СПОСОБ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБУТАНА И/ИЛИ ЛЕГКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ С ВЫСОКИМ ВЫХОДОМ
CATALYTIC CRACKING METHOD FOR PRODUCTION OF ISOBUTANE AND/OR LIGHT AROMATIC COMPOUNDS WITH HIGH YIELD

Ссылка на родственные заявки
Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с патентной заявкой №201711022235.0 под называнием «Способ каталитического крекинга для получения изобутана и/или легких ароматических соединений с высоким выходом», поданной 26 октября 2017 г. в Патентное ведомство Китая, содержание которой включено в настоящий документ ссылкой во всей своей полноте.
Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящая заявка относится к области каталитического крекинга, в частности к способу каталитического крекинга для получения изобутана и/или легких ароматических соединений с высоким выходом.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
В числе ароматических соединений бензол, толуол и ксилол (т.е. ВТХ) являются важными химическими сырьевыми материалами, из которых бензол можно использовать в синтезе таких продуктов, как стирол, фенол, анилин и подобные, толуол можно использовать в качестве превосходного растворителя для органического синтеза, и он является идеальным сырьевым материалом для синтеза крезола; а среди ксилолов о-ксилол, м-ксилол и п-ксилол являются основными сырьевыми материалами для органического синтеза. Изобутан является важным химическим сырьевым материалом, который можно использовать в реакции алкилирования с Сз-С50 лефинами для получения алкилатного масла; можно использовать в реакции совместного окисления с пропиленом для получения пропиленоксида (РО) вместе с трет-бутиловым спиртом (ТВА) или для получения метил-трет- бутило во го эфира (МТВЕ) или можно использовать в реакции дегидрирования изобутана для получения изобутена. С развитием химической промышленности спрос на рынке на ВТХ и изобутан увеличивается, и одной из целей развития современной химической технологии является наращивание объемов источников ВТХ и изобутана.
Обычные способы каталитического крекинга главным образом используют для получения бензина, и большим достижением является то, что можно обеспечить выход бензина 50 масс. % или более, что соответствует требованиям для неэтилированного бензина и повышает октановое число бензина. Однако повышение октанового числа бензина, неважно путем регулирования условий способа или путем использования нового цеолитного катализатора, осуществляется путем повышения содержания олефинов в бензине. В настоящее время содержание олефинов в бензине каталитического крекинга может достигать 35-65 масс. %, что далеко от требований Национального стандарта Китая в отношении содержания олефинов. Содержание олефинов в композиции сжиженного газа еще выше и может составлять приблизительно 70 масс. %, где содержание бутена в несколько раз выше содержания изобутана, и, таким образом, его сложно использовать в качестве сырьевого материала при алкилировании.
В патенте США №5154818А раскрыт способ получения высокооктанового бензина с высоким выходом посредством каталитического крекинга множества сырьевых материалов, в котором сырьевой материал на основе легких углеводородов приводят в контакт с отработанным катализатором в первой реакционной зоне обычного лифт-реактора для выполнения реакций ароматизации и олигомеризации, полученный масляный газ направляют во вторую реакционную зону вместе с сырьевым материалом на основе тяжелых углеводородов для контакта с регенерированным катализатором для выполнения реакций крекинга, полученный масляный газ и отработанный катализатор разделяют в устройстве разделения, масляный газ направляют в систему разделения для разделения, после отгонки часть отработанного катализатора рециркулируют в первую реакционную зону, а другую часть отработанного катализатора направляют в регенератор для регенерации путем сжигания кокса, и горячий регенерированный катализатор рециркулируют во вторую реакционную зону для повторного использования.
В патенте США №5685972А раскрыт способ получения ВТХ из нафты каталитического крекинга, в котором используемые сырьевые материалы представляют собой нафту каталитического крекинга и нафту коксования, а используемый катализатор предпочтительно представляет собой ZSM-5 или катализатор с функциональным компонентом для гидрирования.
Публикация китайской патентной заявки CN104560166A раскрывает способ каталитической конверсии, в котором легкий рецикловый газойль каталитического крекинга разделяют на легкую фракцию и тяжелую фракцию, тяжелую фракцию подвергают гидрообработке с получением гидрированной тяжелой фракции, легкую фракцию и гидрированную тяжелую фракцию по отдельности направляют во вторичный лифт-реактор устройства каталитического крекинга, а тяжелые нефтепродукты направляют в основной лифт-реактор устройства каталитического крекинга. В способе жесткие условия, требуемые для реакции каталитического крекинга различных фракций легкого рециклового газойля, можно оптимизировать и подогнать до максимального предела так, чтобы можно было получать бензин каталитического крекинга с высоким октановым числом с максимальным выходом.
Публикация китайской патентной заявки CN 1232069 А раскрывает способ каталитической конверсии для получения изобутана и бензина, обогащенного изопарафином, который имеет преимущества, заключающиеся в улучшенной производительности тяжелого топлива, сниженном выходе сухого газа и тяжелого остатка, сильно сниженном содержании олефинов и серы в бензине и дополнительно сниженном энергопотреблении оборудования.
Однако в данной области техники остается потребность в способе каталитического крекинга, который может дополнительно повысить выход изобутана и/или легких ароматических соединений.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
Целью настоящей заявки является обеспечение нового способа каталитического крекинга, который можно использовать для получения изобутана и/или легких ароматических соединений с высоким выходом.
Для достижения вышеуказанной цели настоящая заявка обеспечивает способ каталитического крекинга, предусматривающий стадии:
a) обеспечения нефтяного сырья для каталитического крекинга с содержанием полициклических нафтенов более чем приблизительно 25 масс. % в пересчете на массу нефтяного сырья для каталитического крекинга;
b) контакта нефтяного сырья для каталитического крекинга с катализатором каталитического крекинга в реакторе каталитического крекинга и подвергания смеси действию последовательно первой реакции каталитического крекинга и второй реакции каталитического крекинга при различных условиях реакции с получением продукта каталитического крекинга;
c) разделения полученного продукта каталитического крекинга с получением фракции сжиженного газа, содержащей изобутан, и фракции бензина, содержащей легкие ароматические соединения; и
d) необязательно извлечения изобутана из фракции сжиженного газа и/или извлечения легких ароматических соединений из фракции бензина.
В предпочтительном варианте осуществления указанное разделение на стадии с) также дает фракцию легкого рециклового газойля, фракцию тяжелого рециклового газойля и необязательно тяжелый остаток, и указанный способ дополнительно предусматривает стадии:
e) подвергания, по меньшей мере, части фракции легкого рециклового газойля, фракции тяжелого рециклового газойля и необязательно тяжелого остатка, полученных на стадии с), гидрообработке с получением гидрированного «хвостового» масла; и
f) рециркуляции, по меньшей мере, части полученного гидрированного «хвостового» масла в реактор каталитического крекинга.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления указанная стадия а) дополнительно предусматривает подвергание исходного нефтяного сырья с содержанием полициклических нафтенов не более чем приблизительно 25 масс. % предварительной обработке с получением нефтяного сырья для каталитического крекинга с содержанием полициклических нафтенов более чем приблизительно 25 масс. %.
Также предпочтительно предварительная обработка включает экстракцию ароматических соединений и/или гидрообработку.
В предпочтительном варианте осуществления первую реакцию каталитического крекинга проводят при следующих условиях: температура реакции от приблизительно 520°С до приблизительно 620°С, время реакции от приблизительно 0,5 секунды до приблизительно 3,0 секунд и массовое отношение катализатора к нефти от приблизительно 3:1 до приблизительно 15:1; а вторую реакцию каталитического крекинга проводят при следующих условиях: температура реакции от приблизительно 480°С до приблизительно 600°С, время реакции от приблизительно 2 секунд до приблизительно 30 секунд и массовое отношение катализатора к нефти от приблизительно 3:1 до приблизительно 18:1.
-1
-1
3
3
3
3
В предпочтительном варианте осуществления гидрообработку проводят при следующих условиях: парциальное давление водорода от приблизительно 6,0 МПа до приблизительно 30,0 МПа, температура реакции от приблизительно 300°С до приблизительно 450°С, часовая объемная скорость жидкости от приблизительно 0,1 ч до приблизительно 10,0 ч и объемное отношение водорода к нефти от приблизительно 300 нм/м до приблизительно 3000 нм/м.
Способ каталитического крекинга согласно настоящей заявке может обеспечивать одно или несколько из следующих преимуществ:
1. нефтяное сырье, обогащенное полициклическими нафтенами, или нефтяное сырье, которое можно модифицировать посредством предварительной обработки так, чтобы оно имело высокое содержание полициклических нафтенов, можно полностью использовать, так что можно получать высокий коэффициент использования нефтяного сырья;
2. содержание изобутана в продукционном сжиженном газе можно эффективно повышать; и
3. можно получать выход бензина более 40 масс. %, и содержание легких ароматических соединений в продукционном бензине можно повышать.
Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут описаны ниже более подробно в разделе Подробное раскрытие.
Краткое описание фигур
Фигуры, образующие часть настоящего описания, предоставлены для содействия пониманию настоящей заявки и не должны рассматриваться как ограничивающие. Настоящую заявку можно объяснять со ссылкой на фигуры в комбинации с подробным описанием ниже. На фигурах:
фиг. 1 представляет собой принципиальную блок-схему предпочтительного варианта осуществления способа, описанного в настоящем документе;
фиг. 2 представляет собой принципиальную блок-схему другого предпочтительного варианта осуществления способа, описанного в настоящем документе;
фиг. 3 представляет собой принципиальную блок-схему еще одного предпочтительного варианта осуществления способа, описанного в настоящем документе.
Описание номеров позиций
Подробное раскрытие настоящего изобретения
Настоящая заявка будет далее дополнительно описана более подробно со ссылкой на ее конкретные варианты осуществления и приложенные фигуры. Следует отметить, что конкретные варианты осуществления настоящей заявки представлены только с целью иллюстрации и не предназначены для ограничения каким-либо образом.
Любое конкретное численное значение, включая конечные точки числового диапазона, описанного в контексте настоящей заявки, не ограничивается его точным значением, и его следует толковать также как охватывающее все значения, близкие к указанному точному значению. Кроме того, в отношении любого численного диапазона, описанного в настоящем документе, могут быть сделаны произвольные комбинации между конечными точками диапазона, между каждой конечной точкой и любым конкретным значением в пределах диапазона или между любыми двумя конкретными значениями в пределах диапазона, чтобы обеспечить один или несколько новых числовых диапазонов, где упомянутый новый числовой диапазон (диапазоны) также должен считаться как специально описанный в настоящей заявке.
Если не указано иное, термины, используемые в настоящем документе, имеют такое же значение, как обычно понимается специалистами в данной области техники; и если термины определены в настоящем документе, и их определения отличаются от обычно понимаемых в данной области, определение, представленное в настоящем документе, будет иметь преимущественную силу.
В контексте настоящей заявки в дополнение к материалам, которые точно указаны, любой материал или материалы, которые не указаны, рассматриваются как такие, которые известны в области техники без какого-либо изменения. Кроме того, любые варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут без ограничений объединяться с другим одним или более вариантами осуществления, описанными в настоящем документе, и технические решения или идеи, полученные таким образом, рассматриваются как часть исходного раскрытия или исходного описания настоящей заявки и не должны рассматриваться как новый материал, который не был раскрыт или не предусмотрен в настоящем документе, если только для специалистов в данной области техники не очевидно, что такая комбинация является явно необоснованной.
В данном контексте термины «нафтен(ы) с двумя или более кольцами» и «полициклический нафтен(ы)» используются взаимозаменяемо в настоящем документе для ссылки на нафтен(ы) с двумя или более карбоциклическими кольцами.
