Устройство и способ, осуществляющие совместное сжатие кислых газов с установки гидроконверсии или гидрообработки и газовых потоков с установки каталитического крекинга
Настоящее изобретение относится к устройству гидроконверсии или гидрообработки для получения сырья для установки каталитического крекинга фракции типа вакуумного газойля (VGO), вакуумного дистиллята (DSV) или вакуумного остатка, или деасфальтированного масла (DAO), причем указанное устройство содержит по меньшей мере: реакционную секцию R-1, осуществляющую гидрообработку или гидроконверсию сырья, предназначенного для подачи на установку каталитического крекинга; один или несколько разделительных резервуаров высокого давления B-1 и/или B-2, сырьем для которых является поток, выходящий из реакционной секции R-1; зону сжатия K, осуществляющую сжатие газового потока, выходящего из B-1 и/или B-2, называемого также рецикловым водородом, причем этот поток сжатого газа снова вводят в реакционную зону R-1; колонну фракционирования C-1, снабжаемую потоком из куба разделительных резервуаров высокого давления B-1 и/или B-2, причем указанная колонна C-1 осуществляет разделение на по меньшей мере одну головную фракцию (фракция нафты) и тяжелую фракцию, по меньшей мере часть которой подается в секцию каталитического крекинга R-11; печь F-1, нагревающую сырье для реакционной секции R-1 или только водород, необходимый для указанной реакционной секции, или же одновременно и водород, и сырье; реакционную секцию R-11 каталитического крекинга, снабжаемую по меньшей мере частью тяжелой фракции, поступающей из колонны фракционирования C-1; вторую колонну фракционирования C-11 потоков из реакционной секции каталитического крекинга R-11; оборотный компрессор K-11, сжимающий по меньшей мере часть газового потока, выходящего из установки каталитического крекинга, и кислые газы из колонны основного фракционирования C-1, причем указанный компрессор K-11 может содержать несколько ступеней, а также к способу, осуществляемому на данном устройстве. Предлагаемое изобретение позволяет получить экономию в терминах капиталовложений и эксплуатационных расходов при практически идентичных и даже немного улучшенных эффективностях. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр., 2 ил.
Контекст изобретения
Изобретение относится к области процессов гидроконверсии атмосферных или вакуумных остатков, или газойля или вакуумных дистиллятов, или к области процессов обработки газойля или вакуумных дистиллятов. Традиционные способы гидроконверсии или гидрообработки содержат секцию фракционирования потока, выходящего из реакционной секции, реализующую в основном две цели: удаление H2S и легких фракций и основное фракционирование продуктов установки. Удаление H2S и легких фракций ведет к образованию кислых газов, которые затем необходимо очистить, прежде чем применять в качестве газообразного топлива.
Краткое описание фигур
Фигура 1 показывает схему реакционной секции гидрообработки или гидроконверсии R-1, включающую секцию фракционирования реакционных потоков с колонной основного фракционирования C-1 и различными разделительными резервуарами, обозначенными позициями B-1 - B-5.
На фигуре 1 пунктиром отмечены три факультативные секции:
- секция разделения, обрабатывающая промежуточный поток 43, выходящий из колонны основного фракционирования C-1, и содержащая колонну C-3,
- секция разделения, обрабатывающая поток из куба разделительного резервуара B-3 и содержащая колонну C-4,
- секция стабилизации нафты, поступающей из колонны фракционирования C-1, позволяющая удалить остаточные кислые газы из нафты и содержащая колонну C-5.
Прямоугольник F на фигуре 1 указывает местонахождение соединения этой секции с секцией каталитического крекинга, показанной на фигуре 2.
Фигура 2 показывает схему реакционной секции каталитического крекинга R-11 с ее зоной фракционирования крекированных газов, содержащую колонну C-11, и компрессор K-11 для сжатия указанных крекированных газов, представленный как две ступени K-11-1 и K-11-2. Сырье 55 с установки каталитического крекинга представляет собой в основном кубовый поток из колонны фракционирования C-1.
Обсуждение уровня техники
Патент US 3733260 описывает способ гидрообессеривания газойлей, содержащий реакционную секцию гидрообессеривания, разделение потока из этой секции на газовую фракцию и первую жидкую фракцию при высокой температуре и высоком давлении, частичную конденсацию указанной паровой фазы с получением фракции, содержащей главным образом водород, и вторую жидкую фракцию, отдувку H2S и легких углеводородов из первой и второй жидких фракций с помощью предварительно обработанного водорода, разделение отогнанных углеводородов на нафту и газойль и возвращение указанной нафты на стадию конденсации.
