СПОСОБ РИФОРМИНГА НАФТЫ

1. Способ, включающий:
введение потока углеводородного сырья в первый реактор, работающий в условиях адиабатического риформинга нафты, при этом указанный первый реактор содержит первый катализатор риформинга нафты, и при этом поток углеводородного сырья содержит конвертируемый углеводород;
превращение в первом реакторе по меньшей мере части конвертируемого углеводорода в потоке углеводородного сырья в ароматический углеводород с получением выходящего потока первого реактора;
прохождение выходящего потока первого реактора из первого реактора во второй реактор, работающий в условиях изотермического риформинга нафты, при этом указанный второй реактор содержит второй катализатор риформинга нафты, и при этом первый катализатор риформинга нафты и второй катализатор риформинга нафты являются одинаковыми или разными;
превращение во втором реакторе по меньшей мере дополнительной части конвертируемого углеводорода в выходящем потоке первого реактора в дополнительное количество ароматического углеводорода с получением выходящего потока второго реактора; и
извлечение выходящего потока второго реактора из второго реактора, при этом количество первого катализатора риформинга нафты в первом реакторе меньше количества второго катализатора риформинга нафты во втором реакторе.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий нагревание потока углеводородного сырья в первой печи перед введением указанного потока углеводородного сырья в первый реактор.
3. Способ по любому из пп. 1 или 2, в котором рабочая температура в первом реакторе не превышает 1000°F (538°С).
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором рабочая температура во втором реакторе не превышает 1000°F (538°С).
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором второй реактор содержит множество трубок с расположенными в них частицами второго катализатора риформинга нафты, при этом указанное множество трубок расположено внутри реакторной печи, и при этом указанный способ дополнительно включает: нагревание выходящего потока первого реактора внутри реакторной печи.
6. Способ по п. 5, в котором по меньшей мере одна трубка из множества трубок содержит множество каталитических зон.
7. Способ по п. 5 или 6, в котором выходящий поток первого реактора вступает в контакт со смесью частиц катализатора и первого материала в первой каталитической зоне из множества каталитических зон с получением выходящего потока первой каталитической зоны, при этом указанная первая каталитическая зона представляет собой первую каталитическую зону из множества каталитических зон, находящуюся в контакте с выходящим потоком первого реактора.
8. Способ по п. 7, в котором первый материал содержит инертный материал, менее активный каталитический материал для риформинга нафты или смесь обоих материалов.
9. Способ по п. 7 или 8, в котором выходящий поток первой каталитической зоны вступает в контакт со второй каталитической зоной из множества каталитических зон с получением выходящего потока второй каталитической зоны, при этом указанная вторая каталитическая зона содержит вторую смесь из частиц катализатора и второго материала, при этом массовое отношение количества частиц катализатора ко второму материалу больше во второй каталитической зоне, чем массовое отношение количества частиц катализатора к первому материалу в первой каталитической зоне, при этом первая каталитическая зона расположена перед второй каталитической зоной, при этом указанное массовое отношение основано на массе катализатора при загрузке.
10. Способ по п. 9, в котором второй материал содержит инертный материал, менее активный каталитический материал для риформинга нафты или смесь обоих материалов.
11. Способ по любому из пп. 1-6, в котором выходящий поток первого реактора вступает в контакт с частицами катализатора в первой каталитической зоне из множества каталитических зон с получением выходящего потока первой каталитической зоны, при этом указанная первая каталитическая зона представляет собой первую каталитическую зону из множества каталитических зон, находящуюся в контакте с выходящим потоком первого реактора; при этом выходящий поток первой каталитической зоны вступает в контакт со второй каталитической зоной из множества каталитических зон с получением выходящего потока второй каталитической зоны, при этом указанная вторая каталитическая зона содержит смесь второй зоны из частиц катализатора и второго материала, при этом указанная первая каталитическая зона расположена перед второй каталитической зоной; и при этом выходящий поток второй каталитической зоны вступает в контакт с третьей каталитической зоной из множества каталитических зон с получением выходящего потока третьей каталитической зоны, при этом указанная третья каталитическая зона содержит частицы катализатора или смесь третьей зоны из частиц катализатора и третьего материала, при этом третья каталитическая зона расположена после второй каталитической зоны, и при этом третья каталитическая зона представляет собой последнюю каталитическую зону из множества каталитических зон, находящуюся в контакте с выходящим потоком первого реактора.
