<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE DE RAFFINAGE PERFECTIONNE, ET PRODUITS OBTENUS.
La présente invention est-relative à un procédé destiné à produi- re des huiles combustibles résiduelles améliorées à faible quantité de sédiment à des conditions rigoureuses de cracking, et destiné aussi à augmenter les productions totales de gazoline et d'autres fractions de distillation de valeur que l'on peut obtenir à partir d'huile brute.
L'invention a trait plus particulièrement à un procédé complet dans lequel un gasoil léger, un gasoil lourd et un résidu ou une matière brute réduite sont séparés à partir d'une huile lourde, chacune des fractions susdites étant séparément convertie de manière à obtenir une augmentation dans la production des fractions de distillation de valeur aussi bien' qu'une qualité 'améliorée de gazoline et quune charge de courant ou de flux amélioré pour.un mélange d'huile combustible.
En particulier, on a découvert que, par cracking séparé des fractions légères et lourdes de gasoil plutôt que par cracking d'un gasoil de lar- ge fraction ou tranche contenant les fractions légères et lourdes en mélange, une huile de cycle contenant une proportion substantielle de matières aromatiques peut être récupérée du gasoil lourd, fractionné, et on a trouvé que cette huile de cycle était une charge de flux efficace pour un mélange avec le goudron produit par l'opération de réduction de viscosité du résidu (visbreaking); et une huile de cycle relativement paraffinique convenant comme huile de chauffage de haute qualité ou*comme alimentation pour un autre cracking est récupérée du gasoil de distillation léger fractionné.
Par contre, si du gasoil de fraction large est craqué, le gasoil de cycle résultant contient apparemment des matières paraffiniques pures et des matières aromatiques craquées, en mélange intime qui.ne permet pas une séparation des matières aro- matiques et des matières paraffiniques par des moyens économiques. De plus, la qualité de la gazoline est également.améliorée et sa quantité est augmentée dans le cracking séparé, comparativement à la quantité de produit obtenue par cracking d'un gasoil à large fraction.
<Desc/Clms Page number 2>
Dans la pratique courante de raffinage, de l'huile lourde est d'abord distillée pour produire des fractions de distillat et un résidu lourd, et les fractions bouillant au-dessus de la gamme de températures de la gazo- line sont, de préférence, soumises à un cracking catalytique ou à un cracking thermique, de manière à obtenir des productions maxima de combustibles de mo- teurs de haute qualité. Cependant, comme le résidu lourd habituel bouillant au-dessus d'environ 800 F ne représente pas, comme tel, une charge d'alimen- tation convenable pour un cracking catalytique, de tels résidus doivent être à nouveau traités pour être transformées en charges d'alimentation satisfaisan- tes de cracking par diverses méthodes.
Habituellement, ceci est réalisé par distillation sous le vide du résidu, de manière à fournir un distillat de ga- soil pour un cracking catalytique, et des dépôts de brai pour un cracking ther- mique ou "visbreaking", comme décrit dans une autre demande de brevet apparen- tée, à laquelle on se référera pour des détails de fonctionnement.
Dans les opérations de réduction de viscosité (visbreaking), des résidus lourds sont convertis par un cracking thermique léger à environ 780 à 950 F et à des pressions d'environ 200 à 1500 livres par pouce carré de pres- sion effective de manière à produire environ 5 à 15% eh volumes de gazoline, 5 à 15% en volumes de gasoil, et environ 85 à 70% de goudron ou d'huile com- bustible (fuel oil) lôurde qui est habituellement mélangée avec une charge de flux de courant de la gamme du gasoil pour donner un produit vendable.
Parmi ces produits, la gazoline a le'\plus de valeur tandis que le fuel oil lourd en a le moins, et, de ce fait, il est avantageux d'augmenter les produc- tions de gazoline et de gasoil pour les rendre maxima et de garder minima les productions des huiles combustibles lourdes. D'une façon générale, ceci peut être réalisé en augmentant la rigueur du traitement de cracking thermique réa- lisé dans l'étape de réductuon de viscosité. Cependant, en augmentant la ri- gueur de ce traitement, la qualité de l'huile combustible produite est dimi- nuée de plus en plus, particulièrement en ce qui concerne ses-caractéristiques de sédimentation, de sorte que l'huile lourde peut être rendue inacceptable pour bien des buts, si le résidu ou le brai est craqué trop amplement.
Cet effet contraire de la rigueur de la réduction de viscosité sur la qualité de l'huile lourde a, jusqu'à présent, représenté une'limite plus ou moins défi- nie pour la quantité de produit de tête que l'on peut récupérer économiquement à partir de résidus lourds par "visbreaking".
L'objet de la présente invention est de procurer un procédé com- plété dans lequel la quantité totale des produits de tête que l'on peut obtenir à partir d'une huile lourde donnée aussi bien que la qualité de la gazoline produite à partir de cette huile peuvent être augmentées sans diminution de la qualité du fuel oil. Un autre objet est la production d'une charge de flux amélioré pour lé mélange avec des huiles combustibles lourdes. Un autre objet . encore est la production d'une charge de flux capable d'améliorer les carac- téristiques de sédimentation des mélanges d'huile combustible et, de ce fait, de permettre des opérations de réduction de viscosité, de rigueur accrue.
Ces objets et avantages de l'invention, et d'autres encore, ap- paraîtront de la description suivante, dans laquelle on se référera au dessin annexé. Le dessin est un plan schématique simplifié montrant un système type convenant pour la mise en oeuvre d'une forme de réalisation préférée de l'in- vention. Les unités individuelles constituant le système illustré peuvent être de conception courante, en se rendant compte que l'invention consiste d'abord à intégrer les pièces d'équipement individuellement connues en un système unique et à faire fonctionner les unités intégrées de manière à pro- duire les résultats avantageux décrits ci-après.
Le système illustré au dessin comprend essentiellement une unité de distillation de matière brute comprenant un étage atmosphérique 1 et un étage à vide 2, une unité de réduction de viscosité (visbreaker) comprenant un serpentin 30 dans un fourneau 31 et une tour de séparation 32, des unités de cracking catalytique "fluide" qui comprennent des récipients de réaction
<Desc/Clms Page number 3>
10 et 10', des récipients de régénération 11 et 11', et des tours de distilla- tion 12 et 12', de même que l'équipement auxiliaire habituel tel que des sou- papes, pompes, échangeurs de chaleur, etc.
Les fonctions et la co-action de ces éléments seront décrites par après conjointement avec le traitement de matières brutes natives et de distillats divers, ainsi que des courants cycli-' ques que l'on en obtient. On comprendra, cependant, que le système peut être utilisé d'une manière sensiblement similaire pour le traitement de courants hydrocarbonés obtenus d'autres sources et par d'autres procédés que ceux qui sont particulièrement décrits ici. De même, des- parties équivalents d'équi- pement peuvent être employées au lieu de celles qui sont représentées.
En particulier;, au lieu d'utiliser les dispositifs préférés de cracking cataly- tique fluide, il est possible d'utiliser des unités de cracking contenant un lit fixe ou un lit mobile utilisant du catalyseur granulée ou bien on peut même réaliser la phase de cracking d'une manière non catalytique. De plus, il entre aussi dans la portée de la présente invention d'employer un système ne contenant qu'une seule unité de cracking et d'envoyer à un emmagasinage temporaire le courant de gasoil de distillation léger, pendant--que le courant de gasoil lourd est en cours de cracking, et vice versa.
