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"Perfectionnements aux traitements d'hydrocarbures.
La présente invention est relative à un traitement combiné de matières premières ou de fractions contenant des mélanges d'hydrocarbures, tels que des charges de pétrole, en vue de fournir des produits hydrocarbures non saturés gazeux, spécia- lement de l'éthylène, et des essences de valeur antidétondnte élevée. L'invention se rapporte en outre à un procédé combiné amélioré de conversion de fractions d'essence en produits d'es-
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sence liquidée de valeur antidétonante moyenne accrue et de teneur moindre en constituante à faible indioe d'octane contribuant à la volatilité de l'essence.
L'invention implique une oombinai- son améliorée d'un certain nombre d'opérations de traitement, notamment un reforming de fractions d'essence et un craoking d'hy- drocarbures ou de mélanges d'hydrocarbures aliphatiques choisis, pour procurer des produits principalement gazeux riches en oléfines.
Il est connu en pratique que des hydrocarbures aliphatiques légers peuvent être oonvertis par cracking en produits ri- ches en hydrocarbures gazeux non saturés, notamment en éthylène, propylène et butadiène. On a conçu certains procédés industriels pour la fabrication de l'éthylène et d'autres oléfines gazeuses de cette manière et pour leur récupération sous forme de matières premières ou de produits pétrochimiques pratiquement purs. Des installations de ce genre supposent l'utilisation de températures très élevées pour le cracking et des systèmes compliqués de récupération des produits, exigeant une réfrigération intense.
Antérieurement, on a accoutumé d'employer des hydrocarbures C2 à C4 comme charges pour de tels procédés de cracking.
Ou a utilisé des fractions issues de bruts de pétrole constitués d'hydrocarbures C5 à C7 ou de portions de ceux-ci, soit comme constituante d'essence, soit comme matière de base que l'on convertissait en constituants d'essence de qualitéaméliorée.
On connaît bien en pratique des procédés de reforming de fractions d'essence en vue de l'amélioration de leur valeur an- tidétonante. De tels procédés impliquent un reforming thermique de fractions d'essence à des températures de l'ordre de 482 à 582 C et habituellement à des pressions supérieures à la pression atmosphérique, de l'ordre de 14 à 70 kg/cm2. Plus récemment, on a pretiqué le reforming de fractions d'essence sur des catalyseurs ayant une activité de déshydrogénation ou d'aromatisation. De tels procédés supposent normalement des températures de 4500 à
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582 C, et la conversion est habituellement menée en présence d'hydrogène sous pression.
Dans des procédés de reforming cataly- tiques, la réaction principale est habituellement une déshydrogenation d'hydrocarbures naphténiques en vue de former des composés aromatiques. Cependant, des réactions d'isomérisation, de déshydrocyclisation de paraffines en composés aromatiques, de déshydrogénation de paraffines pour former des oléfines, et de cracking peuvent également se produire à un degré plus ou moins élevé, suivant le catalyseur utilisé et les conditions opératoires en cause.
Dans certaines opérations industrielles de reforming, on a enlevé des hydrocarbures C5 et C6 de l'alimentation à l'appareil de reforming et on les a remélangé dans le produit d'essence final. Dans d'autres opérations industrielles de reforming, on a inclus des hydrocarbures C5 et C6 et parfois des hydrocarbures C, dans la charge d'alimentation à l'appareil de-reforming. Bien que es hydrocarbures aliphatiques C4 à C6 tendent, à un degré très important, à passer par l'opération de reforming sans être convertis, ces hyarocarbures et certains isomères formés étaient considérés comme constituants d'essence relativement avantageux.
Cependant, au cours des récentes années, les valeurs antidétonan- . tes des essences, exigées pour convenir aux moteurs d'automobiles et d'avions, ont crû graduellement, ce qui a exigé des-rigueurs croissantes de reforming. La rigueur du reforming a été augmentée graduellement jusqu'! un point tel que cïes portions considérables des hydrocarbures aliphatiques C4 à C6, si ceux-ci étaient inclus dans l'alimentation de reforming, étaient perdues du fait du cracking hydrogéné concourent, ayant pour résultat une conversion de ces compostants en gaz. Les hydrocarbures à chaine droite C5 et C6 non convertis, passant dans le produit de reforming, tendaient aussi à abaisser sa valeur antidétonante globale.
Les hydrocarbures C7 supposaient également les mêmes problèmes, bien qu'à un degré un peu moindre. La présence d'hydrocarbures aliphatiques C5 à
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C7 tend en outre à diminuer la quantité d'hydrocarbures C4 à indice d'octane supérieur, qui peut être incorporée à l'essence dans les limites des spécifications pour la volatilité. Ces dernières objections s'appliquent également'aux opérations dens lesquelles les hydrocarbures C5 à C7 sont détournés de l'appa- reil de reforming et ajoutés au mélange final d'essence.
On a proposé en pratique d'enlever de l'alimentation à l'appareil de reforming, les hydrocarbures C5, 6 ou 7 ou tous ces hydrocar- bures, et de les soumettre à une amélioration de qualité, par des opérations telles qu'une déshydrogénation catalytique, une isomé- risation, un cracking ou d'autres réactions, en vue de les conver- tir, dans la mesure du possible, en composants d'essence amé- liorés, qui sont employés dans les mélanges finals d'essence. Des techniques proposées ne donnent pas d'amélioration importante en ce qui concerne une diminution de la volatilité, due aux consti- tuants à faible indice d'octane, de l'essence totale fabriquée, et n'assurent pas une amélioration de qualité ou une élimination de la teneur en C5 à C7 à chaine droite de l'essence issue du reforming.
De plus, les améliorations de la valeur antidétonante dérivant d'opérations de ce type ne justifient sou- vent pas les frais impliqués. En outre, ces procédés proposés n'ont pas trait ou ne sont pas adaptés à la fabrication de quanti- tés importantes de matières premières pétrochimiques, telles que l'éthylène, les acétylènes et le butadiène, conjointement à l'opé- ration d'amélioration de l'essence.
Dans une forme de réalisation préférée, la présente invention implique un procédé dans lequel une charge d'alimentation mixte d'hydrocarbures ou de pétrole, bouillant dans l'intervalle d'ébullition de l'essence, est soumise à un fractionnement pour enlever de cette charge les hydrocarbures C4 et plus légers, une fraction d'isopentane et une fraction d'hydrocarbures aliphatiques
C5 - C6 contenant au moins la plus grande partie du pentane normal et des hexanes aliphatiques saturées, et pour procurer une fraction d'essence à point d'ébullition supérieur, destinée à être utilisée comme alimentation de reforming.
Celle-ci est soumise à des
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conditions convenables de reforming, de préférence en présence d'un catalyseur de déshydrogénation ou d'aromatisation, pour réaliser une oonversion en un produit réformé contenant de l'essence de valeur antidétonante améliorée. Le produit réformé est soumis à un fractionnement pour en enlever les hydrocarbures C4 et plus légers, une fraction d'isopentane et une fraction d'hydrocarbures aliphatiques C5-C6 oontenant au moins la plus grande partie du pentane normal et des hexanes aliphatiques saturés, et pour procurer une essence de reforming de point d'ébullition supérieur.
La fraction d'hydrocarbures aliphatiques C5 - C6 , récupérée de la charge d'alimentation initiale et des produits de reforming, est soumise à un cracking à des températures élevées et sous des conditions réglées pour réaliser une conversion en un produit riche en hydrocarbures gazeux non saturés. Le produit peut également contenir des quantités appréciables d'hydrocarbures aromatiques. Le produit craqué est soumis à une opération de séparation pour en récupérer de l'éthylène comme produit et une fraction riche en oléfines contenant principalement des hydrocarbures de la gamme des hydrocarbures C3 - C4 (à savoies hydrocarbures C3 hon saturés ou des hydrocarbures C4 non saturés ou un mélange de cs hydrocarbures).
La fraction riche en oléfines est alcoylée avec une matière isoparaffinique, telle que de l'isobutane, ou avec d'autres hydrocarbures pouvant être alcoylés bouillant dans la gamme de l'essence, sous des conditions convenables pour une conversion en un produit d'alcoylation riche en hydrocarbures aromati- quesou aliphatiques à chaîne ramifiée. Une essence d'alcoylation de valeur antidétonante élevée est séparée de ce produit d'alcoyle- tion.
Au moins une partie importante de ce produit d'alcoylation est mélangée avec.au moins une partie importante de l'essence de reforming et, de préférence aussi mais non nécessairement, avec au moins une partie importante de l'isopentane récupéré de la charge d'alimentation initiale et du produit réformé. Une quantité
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suffisante d'hydrocarbures C4, de préférence du butane normal ou de l'isobutane, s'ils sont disponibles, est ajoutée au mélange pour procurer une tension de vapeur Reid (ASTM-323-56) de la gamme d'environ 0,42 à 1,12 kg/cm2.
Dans certains cas, une essence résultant d'un cracking thermique ou catalytique de fractions de pétrole bouillant audessus de l'alimentation à l'appareil de reforming peut être ajoutée, soit à l'alimentation de reforming, soit au mélange final d'essence, suivant l'indice d'octane requis pour cette essence obtenue par mélange. En outre, on peut récupérer des produits supplémentaires du produit résultant du cracking des hydrocarbures aliphatiques C5 - C6, tels que de butadiène et d'autres dioléfines, du propane, du propylène, des acétylènes, du gaz combustible, de l'essence aromatique et un distillat aromatique de point d'ébullition supérieur'.. L'essence aromatique peut être ajoutée au mélange final d'essence.
Dans une forme de réalisation de l'invention, des hydrocarbures aliphatiques C7 et plus lourds, de préférence des hydrocarbures à chaîne droite bouillant dans l'intervalle d'ébullition de l'essence, peuvent être séparés de la charge d'alimentation à l'appareil de reforming ou du produit de cet appareil ou des deux et soumis à un cracking en même temps que les hydrocarbures aliphatiques C5 - C6.
D'une façon générale, la présente invention englobe un procédé combiné de fabrication, à partir d'une charge d'alimentation d'essence à faible indice d'octane, d'un carburant pour moteur à valeur antidétonante élevée, et d'éthylène. Suivant ce procédé, au moins la plus grande partie de la charge d'alimentation d'essence est soumise à reforming pour procurer un produit réformé contenant de l'essence de valeur antidétonante améliorée.
Au moins la plus grande partie d'au moins une des matières hydrocarburées aliphatiques de la gamme des hydrocarbures C5 à C7, con tenues dans la charge d'alimentation d'essence ou dans le produit
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réformé ou dans les deux, est séparée par distillation ou d'une autre manière, et soumise. à un cracking pyrolytique à des températures de la gamme d'environ 760 à 955 C. la matière aliphatique' séparée peut être craquée seule ou en même temps qu'une autre matière hydrocarburée provenant d'autres sources.