Наличие такой отдувочной колонны до основного фракционирования позволяет удалить кислые газы при достаточно высоком давлении, чтобы после обработки аминами направить их в систему топливного газа нефтезавода. Однако эта конфигурация требует образования флегмы для отдувки и имеет тот недостаток, что часть энергии, содержащаяся в потоке, выходящем из реакционной секции, рассеивается в воздушном конденсаторе в голове отдувочной колонны. Кроме того, так как оптимальная температура, необходимая для потока, подаваемого на отдувку, ниже минимальной температуры, необходимой на последующее разделение, это требует нагревания сырья для разделения и, следовательно, обычно требует наличия печи для сырья для основного фракционирования.
В патенте US 3371029 описан способ разделения потока, выходящего из реактора конверсии углеводородов и содержащего водород, в котором (см. таблица IV, потоки 22-27) отгонки H2S и углеводородов до основного разделения углеводородов не проводится.
Преимуществом этой последней конфигурации по сравнению с патентом US 3733260 является то, что температуру горячего разделительного резервуара выбирают так, чтобы обеспечить колонну основного фракционирования теплом, необходимым для испарения легкой фракции, образованной в реакциях конверсии углеводородов в реакторе. Однако в этой схеме кислые газы не удаляют до основного разделения. Так как указанная секция работает при давлении, близком к атмосферному, кислые газы должны быть сжаты, прежде чем их можно будет отправить в сеть топливного газа нефтезавода.
Способ, предлагаемый настоящим изобретением, устраняет эти недостатки, отказываясь от компрессора в голове колонны основного фракционирования секции гидроконверсии или гидрообработки, благодаря объединению с оборотным компрессором газового потока с установки каталитического крекинга.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение описывает устройство гидроконверсии или гидрообработки, например, гидрообессеривания, в целях получения исходного сырья для установки каталитического крекинга, например, фракции типа вакуумного газойля (VGO), вакуумного дистиллята (DSV) или вакуумного остатка, или деасфальтированного масла (DAO), причем указанное устройство содержит по меньшей мере:
- реакционную секцию R1, осуществляющую гидрообработку или гидроконверсию сырья, предназначенного для подачи на установку каталитического крекинга,
- один или несколько разделительных резервуаров высокого давления B-1 и/или B-2, сырьем для которых является поток, выходящий из реакционной секции R1,
- зону сжатия K, осуществляющую сжатие газового потока, выходящего из B-1 и/или B-2, называемого также рецикловым водородом, причем этот поток сжатого газа снова вводят в реакционную зону R-1,
- колонну фракционирования C-1, питаемую потоком из куба разделительных резервуаров высокого давления B1 и B2, причем указанная колонна C-1 осуществляет разделение на по меньшей мере одну головную фракцию (фракция нафты) и тяжелую фракцию, по меньшей мере часть которой подается в секцию каталитического крекинга R-11,
- печь F-1, нагревающую сырье для реакционной секции R-1, или только водород, необходимый для указанной реакционной секции, или же нагревающий одновременно и водород, и сырье,
- реакционную секцию R-11 каталитического крекинга, снабжаемую по меньшей мере частью тяжелой фракции, поступающей из колонны фракционирования C-1,
- вторую колонну фракционирования C-11 потоков, выходящих из реакционной секции каталитического крекинга R-11,
- оборотный компрессор K-11, сжимающий по меньшей мере часть газового потока, выходящего из установки каталитического крекинга, и кислые газы из колонны основного фракционирования C-1, причем указанный компрессор K-11 может содержать несколько ступеней.
Предпочтительно, устройство согласно изобретению содержит также разделительные резервуары среднего давления B-3 и B-4, снабжаемые соответственно потоками из куба резервуаров B-1 и B-2, а колонна фракционирования C-1 снабжается потоком из куба резервуара B-4 и, в конечном счете, из куба резервуара B-3.
Предпочтительно, устройство согласно изобретению содержит по меньшей мере один разделительный резервуар высокого давления B-14, газовый поток из которого можно направить на одну или несколько абсорбционных колонн C-12 - C-14, а жидкий поток можно направить в колонну фракционирования C-11 газового потока, выходящего с установки каталитического крекинга R-11.
Газовый поток, выходящий из абсорбционной колонны или колонн C-12 - C-14 можно по выбору направить на обработку аминами и/или гидроксидом натрия, чтобы удалить соединения серы.