Lors du fonctionnement, une huile lourde native préchauffée dans le fourneau 3 est distillée (topped) ou fractionnée dans un appareil de dis- tillation à tuyauterie qui est, de préférence, une unité à deux étages contenant un appareil de disoillatiuon atmosphérique 1 et un appareil de distillation à vide 2. L'appareil-de distillation.atmosphérique fonctionne normalement à la pression atmosphérique ou à de basses pressions jusou'à environ 5 à 10 livres par .pouce carré de pression effective,et les dépôte de cet étage sont réchauffésdans un serpentin chauf- fé 4 etsoumis a distillation instantanée dans une tour à vide 2 qui fonctionne à une pression d'environ 90 à 110 mm de Hg absolu.
Ou bien, cependant, une unité de distillation à étage unique peut aussi être utilisée. Quand une telle dis- tillation est ainsi réalisée,une huile lourde produira du gaz, du naphte lé- ger ou gazoline qui peut comprendre des hydrocarbures se rangeant des hydro- carbures C4 jusqu'à ceux bouillant aux environs de 300 ou 350 F, du naphte lourd ou kéroséne qui peut comprendre des hydrocarbures bouillant entre 350 Fet430 ou 450 F, un gasoil léger qui peut bouillir entre'environ 430 et 700 F, de préférence 450 à 650 F, un gasoil lourd bouillant entre 600 F et.1000 ou 1100 F, de préférence environ 650 à 1100 F, et des matières brutes réduites ou dépôts de brai à vide bouillant au-dessus de la gamme d'ébullition du ga- soil lourd, aussi bien que d'autres courants latéraux intermédiaires, si et quand on le désire.
Une distribution type de produits obtenue par distilla- tion d'une huile lourde 'N'est Texas de la manière décrite ci-avant est donnée au tableau 1 ci-après :
TABLEAU I.
EMI3.1
<tb>
Alimentation <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯Produits¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
<tb>
<tb>
<tb> Gamme <SEP> % <SEP> en <SEP>
<tb>
<tb> Huile <SEP> lourde <SEP> West <SEP> Texas <SEP> Fraction <SEP> d'ébullition <SEP> volumes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gravité <SEP> 31,9 <SEP> API <SEP> Gaz <SEP> jusqu'à <SEP> C3 <SEP> 0,8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Soufre <SEP> 1,71 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> Gazoline <SEP> C4 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> F <SEP> 23,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Viscosité <SEP> 49 <SEP> unités <SEP> 100 F <SEP> Kérosène <SEP> 3500 <SEP> - <SEP> 450 F <SEP> 10,0
<tb>
<tb>
<tb> saybolt <SEP> Gasoil <SEP> léger <SEP> 450 <SEP> - <SEP> 650 F <SEP> 22,0
<tb>
<tb> Gasoil <SEP> lourd <SEP> 650 <SEP> - <SEP> 1100 F <SEP> 31,0
<tb>
<tb> (y <SEP> compris
<tb>
<tb> Gasoil <SEP> à
<tb>
<tb> vide)
<tb>
<tb> Dépôts <SEP> de <SEP> brai <SEP> 11000 <SEP> F <SEP> et <SEP> plus <SEP> 13,
0
<tb>
Suivant l'invention, les courants de gasoils de distillation lé-
<Desc/Clms Page number 4>
gers et lourds sort évacués des appareils .de distillation 1 et 2 et craqués séparément dans les appateils de cracking catalytique fluides 10 et 10' à environ 900 à 1000 F,de préférence à environ 9750 F, et à 15 livres par pouce carré de pression effective, en utilisant un catalyseur synthétique courant de silice-alumine. Ou. bien, évidemment, d'autres catalyseurs de fractionnement connus peuvent aussi être utilisés, tels que les diverses argiles ou les catalyseurs synthétiques de silice-magnésie....Les produits craqués résultants sont fractionnés dans des tours 12 et 12'.
Le gasoil-de distillation léger, lorsque il est craqué, produit principalement de la gazoline et un gasoil de cycle léger, en même temps que de petites quantités de dépôts de goudrons et de gaz. Le gasoil de distillation lourd produit principalement du naphte, un gasoil de cycle léger et un gasoil de cycle lourd, en même temps qu'une certaine quantité de gaz.
Le brai en provenance de l'appareil de distillation à vide 2 est craqué thermiquement dans le serpentin. de réduction de viscosité 30 (visbreaker. De cette manière, d'autres quantités dé gazoline de valeur et d'autres courants de tête sont récupérés. La rigueur de l'opération de visbreaking n'est limitée que par les caractéristiques de sédimentation éventuelles du goudron résultant et du combustible mélangé préparé à partir de ce goudron, car la rigueur de cracking a un effet direct sur la formation de matière carbonée dans le goudron produit. Finalement,-le goudron est mélangé avec une charge de flux pour donner une huile combustible ayant une viscosité convenable qui peut se ranger entre environ 25 et 200 secondes Saybolt Furol à 122 F, suivant l'usage.
La charge de courant ou de' flux utilisée suivant la présente invention est particulièrement le gasoil de cycle léger obtenu par cracking du gasoil de distillation lourd. On a trouvé que cette huile de cycle était tout à fait aromatique et qu'elle avait un effet solubilisant favorable sur les constituants, formant sédiments, du goudron de "visbreaker", et, par conséquent, ce flux permet une opération très rigoureuse de réduction de viscosité sans excéder les spécifications de sédimentation maxima, mentionnées précédemment, du combustible mélangé.
Par contre, quand un gasoil à large fraction bouillant, par exemple, entre 4500 et 1100 F, est craqué comme, par exemple, suivant la technique antérieure, plutôt-'que par un cracking séparé de ses parties à faibles et à hauts points d'ébullition, une charge de flux d'efficacité comparable ne peut pas en être récupéré et, par conséquent, il est impossible dans un tel procédé de réduire la viscosité du brai, de la même quantité.
Les résultats pertinents sont résumés au tableau 11.
<Desc/Clms Page number 5>
T A B L E A U II .
-------------------- PRODUCTION DE CHARGES DE FLUX A FAIBLE INDICE DIESEL A PARTIR DE GASOILS.