Les conditions de cracking sont réglées de manière que la matière aliphatique séparées: soit convertie en un produit craqué constitué principalement d'hydrocarbures ayant moins de 5 atomes de carbone par molécule et contenant des quantités importantes d'oléfines gazeuses, notamment d'éthylène. L'éthylène et, si on le désire, d'autre oléfines, telles que du butadiène et des acétylènes, sont séparés des produits craqués sous forme de produits pétrochimiques essentiellement purs.
Une charge d'alimentation gazeuse iche en oléfines C3 ou C4 ou en ces deux éléfines est également séparée du produit craqué et soumise à une réaction combinée dans laquelle les constituants de cette charge d'alimentation gazeuse forment au moins une partie importante des produits réagissants, en vue de produire une essence ayant une volatilité moyenne plus basse et une valeur antidétonante plus élevée que la matière hydrocar burée aliphatique séparée.
Suivant un autre aspect général, la présente invention procure certains perfectionnements à une opération de raffinage globales, dans laquelle des fractions d'hydrocarbures mixtes de points d'ébullition différents sont soumises à une série de phases de traitement de raffinage pour préparer une série de produits notamment une série de fractions d'essence formant stock de raffinerie, dont chacune est finalement utilisée comme composant dans au moins un produit d'essence final, une de ces phases de traitement de raffinage englobant un reforming d'une alimentation d'essence de valeur antidétonante relativement basse pour former un produit réformé de valeur antidétonante améliorée.
Suivant cet
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aspect de la présente invention, au moins la plus grande partie d'au moins une des matières hydrocarburées aliphatiques choisies dans le groupe comprenant les hydrocarbures C5 à chaîne droite, les hydrocarbures C6 à chaîne droite, les hydrocarbures C6 à chaî- ne ramifiée, les hydrocarbures C7 à chaîne droite et les hydrocar- bures C7 à chaîne ramifiée, contenus dans la fraction brute com- portant l'alimentation d'essence à l'appareil de reforming, @ et également dans le produit de reforming, en'est séparée par dis- tillation ou d'une autre manière. De préférence, on sépare au moins le pentane normal et les hydrocarbures C6 à chaîne droite.
Cette matière est oraquée à des températures élevées pour former un produit gazeux riche en oléfines. Au moins une partie impor- tante des olérines gazeuses résultantes, par exemple les oléfines
C3 et C4,est soumise à une opération combinée pour former un produit d'essence de volatilité moyenne plus basse et de valeur antidétonante plus élevée que la matière hydrocarburée aliphati- que séparée. La réaction combinée peut comprendre une alcoylation des oléfines gazeuses avec de l'isobutane ou du benzène, par exemple. Ou bien, la réaction combinée peut comprendre une poly- catalytique pour former une essence de polymérisation mérisation, ou une autre réaction, telle qu une hydratation, pour former de l'alcool isopropylique et de l'alcool butylique ter- tiaire.
L'essence de valeur antidétonante élevée résultant de l'opération combinée est utilisée comme une des fractions d'es- sence du stock de raffinerie. Au moins une et habituellement deux ou plusieurs qualités différentes d'essence pour moteurs sont préparées en mélangeant ensemble des fractions d'essence du stock de raffinerie, qui,, dans une certaine mesure, peuvent avoir été emmagasinées séparément. L'essence de reforming est l'un des composants importants d'au moins une de ces essences mixtes pour moteurs. L'essence résultant de l'opération combinée et habi- tuellement l'essence aromatique également formée dans la réaction de cracking sont aussi-ides composants importants d'au moins une
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des essences mistes pour moteurs.
De préférence, des quantités importantes du produit de reforming et du produit d'alooylation sont mélangés ensemble dans au moins un des mélanges finals formant essences pour moteurs. Habituellement, bien que pas toujours, un composé de tension, de valeur antidétonante élevée, com bustible, tel que du butane normal ou der l'isobutane, de l'isopentane ou des hydrocarbures C3, est ajouté aux mélanges formant essences pour moteurs en quantités suffisantes pour les amener à une tension de vapeur Reid convenable de la gamme d'environ 0,42 à 1,12 kg/cm2.
Si on le désire, une fraction d'isopentane qui a été détournée de l'appareil de reforming ou de l'isopentane provenant d'une autre source peuvent également être ajoutés à une ou*-plusieurs des, essences pour moteurs obtenues par mélange de fractions d'essence du stock de raffinerie.
Le fractionnement de la charge d'alimentation initiale et celui des produits de l'appareil de reforming peuvent être menés séparément. Du reste, dans la forme de réalisation préférée de la présente invention, la charge d'alimentation initiale et le produit du reforming sont fractionnés séparément pour enlever les hydrocarbures C3 et plus légers et pour donner des fractions bouillant dans la gamme allant des hydrocarbures C4, jusqu'à un point @ final ASTM d'environ 71 à 93 C ou encore jusqu'à un point final ASTM d'environ 99 C, des essences d'alimentation au reforming et des essences produites plus lourdes.
Les fractions d'essence légère C4 à 71 -93 C ainsi obtenues sont fractionnées ensemble pour en récupérer une fraction d'isopentane et une charge d'alimentation légère de cracking formée des hydrocarbures eliphatiques bouillant au-dessus de l'isopentane mais en dessous des hydrocarbures C7 et contenant au moins la plus grande partie du pentane normal et des hexanes aliphatiques saturés de cette essence légère. Dans le cas de la fraction C4 à 9900, la charge d'alimentation légère de cracking obtenue par séparation bout au-
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dessus de l'isopentane et en dessus des hydrocarbures C8.
L'invention peut être mieux comprise grâce à la description suivante donnée avec référence aux dessins.
La figure 1 est un schéma montrant un agencement préféré pour la mise en oeuvre de l'invention.
La figure 2 est un schéma montrant plus en détail une forme de réalisation préférée du système prévu pour craquer des hydrocarbures aliphatiques C5 - C6 et pour en récupérer des produits de valeur.
Il faut tenir compte que l'alimentation hydrocarburée destinée au procédé de la présente invention peut dans certains cas, dériver de sources autres que le pétrole; il peut agir, par exemple, d'hydrocarbures mixtes récupérés d'un. grillage de schiste ou d'une hydrogénation destructive de charbon. La charge d'alimentation est, de préférence, d'origine pétrolière, et l'invention sera décrite dans son application à des charges de ce genre, bien qu'il doive donc être entendu qu'il ne s'agit pas là d'une limitation.
En considérant la figure 1, une matière première brute de pétrole lOd'un large intervalle d'ébullition, contenant des composants d'essence convenant pour une alimentation de reforming est soumise à un fractionnement dans une installation convenable de séparation der produits de tête, de distillation fractionnée et de séparation des goudrons, bien connue en pratique; et ce en 10, pour enlever les hydrocarbures C3 et plus légers en lOb et pour récupérer de la matière 'brute une fraction d'essence légère contenant essentiellement tous les hydrocarbures aliphatiques C . C. à C. ou C. à et qui est pratiquement exempte d'hvC4 - C5, C4 à C6 ou C4 à C7, et qui est pratiquement exempte d'hydrocarbures C3 et plus légers.
La fraction d'essence légère confiât de préférence, essentiellement tous les hydrocarbures aliphatiques C4 à C6 issus de la matière brute et est pratiquement exempte d'hydrocarbures C3 et plus lésera, de benzène et d'hydrocarbures C7 et plus lourdes ou à point d'ébullition supérieur-. Dans ce cas. la fraction d'essence légère 10c aura un noint 10% ASTI
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dans la gamme d'environ 38 à 60 C et un point final dans la gamme d'environ 71 à 93 C.
Il sera entendu que les expressions "essentiellement tous" et "pratiquement exempt de ", utilisées précédemment et par la suite avec les diverses fractions spéci- fiées, sont destinées à signifier que la fraction mentionnée con- tient ou est exempte de la matière ydrocarburée spécifiée, dans les limites habituelles d'une installation de distillation frac- tionnée industrielle pratique.
On récupère également de la matière brute une fraction d'essence lOd à point d'ébullition supérieur, pratiquement exempte d'hydrocarbures C4 à C6 et plus légers, et ce dans la forme de réalisation préférée de l'invention, ou pratiquement exempte d'hydrocarbures C4 et plus légers et de l'hydrocarbure ou des hydrocarbures aliphatiques particuliers choisis pour la charge de cracking, et ce dans une forme d'application plus,large de l'invention. En outre, une fraction de gasoil vierge 10e et une fraction de résidu 10f, notamment du goudron, sont récupérées de la matière brute.
L'entièreté ou une partie du résidu peut être soumise en 11 à un cracking thermique de viscosité à des pressions et tenpératures élevées pour produire de l'essence thermique- et du gasoil ou du fùel-oil convenant comme matière de charge à une opération de cracking thermique ou catalytique. Le cracking thermique est mené à des températures de l'ordre de 426 à 593 C, habituellement sous des pressions supérieures à la pression atmosphérique, dans une installation bien connue en pratique et ne demendant pas de description ici . Les produits issus de l'unité de cracking thermique 11 sont soumis à un fractionnement en 12 pour donner des fractions d'essence 12b-12c de charge de cycle ou de gasoil 12d de fuel-oil 12e et de goudron, les hydrocarbures C3 et plus légers étant enlevés par 12f.
Si on le désire, une fraction d'essence légère 12a d'intervalle d'ébullition et de teneur semblables à ceux de la fraction séparée de la matière brute, par exemple une fraction contenant des hydrocarbures C4 à C6, et
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bouillant jusqu'à un point final ASTM d'environ 71 à 93 C (comme déterminé par distillation ASTM) peut être récupérée des pro- duits de cracking thermique, et cette fraction peut être ajoutée avec la fraction d'intervalle d'ébullition similaire obtenue de la matière brute, an système de distillation 17. Une essence ther- mique 12b de point d'ébullition supérieur peut être ajoutée en quantités limitées au mélange final formant essence pour moteur en 2$ (on y reviendra par la suite).
L'essence thermique de point d'ébullition supérieur est, de préférence, soumise apr 12c à un reforming, soit séparément, soit avec la fraction d'essence de distillation directe 10c du même intervalle d'ébullition, récupé- rée de la matière brute.
Le gasoil vierge obtenu de la matière brute est soumis à un cracking catalytique à des températures de l'ordre de 426 à 565 c et à des pression de l'ordre de 0,35 à 7 kg/cm2 sur un cataly- seur convenable en 13 pour réaliser une conversion en essence catalytique 14a, en hydrocarbures C3 et plus larges 14b et en char- ge de cycle 14c bouillant dans la gamme du fuel-oil et du gas- oil lourd. Ces produits sont récupérés en 14 dans une installation de distillation fractionnée courante conveneble. La charge de cycle 14c peut être encore craquée ou distillée pour fournir des fuel-oil ddmestiques légers et lourds.