Устройство согласно изобретению предпочтительно может также содержать секцию стабилизации нафты, поступающей из колонны фракционирования C-1, позволяющую удалить из нафты остаточные кислые газы и содержащую колонну C-5, головную фракцию которой возвращают в компрессор крекированных газов установки каталитического крекинга.
Кроме того, устройство согласно изобретению предпочтительно может также содержать промежуточную колонну C-3, на которую подается промежуточная фракция из колонны основного фракционирования C-1.
Кроме того, устройство согласно изобретению предпочтительно может также содержать отдувочную колонну C-4 до фракционирования C-1, снабжаемую потоком из куба резервуара B-3 или B1, отдувочная колонна C-4 позволяет удалить часть газов, в частности, H2S, образованных в реакциях в реакционной секции R-1, которые направляют в оборотный компрессор K-11.
Изобретение относится также к способу применения вышеописанного устройства.
В способе и устройстве согласно изобретению реакционная секция установки гидроконверсии или гидрообработка R-1 может содержать один или несколько реакторов, установленных последовательно или параллельно, например, два последовательных реактора.
Каждый реактор реакционной секции содержит по меньшей мере один слой катализатора.
Катализатор может использоваться в виде неподвижного слоя, или разрыхленного слоя, или же кипящего слоя. В случае катализатора, использующегося в виде неподвижного слоя, можно разместить несколько каталитических слоев в по меньшей мере одном реакторе.
В способе согласно изобретению можно использовать любой известный специалисту катализатор, например, катализатор, содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из элементов группы VIII периодической системы элементов (группы 8, 9 и 10 по новой периодической классификации), и, факультативно, по меньшей мере один элемент, выбранный из элементов группы VIB периодической системы (группа 6, согласно новой периодической классификации).
Рабочие условия в установке гидрообработки или гидроконверсии R-1 обычно следующие:
- температура обычно составляет от примерно 200°C до примерно 460°C,
- полное давление обычно составляет от примерно 1 МПа до примерно 20 МПа, обычно от 2 до 20 МПа, предпочтительно от 2,5 до 18 МПа и очень предпочтительно от 3 до 18 МПа,
- полная объемная часовая скорость жидкого сырья на каждом каталитическом этапе обычно составляет от примерно 0,1 до примерно 12 ч-1, обычно от примерно 0,4 до примерно 10 ч-1 (объемная часовая скорость определена как отношение объемного расхода сырья к объему катализатора),
- чистота водорода, используемого в способе согласно изобретению, обычно составляет от 50 до 100 об.%,
- количество водорода относительно жидкого сырья обычно составляет от примерно 50 до примерно 1200 Нм3/м3.
В способе и устройстве согласно изобретению реакционная секция установки каталитического крекинга R-11 может содержать один или несколько реакторов, соединенных последовательно или параллельно, работающих в псевдоожиженном, или кипящем, режиме, с восходящей или нисходящей циркуляцией катализатора. Эта реакционная секция содержит также один или несколько регенераторов, установленных последовательно или параллельно, которые предпочтительно можно оборудовать элементами, предназначенными для внесения или отвода тепла в/из системы (охладитель катализатора, называемый cat cooler по-английски, воздухоподогреватель и т.д.).
В реакционной секции каталитического крекинга можно использовать катализатор любого состава, содержащий или нет известные специалисту добавки типа ZSM-5.
Рабочие условия каталитического крекинга R-11 обычно следующие:
- температура на выходе из реакционной зоны обычно составляет от примерно 470°C до примерно 650°C, предпочтительно от 500°C до 550°C,
- избыточное давление на выходе из реакционной зоны обычно составляет от примерно 0,05 МПа до примерно 0,25 МПа, предпочтительно от 0,1 до 0,2 МПа,
- время пребывания сырья в реакционной зоне обычно составляет от примерно 0,5 сек до примерно 20 сек, предпочтительно от 1 до 4 сек,
- количество циркулирующего катализатора, отнесенное к количеству свежего введенного сырья, обычно составляет от примерно 3 до примерно 25 м3/м3, предпочтительно от 4 до 10 м3/м3.
Согласно одному варианту способа по изобретению, из колонны фракционирования C-1 отбирают промежуточную фракцию, и указанную промежуточную фракцию направляют в промежуточную колонну C-3, а фракцию из куба колонны C-3 охлаждают в теплообменнике E-4.
