СПОСОБ ГИДРООЧИСТКИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ДИСТИЛЛЯТА ФИШЕРА- ТРОПША, ИМЕЮЩЕГО ВЫСОКИЙ ВЫХОД СРЕДНИХ ДИСТИЛЛЯТОВ
FISHER-TROPSH LOW-TEMPERATURE DISTILLATE HYDRAULIC CLEANING METHOD HAVING THE MEDIUM DISTILLATES HIGH OUTPUT

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к гидроочистке синтетических продуктов Фишера-Тропша и более конкретно к способу для гидроочистки средних дистиллятов синтетических дистиллятов Фишера-Тропша полного диапазона.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
4-70
Главные низкотемпературные синтетические продукты Фишера-Тропша представляют собой углеводороды С и небольшое количество сложных смесей, содержащих кислородосодержащие соединения, и имеют бессерные, безазотные, безметалловые и низкоароматические характеристики. Все синтетические дистилляты Фишера-Тропша могут стать соответствующими принятому стандарту жидкими топливами и химическими продуктами только после соответствующего качественного улучшения посредством гидроочистки. Вообще, жидкие углеводороды и синтетические парафины после гидроочистки могут производить дизельное топливо, бензин, лигроин и очищенные парафины.
Патент США №6309432 не принимает в расчет алкены и кислородосодержащие соединения в синтетическом масле Фишера-Тропша, применяет изокрекинг непосредственно, что негативно сказывается на стабильности и сроке службы катализаторов и вызывает более плохое качество продукта.
Как и в случае с технологией Патентной Публикации Китая №200710065309, гидроочистка не принимает в расчет различия компонентов между жидкими дистиллятами, тяжелыми дистиллятами и средними дистиллятами в синтетическом масле Фишера-Тропша, средние дистилляты остаются в реакторе гидрирования в течение более долгого времени, что приводит ко вторичному крекингу.
Синтетическое масло Фишера-Тропша сравнительно отличается от нефти. Ненасыщенные алкены и кислоты присутствуют главным образом в легких дистиллятах. Гидроочистка легких дистиллятов высвобождает значительное количество тепла и вызывает коксование. Тем временем, температура явно возрастает и это нелегко регулировать.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ввиду вышеописанных проблем, одной целью изобретения является обеспечить способ для гидроочистки средних дистиллятов синтетических дистиллятов Фишера-Тропша полного диапазона. Способ может поддерживать стабильность и срок службы катализаторов, включенных туда, температуру реакции легко регулировать и полученные в результате продукты имеют относительно высокое качество.
Чтобы достичь вышеуказанной цели, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения предусмотрен способ для гидроочистки средних дистиллятов синтетических дистиллятов Фишера-Тропша полного диапазона, причем способ содержит стадии:
1)разделяют средние дистилляты синтетических дистиллятов Фишера-Тропша полного диапазона, чтобы обеспечить выход легких дистиллятов, тяжелых дистиллятов и промежуточных дистиллятов;
-1
-1
2)измеряют, используя измерительный насос, легкие дистилляты, тяжелые дистилляты и промежуточные дистилляты; обеспечивают реактор гидрирования, заполненный катализатором гидроочистки и содержащий первое загрузочное отверстие, второе загрузочное отверстие и третье загрузочное отверстие сверху вниз, причем каждое загрузочное отверстие сообщается со входом водорода; смешивают водород и легкие дистилляты, тяжелые дистилляты и промежуточные дистилляты, соответственно, и вводят полученные в результате смеси в реактор гидрирования через первое загрузочное отверстие, второе загрузочное отверстие и третье загрузочное отверстие, соответственно; причем давление реакции в реакторе гидрирования находится между 4 МПа и 8 МПа, отношение водорода к дистиллятам находится между 100:1 и 2000:1, часовая объемная скорость жидкости находится между 0,1 ч и 5,0 ч и температура реакции находится между 300°С и 420°С; и
3)вводят продукты из 2) в сепаратор газ-жидкость, чтобы обеспечить выход водорода и жидких продуктов, возвращают водород в реактор гидрирования через первое загрузочное отверстие, второе загрузочное отверстие и третье загрузочное отверстие, соответственно, чтобы смешивать с жидкими дистиллятами, тяжелыми дистиллятами и промежуточными дистиллятами, и вводят жидкие продукты в ректификационную колонну для дальнейшего разделения.
-1
-1
-1
-1
В 2) давление реакции в реакторе гидрирования находится между 4 МПа и 8 МПа, отношение водорода к дистиллятам находится между 100:1 и 2000:1, часовая объемная скорость жидкости находится между 0,1 ч и 5,0 ч и температура реакции находится между 300°С и 420°С; предпочтительно, давление реакции в реакторе гидрирования находится между 5 МПа и 7,5 МПа, отношение водорода к дистиллятам находится между 700:1 и 1200:1, часовая объемная скорость жидкости находится между 0,5 ч и 2,0 ч и температура реакции находится между 320°С и 400°С.
