ОПТИМИЗАЦИЯ ИНТЕГРИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ И ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ТЯЖЕЛЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ
OPTIMIZATION OF THE INTEGRATED PRODUCTION OF HIGH-QUALITY CHEMICAL PRODUCTS AND COMBUSTIBLE MATERIALS FROM HEAVY HYDROCARBONS

Перекрестная ссылка на родственные заявки
[0001] Настоящая заявка испрашивает преимущество приоритета предварительной заявки на патент США №62/775,241, поданной 04 декабря 2018 года, которая во всей своей полноте включена в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники настоящего изобретения
[0002] Настоящее изобретение относится, в общем, к интегрированным способам гидропереработки остатка вакуумной дистилляции, получаемого в результате дистилляции неочищенной нефти, и пиролитического масла, получаемого в результате парового крекинга углеводородов. Более конкретно, настоящее изобретение относится к интегрированному способу, с применением которого осуществляют гидропереработку остатка вакуумной дистилляции и деасфальтизированного пиролитического масла в установке гидрокрекинга и переработку смоляного продукта, получаемого в процессе деасфальтизации, чтобы производить синтез-газ.
Уровень техники настоящего изобретения
[0003] Легкие олефины (олефины С2-С3) представляют собой исходные материалы для многих химических процессов. Легкие олефины используют, чтобы производить полиэтилен, полипропилен, этиленоксид, этиленхлорид, пропиленоксид и акриловую кислоту, которые, в свою очередь, находят широкое применение в разнообразных отраслях промышленности, таких как переработка пластических материалов, строительство, текстильное производство и автомобильная промышленность.
[0004] Ароматические соединения группы ВТХ (бензол, толуол и ксилолы) находят применение в многочисленных различных областях химической промышленности, в частности, в секторах пластических материалов и полимеров. Например, бензол представляет собой исходный материал для производства полистирола, фенольных смол, поликарбоната и нейлона. Толуол находит применение в производстве полиуретана и в качестве компонента бензина. Ксилолы представляют собой исходные материалы для производства сложнополиэфирных волокон и фталевого ангидрида.
[0005] Легкие олефины и ВТХ традиционно производят посредством осуществления парового крекинга лигроина. Однако лигроин представляет собой лишь одну из многих фракций неочищенной нефти. По мере того, как устойчиво увеличивается спрос на легкие олефины и ВТХ, требуется все больше исходных материалов для производства указанных химических продуктов. Кроме того, паровой крекинг лигроина, как правило, имеет высокие эксплуатационные расходы. Одна из причин таких высоких эксплуатационных расходов заключается в том, что тяжелые побочные продукты, производимые в процессе парового крекинга, в том числе углеводороды С9+, черное масло и подвергнутые крекингу продукты дистилляции находят применение лишь как низкокачественное топливо.
[0006] В итоге, хотя существуют способы производства легких олефинов и ВТХ посредством переработки с повышением качества потока углеводородов, все же настоятельно требуются усовершенствования в этой области в свете по меньшей мере вышеупомянутых недостатков существующих способов.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
[0007] Раскрыто решение по меньшей мере некоторых из вышеупомянутых проблем, связанных с производством легких олефинов и ВТХ в процессе парового крекинга лигроина. Это решение представляет собой способ производства легких олефинов, который включает гидрокрекинг остатка вакуумной дистилляции, получаемого в результате дистилляции неочищенной нефти, и пиролитического масла, получаемого в результате парового крекинга углеводородов, чтобы производить лигроин, который дополнительно подвергают паровому крекингу, чтобы производить легкие олефины. Это может оказаться благоприятным для полного использования пиролитического масла, чтобы производить высококачественные продукты, в том числе легкие олефины и ВТХ, в то время как пиролитическое масло традиционно используется в качестве низкокачественного нефтяного топлива. Кроме того, непереработанное масло, производимое посредством гидрокрекинга остаток вакуумной дистилляции, и/или пиролитическое масло можно деасфальтизировать, чтобы производить деасфальтизированное масло и смоляной продукт. Деасфальтизированное масло можно после этого подвергать гидрокрекингу, чтобы производить лигроин, в результате чего повышается степень переработки тяжелых углеводородов. Смоляной продукт можно газифицировать, чтобы производить синтез - газ, в результате чего повышается коэффициент использования поток низкокачественных углеводородов. Таким образом, способ согласно настоящему изобретению обеспечивает техническое решение по меньшей мере некоторых из упомянутых выше проблем, связанных с доступными в настоящее время способами повышения качества потоков тяжелых углеводородов для производства легких олефинов.
[0008] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения предложен способ производства олефинов. Способ включает дистилляцию исходного материала, содержащего неочищенную нефть, чтобы производить множество потоков продуктов дистилляции, в том числе поток лигроина и поток остатка вакуумной дистилляции. Способ дополнительно включает паровой крекинг потока лигроина, чтобы производить множество потоков продуктов крекинга, в том числе поток олефинов С2-С3, поток смеси углеводородов С4 и поток пиролитического масла. Способ дополнительно включает гидрокрекинга поток остатка вакуумной дистилляции, чтобы производить поток продуктов дистилляции, имеющий менее высокий диапазон кипения, чем поток остатка вакуумной дистилляции, и поток тяжелого непереработанного масла, имеющий более высокий диапазон кипения, чем поток остатка вакуумной дистилляции. Способ дополнительно включает деасфальтизацию потока тяжелого непереработанного масла и пиролитического масла, полученного в процессе парового крекинга, с применением растворителя, чтобы производить поток деасфальтизированного масла и поток смолы.
