СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА ИЗ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОЙ ФРАКЦИИ СУСПЕНЗИИ С УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА FCC, ВКЛЮЧАЮЩИЙ ОСОБУЮ ГИДРООЧИСТКУ
METHOD FOR OBTAINING CARBON BLACK FROM AT LEAST ONE SUSPENSION FRACTION FROM INSTALLATION OF FCC CATALYTIC CRACKING INCLUDING SPECIAL HYDROTREATING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области технологий получения технического углерода и использует в качестве сырья фракцию, называемую «суспензией», полученную из установки каталитического крекинга (обозначаемой далее в тексте FCC) или из установки крекинга остатков (обозначаемой далее в тексте RFCC). Далее по тексту для упрощения, когда речь будет идти об установке каталитического крекинга, это может быть как установка крекинга обычных тяжелых фракций (вакуумных дистиллятов), так и установка каталитического крекинга остатков перегонки.
В области переработки нефти установку каталитического крекинга с кипящим слоем, называемую далее FCC, обычно используют для превращения тяжелых нефтяных фракций, предварительно подвергнутых или не подвергавшихся гидроочистке (например, гидроочищенный вакуумный дистиллят или гидроочищенный остаток) в пригодные для переработки нефтяные фракции, такие как пропилен, бензин, сжиженный нефтяной газ GPL, а также масла типа «легкого рециклового газойля» (обозначено LCO, от Light Cycle Oil), которые позволяют получить газойль.
В кубе установки каталитического крекинга остается высокоароматический остаток, обычно именуемый «суспензией». Эта фракция имеет точку начала кипения, обычно близкую к 360°С.
Специалисты в данной области часто называют эту фракцию фракцией 360+, этого определения будем придерживаться в рамках настоящего изобретения.
Фракция «суспензия» содержит также мелкие частицы катализатора, которые образовались в результате истирания в установке каталитического крекинга.
Данная «суспензия» обычно мало пригодна для переработки, и ее часто сжигают в качестве горючего.
Термин «суспензия» хорошо известен специалисту в данной области техники и будет использоваться далее по ходу описания.
Авторы заявки неожиданно обнаружили, что было бы интересно использовать данный высокоароматический остаток, называемый «суспензией», полученный как эффлюент каталитического крекинга (RFCC или FCC), в качестве сырья для установки гидроочистки остатков (называемой RDS от «Resid Desulfurization Unit»), подбирая рабочие условия таким образом, чтобы максимально усилить протекание реакций гидродесульфирования (HDS) и одновременно свести к минимуму реакции гидродеароматизации (HAD), чтобы сохранить высокую степень содержания ароматических соединений.
Высокоароматический жидкий эффлюент с установки гидроочистки (RDS) можно при этом направить на специализированную установку получения технического углерода (далее по тексту именуемую CBU от «carbon-black unit»).
Технический углерод является коммерческим продуктом, который можно использовать в качестве пигмента для получения чернил типа туши, он также служит сырьем при получении некоторых материалов (в частности, каучука для шин) и некоторых красок, олиф, лаков, пластмасс, волокон, керамики, эмалей. В прошлом технический углерод широко использовался в качестве копировальной бумаги и лент для пишущих машинок, а в настоящее время он используется в черных электростатических порошках фотокопировальных устройств.
Технический углерод используется также в лаборатории для повышения точки плавления некоторых продуктов в растворе. Его часто используют в качестве адсорбирующего материала в процессах очистки, например, что касается тяжелых полиароматических соединений, или для удаления растворенных окрашенных примесей и фиксации вещества в суспензии, образуя в результате агрегаты примесей, которые легко разделить с помощью фильтрации.
Технический углерод применяют также в качестве пищевого красителя (Е152).
Технический углерод зарегистрирован в европейском инвентаризационном списке существующих коммерческих химических веществ (EINECS) под номером 215-609-9. Он подразделяется на множество марок в соответствии с нормой ASTM, которые приведены в разделе «Подробное описание».
Предлагаемый настоящим изобретением способ позволяет получить любую из марок технического углерода, называемого по классификации ASTM «furnace black carbon» («печная сажа»).
ОБСУЖДЕНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
Из документов предшествующего уровня техники, относящихся к получению технического углерода, можно назвать следующие документы:
Статья W.F. Minyard «Upgrade FCC «slurry» oil with chemical settling aids» («Улучшение качества фракции «суспензии» из FCC с помощью добавки осадителей», опубликована в журнале World Refining 01/01/1999 (v. 9, pp 35-38).
