Способ переработки нефтяной масляной фракции
Авторы патента:
Использование: нефтепереработка. Сущность изобретения: нефтяную масляную фракцию подвергают каталитическому крекингу в реакторе с восходящим слоем цеолитсодержащего катализатора. Используют лифт-газ, являющийся газом процессов нефтепереработки, содержащий не менее 10 об.% водорода и менее 10 об.% углеводородов С 3+. Время контакта между лифт-газом и суспензированными частицами катализатора составляет 0,01-0,5 с. при поддержании при этом содержания кокса на катализаторе лифт-газом не более 0,20 маc.%. 1 табл., 6 ил.
Изобретение относится к способу переработки нефтяной масляной фракции и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен способ [1] в котором углеводороды С1-С5 смешивают с горячим регенерированным катализатором, возвращаемым на стадию крекинга в восходящем слое до момента подачи масла в реактор с восходящим слоем катализатора. Легкие углеводороды подают со скоростью около 35,6-89,0 м3/м3 сырья. По способу [2] легкие углеводороды вводят в куб зоны крекинга с восходящим слоем катализатора. Газойль выше стояка, затем инжектируют углеводород еще выше стояка. Суспендированный катализатор движется вверх с помощью этих участков инжектирования и поднимается парами углеводородов и загруженными легкими углеводородами. Известен способ [3] в котором контактируют тяжелый углеводород с катализатором в присутствии по существу чистого водорода в восходящем потоке. Водород производят вне установки крекинга. Указано, что используют водород с масляной подачей для снижения образования кокса и для снижения образования ненасыщенных продуктов. В процессе по способу [4] снижают загрязнение катализатора никелем и ванадием при контактировании катализатора с насыщенным водой водородом перед введением катализатора в зону крекинга в восходящем слое. Известны способы [5, 6] в которых загрязненный металлом катализатор крекинга отводят из зоны крекинга в восходящем слое в зону регенерации, где выжигают кокс. Регенерированный катализатор затем обрабатывают водородом, моноокисью углерода или смесью водорода с моноокисью углерода в зоне восстановления перед введением его в зону крекинга. По способу [7] регенерированный катализатор направляют в зону восстановления, где его контактируют с водородом. Восстановленный катализатор и неиспользованный водород затем подают в зону крекинга в восходящем слое. Известен способ [8] в котором регенерированный загрязненный металлом катализатор обрабатывают углеводородным газом, содержащим три атома углерода или менее, или их смесью для достижения полного восстановления загрязняющих металлов, которые карбонизируют в погружном колене, расположенном между регенератором и реакционной зоной крекинга в восходящем слое. Это погружное колено используют для перевода катализатора из регенератора в зону крекинга в восходящем слое. В способе, аналогичном вышеописанному [9] использованный восстанавливающий газ представляет собой смесь одного, двух, трех атомов углерода для пассивации металлов в металлическом состоянии перед их карбонизацией. В способе [10] описана система реактора с восходящим слоем для крекинга масляной подачи, такой как тяжелые углеводородные остатки, кубовые остатки перегонки сырой нефти в вакууме или при атмосферном давлении, пеки, асфальт или смесь, в которой горячие частицы кокса сначала диспергируют в сжижающем газе, таком как пар, легкие углеводороды, инертный газ или их смесь. В способе [11] описано извлечение потока углеводородного продукта, кипящего ниже примерно С6 или С5 углеводородов, которые применяют в количестве, достаточном для образования суспензии с частицами цеолитного катализатора в нижней части зоны реакции с восходящим слоем перед загрузкой подачи масла для контактирования с ними. Известен способ [12] в котором описано использование С3-С4 смеси углеводородных газов в донной части реактора с восходящим слоем для образования поднимающейся вверх суспензии частиц цеолитного катализатора перед контактированием с масляной подачей. Способ [13] описывает процесс крекинга в ожиженном слое твердых частиц, в котором используют газообразный продукт крекинга, включающий водород, метан, ненасыщенные и насыщенные газообразные углеводороды. Способ [14] относится к процессу конверсии карбометаллического масла с использованием водорода в реакторе с восходящим слоем и катализатором, содержащим тяжелые металлы. Этот