Согласно одному варианту способа по изобретению, давление в разделительной колонне C-4 выбирают достаточно высоким, чтобы кислые газы, выходящие из этой колонны, направить на промежуточную ступень компрессора крекированных газов K-11 секции каталитического крекинга R-11.
Согласно одному варианту способа по изобретению, давление в разделительной колонне C-5 выбирают достаточно высоким, чтобы кислые газы, выходящие из этой колонны, направить на промежуточную ступень компрессора крекированных газов K-11 секции каталитического крекинга R-11.
Устройство и способ согласно изобретению отличаются от известного уровня техники тем, что они осуществляют совместное сжатие кислых газов с установки гидроконверсии или гидрообработки R-1 и газовых потоков, выходящих из установки каталитического крекинга R-11, применяя компрессор крекированных газов (называемый также оборотным компрессором) K-11. Получаемая в результате этого выгода в отношении капиталовложений тем более перспективна, что расход дополнительного сырья в компрессоре крекированных газов установки каталитического крекинга K-11 мал по сравнению с полным расходом этого компрессора. Следовательно, дополнительные затраты на этот компрессор крекированных газов являются низкими по сравнению с доходами, возникающими от отказа от компрессора в голове колонны основного фракционирования установки гидроконверсии или гидрообработки.
Другим преимуществом изобретения является то, что оно позволяет извлечь LPG и нафту, присутствующие в кислых газах установки гидроконверсии или гидрообработки в специализированной секции установки каталитического крекинга.
Подробное описание изобретения
Фигуры 1 и 2 описывают один из возможных вариантов осуществления устройства и способа согласно изобретению.
Фигура 1 показывает секцию гидрообработки или гидроконверсии R-1 с колонной фракционировании C-1, кубовую фракцию 53 из которой направляют как фракцию 55 на установку каталитического крекинга R-11, показанную четырехугольником F.
Фигура 2 показывает секцию каталитического крекинга R-11 с ее колонной фракционирования крекированных газов C-11 и компрессором или компрессорами крекированных газов K-11, обозначенными позициями K-11-1 и K-11-2.
Далее описание ведется в предположении, никоим образом не являющемся ограничительным, что гидрообработка R-1 представляет собой гидрообессеривание.
Сырье, например, вакуумный остаток, подают по линии 1 (фигура 1) через насос P-1. Водород, предпочтительно в избытке относительно сырья, подают по линии 2 на компрессор K-2, а затем по линии 3 и смешивают с сырьем 1, прежде чем ввести в теплообменник сырье - выходящий поток (E-1) по линии 4. Теплообменник E-1 позволяет подогреть сырье за счет потока из реактора гидрообессеривания R-1. После теплообмена сырье проводят по линии 5 в печь F-1, позволяющую достичь уровня температуры, необходимого для реакции гидрообессеривание, затем горячее сырье направляют по линии 6 в секцию гидрообессеривания, состоящую из по меньшей мере одного реактора гидрообессеривания R-1, содержащего по меньшей мере один катализатор гидрообессеривания.
Затем поток, выходящий из реактора R-1, направляют в теплообменник E-1 по линии 10 и из него по линии 11 в горячий разделительный резервуар высокого давления B-1. В этом резервуаре отделяют одну газовую фракцию, которую отбирают по линии 12. Жидкую фракцию, по меньшей мере частично десульфированную, отбирают снизу по линии 20 и возвращают в резервуар B-3 через клапан V-2. Указанная газовая фракция 12 содержит непрореагировавший водород, сероводород (H2S), образованный в реакции, а также обычно содержит легкие углеводороды, образованные при конверсии углеводородного сырья в реакционной секции гидрообессеривания R-1.
После охлаждения в теплообменнике E-2 и воздушном конденсаторе A-1 газовую фракцию 12 подают по линии 13 в холодный разделительный резервуар высокого давления B-2, позволяющий одновременно осуществить разделение газ-жидкость и декантацию жидкой водной фазы.
Жидкую углеводородную фазу из разделительного резервуара B-2 после дросселирования в клапане или гидравлической турбине V-1 направляют по линии 21 в холодный разделительный резервуар среднего давления B-4.
Воду, также отделенную в резервуаре B-2, предпочтительно проводят по линии 72 в резервуар B-4.
Газовую фракцию из холодного разделительного резервуара высокого давления B-2 направляют по линии 14 в аминовый абсорбер или в промывную колонну C-2, что позволяет удалить по меньшей мере часть H2S; затем газовую фракцию, содержащую водород, возвращают по линиям 15 и 16 в реактор гидрообессеривания R-1, после сжатия в компрессоре K-1 и смешения с сырьем 1.
