СПОСОБ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
PRODUCTION OF DIESEL FUEL AND PLANT TO THIS END

По данной заявке испрашивается приоритет заявок на патент США №13/076608, поданной 31 марта 2011 г, США №13/076631, поданной 31 марта 2011 г., США №13/324186, поданной 13 декабря 2011 г., и США №61/549978, поданной 21 октября 2011 г.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к производству дизельного топлива с помощью гидрокрекинга.
Уровень техники
Гидрокрекинг относится к процессу, в котором углеводороды подвергаются крекингу в присутствии водорода и катализатора для уменьшения молекулярного веса углеводородов. В зависимости от требуемой производительности зона гидрокрекинга может содержать один или большее число слоев одного и того же катализатора или различных катализаторов. Гидрокрекинг представляет собой процесс, используемый для крекирования углеводородного сырья, такого как вакуумный газойль (VGO), с получением дизельного топлива, включая также керосин и топлива для бензиновых двигателей.
Обычно до установки для проведения каталитического крекинга в псевдоожиженном слое (FCC) или другой технологической установки осуществляют мягкий гидрокрекинг для улучшения качества непереработанной нефти, которая может быть направлена в находящуюся ниже по потоку установку, и в то же время осуществляют конверсию части сырья с получением более легких продуктов, таких как дизельное топливо. Поскольку мировая потребность в топливе для дизельных двигателей возрастает по отношению к топливу для бензиновых двигателей, мягкий гидрокрекинг рассматривается в целях смещения выхода продуктов в предпочтительную сторону дизельного топлива при уменьшении выхода бензина. Мягкий крекинг может быть осуществлен в менее жестком режиме, по сравнению с гидрокрекингом, проводимым с частичной или полной конверсией углеводородов, для того чтобы привести в соответствие производство дизельного топлива с возможностями установки для проведения крекинга в псевдоожиженном слое катализатора, которую используют, главным образом, для получения нафты. Гидрокрекинг с частичной или полной конверсией углеводородов используется для производства дизельного топлива с меньшим выходом непревращенной нефти, которая может быть направлена в установку, находящуюся ниже по потоку.
По экологическим соображениям и согласно вновь введенным правилам и нормативным требованиям товарное дизельное топливо должно удовлетворять все более низким пределам по загрязнениям такими веществами, как сера и азот. Новые нормативы требуют по существу полного удаления серы из дизельного топлива. Например, требованием для дизельного топлива с ультранизким содержанием серы обычно является содержание серы менее 10 масс.ч./млн.
Следовательно, существует постоянная необходимость в усовершенствованных способах производства дизельного топлива из исходного углеводородного сырья в большем количестве, чем производимое количество бензина. Такие способы должны обеспечивать, чтобы дизельное топливо удовлетворяло все более строгим требованиям к этому продукту.
Сущность изобретения
В одном воплощении изобретение включает способ производства дизельного топлива из потока углеводородов, включающий сжатие потока подпиточного водорода в компрессоре с получением сжатого потока подпиточного водорода. Из указанного сжатого потока подпиточного водорода отбирают поток водорода для проведения гидрокрекинга. Поток углеводорода подвергают гидрокрекингу в присутствии потока водорода для гидрокрекинга и катализатора гидрокрекинга и получают выходящий поток продуктов гидрокрекинга. По меньшей мере часть выходящего потока продуктов гидрокрекинга подвергают фракционированию для получения потока дизельного топлива. Поток дизельного топлива подвергают гидроочистке в присутствии потока водорода для гидроочистки и катализатора гидроочистки с получением выходящего потока продукта гидроочистки.
Согласно еще одному воплощению способа изобретение, кроме того, включает разделение выходящего потока продуктов гидрокрекинга на парообразный выходящий поток продуктов гидрокрекинга, содержащих водород, и жидкий выходящий поток продуктов гидрокрекинга. Парообразный выходящий поток продуктов гидрокрекинга сжимают с получением сжатого потока, содержащего водород. Из сжатого водородсодержащего потока отбирают водородсодержащий поток для гидроочистки.
Согласно альтернативному еще одному воплощению способа изобретение, кроме того, включает разделение выходящего потока продуктов гидроочистки на парообразный выходящий поток продуктов гидроочистки, содержащий водород, и жидкий выходящий поток продуктов гидроочистки. Парообразный выходящий поток продуктов гидроочистки, содержащих водород, смешивают с указанным выходящим потоком продуктов гидрокрекинга.
В другом воплощении, относящемся к способу, изобретение включает способ производства дизельного топлива из потока углеводородов, включающий сжатие потока подпиточного водорода в компрессоре с получением сжатого потока подпиточного водорода. Сжатый поток подпиточного водорода дополнительно сжимают в компрессоре рециркулирующего газа и получают сжатый поток водорода. Из сжатого потока водорода отбирают поток водорода для гидрокрекинга. Поток углеводородов подвергают гидрокрекингу в присутствии потока водорода для гидрокрекинга и катализатора гидрокрекинга с получением выходящего потока продуктов гидрокрекинга. По меньшей мере часть выходящего потока продуктов гидрокрекинга подвергается фракционированию с получением потока дизельного топлива. Поток дизельного топлива подвергают гидроочистке в присутствии потока водорода для гидроочистки и катализатора гидроочистки, и получают выходящий поток продуктов гидроочистки.
Согласно еще одному воплощению, относящемуся к способу, изобретение, кроме того, включает способ производства дизельного топлива из потока углеводородов, включающий сжатие потока подпиточного водорода в компрессоре с получением сжатого потока подпиточного водорода. Поток углеводородов подвергают гидрокрекингу в присутствии потока водорода для гидрокрекинга и катализатора гидрокрекинга с получением выходящего потока продуктов гидрокрекинга. Указанный выходящий поток продуктов гидрокрекинга разделяют на парообразный выходящий поток продуктов гидрокрекинга, содержащий водород, и жидкий выходящий поток продуктов гидрокрекинга. Парообразный выходящий поток продуктов гидрокрекинга и сжатый поток подпиточного водорода сжимают для получения сжатого потока, содержащего водород. Из сжатого потока отбирают водородсодержащий поток для проведения гидрокрекинга и водородсодержащий поток для гидроочистки. Жидкий выходящий поток продуктов гидрокрекинга подвергают фракционированию с получением потока дизельного топлива. Полученный поток дизельного топлива подвергают гидроочистке в присутствии потока водорода для гидроочистки и катализатора гидроочистки и получают выходящий поток продуктов гидроочистки.
В соответствии с альтернативным еще одним воплощением, относящимся к способу, изобретение, кроме того, включает способ производства дизельного топлива из потока углеводородов, включающий сжатие потока подпиточного водорода в компрессоре для получения сжатого подпиточного потока водорода. Полученный сжатый подпиточный поток водорода сжимают в компрессоре рециркулирующего газа с получением сжатого потока водорода. Из сжатого потока водорода отбирают поток водорода для гидрокрекинга. Поток углеводородов подвергают гидрокрекингу в присутствии потока водорода для гидрокрекинга и катализатора гидрокрекинга и получают выходящий поток продуктов гидрокрекинга. По меньшей мере, часть полученного выходящего потока продуктов гидрокрекинга подвергают фракционированию для получения дизельного топлива. Поток дизельного топлива подвергают гидроочистке в присутствии потока водорода для гидроочистки и катализатора гидроочистки с получением выходящего потока продуктов гидроочистки. Наконец по меньшей мере часть выходящего потока продуктов гидроочистки, содержащих водород, смешивают по меньшей мере с частью выходящего потока продуктов гидрокрекинга.