патент описывает введение водорода в зону реакции с восходящим слоем катализатора для снижения образования сопряженных диолефинов. Постулируется, что концентрация диолефина снижается и также снижается продуцирование кокса на катализаторе, содержащем металлы. В патенте описано использование газообразного водорода, смешанного с углеводородной подачей, образованием газовых потоков, содержащих 60-80 об. или более водорода. Более близким к изобретению является способ переработки нефтяной масляной фракции путем каталитического крекинга в присутствии катализатора крекинга, содержащего кристаллический цеолит в зоне крекинга реактора с восходящим слоем катализатора [15] При этом для образования восходящего слоя суспензии частиц катализатора используют углеводородный лифт-газ. Полученную суспензию затем контактируют с исходным сырьем при температуре конверсии углеводородов с получением целевых продуктов. При этом селективность процесса по отношению целевых бензина и легкого циклического масла недостаточна. Целью изобретения является повышение селективности в отношении образования бензина и легкого циклического масла. Цель достигается описываемым способом переработки нефтяной масляной фракции путем каталитического крекинга в присутствии катализатора крекинга, содержащего кристаллический цеолит в зоне крекинга реактора с восходящим слоем катализатора с использованием в качестве лифт-газа газа процессов нефтепереработки, содержащего не менее 10 об. водорода и менее 10 об. углеводородов С3+ для образования восходящего слоя суспензии частиц катализатора и последующего контактирования суспензии с исходным сырьем при температуре конверсии углеводородов с получением целевых продуктов с проведением процесса при времени контакта между лифт-газом и суспендированными частицами катализатора равном, 0,01-0,5 с, и поддержании при этом содержания кокса на катализаторе лифт-газом не более 0,20 мас. Отличительные признаки способа заключаются в использовании лифт-газа вышеприведенного состава, а также проведении процесса при времени контакта между лифт-газом и суспендированными частицами катализатора, равном 0,01-0,5 с, и поддержании при этом содержания кокса на катализаторе лифт-газом не более 0,20 мас. Характеристики катализатора. Катализатор, применяемый в операции каталитического крекинга углеводородов настоящего изобретения, может быть по существу любым сжижаемым кристаллическим цеолитным катализатором крекинга, известным на данном уровне техники, содержащим редкоземельные и/или водородные ионы в кристаллической структуре цеолита. Цеолит диспергирован в окиснокремниевом-глинистом матричном материале, который может обладать некоторой крекирующей активностью. Так, матрица может быть выбрана среди смесей окись кремния-окись алюминия, окись кремния-окись циркония или окись кремния-окись хрома, которые промотированы одной или несколькими добавками металлов, являющимися эффективными при пассивации аккумулированных металлических загрязнений. Некоторые дополнительные материалы, которые могут быть использованы, включают редкоземельные металлы, обеспечивающие избыток лантана и соединения сурьмы и титана. Катализатор крекинга, примененный в способе настоящего изобретения может содержать активный кристаллический цеолитный компонент в количестве менее примерно 40 мас. предпочтительно в интервале 5-20 мас. Особенно предпочтительный класс катализаторов включает в себя катализаторы, которые способны к активации водородом и имеющие пористую структуру, в которую молекулы исходного сырья могут войти за счет адсорбции и/или при контакте с активными центрами катализатора внутри или вблизи пор. Различные типы катализаторов являются доступными внутри этой классификации, включая, например, слоистые силикаты. Цеолитсодержащие катализаторы, использованные в настоящем изобретении, могут включать любой цеолит, как природный, так и полусинтетический или синтетический, один или в смеси с другими материалами, которые в значительной степени не ухудшают пригодности катализатора при условии, что полученный в результате катализатор имеет активность и структуру пор, описанную ниже. Например, если катализатор представляет собой смесь, она может включать цеолитный компонент, диспергированный в пористом огнеупорном неорганическом окисном носителе. В этом случае катализатор может, например, содержать около 1-60 мас. более предпочтительно 1-40% а более типично примерно 5-40 мас. цеолита, диспергированного в носителях, считая на общую массу катализатора (основу, не содержащую воды). Применяют катализаторы, имеющие размер частиц в интервале 5![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