В данном контексте термины «ароматические соединение(я) с двумя или более кольцами» и «полициклическое ароматическое соединение(я)» используются взаимозаменяемо в настоящем документе для ссылки на ароматические соединения с двумя или более ароматическими кольцами.
В данном контексте термин «отношение воды к нефти» относится к массовому отношению пара для распыливания к нефтяному сырью.
Все патентные и непатентные документы, цитируемые в настоящем документе, включая, помимо прочего, учебники и журнальные статьи, таким образом включены ссылкой во всей их полноте.
Как описано выше, настоящая заявка обеспечивает способ каталитического крекинга, предусматривающий стадии:
a) обеспечения нефтяного сырья для каталитического крекинга с содержанием полициклических нафтенов более чем приблизительно 25 масс. % в пересчете на массу нефтяного сырья для каталитического крекинга;
b) контакта нефтяного сырья для каталитического крекинга с катализатором каталитического крекинга в реакторе каталитического крекинга и подвергания смеси действию последовательно первой реакции каталитического крекинга и второй реакции каталитического крекинга при различных условиях реакции с получением продукта каталитического крекинга;
c) разделения полученного продукта каталитического крекинга с получением фракции сжиженного газа, содержащей изобутан, и фракции бензина, содержащей легкие ароматические соединения; и
d) необязательно извлечения изобутана из фракции сжиженного газа и/или извлечения легких ароматических соединений из фракции бензина.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления нефтяное сырье для каталитического крекинга имеет содержание полициклических нафтенов более чем приблизительно 40 масс. %, и чем содержание выше, тем лучше.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления разделение на стадии с) также дает фракцию легкого рециклового газойля, фракцию тяжелого рециклового газойля и необязательно тяжелый остаток, и способ дополнительно предусматривает стадии:
e) подвергания, по меньшей мере, части фракции легкого рециклового газойля, фракции тяжелого рециклового газойля и необязательно тяжелого остатка, полученных на стадии с), гидрообработке с получением гидрированного «хвостового» масла; и
f) рециркуляции, по меньшей мере, части полученного гидрированного «хвостового» масла в реактор каталитического крекинга.
-1
-1
-1
-1
3
3
3
3
3
3
3
3
-1
-1
3
3
3
3
В таких предпочтительных вариантах осуществления указанную гидрообработку на стадии е) используют для получения гидрированного «хвостового» масла (также называемого гидрированным дистиллятным маслом), обогащенного полициклическими нафтенами. Предпочтительно гидрообработку можно проводить при следующих условиях: парциальное давление водорода от приблизительно 6,0 МПа до приблизительно 30,0 МПа, предпочтительно от приблизительно 8 МПа до приблизительно 20 МПа, температура реакции от приблизительно 300°С до приблизительно 450°С, предпочтительно от приблизительно 330°С до приблизительно 430°С, часовая объемная скорость жидкости (LHSV) от приблизительно 0,1 ч до приблизительно 10,0 ч, предпочтительно от приблизительно 0,2 ч до приблизительно 5 ч, и объемное отношение водорода к нефти от приблизительно 300 нм/м до приблизительно 3000 нм/м, предпочтительно от приблизительно 500 нм/м до приблизительно 2500 нм/м. Например, гидрообработку можно проводить при следующих условиях: парциальное давление водорода от приблизительно 8 МПа до приблизительно 20 МПа, температура реакции от приблизительно 330°С до приблизительно 430°С, часовая объемная скорость жидкости от приблизительно 0,2 ч до приблизительно 5 ч и объемное отношение водорода к нефти от приблизительно 500 нм/м до приблизительно 2500 нм/м.
Также предпочтительно гидрообработку можно проводить в присутствии катализатора гидрообработки, который может содержать активный компонент для гидрообработки, который можно выбирать из группы, состоящей из неблагородных металлов группы VIB, неблагородных металлов группы VIII и их комбинаций, и носитель, который можно выбирать из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния, аморфного диоксида кремния-оксида алюминия и их комбинаций. Предпочтительно неблагородный металл группы VIII находится в количестве от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 99 масс. %, предпочтительно от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 60 масс. %, в пересчете на оксид и на основе массы катализатора гидрообработки; и/или неблагородный металл группы VIB находится в количестве от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 99 масс. %, предпочтительно от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 70 масс. %. Предпочтительно неблагородный металл группы VIII представляет собой кобальт и/или никель, а неблагородный металл группы VIB представляет собой молибден и/или вольфрам. Катализатор гидрообработки показывает превосходные рабочие характеристики при гидрировании с насыщением ароматических соединений и может использоваться для эффективной конверсии ароматических соединений во фракции легкого рециклового газойля, фракции тяжелого рециклового газойля и тяжелом остатке в нафтены посредством гидрирования с насыщением, чтобы обеспечить сырье для способа каталитического крекинга согласно настоящей заявке.
В таких предпочтительных вариантах осуществления тяжелый остаток, полученный при реакции каталитического крекинга, можно необязательно направлять в систему фильтрации тяжелого остатка, затем направлять в установку гидрирования для гидрирования с насыщением и, по меньшей мере, частично рециркулировать в реактор каталитического крекинга, или, альтернативно, полученный тяжелый остаток можно непосредственно выводить из устройства.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления указанная стадия а) дополнительно предусматривает подвергание исходного нефтяного сырья с содержанием полициклических нафтенов не более чем приблизительно 25 масс. % предварительной обработке с получением нефтяного сырья для каталитического крекинга с содержанием полициклических нафтенов более чем приблизительно 25 масс. %, предпочтительно более чем приблизительно 40 масс. %.
Например, исходное нефтяное сырье с содержанием полициклических нафтенов не более чем приблизительно 25 масс. % может представлять собой нефтяное сырье с общим содержанием полициклических нафтенов и полициклических ароматических соединений более чем приблизительно 25 масс. %. В этом случае исходное нефтяное сырье можно подвергать гидрообработке для превращения полициклических ароматических соединений в полициклические нафтены посредством гидрирования с насыщением, чтобы можно было получить нефтяное сырье для каталитического крекинга с содержанием полициклических нафтенов более чем приблизительно 25 масс. %.
-1
-1
-1
-1
3
3
3
3
3
3
3
3
Предпочтительно гидрообработку можно проводить при следующих условиях: парциальное давление водорода от приблизительно 6,0 МПа до приблизительно 30,0 МПа, предпочтительно от приблизительно 8 МПа до приблизительно 20 МПа, температура реакции от приблизительно 300°С до приблизительно 450°С, предпочтительно от приблизительно 330°С до приблизительно 430°С, часовая объемная скорость жидкости от приблизительно 0,1 ч до приблизительно 10,0 ч, предпочтительно от приблизительно 0,2 ч до приблизительно 5 ч, и объемное отношение водорода к нефти от приблизительно 300 нм/м до приблизительно 3000 нм/м, предпочтительно от приблизительно 500 нм/м до приблизительно 2500 нм/м.
Также предпочтительно гидрообработку можно проводить в присутствии катализатора гидрообработки, который может содержать активный компонент для гидрообработки, который можно выбирать из группы, состоящей из неблагородных металлов группы VIB, неблагородных металлов группы VIII и их комбинаций, и носитель, который можно выбирать из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния, аморфного диоксида кремния-оксида алюминия и их комбинаций. Предпочтительно неблагородный металл группы VIII находится в количестве от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 99 масс. %, предпочтительно от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 60 масс. %, в пересчете на оксид и на основе массы катализатора гидрообработки; и/или неблагородный металл группы VIB находится в количестве от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 99 масс. %, предпочтительно от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 70 масс. %. Предпочтительно неблагородный металл группы VIII представляет собой кобальт и/или никель, а неблагородный металл группы VIB представляет собой молибден и/или вольфрам.
Альтернативно, исходное нефтяное сырье с содержанием полициклических нафтенов не более чем приблизительно 25 масс. % можно подвергать экстракции ароматических соединений, а затем необязательно гидрообработке, как описано выше. Например, исходное нефтяное сырье можно разделять на нефтяной рафинат, обогащенный полициклическими нафтенами, и нефтяной экстракт, обогащенный полициклическими ароматическими соединениями путем экстракции ароматических соединений; нефтяной экстракт можно необязательно дополнительно подвергать гидроочистке для насыщения полициклических ароматических соединений, содержащихся в ней, с получением полициклических нафтенов.
В таких вариантах осуществления экстракцию ароматических соединений можно проводить способом, хорошо известным специалистам в данной области. Предпочтительно экстракцию ароматических соединений можно проводить при следующих условиях: температура от приблизительно 50°С до приблизительно 70°С, массовое отношение растворителя к сырью от приблизительно 0,5 до приблизительно 2, растворитель, выбранный из группы, состоящей из фурфураля, диметилсульфоксида, диметилформамида, моноэтаноламина, этиленгликоля и 1,2-пропандиола, и их комбинаций.
Нефтяное сырье для каталитического крекинга, подходящее для использования в способе, описанном в настоящем документе, может быть любым нефтяным сырьем с содержанием полициклических нафтенов более чем приблизительно 25 масс. %, предпочтительно более чем приблизительно 40 масс. %; исходное нефтяное сырье, подходящее для использования в способе, описанном в настоящем документе, может быть любым нефтяным сырьем, которое может иметь содержание полициклических нафтенов более чем приблизительно 25 масс. %, предпочтительно более чем приблизительно 40 масс. %, после указанной предварительной обработки. Например, нефтяное сырье для каталитического крекинга или исходное нефтяное сырье можно выбирать из группы, состоящей из глубоко гидрированного легкого рециклового газойля, газойля коксования (CGO) из установки замедленного коксования, легкого рециклового газойля каталитического крекинга (LCO), тяжелого рециклового газойля каталитического крекинга (НСО), газойля FCC (каталитического крекинга с взвешенным катализатором) (FGO), тяжелого остатка, дизельного топлива гидрокрекинга, дизельного топлива от гидрокрекинга мазута, дизельного топлива от гидрокрекинга парафинового масла, биодизеля, дизельной фракции сланцевого масла, дизельной фракции от ожижения угля, масла верхнего погона от дистилляции под атмосферным давлением, дистиллятного масла, экстрагированного из колонны дистилляции под атмосферным давлением, прямогонного вакуумного газойля, гидрированного парафинового масла, газойля коксования, деасфальтированного масла (DAO), нефтяного экстракта, нефтяного рафината, мазута, гудрона, гидрированных «хвостовых» масел, полученных из вышеуказанного нефтяного сырья посредством гидрирования, и их комбинаций.
В способе, описанном в настоящем документе, первую и вторую реакции каталитического крекинга можно проводить способом, хорошо известным специалистам в данной области, при различных условиях реакции, причем первая реакция каталитического крекинга предусматривает главным образом реакцию крекинга, а вторая реакция каталитического крекинга предусматривает главным образом реакцию селективного переноса водорода, реакцию изомеризации и реакцию ароматизации. Предпочтительно первую реакцию каталитического крекинга можно проводить при следующих условиях: температура реакции от приблизительно 520°С до приблизительно 620°С, предпочтительно от приблизительно 530°С до 600°С; время реакции от приблизительно 0,5 секунды до приблизительно 3,0 секунд, предпочтительно от приблизительно 0,8 секунды до приблизительно 2,0 секунд; массовое отношение катализатора к нефти от приблизительно 3:1 до приблизительно 15:1, предпочтительно от приблизительно 4:1 до приблизительно 12:1; отношение воды к нефти от приблизительно 0,03:1 до приблизительно 0,3:1, предпочтительно от приблизительно 0,05:1 до приблизительно 0,3:1; давление от 130 кПа до 450 кПа; и/или вторую реакцию каталитического крекинга можно проводить при следующих условиях: температура реакции от приблизительно 480°С до приблизительно 600°С, предпочтительно от приблизительно 500°С до приблизительно 550°С, или от приблизительно 420°С до приблизительно 530°С, предпочтительно от приблизительно 460°С до приблизительно 510°С; время реакции от приблизительно 2 секунд до приблизительно 30 секунд, предпочтительно от приблизительно 3 секунд до приблизительно 15 секунд; массовое отношение катализатора к нефти от приблизительно 3:1 до приблизительно 18:1, предпочтительно от приблизительно 4:1 до приблизительно 15:1; отношение воды к нефти от приблизительно 0,03:1 до приблизительно 0,3:1, предпочтительно от приблизительно 0,05:1 до приблизительно 0,3:1; и давление от 130 кПа до 450 кПа.