L'essence catalytique 14a peut être employée comme carburant de moteur distinct, seule ou avec l'essence thermique venant de 12, ou bien elle peut être ajoutée au mélange final formant essence de moteur en 25, comme on le décrira par:la suite. Comme la fraction C4 à 160 -200 F de l'essence catalytique est de valeur antidétonante relativement élevée, on préfère utiliser cette fraction dans les mélanges fi- nals d'essence. Cependant, ceci n'est pas destiné à exclure la possibilité, dans certaines opérations, d'ajouter cette fraction -ou une fraction d'intervalle d'ébullition et de teneur semblables à ceux de la fraction d'essence légère récupérée de la matière
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brute, et ce à cette dernière en vue du traitement ultérieur décrit par la suite.
Si on le désire, une huile de cycle ou un gasoil
12d venant du cracking theimique peuvent également être soumis à un cracking catalytique en 13.
La fraction d'essence de distillation directe à point d'ébullition supérieur 10d, récupérée de la matière brute, contient habituellement moins d'environ le* en poids de l'hydrocarbure aliphatique plus léger et à point d'ébullition le plus haut, séparé de la matière brute pour son inclusion dans l'alimentation de cracking. De la sorte, lorsque l'essence légère récupérée de la matière brute est formée d'hydrocarbures aliphatiques C4 à C6, la fraction d'essence de distillation directe à point d'ébullition supérieur contiendra habituellement moins d'environ 10% en poids d'hydrocarbures aliphatiques C6 ou plus légers. Elle est soumise en partie ou totalement à un reforming dans le but d'améliorer sa valeur antidétonante et d'autres caractéristiques, en vue de son utilisation dans les carburants pour automobiles oa pour avions.
Par exemple, l'alimentation à l'appareil de reforming peut comprendre l'entièreté de la fraction bouillant audessus de la fraction d'essence légère à point final de 71 à 93 C (ASTM), et ayant un point final de la gamme d'environ 149 à 210 C (distillation ASTM). Du bien une partie seulement de cette matière peut être réformée, ou bien diverses portions, à savoir des portions légères et lourdes de pétrole brut, peuvent être réformées séparément sous des conditions différentes. Le reforming peut être mené en 15 dans une installation courante et sous des conditions de traitement habituelles, bien connues en pratique.
Dans les formes de réalisation les moins préférées de l'invention, la' fraction d'essence d'alimentation à l'appareil de reforming peut être soumise à un reforming thermique à des température de l'ordre de 4810 à 621 C et à des pressions de l'ordre de 14 à 70 kg/cm2, pour former une essence de valeur antidétonante accrue.
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La durée de séjour à la température de reforming est de l'ordre d'environ 5 à 30 secondes. L'essence thermique contiendra des quai tités considérables d'hydrocarbures non saturés, de même que des composés aromatiques et d'hydrocarbures paraffiniques non conver- tis.
On préfère, dans la présente invention, soumettre l'essence d'alimentation à l'appareil de reforming à un reforming catalytique sur un catalyseur convenable ayant une activité de déshydrogénation et d'aromatisation, spécialement une activité fevorisant une aromatisation des naphtènes en aromatiques et . avantageusement une aromatisation d'hydrocarbures paraffiniques en aromatiques parce qu'il est connu d'appeler une réaction de déshydrocyclisation.
Des exemples de catalyseurs convenables sont les sulfures ou oxydes des métaux du Groupe VI, tels que l'oxyde de molybdène, l'oxyde de chrome, les oxydes de tungstène ou de vanadium, ou des-mélanges de ces oxydes, sur des supports convenables, tels que de l'alumine activée, de la bauxite ou de l'aluminate de zinc . Un catalyseur de reforming préféré est constitué d'environ 0,3 à 1,5% en poids de platine eu de palladium, déposés sur un support, tel que de l'alumine ou un mélange de silice et d'alumine.
Dans certains cas, le catalyseur peut contenir de petites quantités d'un halogène ou d'un composé halogéné. En général, l'opération de reforming catalytique peut être menée à des températures de l'ordre de 454 à 565 C, de préférence de 468 à 538 C, à des pressions de l'ordre de 3,5 à 105 kg/cm2, de préférence de 7 à 49 kg/cm2, à des vitesses spatiales de l'ordre de 0,5 à 10, de préférence de 0,5 à 3 volumes d'alimentation d'huile mesurée en tant que liquide à 15,5 C) par heure par volume total de catalyseur dans le ou les réacteurs de reforming, et avec des rapports molaires hydrogène/hydrocarbures de l'ordre de 2 à 20, de préférence de 4 à 10.
Le produit de reforming est soumis à un fractionnement en 16 pour enlever de l'hydrogène en 16a, des hy-
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drocarbures C3 et plus légers en 16b et,dans l'opération préférée, une fraction de reforming légère 16c constituée d'hydrocarbures bouiblant dans la gamme allant des hydrocarbures C4 à un point final (ASTM) d'environ 71 à 93*C, et pour procurer une essence de reforming stabilisée 16d, de point d'ébullition supérieur.
La fraction d'essence légère de reforming 16c est, dans 1 forme préférée de l'invention, essentiellement exempte d'hydroca bures C3 et plus légers et d'hydrocarbures C7 et plus lourds, ainsi que de benzène, tandis que l'essence de reforming à point d'ébullition supérieur 16d est essentiellement exempte d'hydroca: bures aliphatiques C6 et plus légers. Cette fraction contient au moins la plus grande partie du pentane normal et des hexanes aliphatiques saturés provenant de l'essence de reforming. Ou bien, la fraction de reforming légère récupérée du produit de reforming peut contenir des hydrocarbures aliphatiques C4 - C5 ou C4 à C7.
Le point final ASTM de l'essence réformée peut être de la gamme d'environ 149 à 210 C. L'entièreté ou une partie importante de cette essence 16d est ajoutée en 25 au mélange final formant essence pour moteurs. Dans certains cas, une partie 16e du produit de reforming peut être employée en 26 dans un mélange destiné à former une essence d'aviation.
Les essences légères contenant les hydrocarbures aliphatiques enlevés des sources indiquées précédemment, notamment l'essence de reforming légère 16c venant de 16, par exemple les fractions d'essence C4 à 71 - 93 C, sont soumises à un nouveau fractionnement en 17 pour procurer une fraction de butane normal 17a, une fraction de butylène-isobutsne 17b contenant du butane normal, une fraction d'isopentane 17c et une fraction d'alimentation légère de cracking 17d. Dans la forme d'application préférée de l'invention, cette dernière fraction 17d peut être constituée spécialement de pentane normal et d'hexanes aliphatiques saturés.
Dans ce cas, la fraction de butane normal peut contenir de petites
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quantités d'hydrocarbures C5 et d'hydrocarbures plus légers, principalement des hydrocarbures C3 non entièrement enlevés dans les phases précédentes de fractionnement* Cette fraction 1?a peut être enlevée du système comme telle, ou bien elle peut être ajoutée en tout ou en partie au mélange final formant essence pour moteurs en 25. Dans certains cas, la fraction C4 peut être soumise à un nouveau traitement convenable pour éliminer les hydrocarbures C3 quelconques avant addition au mélange formant essence.
La fraction de butylène-isobutane-butane 17b contiendra, suivant l'efficacité du fractionnement, des quantités relativement petites d'hydrocarbures C3 et C5.Cette fraction peut être enlevée du procédé, mais elle est, de préférence, employée comme une portion d'une charge d'alimentation d'alcoylation, comme on le spécifiera par la suite. Dans certaines opérations, spécialement lorsque la quantité du butylène et d'isobutane dans l'alimentation au système de distillation est petite, ces matières peuvent être incluses dans la fraction de butane normal récupérée et ajoutées au mélange final d'essence.
Lorsque l'essence légère C4 à 71-93 C dérive exclusivement d'une matière brute plus un produit de reforming catalytique, la teneur en oléfines est faible et la charge d'alimentation légère de cracking récupérée en 17 est constituée en très grande partie (55 à 80% en poids) de pentane normal et d'hexanes aliphatiques saturés, bien qu'elle puisse contenir, dans ce cas, des quantités relativement petites d'autres hydrocarbures, tels que des cycloparaffines, des aromatiques et des oléfines, qui resteraient du fait des limites pratiques d'efficacité de l'installation industrielle de distillation fractionnée.
Lorsque l'essence thermique légère 12a est également alimentée au système de distillation en 17, la charge d'alimentation légère de cracking contiendra certaines quantités d'hydrocarbures oléfiniques 0 -ce* En règle générale, dans la forme d'application -préférée de l'in-
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vention, la charge d'alimentation légère de cracking ne contiendra pas plus de 10% en poids d'isopentane et d'hydrocarbures à point d'ébullition inférieur et pas plus de 10% en poids d'hydrocarbures C7 et à point d'ébullition supérieur.
Dans certaines opérations, spécialement lorsque la teneur en isopentane de l'essence légère alimentée au système de distillation en 17 est insuffisante pour justifier les frais supplémentaires nécessaires pour sa séparation, l'isopentane peut être inclus dans la charge d'alimentation légère de oracking 17d. Suivant la forme d'application préférée de l'invention, la charge d'alimentation légère de craoking contient au moins la plus grande partie du pentane normal et des hexanes aliphatiques saturés provenant de la matière brute initiale ou de la charge d'alimentation à l'appareil de reforming et du produit de reforming. Dans ce cas, la fraction a un point final ASTM de la gamme d'environ 71 à 93 C.
D'autre part, lorsqu'on désire uniquement soumettre les hydrocarbures C5 à chaîne droite à un cracking, la fraction aura un point final ASTM d'environ 38 C ou légèrement plus. Lorsqu'on désire craquer le pentane normal et les hydrocarbures aliphatiques C6 et C7 provenant de la charge d'alimentation à l'appareil de reforming et du produit de celleci, la fraction aura un point final ASTM d'environ 99 C. Dans ce cas, la charge d'alimentation de cracking contiendra environ 85 à 100% en poids de pentane normal et d'hydrocarbures C6 et C7 aliphatiques saturés, et une quantité non supérieure à environ 15% d'hydrocarbures C8 et plus lourds.
Suivant la forme d'application préférée de la présente invention et suivant l'aspect plue général de celle-ci, impliquant la prévision, dans une opération de raffinage dans laquelle de l'essenoe est soumise à reforming, d'un procédé permettant la diminution de la volatilité globale des constituants à faible indice d'octane, de même que l'augmentation de la valeur antidétonante de l'essence liquide totale produite, il est important
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d'enlever, pour le craoking, les hydrocarbures aliphatiques à faible indice d'oetane choisis, à la fois de la charge contenant l'essence d'alimentation à l'appareil de reforming, et du produit réformé.