EMI5.1
<tb>
Traitement
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Matière <SEP> d'alimentation <SEP> Gasoil <SEP> à <SEP> large <SEP> Gasoil <SEP> Gasoil
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> fraction, <SEP> non <SEP> léger, <SEP> . <SEP> lourd
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> séparé <SEP> : <SEP> (craqués <SEP> séparément) <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> sépare <SEP> :
<SEP> (craques <SEP> séparément)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (ancienne,technique)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Alimentation <SEP> totale
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> barils/j <SEP> our <SEP> -------------------60.000------------------------
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Conversion <SEP> totale <SEP> 55 <SEP> @ <SEP> 57
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Conversions <SEP> individuelles <SEP> 62,0 <SEP> 53,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Carbone, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 4,6 <SEP> 4,6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gazoline
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (10 <SEP> livres <SEP> de <SEP> pression
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> vapeur <SEP> Reid)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> en <SEP> volumes <SEP> 40,5 <SEP> 42,
1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Barils/j <SEP> our <SEP> 24.300 <SEP> 25.280
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Augmentation <SEP> de <SEP> quan-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tité <SEP> sur <SEP> traitement <SEP> 1 <SEP> - <SEP> +980
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Rapport <SEP> gazoline/carbone <SEP> 8,8 <SEP> 9,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Indice <SEP> d'octane <SEP> CFRR
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Courants <SEP> individuels <SEP> 98,1 <SEP> 96,7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pool <SEP> 94,8 <SEP> 97,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Amélioration <SEP> sur <SEP> trai-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tement <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 42,
4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gasoil <SEP> catalytique
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (Température <SEP> de <SEP> vapeur
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> 430 <SEP> à <SEP> 650 F)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> en <SEP> volumes <SEP> 36, <SEP> 0 <SEP> 27, <SEP> 6 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Barils/jour <SEP> 21.600 <SEP> 16.580
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Différence <SEP> de <SEP> quantité <SEP> - <SEP> -5020
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Indice <SEP> Diesel <SEP> 37,2 <SEP> 40,0 <SEP> 17,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Barils/jour <SEP> - <SEP> 9.020 <SEP> 7.560
<tb>
<Desc/Clms Page number 6>
TABLEAU II (suite)
.
EMI6.1
- - --- - ----7 ----- 7- - - - - - -
EMI6.2
<tb> Traitement
<tb> 3 <SEP> 4
<tb>
<tb> Matière <SEP> d'alimentation <SEP> Gasoil <SEP> Gasoil <SEP> Gasoil <SEP> Gasoil
<tb> léger <SEP> lourd <SEP> léger <SEP> lourd
<tb>
EMI6.3
(craques sépar"éniei2t) '¯ ' (craqués séparément) Alimentation totale, barils/jour ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯60.000--¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
EMI6.4
<tb> Conversion <SEP> totale <SEP> 55' <SEP> 48,7
<tb>
<tb> Conversions <SEP> individuel-
<tb>
<tb>
<tb> les <SEP> 57,2 <SEP> 53,5 <SEP> ses <SEP> 42,0 <SEP> 53,5 <SEP> ses
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Carbone, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> .
<SEP> 4,1 <SEP> 3,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gazoline
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (10 <SEP> livres <SEP> de <SEP> pres-
<tb>
<tb>
<tb> sion <SEP> de <SEP> vapeur <SEP> Reid)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> en <SEP> volumes <SEP> 41,9 <SEP> 40,5
<tb>
<tb>
<tb> Barils/jour <SEP> 25.120 <SEP> 24.300
<tb>
<tb>
<tb> Augmentation <SEP> de <SEP> quan-
<tb>
<tb>
<tb> tité <SEP> sur <SEP> traitement <SEP> 1 <SEP> + <SEP> 820 <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Rapport <SEP> gazoline/car-
<tb>
<tb>
<tb> bone <SEP> 10,2 <SEP> 12,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Indice <SEP> d'octane <SEP> CFRR
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> courants <SEP> individuels <SEP> 98,0 <SEP> 96,7 <SEP> 97,5 <SEP> 96,7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pool <SEP> 97,2 <SEP> 97,0
<tb>
<tb>
<tb> Amélioration <SEP> sur
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> traitement <SEP> 1 <SEP> + <SEP> 2,
4 <SEP> + <SEP> 2,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gasoil <SEP> catalytique
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (Température <SEP> de <SEP> vapeur
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> 430 <SEP> à <SEP> 650 F)
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> en <SEP> volumes <SEP> 29,8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Barils/jour <SEP> 17.840 <SEP> 21.600
<tb>
<tb>
<tb> Différence <SEP> de <SEP> quantité <SEP> -3. <SEP> 760 <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Indice <SEP> Diesel <SEP> *** <SEP> 42,2 <SEP> 17,5 <SEP> 47,0 <SEP> 17,5
<tb>
<tb>
<tb> Barils/jour <SEP> 10.280 <SEP> 7.560 <SEP> 14.040 <SEP> 7. <SEP> 560
<tb>
* deux unités cat. égales de 30.000 B/jour avec la meme alimentation catal.
EMI6.5
de gasoil à large fraction West Texaa,a 55% de conversion (limitée par la vitesse de brûlage de carbone à 18.000 %? /heure chacune).
ses une unité d'alimentation 35.000 B/jour de gasoil lourd West Texas à 53,5% de conversion (limitée par le brûlage de carbone à 18.000 # / heure); une 'autre unité d'alimentation 25. 000 B/jour de gasoil léger West Texas avec conversion variée comme montré.
EMI6.6
:ie6f Indice Diesel = Gravité (OAPI) x Point d'aniline (OF) 100
<Desc/Clms Page number 7>
Le traitement 1 illustre un procédé de technique antérieure uti- lisant le gasoil habituel à large fraction tandis que, dans le traitement 2; les gasoils à fraction étroite séparés étaient fractionnés séparément avec la même production de carbone que dans le traitement-1; dans le traitement 3, les gasoils séparés étaient craqués séparément à la même conversion totale que dans le traitement 1; et dans le traitement 4, les fractions séparées étaient craquées séparément à la même production moyenne de distillat (430 - 650 F temp. de vapeur) que dans le traitement 1.
On peut voir, d'après les résiliais, que le cracking séparé des portions à points d'ébullition bas et élevés du gasoil à large fraction a plusieurs avantages importants sur le cracking du courant à large fraction contenant en mélange les portions à points d'ébullition bas et élevés. En particulier, des quantités importantes, qui peuvent être égales à environ 10 à 15% basés sur le gasoil total alimenté, d'une charge de flux aromatique de valeur,ayant un indice Diesel de 17,5 seulement, peuvent être obtenues à par- tir du gasoil de distillation lourd, tandis que des gasoils de cycle types, obtenus à partir des opérations de traitements "mélangés" habituels, ont un indice Diesel compris entre environ 37 et 39, comme on le voit par l'indice Diesel 37,2 du traitement 1.
En second lieu, environ 10 à 30% du gasoil de distillation total sont convertis en un gasoil de cycle, ayant un indice Die- sel relativement élevé compris entre environ 40 et 50, qui convient particu- lièrement comme huile de chauffage de qualité élevée, et qui peut aussi être utilisé comme matière d'alimentation pour un cracking ultérieur.
En troisième lieu, les fractions de gazoline craquées obtenues à la fois à partir du gasoil de distillation lourd et du gasoil de distillation léger ont des indices d'oc- tane sensiblement supérieurs à celui de la gazoline obtenue par cracking du gasoil à large fraction, l'amélioration de l'indice d'octane se rangeant de 1 à 4 ou 5 points; et, en.plus de cette amélioration en qualité, dans les traite- ments de cradcing séparés, on peut facilement produire une quantité totale plus grande de gazoline que dans le traitement habituel non séparé;
et, d'au- tres quantités encore de gazoline peuvent être récupérées du brai qui, du fait de Inefficacité de flux du gasoil aromatique obtenu dans le présent pro- cédé,peut être soumis à un traitement de réduction de viscosité plus rigou- reux que cela n'était précédemment possible lorsque seuls des charges à indice Diesel élevé étaient disponibles pour un mélange avec le goudron de "visbreaker".