Положения первого загрузочного отверстия, второго загрузочного отверстия и третьего загрузочного отверстия на реакторе гидрирования являются следующими: первое загрузочное отверстие размещено на верху реактора гидрирования, принимая, что реактор гидрирования представляет собой Н по высоте, второе загрузочное отверстие размещено на между 1/3Н и 1/2Н реактора гидрирования сверху вниз и третье загрузочное отверстие размещено ниже второго загрузочного отверстия при 1/6Н и 1/3Н реактора гидрирования.
В 1) пределы кипения легких дистиллятов находятся ниже, чем 180°С; пределы кипения промежуточных дистиллятов находятся между 180°С и 360°С; и пределы кипения тяжелых дистиллятов находятся выше, чем 360°С.
В 1) пределы кипения легких дистиллятов находятся ниже, чем 150°С; пределы кипения промежуточных дистиллятов находятся между 180°С и 350°С; и пределы кипения тяжелых дистиллятов находятся выше, чем 350°С.
Преимущества способа для гидроочистки средних дистиллятов синтетических дистиллятов Фишера-Тропша полного диапазона в соответствии с вариантами осуществления изобретения являются следующими: легкие, промежуточные и тяжелые дистилляты подаются через различные входы, что гарантирует стабильное регулирование температуры слоя реакции гидрирования, понижает температуру подачи тяжелых дистиллятов в среднюю и верхнюю части, экономит расход энергии. Тем временем, промежуточные дистилляты добавляются в среднюю часть реактора гидрирования, укорачивая время пребывания промежуточных дистиллятов в слое реактора, предотвращая вторичный крекинг легких дистиллятов и улучшая качество дистиллятных продуктов.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Фиг.1 представляет собой блок-схему способа для гидроочистки средних дистиллятов синтетических дистиллятов Фишера-Тропша полного диапазона в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Для того, чтобы дополнительно иллюстрировать принципиальные особенности изобретения, изобретение дополнительно иллюстрировано с фиг.1, как ниже.
Способ для гидроочистки средних дистиллятов синтетических дистиллятов Фишера-Тропша полного диапазона содержит следующие стадии:
1)разделяют средние дистиллята синтетических дистиллятов Фишера-Тропша полного диапазона, чтобы обеспечить выход легких дистиллятов, тяжелых дистиллятов и промежуточных дистиллятов;
-1
-1
2)измеряют, используя измерительный насос, легкие дистилляты, тяжелые дистилляты и промежуточные дистилляты; обеспечивают реактор 1 гидрирования, заполненный катализатором гидроочистки и содержащий первое загрузочное отверстие 1a, второе загрузочное отверстие 1b и третье загрузочное отверстие 1c сверху вниз, причем каждое загрузочное отверстие сообщается со входом водорода; смешивают водород и легкие дистилляты, тяжелые дистилляты и промежуточные дистилляты, соответственно, и вводят полученные в результате смеси в реактор гидрирования через первое загрузочное отверстие 1a, второе загрузочное отверстие 1b и третье загрузочное отверстие 1c, соответственно; причем давление реакции в реакторе гидрирования находится между 4 МПа и 8 МПа, отношение водорода к дистиллятам находится между 100:1 и 2000:1, часовая объемная скорость жидкости находится между 0,1 ч и 5,0 ч и температура реакции находится между 300°С и 420°С; и
3)вводят продукты из 2) в сепаратор 2 газ-жидкость, чтобы обеспечить выход водорода и жидких продуктов, возвращают водород в реактор гидрирования через первое загрузочное отверстие 1a, второе загрузочное отверстие 1b и третье загрузочное отверстие 1c, соответственно, чтобы смешивать с жидкими дистиллятами, тяжелыми дистиллятами и промежуточными дистиллятами, и вводят жидкие продукты в ректификационную колонну для дальнейшего разделения.
-1
-1
Предпочтительно, в 2) давление реакции в реакторе гидрирования находится между 5 МПа и 7,5 МПа, отношение водорода к дистиллятам находится между 700:1 и 1200:1, часовая объемная скорость жидкости находится между 0,5 ч и 2,0 ч и температура реакции находится между 320°С и 400°С.
Положения первого загрузочного отверстия 1a, второго загрузочного отверстия 1b и третьего загрузочного отверстия 1c в реакторе 1 гидрирования являются следующими: первое загрузочное отверстие размещено на верху реактора 1 гидрирования, принимая, что реактор 1 гидрирования представляет собой Н по высоте, второе загрузочное отверстие размещено на между 1/3Н и 1/2Н реактора гидрирования сверху вниз и третье загрузочное отверстие размещено ниже второго загрузочного отверстия при 1/6Н и 1/3Н реактора гидрирования.
В 1) средние дистилляты низкотемпературных синтетических дистиллятов Фишера-Тропша полного диапазона разделяются на легкие дистилляты, тяжелые дистилляты и средние дистилляты; и легкие дистилляты, тяжелые дистилляты и средние дистилляты могут быть смешаны в любом отношении.