Реактор каталитического крекинга, подходящий для использования в способе, описанном в настоящем документе, может быть любым реактором каталитического крекинга, известным специалистам в данной области, при условии, что первую и вторую реакции каталитического крекинга можно проводить в нем при различных условиях реакции. Например, реактор каталитического крекинга может быть обычным лифт-реактором, лифт-реактором с равной линейной скоростью, состоящим из двух частей с различными диаметрами лифт-реактором, реактором с псевдоожиженным слоем или сложным реактором, состоящим из обычного лифт-реактора и псевдоожиженного слоя, и предпочтительно состоящим из двух частей с различными диаметрами лифт-реактором.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления реактор каталитического крекинга представляет собой состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, который содержит секцию предварительного подъема, первую реакционную зону, вторую реакционную зону и зону выпуска, расположенные последовательно снизу вверх в вертикальном направлении и которые являются соосными и находящимися в связи по жидкой среде, в котором горизонтальный трубопровод, соединяющийся с устройством разделения, обеспечен в конце зоны выпуска, внутренний диаметр первой реакционной зоны меньше, чем у второй реакционной зоны, внутренний диаметр второй реакционной зоны больше, чем у зоны выпуска, катализатор каталитического крекинга подается в секцию предварительного подъема, нефтяное сырье для каталитического крекинга подается в нижнюю часть первой реакционной зоны, первую реакцию каталитического крекинга проводят в первой реакционной зоне, а вторую реакцию каталитического крекинга проводят во второй реакционной зоне.
В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор имеет общую высоту (включая секцию предварительного подъема, первую реакционную зону, вторую реакционную зону и зону выпуска) от приблизительно 10 метров до приблизительно 60 метров. Секция предварительного подъема может иметь такой же диаметр, что у обычного лифт-реактора, который обычно составляет от приблизительно 0,2 метра до приблизительно 5 метров, и может иметь высоту от приблизительно 5% до приблизительно 20% от общей высоты реактора. Первая реакционная зона имеет конструкцию, аналогичную обычному лифт-реактору, и может иметь диаметр, равный или несколько больше, чем у секции предварительного подъема, отношение диаметра первой реакционной зоны к диаметру секции предварительного подъема составляет от приблизительно 1:1 до приблизительно 2:1, а высота первой реакционной зоны составляет от приблизительно 10% до приблизительно 30% от общей высоты реактора. После того как нефтяное сырье и катализатор смешиваются в этой зоне, первичная реакция крекинга происходит при более высокой температуре реакции и более высоком отношении катализатора к нефти в течение более короткого времени реакции (обычно от приблизительно 0,5 секунды до приблизительно 3,0 секунд). Вторая реакционная зона имеет диаметр больше, чем у первой реакционной зоны, с отношением диаметра второй реакционной зоны к диаметру первой реакционной зоны от приблизительно 1,5:1 до приблизительно 5,0:1, имеет высоту от приблизительно 10% до приблизительно 60% от общей высоты реактора и играет роль в снижении расхода нефтяного газа и катализатора и снижении температуры реакции, чтобы они главным образом подвергались реакции селективного переноса водорода, реакции изомеризации и реакции ароматизации. Время реакции нефтяного газа в реакционной зоне может быть достаточно большим, например, от приблизительно 2 секунд до 30 секунд. Отношение диаметра зоны выпуска к диаметру первой реакционной зоны составляет от приблизительно 0,8:1 до приблизительно 1,5:1, а высота зоны выпуска составляет от приблизительно 0% до приблизительно 50% от общей высоты реактора. Соединительная часть между первой реакционной зоной и второй реакционной зоной имеет форму круглого усеченного конуса с углом а при вершине его продольного сечения в виде равнобедренной трапеции от приблизительно 30 градусов до приблизительно 80 градусов; а соединительная часть между второй реакционной зоной и зоной выпуска имеет форму круглого усеченного конуса, с углом р при вершине его продольного сечения в виде равнобедренной трапеции от приблизительно 45 градусов до приблизительно 85 градусов. Способ снижения температуры реакции во второй реакционной зоне может предусматривать введение закалочной среды через соединение между этой зоной и первой реакционной зоной и/или отвод части тепла путем обеспечения охлаждающего устройства в этой зоне, при этом достигая целей подавления вторичной реакции крекинга и усиления реакции изомеризации и реакции переноса водорода. Закалочную среду можно выбирать из группы, состоящей из охлаждающего средства, охлажденного регенерированного катализатора, охлажденного полурегенерированного катализатора и их комбинаций. Охлаждающее средство можно выбирать из группы, состоящей из сжиженного газа, неочищенного бензина, стабилизированного бензина, фракции легкого рециклового газойля, фракции тяжелого рециклового газойля, воды и их комбинаций; охлажденный регенерированный катализатор и охлажденный полурегенерированный катализатор можно получать путем воздействия на отработанный катализатор двухступенчатой регенерации и одноступенчатой регенерации, соответственно, а затем охлаждения. Регенерированный катализатор обычно имеет содержание углерода приблизительно 0,1 масс. % или менее, предпочтительно приблизительно 0,05 масс. % или менее, а полурегенерированный катализатор обычно имеет содержание углерода от приблизительно 0,1 масс. % до приблизительно 0,9 масс. %, предпочтительно от приблизительно 0,15 масс. % до приблизительно 0,7 масс. %. Если обеспечивается охлаждающее устройство, оно может иметь высоту от приблизительно 50% до приблизительно 90% высоты второй реакционной зоны.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления зона соединения между первой реакционной зоной и второй реакционной зоной снабжается по меньшей мере одним впускным отверстием для закалочной среды для введения закалочной среды; и/или вторая реакционная зона снабжается охлаждающим устройством, причем высота охлаждающего устройства составляет от приблизительно 50% до приблизительно 90% высоты второй реакционной зоны.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления закалочную среду выбирают из группы, состоящей из охлаждающего средства, охлажденного регенерированного катализатора, охлажденного полурегенерированного катализатора, свежего катализатора и их комбинаций; и охлаждающее средство выбирают из группы, состоящей из сжиженного газа, неочищенных бензинов, стабилизированных бензинов, легких рецикловых газойлей, тяжелых рецикловых газойлей, воды и их комбинаций.
Подходящие катализаторы каталитического крекинга для использования в способе, описанном в настоящем документе, могут быть хорошо известными специалистам в данной области. Например, катализатор каталитического крекинга может содержать активный компонент для крекинга и носитель; активный компонент для крекинга может содержать приблизительно 0-100 масс. %, предпочтительно приблизительно 10-90 масс. %, более предпочтительно приблизительно 20-40 масс. %, цеолита типа FAU и приблизительно 0-100 масс. %, предпочтительно приблизительно 10-90 масс. %, более предпочтительно приблизительно 60-80 масс. %, цеолита типа пентасил, причем общее количество цеолита типа FAU и цеолита типа пентасил составляет 100 масс. % в пересчете на массу сухого активного компонента для крекинга; цеолит типа FAU предпочтительно выбирают из группы, состоящей из цеолитов типа Y, цеолитов типа HY, ультрастабильных цеолитов типа Y и их комбинаций, цеолит типа пентасил предпочтительно выбирают из группы, состоящей из цеолитов ZSM-5, высококремнистых цеолитов, феррьеритов и их комбинаций, и цеолит типа пентасил может необязательно содержать редкоземельный элемент и/или фосфор.
В некоторых вариантах осуществления способа, описанного в настоящем документе, отработанный катализатор, полученный из катализатора каталитического крекинга после реакции, можно направлять в регенератор для регенерации посредством сжигания кокса, и регенерированный катализатор, полученный при регенерации, можно рециркулировать в реактор каталитического крекинга в качестве катализатора каталитического крекинга. Для улучшения реакции переноса водорода и реакции изомеризации во второй реакционной зоне, как показано на фиг. 1-3, часть отработанного катализатора в устройстве разделения можно необязательно направлять во вторую реакционную зону в качестве закалочной среды для активации получения изопарафинов и легких ароматических соединений.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления способа, описанного в настоящем документе, легкие ароматические соединения (ВТХ) можно извлекать из фракции бензина путем очистки экстракцией на стадии d). Очистку экстракцией можно проводить способом, хорошо известным специалистам в данной области. Например, очистку экстракцией можно проводить при следующих условиях: растворитель для экстракции, выбранный из группы, состоящей из сульфолана, диметилсульфоксида, N-формилморфолина, тетраэтиленгликоля, триэтиленгликоля, N-метилпиридинона и их комбинаций, температура от приблизительно 50°С до приблизительно 110°С и массовое отношение растворителя для экстракции к фракции бензина от приблизительно 2 до приблизительно 6.
В особенно предпочтительном варианте осуществления способ каталитического крекинга, описанный в настоящем документе, предусматривает стадии:
a) обеспечения нефтяного сырья для каталитического крекинга с содержанием полициклических нафтенов более чем приблизительно 25 масс. % в пересчете на массу нефтяного сырья для каталитического крекинга;
b) направления нефтяного сырья для каталитического крекинга в реактор каталитического крекинга для контакта с катализатором каталитического крекинга и подвергания смеси действию последовательно первой реакции каталитического крекинга и второй реакции каталитического крекинга при различных условиях реакции с получением продукта каталитического крекинга и отработанного катализатора;
c) разделения продукта каталитического крекинга с получением сухого газа, фракции сжиженного газа, фракции бензина, фракции легкого рециклового газойля, фракции тяжелого рециклового газойля и необязательно тяжелого остатка;
d) необязательно подвергания фракции бензина, полученной на стадии с), очистке экстракцией с получением легких ароматических соединений (таких как бензол, толуол и ксилол) и/или разделения фракции сжиженного газа, полученной на стадии с), с получением продукционных пропилена и изобутана;
e) необязательно направления фракции легкого рециклового газойля, фракции тяжелого рециклового газойля и необязательно тяжелого остатка, предпочтительно после фильтрации, полученных на стадии с), в установку гидрирования для контакта с катализатором гидрообработки и для проведения гидрообработки; и
f) необязательно подачи полученного гидрированного «хвостового» масла в реактор каталитического крекинга в качестве нефтяного сырья для каталитического крекинга.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления способа, описанного в настоящем документе, предварительно нагретое нефтяное сырье для каталитического крекинга подают в состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор через нижнюю часть первой реакционной зоны реактора для контакта с катализатором и главным образом проведения реакции крекинга; смесь нефтяного газа и катализатора, полученную после реакции, поднимают в нижнюю часть второй реакционной зоны реактора, необязательно приводят в контакт с охлажденным катализатором для главным образом проведения реакции переноса водорода и реакции изомеризации и выходящий поток реакции направляют в устройство разделения для разделения с получением нефтяного газа реакции (а именно продукта каталитического крекинга) и отработанного катализатора. Нефтяной газ реакции затем разделяют с получением продуктов реакции, включая сухой газ, фракцию сжиженного газа, фракцию бензина, фракцию легкого рециклового газойля, фракцию тяжелого рециклового газойля и тяжелый остаток. Необязательно фракцию легкого рециклового газойля, фракцию тяжелого рециклового газойля и/или тяжелый остаток и необязательно дистиллятное топливо из других технологических установок направляют в установку гидрирования для проведения гидрообработки в присутствии катализатора гидрообработки и полученное гидрированное «хвостовое» масло рециркулируют в лифт-реактор. Отработанный катализатор рециркулируют в лифт-реактор после отпарки и регенерации.
