Способ конверсии

 

ОПИCАНИЕ 399l43

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетских

Социелистицеских

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

М. Кл. С 10g 13/02

С 10g 13/04

Заявлено 28.VII1.1968 (№ 126553623-4) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР

il0 делам изобретений и открытий

УДК 66.092.1(088.8) Опубликовано 27.1Х.1973. Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 5.II.1974

Лвтор изобретения

Иностранец

Роберт Джереми Джон Хамблин (Англия) Иностранная фирма

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

СПОСОБ КОНВЕРСИИ ВЫСОКОКИПЯЩЕГО НЕФТЯНОГО

СЫРЬЯ

Изобретение относится к процессу катали. гического гидрокрекинга природной непереработанной нефти и получаемых из нее более тяжелых фракций с целью получения углеводо родных продуктов с более низкой температурой кипения. Более конкретно изобретение предусматривает процесс каталиг ческой конверсии до более легких продуктов следующ!Ix видов исходного сырья кубовых остатков после атмо сферной колонны и кубовых остатков после вакуумной колонны («вакуумные остатки»). Это остатки после перегонки сырой нефти, остатки после отгонки из сырой нефти более легких фракций, различные сорта сырой нефти, извлекаемые из нефтеносных песков и т. д. Иными словами все виды тяжелого нефтяного сырья, обычно обозначаемого как темные нефтяные масла, нефтяные остатки или мазут, и характеризуемого содержанием зиачителbHûx количеств асфальтов и серы.

Различные сорта сырои промысловой нефти, особенно извлеченной из нефтеносных песков, остатки после перегонски сырой нефти или после удаления из сырой нефти более легких фракций, а также остатки после вакуумной пе рсго>тки обычно содержат высокомолекулярные сернистые соединения в черезвычайно больших количествах, т. е. более 1 %, иногда даже больше 3%.

Указанные виды тя>келого нефтяного сырья мог т так>не содержать азотисть1е соединения, высокомолекулярные металлооргаицчсcI è0 комплексные соединения, .содсржа>цис в ка5 честве металли гсской составляющей никель и ванадий, и кроме того асфальты, Hcð!Còâîримые в гептане. Последниc обычно содер

>катся в виде комплексов или химических соединений с серой и в различной сгепеии с за10 загрязнениями в виде мстадлов, Известен способ конверсии пысококипящего нефтяного сырья пугем каталитического пгдртврования тяжелой фракции исходного сырья с последующим двухстадийным разделснисм

15 полученного продукта на легку!o и тяжелую фракции. повторным каталитическим п1дрцрованием легкой фракции второй стад|ш разделения !1 выделением целевого продукта ректи фикацией) легкие фракции исходного сырья

20 у первой ступени разделения смешивают удаляют из процесса. Однако известный способ не позволяет достигнуть высокой степени конверсии исходного сырья в продукт, кипящий ниже 371 С, т. е. в ке рос>1ногазовую

25 фравецию, а также степени очистки от соеlинений серы и азота.

Предлагак>т легкуlo фракцшо второй cTадии разделения подвергать каталитическому идрированию совместно с легк!! II! фракциями

30 исходного сырья и первой ступени разделе399143

30

>Кпдкая фаза

Газовая (1) а за

Составная часть

Сероводород

Вод арзд

Метан

38,1

112,1

61,3

11,8

6,8

3,1

1,0

0,8

0,3

54,0

2,0

12,7

11,4

18,4

20,8

16,6

28,8

157,2

272,2

Этан

65 зону 15 горячего однократного испарения, при температуре около 388 С. В горячей зоне 15 однократного испарения поддерживают давление около 5,1 атм. Количество материала, отводимого по трубопроводу 5 из жидкой фазы после горячего сепаратора, проходящей по трубопроводу 14, должно зависеть прежде всего от степени загрязнения исходного сырья, по ступающего на переработку. Однако обычно это количество должно быть таким, чтобы общий коэффициент подачи (суммарная подача, деленная на подачу свежего исходного сырья) в реактор 10 находился в пределах от

1,25 до 3,0.

Остаточную фракцию, имеющую молекулярный вес около 880, отводят из зоны 15 горячего однократного испарения по трубопроводу !

