Способ переработки углеводородного сырья

 

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Реслублнк

Гасударственный номнтет

СССР на делам нзебретеннй н аткрнтнй

Т. X. Мелик-Ахназаров, В. A. Басов, В. И. Мархевка, А. В. Агафонов, В. А. Станкевич, В. В. Маншилин, В. Г, Tporm, А. И. Самохвалов, И. С. Троценко, И. Д. Шляховский и А. А. Г. Багиров (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к области переработки углеводородного сырья, в част ности нефтяных дистиллятов, путем каталитического крекинга в присутствии мелкодисперсных катализаторов.

Известен способ переработки нефтяных фракций путем каталитического крекинга, заключаюшийся в том, что исходное сырье поступает в прямоточный реактор с потоком газовэвеси или в реактор с псевдоожиженным слоем мелкодисперсного ката- О лизатора. Полученные при этом продукты проходят систему пылеулавливания, где происходит отделение продуктов реакции от катализатора. Продукты каталитического крекинга подают на фракционирование, а отработанный катализатор подвергают отпарке для удаления адсорбированных углеводородов и далее направляют на . регенерацию. Регенерацию осушествляют следуюшим образом. Отработанный катализатор из реактора, пройдя отпарную аону, по напорному стояку поступает в узел захвата системы пневмотранспорта, откуда транспортируется частью регенерируюшего газа через распределительную -решетку в псевдоожиженный слой регенератора.

Остальное количество регенерируюшего газа подается через распределительные короба маточникового типа, расположенные концентрично вокруг распределительной решетки. Газы горения, очишенные от пыли в отстойной зоне и. дополнительно в циклонных пылеулавливателях, покидают аппарат. 35-50 вес.% воздуха, необходимого для регенерации, поступает через распределительную решетку, плошадь которой составляет B-20% от плошади поперечного сечения аппарата. Над распределительной решеткой линейные скорости газового потока достигают 2,5-2,3 м/сек, создавая в псевдоожиженном слое восходяший поток газовэвеси, способствуюший подсосу регенерируюшего газа из периферийной части слоя в центральную. Скорость газового потока, отнесенная к се» чению аппарата над коробами 0,2-0,3 и/сек °

Подсос газа из периферийной кольцевой

408960 части в зону с повышенными скоростями газового потока способствует еше большей неравномерности распределения газа по сечению аппарата, Крайняя неравномерность распределения газового потока влечет за собой ухудшение контакта фаз, уменьшение времени пребывания регенерируюшего газа в псевдоожиженном слое и, как следствие, ухудшение показателей процесса в целом, о

Кроме этого, интенсивное перемешивание мелкозернистого катализатора в регенераторе уменьшает движушую силу процесса и приводит к неравномерному времени пребывания катализатора в регенераторе и, следовательно, к неравномерному выжигу кокса с отдельных частиц катализатора. В результате описанного явления средняя активность катализатора в системе снижается и ухудшаются показатели процесса в целом.

Глубина регенерации в этих условиях составляет 35 — 50 % при содержании . остаточного кокса 0,5-0,9 вес.7 (в сред» нем 0,7 вес.%). Содержание коков на входа в реактор - приблизительно 1,13 вес%

1 среднее содержание кокса на катализаторе в зоне реакции 0,915 вес.%.

С целью повышения селективности процесса и увеличения выхода бензина регенерацию катализатора осушествляют в прямоточных условиях в потоке газовзвеси на первой стадии и далее в условиях перекрестного тока регенерируюшего газа на второй стадии при раздельной подаче его на каждую стадию, Вторую стадию регенерации проводят преимушественно в секционированном по

xol1y катализатора псевдоожиженном слое. 4е

Проведение окислительной регенерации в две стадии позволяет резко снизить содержание остаточного кокса на катализаторе и тем самым повысить активность и селективность действия катализат )- 4 рв. Это проявляется особенно наглядно при использовании цеолитсодержвших катализаторов.

Оптимальными параметрами двухстадийной регенерации являются: линейная скорость газового потока 1,0-10 м/сек, о температура 500650 С, концентрация катализатора 20-350 кг/м - на первой стадии, и, соответственно, 0,3-1,5 м/сек, 530-700 С, 350-600 кг/м - на второй стадии процесса.

На фиг. 1 показана принципиальная схема проведения процесса; на фиг, 2график зв виси мос ги выхода бензина от

4 среднего содержания кокса на катализаторе.