Три вида могут быть разделены следующим образом: синтетические дистилляты Фишера-Тропша полного диапазона, чьи пределы кипения ниже, чем 180°С, представляют собой легкие дистилляты; синтетические дистилляты Фишера-Тропша полного диапазона, чьи пределы кипения находятся между 180°С и 360°С, представляют собой средние дистилляты; и синтетические дистилляты Фишера-Тропша полного диапазона, чьи пределы кипения выше, чем 360°С, представляют собой тяжелые дистилляты. Эти три вида могут также быть разделены следующим образом: синтетические дистилляты Фишера-Тропша полного диапазона, чьи пределы кипения ниже, чем 150°С, представляют собой легкие дистилляты; синтетические дистилляты Фишера-Тропша полного диапазона, чьи пределы кипения находятся между 180°С и 350°С, представляют собой средние дистилляты; и синтетические дистилляты Фишера-Тропша полного диапазона, чьи пределы кипения выше, чем 350°С, представляют собой тяжелые дистилляты.
Катализаторы гидроочистки, применяемые в изобретении, могут быть выбраны из существующих промышленных катализаторов, как например, катализаторы гидроочистки FF-14, FF-24, 3969, FF-16, FF-26, FF-36 и FF-46, разработанные Фушуньским Научно-исследовательским Институтом Нефти и Нефтехимии, и могут также быть приготовлены в соответствии с общим знанием в области техники.
Преимущества способа для гидроочистки средних дистиллятов синтетических дистиллятов Фишера-Тропша полного диапазона по изобретению являются следующими:
1.Ненасыщенные алкены и кислородосодержащие соединения синтеза Фишера-Тропша присутствуют главным образом в легких дистиллятах; и гидроочистка легких дистиллятов производит много тепла. Тяжелые дистилляты, которые входят в реактор через более верхнюю среднюю часть, могут уменьшать большое количество тепла реакции, произведенного гидроочисткой легких углеводородов, которые входят в реактор через верх, чтобы сделать рост температуры более регулируемым, эффективно понизить рост температуры слоя, продлить срок службы катализатора и обеспечит бесперебойную работу; и в то же время тяжелые дистилляты могут также быть нагреты, чтобы ориентировать тяжелые дистилляты достичь температуры реакции и понизить расход энергии.
2.Средние дистилляты входят в реактор через среднюю часть, так что средние дистилляты остаются в реакторе на короткое время. Следовательно, средние дистилляты могут избежать избыточного крекинга лучше с тем, чтобы обеспечить гарантию для производства средних дистиллятов.
3.Способ по изобретению для гидроочистки низкотемпературных синтетических дистиллятов Фишера-Тропша полного диапазона применяет один реактор для гидроочистки продуктов синтеза Фишера-Тропша, упрощает течение процесса, понижает затратность в оборудовании и уменьшает расход энергии.
Для того, чтобы дополнительно иллюстрировать принципиальные особенности, эффекты и преимущества изобретения, следующие варианты осуществления и сравнительные примеры применены для дополнительной иллюстрации. Однако, изобретение не ограничено следующими вариантами осуществления и сравнительными примерами.
Изобретение берет синтетические дистилляты Фишера-Тропша полного диапазона, как исходные материалы, и использует реактор отечественного производства с неподвижным слоем с внутренним диаметром 2 см. Первое, второе и третье загрузочные отверстия соответственно расположены на верху, в 1/3Н и в 1/2Н. Реактор заполнен 30 мл традиционным катализатором гидроочистки, изготовленным в лаборатории. Синтетические дистилляты Фишера-Тропша полного диапазона, чьи пределы кипения ниже, чем 180°С, представляют собой легкие дистилляты; синтетические дистилляты Фишера-Тропша полного диапазона, чьи пределы кипения находятся между 180°С и 360°С, представляют собой средние дистилляты; и синтетические дистилляты Фишера-Тропша полного диапазона, чьи пределы кипения выше, чем 360°С, представляют собой тяжелые дистилляты. После измерения посредством измерительного насоса, легкие дистилляты, тяжелые дистилляты и средние дистилляты входят в реактор гидрирования соответственно. Примеры 1-5 представляют собой тестовые ситуации легких и тяжелых дистиллятов синтетических дистиллятов Фишера-Тропша с различными отношениями в реакторе, которые обозначены в соответствии со способом по изобретению. Сравнительные примеры 1 и 2 показывают ситуацию, что легкие, средние и тяжелые дистилляты смешиваются в различных отношениях и затем входят в реактор через верхний вход. Следующая таблица показывает условия реакции и параметры индекса Примеров 1-5 и сравнительных Примеров 1 и 2.
пункты
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Пример 5
Сравнительный пример 1
Сравнительный пример 2
Отношение легких дистиллятов к тяжелым дистиллятам к средним дистиллятам
03:02:05
05:03:02
02:06:02
06:02:02
02:02:06
05:03:02
02:06:02
Давление реакции МПа
7
7
7
4,5
8
7
7
Средняя температура гидроочистки °С
320
330
324
331
325
355
334
Часовая объемная скорость жидкости
0,8
0,8
0,8
0,5
1
0,8
0,8
Отношение водорода к маслу
800
1000
800
500
1200
800
1000
Разница температуры слоя
19°С
22°С
14°С
24°С
16°С
28°С
20°С