Этилен 5,93
Этан 6,97
Кислород + аргон 0,03
Сероводород Не определен
Пропилен 12,48
Пропан 4,16
Двуокись углерода 1,13
1,3-Бутадиен Следы
1-Бутен + изобутилен 5,07
Транс-2-бутен 2,59
Цис-2-бутен 1,98
Изобутан 3,81
Нормальный бутан 1,08
Сероуглерод Следы
Изопентан 2,27
Нормальный пентан 0,28
Извлеченные после н-пентана 10,05
Ниже приведен состав используемого "тощего" (сухого) газа (мол.). Следует отметить, что C3-плюс материал до и включительно н-пентана составляет количество около 8,68%
Водород 20,01
Метан 33,10
Азот 9,94
Моноокись углерода 4,03
Этилен 12,07
Этан 11,40
Кислород + аргон 0,13
Пропилен 4,24
Пропан 0,51
Двуокись углерода 0,01
1-Бутен- + изобутилен 0,62
Транс-2-бутен 0,17
Цис-2-бутен 0,11
Изобутан 0,69
Нормальный бутан 0,12
Изопентан 0,02
Извлечение после н-пентана 2,19
В экспериментах используют остаточные масла, содержащие карбометаллические примеси, у которых были определены коксовое число по Рамсботтому, содержание серы, никеля и ванадия, которые контактируют с типичным ожиженным катализатором крекинга, представляющим собой кристаллический алюмосиликат с обменными редкими землями (фожазит), с последующей обработкой его при регенерации при повышенной температуре, "сухим" газом продуктом, обогащенным водородом, содержащим менее примерно 10об. углеводородов C3-плюс и жирным газом продуктом, обогащенным водородом, каталитического крекинга, состоящим в основном из С4 и С5 углеводородов. Полученные данные представлены в графиках. На фиг. 1 видно, что верхняя кривая, представляющая обработку катализатора жирным газом, соответствует продуцированию значительно большего количества водорода во время последующего превращения подачи остаточного масла на суспензии катализатора, чем было получено при использовании сухого газа в качестве лифт-газа для образования суспензии катализатора при температуре 704oC. На фиг. 4 видно, что при использовании обогащенного водородом жирного рециклизованного газа, содержащего углеводороды С4 и С5 в значительных количествах, продуцируется значительно больше кокса на катализаторе, чем было получено при использовании обогащенного водородом сухого рециклизованного газа. Высокое отложение кокса способствует получению высоких температур регенерации катализатора, превышающих 760oC. Из фиг. 2 следует, что использование сухого газа в качестве лифт-газа обеспечивает более высокий выход бензинового продукта, чем было получено при использовании жирного газа в качестве лифт-газа. Следовательно, значительно улучшается селективность в бензиновый продукт. Из фиг. 3 следует, что улучшенная селективность в бензин соответствует кривой, полученной при использовании сухого газа для первоначального контактирования горячего регенерированного катализатора, по сравнению с полученной при использовании обогащенного водородом жирного рециклизованного газа. На фиг. 6 представлен реактор с восходящим слоем катализатора 1 с расширяющейся переходной секцией в его верхней части, которая заканчивается участком с большим диаметром 2 указанного реактора. Особенно эффективной является конверсия загруженной масляной подачи, такой как подача остаточного масла, через впускные устройствах 3,4 или 5. Расширенный или имеющий большой диаметр участок реактора с восходящим слоем 2 снабжен множеством форсуночных устройств 6 для подачи питания вблизи верхнего края переходной секции, которые используются в предпочтительном варианте для загрузки подачи масла. Вертикально расположенные впускные устройства 3,4 и 5 обеспечивают оператору значительно большую свободу по времени контакта суспензии сухой газ-катализатор внутри реактора с восходящим слоем перед отделением образовавшейся в результате суспензии углеводородных паров, катализатора и лифт-газа. При таком аппаратурном оформлении горячий регенерированный катализатор при температуре 649-816oC сначала смешивают с сухим лифт-газом (сжижающим газом) с добавлением пара и/или воды в качестве отводящего тепло материала для образования поднимающейся вверх суспензии на участке с ограниченным диаметром при температуре, пригодной для проведения каталитического крекинга движущегося вниз потока загрузки остаточного масла, поданного через устройства 4 или 5. Итак, подача через впускные устройства 3,4 и 5 с впускными устройствами для разбавления 6,7 и 8 позволяет в значительной мере варьировать атомизацию подачи, парциальное давление и время контакта между подачей масла и суспендированными в сухом газе частицами катализатора. Кроме того, донный участок реактора с восходящим слоем позволяет регулировать температуру регенерированного катализатора путем добавления пара и/или воды в качестве отводящего тепло агента вместе с тощим лифт-газом,