Данная статья сообщает об исследовании влияния мелких частиц катализатора на «суспензию» RFCC, включающем сравнение сепаратора циклонного типа и сепаратора, работающего по принципу осаждения химическим флокулянтом. В данной статье упоминается преимущество приготовления высокоароматической нефтяной «суспензии» (полученной глубокой конверсией в RFCC) для получения масла из технического углерода (обозначенного СВО далее по тексту), «needle coke» (игольчатого кокса), сырья для установки гидрокрекинга, или в качестве компонента коммерческого тяжелого мазутного топлива.
Статья «Research progress in purification of FCC «slurry» oil and its application to chemical industry» (Прогресс в исследовании очистки фракции «суспензии» из FCC и ее применение в химической промышленности» Bingcheng Cao, опубликованная в журнале Petrochemical Technology 01/01/2012 (v. 41, pp 364-369), описывает очистку «суспензии» из RFCC для получения СВО или игольчатого кокса.
Названные варианты очистки: фильтрация, электростатическое разделение, разделение центрифугированием, разделение с помощью керамической мембраны, предназначены главным образом для удаления мелких частиц катализатора.
Патент ЕР 2471895А1 описывает применение катализатора цеолитного типа без наполнения металлами для проведения селективного гидрокрекинга низкоароматических молекул с низким молекулярным весом.
Тяжелую и ароматическую часть отделяют от легкой части перегонкой.
Патент US 4267033 описывает гидроочистку (HDS, HDN, HDCCR) «суспензии» и сжиженных высокоароматических углеводородов на классических промышленных катализаторах, обычно типа NiMo.
Патент US 2012/0246999 А1 подробно описывает способ получения новых спецификаций жидкого топлива, ожидаемых на 2015 год в зонах эмиссионного контроля (ECA) (основная спецификация: 0,1% S), и ожидаемых на 2020-2025 годы для остальной акватории морей (основная спецификация: 0,5% S).
Идея, развиваемая в указанной заявке, состоит в использовании главным образом остаточных фракций (менее дорогих) вместо фракций дистиллятов.
Дистилляты являются единственными фракциями, которые на сегодняшний день идентифицированы как соответствующие уровню 0,1% S. Уровня 0,5% S можно достичь, исходя непосредственно из остатков, путем глубокого гидродесульфирования, или путем смешения с дистиллятами. Указанный патент описывает применение гидроочищенного VGO (аббревиатура от «vacuum gasoil», т.е. вакуумного газойля или вакуумного дистиллята, полученного из остатка атмосферной перегонки, перегнанного в вакууме).
Таким образом, речь идет об остаточной фракции, которая может быть мало крекированной при прохождении через HDT, но хорошо десульфированной, и которую можно смешивать с другими, более тяжелыми, фракциями для соответствия спецификации: атмосферным остатком, остатком с установки висбрекинга, DAO (деасфальтированная нефть) вакуумного остатка, «суспензией», НСО.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУРЫ
Фигура 1 показывает схему способа по изобретению, на которой имеются обозначения:
FCC или RFCC - установка каталитического крекинга, питаемая сырьем (А) и производящую фракцию «суспензии» (С),
PC (Pool Carburant) – резервуар топлива,
FILT - установка фильтрации фракции «суспензии», дающую осветленную фракцию «суспензии»,
RDS - установка гидроочистки, которая обрабатывает или осветленную фракцию «суспензии», или смесь упомянутой фракции осветленной «суспензии» и гидроочищенную фракцию вакуумного остатка (С'),
DIST - установка перегонки, размещенная за установкой гидроочистки (RDS), и
CBU - установка получения технического углерода, которая производит указанный технический углерод (Н).
Пунктиром, чтобы показать, что она является факультативной, обозначена установка гидроочистки (HYC), которая обрабатывает возможную фракцию вакуумного остатка А', причем выходящий из нее гидроочищенный поток С' можно обрабатывать в смеси с осветленной фракцией «суспензии» С'' в установке гидроочистки (RDS).