В воплощении, относящемся к устройству, изобретение включает установку для производства дизельного топлива, содержащую реактор гидрокрекинга, который сообщается с одним или большим числом компрессоров, установленных на трубопроводе подпиточного водорода, и трубопроводом для углеводородного сырья и предназначен для гидрокрекинга потока углеводородов с получением углеводородов с более низкой температурой кипения; компрессор рециркулирующего газа, сообщающийся с реактором гидрокрекинга и предназначенный для сжатия парообразного выходящего потока продуктов гидрокрекинга, содержащих водород, для получения сжатого потока, содержащего водород, в трубопроводе рецикла водорода; и реактор гидроочистки, который сообщается с трубопроводом для сжатого водорода и реактором гидрокрекинга и предназначен для гидроочистки потока дизельного топлива с получением дизельного топлива с низким содержанием серы.
Согласно еще одному воплощению установка изобретения, кроме того, включает теплый сепаратор, который сообщается с реактором гидроочистки и предназначен для разделения выходящего потока продуктов гидроочистки на парообразный выходящий поток продуктов гидроочистки, содержащих водород, отводимый по трубопроводу для верхних газов, и жидкий выходящий поток продуктов гидроочистки в трубопроводе для отводимых снизу остатков, причем компрессор рециркулирующего газа сообщается с указанным трубопроводом для верхних газов.
Согласно другому воплощению, относящемуся к устройству, изобретение включает установку для производства дизельного топлива, использующую поток подпиточного водорода, а также один или большее число компрессоров, которые сообщаются с трубопроводом для подпиточного водорода и предназначены для сжатия потока подпиточного водорода; указанная установка содержит также трубопровод для углеводородного сырья, предназначенный для транспортирования потока углеводородов; реактор гидрокрекинга, который сообщается с трубопроводом подпиточного водорода и трубопроводом для углеводородного сырья и служит для гидрокрекинга потока углеводородов, осуществляемого для получения углеводородов с более низкой температурой кипения; компрессор рециркулирующего газа, сообщающийся с реактором гидрокрекинга и предназначенный для сжатия парообразного выходящего потока продуктов гидрокрекинга, содержащего водород, с получением сжатого, содержащего водород потока в трубопроводе для сжатого водорода; колонну фракционирования, которая сообщается с реактором гидрокрекинга и осуществляет фракционирование жидкого выходящего потока продуктов гидрокрекинга с получением потока дизельного топлива, транспортируемого по трубопроводу для дизельного топлива; реактор гидроочистки, сообщающийся с трубопроводом сжатого водорода и трубопроводом для дизельного топлива и предназначенный для гидроочистки потока дизельного топлива с получением дизельного топлива с низким содержанием серы.
Согласно еще одному воплощению, относящемуся к устройству, изобретение включает установку для производства дизельного топлива, содержащую реактор гидрокрекинга, который сообщается с компрессором, установленным на линии трубопровода подпиточного водорода, и трубопроводом углеводородного сырья и служит для проведения гидрокрекинга потока углеводородов, осуществляемого с целью получения углеводородов с более низкой температурой кипения; компрессор рециркулирующего газа, сообщающийся с реактором гидрокрекинга и трубопроводом подпиточного водорода и предназначенный для сжатия парообразного выходящего потока продуктов гидрокрекинга, содержащего водород, и сжатого потока подпиточного водорода с получением сжатого потока, содержащего водород, в трубопроводе для сжатого водорода; и, наконец, реактор гидроочистки, сообщающийся с трубопроводом сжатого водорода и реактором гидрокрекинга и предназначенный для гидроочистки потока дизельного топлива с получением дизельного топлива с низким содержанием серы.
В соответствии с альтернативным воплощением, относящемуся к устройству, изобретение включает установку для производства дизельного топлива, использующий трубопровод подпиточного водорода, а также один или большее число компрессоров, которые сообщаются с указанным трубопроводом для подпиточного водорода и предназначены для сжатия потока подпиточного водорода; указанный комплекс содержит также трубопровод для углеводородного сырья, предназначенный для транспортирования потока углеводородов; реактор гидрокрекинга, который сообщается с трубопроводом подпиточного водорода и трубопроводом для углеводородного сырья и служит для гидрокрекинга потока углеводородов, осуществляемого для получения углеводородов с более низкой температурой кипения; компрессор рециркулирующего газа, сообщающийся с реактором гидрокрекинга и предназначенный для сжатия парообразного выходящего потока продуктов гидрокрекинга, содержащего водород, с получением сжатого потока, содержащего водород, в трубопроводе для сжатого водорода; колонну фракционирования, которая сообщается с реактором гидрокрекинга и осуществляет фракционирование жидкого выходящего потока продуктов гидрокрекинга с получением потока дизельного топлива, транспортируемого по трубопроводу для дизельного топлива; и реактор гидроочистки, сообщающийся с трубопроводом сжатого водорода и трубопроводом для дизельного топлива и предназначенный для гидроочистки потока дизельного топлива с получением дизельного топлива с низким содержанием серы.
Согласно еще одному воплощению, относящемуся к устройству, изобретение включает установку для производства дизельного топлива, содержащую реактор гидрокрекинга, который сообщается с одним или большим числом компрессоров, установленных на линии трубопровода подпиточного водорода, и трубопроводом углеводородного сырья и служит для проведения гидрокрекинга потока углеводородов с целью получения углеводородов с более низкой температурой кипения; компрессор рециркулирующего газа, сообщающийся с трубопроводом подпиточного водорода и реактором гидрокрекинга и предназначенный для сжатия парообразного выходящего потока продуктов гидрокрекинга, содержащего водород, с получением сжатого потока водорода в трубопроводе для сжатого водорода; реактор гидроочистки, сообщающийся с трубопроводом сжатого водорода и реактором гидрокрекинга и предназначенный для гидроочистки потока дизельного топлива с получением дизельного топлива с низким содержанием серы; теплый сепаратор, который сообщается с реактором гидроочистки и служит для разделения выходящего потока продуктов гидроочистки на парообразный выходящий поток продуктов гидроочистки, содержащий водород, отводимый по трубопроводу для верхних газов, и жидкий выходящий поток продуктов гидроочистки в трубопроводе для отводимых снизу остатков; при этом компрессор рециркулирующего газа сообщается с трубопроводом для отводимых сверху газов.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - упрощенная схема технологического процесса для воплощения настоящего изобретения.
Фиг.2 - упрощенная схема технологического процесса для альтернативного воплощения настоящего изобретения.
Определения
Термин «сообщение» означает, что при функционировании установки между перечисленными компонентами схемы установки обеспечивается поток материала.
Термин «сообщение ниже по потоку» означает, что при функционировании установки по меньшей мере часть материала, проходящего к объекту, может проходить от объекта, с которым сообщается указанный объект.
Термин «сообщение выше по потоку» означает, что при функционировании установки по меньшей мере часть материала, проходящего от субъекта, может проходить к объекту, с которым сообщается указанный субъект.
