В отличие от предшествующего уровня техники на Фигуре 2, на которой нет разделительной колонны выше по течению от главного фракционирования C-2, в процессе в соответствии с настоящим изобретением, легкая фракция потока, выходящего из реактора R-1, подвергается разделению, которое направлена на удаление этих легких соединений, и в частности, H2S. Данное разделение осуществляется отпарной колонной C-1. Это разделение выше по потоку от колонны фракционирования С-2 может быть использовано для существенного сокращения количества кислых газов в верхней части упомянутой основной колонны фракционирования С-2, и уменьшения мощности и размера, а в некоторых случаях возможно даже отказа от компрессора для отходящего газа.
- Самая легкая фракция потока, выходящего из зоны реакции R-1, которая отпаривается в колонне С-1, расположенной выше по потоку от главного фракционирования (колонна С-2), удаляется верхним потоком из отпарной колонны С-1, и только тяжелая фракция потока, выходящего из реактора (поток 38 на выходе из барабана B-5 и нижний поток из отпарной колонны C-1), направляется, после последовательной необязательной декомпрессии, к основному фракционирования C-2.
Температура в горячем (их) сепараторе (ах) барабанного типа выбирается таким образом, чтобы подавать в колонну фракционирования C-2 тепло необходимое для получения фракционированных продуктов 50, 52 и 55. В соответствии с настоящим изобретением температура в горячем барабане высокого давления B-1 может быть выбрана таким образом, чтобы не было необходимости в печи для сырья основного фракционирования.
- Кроме того, фракционирование тяжелого потока, выходящего из участка реакции R-1, осуществляется в комплексном виде в разделительной колонне C-2 при самом низком давлении. Так как разделение с помощью перегонки легче проводить при низком давлении, энергетическая эффективность процесса будет улучшена, в частности, благодаря снижению потерь энергии в воздушных конденсаторах в верхней части колонны.
Описание варианта осуществления настоящего изобретения
Приведенное ниже описание проводится с помощью Фигуры 1, на которой описывается один из возможных вариантов осуществления процесса в соответствии с настоящим изобретением. Реакционная зона Р-1 представляет собой зону гидрокрекинга; это, однако, не означает, что данный момент представляет собой ограничение настоящего изобретения, которое относится к установке, состоящей из комбинации барабана-сепаратора (В-5) и отпарной колонны (C-1), расположенной выше по потоку от основной колонны фракционирования С-2.
Сырье представляет собой фракцию, имеющую точку кипения в диапазоне 350-530°С, смеси 70 масс. % тяжелого вакуумного дистиллята и 30 масс. % тяжелого газойля из коксования, имеющей следующие характеристики:
| Удельная плотность | 0,965 | |
| Содержание серы | Масс. % | 2,8 |
| Содержание азота | М.д. по массе | 5000 |
Сырье подается по линии 1 с помощью насоса P-1. Кондиционированный водород, предпочтительно в избытке по отношению к сырью, подается через линию 2 и компрессор К-2, затем линию 3, и смешивается с сырьем 1, перед тем, как поступить в теплообменник сырье-выходящий поток (E-1) через линию 4.
Теплообменник Е-1 используется для того, чтобы предварительно нагреть сырье с помощью потока, выходящего из реактора гидрокрекинга R-1. После данного теплообмена сырье подается в печь F-1 через линию 5 таким образом, что оно может достичь температуры, необходимой для реакции гидрокрекинга, затем нагретое сырье направляется через линию 6 на участок гидроконверсии, состоящий как минимум из одного реактора гидрокрекинга R-1, содержащего по меньшей мере один катализатор гидрокрекинга.
Участок реакции R-1 состоит из 2-х реакторов, соединенных последовательно, каждый из которых имеет 3 слоя катализатора. Первый слой первого реактора состоит из катализаторов Axens HMC 868 HF858 и HR844. Остальные слои состоят из катализатора Axens HR844.
Слои работают при около 12,5 МПа и при температуре в диапазоне 350-370°C. Расход водорода на участке реакции составляет 2% по отношению к свежему сырью.
Поток, выходящий из участка реакции, затем направляется в теплообменник Е-1 по линии 10, затем в горячий барабан-сепаратор высокого давления B-1 по линии 11. В данном барабане газовая верхняя фракция отделяется и выделяется через линию 12.