Фракцию «суспензии» (обозначенную С), полученную на установке FCC или RFCC, вводят в установку фильтрации (FILT), чтобы удалить основную часть частиц размером менее 20 микронов, содержащихся во фракции «суспензии». Полученная в результате фракция осветленной «суспензии» имеет содержание мелких частиц ниже 300 ч/млн, предпочтительно ниже 100 ч/млн.
Осветленную фракцию можно смешать с одной из следующих фракций (обозначено С'):
- вакуумный остаток, полученный в колонне вакуумной дистилляции, предпочтительно гидроочищенный на установке гидроочистки (HYC),
- атмосферный остаток, полученный в колонне атмосферной дистилляции, при необходимости предпочтительно гидроочищенный,
- вакуумный дистиллят, полученный в колонне вакуумной дистилляции, при необходимости предпочтительно гидроочищенный.
Таким образом, сырье, полученное после смешения, имеет перед гидроочисткой показатель BMCI выше 130, предпочтительно выше 135.
Сырье, полученное в результате смешения (С и С', обозначено С''), вводят в установку гидроочистки (RDS), которая работает в следующих условиях:
- давление от 50 до 200 бар, предпочтительно от 80 до 120 бар,
- температура от 300 до 420°С, предпочтительно от 340 до 390°С,
-1
-1
- VVH  (часовая объемная скорость) от 0,1 до 2,5 час, предпочтительно от 0,4 до 1,0 час,
- используемый катализатор представляет собой последовательность по меньшей мере двух разных катализаторов гидроочистки, и указанная стадия гидроочистки позволяет получить поток со значением BMCI выше 110.
Поток, выходящий из установки гидроочистки (RDS), вводят в дистилляционную колонну (DIST), которая позволяет разделить:
- «легкую» часть (обозначенную F), используемую в качестве части топливного пула, включающего также крекинг-бензин, полученный на установке FCC или RFCC (обозначен В), и
3
3
- кубовый остаток (обозначен G) с содержанием серы менее 0,3%, предпочтительно менее 0,1%, имеющий BMCI выше 80, предпочтительно выше 100, плотностью более 0,97 г/см, предпочтительно более 1,0 г/см.
Кубовый остаток (G) вводят в установку получения технического углерода (CBU)), из которой отбирают конечный продукт, то есть технический углерод со спецификацией, соответствующей норме ASTM (марки от 110 до 990).
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение описывает способ получения технического углерода из по меньшей мере одной фракции «суспензии» установки FCC, где аббревиатура FCC означает как стандартную установку каталитического крекинга, так и установку каталитического крекинга остатков.
Фракция «суспензии» определяется как фракция с интервалом кипения, начинающимся при 360°С, и обозначается 360+. Эта фракция содержит мелкие частицы катализатора, используемого в установке каталитического крекинга (FCC или RFCC).
В некоторых случаях эту фракцию нужно очищать от мелких твердых частиц на установке фильтрации, которая не будет здесь описываться в деталях, так как она является частью уровня техники.
Задача установки фильтрации заключается в достижении содержания мелких частиц ниже 300 ч/млн, предпочтительно ниже 100 ч/млн.
В рамках настоящего изобретения к фракции «суспензии» можно добавить вторую фракцию, которая предпочтительно является гидроочищенным вакуумным остатком (RSV), причем указанный гидроочищенный вакуумный остаток смешивают с фракцией осветленной «суспензии» до установки гидроочистки (RDS).
В случае, когда в способе по изобретению кроме фракции «суспензии» используется также вторая фракция вакуумного остатка (RSV), стадию гидроочистки (HYC) упомянутого вакуумного остатка (RSV) проводят в установке гидроочистки с кипящим слоем (HYC), работающей в следующих условиях:
- давление от 50 до 250 бар, предпочтительно от 60 до 200 бар,
- температура от 300 до 550°С, предпочтительно от 350 до 500°С,
-1
-1
- VVH от 0,1 до 10 час, предпочтительно от 0,15 до 5,0 час.
Катализаторы установки гидроочистки вакуумного остатка (HYC) выбирают из катализаторов, содержащих подложку из оксида алюминия и по меньшей мере один металл группы VIII, выбранный из никеля и кобальта, причем указанный элемент группы VIII используют вместе с по меньшей мере одним металлом группы VIB, выбранным из молибдена и вольфрама.