Dans les formes d'application les plus larges de l'invention, la matière hydrocarbure aliphatique choisie=: devrait être constituée, au moins pour la plus grande partie, d'au moins l'une des matières du groupe comprenant : hydrocarbures C5 à chaîne droite, spécialement pentane normal; hydrocarbures C6 aliphatiques, spécialement les hydrocarbures C6 à chaîne droite, saturés; et les hydrocarbures C7 aliphatiques, spécialement les hydrocarbures C7 à chaîne droite, saturés. Lorsque seuls les hydrocar- bures C5 à chaîne droite sont craqués, on préfère au moins enlever également les hydrocarbures C6 à chaîne droite de l'alimentation à l'appareil de reforming et du produit de celui-ci, afin d'obtenir une valeur globale antidétonante maximum pour l'essence du stock de raffinerie.
Dans ce cas, les hydrocarbures C6 à chaîne droite enlevés ou les hydrocarbures C6 aliphatiques enlevés peuvent être améliorés par isomérisation ou vendus séparément comme oomposants de carburants de réacteurs.
D'autre part, dans cet aspect général de l'invention impliquent un procédé combiné pour l'amélioration d'une opération de fabrication d'essence avec fabrication simultanée d'ethylène et d'autres produits pétrochimiques par cracking pyrolytique de charges d'alimentation hydrocarburées aliphatiques choisies sous des conditions spécialement réglées, on a en vue que la charge d'alimentation légère de cracking peut dériver, soit de la matière première contenant l'essence d'alimentation à l'appareil de reforming, soit du produit réformé, ou des deux.
Cependant, même dans cet espèce de l'invention, il est préférable d'obtenir la charge d'alimentation de crking, du produit de reforming et, de préférence, à la fois du produit de reforming et de la charge d'ali mentation à l'appareil de reforming.
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La matière hydrocarburée aliphatique séparée de la char ge d'alimentation à l'appareil de reforming et du produit réformé peut être soumise à un cracking, seule ou en mélange avec d'au- tres matières hydrocarburées similaires dérivant par exemple, d' opérations de cracking catalytique ou thermique de gasoils, des essences naturelles ou des essences de gaz naturels. La charge d'alimentation de cracking peut comprendre également des hydrocar- bures à chaîne droite, à point d'ébullition supérieur, provenant ) de la charge d'alimentation contenant l'essence d'alimentation à l'appareil de reforming, ou du produit de celui-ci, ou des deux, en plus de la matière hydrocarburée aliphatique de la gamme des hydrocarbures C5 à C7.
La charge d'alimentation légère de cracking est sou- mise à une réaction initiale de cracking en 18 à des températures élevées, sous des conditions réglées pour réaliser une conversion en un produit craqué riche en oléfines gazeuses et contenant également des dioléfines, des aromatiques et certains hydrocar- bures paraffiniques non convertis, de même que des paraffines à point d'ébullition inférieur. Bien que le cracking de la charge d'alimentation légère puisse être mené en présence de catalyseurs de cracking convenables, par exemple des catalyseurs de silice- alumine, ou des mélanges de catalyseurs de cracking et de déshy- drogénation, on préfère mener la conversion therminquement en l'ab- sence de catalyseurs.
En général, le cracking thermique est mené à des températures de la gamme d'environ 649 à 982 C ou plus, de préférence de 7600 à 871 C, à des pressions de sortie de four se rangeant dans la gamme allant depuis légèrement moins de la pression atmosphérique jusqu'à 2 atmosphères, de préférence de 1 kg/cm2 à 1,75 kg/cm2, et avec des périodes de séjour, à la tem- pérature de réaction, de l'ordre de 0,1 à 3, de préférence de
0,6 à 1,3 secondes.
D'une façon générale, la période de séjour requise est d'autant plus courte que la température de réaction employée est plue élevée, On préfère ajouter de la vapeur 18a
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avec l'alimentation au réacteur de cracking, la quantité de va- peur ajoutée étant d'une façon général de 30 à 150%, de préféren- ce de 75 à 125% en poids de l'alimentation hydrocarburée. Les produits craquéà issus de l'unité de cracking pyrolytique sont immédiatement refroidis à une température inférieure à la tempéra- ture de décomposition des produits, par injection d'un liquide de refroidissement convenable, tel que de l'eau, dans le courant de produit en 29. La température est réduite en dessous d'environ
7040 à 732 C en ce point.
La température peut encore être réduite jusqu'à environ 371 à 4810 par passage des produits à travers une chaudière à chaleur d'échappement, non représentée. Les produits passent ensuite à travers un épurateur 19, où certaines impuretés sont enlevées et où la température est encore réduite. Le liquide de refroidissement injecté dans l'épurateur peut être de l'eau ou un autre liquide convenable, tel qu'un gasoil vierge léger, un gasoil léger ou lourd provenant d'une opération de cracking catalytique, ou une fraction de gasoil aromatique. Il sera enten- du que la phase de refroidissement peut être réaliséegrâce à d'au- tres moyens convenables bien connus en pratique, par exemple un solides contact du produit réagissant avec des particules/froides de trans- fert de chaleur.
Le produit craqué refroidi passe dans un systè- me de traitement et de récupération de produits 20, qui sera décrit plus en détail avec référence à la figure 2.
Une fraction de produit gazeux intermédiaire, riche en éthane, est récupérée, de même que d'autres produits, d3ns le système de récupération de produits. A cause des limites pratiques de l'installation de fractionnement, la fraction d'éthane peut contenir de petites quantités d'hydrocarbures à point d'ébullition et supérieur/à point d'ébullition inférieur, et une certaine quantité d'éthylène. La fraction d'éthane 20e est envoyée à un système de cracking distinct 21 pour réaliser la conversion en éthylène.
Dans le système de réaction 21, on préfère soumettre l'éthane à un crac-
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king thermique à des températures de la gamme de 704 à 982 C, de préférence de 784 à 871 C, à des températures de sortie de four allant de légèrement moins de la pression atmosphérique jus- qu'à environ 2 atmosphères, de préférence de 1 à 1,75 kg/cm2, et avec des périodes de séjour, aux températures de réaction, d'environ 0,2 à 3, de préférence d'environ 0,5 à 1,5 secondes. On peut ajouter de la vapeur 21a en des quantités allant de 20 à 50 de l'alimentation, à l'appareil de réaction en 21, en même temps que la fraction d'éthane 20a.
On peut envisager aussi de soumettre la fraction d'éthane à un conversion catalytique au lieu d'unq6onversion thermique pour former un produit riche en éthylène, et ce en 21. Par exemple, la fraction d'éthane peut être soumise à une réaction de cracking à des températures élevées sur un catalyseur de cracking formé par de la silice-alumine. Ou bien, la fraction d'éthane peut être soumise à une déshydrogénation catalytique par un cela- lyseur convenable de déshydrogénation à des températures de la gamme de 4540 à 704 à des pressions allant depuis une valeur inférieure à la pression atmosphérique jusqu'à quelques atmosphères, et avec des périodes de séjour, aux températures des réactions, de l'ordre de 0,5 à 6 secondes.
De telles opérationsde cracking et de déshydrogénation vatalytiques et les conditions et catalyseurs employés ici sont bien connus en pratique. Comme exemples de catalyseurs de déshydrogénation convenables, on peut citer les catalyseurs comprenant de petites quantités d'oxydes des métaux du Groupe VI-, tels que du sesquioxyde de chrome et de l'oxyde de molybdène, sur des supports, tels qu'alumine et silice, et de l'oxyde de magnésium. Un: autre catalyseur convenable consiste en un mélange d'oxydes de vanadium et d'aluminium. Dans de telles opérations, on peut ajouter avec l'alimentation de la vapeur ou de petites quantités d'oxygène.
Il sera entendu qu'à moins d'indications contraires, on a en vue que le terme "craoking", tel qu'appliqué à la conversion de la charge d'alimentation de oraoking
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formée par les hydrocarbures C5-C6, englobera, outre la phase de cracking initiale en 18, la conversion catalytique ou thermique de la fraction d'éthane intermédiaire en un produit riche en éthylène, en 21.
Le courant de produits de réaction provenant de 21 est immédiatement refroidi jusqu'à une température inférieure à la tem pérature de décomposition du produit par injection d'un liquide de refroidissement convenable, tel que de l'eau, dans le courant de produit en 28. Le produit est refroidi jusqu'à une température inférieure à environ 760 C, en ce point. Le courant de produit - est encore refroidi par passage à travers une chaudière à chaleur d'échappement jusqu'à environ 371 à 481 C. Le produit passant alor dans un épurateur 22 où certaines impuretés sont enlevées et où la température est encore abaissée. Le liquide de refroidissement en 22 peut être semblable à celui utilisé dans l'épurateur 19.
Le produit refroidi est renvoyé au système de récupération de produits 20, en vue de la récupération d'éthylène et d'autres produits, en même temps que ceux formés dans la réaction initiale de cracking en 18. L'éthane non converti peut être recyclé jusqu'à épuisement au système de cracking en 21. Ou bien, les produits venant ce 21, après passage à travers la chaudière à chaleur d'échappement, peuvent être envoyés à un épurateur 19 par 21b, en même temps que les produits venant de 18.
En plus de l'éthylène 20e, d'autres produits récupérés dans le système 20 sont : du gaz combustible 20b consistant principalement en méthane et contenant une certaine quantité d'hydrogène, d'oxyde de carbone et d'anhydride carbonique; du butadiène 20c ; de l'essence aromatique 20d ; un distillat aromatique 20f bouillant au-dessus de la gamme de l'essence (à savoir, audessus d'environ 1490 à 210 C, ASTM), et des fractions de propanepropylène et de butane-butylène récupérées séparément ou en une seule fraction 20g. La fraction de propane-propylène peut être
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encore fractionnée pour donner du propane et du propylène comme produits additionnels.
L'essence aromatique 20d peut contenir 75 à 95% de composés aromatiques et avoir un indice d'octane théorique, avec 3 cm3 de plomb tétraéthyle@, de l'ordre de 104. Cette essence peut être traitée pour enlever les dioléfines et autres matières instables, à la suite de quoi l'indice d'octane théorique, avec 3 cm3 de plomb tétraéthyle, peut être de l'ordre de 110 à 115. Il sera entendu que les indices d'octane, dont il est question ici, sont déterminés suivant le méthode du Test ASTM n D-908-55. L'essence aromatique peut être ramenée à un point final convenable de l'ordre de 149 à 210 C (ASTM) et ajoutée en partie on entièrement aux mélanges finals forment essences pour moteurs ou pour aviation, respectivement en 25 et en 26, on partiellement aux deux.
Le distillat aromatique 20f peut être vendu comme tel en tant que matière brute pétrochimique de valeur, qui peut être traitée par la @ouite en vue de la récupération de composés aromatiques purs, ou utilisée comme matière dissolvante.
En plus des produits précités, on peut récupérer comme produits, des dioléfines, telles que du propadiène, et des acétylènes, tels que du méthyl acétylène.