12. Способ по п. 11, в котором смесь третьей зоны содержит инертный материал, катализатор изомеризации или смесь, как инертного материала, так и катализатора изомеризации.
13. Способ по любому из пп. 1-6, в котором выходящий поток первого реактора вступает в контакт с первой каталитической зоной из множества каталитических зон с получением выходящего потока первой каталитической зоны, при этом указанная первая каталитическая зона содержит смесь первой зоны из частиц катализатора и первого материала, при этом первая каталитическая зона представляет собой первую каталитическую зону из множества каталитических зон, находящуюся в контакте с выходящим потоком первого реактора; при этом выходящий поток первой каталитической зоны вступает в контакт со второй каталитической зоной из множества каталитических зон с получением выходящего потока второй каталитической зоны, при этом указанная вторая каталитическая зона содержит частицы катализатора, при этом первая каталитическая зона расположена перед второй каталитической зоной; и при этом выходящий поток второй каталитической зоны вступает в контакт с третьей каталитической зоной из множества каталитических зон с получением выходящего потока третьей каталитической зоны, при этом указанная третья каталитическая зона содержит частицы катализатора или смесь третьей зоны из частиц катализатора и третьего материала, при этом третья каталитическая зона расположена после второй каталитической зоны, и при этом третья каталитическая зона представляет собой последнюю каталитическую зону из множества каталитических зон, находящуюся в контакте с выходящим потоком первого реактора.
14. Способ по п. 13, в котором смесь третьей зоны содержит инертный материал, катализатор изомеризации или смесь, как инертного материала, так и катализатора изомеризации.
15. Способ по любому из пп. 9-14, в котором выходящий поток второй каталитической зоны вступает в контакт с остальными каталитическими зонами из множества каталитических зон, при этом каждая каталитическая зона из множества каталитических зон содержит увеличивающееся количество частиц катализатора в направлении сверху вниз по потоку, и при этом конечная каталитическая зона из множества каталитических зон не содержит ни первого материала, ни второго материала, при этом указанная конечная каталитическая зона представляет собой самую нижнюю по потоку каталитическую зону из множества каталитических зон.
16. Способ по любому из пп. 6-15, в котором первая каталитическая зона из множества каталитических зон содержит первый каталитический материал, содержащий частицы первого размера, при этом вторая каталитическая зона из множества каталитических зон содержит второй каталитический материал, содержащий частицы второго размера, при этом первый размер частиц больше второго размера частиц, и при этом первая каталитическая зона расположена перед второй каталитической зоной.
17. Способ по любому из пп. 1-16, дополнительно включающий прохождение потока углеводородного сырья через предварительный реактор с получением выходящего потока предварительного реактора.
18. Способ по п. 17, в котором предварительный реактор содержит сорбент для контроля за содержанием серы в чистом виде или в комбинации с материалом, превращающем серу, и при этом указанный способ дополнительно включает удаление части серы в потоке углеводородного сырья с помощью предварительного реактора; и определение первого уровня серы в потоке углеводородного сырья перед предварительным реактором; определение второго уровня серы в потоке углеводородного сырья после предварительного реактора; и прекращение введения потока сырья в первый реактор, когда уменьшение уровня серы между первым уровнем серы и вторым уровнем серы составляет меньше порогового значения.
19. Способ по п. 17 или 18, в котором предварительный реактор содержит третий катализатор риформинга, и при этом первый катализатор риформинга нафты; второй катализатор риформинга нафты и третий катализатор риформинга являются одинаковыми или разными, и при этом указанный способ дополнительно включает определение уменьшения температуры между потоком углеводородного сырья и выходящим потоком предварительного реактора; и прекращение введения потока углеводородного сырья в предварительный реактор, когда указанное уменьшение температуры составляет меньше порогового значения.
20. Способ по п. 19, в котором уменьшение температуры ниже порогового значения вызвано дезактивацией по меньшей мере части третьего катализатора риформинга вследствие присутствия серы в потоке углеводородного сырья.
21. Способ по любому из пп. 1-20, дополнительно включающий прекращение подачи выходящего потока первого реактора во второй реактор, работающий в условиях изотермического реактора; регенерацию второго катализатора риформинга нафты во втором реакторе; и возврат выходящего потока первого реактора во второй реактор после регенерации второго катализатора риформинга нафты.
22. Способ по любому из пп. 1-21, в котором первый реактор включает реактор с радиальным потоком.
