Способ переработки углеводородного сырья

О П И С А.И-:"И"Е"изовеетиния ггл 432726 Союз Советских Социалиетических РесяуолииК ПАТЕН 1 У исимый от патента -1) 3 51) М. Кл. С 1 Од 35/04 С 10 д 13/00(33) СШЛ Госуаарственный комитет СОВета Министров СССР 53) УДК 665.6Опубликовано 15.06.74. Бюллетень М 22Дата опубликования описания 23,07.75 елам изобретени и открытии 72) Автор изобретвнця Иостра це имс Дугла Вейт(СШ Иностранная фир Юниверсал Ойл Продактсаявител пани 54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ ного га в с по дукт Настоящее изобретение относится к области переработки углеводородного сырья путем каталитичеокой конверсии, в частности каталитического риформинга.Известен способ переработки углеводородсырья путем каталитического рифэрмццприсутствии циркулирующего водородаследующей сепарацией полученных прдов конверсии (риформинга) в сепараторах высокого и низкого давления.При осуществлении этого процесса недостаточно высок выход сжиженного газа (углеводороды Сз - С,), который является ценным сырьем, а также недостаточна чистота извлекаемого и, в дальнейшем, рециркулируемого воддро,да.Согласцо предложенному способу используется процесс каталитической конверсии, в котором газодэразные продукты, выделенные н сепараторе низкого давления, смешиваются с частью исходного углеводородного сырья и подаются в сепаратор высокого давления,Это пэзволяет получить высокочистый водород для рециркуляции и сжижеццые углеводороды Св - С, а также продукты, кипящие ца уровне бензиновой фракции.Способ переработки углеводородного сырья,путем каталитической конверсии согласно данному изооретению состоит из следующих стадий: а) конверсии жидких углеводородов в смеси с вэдороддм, с получением эфлюента, содержащего водород, газоодразцые углеводороды и жидкие углеводороды; о) сепарирдвания эфлюента, выходящего цз зоны конвер- Ь сци, в зоне сепарации под ццзкцм давлением,с .получением потока газообразного вэдорода, загряз,неного углевдддрддамц, и потока жидкости (сепарированцой при низком давлении), содержащего газдодразные (при цдр мальных условиях) жидкие углеводороды;в) контактцрованця газообразного водорода, полученного на стадии (о) с частью жидких углеводородов (сырья) и разделения полученной смеси, с получением богатого водородом газового пооа и оток жидкого серь, содержащего углеводороды (газообразные в нормальны.; условиях); г) прдпусканця части полученного на стадии (в) потока жидкости через зону конверсии углеводородов с тем, 2 о чтобы часть нормальо жидких углеводородов прошла через зону конверсии; д) разделения полученной ца стадии (д) жидкости цз сепаратора низкого давления на жидкие углеводороды газообразные углеводороды.25 Ниже рассматриваются другие формы осуществления настоящего изобретения.Способ поясняется в применении к каталитическому рцформцнгу, так как наиболее соответствует его осуществлению, хотя способ ЗО может применяться и для разделения эфлюентя реакции конверсии л 1 обого тяпа, т. е, про,дуктов, содержащих аалог 1 гчцые компоненты.Соответствующее сырье -ля каталитического риформинга содержит з основном нафтены и парафины. В качестве сырья могут использоваться фракции, перегоняемые з узком интервале температур, например, фракция нафты, сравнцтельно чистые углеводороды такие, как циклогексан, метлц;клогексац, метцлциклопецтан ц их смеси. Предпочтитель ць 1 м сырьем являются легкие и тяжелые фракции цафты,;по:.1 чсм редпочтцтсльным сырьоз для кдтдлитическоГО р 11 фэръинга язляст:я фрдкця цдфты, кипящая в интервале 32 - 232 С. 15Используемые при каталитгческом риформинге катализаторы содерн(ят обычно платину ця Глицозез 1 ном гОсите че. Зтц катализаторы содержат обычно от 0,5 до 5 вес. 70 платины, Катализаторы могут быть актцвировацы 20 дооявкои другого мсталлггческого компонента, например резня, для повышения стабильности кятялцздто 1 за. Каталзатор рцфо 1 зминГатакже дкт.1 зироздн гялоидным компонентов для повышсия егэ кислотости.