[0009] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения предложен способ производства олефинов. Способ включает дистилляцию исходного материала, содержащего неочищенную нефть, чтобы производить множество потоков продуктов дистилляции, в том числе поток лигроина и поток остатка вакуумной дистилляции. Способ дополнительно включает паровой крекинг потока лигроина, чтобы производить множество потоков продуктов крекинга, в том числе поток олефинов С2-С3, поток смеси углеводородов С4 и поток пиролитического масла. Способ дополнительно включает гидрокрекинг потока остатка вакуумной дистилляции, чтобы производить поток продуктов дистилляции, имеющий менее высокий диапазон кипения, чем поток остатка вакуумной дистилляции, и поток тяжелого непереработанного масла, имеющий более высокий диапазон кипения, чем поток остатка вакуумной дистилляции. Способ дополнительно включает деасфальтизацию поток тяжелого непереработанного масла и пиролитического масла, полученного в процессе парового крекинга, с применением растворителя, чтобы производить поток деасфальтизированного масла и поток смолы.
Способ дополнительно включает газификацию потока смолы, чтобы производить поток синтез - газа.
[0010] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения предложен способ производства олефинов. Способ включает дистилляцию исходного материала, содержащего неочищенную нефть, чтобы производить множество потоков продуктов дистилляции, в том числе поток лигроина и поток остатка вакуумной дистилляции. Способ дополнительно включает паровой крекинг потока лигроина, чтобы производить множество потоков продуктов крекинга, в том числе поток олефинов С2-С3, поток смеси углеводородов С4 и поток пиролитического масла. Способ дополнительно включает гидрокрекинг потока остатка вакуумной дистилляции, чтобы производить поток продуктов дистилляции, имеющий менее высокий диапазон кипения, чем поток остатка вакуумной дистилляции, и поток тяжелого непереработанного масла, имеющий более высокий диапазон кипения, чем поток остатка вакуумной дистилляции. Способ дополнительно включает деасфальтизацию потока тяжелого непереработанного масла и пиролитического масла, полученного в процессе парового крекинга, с применением растворителя, чтобы производить поток деасфальтизированного масла и поток смолы. Способ дополнительно включает газификацию потока смолы, чтобы производить поток синтез - газа. Способ дополнительно включает гидрокрекинг потока деасфальтизированного масла, чтобы производить лигроин. Способ дополнительно включает реакцию монооксида углерода и водорода в составе потока синтез - газа, чтобы производить по меньшей мере некоторое количество метанола. Способ дополнительно включает реакцию метанола с изобутиленом в составе потока смеси углеводородов С4 в достаточных условиях реакции, чтобы производить метил-третбутиловый эфир (МТВЕ).
[0011] Далее представлены определения различных терминов и выражений, используемых в тексте описания настоящего изобретения.
[0012] Термины «приблизительно» или «примерно» означают приближение, что понимает обычный специалист в данной области техники. Согласно одному неограничительному варианту осуществления эти термины означают, что отклонение находится в пределах 10%, предпочтительно в пределах 5%, предпочтительнее в пределах 1% и наиболее предпочтительно в пределах 0,5%.
[0013] Термины «мас. %», «об. %» или «мол. %» означают, соответственно, массовое, объемное или молярное процентное содержание компонента по отношению кполной массе, полному объему или полному молярному количеству материала, в котором содержится данный компонент. В качестве неограничительного примера, 10 молей компонента на 100 молей материала означает содержание компонента, составляющее 10 мол.%.
[0014] Термин «практически» и соответствующие видоизменения означают диапазоны в пределах 10%, в пределах 5%, в пределах 1% или в пределах 0,5%.
[0015] Термины «ингибирование», или «сокращение», или «предотвращение», или «избежание», или любые видоизменения указанных терминов при использовании в описании и/или в формуле настоящего изобретения означают любое измеримое уменьшение или полное ингибирование для достижения желательного результата.
[0016] Термин «эффективный» при использовании в описании и/или в формуле настоящего изобретения означает достаточность для достижения желательного, ожидаемого или предполагаемого результата.
[0017] Термин «неочищенная нефть» при использовании в описании и/или в формуле настоящего изобретения означает непереработанный нефтепродукт, содержащий встречающиеся в природе углеводороды и другие органические материалы. Термин «непереработанный нефтепродукт» в данном контексте означает нефтепродукт, который не был подвергнут процессу дистилляции в целях производства таких продуктов, как бензин, лигроин, керосин, газойль и остаток. Переработка в данном контексте не включает предварительную обработку неочищенной нефти в целях производства указанных продуктов. Таким образом, термин «неочищенная нефть» при использовании в настоящем документе, означает нефтепродукты, которые были подвергнуты операциям, выбранным из разделения воды и масла, разделения газа и масла, обессоливания, стабилизации и их комбинаций.
[0018] Термин «вакуумный газойль» при использовании в описании и/или в формуле настоящего изобретения означает углеводороды, у которых температуры кипения находятся в диапазоне от 360 до 550°С, от 360 до 540°С, от 360 до 530°С, от 360 до 510°С, от 400 до 550°С, от 400 до 540°С, от 400 до 530°С, от 400 до 510°С, от 420 до 550°С, от 420 до 540°С, от 420 до 530°С или от 420 до 510°С.
[0019] Термин «пиролитическое масло» или «пиролизное масло» при использовании в описании и/или в формуле настоящего изобретения означает тяжелую углеводородную фракцию, содержащую углеводороды С9+ и производимую в процессе парового крекинга углеводородов.
[0020] Термин «пиролитический бензин» или «пиролизный бензин» при использовании в описании и/или в формуле настоящего изобретения означает углеводородную фракцию, содержащую углеводороды С5-С9 и производимую в процессе термического крекинга продуктов, в том числе в процессе парового крекинга углеводородов.