23. Реакторная система риформинга нафты, содержащая:
первый реактор, содержащий первое впускное отверстие и первое выпускное отверстие, при этом указанный первый реактор выполнен с возможностью функционирования в качестве адиабатического реактора, и при этом первый реактор содержит первый катализатор риформинга нафты; и
второй реактор, содержащий второе впускное отверстие и второе выпускное отверстие, при этом второе впускное отверстие сообщается по текучей среде с первым выпускным отверстием первого реактора, при этом указанный второй реактор выполнен с возможностью функционирования в качестве изотермического реактора, и при этом второй реактор содержит:
множество трубок, расположенных внутри реакторной печи,
источник тепла, выполненный с возможностью нагревания внутренней части реакторной печи; и
второй катализатор риформинга нафты, расположенный внутри множества трубок, при этом первый катализатор риформинга нафты и второй катализатор риформинга нафты являются одинаковыми или разными.
24. Реакторная система риформинга нафты по п. 23, в которой множество трубок содержит от примерно 250 до примерно 5000 трубок в печи.
25. Реакторная система риформинга нафты по п. 23 или 24, в которой множество трубок имеет отношение длины к диаметру, составляющее от примерно 25 до примерно 150.
26. Реакторная система риформинга нафты по любому из пп. 23-25, в которой множество трубок имеет внутренний диаметр от примерно 0,5 дюйма (13 мм) до примерно 4,0 дюймов (102 мм).
27. Реакторная система риформинга нафты по любому из пп. 23-26, в которой по меньшей мере одна трубка из множества трубок содержит множество каталитических зон.
28. Реакторная система риформинга нафты по п. 27, в которой первая каталитическая зона из множества каталитических зон содержит смесь частиц катализатора риформинга нафты и инертного материала, менее активного каталитического материала для риформинга нафты или смесь обоих материалов, и при этом первая каталитическая зона расположена на входном конце по меньшей мере одной трубки внутри реакторной печи.
29. Реакторная система риформинга нафты по п. 27 или 28, в которой вторая каталитическая зона из множества каталитических зон содержит только катализатор риформинга нафты без инертного материала, и при этом вторая каталитическая зона расположена после первой каталитической зоны.
30. Реакторная система риформинга нафты по любому из пп. 27-29, в которой каждая каталитическая зона из множества каталитических зон содержит увеличивающееся количество частиц катализатора риформинга нафты и уменьшающееся количество менее активного каталитического материала для риформинга нафты в направлении сверху вниз по потоку, и при этом конечная каталитическая зона из множества каталитических зон содержит не менее активный каталитический материал для риформинга нафты, при этом конечная каталитическая зона представляет собой самую нижнюю по потоку каталитическую зону из множества каталитических зон.
31. Реакторная система риформинга нафты по п. 30, в которой конечная каталитическая зона из множества каталитических зон содержит смесь катализатора риформинга нафты и катализатора изомеризации, при этом конечная каталитическая зона представляет собой самую нижнюю по потоку каталитическую зону из множества каталитических зон.
32. Реакторная система риформинга нафты по любому из пп. 27-31, в которой первая каталитическая зона из множества каталитических зон содержит первый каталитический материал, содержащий частицы первого размера, при этом вторая каталитическая зона из множества каталитических зон содержит второй каталитический материал, содержащий частицы второго размера, при этом первый размер частиц больше второго размера частиц, и при этом первая каталитическая зона расположена перед второй каталитической зоной в по меньшей мере одной трубке.
33. Реакторная система риформинга нафты по любому из пп. 23-32, в которой по меньшей мере одна трубка из множества трубок содержит слой отсортированного катализатора.
34. Реакторная система риформинга нафты по п. 33, в которой слой отсортированного катализатора содержит увеличивающееся количество второго катализатора риформинга нафты, расположенного в по меньшей мере одной трубке, на единицу объема вдоль длины по меньшей мере одной трубки в направлении потока, и при этом остаток материала на единицу объема представляет собой инертный материал, менее активный каталитический материал для риформинга нафты или смесь обоих материалов.
35. Реакторная система риформинга нафты по любому из пп. 23-34, в которой первый реактор включает реактор с радиальным потоком.
36. Реакторная система риформинга нафты по любому из пп. 23-35, в которой отношение количества первого катализатора риформинга нафты в первом реакторе к количеству второго катализатора риформинга нафты во втором реакторе составляет от примерно 1:2 до примерно 1:10 по массе свежего катализатора.