Время контакта между подачей остаточного масла и катализатором в реакторе с восходящим слоем катализатора зависит от состава подачи и может ограничиваться интервалом от 0,5 до 2 или 3 с при контактировании масляной подачи с катализатором при температуре в интервале 704-760oC для обеспечения температуры на выходе из реактора 510-593oC, желательно не выше 566oC. Реактор с восходящим слоем катализатора может быть практически любой длины по вертикали, которая будет совместима с расположенной рядом аппаратурой для регенерации катализатора, независимо от того, будет ли регенерация одно- или многостадийной, отпаривания катализатора и средствами для переноса катализатора. Отпаривание
Верхняя часть реактора 2 с восходящим слоем проходит вверх через зону отпаривания 9 для образования кольцевой зоны отпаривания в верхней части зоны отделения катализатора большого диаметра, соединенной с кольцевой зоной отпаривания. Отпаривающий газ, такой как пар или другой подходящий газ, подают в нижнюю часть зоны отпаривания по трубопроводу 10 поднимающимся вверх через нее потоком и противотоком к движущимся вниз частицам катализатора. Регенерация
Отпаренный катализатор затем направляют по трубопроводу 11 на регенерацию катализатора, показанную как последовательность слоев катализатора 12 и 13, регенерированных в отдельных зонах для удаления углеродистых отложений конверсии путем сжигания без превышения температуры выше 816oC, предпочтительно ограничиваясь интервалом 649-816oC, обычно в интервале 704-760oC. Отделение катализатора
Суспензию паров углеводородов, катализатора лифт-газа и пара выводят из верхнего открытого конца реактора с восходящим слоем при скорости, которая должна придавать больший момент частицам катализатора, чем моменты, приданные парообразным составляющим, в результате чего устанавливается траектория движения вверх, при которой частицы катализатора отделяются от парообразного материала. Смесь парообразных материалов, часто называемая газообразным материалом в известном уровне техники, проходит в кольцевую нишу 14, в открытый отводящий канал в ее верхней части и оттуда через радиальный патрубок в циклонный сепаратор 15 на внешней конец каждого из указанных радиальных патрубков. Пары, отделенные от увлеченных тонких частиц катализатора в циклонах 15 и 16 подают по связующим трубопроводам в камеру 17 и отводят продукт по трубопроводу 18, направляя его на фракционирование и разделение, которые не показаны. Тонкие частицы катализатора, отделенные в циклонах 15,16, удаляют по спускным коленам, направляя на отпаривание и регенерацию катализатора. Катализатор
Рассматриваемая операция конверсии углеводородов, которая должна быть выполнена в зоне реактора с восходящим слоем катализатора, основана на основании сжиженных частиц катализатора с размером частиц не менее 10
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
Масляная подача, такая как остаточная часть сырой нефти, загруженная через впускные загрузочные отверстия 3 и 4, может быть смешана с паром и/или водой, такой как кислотный водный продукт, загруженный по трубопроводам 6 и 7. С другой стороны, при загрузке масляной подачи через загрузочное отверстие 5 пароводная смесь может быть введена по трубопроводу 8. Нижняя часть реактора с восходящим слоем 2 снабжается сухим лифт-газом по впускному трубопроводу 19 для загрузки лифт-газа с образованием движущейся вверх суспензии с горячими частицами регенерированного катализатора, загруженными в нижнюю часть реактора по трубопроводу 20. Сухой лифт-газ может быть загружен в реактор один или в сочетании с паром и/или водой, вводимыми по трубопроводу 21. Нижняя часть реактора с восходящим слоем ограниченного диаметра может быть использована для выполнения нескольких различных функций помимо образования движущейся вверх суспензии с желаемой концентрацией части катализатора в интервале 16-44 кг/м3. А именно, к лифт-газу может быть