6 в количестве около 7200 кг/час. Паровую фракцию в количестве 26400 кг/час отводят по трубопроводу 17 и смешивают в трубопроводе 3 с жидкой фазой после зоны разделения 2; кто»е того, смешивают с легкой фракцией, являющейся пренмугцественно па роной фазой после сепаратора 12. Смесь отводят по трубопроводу 3 в суммарном количестве

124062 кг/час в нагреватель 18, где температура смеси повышается приблизительно до

441 С, 1262 кг/час свежего водорода добавляют к этой загрузке по трубопроводу 19. Нагретая нагрузка поступает по трубопроводу

20 в реактор 21, в котором поддерживают давление около 176,5 атм с помощью комприм и руюших устройств, не показанных на чертеже. Жидкая фаза;реактора 21, выходящая по 11рубопроводу 22 имеет температуру около

469 С. После прохождения через конденсатор

23 жидкую фазу направляют по трубопроводу 24 в холодный сепаратор 25 при температуре около 49 С.

Газовую фазу, обогащенную водородом, отводят из сепаратора 25 по трубопроводу 6 в количестве 35410 кг/час и рециркулнруют с целью обогащения с тяжелой фракцией в трубопроводе 4. Жидкий продукт удаляют из сепа ратора 25 по трубопроводу 26.

Продуктовый поток, проходящий по трубопроводу 26, возможно подвергать разнообразным последующим разделениям и/или фракционированиям с целью извлечениия любой желаемой смеси, кипящей при заданном температурном интервале, или подобных смесей, или же по существу чистых компонентов продуктового потока. Важно отметить, что жидкие углеводороды, имеющие нормальное строение углеродной цепи, характеризуемые температурами кипения более низкими, чем приблизите,льно

371 С и входящие в состав общего продуктового потока, проходящего по трубопроводу

26, содержат менее 0,001 вес. % серы (менее чем 10,0 ч. на 1 млн.).

Как было рассмотрено в предыдущем изложении, описание по прилагаемому чертежу относится к случаю установки, эксплуатируемой в промышленном масштабе, Показанное схематически оборудование относится к установке, спроектированной для переработки.

Процесс, изложенный в данном примере, направлен на получение макслмального количества углеводородов, входящих в состав газойля (осветительного керосина). Исходя из этого, тяжелая фракция, проходящая по трубопроводу 4 в количестве 65500 л/сутки имеет удельный вес 0,9885, а легкая фракция, проходягцая по трубопроводу 3 в количестве

33800 л/сутки имеет удельный вес 0,8448.

Остаточная фракция, проходящая по трубопроводу 16, имеет удельный всс 1.0663 и получается в количестве 6750 л/сутки. В том случае, когда продуктовый поток, проходящий по трубопроводу 26, дополнительно разделяется на концентрат жидких углеводородов с сбычным строением углеро jH011 цепочки и газовый поток, предназначенный для последующей обработки с целью извлсчения водорода и дополнительного количества жидких углеводородов, то концентрат получают B количестве

105500 л/сутки, а газовый поток в количестве

136000 нм /сутки. Данные количественного анализа обеих потоков. получаемыx из продукта, прохосаяшсго по трубопроводу 26, представлены в табл. 1.

Результаты анализа продукта, az.моль!час) Прспан

Углеводороды С, Углеводороды С-, Углеводароды С,, Углеводороды С,-, т. кпп, 204 С

Фракция 204 С (371 C) Данные количественного анализа основных потоков, соответствующих проводимой упрощенной схеме технологического процесса, приведены в последующих таблицах. Значения приведены в кг моль, час. Скорость подачи исходного сырья в атмосферную колонну

2 однократного испарения составляет

269.5 кг. моль/час, из числа которых

151,8 кг моль/час отбирают из верхней части ко.донны. Для удобства этот поток обозначен как газойль.

Остающиеся 117,7 кг. моль/час смешивают с разли гиыми рециркулируюшпми потоками и направляют в первую зону конверсии. Суммарное количество свежего водорода подают со скоростью 1049 кг-моль/час, из которых

272,2 кг моль/ гас составляет метан. H.,iæå

399143 приведены данные анализа общей загрузки, направляемой в первую зону конвер-.èH 10 (трубопровод 9), общей жидкой фазы после конверсии (трубопровод 11) и полного количества жидкости после горячего сепаратора, нап равляемого в зону горячего однократного испарения (трубопровод 14), после отвода части жидкости IlO трубопроводу 5 в качестве горячего рсцикла.