Термин «колонна» означает дистилляционную колонну или колонны, предназначенные для отделения от обрабатываемого материала одной или большего числа компонентов с различной летучестью. Ели не оговорено иное, каждая колонна наверху содержит конденсатор, служащий для конденсирования и возврата части отводимого сверху потока обратно вверх колонны, и в нижней части колонны кипятильник для испарения и направления части отведенного снизу потока обратно в нижнюю часть колонны. Сырье, направляемое в колонны, может быть предварительно нагрето. Давление вверху колонны представляет собой давление паров, отводимых с верха колонны. Кубовая температура представляет собой выходную температуру кубовой жидкости. Трубопроводы для верхнего потока и трубопроводы для нижнего потока относятся к сети трубопроводов, проходящих из колонны ниже по ходу движения потока от места возврата флегмы или возврата потока в колонну на кипячение.
Используемый здесь термин «истинная точка кипения» (ТВР) относится к методу проведения испытаний для определения температуры кипения материала, который соответствует методу ASTM D-2892 для производства сжиженного газа, дистиллятных фракций и остатка стандартного качества, по результатам которых могут быть получены аналитические данные, и определению выхода вышеуказанных фракций по массе и объему. По результатам этих испытаний получают график температуры в зависимости от подвергнувшейся перегонке массы (в масс.%), из расчета пятнадцати теоретических тарелок в колонне с кратностью орошения 5:1.
Используемый здесь термин «конверсия» означает конверсию сырья в материал, который кипит при температуре в интервале температур кипения дизельного топлива или при более низких температурах. Граница кипения фракции из интервала кипения дизельного топлива находится в интервале от 343° до 399°С (от 650° до 750°F), используя метод определения фракционного состава по «истинным температурам кипения».
Приведенный здесь термин «интервал кипения дизельного топлива» подразумевает углеводороды, кипящие в интервале от 132° до 399°С (от 270° до 750°F), и при определении этого интервала используют метод определения фракционного состава по «истинным температурам кипения».
Подробное описание изобретения
Реакторы для проведения мягкого гидрокрекинга работают в недостаточно жестком режиме и, следовательно, обеспечивают недостаточную степень конверсии. Дизельное топливо, произведенное в результате мягкого гидрокрекинга, имеет недостаточное качество для того, чтобы удовлетворить существующим техническим требованиям к топливу, в частности, в отношении содержания серы. В связи с этим дизельное топливо, произведенное путем мягкого крекинга, может быть обработано в установке для гидроочистки с тем, чтобы его можно было подмешивать в окончательно обработанное готовое к использованию дизельное топливо. Во многих случаях представляется привлекательным объединить установку для мягкого гидрокрекинга и установку для гидроочистки для уменьшения капитальных и эксплуатационных затрат.
Традиционная установка для проведения гидрокрекинга содержит холодный сепаратор и холодную испарительную емкость. Часто, но не всегда, установка содержит горячий сепаратор и горячую испарительную емкость. Традиционная установка гидрокрекинга содержит только холодный сепаратор. Холодный сепаратор может функционировать при более низкой температуре для получения оптимального отделения водорода, который предусмотрено использовать в качестве газа рецикла, но это оказывается термически неэффективным, поскольку подвергнутый гидрообработке жидкий поток для последующего фракционирования необходимо повторно нагревать, чтобы получить дизельное топливо с низким содержанием серы.
Чтобы избежать охлаждения и повторного нагревания подвергнутого гидрообработке жидкого потока и чтобы это не отразилось на процессе отделения водорода, установку гидроочистки используют параллельно с установкой гидрокрекинга, с общим компрессором рециркулирующего газа и холодным сепаратором. После сжатия поток рециркулирующего газа разделяют для подачи к каждой установке. Подпиточный газ может быть добавлен в поток рециркулирующего газа выше по ходу движения потока от компрессора рециркулирующего газа. Подпиточный газ может быть добавлен выше по потоку от компрессора рециркулирующего газа с тем, чтобы использовать этот компрессор для сжатия газа, содержащего водород, подаваемого в реактор гидрокрекинга и реактор гидроочистки.
Установка для гидроочистки может использовать горячий сепаратор для извлечения горячего жидкого продукта и последующего объединения парообразной фазы выходящего потока продуктов гидроочистки с выходящим потоком продуктов гидрокрекинга. Такая схема проведения процесса позволяет установкам для гидроочистки и гидрокрекинга работать при одинаковом давлении. Кроме того, парообразный выходящий поток продуктов гидрокрекинга может быть направлен в холодный сепаратор для дополнительного отделения водорода от углеводородов для получения рециркулирующего газа. Для жидкого потока продуктов гидроочистки, отводимого из теплого сепаратора, отсутствует необходимость в повторном нагревании до такой степени, как это осуществляется перед фракционированием. Кроме того, жидкий поток продуктов гидроочистки содержит, главным образом, дизельное топливо с низким содержанием серы, поэтому процесс фракционирования дизельного топлива с низким содержанием серы более простой.
Изобретение включает разделение всего подпиточного газа и рециркулирующего газа между установкой гидрокрекинга и установкой гидроочистки. Добавление подпиточного газа в установку гидрокрекинга является предпочтительным, поскольку исходное сырье для реактора гидрокрекинга обычно будет иметь высокое содержание предшественника кокса, что приведет к более высокой скорости дезактивации катализатора и сокращению срока его службы. Использование подпиточного газа для повышения парциального давления водорода в реакторе гидрокрекинга будет способствовать более эффективному гидрокрекингу.
Установка и способ 8 для производства дизельного топлива включают компрессорный участок 10, установку 12 гидрокрекинга, установку 14 гидроочистки и зону 16 фракционирования. Углеводородное сырье сначала поступает в установку 12 гидрокрекинга, где оно превращается в углеводороды с более низкой температурой кипения, включая дизельное топливо. Дизельное топливо подвергают фракционированию на участке фракционирования и направляют в установку 14 гидроочистки для получения дизельного топлива с пониженным содержанием серы.
Поток подпиточного водорода, транспортируемый через трубопровод 20 для подпиточного водорода, направляют в агрегат, состоящий из одного или большего количества последовательно соединенных компрессоров 22, установленных на компрессорном участке 10, предназначенных для повышения давления потока подпиточного водорода и получения сжатого подпиточного потока в трубопроводе 26. Сжатый подпиточный поток, проходящий по трубопроводу 26 для сжатого подпиточного водорода, может быть объединен с парообразным выходящим потоком продуктов гидрокрекинга, содержащим водород, транспортируемым по трубопроводу 42, с получением подаваемого на сжатие потока водорода в трубопроводе 28. Сжатый поток подпиточного водорода может быть добавлен в парообразный выходящий поток продуктов гидрокрекинга в некоторой точке выше по потоку от компрессора 50 так, что по отношению к трубопроводу 26 для сжатого подпиточного водорода компрессор 50 рециркулирующего газа будет находиться выше по потоку от любого из реактора гидрообработки, такого как реактор 36 гидрокрекинга, или реактора 92 гидрообработки. Соответственно, в промежутке между трубопроводом 26 для сжатого подпиточного водорода и компрессором 50 рециркулирующего газа отсутствует какой-либо реактор гидрообработки.