De plus, le rapport de production gazoline/carbone est augmenté, d'une manière significative, en opérant avec des fractions.séparées suivant la présente in- vention.
L'effet avantageux de la charge de flux à faible indice Diesel de l'invention, lorsqu'on étend les limites pratiques de l'opération réductri- ce de viscosité est montré au tableau III. Dans tous ces essais, le brai à vide à 1100 F et plus (gravité : 7,5 API; viscosité : 1000 secondes Saybolt Furol à 210 F) enlevé de l'appareil de distillation à vide 2, comme décrit précédemment, était craqué thermiquement pour diverses conversions dans le dispositif de. réduction de viscosité 30, la viscosité des produits goudronneux respectifs était réduite avec diverses charges de flux au même niveau de vis- cosité convenant pour l'utilisation comme huile combustible, et les caracté- ristiques de sédimentation des mélanges combustibles respectifs étaient déter- minées .
Dans le tableau, on n'a repris que ces mélanges qui remplissent précisément les caractéristiques de sédimentation tolérables maxima choisies cornue standard de référence.
TABLEAU III .
-------------
<Desc/Clms Page number 8>
MELANGE DE GOUDRONS DE "VISBREAKER" AVEC DIVERSES CHARGES DE FLUX
EMI8.1
<tb> Charge <SEP> Indice <SEP> Rapport <SEP> Conversion <SEP> maxim. <SEP> @ <SEP> Gravité
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Essai <SEP> de <SEP> Diesel <SEP> flux/ <SEP> telle <SEP> que <SEP> limitée <SEP> du <SEP> goudron
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> N <SEP> flux <SEP> ' <SEP> de <SEP> flux <SEP> goudron <SEP> par <SEP> la <SEP> sédimenta- <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> volu- <SEP> tion <SEP> du <SEP> combustible <SEP> "visbreaker"
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> me <SEP> mélangé <SEP> API
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> B/jour <SEP> **
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> Gasoil <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cycledu
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> traitement <SEP> 1,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tableau <SEP> II <SEP> 37,2 <SEP> 1/2 <SEP> 13,0 <SEP> 1. <SEP> 915 <SEP> 5,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> Gasoil <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cycle <SEP> aro-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> matique <SEP> des
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> traitements
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2,3 <SEP> ou <SEP> 4,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tableau <SEP> II <SEP> 17,5 <SEP> 1/2 <SEP> 16,0 <SEP> '2.360 <SEP> 4,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> Extrait <SEP> phé-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> nol <SEP> spécia-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> lement <SEP> mélan- <SEP> 10,0 <SEP> 1/2 <SEP> 17,0 <SEP> 2.510 <SEP> 4,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> gé
<tb>
* Conversion maximum = production de gazoline (C4 jusqu'à temp.-de vap.
de 450 F) basée sur alimentation de "visbreaker" ses Base : 14.750 barils/jour du brai alimenté au dispositif de réduction de viscosité ou "visbreaker" (taux de 60.000 barils/jour de ga- soil alimente aux dispositifs de cracking cat., correspondant aux 113.250 barils/jour d'huile lourde alimentée au procédé).
Une comparaison des essais 1 et 2 montre que l'utilisation de de la charge de flux à plus faible indice Diesel, plus aromatique, obtenue suivant la présente invention, permet une augmentation importante dans la ' rigueur de la réduction de viscosité sans altérer les caractéristiques de sédimentation'de l'éventuel mélange combustible. Comme résultat direct de cette augmentation de rigueur, on peut obtenir dans le traitement 2 une augmentation de 445 barils/jour ou 23,2% dans la production de gazoline de "visbreaker" comparativement à ce qu'on peut obtenir dans le traitement 1.
Une comparaison des essais 2 et 3 du tableau III montre aussi que le gasoil aromatique produit facilement dans le présent procédé est presque aussi efficace cornue flux d'huile combustible que les extraits de phénol spécialement mélangés, coûteux, d'aromaticité encore plus élevée, ce qui montre encore par là le grand avantage technique et économique de la présente invention.
De plus, il doit être rappelé que, en plus du gain de gazoline de "visbreaker" rendu possible par la charge de flux combustible amélioré, des quantités accrues de gazoline catalytique sont produites par la technique de cracking séparé qui produit la charge de flux amélioré, par opposition à la technique de cracking non séparé.
Cette caractéristique était signalée en rapport avec le tableau II et est à nouveau illustrée dans le tableau IV dans lequel les quantités respectives de gazoline obtenues par distillation de matières brutes, cracking catalytique et réduction de viscosité sont montrées à la fois pour un procédé habituel pratiquant un cracking non séparé et pour le procédé de l'invention pratiquant un cracking séparé, en même
<Desc/Clms Page number 9>
temps qu'avec une réduction de viscosité plus rigoureuse, l'huile combustible mélangée produite dans ces deux cas étant de la même qualité.
TABLEAU IV.
PRODUCTION TOTALE DE GAZOLINE ET DISTRIBUTION.
Base : 113.250 barils/jour d'huiles brutes West Texas (60.000 barils/jour de gasoil de distillation)
EMI9.1
<tb> Gazoline
<tb>
EMI9.2
iCt,. iusqu'à 450 F) Natif Catalytique Visbreaker Total Cracking non séparé .3 7 . 600 B/J 24.300 13/:i 1.915 B/j 630815 B/j Cracking séparé 37.600 B/j 25:280 'B/j 2.360 B/, 65.240 B/j Différence, B/j - 98fl ' " Ê45 ' 1.425 - 490- .'- "'"'23,2 2,2
Ainsi, il est visible.du tableau.
IV que la présente invention permet la production de gazoline en.des quantités de 2% supérieures à celles qui étaient possibles précédemment, sans diminution de la' qualité des sous- produits tels que le 'fuel cil.A ce 'point de'vue, il doit être remarquée vu
EMI9.3
que la gazoline est le seul courant" -de'' 'raffinerie ayant une valeur matériel- lement supérieure au coût de l'alimentation brute, que des augmentations même légères de la production de gazolinesont dé très grande importance pour cha- que raffineur.
La description et les opérations éxemplatives précédentes ont servi à illustrer des modes de réalisation de'l'invention, mais il doit être compris que la portée et l'esprit de cette invention ne 'sont pas limités à ces réalisations.
