Способ переработки углеводородного сырья

 

О П И С А.-И-:"-И Е= изовеетиния гл432726

Союз Советских

Социалиетических

Ресяублии

К П А ТЕНТУ (61) Зависимый от патента— (22) Заявлено 09.06.72 (21) 1797761/23-4 (32) Приоритет 11.06.71 (31) 152326, 152327 (33) США

Опубликовано 15.06.74. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 23.07.75 (51) М. Кл. С 10g 35/04

С 10g 13/00

Государственный комитет

СОВета Министров СССР (53) УДК 665.64 (088.8) оо делам изобретений и открытий (72) Автор изобретвния

Иностранец

Джеймс Дуглас Вейт (США) Иностранная фирма

«Юниверсал Ойл Продактс Компани» (США) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ

УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

Настоящее изобретение относится к ооласти переработки углеводородного сырья путем .каталитической конверсии, в частности каталитического риформинга.

Известен способ переработки углеводородного сырья путем каталитического рифэрминга в присутствии циркулирующего водорода с последующей сепарацией полученных продуктов конверсии (риформинга) в сепараторах высокого и низкого давления. При осушествлении этого процесса недостаточно высок выход сжиженного газа (углеводороды Сз — С ), который является ценным сырьем, а также недостаточна чистота извлекаемого и, в дальнейшем, рециркулируемого водоро,да.

Согла Оно предложенному способу используется процесс каталитической конверсии, в котором газооэразные про дукты, выделенные в сепараторе низкого давления, смешиваются с частью исходного углеводородного сырья и подаются в сепаратор высокого давления.

Это позволяет получить высокочистый водород для рециркуляции и сжиженные углеводороды Сз — С, а также продукты, кипящие ца уровне бензиновой фракции.

Способ переработки углеводоро|дного сырья,путем каталитической конверсии согласно данному изооретению состоит из следующих стадий: а) конверсии жидких углеводородов в смеси с вэдородом, с получением эфлюента, содержашего водород, .газообразные углеводороды и жидкие углеводороды; n) сепарирэвания эфлюента, выходяшего из зоны конверсии, в зоне сепарации под низким давлением, с .получением потока газообразного вэдорода, загрязненного у;леводорсдам:i, и потока жидкости (сепарированной при низком давлении), содержаше-.о газообразные (при нор1О мальных условиях) жидкие углеводороды; в) контактирования газообразного водорода, полученного на стадии (о) с частью жидких углеводородов (сырья) и разделения полученной смеси, с получением богатого водородом Газово"0 потока и потока жидкого сырья, содержащего углеводороды (газообразные в нормальны.; условиях); г) пропускания части полученного на стадии (в) потока жидкости через зону конверсии углеводородов с тем, чтобы часть Hoðìаль 10 жидких углеводородов прошла через зэну конверсии; д) разделения полученной на стадии (о) жидкости из сепаратора низкого давления на жидкие углеводороды газообразные углеводороды.

Ниже рассматриваются другие формы осуществления настоящего изобретения.

Способ поясHÿåòñÿ в применении к каталитическому риформннгу, так как наиболее соответствует его осуществлению, хотя способ может применяться и для разделения эфлюен432726 тя реакции конверсии л1обого тяпа, т. е. про,дуктов, солержащих ап3лoгнчнь1е компоненты.

Соответствующее сырье ля каталитического риформинга солержит з основном нафтены и парафины. В качестве сырья могут использоваться фракции, перегоняемые в узком интервале температур, например, фракция нафты, сра1внительно чистые углеводороды такие, как циклогексан, мгтплц:1клогексап, метплциклопентан н их смеси. Прелпочтнтель- 10 пь1м сырьем являются легкие и тяжелые фракции нафты, и ичсм .:релпочтптсльным сырьем лля,1(птя",èòè÷åcênãо риформинг3 являет.:я фракция нафты, кипящая в интервале

32 — 232 С. 15

Используемые при каталитическом риформинге катализаторы солержат ооычно платину на гли<поземном носителе. Эти катализаторы содержат обычно от 0,5 до 5 зес. /о плат1пны, Катализаторы могут быть актпвпровапы лооявкои другого металлического компонента, например резня, лля повышения стабильности катализатора. Катал:.затор р11форминга мOJI(OT nыть т3кжp акт .1зирозян Гялоидным компопентоз1,1ля повышс.1ия егэ кпслотпости.