Подаваемый на сжатие поток водорода в трубопроводе 28, образованный из объединенных потоков сжатого подпиточного водорода и парообразных выходящих продуктов гидрокрекинга, может быть подвергнут сжатию в компрессоре 50 рециркулирующего газа с получением сжатого водородсодержащего потока, транспортируемого по трубопроводу 52 для сжатого водорода, содержащего сжатый парообразный выходящий поток продуктов гидрокрекинга. Компрессор 50 рециркулирующего газа может сообщаться ниже по потоку с реактором 36 гидрокрекинга, трубопроводом 20 подпиточного водорода и одним или большим числом компрессоров 22.
В одном воплощении сжатый поток подпиточного водорода может быть добавлен в трубопровод 52 со сжатым водородсодержащим потоком ниже по ходу движения потока от компрессора 50 рециркулирующего газа. Однако давление сжатого водородсодержащего потока в трубопроводе 52 может быть слишком высоким для подмешивания в него потока подпиточного водорода без использования дополнительных компрессоров, установленных на линии трубопровода 20 подпиточного водорода. Соответственно, может быть выгодным добавление сжатого потока подпиточного водорода в парообразный выходящий поток продуктов гидрокрекинга, проходящий по трубопроводу 42, выше по потоку от компрессора 50 рециркулирующего газа, несмотря на увеличение производительности компрессора 50 рециркулирующего газа вследствие увеличения общего количества пропускаемого материала. Добавление сжатого потока подпиточного водорода выше по потоку от компрессора 50 рециркулирующего газа, однако, может свести на нет необходимость в использовании дополнительного компрессора 22 на линии трубопровода 20 подпиточного водорода.
Сжатый водородсодержащий поток, транспортируемый через трубопровод 52, может быть разделен в разделите 54 на два потока. Первый водородсодержащий поток для гидрокрекинга отводят в разделителе 54 из сжатого водородсодержащего потока, транспортируемого по трубопроводу 52 сжатого водорода, и направляют в первое ответвление 30 трубопровода. Второй водородсодержащий поток для гидрокрекинга отводят в разделителе 54 из сжатого водородсодержащего потока, транспортируемого по трубопроводу 52 сжатого водорода, и направляют во второе ответвление 56 трубопровода для водорода. Первое ответвление 30 трубопровода для водорода выше по потоку сообщается с реактором 36 гидрокрекинга, а второй водородсодержащий поток для гидроочистки во втором ответвлении 56 трубопровода сообщается выше по потоку с реактором 92 гидроочистки.
Поток с водородом для гидроочистки в первом ответвлении 30 трубопровода, отбираемый из сжатого водородсодержащего потока, транспортируемого по трубопроводу 52, может быть объединен с потоком углеводородного сырья, проходящим через трубопровод 32, с получением потока сырья для гидрокрекинга в трубопроводе 34.
Сжатый поток подпиточного водорода, транспортируемый через трубопровод 26, может быть также объединен со сжатым водородсодержащим потоком ниже по потоку от разделителя 54, и подпиточный водород будет направлен для удовлетворения потребности в водороде реактора 36 гидрокрекинга или реактора 92 гидрообработки, не заполняемых потоком рециркулирующего водорода в трубопроводе 52. Если сжатый поток подпиточного водорода в трубопроводе 26 объединяется со сжатым водородсодержащим потоком выше походу движения потока от разделителя 54, то подпиточный газ может быть направлен в установку 14 гидроочистки, а также в установку 12 гидрокрекинга.
Поток углеводородного сырья вводят в трубопровод 32, к примеру, через промежуточную уравнительную емкость. Согласно одному аспекту описанные здесь способ и установка, в частности, являются эффективными для гидрообработки углеводородного исходного сырья. Примеры такого углеводородного сырья включают углеводородсодержащие потоки, содержащие компоненты, кипящие при температуре более 288°С (550°F), такие как атмосферные газойли, вакуумный газойль (VGO), деасфальтированные остатки вакуумной перегонки и перегонки при атмосферном давлении, дистилляты коксования, дистилляты прямой перегонки, растворы деасфальтированных масел, дистилляты коксования, масла пиролиза, высококипящие синтетические масла, рецикловые газойли, нефтяное сырье гидрокрекинговой очистки, дистилляты из установки каталитического крекинга и тому подобное. Это идущее на переработку углеводородное сырье может содержать серу в количестве от 0,1 до 4 масс.%.
Подходящим углеводородным сырьем является VGO или другая подходящая углеводородная фракция, содержащая по меньшей мере 50 масс.% и, как правило, по меньшей мере 75 масс.% компонентов, кипящих при температуре выше 399°С (750°F). Типичный VGO обычно имеет температуру кипения в интервале от 315°С (600°F) до 565°C (1050°F).
Гидрокрекинг относится к процессу, в котором происходит разрыв связей в молекулах углеводородов в присутствии водорода со снижением молекулярного веса углеводородов. Реактор 36 гидрокрекинга ниже по потоку сообщается с одним или большим числом компрессоров 22, установленных на трубопроводе 20 подпиточного водорода и трубопроводе 32 для углеводородного сырья. Поток сырья для гидрокрекинга в трубопроводе 34 может обмениваться теплотой с выходящим потоком продуктов гидрокрекинга, проходящим через трубопровод 38, и затем может быть нагрет в огневом подогревателе перед поступлением в реактор 36 гидрокрекинга для проведения гидрокрекинга потока углеводородов с получением углеводородов, имеющих меньшую температуру кипения.
Реактор 36 гидрокрекинга может содержать одну или большее число камер, большое количество слоев катализатора в каждой камере и различные комбинации из катализатора гидроочистки и катализатора гидрокрекинга в одной или большем числе камер. В некоторых аспектах реакция гидрокрекинга обеспечивает общую конверсию углеводородного сырья, по меньшей мере, 20 об.% и, как правило, более 60 об.% с получением продуктов, кипящих при температурах ниже границы кипения фракций дизельного топлива. Реактор 36 гидрокрекинга может работать с частичной конверсией, составляющей более 50 об.%, или с глубокой конверсией, по меньшей мере составляющей 90 об.% сырья исходя из полной конверсии. Для получения максимального количества дизельного топлива эффективна глубокая конверсия. Первая камера или слой в реакторе могут содержать катализатор гидроочистки, проводимой с целью деметаллизации, обессеривания или деазотирования сырья гидрокрекинга.
Реактор 36 гидрокрекинга может работать в условиях мягкого гидрокрекинга. Условия, в которых осуществляется мягкий гидрокрекинг, будут обеспечивать общую конверсию углеводородного сырья от 20 до 60 об.%, предпочтительно от 20 до 50 об.% с получением продуктов, кипящих при температурах ниже границы кипения фракций дизельного топлива. При осуществлении мягкого гидрокрекинга выход продуктов конверсии смещается в сторону производства дизельного топлива. При работе реактора в режиме мягкого гидрокрекинга катализатор гидроочистки играет точно такую же или большую роль в конверсии, чем катализатор гидрокрекинга. Конверсия, проходящая по всему катализатору гидроочистки, может быть значительной частью общей конверсии. Если реактор 36 гидрокрекинга предназначен для проведения мягкого гидрокрекинга, то предполагается, что реактор 36 мягкого гидрокрекинга может быть загружен полностью катализатором гидроочистки, или полностью катализатором гидрокрекинга, или некоторым количеством слоев катализатора гидроочистки и катализатора гидрокрекинга. В последнем случае слои катализатора гидрокрекинга могут обычно следовать за слоями катализатора гидроочистки. Наиболее часто три слоя катализатора гидроочистки могут предшествовать одному или двум слоям катализатора гидрокрекинга, или же предшествующие слои катализатора гидрокрекинга вообще отсутствуют.