Такой вид предпочтительных вариантов осуществления настоящей заявки будет дополнительно описан со ссылкой на фиг. 1, но настоящее изобретение не ограничено ими.
Фиг. 1 схематически показывает типичный способ получения изобутана и бензина, обогащенного ароматическими соединениями, используя состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, в котором форма, размер и прочие характеристики оборудования и трубопроводов не ограничены фигурами, а должны определяться в связи с конкретными условиями.
Как показано на фиг. 1, пар для предварительного подъема вводят в секцию 2 предварительного подъема состоящего из двух частей с различными диаметрами лифт-реактора по трубопроводу 1, а горячий регенерированный катализатор направляют в секцию 2 предварительного подъема по наклонному трубопроводу 16 для регенерированного катализатора и поднимают при помощи пара для предварительного подъема. Нефтяное сырье для каталитического крекинга (например, дистиллятное масло из других технологических установок) из трубопровода 50 объединяют с гидрированным «хвостовым» маслом из трубопровода 41, направляют в секцию 2 предварительного подъема посредством трубопровода 4 вместе с распыленным паром из трубопровода 3, смешивают с горячим регенерированным катализатором и пропускают в первую реакционную зону 5 для проведения там первой реакции каталитического крекинга. Реакционный поток смешивают с охлаждающим средством из трубопровода 6 и/или охлажденным катализатором (не показан на фигурах) и пропускают во вторую реакционную зону 7 для второй реакции каталитического крекинга. Выходящий поток реакции пропускают в зону 8 выпуска, в которой линейная скорость потока может быть увеличена, чтобы выходящий поток реакции быстро проходил в устройство 9 разделения и циклонный разделитель 10 системы разделения газа и твердых веществ для разделения. Отделенный отработанный катализатор пропускают в отпарную колонну 12, затем в вертикальный трубопровод 14 для отработанного катализатора после отпарки и пропускают в регенератор 15 путем подъема воздухом из трубопровода 17 для регенерации посредством сжигания там кокса. Отходящий газ, полученный при разделении в циклонном разделителе 13, отводят из регенератора по трубопроводу 18, а горячий регенерированный катализатор рециркулируют в нижнюю часть лифт-реактора по наклонному трубопроводу 16 для регенерированного катализатора для повторного использования. Необязательно часть отработанного катализатора из устройства разделения можно направлять во вторую реакционную зону 7 в качестве закалочной среды. Отделенный нефтяной газ реакции направляют в систему 19 фракционирования по трубопроводу 11, и сухой газ, полученный фракционированием, отводят по трубопроводу 20; фракцию сжиженного газа направляют в следующую технологическую установку (не показана на фигурах) посредством трубопровода 21 для отделения изобутана; фракцию бензина предпочтительно направляют в установку 45 очистки экстракцией посредством трубопровода 22, и полученные бензол, толуол, ксилол и рафинат отводят по трубопроводу 46, трубопроводу 47, трубопроводу 48 и трубопроводу 49, соответственно; фракцию легкого рециклового газойля отводят по трубопроводу 23 и необязательно выводят из устройства каталитического крекинга по трубопроводу 52 или направляют в установку 31 гидрирования по трубопроводу 26; фракцию тяжелого рециклового газойля отводят по трубопроводу 24 и необязательно направляют в установку 31 гидрирования по трубопроводу 26; тяжелый остаток необязательно выводят из устройства по трубопроводу 25 или направляют в установку 31 гидрирования по трубопроводу 51 и трубопроводу 26. Поток из трубопровода 26 и водород из трубопровода 28 пропускают в установку 31 гидрирования для гидрообработки, продукт гидрирования направляют в разделитель 34 высокого давления и разделитель 35 низкого давления для разделения, жидкий продукт направляют во фракционирующую колонну 37 установки гидрирования для разделения посредством трубопровода 36 с получением газа, гидрированного бензина, гидрированного легкого рециклового газойля и гидрированного «хвостового» масла, которые отводят по трубопроводу 38, трубопроводу 39, трубопроводу 40 и трубопроводу 41, соответственно. Водород направляют в циклический компрессор 32 для водорода по трубопроводу 33 для сжатия, а затем рециркулируют в установку 31 гидрирования по трубопроводу 30, трубопроводу 29 и трубопроводу 28. Гидрированное «хвостовое» масло направляют по трубопроводу 41, а затем по трубопроводу 4 вместе с паром для распыливания из трубопровода 3 в секцию 2 предварительного подъема.
В другом виде предпочтительных вариантов осуществления способа, раскрытого в настоящем документе, исходное нефтяное сырье обрабатывают в установке гидрирования с получением гидрированного «хвостового» масла, которое затем подают в состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор в качестве нефтяного сырья для каталитического крекинга. Предварительно нагретое гидрированное «хвостовое» масло направляют в нижнюю часть первой реакционной зоны реактора для контакта с катализатором и главным образом проведения реакции крекинга, смесь нефтяного газа и катализатора, полученную после реакции, поднимают в нижнюю часть второй реакционной зоны реактора, необязательно приводят в контакт с охлажденным катализатором для главным образом проведения реакции переноса водорода и реакции изомеризации, выходящий поток реакции направляют в устройство разделения для разделения с получением нефтяного газа реакции и отработанного катализатора. Нефтяной газ реакции затем разделяют с получением продуктов реакции, включая сухой газ, фракцию сжиженного газа, фракцию бензина, фракцию легкого рециклового газойля, фракцию тяжелого рециклового газойля и тяжелый остаток. Необязательно фракцию легкого рециклового газойля, фракцию тяжелого рециклового газойля и/или тяжелый остаток и необязательно дистиллятное топливо из других технологических установок направляют в установку гидрирования для гидрообработки в присутствии катализатора гидрообработки, и полученное гидрированное «хвостовое» масло рециркулируют в лифт-реактор. Отработанный катализатор рециркулируют в лифт-реактор после отпарки и регенерации.
Такой вид предпочтительных вариантов осуществления настоящей заявки будет дополнительно описан со ссылкой на фиг. 2, но настоящее изобретение не ограничено ими.
Фиг. 2 схематически показывает другой типичный способ получения изобутана и бензина, обогащенного ароматическими соединениями, используя состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, в котором форма, размер и прочие характеристики оборудования и трубопроводов не ограничены фигурами, а должны определяться в связи с конкретными условиями.
Как показано на фиг. 2, пар для предварительного подъема вводят в секцию 2 предварительного подъема состоящего из двух частей с различными диаметрами лифт-реактора по трубопроводу 1, а горячий регенерированный катализатор направляют в секцию 2 предварительного подъема по наклонному трубопроводу 16 для регенерированного катализатора и поднимают при помощи пара для предварительного подъема. Исходное нефтяное сырье (например, дистиллятное масло из других технологических установок) по трубопроводу 27 пропускают в установку 31 гидрирования для гидрообработки вместе с водородом из трубопровода 28 и необязательно потоком из трубопровода 26, гидрированный продукт направляют в разделитель 34 высокого давления и разделитель 35 низкого давления для разделения, жидкий продукт направляют во фракционирующую колонну 37 установки гидрирования для разделения по трубопроводу 36 с получением газа, гидрированного бензина, гидрированного легкого рециклового газойля и гидрированного «хвостового» масла, которые отводят по трубопроводу 38, трубопроводу 39, трубопроводу 40 и трубопроводу 41, соответственно. Водород направляют в циклический компрессор 32 для водорода по трубопроводу 33 для сжатия, а затем рециркулируют в установку 31 гидрирования по трубопроводу 30, трубопроводу 29 и трубопроводу 28. Гидрированное «хвостовое» масло направляют в секцию 2 предварительного подъема в качестве нефтяного сырья для каталитического крекинга по трубопроводу 41 и трубопроводу 4 вместе с распыленным паром из трубопровода 3, смешанным с горячим регенерированным катализатором, а затем пропускают в первую реакционную зону 5 для проведения там первой реакции каталитического крекинга. Реакционный поток смешивают с охлаждающим средством из трубопровода 6 и/или охлажденным катализатором (не показан на фигурах) и пропускают во вторую реакционную зону 7 для второй реакции каталитического крекинга. Выходящий поток реакции пропускают в зону 8 выпуска, в которой линейная скорость потока может быть увеличена, чтобы выходящий поток реакции быстро проходил в устройство 9 разделения и циклонный разделитель 10 системы разделения газа и твердых веществ для разделения. Отделенный отработанный катализатор пропускают в отпарную колонну 12, затем в вертикальный трубопровод 14 для отработанного катализатора после отпарки и пропускают в регенератор 15 путем подъема воздухом из трубопровода 17 для регенерации посредством сжигания там кокса. Отходящий газ, полученный при разделении в циклонном разделителе 13, отводят из регенератора по трубопроводу 18, а горячий регенерированный катализатор рециркулируют в нижнюю часть лифт-реактора по наклонному трубопроводу 16 для регенерированного катализатора для повторного использования. Необязательно часть отработанного катализатора в устройстве разделения можно направлять во вторую реакционную зону 7 в качестве закалочной среды. Отделенный нефтяной газ реакции направляют в систему 19 фракционирования по трубопроводу 11, а сухой газ, полученный при фракционировании, отводят по трубопроводу 20; фракцию сжиженного газа направляют в следующую технологическую установку (не показана на фигурах) посредством трубопровода 21 для отделения изобутана; фракцию бензина предпочтительно направляют в установку 45 очистки экстракцией посредством трубопровода 22, и полученные бензол, толуол, ксилол и рафинат отводят по трубопроводу 46, трубопроводу 47, трубопроводу 48 и трубопроводу 49, соответственно; фракцию легкого рециклового газойля отводят по трубопроводу 23 и необязательно выводят из устройства каталитического крекинга по трубопроводу 52 или направляют в установку 31 гидрирования по трубопроводу 26; фракцию тяжелого рециклового газойля отводят по трубопроводу 24 и необязательно направляют в установку 31 гидрирования по трубопроводу 26; тяжелый остаток необязательно выводят из устройства по трубопроводу 25 или направляют в установку 31 гидрирования по трубопроводу 51 и трубопроводу 26. Поток из трубопровода 26 пропускают в установку 31 гидрирования для гидрообработки вместе с исходным нефтяным сырьем из трубопровода 27 и водородом из трубопровода 28.
В другом виде предпочтительных вариантов осуществления способа, описанного в настоящем документе, исходное нефтяное сырье обрабатывают в установке экстракции ароматических соединений с получением нефтяного экстракта, обогащенного полициклическими ароматическими соединениями, и нефтяного рафината, обогащенного полициклическими нафтенами. Нефтяной экстракт обрабатывают в установке гидрирования с получением гидрированного «хвостового» масла, и гидрированное «хвостовое» масло и нефтяной рафинат объединяют и подают в состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор в качестве нефтяного сырья для каталитического крекинга. Предварительно нагретое нефтяное сырье для каталитического крекинга направляют в нижнюю часть первой реакционной зоны реактора для контакта с катализатором и главным образом проведения реакции крекинга, смесь нефтяного газа и катализатора, полученную после реакции, поднимают в нижнюю часть второй реакционной зоны реактора, необязательно приводят в контакт с охлажденным катализатором для главным образом проведения реакции переноса водорода и реакции изомеризации, выходящий поток реакции направляют в устройство разделения для разделения с получением нефтяного газа реакции и отработанного катализатора. Нефтяной газ реакции затем разделяют с получением продуктов реакции, включая сухой газ, фракцию сжиженного газа, фракцию бензина, фракцию легкого рециклового газойля, фракцию тяжелого рециклового газойля и тяжелый остаток. Необязательно фракцию легкого рециклового газойля, фракцию тяжелого рециклового газойля и/или тяжелый остаток и необязательно дистиллятное топливо из других технологических установок направляют в установку гидрирования для гидрообработки в присутствии катализатора гидрообработки, и полученное гидрированное «хвостовое» масло рециркулируют в лифт-реактор. Отработанный катализатор рециркулируют в лифт-реактор после отпарки и регенерации.