Bien que, comme on l'a signalé, de l'essence aromatique liquide et un distillat aromatique puissent être obtenus parmi les produits de l'opération de oracking, les conditions pour l'opé ration de cracking, lorsqu'elles sont réglées comme Indiqué précédemment, sont telles que le produit craqué est constitué principalement d'hydrocarbures ayant moins de 5 atomes de carbone par mo- lFcule et contenant des quantités importantes d'hydrocarbures non saturés, normalement gareux. Une partie importante du produit craqué consiste, de préférence, en hydrocarbures non saturés, normalement gazeux.
Les fractions de propane-propylène et de butane-butylène, issues du produit craqué, contiennent principalement du pro-
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pylène et du butylène avec de petites quantités seulement de propane et de butane normal, les dioléfines et matières acétyléniques ayant été enlevées. Les fraotions peuvent être récupérées séparément ou ensemble sous forme d'une seule fraction 20g dans le système 20. Lorsqu'elles sont récupérées ensemble ou en mélange, elles constituent une fraction d'alimentation d'alcoylation. riche en oléfines, convenable, constituée principalement d'hydrocarbures C3-C4 mais contenant de petites quantités d'hydrocarbures C2 et C5-C6.
En général, la fraction C3-C4 riche en oléfines contient au moins 70% en volumes d'hydrocarbures C3-C4 non satu- @és. Cette fraction est soumise à alcoylation dans l'unité 23 avec une matière hydrocarburée pouvant être alcoylée convenable, en donnant, lors de l'alcoylation, une essence d'alcoylation à valeur antidétonante élevée. Des exemples de telles matières d'alcoylation sont l'isobutane et les composés aromatiques, ou des composés aromatiques à chaîne latérale bouillant dans la gamme de l'essence, tels que le benzène. La phase d'alcoylation a pour résultait la formation d'un produit d'alcoylation riche en hydrocarbures aromatiques ou aliphatiques à chaîne ramifiée, bouillant principalement dans la gamme de l'essence.
Lorsqu'on désire récu- pérer du propylène comme produit séparé, la matière oléfinique soumise à alcoylation peut comprendre des hydrocarbures oléfiniques C4. L'unité d'alcoylation peut être de tout type courant bien connu en pratique, par exemple des unités d'alcoylation à acide sulfurique, à chlorure d'aluminium ou à acide fluorhydrique.
Dans le procédé du type à acide sulfurique, la température de réaction est, de préférence, de l'ordre de 4,4 à 21 C et la pression est de l'ordre de 0,35 à 3,5 kg/cm2. On utilise environ 50 à 70% en volumes d'acide sulfurique . Cet acide peut être d'une concentration de 98 à 100% au départ de l'opération jusqu'à environ une concentration de 90 lorsqu'il est rejeté. Une quantité suffisante d'hydrocarbures isoparaffiniques est ajoutée à l'unité pour entretenir un rapport moléculaire hydrocarbures isoparaffiniques/hydrocarbures oléfiniques de l'ordre d'environ 4 à 10, de
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l'isobutane non converti étant récupéré et recyclé à . l'unité.
Dans le ces d'une alcoylation à acide fluorhydrique, la température de réaction est maintenue dans la gamme d'environ 24' à 38 C, L'isobutane 23a pour la phase d'alcoylation peut être alimenté totalement depuis des sources extérieures, et en outre des butylènes supplémentaires peuvent'être récupérés de l'alimentation d'essence légère initiale et de l'essence de reforming légère dans le système de fractionnement 17. De la sorte, la fraction 17b d'isobutane-butylène-butane normal venant de 17 peut faire partie de l'alimentation à l'unité d'alcoylation 23.
Le produit d'alcoylation obtenu dans l'unité 23 est soumis à un fractionnement en 24 pour enlever les hydrocarbures C3 et, si on le désire, C4 de manière à procurer une essence d'alcoylation, de valeur antidétonante élevée, stabilisée, ayant un point final ASTM de la gamme d'environ 149 à 210 C et un produit d'alcoylation lourd bouillant au-dessus de l'essence d'alcoyle- tion. L'essence d'alcoylation 24a peut être ajoutée en partie ou totalement aux mélanges finals formant essences d'automobiles ou d'avions respectivement en 25 et en 26,ou partiellement aux deux.
Du propane 24b, du butane 24c et un produit d'alcoylation lourd sont enlevés comme produits distincts du système de récupération de produits 24.
Bien que, dans la forme d'application préférée de la présente invention, les hydrocarbures non saturés résultant de l'opération de cracking soient soumis à alcoylation, suivant les aspects les plus généraux de l'invention, ces hydrocarbures non saturés peuvent être soumis à d'autres réactions combinées convenables, lesquelles ils constituent au moins une partie importante des produits réagissants et sont convertis sous des conditions contrôlées pour former une essence de volatilité moyenne inférieure et de valeur antidétonante supérieure à celles de la matière hydrocarburée aliphatique séparée des courants d'alimentation à l'appareil de reforming et de produit, à titre de matière
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d'alimentation de oraoking.
Par exemple, la fraction C3-C4 ol@- finique peut être soumise à une polymérisation thermique à une température de 5930 à 621 C et à une pression de 4,2 à 84 kg/cm2 pour tonner une essence de polymérisation de point final de 204 C, qui, après percolation à travers de la terre à foulon pour enlever les gammes, à un indice d'octane théorique de l'ordre de 89.
Ou bien, la polymérisation oatalytique sur des catalyseurs du type à acide phophorique ou à acide sulfurique peut être employée.
Par exemple, dans la polymérisation catalytique sélective de la fraction de butylène obtenue des produits craqués, avec de l'acide sulfurique à 65 à 74 -100 C, avec une période de contact de 10 à 15 minutes, on obtient une conversion d'environ 85% en une essence de polymérisation contenant surtout des octènes. Cette essence est hydrogénée à 930C sur un catalyseur de platine sur charbon de bois pour procurer une essence ayant un indice d'octane théorique d'environ 99. Ou bien, les hydrocarbures C3 et C4 oléfiniques, issue des produits de cracking, peuvent être convertis respectivement en alcool isopropylique et en alcool butylique tertiaire.
De la sorte, par exemple, le propylène liquide combiné avec des hydrocarbures de recyclage issus du procédé d'hydre= tation peut être absorbé dans de l'acide sulfurique à 75% (rapport hydrocarbures/acide d'environ 1,5). Une conversion en ester du propylène se produit à une température d'environ 29 C. Le mélange est dilué avec de l'eau jusqu'à une concentration acide d'environ 35%, et une hydratation est réalisée à environ 93 C. De l'alcool isopropylique est récupéré par rectification à la vapeur et,lors d'une nouvelle distillation, de l'éther di-isopropylique est également récupéré.
Ces deux composés constituent des composants de mélange intéressants, de valeur antidétonante élevée, pour des carburants de motaurs Par un réglage approprié de la concentration d'acide et de la température, les proportions relatives d'éther di-isopropylique et d'alcool isopropylique dans le
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produit peuvent être modifiées. Ou bien, le propylène dans les produits de cracking peut être converti en ces mêmes produits par hydratation catalytique directe du propylène en présence de vapeur sur un catalyseur d'oxyde de tungstène. Les isobutylènes dans les produits de cracking peuvent être convertis en alcool butylique tertiaire par un procédé similaire à celui décrit ci- avant.
Ou bien, les isobutylènes peuvent être convertis en acé- tate de butyle tertiaire par des réactions combinées convenables bien connu$ en pratique. L'acétate de butyle tertiaire est un com- posant de mélange de valeur pour des essences au plomb, lorsqu'il est employé en petites quantités. Par exemple, lorsque 0,75% en volumes d'acétate de butyle tertiaire est ajouté à un produit de reforming oatalytique ayant un indice d'octane théorique de 105 avec 3 ml de plomb tét raéthyle, l'indice d'octane théorique est augmenté d'environ 1,5.
L'indice d'octane théorique du mélan- ge, pour l'éther di-isopropylique, l'alcool isopropylique et l'al- cool butylique tertiaire, lorsqu'on mélange ceux-ci en une quanti- té de 10% en volumes, avec une essence, de reforming catalytique d'indice d'octane théorique de 100 (avec 3 ml de plomb tétraéthyle) , était respectivement de 120,7, de 113,7 et de 111,7.
Suivant un aspect de l'invention, des hydrocarbures C2 non saturés peuvent également être soumis à l'opération combinée, de même que des hy- drocarbures C3-C4. Il sera entendu que l'expression "réaction combinée", telle qu'employée ici, est destinée à couvrir toute réaction dans laquelle la charge d'alimentation hydrocarburée non saturée spécifiée est soumise à conversion, en une ou plusieurs phases, soit seule, soit avec des produits réagissants ajoutés convenables, pour former un produit normalement liquide, à point d'ébullition supérieur , bouillant dans la gamme de l'essence et eyant une valeur antidétonante élevée, ainsi qu'une composi- tion convenant notamment pour l'utilisation comme composant de mélange dans les essences pour moteurs, de valeur antidétonante élevée.
L'expression précitée est destinée à englober l'un quel-
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conque des divers procédés signalés précédemment, notamment l'al- coylation.
Il sera entendu que la suite exacte de distillation par laquelle la charge d'alimentation de cracking légère est @ isolée de la matière première contenant l'alimentation à'l'appa- reil de reforming et du produit de reforming peut différera quel- que peu de celle décrite ci-avant. Par exemple, la matière pre- mière contenant l'essence d'alimentation à l'appareil de refor- peut être soumise à une ou plusieurs opérations ming/de séparation pour en enlever des hydrocarbures C3 et plus légers et pour procurer une alimentation d'essence pour l'appa- reil de reforming. De même, le produit de reforming peut être soumis séparément à une ou plusieurs opérations de séparation pour enlever des hydrocarbures C3 et plus légers et pour procu- rer une essence réformée stabilisée.
Le ou les hydrocarbures ali- phatiques choisis pour le cracking peuvent être enlevés de la matière première contenant l'alimentation à l'appareil de refor- ming ou du produit de reforming ou des deux dans l'une des opé- rations de séparation mentionnées ci-avant. Les hydrocarbures C4 peuvent également être enlevés séparément de la matière première contenant l'alimentation à l'appareil de reforming ou du produit de reforming, de préférence des deux, durant les opérations de séparation mentionnées précédemment.
De même, la matière d'alimen- tation aliphatique de cracking peut être séparée de la manière première contenant l'alimentation d'essence à l'appareil de re- forming et du produit réformé, grâce à des moyens autres qu'une distillation seule, par exemple une extra%ion par solvant ou l'uti- lisation de tamis moléculaires, ou encore une combinaison de ces deux méthodes avec une distillation. De telles méthodes de sépa- ration sont bien connues en pratique .
Bien que, dans la plupart des opérations suivant la présente invention, la charge d'alimentation de cracking consiste pratiquement entièrement en une matière hydrocarburée bouillant
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dans la gamme des hydrocarbures C5 à C7, on a en vue que, dans certains cas, une matière hydrocarburéé bouillant en dehors de cette gamme peut également être soumise à un cracking, an mélange avec les hydrocarbures C5 à C7. Par exemple, pratiquement tous les hydrocarbures C5 et plus lourds à chaîne droite peuvent être enlevés de la charge d'essenoe d'alimentation à l'appareil de reforming ou du produit de reforming ou des deux, et employés comme charge d'alimentation de cracking.
