СПОСОБ МЯГКОГО ГИДРОКРЕКИНГА, ВКЛЮЧАЮЩИЙ РАЗБАВЛЕНИЕ СЫРЬЯ
MILD HYDROCRACKING METHOD, INVOLVING DILUTION OF RAW MATERIAL

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к технической области крекинга углеводородного сырья. Более конкретно, изобретение касается способа, в котором фракцию вакуумного дистиллята, или деасфальтированную нефть, или смесь двух упомянутых фракций разбавляют более легкой фракцией, например, типа газойля, перед ее обработкой мягким гидрокрекингом, причем упомянутая стадия мягкого гидрокрекинга является предварительной перед обработкой каталитическим крегингом в псевдоожиженном слое (крекинг FCC, ФКК).
Уровень техники
x
x
Мягкий гидрокрекинг проявляет себя пригодным для особенно интересного применения при предварительной обработке для ФКК (FCC). Действительно, хорошо известно, что содержание серы в бензинах ФКК так же, как выбросы NO и SO, значительно снижены, когда перед ФКК применяют гидрообработку.
Уменьшение содержания серы в бензинах ФКК является крайне важным, потому что они составляют большую часть бензинового пула нефтеперерабатывающего завода. Кроме того, ужесточение норм, отныне вступивших в силу в 2005 году, касающихся качества топлив, заставляет ориентироваться на новаторские схемы, позволяющие, в числе прочего, достичь содержаний серы меньше 10 ч/млн в бензинах и в газойлях (технические условия для Европы). Помимо содержания серы, равным образом, важно уменьшить содержания азота, ароматических и полиароматических соединений.
Хорошо известны различные способы гидрообессеривания, и мягкий гидрокрекинг применяется при обработке сырья, типа вакуумного дистиллята (ВД в сокращенной форме) (DSV) или ВГ (VGO) (соответствующего английскому термину "вакуумный газойль") (Vacuum Gas Oil), а также деасфальтированных нефтей (ДАН) (DAO). Упомянутые виды сырья имеют повышенные содержания серы и азотсодержащих соединений, среди которых природные полярные соединения.
В патенте US 6248230 предложено удалять природные полярные соединения из фракции углеводородов, интервал температур дистилляции которой находится в области 110-560°С, перед каталитической обработкой, так как данные соединения оказывают пагубное воздействие на реакции обессеривания.
Методиками, применяемыми для их удаления, являются адсорбция и экстракция растворителем.
В патенте FR 2864103 фирмы-заявителя описан способ, в котором углеводородное сырье, по меньшей мере, 80% соединений которого имеют температуру кипения, выше или равную 340°С, подвергают селективной экстракции на смолах, предваряющей крекинг данного сырья. Согласно данному способу смолы имеют полярный характер и представляют собой, в основном, конденсированные нафтено-ароматические соединения, соединения, содержащие серу, азот, кислород и, возможно, металлы, такие как никель и ванадий.
В заявке на патент FR 2830870 фирмы-заявителя раскрыт улучшенный способ гидрокрекинга в одну стадию углеводородных типов сырья, имеющих высокие содержания азота. Улучшение касается применения частичного отделения аммиака, например, импульсным нагревом между зоной гидроочистки и зоной гидрокрекинга. Для данного применения пагубным соединением является азот, и его удаляют в газовую фазу в форме аммиака, что позволяет оперировать в менее жестких условиях на уровне второго реактора.
Итак, в известном уровне техники, по существу, описаны способы, в которых соединения, губительные для реакции гидрообессеривания, удаляют перед реакционной зоной физическим методом разделения, например адсорбцией, экстракцией растворителем или мгновенным равновесным испарением. Данные методы являются дорогостоящими, так как требуют специальных установок.
Таким образом, авторы изобретения стремились найти более экономичный способ.
Согласно настоящему изобретению было обнаружено, что обработка обычного сырья процесса предварительной обработки для ФКК (вакуумный дистиллят или ДАН) в смеси с более легкой углеводородной фракцией, предпочтительно газойлевой фракцией, позволяет получить лучшие характеристики для вышеупомянутого процесса, т.е. мягкого гидрокрекинга. Упомянутые характеристики оценивают, в основном, в терминах эффективности обессеривания и гидрирования эфлюента мягкого гидрокрекинга.
Детальное описание изобретения
5
95
Кроме того, изобретение описывает способ предварительной обработки для ФКК мягким гидрокрекингом углеводородного сырья, имеющего в своем составе фракцию вакуумного дистиллята, или деасфальтированной нефти, или смесь двух упомянутых фракций, с получением газойля и эфлюента, имеющего начальную температуру кипения выше 320°С, причем вышеупомянутый эфлюент (сырье для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое (FCC)) затем подвергают каталитическому крекингу. Сырье содержит также более легкую углеводородную фракцию, причем данное сырье, называемое более легким, определяется тем, что, по меньшей мере, 50% масс. кипит при температуре ниже 375°С и, по меньшей мере, 80% масс. кипит при температуре выше 200°С с точки зрения модельной дистилляции согласно стандарту ASTM D2887. Весьма интересным сырьем является сырье типа газойля, имеющее температуру Т, находящуюся в интервале от 190 до 210°С (т.е. для которого 5% масс. вышеупомянутого сырья кипит при температуре ниже данной температуры), и температуру Т, находящуюся в интервале от 380 до 420°С (т.е. для которой 95% масс. вышеупомянутого сырья кипит при температуре ниже данной температуры).
Фракция вакуумного дистиллята представляет вакуумный дистиллят, происходящий из прямой дистилляции сырой нефти или из процесса конверсии, такого как коксование, уменьшение вязкости, FCC, процесс Hyvahl фирмы-заявителя, или любую смесь эфлюентов процессов, перечисленных перед этим. Список, приведенный выше, не является ограничивающим.