Жидкая фракция выделяется из нижней части барабана B-1 через линию 20. Указанная газовая фракция (12), содержит непрореагировавший водород, H2S, образовавшийся во время реакции, а также легкие углеводороды, полученные в результате конверсии углеводородов в сырье на участке реакции гидрокрекинга R-1.
После охлаждения в теплообменнике Е-2 и воздушном конденсаторе A-1, эта фракция подается через линию 13 в холодный барабан-сепаратор высокого давления B-2 для осуществления как газожидкостного разделения, так и декантирования водной жидкой фазы. После декомпрессии в клапане или жидкостной турбине V-1, жидкая углеводородная фаза направляется в холодный барабан-сепаратор среднего давления B-4 по линии 21.
После декомпрессии в клапане или жидкой турбине V-2 жидкий выходящий поток, полученный из барабана Б-1, направляется в горячий барабан-сепаратор высокого давления B-3 через линию 20. Газовая фракция отделяется в данном барабане и выделятся через линию 22. Газовая фракция содержит непрореагировавший водород, H2S, а также, как правило, легкие углеводороды, полученные в результате конверсии углеводородов сырья на участке реакции R-1.
После охлаждения в воздушном конденсаторе А-2 данная фракция подается в холодный барабан-сепаратор среднего давления B-4 по линии 23. Жидкую фракцию выделяется из нижней части, декомпрессируется в клапане или жидкостной турбине V-3 и направляется в барабан-сепаратор низкого давления B-5 по линиям 30 и 31.
Газовая фракция, полученная из холодного барабана-сепаратора высокого давления B-2, направляется по линии 14 к аминному абсорберу или промывной колонне С-3 для удаления по меньшей мере части H2S. Газовая фракция, содержащая водород, затем возвращается в реактор гидрокрекинга через линии 15 и 16 после сжатия с использованием компрессора К-1 и смешивания с сырьем 1.
Жидкий углеводородный выходящий поток, полученный из барабана B-4, подается в отпарную колонну C-1 через линии 32 и 33, клапан или жидкостную турбину V-5 и теплообменник Е-3.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления пар предпочтительно добавляется к верхнему потоку, выходящему из барабанов B-1 и/или В-3 по линиям 60 и 61, с тем чтобы облегчить фракционирование. Эта вода отделяется в барабанах B-2 и B-4 и удаляется через линию 57 после отделения. Вода, отделенная в барабане B-2, направляется в барабан B-4 через линию 56 и клапан V-4. Линия 58 может быть использована для отвода газового потока.
Отпарная колонна С-1 работает при 0,9 МПа в верхней части колонны, 45°С в сборнике орошающей фракции B-6 и при температуре в нижней части 180°C.
Газовая фракция отделяется в барабане B-5. Эта газовая фракция подается в отпарную колонну C-1 через линию 34. В отпарную колонну С-1 подается отпарной пар через линию 35 в соотношении 7 кг/ч пара на 1 стандартный м3 нижнего продукта колонны. Верхний поток из отпарной колонны, газовая фракция (называемый обычно кислый газ) выделяется через линию 36, и нафта с конечной точкой кипения обычно выше 100°С выделяется через линию 37 с помощью барабана B-6 и теплообменника Е-6. Жидкость, выделенная из нижней части отпарной колонны через линию 39, направляется в основную колонну фракционирования C-2 без необходимости повторного нагрева в печи или теплообменнике.
Жидкая фракция, полученная из барабана B-5, подается непосредственно на основное фракционирование C-2 через линию 38, без необходимости операции отделения кислых газов в отпарной колонне или разделительной колонне повторного кипячения.
Основная колонна фракционирования С-2 работает при низком давлении 0,29 МПа в верхней части колонны, 45°С в сборнике орошающей фракции B-7 (после прохождения через воздушный конденсатор А-3 и насос Р-2) для температуры в нижней части 330°C. Тепло, необходимое для разделения, предпочтительно обеспечивается за счет температуры горячего барабана-сепаратора B-5, работающего при температуре 340°С и при 1,1 МПа. Эта колонна С-2 также снабжается отпаривающим паром через линию 40 в соотношении 7 кг/ч пара на 1 стандартный м3 нижнего продукта колонны.