[0021] Термин «остаток вакуумной дистилляции» при использовании в описании и/или в формуле настоящего изобретения означает содержащую асфальтены фракцию непереработанного масла из подвергнутого гидропереработке остатка вакуумной дистилляции после процесса деасфальтизации.
[0022] Термин «смола» при использовании в описании и/или в формуле настоящего изобретения означает содержащую асфальтены фракцию непереработанного масла из подвергнутого гидропереработке остатка вакуумной дистилляции после процесса деасфальтизации.
[0023] Использование грамматических форм единственного числа в сочетании с терминами «включающий», «охватывающий», «содержащий» или «имеющий» в описании или в формуле настоящего изобретения может означать «один», но также соответствует значению «один или несколько», «по меньшей мере один» и «один или более чем один».
[0024] Слова «включающий» (а также любая форма слова «включающий», такая как «включают» и «включает»), «имеющий» (а также любая форма слова «имеющий», такая как «имеют» и «имеет»), «охватывающий» (а также любая форма слова охватывающий», такая как «охватывают» и «охватывает») или «содержащий» (а также любая форма слова «содержащий», такая как «содержат» и «содержит») означают включение и отсутствие ограничения и не исключают дополнительные указанные элементы или технологические стадии.
[0025] Способ согласно настоящему изобретению может «включать» конкретные ингредиенты, компоненты, композиции и другие элементы, представленные в описании настоящего изобретения, или «состоять главным образом» или «состоять» из них.
[0026] Термин «главным образом» при использовании в описании и/или в формуле настоящего изобретения означает более чем любое значение из 50 мас. %, 50 мол.% и 50 об.%. Например, термин «главным образом» может охватывать все промежуточные значения и диапазоны от 50,1 мас. % до 100 мас. %, все промежуточные значения и диапазоны от 50,1 мол.% до 100 мол.%, а также все промежуточные значения и диапазоны от 50,1 об.% до 100 об.%.
[0027] Другие объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения становятся очевидными из следующих фигур, подробного описания и примеров. Однако следует понимать, что хотя эти фигуры, подробное описание и примеры представляют конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, они приведены исключительно в качестве иллюстрации не предназначены в качестве ограничения. Кроме того, предусмотрено, что изменения и модификации в пределах идеи и объема настоящего изобретения становятся очевидными для специалистов в данной области техники их этого подробного описания. В следующих вариантах осуществления признаки из конкретных варианты осуществления могут быть объединены с признаками из других вариантов осуществления. Например, признаки из одного варианта осуществления могут быть объединены с признаками из любых других варианты осуществления. В следующих вариантах осуществления дополнительные признаки могут быть введены в конкретные варианты осуществления, описанные в настоящем документе.
Краткое описание фигур
[0028] Для более полного понимания следует ознакомиться со следующим описанием, рассматриваемым в сочетании с сопровождающими фигурами, причем:
[0029] на фиг. 1А представлена схематическая диаграмма системы для производства легких олефинов согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;
[0030] на фиг. 1В представлена схематическая диаграмма системы для производства легких олефинов, интегрированная с установкой МТВЕ согласно вариантам осуществления настоящего изобретения; и
[0031] на фиг. 2 представлена блок-схема способа производства легких олефинов согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
[0032] В настоящее время легкие олефины могут быть произведены в процессе парового крекинга лигроина, получаемого в результате дистилляции неочищенной нефти. Однако по мере того, как устойчиво увеличивается спрос на легкие олефины, требуется все больше исходных материалов для производства легких олефинов. Кроме того, паровой крекинг лигроина, как правило, имеет высокие эксплуатационные расходы, отчасти поскольку побочные продукты от парового крекинга лигроин, в том числе пиролитическое масло, традиционно используют как низкокачественное нефтяное топливо. Согласно настоящему изобретению предложено решение по меньшей мере некоторых из указанных проблем. Основу этого решения представляет собой способ, который включает одновременный гидрокрекинг остатка вакуумной дистилляции, получаемого в результате дистилляции неочищенной нефти, и деасфальтизированного пиролитического масла, получаемого в результате парового крекинга лигроина, чтобы производить по меньшей мере некоторое количество дополнительного лигроина, который может быть использован в качестве дополнительного исходного материала для парового крекинга. Кроме того, непереработанное масло, производимое в процессе гидрокрекинга, можно подвергать дополнительной деасфальтизации, чтобы производить деасфальтизированное масло, которое может быть возвращено в процесс гидрокрекинга. Смолу, производимую в течение процесса деасфальтизации, можно использовать, чтобы производить синтез - газ, который может быть после этого переработан в метанол. Процесс производства метанола может быть дополнительно интегрирован с установкой для производства МТВЕ, в которой используют изобутилен, производимый в процессе парового крекинга лигроина, и метанол, чтобы производить МТВЕ. В итоге, этот способ позволяет повышать коэффициент использования потоков тяжелых углеводородов, содержащих остаток вакуумной дистилляции и/или пиролитическое масло, посредством интеграции множества нефтеперерабатывающих/нефтехимических процессов, в результате чего сокращаются расходы на производство олефинов и других нефтехимических продуктов. Указанные выше и другие неограничительные аспекты настоящего изобретения подробно обсуждаются ниже в следующих разделах.