К типичным условиям каталитического риформинга относятся: температура от 260 ло

566 С, предпочтительно от 316 ло 538 С, лавле ii!е от 4,4 ло 83 ат, прел1почт:.1тельнэ эт 7,8;,î

21,4 ат, часовая Объемная ско" ость жил1(ости, плп объем жидкости з -гяс при 15 C на объем катализатора, от 9,2 ло 40 и солерн(анис водоролсолсржящего газа в количестве, лостато1пом, чтобы обеспечить молярное соотношение волорэля и углевэлоро-,у, ",331:се от 0,5: 1 .,„15. 1

Катализатор может быть использован з пеползижном слое, ряде неполь1гн(пых слоев, B подвижном слое или з чсезлоожпженпом слое. При каталптпчеоком рпформп ге с неподвижным слоем кат"-,ëIIç3TOð3 может применяться олпп пли несколько слоев, улов(енных на решетке одного реактора, но прелпочтительнее в ряле реак-.оров. При риформинге нафты обычно употребляют трп илп четыре отдельных, слоя катализатора.

Точное количество катализатора в каждом слое (катализатора з реакторе) может колебаться в зависимости от свойств сырья и oc) ществляемой реакц11и и определяется расчетом. При каталитическом рпформинге, например в четырех отдельных реакторах, катализатор можно расположить з кяжлом реакто,ре следующим образом: 10, 15, 25 и 50 /о от общего количества.

В соответствии с настоящим изобретение» газ из сепа ратора низкого давления не смешива1от после сжатия с жидкостью, полученной из сепаратора:-1лзкого давления, а смешивают по крайней мере с частью свежего углеводородного сырья. Так как свежее сырье представляет собой жидкие углеволороjbl, нс .содержащие газообразных углеводородов (например, углеводородов CI — С.), то оно Обладает большей абсорбционной способностью, 30

55 бО

65 чем жидкость из сепаратора низкого „-азлнпя. Например, если сырье;1 p!1формингя служит фракция нафты, тэ aaè.".ó тэго, -!Tn к нцентряция парафинов н,нафтеноз 3 ней выше, чем в продукте риформинга, Он3 оэлял2pT большей способностью абсэроирозать нормально газообразные углеволоролы, чем про(лукт, более богатый ароматикой. Поэтому использование свежей нафты способно обеспечить получение более чистого золорола и больших количеств сжиженного нефтянэ-.î 03за, чем использование пролукта риф.-. рм.п.га илп части его.

Контактирование мои(ет осуп;ествляться в обычных п ротивоточных аосороцпо:i:- ых коло11пах. При гзравнительно высоком соотношении пар />ки1лкость, т. е. выше чем 2: 1 (I(3!( это обы1чно бывает при катал итпчес ком ч.1форми1пге), прелпочтптель:ю прямото<ное смешение сжатого газа п свежего сырья, с последующей сепарацией прп 0 носительно высоком давлении. .Под Tpрмппом <

49 С.

Из l I(33 ill!1010 слелует, что 1:p.. контакт:1 poBcI!I!I жидкого углеan npn!1!эгэ ca!Оья . 3зообрязпым потоком (с газом, получепн1! из сепа1рятора низкого давления, прелпочт11тельно после сжатия),,содержащим золэрол, загрязненный углеводоролами. получается оэогаще Ный водородом поток с понижен:1ым содержанием углеволоролс1з. Выделенные пз него углеволоролы С,— абсербцируются ж;1-.кпм сырьем. По крайней мере часть обогащенного нолоролом газа, вновь возвращают з зону

I(0IrappcI утглеволоролов, например, в зону каталитического риформинга. Hp!I осу1цсстзле,нии способа можно получить волорсд со степенью чистоты не менее 80 мол. %.