Такой вид предпочтительных вариантов осуществления настоящей заявки будет дополнительно описан со ссылкой на фиг. 3, но настоящее изобретение не ограничено ими.
Фиг. 3 схематически показывает другой типичный способ получения изобутана и бензина, обогащенного ароматическими соединениями, используя состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, в котором форма, размер и прочие характеристики оборудования и трубопроводов не ограничены фигурами, а должны определяться в связи с конкретными условиями.
Как показано на фиг. 3, пар для предварительного подъема вводят в секцию 2 предварительного подъема состоящего из двух частей с различными диаметрами лифт-реактора по трубопроводу 1, а горячий регенерированный катализатор направляют в секцию 2 предварительного подъема по наклонному трубопроводу 16 для регенерированного катализатора и поднимают при помощи пара для предварительного подъема. Исходное нефтяное сырье (например, дистиллятное масло из других технологических установок) из трубопровода 43 пропускают в установку 42 экстракции ароматических соединений и экстрагируют с получением нефтяного экстракта, обогащенного полициклическими ароматическими соединениями, и нефтяного рафината, обогащенного полициклическими нафтенами. Нефтяной экстракт пропускают в установку 31 гидрирования для гидрообработки по трубопроводу 27 вместе с водородом из трубопровода 28 и необязательно потоком из трубопровода 26, продукт гидрирования направляют в разделитель 34 высокого давления и разделитель 35 низкого давления для разделения, жидкий продукт направляют во фракционирующую колонну 37 установки гидрирования для разделения с получением газа, гидрированного бензина, гидрированного легкого рециклового газойля и гидрированного «хвостового» масла, которые отводят по трубопроводу 38, трубопроводу 39, трубопроводу 40 и трубопроводу 41, соответственно. Водород направляют в циклический компрессор 32 для водорода по трубопроводу 33 для сжатия, а затем рециркулируют в установку 31 гидрирования по трубопроводу 30, трубопроводу 29 и трубопроводу 28. Гидрированное «хвостовое» масло и нефтяной рафинат из трубопровода 44 объединяют и подают в секцию 2 предварительного подъема по трубопроводу 41, трубопроводу 4 в качестве нефтяного сырья для каталитического крекинга вместе с распыленным паром из трубопровода 3, смешанным с горячим регенерированным катализатором, а затем пропускают в первую реакционную зону 5 для проведения там первой реакции каталитического крекинга. Реакционный поток смешивают с охлаждающим средством из трубопровода 6 и/или охлажденным катализатором (не показан на фигурах) и пропускают во вторую реакционную зону 7 для второй реакции каталитического крекинга. Выходящий поток реакции пропускают в зону 8 выпуска, в которой линейная скорость потока может быть увеличена, чтобы выходящий поток реакции быстро проходил в устройство 9 разделения и циклонный разделитель 10 системы разделения газа и твердых веществ для разделения. Отделенный отработанный катализатор пропускают в отпарную колонну 12, затем в вертикальный трубопровод 14 для отработанного катализатора после отпарки и пропускают в регенератор 15 путем подъема воздуха из трубопровода 17 для регенерации посредством сжигания там кокса. Отходящий газ, полученный при разделении в циклонном разделителе 13, отводят из регенератора по трубопроводу 18, а горячий регенерированный катализатор рециркулируют в нижнюю часть лифт-реактора по наклонному трубопроводу 16 для регенерированного катализатора для повторного использования. Необязательно часть отработанного катализатора в устройстве разделения можно направлять во вторую реакционную зону 7 в качестве закалочной среды. Отделенный нефтяной газ реакции направляют в систему 19 фракционирования по трубопроводу 11, и сухой газ, полученный фракционированием, отводят по трубопроводу 20; фракцию сжиженного газа направляют в последующую технологическую установку (не показана на фигурах) посредством трубопровода 21 для отделения изобутана; фракцию бензина предпочтительно направляют в установку 45 очистки экстракцией посредством трубопровода 22, и полученные бензол, толуол, ксилол и рафинат отводят по трубопроводу 46, трубопроводу 47, трубопроводу 48 и трубопроводу 49, соответственно; фракцию легкого рециклового газойля отводят по трубопроводу 23 и необязательно выводят из устройства каталитического крекинга по трубопроводу 52 или направляют в установку 31 гидрирования по трубопроводу 26; фракцию тяжелого рециклового газойля отводят по трубопроводу 24 и необязательно направляют в установку 31 гидрирования по трубопроводу 26; тяжелый остаток необязательно выводят из устройства по трубопроводу 25 или направляют в установку 31 гидрирования по трубопроводу 51 и трубопроводу 26. Поток из трубопровода 26 пропускают в установку 31 гидрирования для гидрообработки вместе с нефтяным экстрактом из трубопровода 27 и водородом из трубопровода 28.
В предпочтительном варианте осуществления настоящая заявка обеспечивает следующие технические решения.
А1. Способ каталитического крекинга для получения изобутана и легких ароматических соединений с высоким выходом, предусматривающий следующие стадии:
(1) подачи нефтяного сырья для каталитического крекинга в реактор каталитического крекинга для контакта с катализатором каталитического крекинга и подвергания смеси действию последовательно первой реакции каталитического крекинга и второй реакции каталитического крекинга при различных условиях реакции с получением продукта каталитического крекинга и отработанного катализатора; причем нефтяное сырье для каталитического крекинга имеет содержание полициклических нафтенов более чем приблизительно 25 масс. %;
(2) разделения полученного продукта каталитического крекинга с получением сухого газа, сжиженного газа, бензина, фракции легкого рециклового газойля, фракции тяжелого рециклового газойля и необязательно тяжелого остатка;
(3) необязательно направления фракции легкого рециклового газойля, фракции тяжелого рециклового газойля и тяжелого остатка, полученных на стадии (2), в установку гидрирования для контакта с катализатором гидрообработки и проведения селективной гидрообработки с получением гидрированного «хвостового» масла и направления гидрированного «хвостового» масла в реактор каталитического крекинга в качестве нефтяного сырья для каталитического крекинга;
(4) необязательно подвергания бензина, полученного на стадии (2), очистке экстракцией с получением легких ароматических соединений.
А2. Способ по п. А1, в котором нефтяное сырье для каталитического крекинга имеет содержание полициклических нафтенов более чем приблизительно 40 масс. %.
A3. Способ по п. А1, в котором нефтяное сырье для каталитического крекинга представляет собой по меньшей мере одно дистиллятное масло первичной обработки и/или сырье вторичной обработки, выбранное из группы, состоящей из глубоко гидрированного легкого рециклового газойля, газойля коксования из установки замедленного коксования, легкого рециклового газойля каталитического крекинга, тяжелого рециклового газойля каталитического крекинга, газойля FCC, тяжелого остатка, дизельного топлива гидрокрекинга, дизельного топлива от гидрокрекинга мазута, дизельного топлива от гидрокрекинга парафинового масла, биодизеля, дизельной фракции сланцевого масла, дизельной фракции от ожижения угля, масла верхнего погона от дистилляции под атмосферным давлением, дистиллятного масла, экстрагированного из колонны дистилляции под атмосферным давлением, прямогонного вакуумного газойля, гидрированного парафинового масла, газойля коксования, деасфальтированного масла, нефтяного экстракта, нефтяного рафината, мазута, гудрона и/или гидрированного «хвостового» масла, полученного по меньшей мере из одного дистиллятного масла первичной обработки и/или сырья вторичной обработки посредством гидрирования.
А4. Способ по п. A3, в котором в случае, когда сырье вторичной обработки имеет содержание полициклических нафтенов не более чем приблизительно 25 масс. %, способ дополнительно предусматривает подвергание сырья вторичной обработки экстракции ароматических соединений и/или указанной селективной гидрообработке, а затем использования его в качестве нефтяного сырья для каталитического крекинга.
А5. Способ по п. А1, в котором первую реакцию каталитического крекинга проводят при следующих условиях: температура реакции от приблизительно 520°С до приблизительно 620°С, время реакции от приблизительно 0,5 секунды до приблизительно 3,0 секунд и массовое отношение катализатора к нефти от приблизительно 3:1 до приблизительно 15:1; и
вторую реакцию каталитического крекинга проводят при следующих условиях: температура реакции от приблизительно 420°С до приблизительно 530°С, время реакции от приблизительно 2 секунд до приблизительно 30 секунд и массовое отношение катализатора к нефти от приблизительно 3:1 до приблизительно 18:1.
А6. Способ по п. А1, в котором первую реакцию каталитического крекинга проводят при следующих условиях: температура реакции от приблизительно 530°С до 600°С, время реакции от приблизительно 0,8 секунды до приблизительно 2,0 секунд и массовое отношение катализатора к нефти от приблизительно 4:1 до приблизительно 12:1;
вторую реакцию каталитического крекинга проводят при следующих условиях: температура реакции от приблизительно 460°С до приблизительно 510°С, время реакции от приблизительно 3 секунд до приблизительно 15 секунд и массовое отношение катализатора к нефти от приблизительно 4:1 до приблизительно 15:1.
А7. Способ по п. А1, в котором реактор каталитического крекинга представляет собой состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, реактор с псевдоожиженным слоем или сложный реактор, состоящий из обычного лифт-реактора и псевдоожиженного слоя.
А8. Способ по п. А7, в котором состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор последовательно снабжен секцией предварительного подъема, первой реакционной зоной, второй реакционной зоной и зоной выпуска снизу вверх в вертикальном направлении, которые являются соосными и находятся в связи по жидкой среде, горизонтальный трубопровод, соединяющийся с устройством разделения, обеспечен на конце зоны выпуска, внутренний диаметр первой реакционной зоны меньше, чем у второй реакционной зоны, внутренний диаметр второй реакционной зоны больше, чем у зоны выпуска, общая высота состоящего из двух частей с различными диаметрами лифт-реактора составляет приблизительно 10-60 м, катализатор каталитического крекинга подают в секцию предварительного подъема, нефтяное сырье для каталитического крекинга подают в нижнюю часть первой реакционной зоны, первую реакцию каталитического крекинга проводят в первой реакционной зоне, а вторую реакцию каталитического крекинга проводят во второй реакционной зоне.
А9. Способ по п. А8, в котором соединительная область между первой и второй реакционными зонами снабжена по меньшей мере одним впускным отверстием для закалочной среды для ввода закалочной среды; и/или
вторая реакционная зона снабжена охлаждающим устройством, причем высота охлаждающего устройства составляет от приблизительно 50% до приблизительно 90% высоты второй реакционной зоны.
А10. Способ по п. А9, в котором закалочную среду выбирают из группы, состоящей из охлаждающего средства, охлажденного регенерированного катализатора, охлажденного полурегенерированного катализатора, свежего катализатора и их комбинаций, и причем охлаждающее средство выбирают из группы, состоящей из сжиженного газа, неочищенных бензинов, стабилизированных бензинов, фракций легких рецикловых газойлей, фракций тяжелых рецикловых газойлей, воды и их комбинаций.