Жидкий поток, выходящий из резервуара B-1, после дросселирования в клапане или гидравлической турбине V-2 направляют в горячий разделительный резервуар среднего давления B-3 по линии 20.
В резервуаре B-3 отделяют газовую фракцию, которую отбирают по линии 22. Газовая фракция содержит непрореагировавший водород, сероводород (H2S), образованный в реакции, а также обычно содержит легкие углеводороды, образованные в результате конверсии углеводородного сырья в реакционной секции гидрообессеривания R-1.
После охлаждения в воздушном конденсаторе A-2 эту фракцию направляют по линии 23 в холодный разделительный резервуар среднего давления B-4. Снизу отбирают по меньшей мере частично десульфированную жидкую фракцию, которую дросселируют через клапан V-5 и направляют по линии 32 в колонну фракционирования C-1 после прохождения через теплообменник E-3.
Воду удаляют снизу резервуара B-4 по линии 74, а газы выводят по линии 73.
Жидкий поток, выходящий из резервуара B-4, после дросселирования через клапан V-5 и нагрева в теплообменнике E-3 подают в колонну фракционирования C-1 по линиям 32 и 33.
Колонна фракционирования C-1 работает при низком давлении (примерно 0,2 МПа). Тепло, необходимое для разделения, предпочтительно вносится температурой горячего разделительного резервуара B-3. Колонна основного фракционирования C-1 также снабжается отдувочным паром по линии 40.
Головную фракцию из колонны фракционирования C-1 направляют после охлаждения в воздухоохладителе A-3 в резервуар B-5.
Сверху из резервуара B-5 выходит головная фракция, отбираемая по линии 41, которая содержит остаточные кислые газы, подаваемые по линии 42 в схему либо выше воздушного конденсатора A-11, либо выше теплообменника E-11, или же за этим теплообменником (линии 42 подробно описываются на фигуре 2).
Продукт, полученный в кубе разделительного резервуара B-5, отбирают по линии 50, оборудованной насосом P-3. Этот поток 50 состоит из фракции нафты, имеющей точку окончания кипения ниже 200°C. Другую часть жидкости из куба резервуара B-5 возвращают через насос P-2 в голову разделительной колонны C-1.
Согласно одному предпочтительному варианту изобретения, колонна стабилизации C-5 нафты, поступающей из колонны фракционирования C-1 по линии 50, позволяет удалить остаточные кислые газы из полученной нафты и вывести ее из процесса по линии 60 после охлаждения в теплообменнике E-8. Кислые газы, собранные в голове сепарационной колонны C-5, также направляют на компрессор установки каталитического крекинга по линии 61, 62, затем по линии 42 или 63, затем по линии 37, после охлаждения в теплообменнике E-9 и прохождения через резервуар B-7. Из куба резервуара B-7 отбирают жидкую фракцию, которую возвращают в колонну C-5 через насос P-8.
Давление в разделительной колонне C-5 можно выбрать достаточно высоким, чтобы кислые газы, полученные при этом разделении, можно было направить на промежуточную ступень компрессора K-11 по линии 37.
Промежуточную фракцию из колонны основного фракционирования C-1 направляют по линии 43 в промежуточную колонну C-3. Кубовую фракцию из колонны C-3, по линии 51 и через насос P-5, охлаждают в теплообменнике E-4, а затем собирают по линии 52. Колонна C-3 оборудована ребойлером E-7.
Предпочтительно, поток 52 представляет собой фракцию газойля, имеющую температуру кипения при содержании 95 об.% (согласно стандарту NF EN ISO 3405) ниже 360°C.
Тяжелую фракцию, выходящую из колонны основного фракционирования C-1 по линии 53, охлаждают в теплообменнике E-5 после прохождения через насос P-4. Таким образом, фракция, полученная по линии 55, представляет собой гидрообработанный, в настоящем случае десульфированный вакуумный газойль, который образует основное сырье для секции каталитического крекинга (см. фигуру 2). Это основное сырье можно дополнить различными другими сырьевыми материалами, вводимыми по линии 101.
Согласно другому режиму работы, можно извлечь по линии 50 фракцию, содержащую углеводороды от нафты до легкого газойля, а по линии 55 фракцию тяжелого газойля. В этом случае колонна фракционирования C-1 не содержит промежуточной колонны C-3, и линии 51 и 52 отсутствуют.
