Патент ссср 378024

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

378024

Союз Саеетскит

Социалистическим

Реслублин

Зависимый от патента ¹

Заявлено 17.V.1968 (№ 1241185/23-4) М. Кл. С 10g 23/02

Приоритет

Комитет ао делам изобретениЯ и отмрытиЯ ори Совете Министров

СССР

Опубликовано 17.1Ч.1973. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 15 VIII.1973

УДК 665.658.2(088.8) Авторы изобретения

Иностранцы

Ньют Моррис Хейлимен и Робин Дж. Паркер (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

«Юниверсал Ойл Продактс Компани» (Соединенные Штаты Америки) Заявитель

СПОСОБ ОЧИСТКИ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ, ВЫКИПАЮЩЕГО

В ШИРОКОМ ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР, ОТ СЕРНИСТЫХ

И АЗОТ И СТЫХ СО ЕДИ Н Е Н И Й

Изобретение относится к способу очистки нефтяного сырья, выкипающего в широком интервале температур, от сернистых и азотистых соединений путем гидрирования.

Известен способ очистки нефтяного сырья от сернистых и азотистых соединений, заключаюшийся в том, что исходное сырье, кипящее в интервале температур 85 — 482 С, предварительно делят на фракцию, выкипающую до

190 С, и фракцию, выкипающую при 148—

482 С. Последнюю газойлевую фракцию подвергают взаимодействию с водородом в условиях полного превращения сернистых и азотистых соединений. Продукты реакции после первой ступени направляют в ректификационную колонну высокого давления, где происходит отделение водорода и фракции, выкипающей до 190 С, от очищенной фракции газойля

148 — 482 С. Полученную таким образом смесь легкой фракции, выкипающей до 190 С, и водорода, направляют на вторую ступень очистки, в которую вводят также фракцию, выкипающую до 190 С и выделенную непосредственно из исходного сырья, и свежий водород. Очистку вышеуказанных бензиновых фракций во второй ступени осуществляют в более жестких условиях, ".ем очистку газойлевых фракций в первой ступени. Часть очищепной бензиновой фракции рецирк> лируют на первую ступень, а другую часть выводят в качестве готового продукта. Рабочие условия, применяемые для очистки тяжелого жидкого топлива, существенно отличаются от рабочих условий, применяемых для очистки легких фракций нефтяного сырья.

Таким образом, известная технологическая схема предусматривает разделение углеводо10 родного сырья на отдельные фракции путем предварительной ректификации с последующим гидрированием полученных фракциЙ в две ступени, причем на каждую из вышеупомянутых ступеней подают свежий водород.

15 Известная технологическая схема содержит большое количество дублирующего оборудования. Кроме того, в процессе очистки нефтяных углеводородов происходит миграция серуи азотсодержащих соединений из тяжелых

20 углеводородных фракций в легкие. Тем самым при переработке сырья, выкипающего в широком интервале температур, без предварительного его разделения получают бензиновые фракции с большим количеством серу- и

25 азотсодержащих соединений.

Для упрощения технологий процесса и снижения расхода водорода предлагают исходное сырье, содержа цее бензинлегроиновые и

378i024

Фракция

Физические свойства фракций газойль керосин нафта

25,7

7612

53,9 20,4

9446 8607

269 193

Дистиллат, об. %

Удельный вес при 20 С

Перегонка 100 мл АТМ начальная точка кипения отогнанный дистиллат, %:

Конечная точка кипения, С

Анализ компонентов, об. %: ароматика олефины парафины и нафтены сера, вес. %

Общий азот, ч. на 1 млн

Бромпое число

202

209

228

236

247

254

280

277

288

316

341

416

431

441

86

113

133

148

172

181

186

39,2

14,4

46,4

2,4

36,0

62,1

2,0

35,9

1530

18,0

16,9

30,8

52,3

1,6

61,0

65 высококипящие фракции, подвергать взаимодействию с водородом на первой ступени гидрирования при температуре 385 †4 С с последующим разделением продуктов реакции на жидкую и газообразную фазу, содержащую водород и бензиновые фракции, и подачей газообразной фазы на вторую ступень гидрирования при температуре 332 †3 С.