К типичным условиям каталитического риформинга относятся: температура от 260 до 566 С, предпочтительно от 316 до 538 С, давзегИе от 4,4 до 83 ат, предпочтительно от 7,8 до 21,4 ат, часовая объемная скэ"ость жид(ости, цлц Ооъем жидкости Б -дс Г 1 р 15 С нд Ооъсм катализатора, от 9,2 до 40 и содержание водородсоцсржящего гдзд в кол:честзе, достаточном, чтобы обеспечить молярцое соотношение водорсдя и углеводороду, рдзцсе от 0,5: 1 .,1 э . 1Катализатор может быть использован в неподвижном слое, ряде неподвлжцых слоев, в подвижном слое или з чсездоожцжеццом слое. При каталцтцчеоком рцформццге с нелодзиицыз слоем катализатора может применяться одцц цли цесколвко слоев, уложенных на решетке одного реактора, но предпочтительнее в ряде реакторов. При риформинге нафты обычно употребляют трилц четыре отделвных,слоя катализатора.Точное количество катализатора в каждом слое (катализатора з реакторе) может колебаться в зависимости от свойств сырья и осуществляемой реакции и определяется расчетом. При каталитическом рцформинге, например в четырех отдельных реактсрах, катализатор можно расположить з каждом реакто,ре следующим образом: 10, 15, 25 и 50/о от общего количества.В соответствии с настоящим изобретение газ из сепаратора низкого давления не смешива 1 от после сжатия с жидкостью, полученной из сепарятора:1 лзкогэ давления, а смешивают по крайней мере с частью свежего углеводородного сырья. Так как свежее сырье представляет собой жидкие углеводороды, нс содержащие газообразных углеводородов (например, углеводородов С, - С.), то оно Обладает большей абсорбционной способностью,30 35 40 45 50 55 б 0 65 чем жидкость из сепаратора низкогэ ддзленця. Например, если сырьем р 1 формингд служит фракция нафты, тэ взду тэго, чтэ кнцентряция парафинов и,нафтеноз з ней выше, чем в продукте риформинга, она обладает большей способностью абсэроирозать нормально газообразные углеводороды, чем продукт, более богатый ароматикой. Поэтому использование свежей нафты способно обеспечить получение более чистого водорода и больших количеств сжиженного нефтяного газа, чем использование продукта рформ:Нга илц части его,Контакт.:ровянце мои(ет осуществляться в обычных противоточнь 1 х аосороццо:Иых колоццах. При арявнительно высоком сэотношен 11 пар,1 и(идкость, т. е, выше чем 2: 1 (кдк это обычно бывает при каталтцческом чиформ 1 и 1 ге), предпочтцтель;ю пря мото 1 ное смешение сжатого газа ц свежего сырья, с последующей сепарацией прц о-носительно высоком давлении.Под термином относительно зысэ.:эе давление и сепаратор высоко:.э .,азлец,:я подразумевается давление не менее че. на 3,4 ат выше давления в сепараторе низкого давленця. Предпочтительно, чтобы высокое ддзлецце превышало минимум ца 6,8 ат низкое давление. Соотвстствец 11 О высокое дазлеце гзлястоя ОТ 11 осителы 151 з Термц 1 Ом, указывающим па разность давления з дз, х зонах и це указывает абсолютного ддз"я. В чдс. эсти, прн осществленци рг(Ьзпмн-а, прц" пдрациц низкого давления, осщестзляемэй прц давлеции 4,4 - 14,6 ат, высокое дазлеие будет составлять 7,8 - 21,4 ат. Прц нзком давлении в интервале 14,6 - 24,8 ат высокое давление соответствует 12 - 35 ат. Целесообразно осуществлять сепарацпо нцзкэгэ высокого давления при температуре от 16 до 49 С.