Сырье для установки каталитического крекинга R-11 состоит, по меньшей мере частью, из тяжелой фракции 55, поступающей с основного фракционирования C-1 установки гидрообессеривания R-1, к которой можно добавить другое сырье извне по линии 101.
Совокупный исходный поток для установки каталитического крекинга (потоки 55 и 101) вводят в реакционную секцию R-11 (фигура 2), в которой оно вступает в контакт с горячим катализатором из зоны регенерации, чтобы начать реакции каталитического крекинга.
Горячий поток, выходящий из реактора R-11 в форме головного газа реакционной зоны R-11, направляют затем по линии 102 в низ колонны основного фракционирования C-11 при высокой температуре (обычно выше 500°C).
Благодаря разным циркулирующим обратным потокам (здесь не описываются), из колонны фракционирования C-11 можно отобрать разные фракции.
Легкая газовая фракция с более низкой температурой (обычно примерно от 100°C до 130°C) и низким эффективным давлением (обычно около 1 бара (0,1 МПа)) выходит из колонны C-11 по линии 103. Затем ее охлаждают в воздушном конденсаторе A-11, потом в водяном холодильнике E-11, прежде чем ввести в флегмовый сосуд B-11 колонны основного фракционирования C-11, причем флегмовый сосуд B-11 позволяет одновременно осуществить разделение газ-жидкость и декантацию жидкой водной фазы, удаляемой по линии 105.
Выше по потоку от этого флегмового сосуда B-11 вводится головная газовая фракция из колонны основного фракционирования C-1 установки гидрообессеривания, отбираемая по линии 41, затем 42. Все разные точки введения указанной газовой фракции 42 находятся до флегмового сосуда B-11.
В одном варианте изобретения отдувочную колонну C-4 можно установить до колонны фракционирования C-1.
Эта отдувочная колонна C-4 предназначена для удаления части газов, в частности H2S, образованных в реакциях реакционной секции R-1.
Колонна C-4 снабжается потоком из куба резервуара B-3 по линии 30.
Отдувку в колонне C-4 предпочтительно осуществляют посредством любого отдувочного газа, вводимого по линии 35, как, например, газ, содержащий водород или водяной пар. Для осуществления указанной отдувки предпочтительно использовать водяной пар.
Кислые газы из головы отдувочной колонны C-4 после охлаждения в конденсаторе E-6 и прохождения через флегмовый сосуд B-6 направляют в секцию каталитического крекинга R-11 по линии 36 и затем 37.
Действительно, давление в разделительной колонне C-4 можно выбрать достаточно высоким, чтобы кислые газы, выделенные при этом разделении, можно было направить на промежуточную ступень компрессора K-11 по линии 37. Наиболее подходящее место ввода будет выбираться в зависимости от температур и давлений, чтобы минимизировать расход энергии.
Часть жидкой углеводородной фазы из разделительной емкости B-11 возвращают как флегму в колонну C-11 по линии 104, тогда как оставшуюся часть направляют на вторичное фракционирование по линии 105, чтобы более полно отделить легкие газы от СНГ, бензина и более тяжелых фракций (это вторичное фракционирование на фигуре 2 не показано и не описывается).
Паровую углеводородную фазу из разделительного резервуара B-11 направляют по линии 106 в разделительный резервуар B-12, затем на всос первой ступени K-11-1 компрессора крекированных газов K-11. Поток, выходящий из K-11-1, охлаждают последовательно в воздушном конденсаторе A-12, затем в водяном холодильнике E-12, прежде чем ввести в разделительный резервуар B-13.
Жидкие фракции, отбираемые снизу резервуаров B-12 и B-13, возвращают на основное фракционирование C-11 или вторичное фракционирование (здесь не описано).
Паровую фракцию из разделительного резервуара B-13 направляют на всос второй ступени K-11-2 компрессора крекированных газов K-11. Поток, выходящий из K-11-2, охлаждают последовательно в воздушном конденсаторе A-13, затем в водяном холодильнике E-13, прежде чем ввести, согласно одному предпочтительному варианту, в разделительный резервуар высокого давления B-14, что позволяет одновременно осуществить разделение газ-жидкость и декантацию жидкой водной фазы по линии 107.
Согласно этому предпочтительному варианту, жидкую углеводородную фазу из разделительного резервуара B-14 всегда направляют на вторичное фракционирование по линии 107, чтобы более полно отделить углеводороды, отобранные в жидкой форме, тогда как жидкую водную фазу направляют на соответствующую обработку (здесь не описывается).