Cette séparation peut être réalisée grâce à une extraction par solvant ou,par utilisation de tamis moléculaires, tels que de la chabazite naturelle, de la zéolithe synthétique sélective ou du silicate d'alumine sélectif.
Par exemple, un naphte de distillation directe de la gamme de C5 à 1930C de point final peut être mis en contact en phase vapeu: à environ 232 C avec du calcium-silicate d'alumine') -;. granulaire, formé de cristaux poreux ayant des diamètres de pores d'environ 5 Angstroems. L'adsorbant agit pour adsorber sélectivement pratiquement tous les hydrocarbures à chaîne droite, normalement liquides, à savoir les hydrocarbures C5 et plus lourds, dans l'essence. Les hydrocarbures à chaîne droite sont enlevés de l'adsorbant à 288*0 avec de la vapeur.
La fraction hydrocarburée à chaîne pleinement droite est employée comme charge d'alimentation à un cracking pyrolytique, tandis que l'essence restante non adsorbée par le tamis moléculaire est soumise à un reforming pour améliorer sa valeur antidétonante.
On notera que la figure 1 représente un echéma général relatif à une opération complète de raffinage, pratiquée sur un brut de pétrole ou sur une fraction brute de pétrole. La fraction brute pénétrant en 10 est convertie par une série de phases de traitement, notamment une distillation fractionnée, un cracking thermique et un cracking catalytique des composants plus lourds que l'essence, et un,reforming catalytique de composants d'essence de distillation directe, avec ou sans essences craquées, sur des
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catalyseurs du type d'aromatisation. Un certain nombre de produits en résultent, tels que des hydrocarbures C3 et plus.légers passant à l'état de gaz combustible, du butane normal, des gasoils et des fuel-oil thermiques et catalytiques, du goudron et une série de fractions d'essence.
La totalité de ces fractions d'essence, pro- venant de l'une quelconque ou de toutes les réactions de cracking catalytique, de cracking thermique, de reforming, d'isomérisation, d'alcoylation, de polymérisation de gaz et d'autres réactions forme trices d'essences, de même que l'isopentane, les hydrocarbures
C4 et d'autres composés de tension de valeur antidétonante élevée vont compléter ce qui est connu sous le nom de pool ou stock glo- bal d'essences de raff ine rie. De relativement petites quantités d'essence de distillation directe ou d'essence d'absorption récu- pérée des courants de gaz de raffinerie peuvent constituer une ou plusieurs des fractions d'essence du stock de raffinerie.
Bien que, pour la simplicité, les divers courants d'essence soient représentés à la figure 1, comme passant directement à un mélange formant essences pour moteurs ou pour l'aviation, respectivement en 25 et en 26, il sera entendu que les divers composants formant le stock d'essences de raffinerie peuvent être emmagasinés sépa- rément ou mélangés ensemble partiellement, avant le mélange don- nant des produits finis formant essences. Au lieu de deux mélen- ges d'essence, la raffinerie peut préparer plusieurs mélanges à partir des composants du stock d'essences. Par exemple, deux ou plusieurs essences de moteurs de taux d'octane différents et éven- tuellement d'intervalles d'ébullition différents peuvent être com- binées.
En outre, la raffinerie peut prévoir le mélange de carburants d'aviation d'une valeur antidétonante plus élevée et d'un intervalle d'ébullition encore différent.
Bien que, suivant la présente invention, on préfère enlever du système l'éthylène formé dans l'opération de cracking, sous forme d'un produit, suivant un aspect général de l'invention
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une partie importante de l'éthylène peut également être convertie en essence de valeur antidétonante élevée par une réaction combinée convenable. Cette capacité d'utiliser l'éthylène pour la fabrication d'un autre produit de valeur, durant des périodes pendant lesquelles la demande d'éthylène est faible sur le marché constitue une des caractéristiques remarquables du procédé de fabrication combiné d'éthylène et d'essence de la présente invention.
D'une façon générale, la tension de vapeur la plus convenable pour l'essence pour moteurs varie, avec les conditions climatiques et saisonnières,.dans la gamme de 0,42 à 1,12 kg/cm2 de tension de vapeur Reid. Par exemple, à des altitudes sensiblement au niveau de la mer, des tensions de vapeur que l'on trouve satisfaisantes pour les automobiles courantes durant les mois d'été vont d'environ 0,42 à 0,7 kg/cm2, tandis que, durent les mois d'hiver, des tensions de vapeur de la gamme de 0,7 à 1,12' sont satisfaisantes. On a trouvé que, durant les mois d'été, le facteur qui limite habituellement la tension de vapeur Reid permise maximum est le tampon de vapeur ou vapor-lock se formant dans les pompes de distribution d'essence et dans les automobiles.
Durent les saisons plus froides, le facteur de limitation est habituellement constitué par le problème de la formation de glace dans les carburateurs d'automobiles. Une formation de glace ou givrage dans un carburateur peut se rencontrer durant les périodes relativement froides lorsque l'humidité est relativement élevée et lorsque l'essence a une volatilité élevée. On a trouvé que, à d'autres conditions égales, les difficultés dues au givrage dans les carburateurs augmentent avec une tension de vapeur Reid croissante, de même qu'avec un point d'ébullition moyen de l'essence décroissant.
Comme les hydrocarbures C5 et C6 à chaîne droite contribuent quelque peu à la volatilité de l'essence, leur élimination du mélange final formant essence permet 1'incorporation
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de quantités plus élevées d'hydrocarbures C4 pour la même ten- sion de vapeur Reid finale. De plus, comme l'élimination des hy- drocarbures à chaîne droite de mélange final a pour résultat une augmentation du point d'ébullition moyen ASTM de l'essence, on a trouvé qu'une tension de vapeur Reid supérieure et, de ce fait, des quantités encore plus grandes d'hydrocarbures C4 peuvent être utilisées au moins durant les mois autres que ceux d'été, sans augmentation des tendances au givrage du carburateur.
De plus, durant les mois d'été, les caractéristiques de volatilité glo- bale de l'essence sont améliorées.
Bien que, comme on l'a signalé précédemment, de l'iso- pentane puisse être inclus dans la charge d'alimentation de crac- king d'essence légère, on préfère, du fait de la valeur antidéton- nante relativement élevée de l'isopentane, ajouter cette matière à au moins un des mélanges finals d'essence. Dans le cas d'un mélange formant espence d'aviation , l'isopentane est employé à l'exclusion d'hydrocarbures C4 dans le but de procurer la ten- sion de vapeur Reid désirée. Dans certains cas, il peut être néces- saire d'alimenter de l'isopentane additionnel venant d'une source extérieure pour procurer la tension de vapeur requise pour l'es- sence d'aviation.
On prévoit d'employer des matières autres que les buta- essence nes comme matières de tension pour les mélanges formant. En géné- ral, la matière de tension employée suivant le procédé de la pré- sente invention devrait être une matière combustible volatile ayant une valeur antidétonante sensiblement supérieure à celle de la matière hydrocarburée à chaîne droite qui est enlevée de la ma- tière première comprenant l'alimentation d'essence à l'appareil de reforming et du produit de reforming, pour le cracking. Comme exemples de matières de tension convencbles autres que le butane normal et l'isobutane et autres que les hydrocarbures C4, on peut citer les hydrocarbures C3, spécialement les propanes, et l'iso- pentane.
Bien qu'il soit habituellement désirable de mettre sous
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tension la plupart des essences pour moteurs, ceci n'est pas toujours le cas, comme on l'a signalé précédemment. La présente invention n'est par conséquent pas considérée comme étant limitée à l'utilisation d'additions de matières de tension aux mélanges finals formant essences.
Le type de réaction de cracking impliqué dans le procédé de la présente invention et les produits qui en dérivent sont illustrés dans les exemples suivants, dans lesquels deux charges de cracking légères sont soumises à un cracking pyrolytique à une température maximum de tube de four d'environ 79300 (sortie de tube), à une pression de 1,4 kg/cm2, à un rapport vapeur/hydrocarbures de 1/1 et avec une durée de séjour dans la zone de cracking de l'ordre mentionné précédement. L'alimentation d'essence légère A a une densité API de 78 , et un point d'ébullition initial, un point pour 10% et un point finel (ASTI-1) respectivement de 42 , 50,5 et 85 C.
L'alimentation d'essence légère B a une densité API de 75,3 et un point d'ébullition initial, un point pour 10% et un point final (ASTM) respectivement de 54,4 , 62,75 et 112, 75 C. Les compositions de ces charges d'alimentation d'essences lé res sont données au tableau I.