Деасфальтированная нефть происходит из установки деасфальтизации. Чаще всего остаток вакуумной дистилляции деасфальтируют, и вышеупомянутый деасфальтированный остаток представляет собой деасфальтированную нефть.
Фракция вакуумного дистиллята, или деасфальтированной нефти, или, еще лучше, смесь двух упомянутых фракций входит в состав сырья, называемого основным, для которого 85% масс., по меньшей мере, кипит при температуре выше 375°С, предпочтительно, по меньшей мере, 90%. По меньшей мере, 95% масс. вышеупомянутого сырья кипит при температуре ниже 650°С с точки зрения модельной дистилляции согласно ASTM D2887.
Содержание серы в основном сырье находится обычно в интервале от 0,3 до 4% масс., предпочтительно, от 0,4 до 3,5% масс.
Общее содержание азота в основном сырье находится обычно в интервале от 400 до 5000 ч./млн, предпочтительно, от 500 до 4000 ч./млн, по массе.
Содержание основного азота в основном сырье находится обычно в интервале от 200 до 2000 ч./млн, предпочтительно, от 250 до 1500 ч./млн, по массе.
Содержание ароматических соединений в основном сырье находится обычно в интервале от 10 до 90% масс., предпочтительно, от 40 до 80% масс.
Содержание водорода в основном сырье находится обычно в интервале от 10 до 14% масс., предпочтительно, от 10,5 до 13% масс.
Более легкая фракция, называемая вторичным сырьем, определяется тем, что, по меньшей мере, 50% масс. вышеупомянутой фракции кипит при температуре ниже 375°С и, по меньшей мере, 80% вышеупомянутой фракции кипит при температуре выше 200°С. Обычно более легкая фракция представляет собой газойлевую фракцию.
Содержание серы во вторичном сырье находится обычно в интервале от 0,05 до 3,0% масс., предпочтительно, от 0,1 до 2,0% масс.
Общее содержание азота во вторичном сырье находится обычно в интервале от 10 до 2000 ч./млн, предпочтительно, от 10 до 400 ч./млн, по массе.
Содержание основного азота во вторичном сырье находится обычно в интервале от 5 до 1000 ч./млн, предпочтительно, от 10 до 200 ч./млн, по массе.
Содержание ароматических соединений во вторичном сырье находится, обычно в интервале от 10 до 90% масс., предпочтительно, от 15 до 40% масс.
Благоприятно, вторичным сырьем может быть газойлевая фракция, полученная во время дистилляции при атмосферном давлении, из которой происходит вакуумный дистиллят, газойлевая фракция, производимая установкой каталитического крекинга (газойлевая фракция LCO и FCC), или любая другая газойлевая фракция, происходящая из процесса конверсии, например процесса коксования, конверсии остатка в неподвижном слое или в кипящем слое, гидрокрекинга вакуумных дистиллятов в неподвижном слое или в кипящем слое, так же, как любая смесь предыдущих фракций.
Предпочтительно, газойлевая фракция представляет собой тяжелую газойлевую фракцию прямой дистилляции.
Более легкая фракция, или вторичное сырье, составляет до 50% масс. от всего сырья, состоящего из основного сырья и вторичного сырья, предпочтительно, от 5 до 50%, еще предпочтительнее, от 5 до 40% масс.
Вышеупомянутая более легкая фракция, предпочтительно, свободна от растворенного газообразного водорода.
При наличии указанных пропорций все сырье, полученное в результате объединения двух типов сырья, содержит от 0,15 до 4,0% масс. серы, предпочтительно, от 0,25 до 3,5% масс; от 200 до 4000 ч./млн, по массе, общего азота, предпочтительно, от 250 до 2000 ч./млн, по массе; от 100 до 2000 ч./млн, по массе, основного азота, предпочтительно, от 150 до 1500 ч./млн, по массе, и от 10 до 90% масс. ароматических соединений, предпочтительно, от 25 до 80% масс.
Для всего сырья, по меньшей мере, 5% масс. вышеупомянутого сырья кипит при температуре ниже 375°С, и, по меньшей мере, 80% масс. вышеупомянутого сырья кипит при температуре ниже 650°С, и, предпочтительно, по меньшей мере, 10% масс. кипит при температуре ниже 375°С, и, по меньшей мере, 90% кипит при температуре ниже 650°С.
Исследовательские работы, проведенные фирмой-заявителем, неожиданно привели к обнаружению того факта, что разбавление в определенных пропорциях обычного сырья процесса предварительной обработки для ФКК приводит к намного лучшим характеристикам процесса предварительной обработки сырья для FCC.
Упомянутые лучшие характеристики при предварительной обработке отражаются на уровне самого FCC, так как таким образом получают продукты с более низким содержанием серы на выходе FCC.
Разбавление, осуществляемое выше процесса предварительной обработки для FCC, имеет следствием уменьшение концентрации соединений, ингибирующих реакции гидрообработки (гидрообессеривание, гидродеазотирование, гидрирование ароматических соединений, крекинг), таких как азот, основный азот и ароматические соединения основного сырья. Некоторые соединения, имеющие основный характер (например, основный азот), хорошо известны как способные снижать крекирующую активность кислотных катализаторов, таких как катализаторы на основе оксидов кремния-оксидов алюминия или цеолиты.
Равным образом, разбавление имеет следствием уменьшение концентрации реакционноспособных веществ, т.е. серы, азота, ароматических соединений, и поддающейся крекингу фракции сырья, например соединений, кипящих выше 375°С. В противоположность эффекту уменьшения концентрации ингибирующих соединений следствием уменьшения концентрации реакционноспособных веществ является снижение скорости реакций гидрообработки.