A11. Способ по п. А1, в котором катализатор каталитического крекинга содержит активный компонент для крекинга и носитель; активный компонент для крекинга содержит цеолит типа FAU, находящийся в количестве 0-100 масс. %, предпочтительно 10-90 масс. %, и цеолит типа пентасил, находящийся в количестве 0-100 масс. %, предпочтительно 10-90 масс. %, в пересчете на сухое вещество; цеолит типа FAU выбирают из группы, состоящей из цеолитов типа Y, цеолитов типа HY, ультрастабильных цеолитов типа Y и их комбинаций, цеолит типа пентасил выбирают из группы, состоящей из цеолитов ZSM-5, высококремнистых цеолитов, феррьеритов и их комбинаций, и цеолит типа пентасил может содержать или может не содержать редкоземельный элемент и/или фосфор.
-1
-1
3
3
3
3
А12. Способ по п. А1 или п. А4, в котором селективную гидрообработку проводят при следующих условиях: парциальное давление водорода от 10,0 МПа до 30,0 МПа, температура реакции от 300°С до 500°С, часовая объемная скорость жидкости от приблизительно 0,1 ч до приблизительно 10,0 ч и объемное отношение водорода к нефти от 100 нм/м до 1500 нм/м.
А13. Способ по п. А1 или п. А4, в котором катализатор гидрообработки содержит активный компонент для гидрообработки, который выбирают из группы, состоящей из неблагородных металлов группы VIB, неблагородных металлов группы VIII и их комбинаций, а носитель выбирают из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния, аморфного диоксида кремния-оксида алюминия и их комбинаций.
А14. Способ по п. А1, в котором очистку экстракцией стадии (4) проводят при следующих условиях: растворитель для экстракции, выбранный из группы, состоящей из сульфолана, диметилсульфоксида, N-формилморфолина, тетраэтиленгликоля, триэтиленгликоля, N-метилпиридина и их комбинаций, температура приблизительно 50-110°С и массовое отношение растворителя для экстракции к бензину приблизительно 2-6.
А15. Способ по п. А4, в котором экстракцию ароматических соединений проводят при следующих условиях: температура от приблизительно 50°С до приблизительно 70°С, массовое отношение растворителя к сырью от приблизительно 0,5 до приблизительно 2, растворитель, выбранный из группы, состоящей из фурфураля, диметилсульфоксида, диметилформамида, моноэтаноламина, этиленгликоля, 1,2-пропандиола и их комбинаций.
-1
-1
3
3
3
3
-1
-1
3
3
3
3
А16. Способ по п. А1 или п. А4, в котором селективную гидрообработку проводят при следующих условиях: парциальное давление водорода от приблизительно 6,0 МПа до приблизительно 30,0 МПа, температура реакции от приблизительно 300°С до приблизительно 450°С, часовая объемная скорость жидкости от приблизительно 0,1 ч до приблизительно 10,0 ч и объемное отношение водорода к нефти от приблизительно 300 нм/м до приблизительно 3000 нм/м; предпочтительно парциальное давление водорода от приблизительно 8 МПа до приблизительно 20 МПа, температура реакции от приблизительно 330°С до приблизительно 430°С, часовая объемная скорость жидкости от приблизительно 0,2 ч до приблизительно 5 ч и объемное отношение водорода к нефти от приблизительно 500 нм/м до приблизительно 2500 нм/м.
В1. Способ каталитического крекинга, предусматривающий следующие стадии:
a) обеспечения нефтяного сырья для каталитического крекинга с содержанием полициклических нафтенов более чем приблизительно 25 масс. %, предпочтительно более чем приблизительно 40 масс. %, в пересчете на массу нефтяного сырья для каталитического крекинга;
b) контакта нефтяного сырья для каталитического крекинга с катализатором каталитического крекинга в реакторе каталитического крекинга и подвергания смеси действию последовательно первой реакции каталитического крекинга и второй реакции каталитического крекинга при различных условиях реакции с получением продукта каталитического крекинга;
c) разделения полученного продукта каталитического крекинга с получением фракции сжиженного газа, содержащей изобутан, и фракции бензина, содержащей легкие ароматические соединения; и
d) необязательно извлечения изобутана из фракции сжиженного газа и/или извлечения легких ароматических соединений из фракции бензина.
82. Способ по п. В1, в котором разделение на стадии с) также дает фракцию легкого рециклового газойля, фракцию тяжелого рециклового газойля и необязательно тяжелый остаток, и способ дополнительно предусматривает стадии:
e) подвергания, по меньшей мере, части фракции легкого рециклового газойля, фракции тяжелого рециклового газойля и необязательно тяжелого остатка, полученных на стадии с), гидрообработке с получением гидрированного «хвостового» масла; и
f) рециркуляции, по меньшей мере, части полученного гидрированного «хвостового» масла в реактор каталитического крекинга.
83. Способ по п. В1 или п. В2, в котором стадия а) дополнительно предусматривает подвергание исходного нефтяного сырья с содержанием полициклических нафтенов не более чем приблизительно 25 масс. % предварительной обработке с получением нефтяного сырья для каталитического крекинга с содержанием полициклических нафтенов более чем приблизительно 25 масс. %, предпочтительно более чем приблизительно 40 масс. %.
84. Способ по п. В3, в котором предварительная обработка включает экстракцию ароматических соединений и/или гидрообработку.
-1
3
3
3
3
85. Способ по п. В2 или п. В4, в котором гидрообработку стадии е) и/или гидрообработку, выполняемую как предварительная обработка, проводят при следующих условиях: парциальное давление водорода от приблизительно 6,0 до приблизительно 30,0 МПа; температура реакции от приблизительно 300°С до приблизительно 450°С; часовая объемная скорость жидкости от приблизительно 0,1 ч до приблизительно 10,0 ч" 1; объемное отношение водорода к нефти от приблизительно 300 нм/м до приблизительно 3000 нм/м.
-1
-1
3
3
3
3
86. Способ по п. В2 или п. В4, в котором гидрообработку стадии е) и/или гидрообработку, выполняемую как предварительная обработка, проводят при следующих условиях: парциальное давление водорода от приблизительно 8 МПа до приблизительно 20 МПа; температура реакции от приблизительно 330°С до приблизительно 430°С; часовая объемная скорость жидкости от приблизительно 0,2 ч до приблизительно 5 ч; объемное отношение водорода к нефти от приблизительно 500 нм/м до приблизительно 2500 нм/м.
87. Способ по любому из пп. В4-В6, в котором гидрообработку стадии е) и/или гидрообработку, выполняемую как предварительная обработка, проводят в присутствии катализатора гидрообработки, содержащего активный компонент для гидрообработки, предпочтительно выбранный из группы, состоящей из неблагородных металлов группы VIB, неблагородных металлов группы VIII и их комбинаций, и носитель, предпочтительно выбранный из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния, аморфного диоксида кремния-оксида алюминия и их комбинаций.
88. Способ по любому из пп. В4-В6, в котором экстракцию ароматических соединений проводят при следующих условиях: температура от приблизительно 50°С до приблизительно 70°С, массовое отношение растворителя к сырью приблизительно 0,5-2 и растворитель, выбранный из группы, состоящей из фурфураля, диметилсульфоксида, диметилформамида, моноэтаноламина, этиленгликоля, 1,2-пропандиола и их комбинаций.
89. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором сырьевую нефть для каталитического крекинга или исходную сырьевую нефть выбирают из группы, состоящей из глубоко гидрированного легкого рециклового газойля, газойля коксования из установки замедленного коксования, легкого рециклового газойля каталитического крекинга, тяжелого рециклового газойля каталитического крекинга, газойля FCC, тяжелого остатка, дизельного топлива гидрокрекинга, дизельного топлива от гидрокрекинга мазута, дизельного топлива от гидрокрекинга парафинового масла, биодизеля, дизельной фракции сланцевого масла, дизельной фракции от ожижения угля, масла верхнего погона от дистилляции под атмосферным давлением, дистиллятного масла, экстрагированного из колонны дистилляции под атмосферным давлением, прямогонного вакуумного газойля, гидрированного парафинового масла, газойля коксования, деасфальтированного масла, нефтяного экстракта, нефтяного рафината, мазута, гудрона, гидрированных «хвостовых» масел, полученных из вышеуказанного нефтяного сырья посредством гидрирования, и их комбинаций.
В10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором:
первую реакцию каталитического крекинга проводят при следующих условиях: температура реакции от приблизительно 520°С до приблизительно 620°С, время реакции от приблизительно 0,5 секунды до приблизительно 3,0 секунд и массовое отношение катализатора к нефти от приблизительно 3:1 до приблизительно 15:1;
вторую реакцию каталитического крекинга проводят при следующих условиях: температура реакции от приблизительно 480°С до приблизительно 600°С, время реакции от приблизительно 2 секунд до приблизительно 30 секунд; массовое отношение катализатора к нефти от приблизительно 3:1 до приблизительно 18:1.
В11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором:
первую реакцию каталитического крекинга проводят при следующих условиях: температура реакции от приблизительно 530°С до 600°С, время реакции от приблизительно 0,8 секунды до приблизительно 2,0 секунд и массовое отношение катализатора к нефти от приблизительно 4:1 до приблизительно 12:1; и
вторую реакцию каталитического крекинга проводят при следующих условиях: температура реакции от приблизительно 500°С до приблизительно 550°С, время реакции от приблизительно 3 секунд до приблизительно 15 секунд и массовое отношение катализатора к нефти от приблизительно 4:1 до приблизительно 15:1.
B12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором реактор каталитического крекинга представляет собой обычный лифт-реактор, лифт-реактор с равной линейной скоростью, состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, реактор с псевдоожиженным слоем или сложный реактор, состоящий из обычного лифт-реактора и псевдоожиженного слоя.
B13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором реактор каталитического крекинга представляет собой состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, причем состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор последовательно снабжен секцией предварительного подъема, первой реакционной зоной, второй реакционной зоной и зоной выпуска снизу вверх в вертикальном направлении, которые являются соосными и находятся в связи по жидкой среде, внутренний диаметр первой реакционной зоны меньше, чем у второй реакционной зоны, внутренний диаметр второй реакционной зоны больше, чем у зоны выпуска, катализатор каталитического крекинга подают в секцию предварительного подъема, нефтяное сырье для каталитического крекинга подают в нижнюю часть первой реакционной зоны, первую реакцию каталитического крекинга проводят в первой реакционной зоне, и вторую реакцию каталитического крекинга проводят во второй реакционной зоне.
B14. Способ по п. В13, в котором соединительная область между первой и второй реакционными зонами снабжена по меньшей мере одним впускным отверстием для закалочной среды для ввода закалочной среды; и/или
вторая реакционная зона снабжена охлаждающим устройством, причем высота охлаждающего устройства составляет от приблизительно 50% до приблизительно 90% высоты второй реакционной зоны.
B15. Способ по п. В14, в котором закалочную среду выбирают из группы, состоящей из охлаждающего средства, охлажденного регенерированного катализатора, охлажденного полурегенерированного катализатора, свежего катализатора и их комбинаций, причем охлаждающее средство выбирают из группы, состоящей из сжиженного газа, неочищенных бензинов, стабилизированных бензинов, легких рецикловых газойлей, тяжелых рецикловых газойлей, воды и их комбинаций.
B16. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором катализатор каталитического крекинга содержит активный компонент для крекинга и носитель; активный компонент для крекинга содержит приблизительно 0-100 масс. % цеолита типа FAU и приблизительно 0-100 масс. % цеолита типа пентасил, причем общее количество цеолита типа FAU и цеолита типа пентасил составляет 100 масс. % в пересчете на массу сухого вещества активного компонента для крекинга.