Légende
Pour aider à la compréhension de l'installation représentée au dessin, une'liste des notations de référence, non reprises dans la description est donnée ci'-après avec indication, ën regard,'de la partie d'installation désignée :
EMI9.4
<tb> 5 <SEP> entrée <SEP> de <SEP> l'huile <SEP> brute
<tb>
<tb> 6 <SEP> : <SEP> Gas <SEP> + <SEP> C4
<tb>
<tb> 7-: <SEP> naphte <SEP> léger
<tb>
<tb> 8 <SEP> : <SEP> naphte <SEP> lourd
<tb>
<tb> 9 <SEP> : <SEP> gasoil <SEP> léger
<tb>
<tb> 13 <SEP> : <SEP> huile <SEP> de <SEP> chauffage
<tb>
<tb> 14 <SEP> : <SEP> gaz <SEP> de <SEP> combustion
<tb>
<tb> 15: <SEP> vapeur
<tb>
<tb> 16: <SEP> vapeur
<tb>
<tb> 17: <SEP> air
<tb>
<tb> 18: <SEP> gaz
<tb>
<tb> 19: <SEP> naphte
<tb>
<tb> 20: <SEP> gasoil <SEP> (huile <SEP> de <SEP> chauffage)-
<tb>
<tb> 21 <SEP> :
<SEP> goudron
<tb>
<tb> 22: <SEP> gasoil <SEP> lourd
<tb>
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
<tb> 23: <SEP> brai
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 24: <SEP> gaz
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 25 <SEP> : <SEP> naphte
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 26: <SEP> gasoil <SEP> (huile <SEP> de <SEP> chauffage)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 27: <SEP> goudron
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 28: <SEP> gaz <SEP> de <SEP> combustion
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 29 <SEP> : <SEP> vapeur
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 33 <SEP> : <SEP> vapeur
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 34: <SEP> air
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 35: <SEP> gaz
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 36: <SEP> naphte
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 37 <SEP> : <SEP> gasoil <SEP> (flux <SEP> de <SEP> fuel <SEP> oil)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 38: <SEP> gasoil <SEP> lourd <SEP> (fuel <SEP> oil)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 39 <SEP> :
<SEP> fuel <SEP> oil <SEP> mélangé
<tb>
REVENDICATIONS.
1. Procédé de raffinage comprenant : l'introduction d'un pétrole brut dans une zone de distillation fractionnée: l'enlèvement d'une fraction de gazoline, d'un gasoil de distillation léger ayant un point d'ébullition final inférieur à environ 650 F, d'un gasoil de-distillation lourd ayant un point d'ébullition supérieur à environ 650 F, et d'un résidu lourd comme fractions séparées à partir de ladite zone de distillation; le passage de la fraction de gasoil de distillation léger à travers une zone de cracking à une température comprise entre environ 850 et 1100 F et la séparation d'une frac- tion de gazoline et d'une fraction de gasoil de cycle à partir des produits craqués résultants ;
passage séparé du gasoil de distillation lourd à tra- vers une zone de cracking à une température comprise entre environ 850 F et 1150 F, et la-séparation d'une fraction de gazoline et d'un gasoil de cycle aromatique à partir des produits résultants du cracking du gasoil de distil- lation lourd; le passage du résidu lourd à travers une zone de cracking ther- mique à une température comprise entre environ 780 et 950 F pour produire une matière de viscosité réduite; la séparation d'une fraction de gazoline et de dépôts de goudron à partir des produits craqués résultants;
et le mélange desdits dépôts de goudron avec le-gasoil de cycle aromatique susmen- tionné pour produire un combustible mélangé ayant une viscosité Saybolt Furol d'environ 25 à 200 secondes à 122 F.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
PERFECTED REFINING PROCESS, AND PRODUCTS OBTAINED.
The present invention relates to a process intended to produce improved residual fuel oils with a low sediment quantity under severe cracking conditions, and also intended to increase the total productions of gasoline and other valuable distillation fractions. which can be obtained from crude oil.
The invention relates more particularly to a complete process in which a light gas oil, a heavy gas oil and a residue or a reduced crude material are separated from a heavy oil, each of the aforesaid fractions being separately converted so as to obtain a increase in the production of valuable distillation fractions as well as improved gasoline quality and improved current or flow loading for a fuel oil blend.
In particular, it has been found that by cracking separately the light and heavy fractions of gas oil rather than cracking a gas oil of the large fraction or slice containing the light and heavy fractions in admixture, a cycle oil containing a substantial proportion. aromatics can be recovered from the heavy, fractionated gas oil, and this cycle oil has been found to be an effective flow charge for mixing with the tar produced by the residue viscosity reduction operation (visbreaking); and a relatively paraffinic cycle oil suitable as a high quality heating oil or as a feed for further cracking is recovered from the fractionated light distillation gas oil.
On the other hand, if large fraction gas oil is cracked, the resulting cycle gas oil apparently contains pure paraffinic materials and cracked aromatics, in an intimate mixture which does not allow separation of the aromatic and paraffinic materials by economic means. In addition, the quality of the gasoline is also improved and its quantity is increased in the separate cracking, compared to the amount of product obtained by cracking a large fraction gas oil.
<Desc / Clms Page number 2>
In current refining practice, heavy oil is first distilled to produce distillate fractions and heavy residue, and fractions boiling above the temperature range of gasoline are preferably subjected to catalytic cracking or thermal cracking, so as to obtain maximum production of high quality engine fuels. However, since the usual heavy residue boiling above about 800 ° F does not, as such, represent a suitable feedstock for catalytic cracking, such residues must be further processed to be converted into feedstocks. satisfactory cracking feed by various methods.
Usually, this is done by vacuum distillation of the residue, so as to provide gasoline distillate for catalytic cracking, and pitch deposits for thermal cracking or "visbreaking", as described in another application. related patent, which will be referred to for details of operation.
In viscosity reduction (visbreaking) operations, heavy residues are converted by light thermal cracking at about 780 to 950 F and at pressures of about 200 to 1500 pounds per square inch of effective pressure to produce about 5 to 15% by volume gasoline, 5 to 15% by volume gas oil, and about 85 to 70% tar or heavy fuel oil which is usually mixed with a stream feed of the diesel range to give a salable product.
Of these products, gasoline has the most value while heavy fuel oil has the least, and therefore it is advantageous to increase gasoline and gas oil production to make them maximum and to keep the production of heavy fuel oils to a minimum. Generally speaking, this can be achieved by increasing the severity of the thermal cracking treatment carried out in the viscosity reduction step. However, by increasing the rigor of this treatment, the quality of the fuel oil produced is lowered more and more, particularly as regards its sedimentation characteristics, so that the heavy oil can be rendered. unacceptable for many purposes if the residue or pitch is cracked too much.
This contrary effect of the severity of the viscosity reduction on the quality of the heavy oil has heretofore represented a more or less defined limit on the amount of overhead that can be economically recovered. from heavy residues by "visbreaking".
The object of the present invention is to provide a complete process in which the total amount of overhead products obtainable from a given heavy oil as well as the quality of the gasoline produced from it. this oil can be increased without decreasing the quality of the fuel oil. Another object is the production of an improved flux feed for blending with heavy fuel oils. Another object. yet is the production of a flow charge capable of improving the sedimentation characteristics of the fuel oil mixtures and, therefore, of allowing viscosity reduction operations, of increased rigor.
These objects and advantages of the invention, and others still, will become apparent from the following description, in which reference will be made to the accompanying drawing. The drawing is a simplified schematic plan showing a typical system suitable for carrying out a preferred embodiment of the invention. The individual units constituting the illustrated system may be of standard design, realizing that the invention is first to integrate the individually known pieces of equipment into a single system and to operate the integrated units in such a way as to pro- reduce the advantageous results described below.
The system illustrated in the drawing essentially comprises a crude material distillation unit comprising an atmospheric stage 1 and a vacuum stage 2, a viscosity reduction unit (visbreaker) comprising a coil 30 in a furnace 31 and a separation tower 32, "fluid" catalytic cracking units which include reaction vessels
<Desc / Clms Page number 3>
10 and 10 ', regeneration vessels 11 and 11', and still towers 12 and 12 ', as well as the usual auxiliary equipment such as valves, pumps, heat exchangers, etc.