Исследовательские работы, проведенные фирмой-заявителем, привели к обнаружению того факта, что разбавление в некоторых пропорциях, определенных в настоящем изобретении, осуществляемое выше процесса предварительной обработки для FCC, оказывает глобальное положительное воздействие на скорость реакций гидрообработки.
Другими словами, неожиданным образом, положительное воздействие деконцентрирования ингибирующих соединений на скорость реакций, вызванное разбавлением, является преобладающим по отношению к отрицательному воздействию деконцентрирования реакционноспособных соединений.
Другим преимуществом способа является улучшение характеристик газойлевой фракции, выходящей из процесса предварительной обработки для FCC (после стадии разделения фракции газойль/сырье для FCC), кроме того, в терминах содержания серы, плотности, измеренной при 15°С (D15/4), и цетанового числа.
Типично, если разбавление не осуществляют, газойль, выходящий из процесса предварительной обработки для ФКК, обладает следующими характеристиками: D15/4: 0,875-0,890; содержание серы: 50-500 ч./млн, по массе; цетановое число: 32-40.
Применяя разбавление согласно изобретению, эти же самые характеристики попадают в следующие диапазоны: D15/4: 0,845-0,855; содержание серы: 5-200 ч./млн, по массе; цетановое число: 48-52.
Таким образом, при помощи последующей гидрообработки в умеренных операционных условиях может быть получен газойль, отвечающий современным техническим условиям.
Добавление вторичного сырья к основному сырью имеет также последствия для времени контакта всего сырья с катализатором.
В терминах работы реактора предварительной обработки для ФКК можно рассмотреть несколько возможностей, например сохранить тот же самый расход всего сырья или сохранить тот же самый расход ВД. В первом случае гидравлический поток сохраняется постоянным, это равносильно тому, что время контакта сырье/катализатор также сохраняется постоянным, тогда как во втором случае время контакта уменьшается пропорционально коэффициенту разбавления.
Неожиданным образом, исследовательские работы, проведенные фирмой-заявителем, привели к обнаружению того факта, что добавление в некоторых пропорциях, определенных настоящим изобретением, легкой фракции, осуществляемое перед процессом предварительной обработки для FCC, оказывает глобальное положительное воздействие, увеличивая скорость реакций гидрообработки, причем эффект деконцентрирования ингибиторов оказывается больше совместных эффектов уменьшения времени контакта и деконцентрирования реакционноспособных веществ. Данный положительный эффект разбавления может выражаться, преимущественно, либо в более низком количестве применяемого катализатора, все еще получая идентичные характеристики на уровне предварительной обработки сырья для FCC в отсутствие разбавления, либо в улучшенных характеристиках предварительной обработки сырья, сохраняя то же самое количество применяемого катализатора.
Описание способа предварительной обработки для FCC
Смесь основного сырья и вторичного сырья, таких как описанные выше, обрабатывают способом предварительной обработки для FCC (или мягким гидрокрекингом), хорошо известным специалисту. Водород подают в газовой фазе на уровне реактора через трубопровод, отличный от трубопровода для сырья.
Действуют обычно при абсолютном давлении от 2 до 12 МПа, часто, от 2 до 10 МПа и, чаще всего, от 4 до 9 МПа, или от 3 до 7 МПа, при температуре, находящейся в интервале от 300 до 500°С и, предпочтительно, находящейся в интервале от 350 до 450°С.
-1
-1
-1
3
3
3
3
3
3
3
3
Часовую объемную скорость (ЧОС) (VVH) и парциальное давление водорода выбирают в зависимости от характеристик обрабатываемого сырья и желаемой конверсии. Чаще всего ЧОС находится в диапазоне, изменяющемся от 0,1 до 10 ч, предпочтительно, приблизительно от 0,2 ч до приблизительно 5 ч. Общее количества водорода, смешиваемое с сырьем (включая химическое потребление и рециклируемое количество), составляет обычно от приблизительно 100 до приблизительно 5000 м (н.у.) водорода на м жидкого сырья и чаще всего от 100 до 2000 м (н.у.)/м. Обычно оно составляет, по меньшей мере, 200 м (н.у.)/м и, предпочтительно, от 200 до 1500 м (н.у.)/м.
Истинная конверсия в продукты, кипящие ниже 375°С, находится обычно в интервале от 5 до 50% масс. преимущественно, от 10 до 45% масс.
Эфлюент процесса мягкого гидрокрекинга разделяют на газойлевую фракцию, для которой интервал температур дистилляции составляет от 130 до 390°С, и фракцию, имеющую начальную температуру кипения выше 320°С, обрабатываемую ниже способом FCC. При разделении, кроме того, получают также бензиновые фракции.
Фракция эфлюента мягкого гидрокрекинга, имеющая начальную температуру кипения выше 320°С, содержит менее 0,25% масс. серы, предпочтительно, меньше 0,15%.
Обычно, фракцию, имеющую начальную температуру кипения выше 320°С, обрабатывают ниже по ходу процесса методом FCC, но она, равным образом, могла бы быть направлена, например, в центр жидкого топлива для производства жидкого топлива с очень низким содержанием серы.
Применяемый катализатор
Можно использовать классический катализатор гидроконверсии, содержащий на аморфном носителе, по меньшей мере, один металл, или соединение металла, обладающее гидродегидрирующей функцией.
3
Данный катализатор может представлять собой катализатор, содержащий металлы VIII группы, например никель и/или кобальт, чаще всего, в сочетании с, по меньшей мере, одним металлом VIB группы, например молибденом и/или вольфрамом. Например, можно применять катализатор, содержащий от 0,5 до 10% масс. никеля (в расчете на оксид никеля NiO) и от 1 до 30% масс. молибдена, предпочтительно, от 5 до 20% масс. молибдена (в расчете на оксид молибдена MoO), на аморфном минеральном носителе.