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TABLEAU I Composition de charges d'alimentation de cracking légère par- ticulières
EMI34.1
<tb>
<tb> Composants <SEP> Alimentation <SEP> d'essence
<tb> A <SEP> B
<tb>
EMI34.2
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ en poids)
EMI34.3
<tb>
<tb> Propylène <SEP> 0,7 <SEP> 0,1
<tb> Isobutane <SEP> 0,6 <SEP> 0,4
<tb> Butane <SEP> normal <SEP> 0,6 <SEP> --Isopentane <SEP> 3 <SEP> 7,3
<tb> Pentane <SEP> normal <SEP> 26,3 <SEP> 43,9
<tb> Oléfines <SEP> C5-C6 <SEP> 2,7 <SEP> 0,2
<tb> Hexane <SEP> normal <SEP> 19,7 <SEP> 14
<tb> 2,2-Diméthyl <SEP> butane <SEP> 1 <SEP> 0,2
<tb> 3-Méthyl <SEP> pentane <SEP> 9,7 <SEP> 5
<tb> 2,3-Diméthyl <SEP> butane <SEP> 1,8 <SEP> 0,8
<tb> 2-Méthyl <SEP> pentane <SEP> 14,5 <SEP> 8,1
<tb> Méthyl <SEP> cyclopentane <SEP> 6,2 <SEP> 4,4
<tb> Cyclopentane <SEP> 2,2 <SEP> 1,8
<tb> Cyclohexane <SEP> 0,6 <SEP> 2,
9
<tb> Cyclo-oléfines <SEP> C5-C6 <SEP> diènes <SEP> et
<tb> aromatiques <SEP> 0,4 <SEP> --Benzène <SEP> 4,9 <SEP> 1,1
<tb> Heptane <SEP> normal <SEP> --- <SEP> 4,2
<tb> Paraffines <SEP> C7 <SEP> 0,8 <SEP> ---
<tb> 2-Méthyl <SEP> hexane <SEP> --- <SEP> 2
<tb> Paraffines <SEP> C8 <SEP> 0,4 <SEP> ---
<tb> 3-méthyl <SEP> hexane <SEP> --Paraffines <SEP> C9 <SEP> 0,3 <SEP> --Paraffines <SEP> C10 <SEP> 0,2 <SEP> ---
<tb> 2,2-Diméthyl <SEP> pentane <SEP> --- <SEP> 0,1
<tb>
EMI34.4
2,3-Dim4thy1 pentane --- 1,2 2,4-Diméthyl pentane --- 0,2 cycloperaffînes C7 et plus légères 2,3 ---
EMI34.5
<tb>
<tb> 3-Ethyl <SEP> pentane <SEP> --- <SEP> 0,1
<tb> Toluène <SEP> 0,5 <SEP> --Alcoyl <SEP> C8 <SEP> benzène <SEP> C,3 <SEP> ---
<tb>
EMI34.6
6' yl C benzène 0,2 ---
EMI34.7
<tb>
<tb> @@ <SEP> identification <SEP> 0,
1 <SEP> --Total <SEP> 100 <SEP> 100
<tb>
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Les répartitions des produits provenant de l'opération de cracking sont données au tableau II
TABLEAU II Répartitions des produits issus du cracking
EMI35.1
<tb>
<tb> Composants <SEP> Alimentation <SEP> d'essence
<tb> A <SEP> B
<tb>
EMI35.2
-#-############################ z en poids)
EMI35.3
<tb>
<tb> Ethylène <SEP> 25,8 <SEP> 26,7
<tb> Hydrogène <SEP> 0,8 <SEP> 0,8
<tb> Méthane <SEP> 13,4 <SEP> 13,1
<tb> Acétylène <SEP> 0,5 <SEP> 0,5
<tb> Ethane <SEP> 3,4 <SEP> 4,8
<tb> Propylène <SEP> 17,9 <SEP> 21,6
<tb> Propadiène <SEP> 0,2 <SEP> 0,2
<tb> Méthyl <SEP> acétylène <SEP> 0,5 <SEP> 0,4
<tb> Propane <SEP> 0,4 <SEP> 0,6
<tb> Butylènes <SEP> 7 <SEP> 5,6
<tb> Butadiène <SEP> 4 <SEP> 3,7
<tb> Isobutane <SEP> normal <SEP> 0,2 <SEP> 1,
8
<tb> Pentanes <SEP> et <SEP> composés <SEP> supérieurs <SEP> 25,9 <SEP> 20,2
<tb> Total <SEP> 100 <SEP> 100
<tb>
En se référant maintenant à la figure 2, on y présente un schéma montrant avec plus de détsils un agencement préféré du système de cracking d'essence légère et du système de préparation de l'alimentation, de récupération des produits et de traitement, utilisé conjointement à ce système de cracking. Les tours employées pour le système de distillation représenté en 17 à la figure 1 sont représentées en 30, 31 et 32 à la figure 2. La charge
EMI35.4
d alimentation de cracking légère consistant principalement en hydrocarbures aliphatiques C4 à C6 pénètre dans la tour de séparation de butane 30 par le conduit 33.
Les hydrocarbures C4 et plus légers sortent au sommet de la tour 30 par le conduit 34 pour aller à l'appareil de séparation d'isobutane 31, une partie de la
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matière de tête étant refouléi par le conduit 35 après condensation dans le condenseur 36. L'isobutane et les butylènes sont enlevés du haut de la tour 31 par le conduit 38 et peuvent être alimentés par 38a à l'unité d'alcoylation, comme signalé précédemment. Du butane normal est enlevé du bas de la tour 31 par le conduit 39 et peut être employé pour la mise sous pression des mélanges finals d'essences en 25 et 26 à la figure 1.
Dans certaines opérations, l'appareil de séparation d'isobutane peut être supprime et l'entièreté de la fraction d'hydrocarbures C4 peut être récupérée du haut de la tour de séparation de butane 30. Une fraction constituée principalement d'hydrocarbures C5-C6 mais contenant de petites quantités d'hydrocarbures plus légers et plus lourds passe du bas de la tour 30 par le conduit 37 à l'appareil de séparation d'isopentane 32. Une fraction d'isopentane est enlevée du haut de la tour 32 par le conduit 40, tandis qu'une partie de la matière de tête est refoulée par le conduit 41 après condensation dans le condenseur 42. La résidu de la tour 32 se décharge par le conduit 43 et est pompé par la pompe 44 vers le système de cracking thermique 18, avec introduction de vapeur en 43a.
Bien qu'un seul four de cracking soit représenté en 18 à la figure 2, il sera entendu que le système de cracking thermique peut englober l'utilisation d'un certain nombre de fours de réaction de type tubulaire, agencés habituellement en parallèle. Par exemple, le produit réagissant peut passer en parallèl-e à travers 17 fours de type tubulaire. Les fours sont conçus d'une manière telle que la température du produit réagissant augmente graduellement et se rapproche de la température maximum désirée en un point voisin de la sorte de chaque réacteur.
Afin d'éviter des réactions secondaires excessives menant à la formation de goudron et de coke, il est important d'empêcher le produit réagissant d'atteindre la température maximum ou d'éprouver une chute de température en un point intermédiaire dans le système de réac-
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tion.
Dans les fours qui exigent un arrêt pour permettre l'enlève- ) ment des dépôts de coke des tubes, à des intervalles périodiques, par exemple tous les 30 à 60 jours, on peut prévoir, pour permet- tre l'enlèvement du coke des tubes sans interruption afin d'obte- nir une opération continue, un four supplémentaire qui sera mis en fonctionnement conjointement avec les 17 fours dans une opé- ration du type à rotation supposant l'utilisation des 17 réacteurs pour la réaction de cracking, tandis que le coke est enlevé des tubes dans le réacteur restant.
Les produits craqués issus des réacteurs de cracking. 18 sont refroidis par injection d'eau en 29, jusqu'à une température inférieure à 732 C, et envoyés à un ou plusieurs boubilleurs à refroidissement 120, dans lesquels la températures est encore réduite jusqu'à 371 -481 par générateur de vapeur. Les produits craqués passent alors par un conduit 45, avec introduction de vapeur en 45a, vers un épu- rateur de gaz 19, où les gaz sont épurés par une circulation à contre-courant d'un hydrocarbure 19a ayant un lintervalle d'ébulli- tion de 232 à 343 C. Cet hydrocarbure est remis en circulation et agit pour refroidir encore l'effluent du four, absorber les matières résineuses formées par polymérisation et enlever les matières carbonées emportées des réacteurs.
Si on le désire, on peut employer de l'eau comme liquide d'épuration dans la tour 19 au lieu de gas-oil, ce liquide d'épuration pouvant être évacué par 19b. Les gaz épures sont envoyés par le conduit 47 à travers le condenseur 48 vers le séparateur 49. Le condensat hydrocarburé lourd issu du séparateur 49 passe par le conduit 50 vers l'appa- reil de rectification 51. Le condensat est rectifié à la vapeur pour enlever le butane et les matières plus légères, et le liquide rectifié est envoyé par le conduit 52 à la tour de recyclage 106.
La vapeur issue du séparateur 49 le quitte par le conduit 53 et est rejointe grâce au conduit 54 par les vapeurs venant de l'ap- pareil de rectification 51. Le gaz est comprimé dans un ou plu-
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sieurs étages en 55. Le but de cette compression est d'élever le niveau de pression sur les produits volatils jusqu'à celui requis pour leur séparation par une distillation fractionnée à basse température et à pression élevée. Une compression à étage multiple de la matière gazeuse venant de l'épurateur de gaz 19 avec refroidissement et séparation (non représentés) entre les étages est désirable afin d'éviter de hautes températures qui produi'- . raient des polymères.
L'eau réoupérée des séparateurs intermédiaires est rejeté Le condensât hydrocarbure récupéré des séparateurs intermédiaires est pompé vers la canalisation de sortie partant de l'étage de compression voisin, où son effet spongieux est utilisé. La matière comprimée, englobant le condensât provenant de l'étage final de compression, passe à travers le réfrigérant 56 dans lequel elle est refroidie jusqu'à environ 18,3 C, et ensuite dans le séparateur 57. Le but de la phase de refroidissement en 56 est de condenser autant de propylène et de matière hydrocarburée plus lourde que possible, en es excluant ainsi de l'appareil de séparation de méthane 69.
Le condensat constitué principalement de propylène et d'hydrocarbures plus lourds passe par le conduit 58 vers un lavage à l'eau et à la soude caustique se faisant dans un ou plusieurs tambours 59. Les hydrocarbures liquides sont lavés avec une solution aqueuse de soude caustique et ensuite avec de l'eau dans le but d'enlever l'hydrogène sulfuré et d'autres matières acides. Les hydrocarbures lavés sont envoyés par le conduit 60 vers l'appareil de préfractionnement 61, où l'éthane et les matières plus légères sont enlevées au sommet par le conduit 62 pour aller à l'aspiration du compresseur 55.
Les résidus de l'appareil de préfractionnement contenant le propylène et les hydrocarbures plus lourds passent par le conduit 63 dans l'appareil de séparation de butane 86. La pression de l'appareil de p réfractionnement est réglée à environ 20 kg/cm2..La température de sommet n'est pas admise à tomber en dessous d'envirci
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15,5 C, afin d'éviter une formation d'hydrate. La température de fond dans l'appareil de préfractionnement est maintenue en dessous de 126,5 C afin d'éviter une polymérisation de butadiène dans les produits réagissants. Les dép8ts de l'appareil de séparation d'éthane 78 sont alimentés à l'appareil de préfractionnement par le conduit 84 à un taux suffisant pour permettre un contrôle convenable de la température de fond.
Les produits de tête du séparateur 57 passent par un conduit 64 vers une tour de lavage par eau et soude caustique 65, où les vapeurs sont lavées à la soude caustique et à l'eau et envoyées par le conduit 66 dans un ou plusieurs dessiccateurs 67. Les hydrocarbures passent à travers un agent desséchant convenable, tel qu'un agent desséchant à perdes d'alumine synthétique, de la bauxite ou de l'alumine activée. La fonction des dessiccateurs est d'abaisser le point de rosée du gaz de façon suffisante pour empêcher la formation d'hydrate dans l'installation à basse température qui suit les dessiccateurs. Le courant séché est envoyé par le conduit 68 dans une série de réfrigérants non représentés et refroidi jusqu'à une température de l'ordre de -62 C, puis envoyé ensuite dans un appareil de séparation de méthane 69.
Cette tour est conçue pour réduire au minimum la perte d'éthylène en gaz de queue, tout en enlevant pratiquement tout le méthane et les hydrocarbures plus légers des dépôts produits. Les produits de tête de l'appareil de séparation de méthane 69 sont refroidis par évaporation d'éthylène à -101-0, et la tour est soumise à réchauffage par condensation de propylène (rebouilleur 69a). La pression de l'appareil de séparation de méthane peut être d'environ 34,5 kg/cm2 et la température de fond peut être de l'ordre de 15,5 C -. Un gaz combustible consistant principalement en méthane et en hydrogène est enlevé par le conduit 70 du haut de l'appareil de séparation de méthane 69, et ce gaz peut être employé comme combustible dans les fours de cracking.