Реактор 36 гидрокрекинга, показанный на фиг.1, содержит в одной реакционной камере четыре слоя катализатора. Если желательно проведение мягкого гидрокрекинга, то в этом случае предусмотрено, что первые три слоя катализатора содержат катализатор гидроочистки, а последний слой катализатора содержит катализатор гидрокрекинга. Если предпочтительно проведение частичного или глубокого гидрокрекинга, могут быть использованы дополнительные слои катализатора гидрокрекинга по отношению к количеству слоев катализатора при проведении мягкого гидрокрекинга.
В условия проведения мягкого гидрокрекинга сырье избирательно превращается с тяжелые продукты, такие как дизельное топливо и керосин при низком выходе легких углеводородов, таких как нафта или газ. Давление также выбирают умеренным для ограничения гидрогенизации кубового продукта до оптимального уровня при проведении обработки ниже по ходу движения потока.
Согласно одному аспекту, например, если в продукте конверсии имеет место баланс среднего дистиллята и бензина, может быть осуществлен мягкий гидрокрекинг в первом реакторе 36 гидрокрекинга с использованием катализатора гидрокрекинга, на основе алюмосиликатов или на основе низкоуровневых цеолитов, скомбинированных с одним или большим количеством металлических гидрирующих компонентов группы VIII или группы VIB (Периодической системы). Согласно другому аспекту, если средний дистиллят в продукте конверсии является в значительной степени предпочтительным при производстве бензина, в первом реакторе 36 гидрокрекинга может быть осуществлена частичная или глубокая конверсия с использованием катализатора, который содержит, как правило, основу из кристаллического цеолита для катализатора крекинга, на который осажден металлический гидрирующий компонент из группы VIII. Дополнительные гидрирующие компоненты могут быть выбраны из группы VIB для объединения с цеолитной основой.
-10
-10
Цеолитные основы катализатора крекинга в уровне техники иногда называют молекулярными ситами, и обычно они образованы из оксида кремния, оксида алюминия и одного или большего числа способных к обмену катионов, таких как натрий, магний, кальций, редкоземельные металлы и т.п. Эти основы, кроме того, характеризуются наличием в кристаллической структуре пор относительно однородного диаметра размером в интервале от 4 до 14 ангстрем (10 м). Предпочтительно использовать цеолиты, имеющие относительно высокое мольное отношение оксид кремния/оксид алюминия, в интервале от 3 до 12. Подходящими природными цеолитами являются, например, морденит, стильбит, гейландит, феррьерит, дакиардит, шабазит, эрионит и фожазит. Подходящие синтетические цеолиты включают, например, типы B, X, Y и L кристаллических цеолитов, например синтетические фожазит и морденит. Предпочтительно использовать цеолиты, кристаллы которых имеют диаметр пор в интервале от 8 до 12 Ангстрем (10 м), при этом мольное отношение оксид кремния/оксид алюминия составляет от 4 до 6. Одним примером цеолита предпочтительной группы является синтетическое молекулярное сито типа Y.
Встречающиеся в природе цеолиты обычно находятся в натриевой форме, в форме щелочноземельного металла и в смешанной форме. Синтетические цеолиты почти всегда приготавливают сначала в натриевой форме. В любом случае для использования в качестве основы катализатора крекинга предпочтительно, чтобы большинство или все одновалентные металлы - источники получения цеолитов были замещены на ионы многовалентного металла и/или соль аммония с последующим нагреванием для разложения ионов аммония, связанных с цеолитом, оставляя на их месте ионы водорода и/или ионообменные участки, которые фактически были бы декатионированы при последующем удалении воды. Водородные или «декатионированные» цеолиты типа Y данной природы более подробно описаны в патентном документе США 3130006.
Смешанные поливалентный металл - водородные цеолиты могут быть приготовлены путем ионного обмена, сначала с солью аммония, затем частично обратным обменом с солью поливалентного металла и затем кальцинированием. В некоторых случаях, как в случае синтетического морденита, водородные формы могут быть приготовлены прямой обработкой кислотой цеолитов со щелочным металлом. Согласно одному аспекту предпочтительными основами для катализатора крекинга являются те, которые по меньшей мере на 10 процентов, и предпочтительно по меньшей мере на 20 процентов являются дефицитными по катиону металла, исходя из начальной емкости ионного обмена. Согласно другому аспекту желаемым и стабильным классом цеолитов является такой, в котором по меньшей мере 20 процентов емкости ионного обмена насыщено ионами водорода.
Активными металлами, используемыми в предпочтительных катализаторах гидрокрекинга, соответствующих настоящему изобретению, в качестве гидрирующих компонентов, являются металлы группы VIII, то есть железо, кобальт, никель, рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платина. В дополнение к указанным металлам в соединении с ними могут также использоваться другие промоторы, включая металлы группы VIB, например молибден и вольфрам. Количество гидрирующего металла в катализаторе может изменяться в широких пределах. В общем случае может быть использовано любое количество в интервале от 0,05 до 30 масс.%. В случае благородных металлов обычно предпочтительно использовать от 0,05 до 2 масс.%.
Способ присоединения гидрирующего металла заключается в контактировании материала цеолитной основы с водным раствором подходящего соединения требуемого металла, в котором металл присутствует в катионной форме. После добавления выбранного гидрирующего металла или металлов полученный порошок катализатора фильтруют, сушат, таблетируют с добавленными смазочными материалами, связующими или подобными веществами, если это необходимо, и кальцинируют на воздухе при температуре, например, в интервале от 371°С до 649°С (от 700° до 1200°Р) для активации катализатора и разложения ионов аммония. В качестве альтернативы, сначала может таблетироваться цеолитный компонент с последующим добавлением гидрирующего компонента и активацией путем кальцинирования.
Вышеупомянутые катализаторы могут быть использованы в неразбавленной форме, или же порошкообразный цеолитный катализатор может смешиваться и таблетироваться совместно с другими относительно менее активными катализаторами, разбавителями или связующими веществами, такими как оксид алюминия, силикагель, алюмосиликатные когели, активированные глины и т.п. в соотношениях, находящихся в интервале от 5 до 90 масс.%. Указанные разбавители могут быть использованы как таковые или могут содержать незначительную долю добавленного гидрирующего металла, такого как металл группы VIB и/или группы VIII. Катализаторы гидрокрекинга, промотированные дополнительным металлом, также могут использоваться в способе согласно настоящему изобретению, который включает, например, использование алюмофосфатных молекулярных сит, кристаллических хромосиликатов и других кристаллических силикатов. Кристаллические хромосиликаты более подробно описаны в патентном документе США 4363718.