The functions and co-action of these elements will be described hereinafter in conjunction with the treatment of native raw materials and various distillates, as well as the cyclic streams obtained therefrom. It will be understood, however, that the system may be used in a substantially similar manner for the treatment of hydrocarbon streams obtained from other sources and by methods other than those particularly described herein. Likewise, equivalent parts of equipment may be used instead of those shown.
In particular, instead of using the preferred fluid catalytic cracking devices, it is possible to use cracking units containing a fixed bed or a moving bed using granulated catalyst or else it is possible to carry out the phase of cracking. cracking in a non-catalytic manner. In addition, it is also within the scope of the present invention to employ a system containing only a single cracking unit and to send the light distillation gas oil stream to temporary storage, while the gasoline stream. heavy gas oil is cracking, and vice versa.
In operation, a native heavy oil preheated in furnace 3 is distilled (topped) or fractionated in a pipe distillation apparatus which is preferably a two-stage unit containing an atmospheric distillation apparatus 1 and an apparatus. 2. The atmospheric distillation apparatus normally operates at atmospheric pressure or at low pressures up to about 5 to 10 pounds per square inch of effective pressure, and the deposits of this stage are heated in a vacuum distillation apparatus. heated coil 4 and instantaneously distilled in a vacuum tower 2 which operates at a pressure of about 90 to 110 mm absolute Hg.
Or, however, a single stage distillation unit can also be used. When such a distillation is thus carried out, a heavy oil will produce gas, light naphtha or gasoline which can include hydrocarbons ranging from C4 hydrocarbons to those boiling around 300 or 350 F, Heavy naphtha or kerosene which may include hydrocarbons boiling between 350 F and 430 or 450 F, light gas oil which can boil between approximately 430 and 700 F, preferably 450 to 650 F, heavy gas oil boiling between 600 F and 1000 or 1100 F, preferably about 650 to 1100 F, and reduced raw materials or vacuum pitch deposits boiling above the heavy gas boiling range, as well as other intermediate side streams, if and when we want it.
A typical distribution of products obtained by distilling an North Texas heavy oil as described above is given in Table 1 below:
TABLE I.
EMI3.1
<tb>
Food <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Products¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
<tb>
<tb>
<tb> Range <SEP>% <SEP> in <SEP>
<tb>
<tb> Heavy <SEP> oil <SEP> West <SEP> Texas <SEP> Boiling <SEP> fraction <SEP> volumes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Severity <SEP> 31.9 <SEP> API <SEP> Gas <SEP> up to <SEP> C3 <SEP> 0.8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Sulfur <SEP> 1.71 <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> Gasoline <SEP> C4 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> F <SEP> 23.2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Viscosity <SEP> 49 <SEP> units <SEP> 100 F <SEP> Kerosene <SEP> 3500 <SEP> - <SEP> 450 F <SEP> 10.0
<tb>
<tb>
<tb> saybolt <SEP> Light diesel <SEP> <SEP> 450 <SEP> - <SEP> 650 F <SEP> 22.0
<tb>
<tb> Diesel <SEP> heavy <SEP> 650 <SEP> - <SEP> 1100 F <SEP> 31.0
<tb>
<tb> (including <SEP>
<tb>
<tb> Diesel <SEP> at
<tb>
<tb> empty)
<tb>
<tb> <SEP> repositories of <SEP> pitch <SEP> 11000 <SEP> F <SEP> and <SEP> plus <SEP> 13,
0
<tb>
According to the invention, the streams of distillation gas oils
<Desc / Clms Page number 4>
heavy and heavy come out of distillation apparatus 1 and 2 and cracked separately into fluid catalytic cracking apparatus 10 and 10 'at about 900 to 1000 F, preferably about 9750 F, and 15 pounds per square inch of pressure effective, using a common synthetic silica-alumina catalyst. Or. well, of course, other known fractionation catalysts can also be used, such as the various clays or synthetic silica-magnesia catalysts .... The resulting cracked products are fractionated in towers 12 and 12 '.
Light distillation gas oil, when cracked, produces mainly gasoline and light cycle gas oil, along with small amounts of tar and gas deposits. Heavy distillation gas oil mainly produces naphtha, light cycle gas oil and heavy cycle gas oil, along with a certain amount of gas.
The pitch from the vacuum distillation apparatus 2 is thermally cracked in the coil. viscosity reduction 30 (visbreaker. In this way, other quantities of valuable gasoline and other overhead streams are recovered. The rigor of the visbreaking operation is limited only by the possible sedimentation characteristics of the gasoline. resulting tar and mixed fuel prepared from this tar, since the severity of cracking has a direct effect on the formation of carbonaceous material in the produced tar. Finally, the tar is mixed with a feedstock to give a fuel oil having a suitable viscosity which can range between about 25 and 200 Saybolt Furol seconds at 122 F, depending on use.
The current or stream feed used in accordance with the present invention is particularly light cycle gas oil obtained by cracking heavy distillation gas oil. It was found that this cycle oil was quite aromatic and that it had a favorable solubilizing effect on the constituents, forming sediments, of the "visbreaker" tar, and, consequently, this flow allows a very rigorous operation of reduction. viscosity without exceeding the aforementioned maximum sedimentation specifications of the mixed fuel.
On the other hand, when a gasoil with a large boiling fraction, for example, between 4500 and 1100 F, is cracked, as, for example, according to the prior art, rather than by a cracking separated from its parts at low and high points of When the boiling point, a flux charge of comparable efficiency cannot be recovered therefrom and, therefore, it is impossible in such a process to reduce the viscosity of the pitch by the same amount.
Relevant results are summarized in Table 11.
<Desc / Clms Page number 5>
T A B L E A U II.
-------------------- PRODUCTION OF LOW DIESEL INDEX FLOW LOADS FROM GASOILS.
EMI5.1
<tb>
Treatment
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feed material <SEP> <SEP> Gasoil <SEP> to <SEP> large <SEP> Gasoil <SEP> Gasoil
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> fraction, <SEP> not <SEP> light, <SEP>. <SEP> heavy
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> separate <SEP>: <SEP> (cracked <SEP> separately) <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> separates <SEP>:
<SEP> (cracks <SEP> separately)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (old, technical)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> power supply
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> barrels / j <SEP> our <SEP> ------------------- 60,000 ----------------- -------
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> conversion <SEP> 55 <SEP> @ <SEP> 57
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Individual <SEP> conversions <SEP> 62.0 <SEP> 53.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Carbon, <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> 4.6 <SEP> 4.6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gasoline
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (10 <SEP> pounds <SEP> of <SEP> pressure
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> from <SEP> Steam <SEP> Reid)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>% <SEP> in <SEP> volumes <SEP> 40.5 <SEP> 42,
1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Barrels / d <SEP> our <SEP> 24,300 <SEP> 25,280
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Increase <SEP> of <SEP> when
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tity <SEP> on <SEP> processing <SEP> 1 <SEP> - <SEP> +980
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gasoline / carbon <SEP> ratio <SEP> 8.8 <SEP> 9.2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Octane <SEP> Rating <SEP> CFRR
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Individual <SEP> currents <SEP> 98.1 <SEP> 96.7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pool <SEP> 94.8 <SEP> 97.2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Improvement <SEP> on <SEP> treated
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tement <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 42,
4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gasoil <SEP> catalytic
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (Temperature <SEP> of <SEP> steam
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> from <SEP> 430 <SEP> to <SEP> 650 F)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>% <SEP> in <SEP> volumes <SEP> 36, <SEP> 0 <SEP> 27, <SEP> 6 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Barrels / day <SEP> 21,600 <SEP> 16,580
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Difference <SEP> from <SEP> quantity <SEP> - <SEP> -5020
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Index <SEP> Diesel <SEP> 37.2 <SEP> 40.0 <SEP> 17.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Barrels / day <SEP> - <SEP> 9.020 <SEP> 7.560
<tb>
<Desc / Clms Page number 6>
TABLE II (continued)
.