Фракцию «суспензии», предпочтительно очищенную от мелких частиц, называемую осветленной «суспензией», направляют в установку гидроочистки, обозначенную (RDC), которая работает в следующих условиях:
- давление от 50 до 200 бар,
- температура от 300 до 420°С,
-1
- VVH от 0,1 до 2,5 час.
Используемый катализатор представляет собой последовательность катализаторов гидроочистки в том смысле, что установка гидроочистки (RDS) по настоящему изобретению содержит по меньшей мере два слоя разных катализаторов гидроочистки.
Катализатор первого слоя является катализатором гидродеметаллирования, например, типа HF 858, выпускаемого в продажу компанией AXENS.
Катализатор второго слоя является катализатором десульфирования, например, типа НТ 438, выпускаемого в продажу компанией AXENS.
В рамках настоящего изобретения предпочтительны следующие условия работы установки гидроочистки (RDS):
- давление от 80 до 120 бар,
- температура от 340 до 390°С,
-1
- VVH от 0,4 до 1,0 час.
В одном предпочтительном варианте способа получения технического углерода по настоящему изобретению эти два катализатора, используемые в установке гидроочистки (RDS), являются последовательно (то есть, по ходу движения обрабатываемого сырья):
- катализатором, обеспечивающим главным образом гидродеметаллирование (обозначено HDM),
- катализатором, обеспечивающий главным образом десульфирование (обозначено HDS), причем объемное отношение катализатора HDM к катализатору HDS составляет от 0,05 до 1, предпочтительно от 0,1 до 0,5.
В другом варианте способа по настоящему изобретению к фракции осветленной «суспензии» до установки гидроочистки (RDS) добавляют фракцию, выбранную из следующего:
- вакуумный остаток, полученный в колонне вакуумной ректификации, предпочтительно не подвергавшийся гидроочистке,
- атмосферный остаток, полученный в колонне атмосферной ректификации, предпочтительно не подвергавшийся гидроочистке,
- вакуумный дистиллят, полученный в колонне вакуумной ректификации, предпочтительно не подвергавшийся гидроочистке.
Сырье, полученное в результате смешения, имеет перед гидроочисткой BMCI выше 130, предпочтительно выше 135.
В некоторых случаях можно также добавлять к основной фракции осветленной «суспензии» некоторое количество фракции 360+, полученной при ожижении угля, или фракцию, именуемую «steam cracking tars» (смолы парового крекинга), которая представляет собой топливные остатки, полученные в установке парового крекинга (по-английски «steam cracking unit»).
Гидроочищенный поток, выходящий из установки RDS, перегоняют затем в дистилляционной колонне (DIST). Фракцию 360+ направляют в установку получения технического углерода (CBU), а фракцию 360- добавляют в топливный пул нефтеперерабатывающего завода. Точку отсечения 360+ при необходимости можно подогнать к другой температуре, чтобы получить ВМСI>110.
Показатель BMCI (Bureau of Mines Correlation Index, индекс корреляции Горного Бюро) определяют по следующей формуле, в которой аббревиатура VABP обозначает «среднеобъемную» температуру, выраженную в градусах Ранкина, а аббревиатура «Sp.Gr» обозначает плотность:
2
Таким образом, сырье подвергается реакциям термоокисления (пиролиз и разложение сырья в газе, насыщенном СО), которые останавливают охлаждением водой.
Частицы технического углерода далее отфильтровывают от охлаждающей воды, и хвостовой газ обрабатывают на выходе установки.
Чем в большей степени ароматическим является сырье, направляемое в установку получения технического углерода (CBU), тем выше выход технического углерода.
Установка получения технического углерода (CBU) не будет подробно описываться в настоящей заявке, так как ее описание можно найти, например, в документе IARC Monographs (v 93, pp. 56-59).
Неполное сжигание углеводородов типа гудрона или ароматических масел (частью которых является фракция «суспензии») дает технический углерод, относящийся к классу «furnace black» (печная сажа), который составляет 95% мировой продукции (см. таблицу A в конце настоящего раздела).
Первая стадия состоит в распылении предварительно нагретого сырья любым способом распыления, известным специалисту.
Вторая стадия состоит в сжигании распыленного сырья при недостатке окислителя в газообразных продуктах сгорания, температуру обычно устанавливают от 1400 до 1800°С.
Технический углерод получают в форме суспензии твердых частиц в газе, причем размер образующихся частиц может варьироваться от 20 до 300 микронов в зависимости от рабочих условий установки получения технического углерода.