Газообразную углеводородную фазу из разделительного резервуара B-14 направляют по линии 108 в одну или несколько абсорбционных колонн C-12, C-13, C-14, чтобы постепенно удалить последние соединения, более тяжелые, чем топливный газ, приводя его в контакт со все более легкими углеводородными фракциями, образующимися в результате вторичного фракционирования (здесь не описывается).
Потоки газообразных углеводородов, выходящие из абсорбционных колонн C-12 и C-13, охлаждают водой в теплообменниках E-14 и E-15, соответственно. Сернистые соединения, в частности, H2S, удаляют в абсорбционной колонне C-14 с помощью аминов, после чего направляют в систему топливного газа нефтезавода по линии 109. Раствор аминов вводят соответственно по линиям 110 и 112. При необходимости можно осуществить дополнительные этапы очистки этого парового потока. Благодаря предлагаемому способу потоки из куба колонн C-12, C-13 и C-14, отбираемые, соответственно, по линиям 114, 113 и 111, пригодны для дальнейшей переработки, возможно после доочистки.
Пример
Таблица 1 ниже показывает результаты, полученные в соответствии со схемой согласно уровню техники, то есть с газовым компрессором в голове колонны основного фракционирования C-1, и в соответствии со схемой согласно изобретению, то есть только с компрессором крекированных газов K-11 установки каталитического крекинга R-11, обрабатывающим также газы, отбираемые из головы колонны фракционирования C-1.
Пример согласно изобретению соответствует схеме, показанной на фигурах 1 и 2, без факультативных колонн C3, C4, C5 и без соответствующих секций, показанных пунктиром на фигуре 1.
В соответствии со схемой, предлагаемой изобретением, от компрессора в голове колонны основного фракционирования C-1 секции гидроконверсии или гидрообработки R-1 можно отказаться благодаря объединению с оборотным компрессором K-11 газового потока в установке каталитического крекинга.
Повышение полного расхода на входе компрессора K-11 секции каталитического крекинга, вследствие дополнительного потока 42 является очень незначительным (порядка 1%).
Кроме того, количество нафты, отбираемой за реакционной секцией каталитического крекинга R-11, после гидрообессеривания и фракционирования увеличилось на 0,5%, а дополнительное количество собранного СНГ составляет примерно 1%.
Таким образом, устройство и способ согласно изобретению позволяют сэкономить на компрессоре в голове колонны основного фракционирования C-1 без существенного увеличения емкости компрессора K-11 в секции каталитического крекинга, и, следовательно, позволяют получить экономию в терминах капиталовложений и эксплуатационных расходов при практически идентичных и даже немного улучшенных эффективностях.
Таблица 1
| Состав сырья для компрессора K-11 каталитического крекинга | т/ч | |||
| Уровень техники | Изобретение | |||
| H2S | 0,15 | 0,81 | ||
| Сухие газы (H2-C1-C2) |
39,33 | 40,08 | ||
| СНГ (C3-C4) | 176,34 | 177,94 | ||
| Бензин (C5-220°C) | 144,05 | 144,82 |
1. Устройство гидроконверсии или гидрообработки для получения сырья для установки каталитического крекинга фракции типа вакуумного газойля (VGO), вакуумного дистиллята (DSV) или вакуумного остатка, или деасфальтированного масла (DAO), причем указанное устройство содержит по меньшей мере:
- реакционную секцию R-1, осуществляющую гидрообработку или гидроконверсию сырья, предназначенного для подачи на установку каталитического крекинга,
- один или несколько разделительных резервуаров высокого давления B-1 и/или B-2, сырьем для которых является поток, выходящий из реакционной секции R-1,
- зону сжатия K, осуществляющую сжатие газового потока, выходящего из B-1 и/или B-2, называемого также рецикловым водородом, причем этот поток сжатого газа снова вводят в реакционную зону R-1,
- колонну фракционирования C-1, снабжаемую потоком из куба разделительных резервуаров высокого давления B-1 и/или B-2, причем указанная колонна C-1 осуществляет разделение на по меньшей мере одну головную фракцию (фракция нафты) и тяжелую фракцию, по меньшей мере часть которой подается в секцию каталитического крекинга R-11,
- печь F-1, нагревающую сырье для реакционной секции R-1 или только водород, необходимый для указанной реакционной секции, или же одновременно и водород, и сырье,
- реакционную секцию R-11 каталитического крекинга, снабжаемую по меньшей мере частью тяжелой фракции, поступающей из колонны фракционирования C-1,
- вторую колонну фракционирования C-11 потоков из реакционной секции каталитического крекинга R-11,
- оборотный компрессор K-11, сжимающий по меньшей мере часть газового потока, выходящего из установки каталитического крекинга, и кислые газы из колонны основного фракционирования C-1, причем указанный компрессор K-11 может содержать несколько ступеней.
2. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее разделительные резервуары среднего давления B-3 и B-4, на которые подают соответственно кубовые потоки из резервуаров B-1 и B-2, а колонна фракционирования C-1 снабжается кубовым потоком из резервуаров B-3 и B-4.
3. Устройство по одному из пп. 1 или 2, дополнительно содержащее по меньшей мере один разделительный резервуар высокого давления B-14, питаемый легкой газовой фракцией колонны С-11, причем отбираемый из него газ можно провести на одну или несколько абсорбционных колонн, а отбираемую жидкость можно направить в колонну фракционирования C-11 газового потока с установки каталитического крекинга R-11.
4. Устройство по одному из пп. 1-3, дополнительно содержащее секцию стабилизации нафты, поступающей с колонны фракционирования C-1, позволяющую удалить остаточные кислые газы из нафты и содержащую разделительной колонну C-5, головную фракцию которой возвращают в компрессор крекированных газов установки каталитического крекинга.
5. Устройство по одному из пп. 1-4, дополнительно содержащее промежуточную колонну C-3, на которую подается промежуточная фракция из колонны основного фракционирования C-1.
6. Устройство по одному из пп. 1-5, дополнительно содержащее, до колонны фракционирования C-1, отдувочную колонну C-4, снабжаемую кубовым потоком из резервуара B-3 или B-1, причем указанная отдувочная колонна C-4 позволяет удалить часть газа, в частности H2S, образованного в результате реакций в реакционной секции R-1, который направляют в оборотный компрессор K-11.
7. Способ гидрообработки или гидроконверсии, включающий следующие этапы:
сырье загружают в устройство по одному из пп. 1-6,
в целях получения исходного сырья для установки каталитического крекинга, например фракции типа вакуумного газойля (VGO), вакуумного дистиллята (DSV) или вакуумного остатка, или деасфальтированного масла (DAO).
8. Способ по п. 7, в котором рабочие условия в реакционной секции гидрообработки или гидроконверсии R-1 следующие:
- температура от 200°C до 460°C,
- полное давление от 1 МПа до 20 МПа, обычно от 2 до 20 МПа, предпочтительно от 2,5 до 18 МПа и очень предпочтительно от 3 до 18 МПа,
- полная объемная часовая скорость жидкого сырья на каждом каталитическом этапе от 0,1 до 12 ч-1, обычно от 0,4 до 10 ч-1,
- чистота водорода, используемого в способе согласно изобретению, от 50 до 100 об.%,
- количество водорода относительно жидкого сырья от 50 до 1200 Нм3/м3.
9. Способ по одному из пп. 7 или 8, причем рабочие условия в секции каталитического крекинга R-11 следующие:
- температура на выходе из реакционной зоны от 470°C до 650°C, предпочтительно от 500°C до 550°C,
- избыточное давление на выходе из реакционной зоны от 0,05 МПа до 0,25 МПа, предпочтительно от 0,1 до 0,2 МПа,
- время пребывания сырья в реакционной зоне от 0,5 сек до 20 сек, предпочтительно от 1 до 4 сек,
- количество циркулирующего катализатора, отнесенное к количеству свежего введенного сырья, от 3 до 25 м3/м3, предпочтительно от 4 до 10 м3/м3.
10. Способ по одному из пп. 7-9, в котором из колонны фракционирования C-1 отбирают промежуточную фракцию, причем указанную промежуточную фракцию направляют в промежуточную колонну C-3, а кубовую фракцию из колонны C-3 охлаждают в теплообменнике E-4.
11. Способ по одному из пп. 7-10, в котором давление в разделительной колонне C-4 выбирают достаточно высоким, чтобы кислые газы, выходящие из этой колонны, направить на промежуточную ступень компрессора крекированных газов K-11 секции каталитического крекинга R-11.
12. Способ по одному из пп. 7-11, в котором давление в разделительной колонне C-5 выбирают достаточно высоким, чтобы кислые газы, выходящие из этой колонны, направить на промежуточную ступень компрессора крекированных газов K-11 секции каталитического крекинга R-11.