А. Система для производства легких олефинов
[0033] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения система для производства легких олефинов содержит интегрированную систему для дистилляции неочищенной нефти, гидрокрекинга остаток вакуумной дистилляции и пиролитического масла, парового крекинга лигроина и производства МТВЕ с применением изобутилена, полученного в процессе парового крекинга. Рассмотрим фиг. 1А, где представлена схематическая диаграмма системы 100, которая обеспечивает производство легких олефинов с применением исходных материалов, производимых посредством переработки с повышением качества потоков тяжелых углеводородов от нефтеперерабатывающих/нефтехимических процессов. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения система 100 может содержать дистилляционную установку 101, выполненную с возможностью разделения исходного углеводородного потока 10, содержащего неочищенную нефть, на множество потоков. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения множество потоков может включать поток лигроина 11 и поток остатка вакуумной дистилляции 12. Множество потоков может дополнительно включать бензиновый поток 13 и дизельный поток 14. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения дистилляционная установка 101 может содержать колонну для дистилляции при атмосферном давлении, вакуумную дистилляционную колонну или их комбинации.
[0034] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения первый выпуск дистилляционной установки 101 может находиться в сообщении с возможностью передачи текучей среды с установкой парового крекинга 102 таким образом, что поток лигроина 11 вытекает из дистилляционной установки 101 в установку парового крекинга 102. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения установка парового крекинга 102 может быть выполнена с возможностью крекинга лигроина в достаточных условиях реакции, чтобы производить по меньшей мере некоторые легкие олефины (например, этилен и пропилен). Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения выходящий поток из установки парового крекинга 102 может быть разделен на поток легких олефинов 15, поток углеводородов С4 16, поток пиролитического бензина 17, поток пиролитического масла 18 или их комбинации.
[0035] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения второй выпуск дистилляционной установки 101 может находиться в сообщении с возможностью передачи текучей среды с впуском установки гидрокрекинга 103 таким образом, что поток остатка вакуумной дистилляции 12 вытекает из дистилляционной установки 101 в установку гидрокрекинга 103. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения установка гидрокрекинга 103 может быть выполнена с возможностью гидрокрекинга остатка вакуумной дистилляции из потока остатка вакуумной дистилляции 12 в присутствии катализатора в достаточных условиях реакции для производства по меньшей мере некоторого количества легкого продукта дистилляции. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения легкий продукт дистилляции может содержать по меньшей мере некоторое количество лигроина. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения выходящий поток из установки гидрокрекинга 103 может дополнительно содержать вакуумный газойль, сжиженный нефтяной газ, средний продукт дистилляции (в том числе углеводороды в диапазоне кипения газойля), непереработанное масло или их комбинации. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения катализатор установки гидрокрекинга 103 может содержать разнообразные переходные металлы или сульфиды металлов с твердым носителем, содержащим оксид алюминия, диоксид кремния, двойной оксид алюминия и кремния, оксид магния и цеолиты или их комбинации.
[0036] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения установка гидрокрекинга 103 может содержать (i) секцию реакции гидрокрекинга, содержащую одну или несколько установок гидрокрекинга, и (ii) секцию разделения продуктов гидрокрекинга, выполненную с возможностью разделения выходящего потока из секции реакции гидрокрекинга на поток продуктов дистилляции 19 и поток тяжелого непереработанного масла 20. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения первый выпуск секции разделения продуктов гидрокрекинга может находиться в сообщении с возможностью передачи текучей среды с впуском разделительной установки, которая выполнена с возможностью дополнительного разделения потока продуктов дистилляции 19 таким образом, что поток продуктов дистилляции 19 вытекает из секции разделения продуктов гидрокрекинга в разделительную установку. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения разделительная установка может представлять собой дистилляционную установку 101. Поток продуктов дистилляции 19 может содержать легкий продукт дистилляции, средний продукт дистилляции, вакуумный газойль или их комбинации. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения второй выпуск секции разделения продуктов гидрокрекинга может находиться в сообщении с возможностью передачи текучей среды с установкой деасфальтизации 104, таким образом, что поток тяжелого непереработанного масла 20 вытекает из секции разделения продуктов гидрокрекинга в установка деасфальтизации 104. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения поток тяжелого непереработанного масла 20 содержит непереработанное масло из установки гидрокрекинга 103.
[0037] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения выпуск установки парового крекинга 102 может находиться в сообщении с возможностью передачи текучей среды с установкой деасфальтизации 104, таким образом, что по меньшей мере часть потока пиролитического масла 18 вытекает из установки парового крекинга 102 в установку деасфальтизации 104. В качестве альтернативы или в качестве дополнения, выпуск установки парового крекинга 102 может находиться в сообщении с возможностью передачи текучей среды с впуском секции разделения продуктов гидрокрекинга, таким образом, что по меньшей мере часть потока пиролитического масла 18 вытекает из установки парового крекинга 102 в секцию разделения продуктов гидрокрекинга. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения установка деасфальтизации 104 может быть выполненный с возможностью отделения асфальта от непереработанного масла и/или пиролитическогого масла с образованием потоков, включая поток смоляных продуктов 21 и/или поток деасфальтизированного масла 22. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения установка деасфальтизации 104 может содержать установку деасфальтизации с применением растворителя.
[0038] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения первый выпуск установки деасфальтизации 104 может находиться в сообщении с возможностью передачи текучей среды с установкой гидрокрекинга 103, таким образом, что поток деасфальтизированного масла 22 вытекает из установки деасфальтизации 104 в установку гидрокрекинга 103. Установка гидрокрекинга 103 может быть выполнена с дополнительной возможностью гидрокрекинга потока деасфальтизированного масла 22, чтобы производить дополнительный легкий продукт дистилляции, средний продукт дистилляции, вакуумный газойль, непереработанное масло или их комбинации. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, как представлено на фиг. 1В, второй выпуск установки деасфальтизации 104 может находиться в сообщении с возможностью передачи текучей среды с установкой газификации 105 таким образом, что поток смоляных продуктов 21 вытекает из установки деасфальтизации 104 в установку газификации 105. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения установка газификации 105 может быть выполнена с возможностью реакции смоляного продукта в достаточных условиях реакции в целях газификации смоляного продукта и производства по меньшей мере некоторого количества синтез - газа. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения выпуск установки газификации 105 может находиться в сообщении с возможностью передачи текучей среды с установкой для производства метанола 106, таким образом, что поток синтез - газа 23 вытекает из установки газификации 105 в установку для производства метанола 106.