Полученные при этом продукты отделяют от водородсодержащего газа известным приемом, На чертеже приведена технологическая схема осуществления процесса.

Загружаемое сырье представляет собой коксовый дистиллат-Са с т. кип. 476 С, содержащий сернистый компонент в количестве

0,52 вес.%, имеющий бромное число порядка

28 и содержащий азотистое соединение в количестве 880 миллионных долей (м.д.).

Исходное сырье подают по линии 1 на смешение с водородом, поступающим по линии 2.

Водород подают в количестве 0,53 м на 1 л дистиллата. Полученная смесь поступает по линии 8 в нагреватель 4, где смесь нагревают до 399 С, и подают в линию 5. Нагретую смесь из линии 5 вводят в реактор б, в который загружен катализатор, состоящий в основном из 2,2 вес.% кобальта и 5,7 вес.% молибдена, считая на элементарные металлы.

Катализатор нанесен на алюминиевые частицы, имеющие соответствующие размер и форму.

В реакторе б созданы жесткие рабочие условия; температура на выходе из реактора

399 С, давление 74,7 атм и объемная скорость

1 5. Продукты из реактора б по линии 7 поступают в сепаратор 8, который находится под давлением, равным давлению в реакторе б. В линии 7 нет охлаждения и в испарителе устанавливается равновесие, достигающее такой величины, чтобы приблизительно 10 об, % углеводородов в линии 7 (исключая водород и сероводород) испарилось и перешло в линию 9.

Продукты, содержащие относительно легкокипящие углеводороды-Са (166 С), и серусодержащие соединения, находящиеся в смеси с водородом и сероводородом, поступают в реактор 10 по линии 9. Рабочие условия в реакторе 10: температура 343 С, давление регулируют с помощью приспособления, понижающего давление между реактором б и реактором 10. В реакторе 10 специально водород не добавляют, так как количество водорода в газовой фазе, отделенной в сепараторе

8, вполне достаточно, чтобы обеспечить удаление серы из легкокипящих углеводородов.

Нагревательное устройство в линии 9 (на схеме не указано) необходимо для того, чтобы обеспечить нормальные рабочие условия в реакторе 10. Продукты, выходящие из реактора 10, по линии 11 смешивают с высококипящими углеводородами, очищенными в предыдущем реакторе, и поступающими по пинии 12 из сепаратора 8. Смесь продуктов

40 поступает в линию 18, где ее охлаждают и далее проходит через сепаратор 14, в котором созданы условия, обеспечивающие отде.ление водорода от очищенных углеводородов.

Отделенный водород отводится по линии 2. ,желательно этот водород возвращать в технологический цикл для смешения с исходным сырьем. Так как в реакции гидрирования расходуют небольшие количества водорода (приблизительно 1 вес. %), то для их компенсации по линии 15 в систему вводят соответствующие добавки водорода. Очищенные угле. водороды из сепаратора 14 поступают в линию lб, откуда поступают в систему разделения.

Пример. Катализатор, используемый в процессе очистки в обоих реакторах, состоит из сферических частиц окиси алюминия с диаметром 1,59 мм, содержащий 0,05 вес. О кобальта, 4,2 вес. % никеля и 11,3 вес. % молибдена.

В качестве исходного сырья используют дистиллат коксования тяжелого масла, имеющий начальную т. кип. 56 С и конечную т. кип. около 441 С. Этот дистиллат получают при термическом крекинге в условиях коксования углеводородного масла, экстрагированного из масляных песков Атабаска. Масло содержит

2,74 вес. серы, большое количество (46 вес. %) ароматических углеводородов, кипящих выше

260 С. Компоненты, кипящие при температуре ниже 260 С, представляют собой моноолефины и диолефины. Разделение исходного сырья с помощью фракционной перегонки дает фракцию газойля, керосиновую фракцию и бензиновую фракцию.