Общее содержание оксидов металлов VI и VIII групп в катализаторе составляет обычно от 5 до 40% масс., предпочтительно, от 7 до 30% масс. Массовое отношение (выраженное в расчете на оксиды металлов) между металлом (металлами) VI группы и металлом (металлами) VIII группы составляет обычно от приблизительно 20 до приблизительно 1 и, чаще всего, от приблизительно 10 до приблизительно 2. Носитель выбирают, например, в группе, образованной оксидом алюминия, диоксидом кремния, оксидами кремния-оксидами алюминия, оксидом магния, глинами и смесями, по меньшей мере, двух из перечисленных минералов. Упомянутый носитель, равным образом, может содержать другие соединения и, например, оксиды, выбранные из оксида бора, оксида циркония, оксида титана, фосфорного ангидрида. Чаще всего используют носитель на основе оксида алюминия, предпочтительно, на основе η- или γ-оксида алюминия.
2
3
Катализатор может также содержать промотирующий элемент, такой как фосфор и/или бор. Данный элемент может быть введен в матрицу или, предпочтительно, нанесен на носитель. На подложку, равным образом, может быть осажден кремний, один или с фосфором и/или бором. Предпочтительным образом, катализаторы содержат кремний, осажденный на носитель, такой как оксид алюминия, возможно, с фосфором и/или бором, нанесенным(и) на носитель, и содержат также, по меньшей мере, один металл VIII группы (Ni, Co) и, по меньшей мере, один металл VIB группы (Mo, W). Концентрация вышеупомянутого элемента, обычно, меньше приблизительно 20% масс. (в расчете на оксид) и, чаще всего, меньше приблизительно 10%. Концентрация триоксида бора (ВО) составляет, обычно, приблизительно от 0 до приблизительно 10% масс.
Другой катализатор представляет собой диоксид кремния-оксид алюминия, содержащий, по меньшей мере, один металл VIII группы и, по меньшей мере, один металл VIB группы.
Другим типом катализатора, который может быть использован, является катализатор, содержащий, по меньшей мере, одну матрицу, по меньшей мере, один цеолит Y и, по меньшей мере, один гидродегидрирующий металл.
Матрицы, металлы, дополнительные элементы, описанные выше, также могут входить в состав данного катализатора.
Предпочтительные цеолиты Y описаны в заявках на патенты WO-00/71641, ЕР-911077, а также в US-4738940 и 4738941.
Некоторые соединения, имеющие основный характер, как основный азот, хорошо известны своей способностью значительно уменьшать крекирующую активность кислотных катализаторов, таких как диоксиды кремния-оксиды алюминия или цеолиты. Чем более кислотный характер будет иметь катализатор (диоксид кремния-оксид алюминия, даже цеолит), тем более благоприятное воздействие на реакцию мягкого гидрокрекинга будет оказывать уменьшение концентрации соединений основного характера разбавлением.
Предпочтительные варианты осуществления способа согласно изобретению будут проиллюстрированы ниже на чертежах, с различными типами вторичного сырья, происходящего из процесса переработки сырой нефти в его совокупности.
Изобретение касается также установки, используемой для осуществления способа согласно изобретению, т.е. для реализации процесса предварительной обработки сырья для FCC.
Предпочтительные варианты осуществления изображены на фиг.1-4.
Согласно фиг.1-3 вакуумный дистиллят обрабатывают без смешивания с деасфальтированной нефтью.
Упомянутая установка содержит обычно
- зону мягкого гидрокрекинга (7), содержащую катализатор и снабженную трубопроводом (5) для введения водорода, трубопроводом (6) для введения основного сырья, которое представляет собой вакуумный дистиллят и/или деасфальтированную нефть, по меньшей мере, 85% масс. которого кипит при температуре выше 375°С, и трубопроводом для введения сырья, называемого вторичным, по меньшей мере 50% масс. которого кипит при температуре ниже 375°С и по меньшей мере 80% масс. кипит при температуре выше 200°С, и трубопроводом (8) для отвода эфлюента,
- зону разделения (9), снабженную трубопроводом для введения вышеупомянутого эфлюента и, по меньшей мере, одним трубопроводом (20) для отвода фракции, имеющей начальную температуру кипения выше 320°С, и трубопроводом (10), чтобы отделить фракцию, интервал температур дистилляции которой составляет от 130 до 390°С,
- зону (30) каталитического крекинга в псевдоожиженном слое (FCC), снабженную трубопроводом (20) для введения вышеупомянутой фракции с начальной температурой кипения выше 320°С, по меньшей мере, одним трубопроводом (31) для выхода легкого газойля каталитического крекинга (ЛГКК) (LCO согласно английскому термину) и, по меньшей мере, одним трубопроводом (32) для выхода тяжелого газойля каталитического крекинга (ТГКК) (НСО согласно английскому термину).
Среди продуктов, выходящих из зоны каталитического крекинга, фигурируют, кроме того, фракция ЛГКК, которая, возможно, может входить в состав вторичного сырья через рециркуляционный трубопровод, фракция ТГКК, бензиновая фракция и суспензионная фракция.