добавлено пассивирующее металл соединение для пассивации. Для пассивации аккумулированных никелевых отложений может быть добавлена сурьма. Окись ванадия может быть пассивирована сочетанием восстановления водородом до состояния низшего окисла, обеспечивающего высокую точку плавления этого окисла, одного или в сочетании с добавлением титана, окиси алюминия и редкоземельных металлов, обогащенных лантаном. Следовательно, как бы ни использовалась нижняя часть реактора с восходящим слоем до инъекции атомизированной масляной подачи, является существенным для идей настоящего изобретения, чтобы использование водородсодержащего рециклизуемого сухого газа соответствовало композиции, которая жестко ограничена C3-плюс компонентами сухого газа до уровня, ингибирующего любое значительное отложение кокса на катализаторе, и до контактирования с подачей тяжелого масла, подлежащего крекингу. Ограничение водородсодержащего сухого газа по С3-плюс компоненту менее, чем 10 об. более предпочтительно менее чем 8 об. а еще более предпочтительно менее чем 6% улучшает выход бензина, снижает выход водорода, повышает выход легкого циклического масла и снижает выход пасты масла и кокса. В конкретном варианте осуществления применяют сухой газ с операции крекинга, содержащий по крайней мере 15 об. водорода, менее 10 об. C3-плюс углеводородов в смеси с водой, взятой в количестве, достаточном для частичного охлаждения регенерированного катализатора до желаемого низкого уровня конверсии подачи масла перед контактированием с атомизированным предварительно нагретым остаточным маслом, загруженным в восходящий слой суспензии сухой газ-катализатор. Каталитический крекинг загруженных углеводородов в ожиженном слое проводят при давлении в восходящем слое выше атмосферного и операция крекинга в восходящем слое настоящего изобретения может быть проведена при давлении около 172
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Похожие патенты:
Способ облагораживания вторичных бензинов // 2089590
Изобретение относится к нефтепереработке, в частности, к способу каталитического облагораживания вторичных бензинов, а именно бензинов термического крекинга, висбрекинга и коксования
Способ переработки низкооктановых бензинов // 2086604
Изобретение относится к способам переработки низкооктановых олефинсодержащих бензинов термодеструктивных процессов в процессе каталитического крекинга вакуумного газойля с целью повышения выхода и октанового числа целевой бензиновой фракции и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности
Способ получения жидких моторных топлив // 2082748
Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности, к способу каталитического крекинга углеводородного сырья для получения компонентов товарных бензинов и дизельных топлив
Способ переработки вакуумного газойля // 2054026
Изобретение относится к способам переработки вакуумного газойля путем каталитического крекинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности
Способ переработки тяжелого нефтяного сырья // 2023001
Изобретение относится к нефтепереработке и может быть использовано при переработке нефтяного сырья каталитическим крекингом
Изобретение относится к способам переработки углеводородного сырья
Изобретение относится к способам конверсии углеводородного сырья и, главным образом, к обогащению некоторых видов сырья
Способ переработки нефтяного сырья // 1820622
Изобретение относится к способу переработки нефтяного сырья и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности
Изобретение относится к производству катализаторов, в частности алюмосиликатных катализаторов, и может быть использовано при изготовлении катализаторов с заданными активностью и селективностью
Способ переработки вакуумных дистиллятов // 2136719
Изобретение относится к способам переработки вакуумных дистиллятов нефтей каталитическим крекингом и направлено на повышение выхода бензина
Способ переработки вакуумного газойля // 2140958
Изобретение относится к способам переработки вакуумных газойлей и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использовано при получении нефтяного сырья для производства технического углерода
Изобретение относится к способам переработки вакуумного газойля и мотоалкилата и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности
Способ получения моторных топлив // 2166529
Способ получения моторных топлив // 2167908
Способ получения бензина // 2176658