-1
3
3
-1
-1
3
3
В соответствии с одним методом расчета режимные параметры гидрокрекинга могут включать температуру от 290°С (550°F) до 468°С (875°F), предпочтительно от 343°С (650°F) до 435°С (815°F), избыточное давление в интервале от 3,5 МПа (500 фунт/кв. дюйм) до 20,7 МПа (3000 фунт/кв. дюйм (psig)), часовую объемную скорость жидкости (LHSV) от 1,0 до менее 2,5 час и скорость циркуляции водорода от 421 до 2527 нормальных м/м нефти (от 2500 до 15000 стандартных кубических футов на баррель). Если желательно проведение мягкого гидрокрекинга, режимные параметры могут включать температуру от 315°С (600°F) до 441°С (825°F), избыточное давление в интервале от 5,5 до 13,8 МПа (от 800 до 2000 psig) или более типично от 6, 9 до 11,0 МПа (от 1000 до 1600 psig), часовую объемную скорость жидкости (LHSV) от 0,5 до 2 час и предпочтительно от 0,7 до 1,5 час и скорость циркуляции водорода от 421 до 1685 нормальных м/м нефти (от 2500 до 10000 стандартных кубических футов на баррель).
Полученный поток продуктов гидрокрекинга выходит из реактора 36 гидрокрекинга через трубопровод 38. Выходящий поток продуктов гидрокрекинга, транспортируемый по трубопроводу 38, обменивается теплотой с сырьем для гидрокрекинга, подводимым через трубопровод 34, и в одном воплощении он может быть охлажден перед поступлением в холодный сепаратор 40. Холодный сепаратор 40 ниже по потоку сообщается с реактором 36 гидрокрекинга. Холодный сепаратор может работать при температуре в интервале от 46° до 63°С (от 115° до 145°F) и давлении немного ниже давления в реакторе 36 гидрокрекинга, учитывая перепад давления для поддерживания потока водорода и легких газов, содержащихся в верхнем продукте колонны, и жидких углеводородов (при нормальных условиях) в остатках сепарации. Холодный сепаратор 40 обеспечивает получение парообразного первого выходящего потока для гидрокрекинга, содержащего водород, в трубопроводе 42 верхних паров холодного сепаратора и жидкий выходящий поток для гидрокрекинга в трубопроводе 44 для остатков сепарации. Холодный сепаратор имеет также отстойник для сбора водяной фазы, отводимой по трубопроводу 46. Парообразный выходящий поток продуктов гидрокрекинга, транспортируемый через трубопровод 42 для верхних паров, может быть подвергнут промывке с использованием раствора для удаления аммиака и сероводорода так, как это обычно осуществляют перед рециркуляцией указанного парообразного выходящего потока продуктов гидрокрекинга, содержащего водород, в компрессор 50 рециркулирующего газа.
По меньшей мере, часть выходящего потока 38 продуктов гидрокрекинга может быть разделена на фракции на участке 16 фракционирования, который ниже по потоку сообщается с реактором 36 гидрокрекинга для производства потока дизельного топлива, транспортируемого по трубопроводу 86. Согласно одному аспекту жидкий выходящий поток 44 продуктов гидрокрекинга может быть подвергнут фракционированию на участке 16 фракционирования. Согласно другому аспекту участок 16 фракционирования может содержать холодную испарительную емкость 48. Жидкий выходящий поток 44 продуктов гидрокрекинга может быть быстро испарен в холодной испарительной емкости 48, которая может работать при такой же температуре, что и холодный сепаратор 40, но при более низком избыточном давлении, в интервале от 1,4 МПа до 3,1 МПа (200-450 psig), для получения из жидкого потока продуктов гидрокрекинга потока легкой жидкости, отводимого через трубопровод 62 для остатков, и потока легких фракций, отводимого через трубопровод 64 для верхних паров. Водный поток по трубопроводу 46 из отстойника холодного сепаратора может быть также направлен в холодную испарительную емкость 48. Водный поток, полученный после быстрого испарения, отводится из отстойника холодной испарительной емкости 48 по трубопроводу 66. Поток легкой жидкости, отводимый через трубопровод 62 для остатков, может быть дополнительно разделен на фракции на участке 16 фракционирования.
Участок 16 фракционирования может содержать отпарную колонну 70 и колонну 80 фракционирования. Поток легкой жидкости, транспортируемой по трубопроводу 62 для остатков, может быть нагрет и направлен в отпарную колонну 70. Поток легкой жидкости, который представляет собой жидкий выходящий поток продуктов гидрокрекинга, может быть подвергнут отпариванию с помощью водяного пара, поступающего по трубопроводу 72, с получением потока легких фракций, включающих водород, сероводород, водяной пар и другие газы, отводимые с верха колонны по трубопроводу 74. Часть потока легких фракций может быть сконденсирована и возвращена в качестве флегмы в отпарную колонну 70. Отпарная колонна 70 может функционировать при температуре кубового остатка в интервале от 232° до 288°С (от 450° до 550°F) и избыточном давлении газов, отводимых с верха колонны, в интервале от 690 до 1034 кПа (от 100 до 150 psig). Поток кубового остатка гидрокрекинга, проходящий через трубопровод 76, может быть нагрет в огневом подогревателе и направлен в колонну 80 фракционирования.
Колонна 80 фракционирования может также осуществлять отпаривание кубового остатка после гидрокрекинга с использованием пара, поступающего через трубопровод 82, с получением потока нафты, отводимого сверху колонны по трубопроводу 84, потока дизельного топлива, отводимого через трубопровод 86 в качестве боковой фракции, и потока непереработанной нефти, отводимого по трубопроводу 88, который может быть подходящим для дальнейшей обработки, например, в установке для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое. Для потока нафты, отводимого сверху колонны по трубопроводу 84, может быть необходимым проведение дополнительной обработки перед добавлением в парк смешения бензина. Обычно для повышения октанового числа бензина необходимо проведение каталитического риформинга. Для каталитического риформинга часто бывает необходимым, чтобы перед его проведением отведенная сверху колонны нафта была обессерена в установке гидроочистки нафты. Согласно одному аспекту подвергнутая гидрокрекингу нафта может быть обессерена в реакторе 92 гидроочистки, входящем в состав установки гидроочистки. Предполагается, что дополнительная боковая фракция может быть отобрана так, чтобы обеспечить отдельный поток легкого дизельного топлива или керосина, отбираемый выше места отбора потока тяжелого дизельного топлива, отводимого по трубопроводу 86. Часть потока нафты, отводимого сверху колонны по трубопроводу 84, может быть сконденсирована и возвращена в качестве флегмы в колонну 80 фракционирования. Колонна 80 фракционирования может работать при температуре кубового остатка в интервале от 288° до 385°С (от 550° до 725°F), предпочтительно от 315° до 357°С (от 600° до 675°F) и при давлении равном или близком к атмосферному. Часть кубового продукта гидрокрекинга может быть подвергнута кипячению и возвращена в колонну 80 фракционирования вместо использования для отпаривания с водяным паром.
В потоке дизельного топлива, отведенном по трубопроводу 86, содержание серы уменьшено, но он может не удовлетворять техническому требованию для дизельного топлива с низким содержанием серы (LSD), которое составляет менее 50 масс.ч./млн серы, или требованию для дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы (ULSD), которое соответствует содержанию серы менее 10 масс.ч./млн, или другим нормам. В связи с этим топливо может быть дополнительно повергнуто окончательной обработке в установке 14 гидроочистки.