Свежерегенерированный катализатор из регенераторв 1 по напорному стояку

2 поступает в узел смешения 3 и далее в реактор 4, где контактируется со свежим сырьем или смесью свежего и вторичного сырья или только со вторичным сырьем, или двумя потоками раздельно с первичным и вторичным сырьем. Реактор может быть л юбого типа: прямоточный с потоком газовзвеси или с псевдоожиженным слоем. Продукты реакции, пройдя сепарационное пространство 5 реактора и систему 6 пылеулавливания, поступают на фракционирование. Отработанный катализатор из реактора направляется в десорбер 7, откуда после удаления адсорбированных углеводородов поступает по напорному стояку 8 в узел 9 захвата пневмотранспорта отработанного катализатора, где подхватывается потоком регенерируюшего газа и по подъемной линии

10 движется в прямоточную часть регенератора 11. Здесь осушествляется частичная регенерация катализатора до глубины, определяемой расчетом. Частично регенерированный (в первой стадии) катализатор поступает в псевдоожиженный слой, где в условиях перекрестного тока протекает вторая стадия регенерации, и достигается ее заданная глубина. Далее катализатор поступает в напорный стояк

2 регенерированного катализатора и в реактор 4. Воздух на вторую стадию регенерации поступает самостоятельным потоком через распределительные короба 12.

Возможно осушествление второй стадии регенерации при разделении катализатора после первой стадии на два самостоятельных потока. По этой схеме катализатор, прошедший первую стадию регенерации, поступает в кольцевом псевдоожиженном слое в точку, противоположную точке вывода его из регенератора, и, разделившись на два потока, движется к выходному отверстию и далее в напорный стояк 2. Эффективность;. работы регенератора по этой схеме такая же квк по схеме основного варианта.

Разделение центральной и периферийной эон по предлагаемому способу позволяет исключить поступление катализатора из нижней части периферийного слоя в центральную и уменьшить подачу регенерируюшего газа на первую стадию pere нерации. Вследствие этого снижается унос

408960

ЗЗ2

447

1,5

93,0

1,78

54,0

0,40

35,0

+4,0

47,5

17,6

19,1

12,4 30

3,4

Таблица 1

Показа тели

Условия опытов

4-97

500

510

20

0,93

0,80

0,99

0,0

0,0

0,0

1,5

2,2.3,2

0,75

1,6 катализатора из регенератора и уменьшается эрозия транспортной линии.

Зависимость выхода бензина и селективности катализатора от среднего содержания кокса на катализаторе в зоне реакции иллюстрируются следуюшим примером.

Пример. Опыт проводят на лабораторной установке с реактором, оборудованным мешалкой. Сырьем служит тяжелый вакуумный газойль (фракция 350- о о

500 С) ромашкинской нефти, обладаюший следуюшими свойствами:

Плотность

0,9170

Фракционный состав о

Начало кипения, С

Выкипает 50%, С

llo 350 С выкипает, вес.%

Qo 500 С выкипает, вес.%

Содержание серы, вес.%

Сульфируемые, об.%

Коксуемость, вес.%

Вязкость кинематическая, сст о

Температура застывания, С

Химический состав вес.%:

Углеводороды: нафтено-парафиновые легкие ароматические средние ароматические тяжелые ароматические

Смола о

Температура, С

Продолжительность, мин

Весовая скорость подачи сырья, ч

Содержание кокса на катализаторе перед опытом, вес.%

Содержание кокса на катализаторе после опыта, вес.%

Среднее содержание кокса, вес.%

В качестве катализатора берут равновесный цеолитсодержаший алюмосиликатный катализатор типа AEHU-3 с индексом активности 50,8. Ситовой состав кзтализатора находился в пределах от 43 до 1000 мкм с преобладанием фракции от 63 до 300 мкм (около 90 вес.%). о

Сырье нагревают примерно до 100 С и насосом подают в реактор. Продукты реакции и непревршценное сырье иэ реактора поступаю в систему конденсации и приемники. Газообразные продукты реакции через гаэог,re часы сбрасываются в атмосферу. Сконденснрованные жидкие продукты разгоняют по целевым фракциям.

На катализаторе после. отпарки определяют количество образовавшегося кокса.

Опыты ведутся на свежерегенерированном катализаторе при температуре окоо ло 500 С, весовой скорости подачи сырья около 0,80-0,99 ч, прн разной продолжительности с таким расчетом, чтобы содержание кокса на катализаторе после опыта и, таким образом среднее содержание кокса на катализаторе, было разным.

В табл. 1 приведены экспериментальные данные зависимости выходов бензина и селективности катализатора от среднего содержания на нем кокса.

4 08960

11родолжение табл. 1

Показатели

Материальный баланс, вес.%

18,1

17,7

19,5

Газ Н -С„

1 ензин С 1 9 5 С о

Остаток выше 195 С

49,8

45,4

27,7

40,4

21,6

32,7

8,2

9,5

6,4

Кокс, %

1,0

1,0

1,0

78,4

72,3

67,3

62,9

63,7

60,2

2,80

2,57

2,07

Отношение бензин/гаэ

37,1

79,3

53,8

63,2

64,9

67,7

0,16

0,14

0,15

Потери

Глубина разложения сырья, %

Селективность

Выход бензина на разложенное сырье, вес.%

Характеристика качества бензина

Йодное число

Криоскопия

Содержание серы, вес.%

Из приведенных данных следует, что снижение содержания остаточного кокса (и следовательно среднего содержания кбкса на катализаторе в зоне каталитического . крекинга) позволяет сушесч венно увеличить выход целевого продукта и повысить селективность катализатора.