2
Суспензию твердых частиц в газе резко охлаждают водой и фильтруют через мешочный фильтр, чтобы отделить газы (окислы S, окислы N, НO) от частиц. Осуществляют операцию сушки, за которой идет фасовка.
В таблице 1 ниже приведены основные категории технического углерода, обозначенные марками от N110 до N990.
Способ по настоящему изобретению позволяет получить по желанию любую категорию технического углерода, соответствующую норме ASTM согласно таблице А ниже.
Таблица А
Полное название
Аббревиатура
Стандарт ASTM
Размер частиц, нм
Предел прочности, МПа
Относительное истирание в лабораторных условиях
Относительный абразивный износ дорожного покрытия
Super Abrasion FurnaceСверхизносостойкая печная сажа
SAF
N110
20-25
25,2
1,35
1,25
Intermediate SAFПечная сажа средней износостойкости
ISAF
N220
24-33
23,1
1,25
1,15
High Abrasion FurnaceВысокоизносостойкая печная сажа
HAF
N330
28-36
22,4
1,00
1,00
Easy Processing ChannelЛегко обрабатываемая канальная сажа
ЕРС
N300
30-35
21,7
0,80
0,90
Fast Extruding FurnaceБыстро экструдируемая печная сажа
FEF
N550
39-55
18,2
0,64
0,72
High Modulus Furnace Высокомодульная печная сажа
HMF
N683
49-73
16,1
0,56
0,66
Semi-Reinforcing FurnaceПолуусиливающая печная сажа
SRF
N770
70-96
14,7
0,48
0,60
Fine ThermalВысокодисперсная термическая сажа
FT
N880
180-200
12,6
0,22
-
Medium ThermalСреднедисперсная термическая сажа
МТ
N990
250-350
9,8
0,18
Примечание
: Различные термины для разных типов технического углерода не переводились на французский язык, так как считаются наименованиями, известными специалисту в данной области техники.
ПРИМЕРЫ ПО ИЗОБРЕТЕНИЮ
Примеры 1 и 2 не соответствуют изобретению, но позволяют проиллюстрировать преимущества последнего путем сравнения с примерами 3, 4, 5 и 6, которые соответствуют изобретению.
- Пример 1: не по изобретению, без установки гидроочистки RDS с сырьем типа VGO, направляемым в FCC (сравнительный).
- Пример 2: не по изобретению, с установкой гидроочистки RDS в неблагоприятных рабочих условиях, с сырьем типа VGO, направляемым в FCC (сравнительный).
- Пример 3: с установкой гидроочистки RDS в благоприятных рабочих условиях, с сырьем типа VGO, в сочетании с установкой FCC.
- Пример 4: с установкой гидроочистки RDS в благоприятных рабочих условиях, с сырьем типа гидроочищенного RSV, направляемого в RFCC.
- Пример 5: с установкой гидроочистки RDS в благоприятных рабочих условиях, с сырьем типа VGO, в сочетании с FCC, смешанным с вакуумным остатком (RSV).
- Пример 6: с RDS в благоприятных рабочих условиях, с сырьем типа гидроочищенного VR (остатка вакуумной перегонки), направляемого в RFCC, с смеси с вакуумным остатком (RSV).
Следующие примеры осуществляют с углеводородной фракцией типа вакуумного дистиллята (DSV) A, полученной на установке вакуумной дистилляции. Источником этой фракции является неочищенная нефть типа Urals. Данная фракция используется для следующих трех примеров. Ее основные характеристики приведены в таблице 1 ниже.
Таблица 1Характеристики фракции А
Плотность 15/4
0,918
Сера (вес.%)
1,76
Коксовый остаток по Конрадсону (%)
0,4
Вязкость при 100°С (сСт)
9
Ni+V (ч/млн)
<1
Ароматические углеводороды (%)
21,8
Пример 1 (не по изобретению): использование FCC для получения сырья, предназначенного для снабжения установки получения технического углерода, без использования установки RDS
Пример 1 соответствует получению сырья, предназначенного для снабжения установки получения технического углерода, исходя из фракции А, без проведения этой фракции через установку гидроочистки остатков (RDS) после каталитического крекинга в кипящем слое FCC (таблица 2).