Поток дизельного топливо, транспортируемый через трубопровод 86, может быть объединен со вторым потоком водорода для гидроочистки, отбираемым из сжатого водородсодержащего потока, проходящего по трубопроводу 52 сжатого водорода, в разделительном устройстве 54 и транспортируемым через второе ответвление 56 трубопровода для водорода, и в результате этого объединения получают поток 90 сырья для гидроочистки. Кроме того, поток дизельного топливо, транспортируемый в трубопроводе 86, может быть смешан с совместно подаваемым сырьем (не показано). Поток 90 сырья для гидроочистки может обмениваться теплотой с выходящим потоком продуктов гидроочистки, транспортируемым по трубопроводу 94, затем нагревается в огневом нагревателе и направляется в реактор 92 гидроочистки. Соответственно, реактор гидроочистки ниже по потоку сообщается с участком 16 фракционирования, трубопроводом 52 сжатого водорода и реактором 36 гидрокрекинга. В реакторе гидрокрекинга 92 поток дизельного топлива подвергается гидроочистке в присутствии потока водорода для гидроочистки и катализатора гидроочистки, в результате чего получают выходящий поток 94 продуктов гидроочистки. Согласно другому аспекту весь поток водорода для гидроочистки поступает из трубопровода 52 сжатого водорода через второе ответвление 56 трубопровода для водорода.
Реактор 92 гидроочистки может содержать более чем одну камеру и некоторое количество слоев катализатора. Реактор 92 гидроочистки, показанный на фиг.1, содержит два слоя катализатора в одной камере реактора. В указанном реакторе гидроочистки углеводороды с гетероатомами могут быть дополнительно деметаллизированы, обессерены и деазотированы. Реактор гидроочистки может также содержать катализатор гидроочистки, который является подходящим для насыщения ароматических соединений, гидродепарафинизации и гидроизомеризации.
Если реактор 36 гидрокрекинга работает в качестве реактора мягкого гидрокрекинга, указанный реактор 36 гидрокрекинга может конвертировать от 20 до 60 об.% сырья, кипящего при температуре выше интервала кипения дизельного топлива, и производить кипение в интервале кипения дизельного топлива. Соответственно, реактор 92 гидроочистки может иметь очень низкую степень конверсии и может быть использован, главным образом, для обессеривания, если он объединен с реактором 36 мягкого гидрокрекинга, в целях удовлетворения требований, предъявляемых к топливу с ультранизким содержанием серы (ULSD).
Гидроочистка представляет собой процесс, в котором газ, содержащий водород, контактирует с углеводородом в присутствии подходящих катализаторов, которые активны, главным образом, для удаления из исходного углеводородного сырья гетероатомов, таких как сера, азот и металлы. При проведении гидроочистки углеводороды с двойными и тройными связями могут быть насыщенными. Ароматические соединения также могут насыщаться. Некоторые процессы гидроочистки предназначены специально для насыщения ароматических соединений. После гидроочистки может быть также достигнуто снижение температуры помутнения нефтепродукта. Катализаторами гидрокрекинга, подходящими для использования в настоящем изобретении, являются любые известные традиционные катализаторы гидроочистки, которые включают катализаторы, образованные из по меньшей мере одного металла группы VIII, предпочтительно железа, кобальта и никеля, более предпочтительно кобальта и/или никеля и по меньшей мере одного металла группы VI, предпочтительно молибдена и вольфрама, поверхности материала носителя с высокой площадью поверхности, предпочтительно оксида алюминия. Другие подходящие катализаторы гидроочистки включают цеолитные катализаторы, а также катализаторы из благородных металлов, которые выбирают из палладия и платины. В пределах объема настоящего изобретения в одном и том же реакторе 92 гидрообработки может быть использован более чем один тип катализатора гидроочистки. Металл группы VIII обычно находится в катализаторе в количестве от 2 до 20 масс.%, предпочтительно в интервале от 4 до 12 масс.%. Металл группы VI обычно будет находиться в количестве от 1 до 25 масс.%, предпочтительно от 2 до 25 масс.%.
-1
-1
3
3
3
3
Предпочтительные режимные параметры гидроочистки могут включать температуру от 290°С (550°F) до 455°С (850°F), приемлемо от 316°С (600°F) до 427°С (800°F) и предпочтительно от 343°С (650°F) до 399°С (750°F), избыточное давление в интервале от 4,1 МПа (600 psig), предпочтительно от 6,2 МПа (900 psig) до 13,1 МПа (1900 psig), часовую объемную скорость свежего углеводородного сырья от 0,5 до 4 час, предпочтительно от 1,5 до 3,5 час, скорость циркуляции водорода от 168 до 1011 нормальных м/м нефти (от 1000 до 6000 стандартных кубических футов на баррель), предпочтительно от 168 до 674 нормальных м/м нефти (от 1000 до 4000 стандартных кубических футов на баррель), для сырья, содержащего дизельное топливо, с использованием одного катализатора гидроочистки или комбинации катализаторов гидроочистки. Установка 14 гидроочистки объединена с установкой 12 гидрокрекинга, поэтому они обе работают при одном и том же давлении, принимая во внимание нормальный перепад давления.
Выходящий поток продуктов гидроочистки, транспортируемый через трубопровод 94, может обмениваться теплотой с потоком сырья для гидроочистки, проходящим по трубопроводу 90. Указанный выходящий поток продуктов гидрообработки, транспортируемый через трубопровод 94, может быть разделен в теплом сепараторе 96 для получения парообразного выходящего потока продуктов гидрообработки, содержащего водород, в трубопроводе 98 паров, отводимых с верха сепаратора, и жидкого потока продуктов гидрообработки, отводимого через трубопроводе 100 для остатков разделения. Парообразный выходящий поток продуктов гидроочистки, содержащий водород, может быть смешан с выходящим потоком продуктов гидрокрекинга, проходящим через трубопровод 38, к примеру, перед охлаждением и направлен в холодный сепаратор 40. Теплый сепаратор 96 может функционировать при температуре в интервале от 149° до 260°С (от 300° до 500°F). Давление в теплом сепараторе 96 несколько ниже давления в реакторе 92 гидроочистки, принимая во внимание существующий перепад давления. Теплый сепаратор может работать с получением по меньшей мере 90 масс.% дизельного топлива и предпочтительно по меньшей мере 93 масс.% дизельного топлива в жидком потоке, транспортируемом через трубопровод 100. Все другие углеводороды и газы поднимаются вверх в парообразном выходящем потоке продуктов гидроочистки по трубопроводу 98, который объединяется с потоком продуктов гидрокрекинга, транспортируемым через трубопровод 38, и может быть обработан в холодном сепараторе 40 после предварительного нагревания. При этом холодный сепаратор 40 и, таким образом, компрессор 50 рециркулирующего газа сообщаются ниже по потоку с трубопроводом 98 для верхних паров, отводимых из теплого сепаратора. Соответственно, контуры рециркулирующего газа участка 12 гидрокрекинга и участка 14 гидроочистки имеют общий компрессор 50 рециркулирующего газа. Помимо этого по меньшей мере часть выходящего потока продуктов гидроочистки, проходящих по трубопроводу 94, находящихся в потоке для верхних газов, отводимых затем из горячего сепаратора по трубопроводу 98 для верхних паров, содержащих водород и углеводороды, более легкие чем дизельное топливо, смешивается по меньшей мере с частью выходящего потока продуктов гидрокрекинга, транспортируемого через трубопровод 38 для продуктов гидрокрекинга.