[0039] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения установка для производства метанола 106 может быть выполнена с возможностью реакции монооксида углерода и водорода в составе потока синтез - газа 23 в присутствии катализатора в достаточных условиях реакции, чтобы производить по меньшей мере некоторое количество метанола. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения установка для производства метанола 106 может быть выполнена с дополнительной возможностью очисти потока синтез - газа 23 и регулирования соотношения между монооксидом углерода и водородом в составе потока синтез - газа 23 для производства метанола перед реакцией монооксида углерода и водорода. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения катализатор для катализа производства метанола из синтез - газа может содержать металлы или оксиды металлов, которые представляют собой медь, цинк, другие переходные металлы, или соответствующие оксиды, нанесенные на твердый носитель, содержащий оксид алюминия, силикаты или их комбинации.
[0040] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения выпуск установки для производства метанола 106 может находиться в сообщении с возможностью передачи текучей среды с установкой МТВЕ 107, таким образом, что метанольный поток 24 вытекает из установки для производства метанола 106 в установку МТВЕ 107. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения выпуск установки парового крекинга 102 может находиться в сообщении с возможностью передачи текучей среды с установкой для производства бутадиена 108, таким образом, что поток углеводородов С4 16 вытекает из установки парового крекинга 102 в установку для производства бутадиена 108. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения установка для производства бутадиена 108 может быть выполнена с возможностью отделения бутадиена от потока углеводородов С4 16 для образования бутадиенового потока 25, содержащего, главным образом, бутадиен, и потока очищенных нефтепродуктов С4 26, содержащего н-бутан, изобутан, 1-бутен, 2-бутен, изобутилен или их комбинации. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения установка для производства бутадиена 108 может содержать одну или несколько экстракционных установок.
[0041] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения выпуск установки для производства бутадиена 108 может находиться в сообщении с возможностью передачи текучей среды с установкой МТВЕ 107, таким образом, что поток очищенных нефтепродуктов С4 26 вытекает из установки для производства бутадиена 108 в установку МТВЕ 107. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения установка МТВЕ 107 может быть выполнена с возможностью реакции изобутилена в составе потока очищенных нефтепродуктов С4 26 с метанолом в составе метанольного потока 24 в присутствии катализатора в условиях реакции, чтобы производить поток МТВЕ 27 и поток непрореагировавшего С4 28. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения катализатор, выполненный с возможностью катализа производства МТВЕ из изобутилена и метанола, может содержать слабокислые или сильнокислые ионообменные смолы, в которых содержатся кислотные группы, в том числе одна или несколько сульфоновых групп и/или одна или несколько карбоксильных групп.
В. Способ производства легких олефинов
[0042] Раскрыты способы производства легких олефинов. Эти способы могут включать переработку с повышением качества тяжелых углеводородов из нефтеперерабатывающих/нефтехимических процессов в целях обеспечения дополнительного исходного материала для производства легких олефинов в процессе парового крекинга. Кроме того, в этих способах может быть предусмотрена интеграция процессов в целях полного использования тяжелых углеводородов, производимых на разнообразных нефтеперерабатывающих/нефтехимических установках, в результате чего сокращаются расходы на производство легких олефинов и/или других нефтехимических продуктов. Как представлено на фиг. 2, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения предложен способ 200 производства легких олефинов. Способ 200 может быть осуществлен посредством системы 100, которая представлена на фиг. 1А и 1В. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, как представляет блок 201, способ 200 может включать дистилляцию в дистилляционной установке 101 исходных материалов, в том числе неочищенной нефти, чтобы производить множество потоков продуктов дистилляции. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения потоки продуктов дистилляции могут включать поток лигроина 11 и поток остатка вакуумной дистилляции 12. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения потоки продуктов дистилляции могут дополнительно включать бензиновый поток 13 и/или дизельный поток 14. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения дистилляция в блоке 201 может быть осуществлена в диапазоне кипения верхнего продукта от 80 до 200°С и диапазоне кипения ребойлера от 300 до 450°С. Дистилляция в блоке 201 может быть осуществлена при давлении от 1 до 10 бар, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе 2 бар, 3 бар, 4 бар, 5 бар, 6 бар, 7 бар, 8 бар и 9 бар.