Из казанного следет, что пркэнтакг- ровлцци жидкого углезодородцэгэ сырья - Газообразным потоком (с газом, получен 1 м из сепа 1 рятора низкого давления, предпочт 1 тельно после сжатия)содери(ашм водород, загрязненный углеводорода. получается оэогаще 1 гный водородох поток с понижен:1 ым содержанием углеводородсз. Выделенные цз него углеводороды С, - абссрбццруются ж;. - ,Нцм сьгрьех. По крайней мере часть обогащенного водородом газа, вновь возвращают з зону конверсии утлеводородов, ндпрмер, в зону каталГ 1 чсского риформинга. При осугцсстзле,нии способа мокно получить водорсд со степенью чистоты не менее 80 мол. о,. Свежее жидкое углеводородное сырье, содержащее абсорбированные гдзообрдзнь 1 е углеводороды, можно затем прэпустить непооредстзенно в зону конверсии углезодородов без удаления из него абсорбированных газообразных углеводородов. Абсорбцрованные углезодсро 1 ды, как правило, .не превращаются в зоне конверсии и содержатся з жидкости,извлеченной из сепаратора низкого давления. Для завершения полного извлечения газообразных углеводородов, практически в виле сжиженного газа из эфлюента, - продукта конверсии углеводородов, жидкий поток, поступающий из сепаратора низкого давления, разделяют на боковой поток газа, содержащий газообразные углеводороды, поток жидкцх углеводородов С - С 4 и пото 1 к 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 фракционирования. 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 в 2 С, при давлении вверху аппарата в интервале 12,9 - 21,4 ат,По другому варианту свежее сырье, содержащее абсорбированные газообразные углеводороды, направляют в зонт сепарации или стриппинга с тем, чтобы получить отпаренное углеводородное сырье, направляемое обратно в зону конверсии углеводородов, боковой поток газов, содержащий нормально газообразные углеводороды, и,поток, содержащий жилкие углеводороды Сз и С 4. Для максимального извлечения нормально газообразных углеводородов, в особенности в виде сжиженного нефтяного газа из эфлюента конверсии углеводородов, жидкий поток, поступающий из сепаратора низкого давления, также разделяют на газообразные углеводороды, сжиженный нефтяной газ и нормально инские угле,водороды; осуществляют это в дебутанизаторе по вышеуказанному метолу.Отпаривание может быть грубым фракционированием, при котором содержащее абсорбированные газообразные углеводороды углеводородное, сырье разделяют на газообразную фракцию С, - С 4 и нормально жидкую углеводородную фракцию С;,. При употреблеции в качестве сырья нафты и,риформинга в качестве процесса конверсии углеводородов соответствующими условиями отпариванв 4 я являюгся; температура вверху 71 - 77 С и внизу 138 в 1 С, давление вверху колонки при данном температурном интервале соотвегственно 11,2 - 12,9 ат.Дебутанизатор осуществляет несколько более четкое фраиционирование,По крайней мере часть извлекаемого из стриппинпа и дебутанизатора газообразного потока конденсируют и затем сепарируют, чтобы получить боковой погон газов, содержащих метан и этан и сжиженный нефтяной газ. Эти потоки предпочтительно смешивают и затем охлаждают для конденсации и сепарирования.При отпаривании углеводородного сырья, содержащего абсорбированные углеводороды,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 целесообразно получить поток С и более легких углеводородов (т. е. С,:-) и поток нормально жидких углеводородов,Сб и более тяжелых (т. е. С;),Для завершения извлечения сж жеццого 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 каталогизатора. Однако при использовании стриппинга хорошо работают как стриппинг С - так и стриппинг С, Операцию риформинга по данному способу можно осуществить, используя стриппинт люоого типа, или вовсе без отпарной колонны.