EMI6.1
- - --- - ---- 7 ----- 7- - - - - - -
EMI6.2
<tb> Processing
<tb> 3 <SEP> 4
<tb>
<tb> Feed material <SEP> <SEP> Gasoil <SEP> Gasoil <SEP> Gasoil <SEP> Gasoil
<tb> light <SEP> heavy <SEP> light <SEP> heavy
<tb>
EMI6.3
(cracked separate "eniei2t) '¯' (cracked separately) Total feed, barrels / day ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ 60,000 - ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
EMI6.4
<tb> Total <SEP> conversion <SEP> 55 '<SEP> 48.7
<tb>
<tb> Individual <SEP> Conversions-
<tb>
<tb>
<tb> the <SEP> 57.2 <SEP> 53.5 <SEP> its <SEP> 42.0 <SEP> 53.5 <SEP> its
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Carbon, <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP>.
<SEP> 4.1 <SEP> 3.3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gasoline
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (10 <SEP> books <SEP> from <SEP> pres-
<tb>
<tb>
<tb> sion <SEP> of <SEP> Steam <SEP> Reid)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>% <SEP> in <SEP> volumes <SEP> 41.9 <SEP> 40.5
<tb>
<tb>
<tb> Barrels / day <SEP> 25.120 <SEP> 24.300
<tb>
<tb>
<tb> Increase <SEP> of <SEP> when
<tb>
<tb>
<tb> tity <SEP> on <SEP> processing <SEP> 1 <SEP> + <SEP> 820 <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Report <SEP> gasoline / car-
<tb>
<tb>
<tb> bone <SEP> 10.2 <SEP> 12.3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Octane <SEP> Rating <SEP> CFRR
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> currents <SEP> individual <SEP> 98.0 <SEP> 96.7 <SEP> 97.5 <SEP> 96.7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pool <SEP> 97.2 <SEP> 97.0
<tb>
<tb>
<tb> Improvement <SEP> on
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> processing <SEP> 1 <SEP> + <SEP> 2,
4 <SEP> + <SEP> 2.2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gasoil <SEP> catalytic
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (Temperature <SEP> of <SEP> steam
<tb>
<tb>
<tb> from <SEP> 430 <SEP> to <SEP> 650 F)
<tb>
<tb>
<tb>% <SEP> in <SEP> volumes <SEP> 29.8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Barrels / day <SEP> 17,840 <SEP> 21,600
<tb>
<tb>
<tb> Difference <SEP> from <SEP> quantity <SEP> -3. <SEP> 760 <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Index <SEP> Diesel <SEP> *** <SEP> 42.2 <SEP> 17.5 <SEP> 47.0 <SEP> 17.5
<tb>
<tb>
<tb> Barrels / day <SEP> 10.280 <SEP> 7.560 <SEP> 14.040 <SEP> 7. <SEP> 560
<tb>
* two units cat. equal to 30,000 B / day with the same catal feed.
EMI6.5
of West Texaa large fraction diesel, has 55% conversion (limited by the carbon burning rate to 18,000%? / hour each).
its a unit supplying 35,000 B / day of West Texas heavy diesel at 53.5% conversion (limited by carbon burning to 18,000 B / hour); another 25,000 B / day supply unit of West Texas light diesel with various conversion as shown.
EMI6.6
: ie6f Diesel index = Gravity (OAPI) x Aniline point (OF) 100
<Desc / Clms Page number 7>
Process 1 illustrates a prior art process using conventional large fraction diesel fuel while, in process 2; the separated narrow fraction gas oils were fractionated separately with the same carbon output as in Process-1; in process 3, the separated gas oils were separately cracked at the same total conversion as in process 1; and in Process 4, the separated fractions were separately cracked at the same average distillate production (430 - 650 F steam temp) as in Process 1.
It can be seen from the terminology that the separate cracking of the high and low boiling portions of the large fraction gas oil has several important advantages over the cracking of the large fraction stream containing the mixed portion portions. low and high boil. In particular, large amounts, which may be equal to about 10 to 15% based on the total fuel oil fed, of a valuable aromatic stream charge, having a Diesel number of only 17.5, can be obtained by- firing heavy distillation gasoline, while typical cycle gas oils, obtained from the usual "mixed" treatment operations, have a Diesel index between about 37 and 39, as seen by the Diesel index 37.2 treatment 1.
Secondly, about 10 to 30% of the total distillation gas oil is converted to cycle gas oil, having a relatively high Die-salt number of about 40 to 50, which is particularly suitable as a high quality heating oil, and which can also be used as a feed material for subsequent cracking.
Thirdly, the cracked gasoline fractions obtained from both heavy distillation gas oil and light distillation gas oil have significantly higher octane numbers than gasoline obtained by cracking large fraction gas oil, improvement of the octane number ranging from 1 to 4 or 5 points; and, in addition to this improvement in quality, in the separate cradcing processes, a larger total amount of gasoline can easily be produced than in the usual non-separate process;
and, still more amounts of gasoline can be recovered from the pitch which, due to the inefficient flow of the aromatic gas oil obtained in the present process, can be subjected to a more rigorous viscosity reduction treatment than. this was previously only possible when only high diesel index feeds were available for mixing with the "visbreaker" tar.
In addition, the gasoline / carbon production ratio is significantly increased by operating with separate fractions according to the present invention.
The beneficial effect of the low Diesel Index flux charge of the invention when extending the practical limits of the viscosity reduction operation is shown in Table III. In all of these tests, the vacuum pitch at 1100 F and above (gravity: 7.5 API; viscosity: 1000 seconds Saybolt Furol at 210 F) removed from vacuum still 2, as previously described, was thermally cracked. for various conversions in the device. Reduction in viscosity, the viscosity of the respective tar products was reduced with various flow loads at the same viscosity level suitable for use as a fuel oil, and the settling characteristics of the respective fuel mixtures were determined.
In the table, only those mixtures which precisely meet the maximum tolerable sedimentation characteristics chosen as a reference standard have been listed.
TABLE III.