Трубопроводы

Компонент

Сероводород

Водород

Ыетан

344,1

6047,0

1089,0

130,3

87,3

53,1

27,4

295,1

5870,0

976,0

113,7

71,6

37,6

15.4

Этан

Пропаи

Бутаны

Пентаны

Анализы потоков, кг моль/час

Трубопроводы

15,2

44,6

104,2

17,2

16,2

15,6

13,9

12,4

35,7

Компонент

161,1

Сероводород

Водород

Метан

Этан

Пропан

Бутаны

Пентаны

272,8

Гексаиы

Фракция С, (204 С}

204 †3 С

343 †3 С

335 †4 С

413 †4 С

441 †4 С

482 †5 С

566 С и вы.це

151,8

Выходы продуктов

Ссставные части

Уд. вес

oo. % л/час вес. %

Сырая нефть

Затраченный водород

Аммиак

0,9402

99,300 100,00

100,00

1,95

8,2 кг моль/час материала, имеющего температу ру кипения 5бб С и более, представляет то количество, которос отбирается из зоны 15 горячего испарения в качестве остаточной фракции по трубопроводу 1б.

Ниже приведены данные анализа сосгавиых частей паровой фазы горячего сепаратора (трубопровод 13), общей загрузки, направляемой во вторую зону конверсии (реактор

21) (трубопровод 20) и общего количества жидкой фазы по ле второй зоны конверсии (трубопровод 22).

В качестве обобщения ниже приведена таблица для пояснения выходов различных углеводородных составных частей, и сходя из исходной загрузки сырой нефти. Как уже указывалось выше, целью эксплуатации рассматриваемой промьинленной установки является получение с максимально возможным BbtxOдом жидких углеводородов, практически не содержащих се ры и ки пящих при температуре более низкой, чем 371 С.

Сероводород

Метан

Этан

Проиан

Изо-бутан н-Бутан

Изо-иентан

0,73

1,69

1,02

1,03

3,69

24,81

726

1,680

1,010

1,018

3662

24610 и-пентан

Гексаны

Фракция

С; (204"С)

Фракция

204 С вЂ” 371 С

Остаток

0,7612

0,8360

1,0663

60780

68,43

62,28

7,71

6740

6,80

) Тяжелые фракции, первоначально отделенные от общего количества свежего загружаемого сырья по линии 4.

Hip едм ет

Способ конверсии высококипящего не фтяного сырья путем каталитического гндрирования тяжелой фракции исходного сырья с послсдующпм диухстадийным разделением полученного продукта на легкую и тяжелую изо бр етеиия фракции, повторным каталитическим гидри,рованием легкой фракции второй стадии разделения и выделением целевого прод) кта рсктификацией, отличающийся тем, что, с целью повышения степени конверсии и очистки

201,5

5140,0

811,0

87,1

50,8

25,0

8,6

5,0

7,7

32,7

40,0

37,2

37,2

36,8

34,5

52,6

11

268,2

4670,0

846,0

103,5

65,8

35,0

15,0

14,5

46,3

137,1

35,9

36,8

37,2

36,8

34,1

23,2

13

4,1

51,1

10,6

2,4

1,6

),0

0,5

0,6

2,8

18,1

10,3

11,2

11,9

12,5

12,0

8,2

Гексаны

С,- (204 С)

204 †3 С

343 †3 С

385 †4 С

413 †4 С

441 †4 С

482 †5 С

204 †3"C

Газойль

Анализы потоков, кг моль/час

14

252,1

4520,0

820,1

96,6

61,2

32,2

13,2

13,2

38,6

86,1

6,8

5,0

3,6

1,4

0,5

0,26

3,36

0,74

0,75

1,19

0,45

1,04

0,68

0,69

2,73

zo,or от серы и азота, легкую фракцию второй стадии разделения подвергают каталитическому гидрированию совместно с легкими фракция399143

10 ми искодного сырья и первой ступени разделения.

Составитепь Богданова

Редактор Л. Новожилова Текред Т. Курилко Корректор Е. Миронова и Е Бпюмнна

Заказ 3315/17 Изд. ¹ 1972 Тираж 55! Подписное

UHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2