Свежее жидкое углеводородное сырье, содержащее абсорбированные г":зообря:-ные углеводоро Ibl, можно затем прэпустить непосрелстзен -in в зону конверсии углезолоролов без удаления из него абсорбированных газообразных углеводородов. Абсорбированные углеводс1ро1ды. как правило, .не превращаются в зоне конверсии и содержатся в жидкости, 432726 извлеченной из сепаратора низкого давления.

Для завершения полного извлечения газообразных углеводородов, практически в виде сжиженного газа из эфлюента, — продукта конверсии углеводородов, жидкий поток, поступающий из сепаратора низкого давления, разделяют íà ооковой поток газа, содержащий газообразные углеводороды, поток жидких угле водородов C> — С4 и поток ооычно жидких углеводородов. Характерно, что жилкость из сепаратора низкого давления содержит незначительное количество волорода.

Этот водород извлекают или удаляют вместе с нормально газообразными углеводородами.

Это разделение можно осуществить в зоне фракциonnpoâàíèÿ. При каталитическом риформинге используют дебутанизатор или стабилизатор продукта. Операция дебутанизации хорошо известна. Температуры верха и низа колонны находятся, как правило, в интервале от 92 — 93 С и 232 †2 С, при давлении вверху аппарата в интервале 12,9 — 21,4 ат.

По дру гому варианту свежее сырье, содержащее абсорбированные газообразные углево,дороды, направляют в зонт сепарации или стриппи нга с тем, чтобы получить отпаренное углеводородное сырье, направляемое обратно в зону кон версии углеводородов, боковой поток газов, содержащий нормально газоооразные углеводороды, и,поток, содержащий жилкие углеводороды Cz n С4. Для максимального извлечения нормально газообразных углеводородов, в особенности в виде сжиженного нефтяного газа из эфлюента конверсии углеводородов, жидкий поток, поступающий из се|паратора низкого давления, также разделяют на газообразные углеводороды, сжиженный нефтяной газ и нормально ми дкие угле:водороды; осуществляют это в дебутанизаторе по вышеуказанному метолу.

Отпаривание может оыть «грубым» фракционированием, при котором содержащее абсорбирован ные газообразные углеводороды углеводородное, сырье разделяют на газообразную фракцию Ci — С4 и нормально жидкую углеводородную фракцию С;,. При употреблении в качестве сырья нафты и,риформинга в качестве процесса конверсии углеводородов соответствующими условиями отпариванв4я являюгся: температура вверху 71 — 77 С и внизу

138 — 149 С, давление вверху колонки при данном температурном интервале соотвегственно 11,2 — 12,9 ат.

Дебутанизатор осуществляет несколько более четкое фракционирование, По крайней мере часть извлекаемого из стриппин па и деоутанизатора газообразного потока конденсируют и затем .сепарируют, чтобы получить боковой и "iso:t газов, содержащих метан и этан и сжиженный нефтяной газ. Эти потоки предпочтительно смешивают и затем охлаждают для конденсации и сепарирования.

При отпарива нии углеводородного сырья, содержащего абсорбированные углеводороды, 5

65 целесообразно получить поток С; и более легких углеводородов (т. е. С. ) и поток нормально жидких углеводородов,С6 и более тяжелых (т. е. С,).

Для завершения извлечения сж женного нефтяного газа поток С,:направляют в деоутанизатор,с.жидкостью из сепаратора низкого давления. Этикам устраняют поступление заметных количеств углеводоролсв С;„в зоне риформинга, что могло бы .привести к дезактивации катализатора. Однако при использовании сприппинта хорошо работают как стриппинг С,,так и стриппи нг С . Операцию риформинга по данному способу можно осуществить, используя стриппинт люоого типа. или вовсе без отпарной колонны.