[0043] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, как представлено в блоке 202, способ 200 может дополнительно включать паровой крекинг потока лигроина 11 в установке парового крекинга 102, чтобы производить множество потоков продуктов крекинга. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения потоки продуктов крекинга могут включать поток легких олефинов 15, поток смеси углеводородов С4 16, поток пиролитического масла 18 или их комбинации. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения потоки продуктов крекинга могут дополнительно включать поток пиролитического бензина 17. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения паровой крекинг в блоке 202 может быть осуществлен при температуре от 750 до 950°С, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе диапазоны от 750 до 760°С, от 760 до 770°С, от 770 до 780°С, от 780 до 790°С, от 790 до 800°С, от 800 до 810°С, от 810 до 820°С, от 820 до 830°С, от 830 до 840°С, от 840 до 850°С, от 850 до 860°С, от 860 до 870°С, от 870 до 880°С, от 880 до 890°С, от 890 до 900°С, от 900 до 910°С, от 910 до 920°С, от 920 до 930°С, от 930 до 940°С и от 940 до 950°С. Паровой крекинг в блоке 202 может быть осуществлен при массовом соотношении пара и углеводорода от 0,1 до 1, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8 и 0,9. Продолжительность выдерживания для установки парового крекинга 102 в блоке 202 может находиться в диапазоне от 50 до 1000 мс, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 50 до 100 мс, от 100 до 200 мс, от 200 до 300 мс, от 300 до 400 мс, от 400 до 500 мс, от 500 до 600 мс, от 600 до 700 мс, от 700 до 800 мс, от 800 до 900 мс и от 900 до 1000 мс. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения поток легких олефинов 15 может содержать от 5 до 80 мас. % этилена и 1 до 30 мас. % пропилена. Поток смеси углеводородов С4 16 может содержать н-бутан, изобутан, изобутилен, 1-бутен, 2-бутен, бутадиен или их комбинации. Поток пиролитического масла 18 может содержать бензол, толуол, ксилолы или их комбинации.
[0044] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, как представлено в блоке 203, способ 200 может дополнительно включать гидрокрекинг потока остатка вакуумной дистилляции 12, чтобы производить поток продуктов дистилляции 19, имеющий менее высокий диапазон кипения, чем поток остатка вакуумной дистилляции, и поток тяжелого непереработанного масла 20, имеющий более высокий диапазон кипения, чем поток остатка вакуумной дистилляции 12. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения гидрокрекинг в блоке 203 может быть осуществлен при температуре реакции от 300 до 500°С, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 300 до 325°С, от 325 до 350°С, от 350 до 375°С, от 375 до 400°С, от 400 до 425°С, от 425 до 450°С, от 450 до 475°С и от 475 до 500°С. Давление реакции для гидрокрекинга в блоке 203 может находиться в диапазоне от 10 до 250 бар, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 10 до 25 бар, от 25 до 50 бар, от 50 до 75 бар, от 75 до 100 бар, от 100 до 125 бар, от 125 до 150 бар, от 150 до 175 бар, от 175 до 200 бар, от 200 до 225 бар и от 225 до 250 бар. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения гидрокрекинг в блоке 203 может быть осуществлен при объемном соотношении водорода и углеводорода, находящемся в диапазоне от 50 до 1000, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 50 до 100, от 100 до 200, от 200 до 300, от 300 до 400, от 400 до 500, от 500 до 600, от 600 до 700, от 700 до 800, от 800 до 900 и от 900 до 1000. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения поток продуктов дистилляции 19 можно разделять в разделительная установка, чтобы производить по меньшей мере некоторое количество лигроина, средний продукт дистилляции, вакуумный газойль или их комбинации. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения один или несколько продуктов, представляющих собой лигроин, средний продукт дистилляции, вакуумный газойль, производимые в результате разделения потока продуктов дистилляции 19 можно подвергать крекингу в установке парового крекинга 102, чтобы производить дополнительные легкие олефины, дополнительные смешанный углеводороды С4, дополнительный пиролитический бензин, дополнительное пиролитическое масло или их комбинации.
[0045] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, как представлено в блоке 204, способ 200 может дополнительно включать деасфальтизацию потока тяжелого непереработанного масла 20 и/или по меньшей мере части потока пиролитического масла 18 из установки парового крекинга 102 в установке деасфальтизации 104 с применением растворителя, чтобы производить поток деасфальтизированного масла 22 и поток смоляных продуктов 21. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения растворитель может содержать пропан, пентан, бутан или их комбинации. В качестве альтернативы или в качестве дополнения текущей части потока пиролитического масла в установку деасфальтизации 104, часть потока пиролитического масла 18 можно направлять в разделительную секцию установки гидрокрекинга 103, чтобы производить дополнительный тяжелое непереработанное масло и/или дополнительный поток продуктов дистилляции 19. Дополнительное тяжелое непереработанное масло может быть после этого подвергнуто деасфальтизации в установке деасфальтизации 104.
[0046] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, как представлено в блоке 205, способ 200 может дополнительно включать газификацию потока смоляных продуктов 21 в установке газификации 105, чтобы производить поток синтез - газа 23, содержащий, главным образом, монооксид углерода и водород в сочетании. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения газификация в блоке 205 может быть осуществлена при температуре от 700 до 1500°С, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 700 до 750°С, от 750 до 800°С, от 800 до 850°С, от 850 до 900°С, от 900 до 950°С, от 950 до 1000°С, от 1000 до 1050°С, от 1050 до 1100°С, от 1100 до 1150°С, от 1150 до 1200°С, от 1200 до 1250°С, от 1250 до 1300°С, от 1300 до 1350°С, от 1350 до 1400°С, от 1400 до 1450°С и от 1450 до 1500°С. Давление реакции газификации в блоке 205 может находиться в диапазоне от 1 до 60 бар, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 1 до 5 бар, от 5 до 10 бар, от 10 до 15 бар, от 15 до 20 бар, от 20 до 25 бар, от 25 до 30 бар, от 30 до 35 бар, от 35 до 40 бар, от 40 до 45 бар, от 45 до 50 бар, от 50 до 55 бар и от 55 до 60 бар. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения газификация в блоке 205 может быть осуществлена при массовом соотношении кислорода и углеводорода в диапазоне от 0,5 до 10, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 0,5 до 1, от 1 до 2, от 2 до 3, от 3 до 4, от 4 до 5, от 5 до 6, от 6 до 7, от 7 до 8, от 8 до 9 и от 9 до 10. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения поток синтез - газа 23 может содержать от 30 до 90 мас. % монооксида углерода и от 0,5 до 10 мас. % водорода.