Более конкретно, данная установка содержит обычно
- колонну для дистилляции при атмосферном давлении (2) сырой нефти, снабженную трубопроводом (1) для введения сырой нефти, по меньшей мере, одним трубопроводом для извлечения газойлевой фракции и трубопроводом (3) для извлечения остатка дистилляции при атмосферном давлении,
- колонну для вакуумной дистилляции (4), снабженную трубопроводом (3) для введения вышеупомянутого остатка дистилляции при атмосферном давлении и, по меньшей мере, одним трубопроводом (6) для извлечения вакуумного дистиллята и трубопроводом (11) для извлечения остатка вакуумной дистилляции,
- возможно, установку деасфальтизации (28), снабженную трубопроводом (11а) для введения части, по меньшей мере, остатка вакуумной дистилляции, трубопроводом (33), по которому вводят деасфальтированную нефть, полученную в зоне (7) мягкого гидрокрекинга, и трубопроводом (34) для выпуска асфальта,
- зону мягкого гидрокрекинга (7), содержащую катализатор и снабженную трубопроводом (5) для введения водорода, трубопроводом (6) для введения основного сырья, которое представляет собой вакуумный дистиллят и/или деасфальтированную нефть, по меньшей мере, 85% масс. которого кипит при температуре выше 375°С, и трубопроводом для введения сырья, называемого вторичным, по меньшей мере, 50% масс. которого кипит при температуре ниже 375°С и, по меньшей мере, 80% масс. кипит при температуре выше 200°С, и трубопроводом (8) для отвода эфлюента,
- зону разделения (9), снабженную трубопроводом для введения вышеупомянутого эфлюента и, по меньшей мере, одним трубопроводом (20) для отвода фракции, имеющей начальную температуру кипения выше 320°С, и трубопроводом (10), чтобы отделить фракцию, интервал температур дистилляции которой составляет от 130 до 390°С,
- зону (30) каталитического крекинга ФКК (FCC), снабженную трубопроводом (20) для введения вышеупомянутой фракции, имеющей начальную температуру кипения выше 320°С, по меньшей мере, одним трубопроводом (31) для выпуска ЛГКК (LCO) и, по меньшей мере, одним трубопроводом (32) для выпуска ТГКК (HCO).
Детальное описание фиг.1, 2, 3 и 4
Фиг.1 описывает один способ осуществления изобретения. Данный способ осуществления дан в качестве примера и не носит какого-либо ограничительного характера.
Данный способ осуществления содержит, дополнительно к общим характеристикам, упоминавшимся выше
- трубопровод (13) для отвода вышеупомянутого газойля, разделенного в колонне дистилляции при атмосферном давлении (2),
- зону дистилляции (14), снабженную трубопроводом (17) для отвода легкой газойлевой фракции и, равным образом, трубопроводом (15) для отвода тяжелой газойлевой фракции,
- трубопровод (16) для введения части, по меньшей мере, вышеупомянутой тяжелой фракции (вторичное сырье) в трубопровод (6), подающий вышеупомянутое основное сырье в зону мягкого гидрокрекинга (7).
Фиг.1:
Сырую нефть подают по трубопроводу (1) в колонну дистилляции при атмосферном давлении (2). Из упомянутой дистилляционной колонны извлекают газойлевую фракцию через трубопровод (13) и остаток дистилляции при атмосферном давлении через трубопровод (3). Остаток направляют в блок вакуумной дистилляции (4), из которого остаток вакуумной дистилляции извлекают через трубопровод (11), питающий процесс конверсии (12), например установку для производства кокса. Дистиллят, полученный в результате вакуумной дистилляции (4), извлекают через трубопровод (6) и направляют в процесс мягкого гидрокрекинга (7), питаемый водородом через трубопровод (5). В трубопровод (6) через трубопровод (16), равным образом, вводят тяжелую газойлевую фракцию, составляющую от 5 до 50% от всего сырья, поступающего в трубопровод (6). Согласно данному способу осуществления вышеупомянутую фракцию извлекают через трубопровод (15) из зоны дистилляции (14), питаемой через трубопровод (13) газойлевой фракцией, происходящей из колонны дистилляции при атмосферном давлении (2). Остаток тяжелой газойлевой фракции, не проходящий через трубопровод (16), направляют по трубопроводу (18) на смешение в трубопроводе (17) с легкой газойлевой фракцией, выходящей из зоны дистилляции (14). Предпочтительно, смесь жидкостей из трубопроводов (17) и (18) направляют на гидрообработку (не представлена на фиг.1) для того, чтобы довести газойль до технических условий. Эфлюент (8) процесса мягкого гидрокрекинга (7) образует, после различных стадий разделения, представленных блоком (9), направленных на то, чтобы отделить газойлевую фракцию, интервал температур дистилляции которой составляет от 130 до 390°С, удаляемую через трубопровод (10), фракцию, извлекаемую через трубопровод (20), имеющую начальную температуру кипения выше 320°С, способную выгодно представлять собою сырье для процесса ФКК, представленного блоком (30).
Фиг.2 описывает другой способ осуществления изобретения.
Дополнительно к общим характеристикам, упоминавшимся выше, установка содержит
- трубопровод (21) для извлечения легкой газойлевой фракции и трубопровод (22) для извлечения тяжелой газойлевой фракции из колонны для дистилляции при атмосферном давлении (2),
- трубопровод (23) для введения части, по меньшей мере, вышеупомянутой тяжелой газойлевой фракции (вторичное сырье) в трубопровод (6), подающий основное сырье в зону мягкого гидрокрекинга (7).
В применяемом способе фракция вакуумного дистиллята и/или деасфальтированная нефть происходят из дистилляции при атмосферном давлении сырой нефти, позволяющей разделить, по меньшей мере, легкую газойлевую фракцию, тяжелую газойлевую фракцию и остаток дистилляции при атмосферном давлении, при этом остаток подвергают вакуумной дистилляции с получением, по меньшей мере, вакуумного дистиллята и остатка вакуумной дистилляции.