Осуществляя работу в зоне конверсии углеводородов описанnûìè методами, можно получить водород относительно высокой степени чистоты, пригодный для целей рециклизации, а также для использования в дртгих спосооах очистки и максимально извлечь сжиженный нефтя ной газ из эфлюента, поступаюшего из зоны конверсии.

Способ .может оыть пояснен изоораженной на чертеже схемой, на примере процесса каталитического риформинга.

В качестве сырья используется лепентанизированная фракция нафты, полученная из нефти-сырца (десульфированной), относительно свободная от примеои С„-. Прежде чем это сырье поступает в реактор риформинга, его

Gíà÷àià и спользуют для очистки сжатого водорода с целью максимального извлечения сжиженного нефтяного газа.

На фга, извлеченная способом, который будет описан ниже, поступает по трубопроводу

1, смешивается с поступающим по трубопроводу 2 рециклизирующим водородом, и смесь поступает по трубопроводу 8 в реактор 4. В этом реакторе находится ооычный платиновый катализатор, в нем из нафты ооразуются высококачественные углеводороды, перегоняющпеся в интервале кипения бензиновой фракции. Выходящий по грубопроводу 5 из реактора 4 эфлюент содержит водород, газообразные в нормальных условиях углеводороды и высококачественные продукты, перегоняющиеся в интервале иипения бензиновой фракции. Эфлюент, поступающий из реактора

4 при повышенной температуре и ла влении около 1,4 ат, охлаждается (средство или способ охлаждения на схеме не показаны) и направляется в сепаратор б низкого давления.

В сепараторе низкого давления поддерживают температуру 38 С и давление 19,4 ат, Падение давления вызывается лишь падением давления в трубопроводе;1. 11з сепаратора низкого давления б по трубопроводу 7 поступает жидкий поток, содержащий, нормально жидкие углеводороды, остаточное, количество водорода и нормально газообразные углеводороды. Из Верхнеи (голов ной) части сепаратора б,низкого давления по грубопроводу

432?26

Таблица 1

Жидкость из сеиаратора высоко.-о лавния

Жидкость из сеиаратора ц;;;.:.3-:о „-авлекч и

Пары из сеиаратора низкого давления

Пары из сепаратора высокого давления

Свеже: сырье . рсиоент

Ком-,онс 1т

7 8, 11 16 18 ! ! (9807,98

1255,01

521,93

221,58

43,46

46,28

21,38

9,47 48,98

9827,87

1275,86

560,30

275,13

65,84

80 42

57.43

"-0 .б9

97,19 ( 2271,! 3

Н

С

С2

i-C и-С -С; и-С5

С6

ОЛО

0.00

0,00

0,00

0,00

0,00

0.00

0,00 ! 242,00

9837,32

1285,72

579,87

308,78

85,64

111,64

109,75

65 53

1166,26

9,44

9,86

19,57

33,65

18,80

31,22

52,32

35,43

1059,06

19.88

"0.85

38 "7

53 54 — 3,39

3- „14

35,О5

20.62

1290,21

13550,54

124,00

11976,07

1 :79,35

1537,05

H cего

Табл;;;B 2

Г ф

9858,00

1432,49

836.87

571,15

185,79

146,58

О 3

55,11

1155,06

10,08

11,79

30,05

Гз-1.86

53,50

33,07

53.33

36,12

1361.82

112

С, Се>

С

i-C и-С4 -С;, i-CС;, 98 792

1420,71

806,82

505,29

133,29

1! 3,52

57,20

29 99

96,05

9827 23

1396.71

750.23

407,26

76,99

73,97

21,55

9 57

:-.0.52

1 "614,04

20,68

23,99

56,59

99.03

56.30 д

35.64

20,42

1285,45

14373,5$ осего

1 1 A Ос

1638,65 приводит.я со та 2 13 казаны преиму1цгства, Выше з таблице 2

ЛНЧНЫК ПОТОКОВ If ПО часть дсбутанизатора 22. Остальная часть жидкости выводится 110 1HHHkf 87 и представБ таблице 1 показан состав разлн-шы; потоков { В соответствии со скемой), приче;1

ДОКаЗЫВавтСЯ ПРЕИМУЩССтЗ 1, гДОСтираЕМЫЕ при контактировании пароз из сепаратора низкОГО даВления со сВежим сырьем, закл10чающиеся в получении высокочистого водорода и максимальном извлечеч Ги сжиженного нефтяного газа. Все составы выражены в

3 1ОЛ Ь/Ч а С.