[0047] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, как представлено в блоке 206, способ 200 может дополнительно включать реакцию монооксида углерода и водорода в составе потока синтез - газа 23 в присутствии катализатора в достаточных условиях реакции, чтобы производить метанол (метанольный поток 24). Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения поток синтез - газа 23 может быть очищен, и молярное соотношение монооксида углерода и водорода в составе потока синтез - газа 23 можно регулировать перед осуществлением реакции в блоке 206. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения регулируемое молярное соотношение водорода и монооксида углерода в блоке 206 может находиться в диапазоне от 1 до 10, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 1 до 2, от 2 до 3, от 3 до 4, от 4 до 5, от 5 до 6, от 6 до 7, от 7 до 8, от 8 до 9 и от 9 до 10. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения условия реакции в блоке 206 могут включать температуру реакции от 100 до 400°С, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 100 до 125°С, от 125 до 150°С, от 150 до 175°С, от 175 до 200°С, от 200 до 225°С, от 225 до 250°С, от 250 до 275°С, от 275 до 300°С, от 300 до 350°С, от 350 до 375°С и от 375 до 400°С. Условия реакции в блоке 206 могут дополнительно включать давление реакции от 10 до 100 бар, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 10 до 20 бар, от 20 до 30 бар, от 30 до 40 бар, от 40 до 50 бар, от 50 до 60 бар, от 60 до 70 бар, от 70 до 80 бар, от 80 до 90 бар и от 90 до 100 бар. Условия реакции в блоке 206 могут дополнительно включать массовую часовую объемную скорость от 1 до 25000 ч-1, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 1 до 2500 ч-1, от 2500 до 5000 ч-1, от 5000 до 7500 ч-1, от 7500 до 10000 ч-1, от 10000 до 12500 ч-1, от 12500 до 15000 ч-1, от 15000 до 17500 ч-1, от 17500 до 20000 ч-1, от 20000 до 22500 ч-1 и от 22500 до 25000 ч-1.
[0048] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, как представлено в блоке 207, способ 200 может дополнительно включать удаление бутадиена из потока смеси углеводородов С4 16 в установке для производства бутадиена 108, чтобы производить поток очищенных нефтепродуктов С4 26, содержащий изобутилен. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения поток очищенных нефтепродуктов С4 26 может содержать от 10 до 75 мас. % изобутилена, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 10 до 15 мас. %, от 15 до 20 мас. %, от 20 до 25 мас. %, от 25 до 30 мас. %, от 30 до 35 мас. %, от 35 до 40 мас. %, от 40 до 45 мас. %, от 45 до 50 мас. %, от 50 до 55 мас. %, от 55 до 60 мас. %, от 60 до 65 мас. %, от 65 до 70 мас. % и от 70 до 75 мас. %. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения удаление в блоке 207 может включать экстракцию с применением растворителя, экстракционную дистилляцию или их комбинации.
[0049] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, как представлено в блоке 208, способ 200 может дополнительно включать осуществление реакции изобутилена в составе потока очищенных нефтепродуктов С4 26 с метанолом в составе метанольного потока 24 в присутствии катализатора в достаточных условиях реакции, чтобы производить МТВЕ (метил-трет-бутиловый эфир) с образованием потока МТВЕ 27 и потока непрореагировавшего С4 28. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения условия реакции в блоке 208 могут включать температуру реакции в диапазоне от 40 до 100°С, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 40 до 50°С, от 50 до 60°С, от 60 до 70°С, от 70 до 80°С, от 80 до 90°С и от 90 до 100°С. Условия реакции в блоке 208 могут дополнительно включать давление реакции в диапазоне от 5 до 40 бар, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 50 до 10 бар, от 10 до 15 бар, от 15 до 20 бар, от 20 до 25 бар, от 25 до 30 бар, от 30 до 35 бар и от 35 до 40 бар. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения соотношение изобутилена и метанола в блоке 208 может находиться в диапазоне от 0,1 до 10, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 0,1 до 1, от 1 до 2, от 2 до 3, от 3 до 4, от 4 до 5, от 5 до 6, от 6 до 7, от 7 до 8, от 8 до 9 и от 9 до 10. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения изобутилен в блоке 208 может быть переработан при коэффициенте переработки в диапазоне от 75 до 99,9%, включая все промежуточные диапазоны и значения, в том числе от 75 до 80%, от 80 до 85%, от 85 до 90%, от 90 до 95% и от 95 до 99,9%. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения поток непрореагировавшего С4 28 может содержать 1-бутен, 2- бутен, н-бутан, изобутан, непрореагировавший изобутилен или их комбинации. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения 2-бутен в составе потока непрореагировавшего С4 28 может после этого реагировать с этиленом с образованием пропилена в процессе реакции обмена. Изобутан и н-бутан в составе потока непрореагировавшего С4 28 могут быть возвращены в установку парового крекинга 102.
[0050] Хотя варианты осуществления настоящего изобретения были описаны в отношении блоков, представленных на фиг. 2, следует понимать, что осуществление настоящего изобретения не ограничено конкретными блоками и/или конкретной последовательностью блоков, проиллюстрированных на фиг. 2. Соответственно, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения могут быть предложены функциональные признаки, которые описаны в настоящем документе, с применением разнообразных блоков в иных последовательностях по сравнению с теми, которые проиллюстрированы на фиг. 2.