Таблица 2Рабочие условия в установке FCC
Катализатор
Алюмосиликат
С/О
6,4
ROT (в °С)
540
TRG (в °С)
720
Выходы различных фракций, полученных в FCC, выраженные в весовых процентах, приведены в таблице 3 ниже.
Таблица 3Характеристики фракций, полученных на установке FCC
Выход сухого газа (вес.%)
Выход LPG (вес.%)
Выход нафты-180 (вес.%)
Выход керосина 180-220 (вес.%)
Выход LCO220-360 (вес.%)
Выход кокса (вес.%)
Выход НСО + «суспензия» 360+ (вес.%)
3,2
17,0
45,6
6,5
2,3
5,7
7,2
3
В таблице 4 ниже приведены свойства ароматического остатка типа «суспензии» 360+, выходящей из FCC, в частности, содержание серы (S, выражено в весовых процентах), плотность при 15°С (г/см) и содержание ароматических углеводородов (СА, выражено в весовых процентах).
Таблица 4Характеристики фракции 360+, полученной на установке FCC
Сера (вес.%)
3,70
Ароматические углеводороды (вес.%)
70
D15/4 (г/см<sup>3</sup>)
1,117
BMCI
144
Полученная фракция 360+ служит основным сырьем для установки получения технического углерода. Данная фракция будет обозначаться С.
Фракция С имеет высокое содержание серы и имеет высокое содержание ароматических углеводородов.
Пример 2 (не по изобретению): применение установки RDS в неоптимизированных рабочих условиях
В примере 2 используют то же сырье А и ту же установку FCC, что и в примере 1. Установку RDS подсоединяют за установкой FCC. Таким образом, полученную фракцию С в данном случае обрабатывают в установке RDS, рабочие условия в которой приведены ниже в таблице 5.
Таблица 5Условия работы установки RDS на сырье С
VVH (час<sup>-1</sup>)
0,3
Давление (бар)
180
Температура (°С)
370
Объемное отношениекатализатор HDM/катализатор HDS
1/5
Таблица 6Характеристики фракции 360+ в выходящем потоке
Сера (вес.%)
0,04
Ароматические углеводороды (вес.%)
29
Ni+V (ч/млн)
<1
BMCI
80
Поток, полученный на выходе из установки RDS, хорошо десульфирован, что позволяет получить технический углерод высокой чистоты, однако содержание в нем ароматических углеводородов существенно снижено, что по логике отрицательно сказывается на выходе технического углерода в установке получения технического углерода.
Пример 3 (по изобретению): применение установки RDS с оптимизированными рабочими условиями
В примере 3 используют то же сырье А и ту же установку FCC, что и в примере 2. Установка RDS подсоединена за установкой FCC, как в примере 2.
Полученную фракцию С обрабатывают в установке RDS в рабочих условиях, оптимизированных для установки получения технического углерода.
Рабочие условия в установке RDS, выходы и характеристики потоков, полученных на выходе установки RDS, указаны в таблице 7 ниже.
Таблица 7Условия работы установки RDS на сырье C
VVH (час<sup>-1</sup>)
0,5
Давление (бар)
80
Температура (°С)
370
Объемное отношениекатализатор HDM/катализатор HDS
1/5
Характеристики потока, выходящего из установки гидроочистки, приведены в таблице 8.
Таблица 8Характеристики фракции 360+ в полученном выходящем потоке
Сера (вес.%)
0,09
Ароматические углеводороды (вес.%)
54
Ni+V (ч/млн)
<1
BMCI
123
Поток, полученный на выходе установки RDS, хорошо десульфирован (содержание серы такое же, как в примере 2), и содержание ароматических углеводородов остается высоким (выше 50%).
Таким образом, данный поток является прекрасным сырьем для установки получения технического углерода в целях получения высокочистого технического углерода с очень хорошим выходом.
Пример 4 (по изобретению): применение последовательности RFCC+RDS+BCU(установка получения углерода) для сырья типа гидроочищенного вакуумного остатка
В данном примере используют другую фракцию из установки RFCC. Эта фракция, обозначенная А', является гидроочищенным остатком, полученным на установке типа RDS.
Характеристики данной фракции приведены ниже в таблице 9.