Верхняя фракция, выделенная через линию 41, содержит остаточные кислые газы, которые были сжаты в компрессоре К-2 перед отправлением на обработку кислых газов (обычно представляет собой аминную очистку или промывную колонну), перед отправлением в систему топливного газа через линию 42.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения остаточные кислые газы направляются через линию 43 к аминному абсорберу или промывной колонне C-5, работающим при очень низком давлении, которые могут удалить по меньшей мере часть H2S перед использованием в меньшей степени в качестве топлива в печи R-1 участка реакции через линию 44.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, который особенно подходит для ячеек гидрообессеривания с целью создания сырья для ячеек каталитического крекинга, эти остаточные кислые газы направляются в компрессор кислых газовых установки крекинга с псевдоожиженным катализатором через линию 45.
Продукт, полученный из линии 50 через насос Р-3, состоит из фракций нафты с конечной точкой кипения, которая, как правило, меньше 200°C.
Промежуточная фракция, полученная из основной колонны фракционирования С-2 через промежуточную колонну С-4 (не обязательно), дополнительно оснащенную испарителем E-7, через линию 51, охлаждается, например, при помощи теплообменника Е-4 после прохождения через насос Р-5, а затем выделяется через линию 52. Это может быть, например, фракция газойля на 95 об. % которой имеет температуру кипения (стандарт NF EN ISO 3405) менее 360°C.
Тяжелая фракция, полученная через линии 53 и 54 из основной колонны фракционирования, также охлаждается после прохождения через насос Р-4 с помощью теплообменника E-5. Фракция, полученная таким образом через линию 55, представляет собой вакуумный газойль с границами фракций, близкими к исходному сырью.
В соответствии с другим вариантом осуществления является возможным выделить фракции, изменяющиеся от нафты до легкого газойля, через линию 50 и дополнительную фракцию тяжелого газойля через линию 55. В этом случае колонна фракционирования С-2 не включают в себя промежуточное фракционирование в С-4 и линии 51 и 52 отсутствуют.
В соответствии с другим вариантом осуществления колонны фракционирования C-2, является возможным вывести керосиновую фракцию и дизельную фракцию в виде боковых потоков (не показано на Фигуре 1).
Пример
В Таблице 1 приведено сравнение мягкого процесса гидрокрекинга в соответствии с предшествующим уровнем техники, т.е. без отпарной колонны С-1 (Фигура 2), с мягким процессом гидрокрекинга в соответствии с настоящим изобретением, то есть с барабаном B-5 и отпарной колонной С-1 (Фигура 1).
Таблица1
| Предшествующий уровень техники (Фигура 2) | В соответствии с настоящим изобретением (Фигура 1) | |||
| Массовый расход (кг/ч) | Верхний газ основной ректификации (41) | Верхний газ, отпарная колонна (36) | Верхний газ основной ректификации (41) | Общее количество кислых газов (36)+(41) |
| H2 | 28 | 23 | 6 | 29 |
| H2S | 125 | 99 | 26 | 125 |
| NH3 | 9 | 4 | 3 | 7 |
| Метан | 51 | 41 | 11 | 52 |
| Этан | 91 | 77 | 14 | 91 |
| Пропан | 132 | 100 | 20 | 120 |
| Изобутан | 68 | 41 | 11 | 52 |
| Нормальный бутан | 104 | 55 | 15 | 70 |
| Общее | 608 | 440 | 107 | 547 |
В процессе в соответствии с настоящим изобретением количество кислого газа выходящих из верхней части основной колонны фракционирования низкого давления (поток 41), которое должно быть сжат в компрессоре К-2, делится на 6 по сравнению с процессом в соответствии с предшествующий уровень техники (107 кг/ч, в отличие от 608 кг/ч).
В случае мягкого гидрокрекинга в соответствии с существующим уровнем техники (в соответствии с Фигурой 2) вся нижняя фракция из горячего барабана-сепаратора среднего давления B-3 и нижняя фракция из холодного барабана среднего давления на В-4 подаются в колонну фракционирования C-2.
В процессе в соответствии с настоящим изобретением (Фигура 1) температура горячего барабана-сепаратора низкого давления Б-5 составляет 340°С, это означает, что без печи для нагрева сырья 38, убранной из нижней части барабана низкого давления B-5, и которой оснащается колонна С-2, можно было бы обойтись.