Жидкий выходящий поток продуктов гидрообработки, проходящий по трубопроводу 100, может быть подвергнут фракционированию в отпарной колонне 102 установки гидроочистки. В соответствии с одним аспектом фракционирование жидкого выходящего потока гидроочистки в трубопроводе 100 может включать быстрое испарение в теплой испарительной емкости 104, которая может работать при такой же температуре, что и теплый сепаратор 96, но при более низком избыточном давлении, в интервале от 1,4 МПа до 3,1 МПа (200-450 psig). Поток верхних паров, отводимый сверху теплой испарительной емкости по трубопроводу 106, может быть объединен с жидким выходящим потоком продуктов гидрокрекинга, транспортируемым через трубопровод 44 для потока жидкости, отводимого снизу холодного сепаратора, и объединенный поток может быть направлен на дальнейшее фракционирование. Соответственно по меньшей мере часть выходящего потока продуктов гидрообработки, содержащих водород, транспортируемых по трубопроводу 94, находящихся затем в потоке верхних паров, отводимом сверху теплой испарительной емкости по трубопроводу 106, смешивается по меньшей мере с частью выходящего потока продуктов гидрокрекинга, транспортируемого по трубопроводу 38, который находится в жидком потоке продуктов гидрокрекинга, транспортируемом через трубопровод 44 для потока жидкости, отводимого снизу холодного сепаратора.
Жидкий поток остатка, отводимый снизу теплой испарительной емкости по трубопроводу 108, может быть нагрет и направлен в отпарную колонну 102. Указанный поток остатка, отведенного снизу теплой испарительной емкости, может быть подвергнут отпариванию в отпарной колонне 102 с помощью водяного пара, поступающего из трубопровода 110, в результате чего получают поток нафты и легких фракций в трубопроводе 112 для отводимых сверху газов. Поток нафты и легких фракций, транспортируемый по трубопроводу 112 для отводимых сверху газов, может быть направлен на участок 16 фракционирования и, в частности, введен в отпарную колонну 70 на уровне выше точки ввода потока легкой жидкости, находящейся в трубопроводе 62.
Поток продукта, содержащего дизельное топливо, отводится по трубопроводу 114 для кубового остатка, при этом полученное дизельное топливо содержит менее 50 масс.ч./млн серы и квалифицируется как LSD, предпочтительно содержит менее 10 масс.ч./млн серы и квалифицируется как ULSD. Предполагается, что отпарная колонна 102 может работать как колонна фракционирования, с кипятильником вместо использования пара для отпаривания.
При работе теплого сепаратора 96 с повышенным уровнем температуры для отделения наибольшей части углеводородов более легких, чем дизельное топливо, отпарная колонна 102 установки гидроочистки может функционировать легче, поскольку не предполагается отделение нафты от более легких компонентов и поскольку от дизельного топлива отделяется весьма незначительное количество нафты. Кроме того, теплый сепаратор 96 имеет общий холодный сепаратор 40 с реактором 36 гидрокрекинга, и теплота, полезная для фракционирования в отпарной колонне 102, остается в выходящем потоке продуктов гидроочистки.
На фиг.2 представлено воплощение способа и установки 8', в которых используется горячий сепаратор 120 для предварительного разделения выходящего потока продуктов гидрокрекинга, проходящего через трубопровод 38'. Многие из элементов, показанных на фиг.2, имеют такую же конструкцию, что и показанные на фиг.1, и обозначены одинаковыми ссылочными номерами позиций. Элементы на фиг.2, которые соответствуют элементам на фиг.1, но имеют иную конструкцию, обозначены такими же номерами позиции, что и на фиг.1, но отмечены символом в виде штриха (').
Горячий сепаратор 120 в установке 12' гидрокрекинга ниже по потоку сообщается с реактором 36 гидрокрекинга и обеспечивает получение парообразного потока углеводородов, отводимого через трубопровод 122 для верхних паров, и жидкого потока углеводородов, отводимого через трубопровод 124 для тяжелых остатков. Горячий сепаратор 120 работает при температуре в интервале от 177° до 343°С (от 350° до 650°F) и предпочтительно от 232° до 288°С (от 450° до 550°F). Горячий сепаратор может работать при давлении, которое лишь немного меньше, чем в реакторе 36 гидрокрекинга, с учетом существующего перепада давления между ними. Парообразный поток углеводородов в трубопроводе 122 может быть объединен с парообразным выходящим потоком продуктов гидрообработки в трубопроводе 98', проходящим от участка 14' гидроочистки, смешан и транспортирован вместе с ним по трубопроводу 126. Смешанный поток, проходящий через трубопровод 126, может быть охлажден перед поступлением в холодный сепаратор 40. Соответственно, парообразный поток продуктов гидрокрекинга может быть разделен вместе с парообразным выходящим потоком продуктов гидрообработки в холодном сепараторе 40 с получением парообразного выходящего потока продуктов гидрокрекинга, содержащего водород, в трубопроводе 42 и жидкого выходящего потока продуктов гидрокрекинга в трубопроводе 44, которые обрабатывают так, как это описано выше в отношении схемы процесса на фиг.1. В связи с этим холодный сепаратор 40 сообщается ниже по потоку с трубопроводом 122 для верхних паров, проходящим от горячего сепаратора 120, и трубопроводом 98' для верхних паров, проходящим от теплого сепаратора 96.
Жидкий поток углеводородов, отводимый по трубопроводу 124 для остатков, может быть фракционирован на участке 16' фракционирования. В одном аспекте жидкий поток углеводородов, отводимый через трубопровод 124, может быть подвергнут быстрому испарению в горячей испарительной емкости 130 с получением потока легких фракций в трубопроводе 132 для верхних паров и жидкого потока тяжелых фракций в трубопроводе 134 для остатков. Горячая испарительная емкость 130 может функционировать при такой же температуре, что и горячий сепаратор 120, но при более низком избыточном давлении, в интервале от 1,4 МПа до 3,1 МПа (от 200 до 450 psig). Жидкий поток тяжелых фракций, транспортируемый через трубопровод 134 для остатков, может быть подвергнут дальнейшему фракционированию на участке 16' фракционирования. Согласно одному аспекту жидкий поток тяжелых фракций, отводимый по трубопроводу 134, может быть введен в отпарную колонну 70 в точке, находящейся на более низком уровне, чем точка подачи жидкого потока легких фракций через трубопровод 62.
Остальная часть воплощения изобретения, иллюстрируемого на фиг.2, может быть такой же, как и описанная на фиг.1, с отмеченными выше исключениями.
Здесь описаны предпочтительные воплощения настоящего изобретения, включая наилучшие варианты, известные авторам изобретения, для осуществления изобретения. Следует понимать, что иллюстрируемые воплощения являются лишь примерами, и их не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения.
Считается, что специалист в данной области техники без проведения дополнительных исследований, используя вышеприведенное описание изобретения, может использовать настоящее изобретение во всей его полноте. Предшествующие предпочтительные конкретные воплощения следует понимать, таким образом, лишь как иллюстративные, не ограничивающие каким бы то ни было образом остальную часть описания.
В изложенном выше описании все температуры приведены в градусах Цельсия, а все доли и проценты массовые, если не указано иное. Давления приведены на выходе из колонн (сепараторов), в частности на выходе парового потока из колонн (сепараторов), имеющих ряд выходов.
Из вышеприведенного описания специалист в данной области техники легко может установить существенные признаки настоящего изобретения и без выхода за пределы объема и сущности изобретения может произвести различные изменения и модификации изобретения, чтобы приспособить его к различным условиям и случаям применения.