Свойства определенных фракций исходного сырья, отделенных путем фракционной перегонки коксового масла, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Указанное выше исходное сырье загружают вместе с водородом в первый из двух после378О24

Таблица 2

35 количество, моль! час состав пара

3,39

5,70

392,24

1902,6

378,8

2,4

217,7

81,4

43,7

Состав жидкости

10,5

26,2

7,1

48,7

63,4

225,6 довательных реакторов каталитического гидрирования. Реактор первой стадии содержит

16,5 м (9,951 кг) катализатора, расположенного в вертикальном неподвижном слое.

Исходную смесь нагревают, пропуская через трубчатую печь при температуре на входе 360 С под давлением 54 атм. Водород, подаваемый в загружаемую смесь водородсодержащего газа, состоящую из свежего водорода и рециркулируемого, содержит

78,2 мол.% Ня. Углеводородное сырье загружают в первый реактор со скоростью

66 м /час, или при часовой объемной скорости жидкости, определенной в виде объемов жидкого углеводородного сырья на объем катализатора в час, порядка 4,0.

Весь продукт реактора первой стадии гидрирования, находящийся на выходе из реактора при температуре 416 С, охлаждают до

316 С и снижают давление до 52 атм в горячей колонне однократного испарения, в результате чего происходит мгновенное испарение легких углеводородов в верхней части колонны. )Кидкий остаток, содержащий наибольшее количество керосина и газойлевых фракций, отделяют в виде остаточной донной фракции горячей испарительной колонны.

Свойства и состав пара головного погона и остаточных донных фракций представлены в табл. 2.

Горячий пар испарительной клонны и жидкие фракции

НО

NH, Н.S

Н, С,=С4

С;, Нафта (т. кип. 56 — 186 С)

Керосин (т. кип. 192 — 280 С)

Газойль (т. кип. 269 — 441 С) н

Н2

С,=С4

С,;

Нафта (т. кип. 56 — 186 С)

Керосин (т. кип. 192 — 280 С)

Газойль (т. кип. 269 — 441*С) 5

6

)Кпдкие донные фракции горячей испарительной колонны отгоняют с помощью теплообменнпка, в котором происходит нагреванпе исходного сырья за счет контакта с горячими донными фракциями. Жидкость, удаленная из горячего испарительного сепаратора со скоростью 34800 кг/час, содержит 0,41 вес. а> серы, менее, чем 8 ч. на 1 млн азота и ее бромное число составляет меньше, чем 3. ,)Кидкий продукт первого реактора содержит

59 вес. (а газойлевого продукта, кипящего в интервале 269 — 441 С.

Пары головного погона из горячей испарптельной колонны, содержащие весь водород, легкие углеводороды HqS, NH> и около

88 бензиновых фракций, нагревают до 415 С и загружают со скоростью 32400 кг/час под давлением 54 атм во второй реактор гидродесульфуризации, содержащий 8,2 мз того же самого катализатора гидродесульфуризации, используемого в первом реакторе, при часовой объемной скорости жидкости, равной 5.

Пар, выходящий из второго реактора, охлаждают за счет теплообмена с частью исходного сырья до температуры 168 С, а затем охлаждают до 38 С в холодном сепараторе высокого давления (40 атл) с помощью циркулирующей воды. Понижение давления до атмосферного приводит к удалению легких углеводородов, НяЬ и NH3 из продуктов реакции.

Предмет изобретения

Способ очистки нефтяного сырья, выкипающего в широком интервале температур, от сернистых и азотистых соединений путем гидрирования в две ступени при повышенной температуре и давлении в присутствии катализатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса и снижения расхода водорода, исходное сырье, содержащее бензинлегроиновые и высококипящие фракции, подвергают взаимодействию с водородом в первой ступени гидрирования при температуре 385 — 413 С с последующим разделением продуктов реакции на жидкую и газообразную фазу, содержащую водород и бензиновые фракции, и подачей газообразной фазы во вторую ступень гидрирования при температуре 332 — 371 С, полученные при этом продукты отделяют от водородсодержащего газа известным приемом.

378024

Составитель Н. Лихтерова

Кор р екто р А. Дзесов а

Редактор Л. Новожилова

Техред Е. Борисова

Заказ 2209/3 Изд. № 1516 Тираж 551 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2