Ниже прои водится доползиительный пример возможного способа осуществления настоящего изобретения. Единственной модификацией является отсутствие отпарной колонны. При этом свежее сырье контактирует с подвергнутыми сжатию парами илз сепаратора 6 низкого давления в линии 12. Смесь сырья с парами охлаждают и направляют в сепаратор

15 высокого давления, как описано.

Поступающая из нижней части сепаратора

15 высокого да влен ия |по лин:ш 18 богатая жид кость содержит свежу1о нафту с аосорбированными в ней нормально газообразными углеводородами. Зтот обогащенный поток поступает непооредственно из лннff!I 18 в лип!по 1. Таким образом жидкость .1з сепаратора Высокого давления поступает непосредственно,в зону реакции, а не в отпарную колонну. Смесь в линию 1 поступает лишь из сепаратора 15 высокого да влгния. При риформи нге нормально газообразные углеводороды проходят лишь через секц!1!э реактора

4 и лишь часть из ник абсорбируется жидкостью, выводимой из сепаратора 6 низкого давления по линии 7. Кидкасть !Нз сепаратора 6 низкого давления перека чивают не показанным на схеме насосом по линии 7 и нагрева!от непрямым теплообменам с горя!Пм.! продуктами в теп- 4 лообменнике 26.

Нагретая жидкость;1з сепаратора, низкого давления поступает по линии 7 в дебутанизатор 22,,в котором нормально газообразные углеводороды отдсля1отсп от 110.7,"÷eíkfûê B 45 ляет чистый ToBBpHbllI сжи>кснный нефтяной газ. реакторе 4 высококачественнык продуктоз, перегоняющ.вся з !интервале к!гвен ив бг:-1зн;ивой фракции.

Часть материала, отводимого из дончой части дебутанизатора 22, направляется в реоойлер или,нагреватель 29 и возвращагтся в деоутанизатор. Продукт риформинга Вывод:1тся по линии 27 и используется для предварительного нагрева поступающей в дгбутаннзатОр жидкости (113 сепаратора низкОГО даз 7гння.

Поступающая из го IoBной част:1 деоутанизатора 22 по линии 83 фракц11я язлягтся парообразной фракцией, содержащей остаточное количество водорода и 11орм-i.7üHO газзооразные углезодороды, содгржаш 1гся в э гр.7 1О е н т е 113 с г п а р а т 0 р а 6 давления. Эти пары поступают в конде::..атор

21 для конденсации углеводородов С; и С..

Углеводороды C„- и С используют;ч в качест1ве флеГмы 11л:1 НЗВ,1ека10т я 3 1 ачгстзе чистого продукта.

5 7, 8 16, 18

432726

Предмет изобретения

Составитель T. Мелик-Ахназаров

Техред T. Курилко 1» орр:.:.гор В. Гутман

Редактор Н. Белявская

Заказ 419/906 Изд. № 1732 Т .рагк 537 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент» достигаемые при контактировании паров сепаратора низкого давления со свежей нафтой.

Способ переработки углеводородного сырья путем каталитической конверсии, например риформинга, в присутствии циркулирующего водорода с использованием сепарации полученык продуктов конверсии в сепараторак высокого и низкого давления, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения выхода сжиженного газа и чистоты водорода, газооб раз ные продукты, выделенные в сепараторе низкого давления, смешивают с частью углеводородного сырья и подают la сепаратор высокого давления.