[0051] Согласно контексту настоящего изобретения раскрыты по меньшей мере следующие пятнадцать вариантов осуществления. Вариант осуществления 1 представляет собой способ производства олефинов. Способ включает дистилляцию исходного материала, содержащего неочищенную нефть, чтобы производить множество потоков продуктов дистилляции, в том числе поток лигроина и поток остатка вакуумной дистилляции. Способ также включает паровой крекинг потока лигроина, чтобы производить множество потоков продуктов крекинга, содержащих поток олефинов С2-С3, смешанный поток углеводородов С4 и поток пиролитического масла. Способ дополнительно включает гидрокрекинг потока остатка вакуумной дистилляции, чтобы производить поток продуктов дистилляции, имеющий менее высокий диапазон кипения, чем поток остатка вакуумной дистилляции, и поток тяжелого непереработанного масла, имеющий более высокий диапазон кипения, чем поток остатка вакуумной дистилляции. Кроме того, способ включает деасфальтизацию потока тяжелого непереработанного масла и пиролитического масла, полученного в процессе парового крекинга, с применением растворителя, чтобы производить поток деасфальтизированного масла и поток смолы. Вариант осуществления 2 представляет собой способ согласно варианту осуществления 1, дополнительно включающий газификацию потока смолы, чтобы производить поток синтез - газа. Вариант осуществления 2 представляет собой способ согласно варианту осуществления 2, дополнительно включающий реакцию монооксида углерода и водорода в составе потока синтез - газа в присутствии катализатора в достаточных условиях реакции, чтобы производить метанол. Вариант осуществления 4 представляет собой способ согласно варианту осуществления 3, в котором перед стадией реакции поток синтез - газа очищают, и соотношение водорода и монооксида углерода в составе синтез - газа устанавливают на уровне в диапазоне от 1 до 10. Вариант осуществления 5 представляет собой способ согласно любому из вариантов осуществления 3 или 4, в котором катализатор содержит металлы, такие как медь, цинк и другие переходные металлы, или соответствующие оксиды, объединенные с твердым носителем, такой как оксид алюминия, силикаты или их комбинации. Вариант осуществления 6 представляет собой способ согласно любому из вариантов осуществления 3-5, в котором условия реакции включают температуру реакции в диапазоне от 100 до 400°С. Вариант осуществления 7 представляет собой способ согласно любому из вариантов осуществления 3-6, в котором условия реакции включают давление реакции в диапазоне от 10 до 100 бар. Вариант осуществления 8 представляет собой способ согласно любому из вариантов осуществления 3-7, дополнительно включающий удаление бутадиена из смешанного потока углеводородов С4, производимого на стадии парового крекинга, чтобы производить поток очищенных нефтепродуктов С4, содержащий по меньшей мере некоторое количество изобутилена, и реакцию изобутилена в составе потока очищенных нефтепродуктов С4 с метанолом, производимым из потока синтез - газа, чтобы производить по меньшей мере некоторое количество метилтрет-бутилового эфира (МТВЕ). Вариант осуществления 9 представляет собой способ согласно любому из вариантов осуществления 1-8, в котором гидрокрекинг осуществляется при температуре от 300 до 500°С. Вариант осуществления 10 представляет собой способ согласно любому из вариантов осуществления 1-9, в котором гидрокрекинг осуществляется при давлении от 10 до 250 бар. Вариант осуществления 11 представляет собой способ согласно любому из вариантов осуществления 1-10, в котором гидрокрекинг осуществляется в присутствии катализатора, содержащего переходные металлы или сульфиды металлов с твердым носителем, таким как оксид алюминия, диоксид кремния, двойной оксид алюминия и кремния, оксид магния и цеолиты или их комбинации. Вариант осуществления 12 представляет собой способ согласно любому из вариантов осуществления 1-11, в котором поток продуктов дистилляции, производимый в результате гидрокрекинга, содержит углеводороды, имеющие диапазон кипения легкого продукта дистилляции, углеводороды, имеющий диапазон кипения среднего продукта дистилляции, углеводороды, имеющий диапазон кипения вакуумного газойля, или их комбинации. Вариант осуществления 13 представляет собой способ согласно любому из вариантов осуществления 1-12, дополнительно включающий гидрокрекинг деасфальтизированного масла в условиях реакции, чтобы производить множество потоков, содержащих сжиженный нефтяной газ (СНГ), лигроин, средние продукты дистилляции, газойль или их комбинации. Вариант осуществления 14 представляет собой способ согласно варианту осуществления 13, в котором гидрокрекинг деасфальтизированного масла и остаток вакуумной дистилляции осуществляется в одной и той же установке гидрокрекинга. Вариант осуществления 15 представляет собой способ согласно любому из вариантов осуществления 1-14, в котором паровой крекинг осуществляется при температуре от 750 до 950°С, соотношении пара и углеводорода от 0,1 до 1 и продолжительности выдерживания от 50 до 1000 мс.
[0052] Хотя были подробно описаны варианты осуществления настоящей заявки и соответствующие преимущества, следует понимать, что в настоящем изобретении могут быть произведены разнообразные изменения, замещения и модификации без отклонения от идеи и выхода за пределы объема вариантов осуществления, которые определены прилагаемой формулой изобретения. Кроме того, не предусмотрено ограничение объема настоящей заявки конкретными вариантами осуществления способов, устройств, производств, композиций материалов, средств, процессов и стадий, представленных в описании настоящего изобретения. Как сможет легко понять обычный специалист в данной области техники из представленного выше описания, могут быть использованы способы, устройства, производства, композиции материалов, средства, процессы или стадии, которые существуют в настоящее время или будут впоследствии разработаны, чтобы осуществлять практически такие же функции или обеспечивать практически такие же результаты, как соответствующие варианты осуществления, описанные в настоящем документе. Соответственно, предусмотрено, что такие способы, устройства, производства, композиции материалов, средства, процессы или стадии находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.