B17. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором катализатор каталитического крекинга содержит активный компонент для крекинга и носитель; активный компонент для крекинга содержит приблизительно 10-90 масс. % цеолита типа FAU и приблизительно 10-90 масс. % цеолита типа пентасил, причем общее количество цеолита типа FAU и цеолита типа пентасил составляет 100 масс. % в пересчете на массу сухого вещества активного компонента для крекинга.
B18. Способ по п. В16 или п. В17, в котором цеолит типа FAU выбирают из группы, состоящей из цеолитов типа Y, цеолитов типа HY, ультрастабильных цеолитов типа Y и их комбинаций; цеолит типа пентасил выбирают из группы, состоящей из цеолитов ZSM-5, высококремнистых цеолитов, феррьеритов и их комбинаций, необязательно содержащих редкоземельный элемент и/или фосфор.
B19. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадия d) дополнительно предусматривает извлечение легких ароматических соединений из фракции бензина посредством очистки экстракцией.
B20. Способ по п. В19, в котором очистку экстракцией проводят при следующих условиях: растворитель для экстракции, выбранный из группы, состоящей из сульфолана, диметилсульфоксида, N-формилморфолина, тетраэтиленгликоля, триэтиленгликоля, N-метилпиридинона и их комбинаций, температура от приблизительно 50°С до приблизительно 110°С и массовое отношение растворителя для экстракции к фракции бензина от приблизительно 2 до приблизительно 6.
Примеры
Настоящая заявка будет далее проиллюстрирована следующими примерами, но не должна рассматриваться как ограниченная ими.
Сырье и реагенты
Свойства нефтяного сырья, используемого в следующих примерах и сравнительных примерах, показаны в таблицах 1 и 2.
Катализатор каталитического крекинга IBA-1, используемый в следующих примерах и сравнительных примерах, содержит высококремнистый цеолит типа Y и цеолит типа ZRP в качестве активных компонентов для крекинга в массовом отношении 30 масс. % высококремнистого цеолита типа Y и 70 масс. % цеолита типа ZRP. Катализатор получали согласно следующей процедуре.
+
969 г галлуазита (доступного от China Kaolin Clay Co., Ltd., с содержанием твердых веществ 73%) суспендировали в 4300 г деионизированной воды, 781 г псевдобемита (доступного от Shandong Zibo Aluminum Plant, с содержанием твердых веществ 64%) и 144 мл соляной кислоты (с концентрацией 30% и удельной плотностью 1,56) добавляли и равномерно перемешивали, затем смесь оставляли выстаиваться при 60°С и состаривали в течение 1 часа, значение рН поддерживали в диапазоне от 2 до 4; смесь охлаждали до нормальной температуры, затем предварительно приготовленную суспензию, содержащую 800 г высококремнистого цеолита типа Y (в пересчете на сухое вещество) (доступного от подразделения Qilu Catalyst Factory компании Sinopec Catalyst Co., Ltd.) и 2000 г цеолита типа ZRP (доступного от подразделения Qilu Catalyst Factory компании Sinopec Catalyst Co., Ltd.), содержащую воду химической чистоты, добавляли и равномерно перемешивали, и полученное сушили распылением и отмывали от Naс получением катализатора. Катализатор, полученный таким образом, состаривали при 800°С в атмосфере 100% пара в течение 12 часов с получением катализатора IBA-1, физико-химические свойства которого показаны в таблице 3.
Все катализаторы каталитического крекинга, коммерчески доступные под названиями CGP-1, MLC-500 и DMMC-1, используемые в следующих примерах и сравнительных примерах, получали от подразделения Qilu Catalyst Factory компании Sinopec Catalyst Co., Ltd., и их физико-химические свойства показаны в таблице 3.
Как катализатор гидрообработки, коммерчески доступный под названием RN-32V, так и защитное средство, коммерчески доступное под названиями RG-30A, RG-30B, RG-1, используемые в следующих примерах и сравнительных примерах, получали от Sinopec Catalyst Co., Ltd., и норма загрузки катализатора гидрообработки и защитного средства в установке гидрирования составляла 95:5 по объему.
Метод измерения
-1
Микроактивность (МАТ) катализатора каталитического крекинга измеряли согласно стандартному методу RIPP 92-90 (см. «Petrochemical Analysis Methods (RIPP Test Methods)», edited by Cuiding YANG et al., Science Press, September 1990, First Edition, pages 263-268) при следующих условиях: 5,0 г катализатора; 1,56 г введенной нефти; время реакции 70 секунд; температура реакции 460°С; отношение катализатора к нефти 3,2 и объемная скорость 16 ч.
-2
0
2
0
Удельную площадь поверхности и общий объем пор катализатора каталитического крекинга измеряли при помощи прибора для статического измерения адсорбции азота AS-3, AS-6, изготовленного Quantachrome histruments, согласно следующей процедуре: образец помещали в систему обработки образца, вакуумировали при 300°С до давления 1,33×10 Па, выдерживали при температуре и под давлением в течение 4 часов с получением очищенного образца; величину адсорбции и величину десорбции азота на очищенном образце измеряли при температуре жидкого азота -196°С при условиях различных удельных давлений Р/Р с получением изотермической кривой адсорбции-десорбции N; а затем общую удельную площадь поверхности, удельную площадь микропор и удельную площадь мезопор рассчитывали при помощи двухпараметрического уравнения БЭТ, принимая величину адсорбции при удельном давлении Р/Р=0,98 или менее в качестве общего объема пор образца.
Пример 1-А
Следуя технологической схеме, показанной на фиг. 1, предварительно нагретое нефтяное сырье А для каталитического крекинга приводили в контакт с катализатором IBA-1 в состоящем из двух частей с различными диаметрами лифт-реакторе среднего размера, используемом в качестве устройства для каталитического крекинга для проведения реакции каталитического крекинга. Предварительно нагретое нефтяное сырье А подавали в состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, показанный на фиг. 1, приводили в контакт с горячим катализатором каталитического крекинга IBA-1 в первой реакционной зоне и второй реакционной зоне для проведения первой реакции каталитического крекинга и второй реакции каталитического крекинга в присутствии пара, и полученный продукт каталитического крекинга разделяли с получением сухого газа, сжиженного газа, обогащенного изобутаном, бензина, обогащенного ароматическими соединениями, легкого рециклового газойля и тяжелого рециклового газойля (без тяжелого остатка); легкий рецикловый газойль выводили из устройства, тяжелый рецикловый газойль рециркулировали в установку гидрирования для гидрообработки, и полученное гидрированное «хвостовое» масло А рециркулировали в лифт-реактор для реакции каталитического крекинга; отработанный катализатор направляли в регенератор после отпарки, а затем рециркулировали после регенерации посредством сжигания кокса. Свойства нефтяного сырья показаны в таблице 1, рабочие условия показаны в таблице 4, распределение продуктов показано в таблице 5, а свойства продукта, полученного из бензина путем очистки экстракцией, показаны в таблице 5.
Пример 1-В
Данный пример выполняли таким же образом, как описано в примере 1, используя обычный катализатор каталитического крекинга CGP-1. Предварительно нагретое нефтяное сырье А для каталитического крекинга подавали в состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, показанный на фиг.1, приводили в контакт с горячим катализатором каталитического крекинга CGP-1 в первой реакционной зоне и второй реакционной зоне для проведения первой реакции каталитического крекинга и второй реакции каталитического крекинга в присутствии пара, и полученный продукт каталитического крекинга разделяли с получением сухого газа, сжиженного газа, обогащенного изобутаном, бензина, обогащенного ароматическими соединениями, легкого рециклового газойля и тяжелого рециклового газойля (без тяжелого остатка); легкий рецикловый газойль выводили из устройства, тяжелый рецикловый газойль рециркулировали в установку гидрирования для гидрообработки, а полученное гидрированное «хвостовое» масло рециркулировали в лифт-реактор для реакции каталитического крекинга; отработанный катализатор направляли в регенератор после отпарки, а затем рециркулировали после регенерации посредством сжигания кокса. Свойства нефтяного сырья показаны в таблице 1, рабочие условия показаны в таблице 4, распределение продуктов показано в таблице 5, а свойства продукта, полученного из бензина путем очистки экстракцией, показаны в таблице 5.
Пример 1-С
Данный пример выполняли таким же образом, как описано в примере 1, используя обычный катализатор каталитического крекинга MLC-500. Предварительно нагретое нефтяное сырье А для каталитического крекинга подавали в обычный лифт-реактор, а закалочную среду вводили в среднюю часть обычного лифт-реактора с получением первой реакционной зоны в нижней части и второй реакционной зоны в верхней части. Нефтяное сырье А приводили в контакт с горячим катализатором каталитического крекинга MLC-500 в первой реакционной зоне и второй реакционной зоне для проведения первой реакции каталитического крекинга и второй реакции каталитического крекинга в присутствии пара, и полученный продукт каталитического крекинга разделяли с получением сухого газа, сжиженного газа, обогащенного изобутаном, бензина, обогащенного ароматическими соединениями, легкого рециклового газойля и тяжелого рециклового газойля (без тяжелого остатка); легкий рецикловый газойль выводили из устройства, тяжелый рецикловый газойль рециркулировали в установку гидрирования для гидрообработки, а полученное гидрированное «хвостовое» масло рециркулировали в лифт-реактор для реакции каталитического крекинга; отработанный катализатор направляли в регенератор после отпарки, а затем рециркулировали после регенерации посредством сжигания кокса. Свойства нефтяного сырья показаны в таблице 1, рабочие условия показаны в таблице 4, распределение продуктов показано в таблице 5, а свойства продукта, полученного из бензина путем очистки экстракцией, показаны в таблице 5.
Пример 1-D
Данный пример выполняли таким же образом, как описано в примере 1, используя обычный катализатор каталитического крекинга DMMC-1. Предварительно нагретое нефтяное сырье А для каталитического крекинга подавали в сложный реактор, состоящий из лифт-реактора и псевдоожиженного слоя, в котором лифт-реактор служил в качестве первой реакционной зоны, а псевдоожиженный слой служил в качестве второй реакционной зоны. Нефтяное сырье А приводили в контакт с горячим катализатором каталитического крекинга DMMC-1 в первой реакционной зоне и второй реакционной зоне для проведения первой реакции каталитического крекинга и второй реакции каталитического крекинга в присутствии пара, и продукт каталитического крекинга разделяли с получением сухого газа, сжиженного газа, содержащего изобутан, бензина, обогащенного ароматическими соединениями, легкого рециклового газойля и тяжелого рециклового газойля (без тяжелого остатка); легкий рецикловый газойль выводили из устройства, тяжелый рецикловый газойль рециркулировали в установку гидрирования для гидрообработки, и полученное гидрированное «хвостовое» масло рециркулировали в лифт-реактор для реакции каталитического крекинга; отработанный катализатор направляли в регенератор после отпарки, а затем рециркулировали после регенерации посредством сжигания кокса. Свойства нефтяного сырья показаны в таблице 1, рабочие условия показаны в таблице 4, распределение продуктов показано в таблице 5, а свойства продукта, полученного из бензина путем очистки экстракцией, показаны в таблице 5.