37. Реакторная система риформинга нафты по любому из пп. 23-36, в которой множество трубок не содержит металлический защитный слой, содержащий станнид.
38. Реакторная система риформинга нафты по любому из пп. 23-37, в которой катализатор риформинга нафты применяют в таком количестве, чтобы его можно было по существу полностью использовать, когда второй катализатор риформинга нафты, расположенный внутри множества трубок, работает при температуре выше пороговой температуры эндотермической реакции.
39. Способ, включающий:
введение потока углеводородного сырья в реактор с радиальным потоком, работающий в условиях адиабатического риформинга нафты, при этом указанный реактор с радиальным потоком содержит первый катализатор риформинга нафты, и при этом указанный поток углеводородного сырья содержит конвертируемый углеводород;
превращение в реакторе с радиальным потоком по меньшей мере части конвертируемого углеводорода в потоке углеводородного сырья в ароматический углеводород с получением выходящего потока первого реактора;
прохождение выходящего потока первого реактора из реактора с радиальным потоком во второй реактор, работающий в условиях изотермического риформинга нафты, при этом указанный второй реактор содержит множество трубок, расположенных внутри реакторной печи, и второй катализатор риформинга нафты, расположенный внутри указанного множества трубок, и при этом множество трубок расположены параллельно между впускным отверстием и выпускным отверстием реакторной печи;
прохождение выходящего потока первого реактора через множество трубок внутри второго реактора;
превращение во втором реакторе по меньшей мере дополнительной части конвертируемого углеводорода в выходящем потоке первого реактора в дополнительное количество ароматического углеводорода с получением выходящего потока второго реактора, при этом во время такого превращения внутри реакторной печи нагревают множество трубок; и
извлечение выходящего потока второго реактора из второго реактора.
40. Способ по п. 39, в котором рабочая температура в реакторе с радиальным потоком не превышает 1000°F (538°С), и при этом рабочая температура во втором реакторе не превышает 1000°F (538°С).
41. Способ по п. 39 или 40, в котором выходящий поток первого реактора проходит через множество каталитических зон внутри по меньшей мере одной трубки из множества трубок при одновременном нагревании внутри реакторной печи.
42. Способ по п. 41, в котором выходящий поток первого реактора вступает в контакт со смесью частиц катализатора и первого материала в первой каталитической зоне из множества каталитических зон, при этом указанная первая каталитическая зона представляет собой первую каталитическую зону из множества каталитических зон, находящуюся в контакте с выходящим потоком первого реактора, при этом затем выходящий поток первого реактора вступает в контакт со второй смесью частиц катализатора и первого материала во второй каталитической зоне из множества каталитических зон, и при этом отношение объема частиц катализатора к объему первого материала выше во второй каталитической зоне, чем в первой каталитической зоне.
43. Способ по п. 41 или 42, в котором конечная каталитическая зона из множества каталитических зон не содержит никакого первого материала, при этом указанная конечная каталитическая зона представляет собой самую нижнюю по потоку каталитическую зону из множества каталитических зон.
44. Способ по любому из пп. 41-43, в котором конечная каталитическая зона из множества каталитических зон не содержит первого материала, при этом указанная конечная каталитическая зона содержит смесь частиц катализатора и катализатора изомеризации, при этом конечная каталитическая зона представляет собой самую нижнюю по потоку каталитическую зону из множества каталитических зон.
45. Способ по п. 42 или 44, в котором первый материал содержит инертный материал, менее активный каталитический материал для риформинга нафты или их смесь.
46. Способ по любому из пп. 41-45, в котором первая каталитическая зона из множества каталитических зон содержит первый каталитический материал, содержащий частицы первого размера, при этом вторая каталитическая зона из множества каталитических зон содержит второй каталитический материал, содержащий частицы второго размера, при этом первый размер частиц больше второго размера частиц, и при этом первая каталитическая зона расположена перед второй каталитической зоной.
47. Способ по любому из пп. 39-46, в котором прочность на раздавливание катализатора составляет более 4 фунтов силы (фунт-сила, 17,8 Н), как определено в соответствии с методом ASTM D 6175-98.
48. Способ по любому из пп. 39-47, в котором перепад давления, измеренный между впускным отверстием множества трубок и выпускным отверстием множества трубок, составляет от примерно 1 psia (0,007 МПа абс.) до примерно 20 psia (0,1 МПа аба).
49. Способ по любому из пп. 39-48, в котором давление на входе во множество трубок составляет менее примерно 100 psig (0,69 МПа изб).