Пунктирные линии на фиг. 2 соответствуют среднему содержанию кокса на катализаторе в зоне реакции при остаточном коксе на регенерированном катализаторе 0,75 вес.% (среднее содержание кокса 1,075 вес.% ) и остаточном коксе 0,15 вес.% (среднее содержание кокса около 0,5 вес.%) при одинаковом образовании кокса в процессе крекинга.

Из этих данных следует, что уменьшение содержания остаточного кокса с

0,75 до 0,15 вес.% позволяет увеличить выход бензина с 46 до 52 вес.% на исходное сырье, причем селективность действия катализатора также повышается.

В дополнение двухстадийной регенерации исключают поступление rasa с периферии в центральный восходяший поток газовзвеси, что повышает равномерность распределения газа по сечению аппарата, выравнивает время пребывания частиц ка тализатора в регенераторе, значительно

4О ослабляет внутриреактивное смешение мелкозернистого катализатора, улучшает контакт фаз. Регенерируюший гаэ1 подают в каждую стадию самостоятельным потоком.

Предлагаемый способ позволяет значительно повысить глубину регенерации катализатора и снизить содержание на нем остаточного кокса. Секционирование кольцевой зоны дает воэможность дополнительно повысить глубину регенерации катализатора за счет дальнейшего уменьшения внутриреактивного смешения мелкозернистого катализатора.

В табл. 2 приведены результаты сопоставления глубины регенерации и величин остаточного кокса и ожидаемых выходов бензина по известному и предлагаемому способам.

10 о

Я

»

Ф ф

tf 11 6

Ф аW аФ о

U Г

3. у

RCtV

3 а ФФа ф и а

7-

tQ о

0)

СО

Ф о о

С9 (4

tQ 1 о

tQ

С9 о

Р3 (Ч

hl

С0 (Ч

I а

Ж о

С9

t о

I о

tQ

Я

С ) (О

tQ о

tQ

Ф-1

03

СО о

СО о

CO

Я

CO

С )

tQ

М о

С ) о

1- о о

t о

Я и

М Ф а Д о

tQ

CO

CO о

tQ

С9

СО о

СО о

СО о

СО (О о о

С9

Ч

4 (О о о

СО о о о

tQ о о

tQ

tQ о о

Ф

tQ

t о

tQ

tQ о (hl

С )

Ж

2 СФ а а со

0)

tQ о о

Я

tQ о

С4 Ф о > „, Ц

О,а

С0

С4

С9

hl со о

t»

СЧ

tQ

СЧ

С9

СЧ о о

СО

К р

CO

tQ

R м о а ф

3 о 2 4 ж

)С Я о а

»» я > ж а л м

3Рай ах а ф

О С С о

0(Ф3.> m ° оа 6с 8

l а о а " gA

Ь ф М

О С»

О Ж С»

С о

Мо .

- 2 o r. а Ф и й ь

Р о Д

3. н

408960

5 и

Ф а Ф м о. о

ЙОИ

Ф ц О 3 3 Йt7 о

Ы)

Ц

Ф а

Ф

М о

Е»

408960

11

Как видно из этой таблицы, при осуществлении процесса по предлагаемому способу остаточный кокс на регенерированномкатализатореснижаетсядо 0,15 вес.%, а выход бензина повышается до 52,0 вес.%.

Дополнительное секционирование кольцевого псевдоожиженного слоя на четыре последовательные по ходу катализатора секции позволяет обеспечить содержание остаточного кокса на регенерированном катализаторе около 0,1 вес.% и следовательно, повышение выхода бензина до

52,5 вес.%.

Фор мула изобре те ния

1. Способ переработки углеводородного сырья путем каталитического крекин12 га в присутствии мелкодисперсного катализатора и окислительной регенерации отработанного катализатора, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью интенсификации и повышения селективности процесса и увеличения выхода бензина, регенерацию осуществляют в прямоточных условиях в потоке газовэвеси на первой стаФ дии и далее в условиях перекрестного

1О тока регенерируюшего газа на второй стадии при раздельной подаче его на каждую стадию.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что вторую стадию pere15 нерации катализатора осуществляют предпочтительно в секционированном по ходу катализатора псевдоожиженном слое. Щ % з ф ф т ь

Qg

0 М 10 . 115

1ре3нее содержание кокса, l dec. ч ы2. 2

Составитель М. Баблиндра

Редактор Л. Письман Техред И. Асталош Корректор И. Хуска

Закаэ 3487/57 Тираж 608 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

11З035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4