1. Установка для гидроочистки или гидроконверсии газойлей, вакуумных дистиллятов, атмосферных или вакуумных остатков или потока, выходящего из ячейки синтеза Фишера-Тропша, включающая в себя по меньшей мере:
- участок реакции R-1, работающий в следующих условиях:
- давление в диапазоне от 3 до 18 МПа,
- температура в диапазоне от 200°C до 450°C,
- горячий барабан-сепаратор высокого давления В-1, в который подается выходящий поток, полученный из участка реакции R-1, и из которого нижний поток подается в горячий барабан-сепаратор низкого давления B-5, где горячий барабан-сепаратор высокого давления В-1 работает в следующих условиях:
- давление в диапазоне на от 0,1 до 1,0 МПа ниже, чем на участке реакции R-1, и
- температура в диапазоне от 200°C до 450°C,
- холодный барабан-сепаратор высокого давления В-2, в который подается верхний поток, покидающий горячий барабан-сепаратор высокого давления B-1, и из которого нижний поток подается в разделительную колонну C-1, где холодный барабан-сепаратор высокого давления В-2 работает в следующих условиях:
- давление в диапазоне на от 0,1 до 1,0 МПа ниже, чем давление в горячем барабане-сепараторе высокого давления B-1, и
- температура ниже, чем температура горячего барабана-сепаратора высокого давления B-1,
- зону сжатия К для газового выходящего потока, полученного из холодного барабана-сепаратора высокого давления B-2, называемого рециркуляционным водородом,
- горячий барабан-сепаратор низкого давления В-5, в который подается жидкий поток, полученный из горячего барабана-сепаратора высокого давления В-1, и из которого верхний газовый выходящий поток составляет часть сырья для разделительной колонны C-1, и из которого жидкий выходящий поток составляет первую часть сырья для основной колонны фракционирования C-2, где горячий барабан-сепаратор низкого давления В-5 работает в следующих условиях:
- давление в диапазоне от 0,2 до 2,5 МПа, и
- температура в диапазоне от 200°C до 450°C,
- разделительную колонну С-1, в которую подается жидкий поток, полученный из холодного барабана-сепаратора высокого давления B-2, и поток газа, полученный из горячего барабана-сепаратора низкого давления В-5, из которой нижний продукт составляет вторую часть сырья для основной разделительной колонны С-2,
- основную колонну фракционирования С-2, в которую подается нижний продукт из разделительной колонны C-1 и жидкий поток, полученный из нижней части горячего барабана-сепаратора низкого давления B-5 и которая разделяет следующие фракции: нафта, дизельное топливо, керосин и остаток,
- печь F-1, нагревающая сырье для участка реакции R-1 и/или часть водорода, необходимого для указанного участка реакции.
2. Установка по п. 1, дополнительно включающая в себя:
- горячий барабан-сепаратор среднего давления В-3, в который подается поток жидкости, полученный из горячего барабана-сепаратора высокого давления В-1, и из которого выходящий жидкий поток подается в горячий барабан-сепаратор низкого давления B-5, где горячий барабан-сепаратор среднего давления В-3 работает в следующих условиях:
- давление в диапазоне от 1,0 до 3,5 МПа,
- температура в диапазоне от 200°C до 450°C
- холодный барабан-сепаратор среднего давления В-4, в который подается поток жидкости, полученный из холодного барабана-сепаратора высокого давления В-2, и поток жидкости, полученный из горячего барабана-сепаратора среднего давления B-3, и из которого жидкий поток составляет часть сырья для разделительной колонны C-1, где холодный барабан-сепаратор среднего давления В-4 работает в следующих условиях:
- давление в диапазоне от 1,0 до 3,5 МПа,
- температура ниже, чем температура горячего барабана-сепаратора среднего давления B-3.
3. Способ гидроочистки или гидроконверсии газойлей, вакуумных дистиллятов, атмосферных или вакуумных остатков, с помощью установки по п. 1 или 2, в котором разделительная колонна С-1 работает при следующих условиях: общее давление в диапазоне 0,6-2,0 МПа, предпочтительно в диапазоне 0,7-1,8 МПа.
4. Способ по п. 3, в котором основная колонна фракционирования С-2 работает при следующих условиях: общее давление в диапазоне 0,1-0,4 МПа, предпочтительно в диапазоне 0,1-0,3 МПа.
5. Способ по любому из предыдущих пп. 3-4, в котором по меньшей мере часть верхней фракции, полученной из основной колонны фракционирования С-2, содержащая остаточные кислые газы, направляется в компрессор кислых газов установки крекинга с псевдоожиженным катализатором (FCC).
6. Способ по любому из пп. 3-5, в котором температура горячего барабана-сепаратора высокого давления Б-1 выбирается таким образом, чтобы не требовалась печь для сырья, подаваемого в основную колонну фракционирования C-2.