-------------
<Desc / Clms Page number 8>
MIXTURE OF "VISBREAKER" TAR WITH VARIOUS FLOW LOADS
EMI8.1
<tb> Load <SEP> Index <SEP> Report <SEP> Conversion <SEP> maxim. <SEP> @ <SEP> Severity
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Test <SEP> of <SEP> Diesel <SEP> flux / <SEP> such as <SEP> that <SEP> limited <SEP> of <SEP> tar
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> N <SEP> flux <SEP> '<SEP> of <SEP> flux <SEP> tar <SEP> by <SEP> the <SEP> sedimenta- <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> volu- <SEP> tion <SEP> of the <SEP> fuel <SEP> "visbreaker"
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> me <SEP> mixed <SEP> API
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>% <SEP> B / day <SEP> **
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> Gasoil <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cycledu
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> processing <SEP> 1,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> array <SEP> II <SEP> 37.2 <SEP> 1/2 <SEP> 13.0 <SEP> 1. <SEP> 915 <SEP> 5.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> Gasoil <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cycle <SEP> aro-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> matic <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> treatments
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2,3 <SEP> or <SEP> 4,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> array <SEP> II <SEP> 17.5 <SEP> 1/2 <SEP> 16.0 <SEP> '2.360 <SEP> 4.3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> Extract <SEP> ph-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> nol <SEP> specialist
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> element <SEP> mix- <SEP> 10.0 <SEP> 1/2 <SEP> 17.0 <SEP> 2.510 <SEP> 4.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ge
<tb>
* Maximum conversion = gasoline production (C4 up to vapor-temp.
of 450 F) based on feed of "visbreaker" its Base: 14,750 barrels / day of pitch fed to the viscosity reduction device or "visbreaker" (rate of 60,000 barrels / day of gasoline fed to the cracking cat. devices, corresponding to 113,250 barrels / day of heavy oil fed to the process).
A comparison of tests 1 and 2 shows that the use of the lower diesel index, more aromatic feedstock, obtained according to the present invention, allows a significant increase in the severity of the reduction in viscosity without altering the characteristics. sedimentation of any combustible mixture. As a direct result of this increase in stringency, an increase of 445 barrels / day or 23.2% in the production of "visbreaker" gasoline can be obtained in treatment 2 compared to what can be achieved in treatment 1.
A comparison of runs 2 and 3 in Table III also shows that the aromatic gas oil readily produced in the present process is almost as efficient at fuel oil flow as the specially blended, expensive phenol extracts, of even higher aromaticity. which again shows the great technical and economic advantage of the present invention.
Additionally, it should be remembered that, in addition to the gain in "visbreaker" gasoline made possible by the enhanced fuel stream feed, increased amounts of catalytic gasoline are produced by the separate cracking technique which produces the enhanced flux feed. , as opposed to the unseparated cracking technique.
This characteristic was pointed out in connection with Table II and is again illustrated in Table IV in which the respective quantities of gasoline obtained by raw material distillation, catalytic cracking and viscosity reduction are shown both for a usual process practicing a not separated cracking and for the process of the invention practicing a separate cracking, at the same
<Desc / Clms Page number 9>
time with a more rigorous reduction in viscosity, the mixed fuel oil produced in these two cases being of the same quality.
TABLE IV.
TOTAL GAZOLINE PRODUCTION AND DISTRIBUTION.
Base: 113,250 barrels / day of West Texas crude oils (60,000 barrels / day of distillation gas oil)
EMI9.1
<tb> Gasoline
<tb>
EMI9.2
iCt ,. iup to 450 F) Native Catalytic Visbreaker Total Cracking not separated .3 7. 600 B / J 24.300 13 /: i 1.915 B / d 630 815 B / d Separate cracking 37.600 B / d 25: 280 'B / d 2.360 B /, 65.240 B / d Difference, B / d - 98fl' "Ê45 '1.425 - 490- .'- "'" '23, 2 2.2
Thus, it is visible from the table.
IV that the present invention allows the production of gasoline in amounts 2% greater than previously possible, without reducing the quality of by-products such as fuel oil. At this point, he must be noticed seen
EMI9.3
that gasoline is the only refinery stream having a value materially greater than the cost of raw feed, that even small increases in gasoline production are of utmost importance to each refiner.
The foregoing description and exemplary operations have served to illustrate embodiments of the invention, but it should be understood that the scope and spirit of this invention is not limited to these embodiments.
Legend
To help understanding the installation shown in the drawing, a list of reference notations, not included in the description, is given below with an indication, opposite, of the designated part of the installation:
EMI9.4
<tb> 5 <SEP> input <SEP> of <SEP> crude oil <SEP>
<tb>
<tb> 6 <SEP>: <SEP> Gas <SEP> + <SEP> C4
<tb>
<tb> 7-: <SEP> naphtha <SEP> light
<tb>
<tb> 8 <SEP>: <SEP> naphtha <SEP> heavy
<tb>
<tb> 9 <SEP>: <SEP> light diesel <SEP>
<tb>
<tb> 13 <SEP>: <SEP> oil <SEP> from <SEP> heating
<tb>
<tb> 14 <SEP>: <SEP> gas <SEP> from <SEP> combustion
<tb>
<tb> 15: <SEP> steam
<tb>
<tb> 16: <SEP> steam
<tb>
<tb> 17: <SEP> air
<tb>
<tb> 18: <SEP> gas
<tb>
<tb> 19: <SEP> naphtha
<tb>
<tb> 20: <SEP> diesel <SEP> (heating oil <SEP> <SEP>) -
<tb>
<tb> 21 <SEP>:
<SEP> tar
<tb>
<tb> 22: <SEP> diesel <SEP> heavy
<tb>
<Desc / Clms Page number 10>
EMI10.1
<tb> 23: <SEP> pitch
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 24: <SEP> gas
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 25 <SEP>: <SEP> naphtha
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 26: <SEP> diesel <SEP> (heating <SEP> oil <SEP>)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 27: <SEP> tar
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 28: <SEP> gas <SEP> from <SEP> combustion
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 29 <SEP>: <SEP> steam
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 33 <SEP>: <SEP> steam
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 34: <SEP> air
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 35: <SEP> gas
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 36: <SEP> naphtha
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 37 <SEP>: <SEP> diesel <SEP> (flow <SEP> of <SEP> fuel <SEP> oil)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 38: <SEP> diesel <SEP> heavy <SEP> (fuel <SEP> oil)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 39 <SEP>:
<SEP> fuel <SEP> oil <SEP> mixed
<tb>
CLAIMS.
1. A refining process comprising: introducing a crude oil into a fractional distillation zone: removing a gasoline fraction from a light distillation gas oil having a final boiling point of less than about 650 F, a heavy distillation gas oil having a boiling point greater than about 650 F, and a heavy residue as fractions separated from said distillation zone; passing the fraction of light distillation gas oil through a cracking zone at a temperature of between approximately 850 and 1100 F and separating a fraction of gasoline and a fraction of cycle gas oil from the products cracked resulting;
separate passage of the heavy distillation gas oil through a cracking zone at a temperature between about 850 F and 1150 F, and the separation of a gasoline fraction and an aromatic cycle gas oil from the resulting products cracking of heavy distillation gas oil; passing the heavy residue through a thermal cracking zone at a temperature between about 780 and 950 ° F to produce material of reduced viscosity; separating a fraction of gasoline and tar deposits from the resulting cracked products;
and mixing said tar deposits with the aforementioned aromatic cycle gasoline to produce a mixed fuel having a Saybolt Furol viscosity of about 25 to 200 seconds at 122 F.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.