Вышеупомянутый вакуумный дистиллят и/или деасфальтированную нефть, происходящую из деасфальтизации вышеупомянутого остатка вакуумной дистилляции, обрабатывают мягким гидрокрекингом.
По меньшей мере, часть вышеупомянутой тяжелой газойлевой фракции вводят (вторичное сырье) в основное сырье, обрабатываемое мягким гидрокрекингом.
Согласно варианту одну часть тяжелой газойлевой фракции вводят в основное сырье, при этом другую часть смешивают с легкой газойлевой фракцией.
Фиг.2:
Сырую нефть подают по трубопроводу (1) в колонну дистилляции при атмосферном давлении (2). Из упомянутой дистилляционной колонны извлекают легкую газойлевую фракцию через трубопровод (21), тяжелую газойлевую фракцию через трубопровод (22) и остаток дистилляции при атмосферном давлении через трубопровод (3). Остаток направляют в блок вакуумной дистилляции (4), из которого остаток вакуумной дистилляции извлекают через трубопровод (11), питающий процесс конверсии (12), например установку для производства кокса. Дистиллят, полученный в результате вакуумной дистилляции (4), извлекают через трубопровод (6) и направляют в процесс мягкого гидрокрекинга (7), питаемый водородом через трубопровод (5). В трубопровод (6) через трубопровод (23), равным образом, вводят тяжелую газойлевую фракцию, транспортируемую по трубопроводу (22). Данная фракция составляет от 5 до 50% от всего сырья, поступающего в трубопровод (6). Остаток тяжелой газойлевой фракции, не проходящий через трубопровод (23), направляют по трубопроводу (24) на смешение в трубопроводе (21) с легкой газойлевой фракцией, происходящей из дистилляции при атмосферном давлении (2). Предпочтительно, смесь жидкостей из трубопроводов (21) и (24) направляют на гидрообработку (не представлена на фиг.2) для того, чтобы довести газойль до технических условий. Эфлюент (8) процесса мягкого гидрокрекинга (7) образует после различных стадий разделения, представленных блоком (9), направленных на то, чтобы отделить газойлевую фракцию, интервал температур дистилляции которой составляет от 130 до 390°С, удаляемую через трубопровод (10), фракцию, извлекаемую через трубопровод (20), имеющую начальную температуру кипения выше 320°С, способную выгодно представлять собою сырье для процесса ФКК, представленного блоком (30).
Фиг.3 описывает другой способ осуществления изобретения.
Дополнительно к общим характеристикам установка содержит
- трубопровод (21) для извлечения легкой газойлевой фракции из колонны дистилляции при атмосферном давлении (2) и трубопровод (3) для извлечения остатка дистилляции при атмосферном давлении и тяжелой газойлевой фракции,
- трубопровод (25) для отвода тяжелой газойлевой фракции из вышеупомянутой колонны вакуумной дистилляции,
- трубопровод (26) для введения части, по меньшей мере, вышеупомянутой тяжелой газойлевой фракции (вторичное сырье) в трубопровод (6), подающий вышеупомянутое основное сырье в зону мягкого гидрокрекинга (7).
В применяемом способе фракция вакуумного дистиллята и/или деасфальтированная нефть происходят из дистилляции при атмосферном давлении сырой нефти, позволяющей разделить, по меньшей мере, легкую газойлевую фракцию и остаток дистилляции при атмосферном давлении, содержащий тяжелую газойлевую фракцию, при этом вышеупомянутый остаток подвергают вакуумной дистилляции, чтобы разделить, по меньшей мере, вакуумный дистиллят, остаток вакуумной дистилляции и тяжелую газойлевую фракцию. По меньшей мере, часть вышеупомянутой тяжелой газойлевой фракции вводят (вторичное сырье) в основное сырье, обрабатываемое мягким гидрокрекингом.
Согласно варианту другую часть вышеупомянутой тяжелой газойлевой фракции смешивают с легкой газойлевой фракцией.
Фиг.3:
Сырую нефть подают по трубопроводу (1) в колонну дистилляции при атмосферном давлении (2). Из упомянутой дистилляционной колонны извлекают легкую газойлевую фракцию через трубопровод (21) и остаток дистилляции при атмосферном давлении - через трубопровод (3). Остаток направляют в блок вакуумной дистилляции (4), из которого остаток вакуумной дистилляции извлекают через трубопровод (11), питающий процесс конверсии (12), например установку для производства кокса.
Дистиллят, полученный в результате вакуумной дистилляции (4), извлекают через трубопровод (6) и направляют в процесс мягкого гидрокрекинга (7), питаемый водородом через трубопровод (5). В трубопровод (6) через трубопровод (26), равным образом, вводят тяжелую газойлевую фракцию, также извлекаемую из блока вакуумной дистилляции (4) через трубопровод (25). Данная фракция составляет от 5 до 50% от всего сырья, поступающего в трубопровод (6). Остаток тяжелой газойлевой фракции, не проходящий через трубопровод (26), направляют по трубопроводу (27) на смешение в трубопроводе (21) с легкой газойлевой фракцией, происходящей из дистилляции при атмосферном давлении (2). Предпочтительно, смесь жидкостей из трубопроводов (21) и (27) направляют на гидрообработку (не представлена на фиг.3) для того, чтобы довести газойль до технических условий.
Эфлюент (8) процесса мягкого гидрокрекинга (7) образует после различных стадий разделения, представленных блоком (9), направленных на то, чтобы отделить газойлевую фракцию, интервал температур дистилляции которой составляет от 130 до 390°С, удаляемую через трубопровод (10), фракцию, извлекаемую через трубопровод (20), имеющую начальную температуру кипения выше 320°С, способную выгодно представлять собою сырье для процесса ФКК, представленного блоком (30).