Таблица 9Характеристики фракции А'
Плотность 15/4
0,923
Сера (вес.%)
0,30
Коксовый остаток по Конрадсону (%)
3,2
Вязкость при 100°С (сСт)
18
Ni+V (ч/млн)
6
Ароматические углеводороды (вес.%)
70
Таким образом, фракцию А' направляют в установку RFCC. В таблицах 10 и 11 ниже приведены рабочие условия в RFCC, а также выходы фракций, полученных на установке RFCC, соответственно.
Таблица 10Рабочие условия в установке RFCC
Катализатор
Алюмосиликат
С/О
6,72
ROT (в °С)
525
TRG1 (в °С)
614
TRG2 (в °С)
727
Таблица 11Характеристики фракций, полученных на установке RFCC
Выход сухого газа (вес.%)
Выход LPG (вес.%)
Выход нафты-160 (вес.%)
Выход керосина 180-220 (вес.%)
Выход LCO220-360 (вес.%)
Выход кокса (вес.%)
Выход НСО + «суспензия» 360+ (вес.%)
3,6
16,9
39,0
10,1
14,1
7,6
8,6
В таблице 12 ниже приводятся характеристики сырьевой фракции 360+ на выходе из RFCC. Таким образом, данный поток служит сырьем для следующей установки RDS.
Таблица 12Характеристики фракции 360+
Сера (вес.%)
0,70
Ароматические углеводороды (вес.%)
70
Ni+V (ч/млн)
5
ВМСI
138
D (плотность) 15/4 (г/см<sup>3</sup>)
1,107
Фракцию 360+, полученную на выходе из RFCC, направляют в установку RDS. Рабочие условия в установке RDS, а также характеристики образующегося потока указаны ниже в таблицах 13 и 14, соответственно.
Таблица 13Рабочие условия в установке RDS
VVH (час<sup>-1</sup>)
0,5
Давление (бар)
80
Температура (°С)
380
Объемное отношениекатализатор HDM/катализатор HDS
1/5
Таблица 14Характеристики потока, выходящего из RDS
Сера (вес.%)
0,10
Ароматические углеводороды (вес.%)
54
Ni+V (ч/млн)
<1
BMCI
110
Поток, выходящий из RDS, содержит очень мало серы и служит сырьем для установки получения технического углерода в целях получения высокочистого технического углерода с высоким выходом.
Пример 5 (по изобретению): применение последовательности FCC+RDS+BCU для сырья типа VGO с добавкой вакуумного остатка на входе в секцию гидроочистки
В примере 5 используют ту же фракцию А и ту же установку FCC, что и в примере 2. Установка RDS добавлена за установкой FCC, как и в примере 2.
Полученную фракцию С смешивают с вакуумным остатком С', получая фракцию С''. Фракцию С'' обрабатывают затем в установке RDS в рабочих условиях, оптимизированных для установки получения технического углерода.
В данном примере, С' соответствует 10% сырья.
В таблице 15 внизу приведены характеристики фракций С, С' и С''.
Таблица 15Характеристики фракций С, С' и С''
С
С'
С"
Плотность (кг/м<sup>3</sup>)
1,117
1,003
1,104
Т50 (в °С)
400
600
414
Сера (вес.%)
3,7
2,56
3,59
[Ni+V] (в ч/млн)
<1
259,8
26,0
BMCI
145
74
137
Рабочие условия в установке RDS, выходы и характеристики потоков, полученных на выходе из RDS, приведены ниже в таблицах 16 и 17.
Таблица 16Условия работы установки RDS на сырье С
VVH (час<sup>-1</sup>)
0,5
Давление (бар)
80
Температура (°С)
380
Объемное отношениекатализатор HDM/катализатор HDS
1/5
Таблица 17Характеристики фракции 360+ полученного потока
Сера (вес.%)
0,13
Ароматические углеводороды (вес.%)
53
Ni+V (ч/млн)
22
BMCI
127
Поток, полученный на выходе установки RDS, хорошо десульфирован (содержание серы близко к содержанию в примере 3), а процентное содержание ароматических углеводородов остается высоким (ВМСI>120). Таким образом, этот полученный поток является прекрасным сырьем для установки получения технического углерода в целях получения высокочистого технического углерода с очень хорошим выходом.
Пример 6 (по изобретению): применение последовательности RFCC+RDS+BCU для сырья типа гидроочищенного остатка с добавкой вакуумного остатка на входе в секцию гидроочистки
В примере 6 используют такое же сырье А' и такую же установку RFCC, что и в примере 4. Установка RDS добавлена за установкой RFCC, как и в примере 2.