Сравнительный пример 1-А
Данный сравнительный пример проводили способом, подобным описанному в примере 1, используя нефтяное сырье D с низким содержанием полициклических нафтенов. Предварительно нагретое нефтяное сырье D подавали в состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, показанный на фиг. 1, приводили в контакт и реакцию с горячим катализатором каталитического крекинга CGP-1 в присутствии пара, и продукт каталитического крекинга разделяли с получением сухого газа, сжиженного газа, бензина, легкого рециклового газойля, тяжелого рециклового газойля и тяжелого остатка; и легкий рецикловый газойль и тяжелый остаток выводили из устройства, тяжелый рецикловый газойль рециркулировали в установку гидрирования для гидрообработки, а затем возвращали в лифт-реактор, и отработанный катализатор направляли в регенератор после отпарки, а затем рециркулировали после регенерации посредством сжигания кокса. Свойства нефтяного сырья показаны в таблице 1, рабочие условия показаны в таблице 4, распределение продуктов показано в таблице 5, а свойства продукта, полученного из бензина путем очистки экстракцией, показаны в таблице 5.
Сравнительный пример 1-В
Данный сравнительный пример выполняли таким же образом, как описано в примере 1, используя обычный катализатор каталитического крекинга MLC-500. Предварительно нагретое нефтяное сырье А подавали в обычный лифт-реактор, приводили в контакт и реакцию с горячим катализатором каталитического крекинга в присутствии пара, и продукт каталитического крекинга разделяли с получением сухого газа, сжиженного газа, бензина, легкого рециклового газойля, тяжелого рециклового газойля и тяжелого остатка; и легкий рецикловый газойль и тяжелый остаток выводили из устройства, тяжелый рецикловый газойль рециркулировали в установку гидрирования для гидрообработки, а затем возвращали в лифт-реактор, и отработанный катализатор направляли в регенератор после отпарки, а затем рециркулировали после регенерации посредством сжигания кокса. Свойства нефтяного сырья показаны в таблице 1, рабочие условия показаны в таблице 4, распределение продуктов показано в таблице 5, а свойства продукта, полученного из бензина путем очистки экстракцией, показаны в таблице 5.
Сравнительный пример 1-С
Данный сравнительный пример выполняли таким же образом, как описано в примере 1, используя катализатор каталитического крекинга IBA-1. Предварительно нагретое нефтяное сырье А подавали в обычный лифт-реактор, приводили в контакт и реакцию с горячим катализатором каталитического крекинга в присутствии пара, и продукт каталитического крекинга разделяли с получением сухого газа, сжиженного газа, бензина, легкого рециклового газойля, тяжелого рециклового газойля и тяжелого остатка; и легкий рецикловый газойль и тяжелый остаток выводили из устройства, тяжелый рецикловый газойль рециркулировали в установку гидрирования для гидрообработки, а затем возвращали в лифт-реактор, и отработанный катализатор направляли в регенератор после отпарки, а затем рециркулировали после регенерации посредством сжигания кокса. Свойства нефтяного сырья показаны в таблице 1, рабочие условия показаны в таблице 4, распределение продуктов показано в таблице 5, и свойства продукта, полученного из бензина путем очистки экстракцией, показаны в таблице 5.
Пример 2
Следуя технологической схеме, показанной на фиг. 2, исходное нефтяное сырье В сначала подвергали гидрированию с насыщением с получением нефтяного сырья С для каталитического крекинга. Предварительно нагретое нефтяное сырье С для каталитического крекинга подавали в состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, показанный на фиг. 2, приводили в контакт и реакцию с горячим катализатором IBA-1 в присутствии пара, и полученный продукт каталитического крекинга разделяли с получением сухого газа, сжиженного газа, обогащенного изобутаном, бензина, обогащенного ароматическими соединениями, легкого рециклового газойля и тяжелого рециклового газойля (без тяжелого остатка); и легкий рецикловый газойль выводили из устройства, тяжелый рецикловый газойль рециркулировали в установку гидрирования для гидрообработки, полученное гидрированное «хвостовое» масло рециркулировали в лифт-реактор для реакции каталитического крекинга, отработанный катализатор направляли в регенератор после отпарки, а затем рециркулировали после регенерации посредством сжигания кокса. Свойства нефтяного сырья показаны в таблице 1, рабочие условия показаны в таблице 6, распределение продуктов показано в таблице 7, а свойства продукта, полученного из бензина путем очистки экстракцией, показаны в таблице 7.
Сравнительный пример 2
Следуя технологической схеме, показанной на фиг. 1, нефтяное сырье В не подвергали гидрированию, предварительно нагретое нефтяное сырье В непосредственно подавали в состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, показанный на фиг. 1, приводили в контакт и реакцию с горячим катализатором IBA-1 в присутствии пара, и продукт каталитического крекинга разделяли с получением сухого газа, сжиженного газа, бензина, легкого рециклового газойля, тяжелого рециклового газойля и тяжелого остатка; легкий рецикловый газойль и тяжелый остаток выводили из устройства, и тяжелый рецикловый газойль рециркулировали в установку гидрирования для гидрообработки, а затем возвращали в лифт-реактор, отработанный катализатор направляли в регенератор после отпарки, а затем рециркулировали после регенерации посредством сжигания кокса. Свойства нефтяного сырья показаны в таблице 1, рабочие условия показаны в таблице 6, распределение продуктов показано в таблице 7, а свойства продукта, полученного из бензина путем очистки экстракцией, показаны в таблице 7.
Пример 3
Следуя технологической схеме, показанной на фиг. 3, вакуумное дистиллятное масло Е, используемое в качестве нефтяного сырья, обрабатывали посредством установки экстракции ароматических соединений с получением нефтяного экстракта G из вакуумного дистиллятного масла и нефтяного рафината F из вакуумного дистиллятного масла при следующих условиях: температура 60°С, массовое отношение растворителя к сырью 1,5, и растворитель фурфураль. Нефтяной экстракт G из вакуумного дистиллятного масла смешивали с водородом, а затем пропускали в установку гидрирования для гидрообработки, получая гидрированное «хвостовое» масло G' из установки гидрирования, предварительно нагретое гидрированное «хвостовое» масло смешивали с нефтяным рафинатом F из вакуумного дистиллятного масла, а затем подавали в состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, показанный на фиг.3, в качестве нефтяного сырья для каталитического крекинга, приводили в контакт и реакцию с горячим катализатором IBA-1 в присутствии пара, и продукт каталитического крекинга разделяли с получением сухого газа, сжиженного газа, обогащенного изобутаном, бензина, обогащенного ароматическими соединениями, легкий рецикловый газойль и тяжелый рецикловый газойль (без тяжелого остатка); легкий рецикловый газойль выводили из устройства, тяжелый рецикловый газойль смешивали с нефтяным экстрактом G из вакуумного дистиллятного масла, а затем направляли в установку гидрирования для гидрообработки, и полученное гидрированное «хвостовое» масло рециркулировали в лифт-реактор для реакции каталитического крекинга; отработанный катализатор направляли в регенератор после отпарки, а затем рециркулировали после регенерации посредством сжигания кокса. Свойства нефтяного сырья показаны в таблице 2, рабочие параметры показаны в таблице 8, распределение продуктов показано в таблице 9, а свойства продукта, полученного из бензина путем очистки экстракцией, показаны в таблице 9.
Сравнительный пример 3
Следуя технологической схеме, показанной на фиг. 1, нефтяное сырье Е не подвергали экстракции и гидрообработке, предварительно нагретое нефтяное сырье Е непосредственно подавали в состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, показанный на фиг. 1, приводили в контакт и реакцию с горячим катализатором IBA-1 в присутствии пара, и продукт каталитического крекинга разделяли с получением сухого газа, сжиженного газа, бензина, легкого рециклового газойля, тяжелого рециклового газойля и тяжелого остатка; причем легкий рецикловый газойль и тяжелый остаток выводили из устройства, и тяжелый рецикловый газойль рециркулировали в установку гидрирования для гидрообработки, а затем возвращали в лифт-реактор, отработанный катализатор направляли в регенератор после отпарки, а затем рециркулировали после регенерации посредством сжигания кокса. Свойства нефтяного сырья показаны в таблице 2, рабочие параметры показаны в таблице 8, распределение продуктов показано в таблице 9, а свойства продукта, полученного из бензина путем очистки экстракцией, показаны в таблице 9.
Пример 4
Следуя технологической схеме, показанной на фиг. 3, гудрон Н, используемый в качестве нефтяного сырья, обрабатывали посредством установки экстракции ароматических соединений с получением нефтяного экстракта J из гудрона и нефтяного рафината I из гудрона при следующих условиях: температура 60°С, массовое отношение растворителя к сырью 1,5, и растворитель фурфураль. Нефтяной экстракт J из гудрона смешивали с водородом, а затем пропускали в установку гидрирования для гидрообработки, получая гидрированное «хвостовое» масло J' из установки гидрирования, предварительно нагретое гидрированное «хвостовое» масло смешивали с нефтяным рафинатом I из гудрона, а затем подавали в состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, показанный на фиг.3, в качестве нефтяного сырья для каталитического крекинга, приводили в контакт и реакцию с горячим катализатором IBA-1 в присутствии пара, и продукт каталитического крекинга разделяли с получением сухого газа, сжиженного газа, обогащенного изобутаном, бензина, обогащенного ароматическими соединениями, легкий рецикловый газойль и тяжелый рецикловый газойль (без тяжелого остатка); легкий рецикловый газойль выводили из устройства, тяжелый рецикловый газойль смешивали с нефтяным экстрактом J из гудрона, затем пропускали в установку гидрирования для гидрообработки, и полученное гидрированное «хвостовое» масло рециркулировали в лифт-реактор для реакции каталитического крекинга; отработанный катализатор направляли в регенератор после отпарки, а затем рециркулировали после ренегерации посредством сжигания кокса. Свойства нефтяного сырья показаны в таблице 2, рабочие параметры показаны в таблице 8, распределение продуктов показано в таблице 9, а свойства продукта, полученного из бензина путем очистки экстракцией, показаны в таблице 9.
Сравнительный пример 4
Следуя технологической схеме, показанной на фиг. 1, гудрон Н, используемый в качестве нефтяного сырья, не подвергали экстракции и гидрообработке, предварительно нагретое нефтяное сырье Н непосредственно подавали в состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор, показанный на фиг. 1, приводили в контакт и реакцию с горячим катализатор IBA-1 в присутствии пара, и продукт каталитического крекинга разделяли с получением сухого газа, сжиженного газа, бензина, легкого рециклового газойля, тяжелого рециклового газойля и тяжелого остатка; где легкий рецикловый газойль и тяжелый остаток выводили из устройства, и тяжелый рецикловый газойль рециркулировали в установку гидрирования для гидрообработки, а затем возвращали в лифт-реактор, отработанный катализатор пропускали в регенератор после отпарки, а затем рециркулировали после регенерации посредством сжигания кокса. Свойства нефтяного сырья показаны в таблице 2, рабочие параметры показаны в таблице 8, распределение продуктов показано в таблице 9, а свойства продукта, полученного из бензина путем очистки экстракцией, показаны в таблице 9.
Как можно увидеть при сравнении результатов вышеуказанных примеров и сравнительных примеров, способ согласно настоящей заявке обеспечивает получение изобутана и/или легких ароматических соединений с высоким выходом, особенно когда используют состоящий из двух частей с различными диаметрами лифт-реактор.
В контексте настоящего документа выше идея изобретения настоящей заявки была описана со ссылкой на конкретные варианты осуществления. Однако специалистам в данной области будет понятно, что различные модификации и изменения могут быть сделаны без отклонения от объема настоящего изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения. Следовательно, описание и фигуры следует интерпретировать в иллюстративном, а не ограничительном смысле, и все такие модификации и изменения должны быть включены в объем настоящей заявки.
Следует понимать, что некоторые признаки, которые, для ясности, описаны в настоящем изобретении в отдельных вариантах осуществления, могут также обеспечиваться в комбинации в одном варианте осуществления. Напротив, различные признаки, которые, для краткости, описаны в одном варианте осуществления, можно также обеспечивать отдельно или в любой подкомбинации.