Фиг.4
На фиг.4 представлена обработка смеси вакуммного дистиллята и деасфальтированной нефти мягким гидрокрекингом.
Представлены колонны (2) и (4), основное сырье (6), которое представляет собой вакуумный дистиллят, зона мягкого гидрокрекинга (7), зона разделения (9) и зона ФКК (30).
Остаток вакуумной дистилляции, выходящий по трубопроводу (11), направляют по трубопроводу (11а) в установку деасфальтизации (28), из которой выходят деасфальтированный остаток (или деасфальтированная нефть), по трубопроводу (33), и асфальт, по трубопроводу (34). Чтобы не отягчать чертеж, входы и выходы растворителя деасфальтизации не представлены, так как данные устройства хорошо известны специалисту. Деасфальтированную нефть вводят в трубопровод (6), по которому циркулирует основное сырье.
Согласно изобретению вторичное сырье добавляют также через трубопровод (29). Смесь подвергают мягкому гидрокрекингу в зоне (7).
Благоприятно, все устройства фиг.1-3 для получения вторичного сырья (29) могут быть перенесены на данный чертеж.
Вторичное сырье из трубопровода (29), равным образом, может представлять собой сырье, внешнее для установки, это справедливо также для фиг.1-3.
На фиг.4 представлена обработка смеси вакуумного дистиллята и деасфальтированной нефти. Мягким гидрокрекингом можно ничуть не хуже обрабатывать одну деасфальтированную нефть, при этом вакуумный дистиллят из трубопровода (6) предназначен, в таком случае, для другого применения.
В данном случае, равным образом, все устройства фиг.1-3 для получения вторичного сырья (29) могут быть перенесены, при этом сырье (29), равным образом, может быть внешним сырьем. Кроме того, на фиг.1-3, где вакуумный дистиллят обрабатывают мягким гидрокрекингом в зоне (7), остаток вакуумной дистилляции, благоприятно, вводят, целиком или частично, в зону конверсии (12) через трубопровод (11), при этом другая часть остатка, подаваемая по трубопроводу (11а), может быть использована для получения деасфальтированной нефти, которая может быть обработана при помощи способа и установки согласно изобретению.
Зона конверсии (12) на фиг.4 не представлена.
Пример 1 (не согласно изобретению)
Вакуумный дистиллят Arabe Lourd, имеющий характеристики, указанные в таблице 1, обрабатывают мягким гидрокрекингом в пилотной установке с неподвижным изотермическим слоем, содержащим катализатор состава NiMo (HR548, поставляемый в продажу фирмой AXENS).
Таблица 1
Характеристики вакуумного дистиллята
Сырье по примеру 1
D15/4
0,9414
Сера (% масс.)
2,92
Азот (ч./млн)
1357
N основный (ч./млн)
427
Ароматические соединения (% масс.)
52,7
Содержание водорода (% масс.)
11,72
Асфальтены С7 (% масс.)
<0,02
Т5% Модельная дистилляция
399
Т10% Модельная дистилляция
422
Т20% Модельная дистилляция
445
Т30% Модельная дистилляция
464
Т40% Модельная дистилляция
479
Т50% Модельная дистилляция
494
Т60% Модельная дистилляция
510
Т70% Модельная дистилляция
526
Т80% Модельная дистилляция
543
Т90% Модельная дистилляция
566
Т95% Модельная дистилляция
582
Фракция 375°С<sup>+</sup>, % масс.
97,9
Фракция 150-375°С, % масс.
2,1
Температура текучести (°С)
39
Сырье вводят с водородом в следующих операционных условиях, типичных для процесса предварительной обработки для FCC:
- общее давление = 50 бар;
- ЧОС по отношению к катализатору 1,0 объем сырья/объем катализатора/ч;
2
- количество Н на литр сырья = 400 л (н.у.)/л при измерении на выходе из реактора;
- температура катализатора выбрана таким образом, чтобы иметь степень обессеривания СО (HDS) 97,72%, которая определяется уравнением:
Упомянутая температура находится в интервале от 350 до 400°С.
2
+
Эфлюент, выходящий из реактора, разделяют на газовую фазу и жидкую фазу при температуре и давлении окружающей среды при помощи сепараторов. Затем жидкую фазу непрерывно отпаривают водородом, чтобы удалить остаточный HS. Жидкую фазу перегоняют в лаборатории с выделением фракции с начальной точкой дистилляции при 150°С PI-150, фракции 150-375°С и фракции 375°С.
Массовые выходы по отношению к сырью и некоторые свойства упомянутых фракций собраны в таблице 2.
Таблица 2
Фракции
PI-150°С
Выход по отношению к сырью (% масс.) = 2,0
D 15/4=0,765
Сера (ч./млн) = 20
150-375°С
Выход по отношению к сырью (% масс.) = 18,0
D 15/4 = 0,888
Сера (ч./млн) = 365
Цетан D613 = 33
375°С<sup>+</sup>
Выход по отношению к сырью (% масс.) = 77,5
D 15/4 = 0,904
Сера (ч./млн) = 775
Азот (ч./млн) = 555
Содержание водорода (% масс.) = 12,49
Пример 2 (согласно изобретению)
Готовят смесь, содержащую 21,38% масс. газойля прямой дистилляции (23,08% об.) и 78,62% масс. (76,92% об.) вакуумного дистиллята примера 1, происходящего из той же самой сырой нефти. Характеристики газойля и смеси собраны в таблице 3.
Таблица 3
<b>Характеристики газойля прямой дистилляции и смеси</b>
Газойльпрямойдистилляции(тяжелый газойль)
Смесь (21,38% масс. газойля прямой дистилляции +78,62% масс. ВДпо примеру 1)
Плотность 15/4
0,8537
0,9225
Сера (% масс.)