Осуществляя работу в зоне конверсии углеволородов описанными методами, можно получить водород относительно высокой степени чистоты, пригодный для целей рециклизации, а также для использования в дртгих спосооах очистки и максимально извлечь сжиженный нефтяной газ из эфлюента, поступаюшего из зоны конверсии.Способ может быть пояснен изоораженной на чертеже схемой, на примере процесса каталитического риформиига.В качестве сырья используется лепентанцзированная фракция нафты, полученная из нефти-сырца (десульфированной), относительно свободная от примеои С-. Прежде чем это сырье поступает в реактор риформинга, его оначала 14 спользуют для очистки сжатого водорода с целью максимального извлечения сжиженного нефтяного газа.Нафга, извлеченная способом, который будет описан ниже, поступает по трубопроволу 1, смешивается с поступающим по трубопроводу 2 рециклизирующим водородом, и смесь поступает по трубопроводу 3 в реактор 4. В этом реакторе находится ооычцый платиновый катализатор, в нем из нафты ооразуются высококачественные углеводоролы, перегоняющпеся в интервале кипения бензиновой фракции. Выходящий по грубопроводу 5 из реактора 4 эфлюент содержит водород, газообразные в нормальных условиях углеволороды и высококачественные продукты, перегоняющиеся в интервале кипения бензиновой фракции. Эфлюент, поступающий из реактора 4 при повышенной температуре и лавлеции около 1,4 ат, охлаждается (срелство 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 А ат, Падение давления вызывается лишь падением лавления в трубэироволе б. 11 з сепаратора низкого давления б по трубопроводу 7 поступает жидкий поток, содержащий, нормально жидкие углеводороды, остаточное, количество водорода и нормально газообразные углеводороды. Из верхней (головной) части сепаратора б,низкого давления по грубопроводу8 поступает газ, содержащий водород, нормально газообразные углеводороды и небольшое количество гнормально жидки. углеводородов. Этот газ подвергают сжатгпо при помощи компрессора 9 до 26,5 ат и направляют по труоопроводу 10 для смешения со свежим сырьем, поступающим по трубопрокоду 11. Эту смесь направляют по линии 12 в теплообменник 13, где охлаждают до Зо=С для удаления тепла компресаии, и охлажденную таким образом смесь направляют по линии 14 в сепаратор 15 высокого давления.В сепараторе высокого давления 15, в котором создается давление 26,2 ат, смесь свежего сырья натфты и паров из сепаратора низкого давления подвергается разделечию, Газ отводится по линии 16. Этот газ содержит более чистый водород и содержит меньше нормально газообразных и А(идких углеводородов, чем газ в линии 8. Часть очищенного газообразного водорода направляется по ли 1 нии 2 для рециклизации вместе с оставшимся ,водородом, а выделяющийся в реакторе 4 в результате конверсии водород направляется по линии 17 для использования на других уставовках очистки.,Направляемая из нижней части сепаратора 15 высокого давления жидкость содержит свеиую нафту вместе с абсорбнрованными ею нормально газообразными углеводородами, Это обогащенное масло (нафта) направляется по линии 18,в отпарную колонну 19, в которой абсорбированные нормально газообразные углеводороды отделяются от свежеЙ нафты. Отпарная колонна 19 представляет собой ооычную отпарную колонну или рекъификационную колонну, работающую в хорошо известных условиях, В головной части колонны образуется парообразная фракция, удаляемая по линии 20 и содержащая нормально газообразные углеводороды С+ Если верхняя