Полученную фракцию С смешивают с вакуумным остатком С', получая фракцию С''.
Затем фракцию С'' обрабатывают в установке RDS в рабочих условиях, оптимизированных для установки получения технического углерода. В данном примере С' соответствует 10% фракции С''.
В следующей таблице 18 приводятся характеристики фракций С, С' и С''.
Таблица 18Характеристики фракций С, С' и С''
С
С'
С''
Плотность (кг/м<sup>3</sup>)
1,107
1,003
1,096
Т50 (в °С)
410
600
423
Сера (в вес.%)
0,7
2,56
0,89
[Ni+V] (в ч/млн)
5
25,8
25,5
BMCI
138
74
132
Рабочие условия установки RDS, выходы и характеристики потоков, полученных на выходе установки RDS, приведены ниже в таблицах 19 и 20.
Таблица 19Условия работы установки RDS на сырье С
VVH (час<sup>-1</sup>)
0,5
Давление (бар)
80
Температура (°С)
380
Объемное отношениекатализатор HDM/катализатор HDS
1/5
Таблица 20Характеристики фракции 360+ полученного эффлюента
Сера (вес.%)
0,10
Ароматические углеводороды (вес.%)
55
Ni+V (ч/млн)
23
ВМСI
114
Поток, полученный на выходе установки RDS, хорошо десульфирован (содержание серы близко к примеру 3), и содержание ароматических углеводородов остается высоким (ВМСI>120). Таким образом, этот поток является прекрасным сырьем для установки получения технического углерода в целях получения высокочистого технического углерода с очень хорошим выходом.
Пример 7 (по изобретению): применение последовательности RFCC+RDS+BCU для сырья типа остатка прямой перегонки (не подвергавшегося гидроочистке)
В данном примере используется другое сырье. Это сырье, обозначенное А'', является не подвергавшимся гидроочистке остатком прямой перегонки. Его характеристики даны в таблице 21 ниже.
Таблица 21Характеристики сырья А''
Плотность 15/4
0,998
Сера (вес.%)
0,5
Коксовый остаток по Конрадсону (%)
4,2
Вязкость при 100°С (сСт)
25
Ni+V (ч/млн)
12
Ароматические углеводороды (вес.%)
17
Ниже в таблицах 22 и 23 приведены, соответственно, рабочие условия в установке RFCC, а также выходы фракций, полученных в RFCC.
Таблица 22Рабочие условия в RFCC
Катализатор
Алюмосиликат
С/О
6,72
ROT  (в °С)(температурафункционирования)
525
TRG1 (в °С)(температураРегенерации)
614
TRG2 (в °С)
727
Таблица 23Выходы фракций, полученных на установке RFCC
Выход сухого газа (вес.%)
Выход LPG (вес.%)
Выход нафты-160 (вес.%)
Выход керосина 180-220 (вес.%)
Выход LCO220-360 (вес.%)
Выход кокса (вес.%)
Выход НСО + «суспензия» 360+ (вес.%)
3,4
16,2
38,0
10,1
15,2
8,1
9,0
Ниже в таблице 24 указаны характеристики сырьевой фракции 360+ на выходе из RFCC. Таким образом, данный поток служит сырьем для следующей установки VRDS.
Таблица 24Характеристики фракции 360+
Сера (вес.%)
0,90
Ароматические углеводороды (вес.%)
65
Ni+V (ч/млн)
11
BMCI
142
D15/4 (г/см<sup>3</sup>)
1,107
Фракцию 360+, полученную на выходе из RFCC, направляют в установку RDS.
Рабочие условия в установке RDS, а также характеристики образованных потоков приведены ниже в таблицах 25 и 26, соответственно.
Таблица 25Рабочие условия в установке RDS
VVH (час<sup>-1</sup>)
0,70
Давление (бар)
80
Температура (°С)
370
Объемное отношениекатализатор HDM/катализатор HDS
1/5
Таблица 26Характеристики потока, выходящего из RDS
Сера (вес.%)
0,20
Ароматические углеводороды (вес.%)
54
Ni+V (ч/млн)
<1
BMCI
123
Поток на выходе из RDS содержит очень мало серы и служит сырьем для установки получения технического углерода в целях получения высокочистого технического углерода с высоким выходом.