1,35
2,60
Азот (ч./млн)
126
1105
N основный (ч./млн)
47
335
Ароматические соединения (% масс.)
30,2
48,2
Содержание водорода (% масс.)
13,09
12,00
Асфальтены С7 (% масс.)
-
<0,02
Т5% Модельная дистилляция
219
275
Т10% Модельная дистилляция
245
310
Т20% Модельная дистилляция
272
365
Т30% Модельная дистилляция
290
425
Т40% Модельная дистилляция
304
450
Т50% Модельная дистилляция
317
475
Т60% Модельная дистилляция
330
492
Т70% Модельная дистилляция
344
514
Т80% Модельная дистилляция
359
535
Т90% Модельная дистилляция
375
560
Т95% Модельная дистилляция
386
580
Фракция 375°С<sup>+</sup>,% масс.
10
79
Фракция 150-375°С,% масс.
90
21
Смесь, 21% масс. которой кипит при температуре ниже 375°С, вводят в ту же самую пилотную установку, что в примере 1, и подвергают гидрообработке на том же самом объеме катализатора AXENS согласно тому же самому рабочему протоколу и в следующих условиях:
- общее давление = 50 бар;
- ЧОС по отношению к катализатору 1,3 об./об./ч, чтобы обработать за час то же самое объемное количество вакуумного дистиллята, что и в примере 1;
2
- количество H на литр сырья = 400 л (н.у.)/л при измерении на выходе из реактора;
- температура катализатора: идентична температуре примера 1.
2
+
Эфлюент, выходящий из реактора, разделяют на газовую фазу и жидкую фазу при температуре и давлении окружающей среды при помощи сепараторов. Затем жидкую фазу непрерывно отпаривают водородом, чтобы удалить остаточный HS. Жидкую фазу перегоняют в лаборатории с выделением фракции Pi-150°С, фракции 150-375°С и фракции 375°С.
Массовые выходы по отношению к сырью и некоторые свойства упомянутых фракций собраны в таблице 4.
Таблица 4
Фракции
PI-150°С
Выход по отношению к сырью (% масс.) = 1,2
D 15/4 = 0,764
Сера (ч./млн) = 15
150-375°С
Выход по отношению к сырью (% масс.) = 33,8
D 15/4 = 0,853
Сера (ч./млн) = 120
Цетан D613 = 50,5
375°С<sup>+</sup>
Выход по отношению к сырью (% масс.) = 62,4
D 15/4 = 0,899
Сера (ч./млн) = 600
Азот (ч./млн) = 450
Содержание водорода (% масс.) = 12,55
+
Наблюдают, что присутствие в сырье способа предварительной обработки для ФКК 21,38% масс. газойлевой фракции, 90% масс. которой кипит при температуре ниже 375°С, позволяет улучшить обессеривание и гидрирование сырья для FCC (фракция 375°С) и позволяет получить газойль (фракция 150-375°С) с более низким содержанием серы, имеющий более высокое цетановое число, чем в примере 1. Количество вакуумного дистиллята, обрабатываемое за час, остается тем же самым, что количество в примере 1.
+
Для данного примера время контакта сырье/катализатор меньше, чем в случае примера 2 (разность 21,4%); однако характеристики в терминах обессеривания и гидрирования фракции 375°С, которая представляет собой сырье для FCC, лучше.
Пример 3 (согласно изобретению):
Смесь по примеру 2, 21% масс. которой кипит при температуре ниже 375°С, вводят в ту же самую пилотную установку, что в примере 1, и подвергают гидрообработке на том же самом объеме катализатора AXENS согласно тому же самому рабочему протоколу и в следующих операционных условиях:
- общее давление = 50 бар;
- ЧОС по отношению к катализатору 1,0 об./об./ч, идентичная скорости в примере 1, чтобы сохранить то же самое время контакта;
2
- количество Н на литр сырья = 400 л (н.у.)/л при измерении на выходе из реактора;
- температура катализатора: идентична температуре примера 1.
2
+
Эфлюент, выходящий из реактора, разделяют на газовую фазу и жидкую фазу при температуре и давлении окружающей среды при помощи сепараторов. Затем жидкую фазу непрерывно отпаривают водородом, чтобы удалить остаточный HS. Жидкую фазу перегоняют в лаборатории с выделением фракции PI-150°С, фракции 150-375°С и фракции 375°С.
Массовые выходы по отношению к сырью и некоторые свойства упомянутых фракций собраны в таблице 5.
Таблица 5
Фракции
PI-150°С
Выход по отношению к сырью (% масс.) = 1,8
D 15/4 = 0,765
Сера (ч./млн) = 10
150-375°С
Выход по отношению к сырью (% масс.) = 35,7
D 15/4 = 0,854
Сера (ч./млн) = 50
Цетан D613 = 49
375°С<sup>+</sup>
Выход по отношению к сырью (% масс.) = 60,0
D 15/4 = 0,896
Сера (ч./млн) = 350
Азот (ч./млн) = 120
Содержание водорода (% масс.) = 12,8
+
+
Наблюдают, что присутствие в сырье способа предварительной обработки для ФКК 21,38% масс. газойлевой фракции, 90% масс. которой кипит при температуре ниже 375°С, улучшает обессеривание и гидрирование сырья для FCC (фракция 375°С) и позволяет получить газойль (фракция 150-375°С) с более низким содержанием серы, имеющий более высокое цетановое число, чем в примере 1. При времени контакта сырья с катализатором, идентичным времени контакта в примере 1, выигрыш в обессеривании фракции 375°С составляет 55% и выигрыш в гидрировании составляет 2,5%.