фракция из одинарной колонны 19 содержит углеводороды С 1 - С 4 и остаточное количество водорода, сжиженный нефтяной газ извлекают пропусканием верхней фракции по линии 20 а (показана штрихпунктирэм) в конденсатор 21, в котором сжиженный нефтяной газ подвертается сепарированию способом, который будет описан ниже. Головная фракция из отпарной коло 1 гны 19 содериит предпочтительно фрак 1 цию С, - С 5, ее пропускают по линии 20 в дебутанизатор 22, и содериащийся в ней сжиженный нефтяной газ извлекается вместе с сииженным нефтяным газом, содержа 1 цимся в жидкости, полученной из сепаратора б низкого давления. В отпарной колонне можно осуществить орошение частью головной фракции известными способами для улучшения или повышения степенги разделения.Отпаренная нафта, освободившаяся от нормально газоооразных углеводоро 1 дов и в предпочтительном случае от углеводородов С, направляется по линии 23 и поступает в ре 25 35 40 45 50 55 00 55 качестве флегмы для орошения в верхнюю 5 1 О 15 20 30 оойлер 24, отдавая те 1 пло для от,:1 ариванп 11 зообразных углеводородов из богатого маг поступающего в отпар 11 ую колонну 19. Ре. лер 24 может обогреваться не показанн 1 на схеме средствапи. Часть нагретой так ооразом нафты напрвлется по л;1 нии 2 .1 отдачи теплоты испарения. Оставшаяся на та, физические свойства которой в ооновн такие же, как у свежей нафты, поступа 1 о 11 по линии 11, удаляется по линии 1 и по пает в реактор 4 в качестве сырья для ка литического риформинга.Поступающая из сепаратора б низко. давления жидкость оботревается непрямь теплообменом в теплообменнике 2 б доннс фракцией деоутанизатора, гоступающей л;1 нии 27. Нагретая жидкость из сепарато 1 низкого давления поступает в дебутанизата, 22, в котором, нормально газообразные углеводороды, предпочтительно в смеси с головной нароооразной фракцией из отпарной колонны, пост 1 упающей по линии 20, отделяются от продуктовкипящих в интервале кипения бензиновой фоакции. Дебутаннзатор 22 представляет собой обычную ректификационную колонну, Тепло для него обеспечивается донной фракцией, поступающей по линиям 27 и 28 в обогреватель 29. Нагретая жидкость поступает затем по линии 30 в дебутанизатор 22, доставляя тепло, необходимое для фракцн 011 ной дистилляции, Оставшаяся жидкость из донной фракции дебутанизатора поступает по линии 27 в теплообменник 24, доставляя часть тепла, необходимого для работы отпарной колонны 19, и затем в теплообменник 2 б предварительного обогрева поступающей в дебутанизатор 22 жидкости из сепаратора низкого давления, Частично охлажденная донная фракция дебутанизатора, содержащая высококачественные продукты, перегоняющиеся в интервале кипения бензиновой фракции, охлаждается далее в теплообменннке 31 и удаляется по линии 32.Направляемая по линии 33 головная фракция дебутанизатора 22 представляет собой парообразну 1 о фракцию, содержащую остаточные количества водорода, содержащегося в иидкости из сепаратора б низкого давления и сепаратора 15 высокого давления и растворенные нормально газообразные углеводороды. Эту смесь паров моино также смешать с парами, поступающих 1 н по линии 20 а из отпарной колонны 19, и полученный поток направляют в конденсатор 21 для конденсации углеводородов С, и С 4. Образующаяся двухфазная смесь направляется по линии 34 в сепаратор 35, из,которого отходящий поток газов выводится по линии 3 б, он содержит водород, метан и этан. Этот поток пригоден для использования в качестве топлива в других частях нефтеперерабатывающего завода. Жидкий поток, содержащий сжиженный,нефтяной газ, выводится из сепаратора 35 по линии 37, а часть - по л;1 нии 38 и поступает в,5 Кидкостьиз седа-аторз Пары из сеиаратора низкого давления Пары из сепаратора высокого давления Свежее сырье-С;,и-СаС;,10,08 11,79 30,05 64.86 53,50 33,07 53,33 36,12 Обо 02 9858,00,1432,49836,87571,15186,79146,580,5356,111165,06 1 9817 92 1420,71 806,82 505,29 133,29 113 5257,20 29,99 96,05 ОЯ 27 23 1396.71750.23 407,2676,99 73 97 21,569,5750 к 52 1 "614,04 20 68 23,99 56 го 99,03 56.30 35,64 20,42 1285,45 В се,581351.8 го 1 о ;ое ,ео 1638,65 приводится состаз рязказаны преимуцгства,Выше з таблице 2ЛИЧНЫК ПОТОКОВ И ПО часть деоутанизатора 22. Остальная часть жидкости выводится по линии 37 и представ 13550,541:79,352271,13 В таблице 1 показан состав разлпчпы.; потоков (В соответствии со скемэй), причем доказываются преимущгстзя, глостигаемые о при контактировании пароз из сепаратора низкого даеи со свежимчающиеся в получении высокочистого водорода и максимальном извлечеч 1 гн сжиженного нефтяного газа. Все составы выражены в ноль/час.Ниже при 1 водится доползиительный пример возможното опособа осуществления настояцего изобретения. Единственной мэдификацией является отсутствие отпарной колонны. При этом свежее сырье контактирует с подвергнутыми сжатию парами Виз 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 1 вления по лин:ш 18 богатая жидкость содержит свекую нафту с аосорбированными в ней нормально газсобразными углеводородами. Этот обогащенный поток поступает непосредственно из линии 18 в линио 1. Таким образом жилкэсть;1 з сепаратора высокого давления поступает непосрелственно,в зону реакции, а не в отпарную колонну. Смесь в линию 1 поступает лишь из сепаратора 15 высокого давления, При риформинге нормально газообразные углеводороды прэход 51 т лишь через сгкци:э ргактэря 4 и лишь часть из ник абсорбируется жидкостью, выводимой из сепаратора 6 низкого давления по линии 7.Жидкость из сепаратора 6 низкого давления перекачивают не показанным на схеме насосом по линии 7 и нагреваот непрямым теплообменам с горячим. Прэлуктами в теп лообменнике 26.Нагретая жидкость;1 з сепаратора,низкого давления поступает по линии 7 в лебутанизатор 22 в котором нормально газообразные углеводороды отдсля 1 этсп эт полученнык в 45 ляет чистый товарньш сжпжснны 11 нефтянойгаз. реакторе 4 Высококачественны.: продуктов, пгрегоняющ.вся з интервале кипения ог:-1 зп;ивой фракции.Часть матер 11 ала, отводимого из лэнноц части лебутанизатора 22, направляется в реэойлер или,нагреватель 29 и Возвращагтся В лебутанизатэр. Продукт риформинга Вывалится по линии 27 и используется для предварительного нагрева поступающей В дгоутанизятэр жидкости 413 сепаратора низкого лязлгни 51.Поступающая из головной част:1 леоутанизатора 22 по линии 33 фракц 1 я язлягтся парооэрязной фракцией, содержащей остаточное количество водорода и 11 ормяльнэ гязэооразные углезодорэды, содержащиеся и жидком эфлоентг нз сепаратора 6 н:1 зкОго давления. Эти пары поступают В кэнл. ятор 21 для конденсации углевэлоролэв С;: С;.Углеводороды Сз и С используют;я в качест 1 вг флгг мы ил.1 из зле каюте я В качестве чистого продукта. 57 , 8 16 , 18432726 Предмет изобретения Составитель Т. Мелик-Ахназаров Техред Т. Курилко Корректор В. Гутман Редактор Н. Белявская Заказ 419/906 Изд1732 Тира,к а 37 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 415Тип, 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, от,гичаюиийся тем, что, с целью повышения выхода 5 сжиженного газа и чистоты водорода, газообразные продукты, выделенные в сепараторе низкото давления, смешивают с частью углеводародното сырья и подают в сепаратор высокого давления.