Les dépôts issus de l'appareil de séparation
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de méthane consistent principalement en éthylène, éthane, hydrocar bures C4 et C4, avec une petite quantité d'hydrocarbures C5 et plus lourds. Les dép8ts de la tour de séparation de méthane 69 passent par le conduit 71 dans l'appareil de séparation d'éthane
72 qui peut fonctionner à une pression de l'ordre de 28 kg/cm2, avec une température de produits de tête de l'ordre de -9,4.C à -4, C, et une température de dépôts de l'ordre de 77 C.
Les produits de tête de la tour 72 consistant principalement en éthy- lène et en éthane avec certaines impuretés passent par le conduit
73 vers une tour de séparation de l'éthane et de l'éthylène 74, qui peut fonctionner à une pression de l'ordre de 7 kg/cm2, avec une température de produits de tête de l'ordre de -60,5 C et une température de dépôts de 1':-ordre de -40'C. Les fonctions de réchauffage et de condensation peuvent être combinées dans un agencement à pompe thermique, dans lequel la vapeur de tête est comprimée en 127 jusqu'à une pression d'environ 20,5 kg/em2 et con- densée dans le rebouilleur 129 pour donner de la chaleur de ré- chauffage. Le produit de tête quitte la tour 74 par les conduits
75 et 134 vers une phase de conversion d'acétylène 76.
La conver- sion d'acétylène peut être d'un type courant connu en pratique.
Le courant hydrocarbure est soumis à une hydrogénation modérée sur un catalyseur convenable pour réaliser une hydrogénation sélective de la teneur en acétylène du courant sans hydrogénation importante des oléfines et dioléfines. Des catalyseurs connus en pratique, qui conviennent pour cette opération, sont constitués par du nickel, du platine, du fer, du cobalt st des oxydes de métaux nobles sur des supports convenables, tels que de la silice, de la pierre ponce, du charbon de bois et de l'alumine. Des exemples sont les catalyseurs comprenant 3 à 10% de molybdate de ,cobalt sur de l'alumine activée ou 3 à 10% d'un mélange de fer et de nickel sur de la pierre ponce.
Les conditions opératoires convenables varient avec le catalyseur dans la gamme d'environ 37 à 316 C, avec des pressions d'environ 0 à 105 kg/cm2, habituellement de moins de 14 kg/cm2, et des vitesses spatiales de l'ordre de 30C
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à 1500 volumes de gaz (mesurés aux conditions standards) par heure par volume de catalyseur. L'alimentation de produit réagissant devrait contenir environ 10 à 50% en volumes d'hydrogène.
Si le gaz craqué ne contient pas suffisamment d'hydrogène, celuici peut être ajouté par le conduit 133. Dans certaines opérations, de petites quantités de vapeur d'eau peuvent être fournies au réacteur d'hydrogénation avec l'alimentation. Si on le désire, d'autres moyens d'enlèvement de l'acétylène des gaz craqués peu- vent être substitués à l'unité d'hydrogénation. Par exemple, le gaz mixte peut être soumis à une oxydation sélective par passage, en même temps qu'une quantité suffisante d'oxygène pour oxyder l'hydrogène et l'acétylène contenus, sur un catalyseur, tel que de l'alumine activée à des températures de l'ordre de 343 à 39900 et à des pressions voisines de la pression atmosphérique.
L'effluent de la phase de conversion d'acétylène 76 est refroidi à -32 C environ et alimenté par le conduit 135 à un appareil de séparation des produits de tête 77 en vue de @ séparer le méthane et les souillures à plus bas point d'ébullition, de l'éthylène produit. L'appareil de séparation des produits de tête 77 peut fonctionner à une pression de l'ordre de 23,5 kg/cm2 avec une température de dépôts de l'ordre de =20,5 C à -17,5 C et une température de produits de tête de l'ordre de -26 C à -29 C.
La chaleur de réchauffage (rebouilleur 77a) est fournie par condensation de propylène et le condenseur des produits de tête est refroidi par du propylène réfrigérant. Les produits de tête de la tour 77, contenant du méthane, de l'éthylène et une matière à plus bas point d'ébullition, passe par le conduit 78 vers l'aspiration du compresseur de gaz 55. Les produits de queue -le la tour 77 passent par le conduit 79 vers l'appareil de distillation des produits de queue 80 en vue de séparer les souillures lourdes, de l'éthylène produit. L'appareil de distillation des produits de queue 80 peut fonctionner à une pression de l'ordre de 19 kg/ cm2, avec une température de dépôts de l'ordre de -20,5 C, à
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23,5 C et une température de produits de tête de l'ordre de -29 C à -31,5 C.
La chaleur de réchauffage est fournie par condensation de propylène et le condenseur des produits de tête est refroidi par du propylène réfrigérante. Les produits de tête de l'appareil de distillation des produits de queue 80 sont essentiellement constitués par de l'éthylène qui est enlevé du système par le conduit 81. Les produits de queue de la tour 80 contenant un mélange d'éthylène et d'éthane sont renvoyés par le conduit 82 vers la tour de séparation de l'éthane et de l'éthylène 74. Une fraction d'éthane est enlevée du bas de la tour 74 par le conduit83, et cette fraction est envoyée au système de cracking d'éthane 21.
Le système de cracking d'éthane peut consister en un ou plusieurs réacteurs à four de type tubulaire. Par exemple, l'éthane peut passer à travers trois fours tubulaires en parallèle, avec un quatrième four prévu pour une opération du type à rotation, en vue de permettre une opération continue durant les périodes d'enlèvement du coke des tubes de four. Les produits de réaction issus du four 21 sont refroidis per injection d'eau en 28, dès qu'ils quittent le four afin de réduire la température en dessous de 732 C, et ils passent dans un ou plusieurs bouilleurs de refroidissement 125 où la température est encore réduite à 371 -481 C par génération de vapeur.
Les produits craqués rejoignent alors les produits craqués provenant de le section de cracking de @ naphte et passent dans l' épurateur de gaz 19 où ils sont épurés et encore refroidis.
Les produits de queue de l'appareil de séparation d'éthane 72, consistant principalement en hydrocarbures C3 et C4 avec de petites quantités d'hydrocarbures C- et plus lourds passent par le conduit 84 dans l'appareil de séparation d@ butane 86. On alimente également à l'appareil de séparation de butane, le courant 63 de dép8ts de l'appareil de préfrac- tionnement 61, qui est de composition semblable. Une pertie des
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dépôts de l'appareil de séparation d'éthane 72 passe par le con- duit 85 vers la tour de préfractionnement 61.
Cette matière légère est amenée dans celui-ci pour abaisser la température de réchauf- fage de cette tour de préfractionnement et empêcher la formation de polymères, provoquée par de hautes températures. L'appareil de séparation de butane 86 réalise une séparation nette entre les composants butadiène et pentadiène des courants d'alimentation.
L'appareil de séparation de butane 86 peut fonctionner à une pres- sion de l'ordre de-13,5 kg/cm2 avec une température de produits de queue de l'ordre de 168 à 171 C et une température de produits 1 de tête de l'ordre de 51,5 à 54,5 C. La chaleur de réchauf- fage est fournie par de la vapeur, et les produits de tête sont condensés dans un condenseur refroidi à l'eau. Les produits de tête de la tour 86, qui sont pratiquement exempts d'hydrocarbures C5 et plus lourds, passent par le conduit 87 vers un appareil de séparation de propane 88 qui peut fonctionner à une pression de l'ordre de 17,5 kg/cm2/avec une-température de produits de queue de 1 tordre de 99 à 101,50 et une température de produits de tête de l'ordre de 43 à 46 C.
L'appareil de séparation de propa- ne 88 réalise une séparation entre le méthyl acétylène et le buta- diène du courant d'alimentation. Le condenseur des produits de tête de l'appareil de séparation de propane 88 utilise de l'eau comme milieu de refroidissement, et la chaleur de rechauffage est fournie par de la vapeur. Les produits de tête constituésprin- cipalement de propane et de propylène et contenant des quantités relativement petites d'impuretés, telles que du méthyl acétylène et du propadiène sont enlevés par le conduit 89. Ce courant est envoyé à la phase d'enlèvement de méthyl acétylène et de propadiène. A titre d'exemple, le courant peut passer à travers le réacteur d'hydrogénation 92 où le méthyl acétylène et le propadiène sont hydrogénés sélectivement.
De la vapeur 90b pour la conversion est obtenue du réacteur de désoxygénation 90 dans lequel on envoie de l' hydrogène 90a et où un catalyseur de platine favorise
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une réaction entre l'hydrogène et de petites quantités d'oxygène et d'oxyde de carbone présentes. La phase de conversion d'oxygène: et d'oxyde de carbone peut être d'un type courant.bien connu en pratique. La température de cette phase peut être d'environ
121 C et la pression peut être d'environ 24,5 kg/cm2. Le procédé de conversion peut être d'un type courant bien connu en pratique et il peut s'agir du même procédé que celui décrit pour.la phase de conversion d'acétylène 76. Si on le désire, d'autres moyens d'enlèvement du mé-thyl acétylène et du propadiène peuvent être substitués à l'unité d'hydrogénation.
Par exemple, le méthyl acétylène et le propadiène peuvent être enlevés par absortion ou extraction. L'effluent de la phase de conversion 92 passe par le conduit 93 et à travers le condenseur 94 vers la colonne de distillation fractionnée de propylène 95. Les souillures légères introduites avec le courant d'hydrogène, telles que le méthane et l'éthane, sont enlevées du sommet de la tour 95 par le conduit
96 et passent au compresseur 55. La tour 95 peut fonctionner à une pression de l'ordre de 24 kg/cm2, en ayant une température d'environ 42,5 C à son sommet et une température d'environ 59,5 C à sa base.
La fraction de propane-propylène enlevée du bas de la tour 95 peut être retirée du système en ce point et employée fina- lement comme portion de la charge à l'unité d'alcoylation ou frac- tionnée encore pour produire un courant de propylène essentielle- ment pur et un courant de propane-propylène, comme montré à la figure 2. Les produits de.queue de la tour 95 sont envoyés par le conduit 97 à l'appareil de séparation du propane et du propylène 98. Cet appareil peut fonctionner à une pression de l'ordre de 21 kg/cm2 avec une température à la base de l'ordre de 54,5*C et une température au sommet de 49*0.La chaleur de réchauffage est fournie par de la vapeur et le produit de tête est condensé dans un condenseur refroidi par eau.
Un produit de fête de propylène essentiellement pur est enlevé par le conduit 99. Une fraction de produits de queue, formée de propane et de propylène, est enlevée
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par le conduit 100 et est finalement employée comme charge de l'unité d'alcoylation. Le propylène peut être enlevé à titre de l'un des produits de craoking. Si on le désire, l'appareil de séparation 98 peut être supprimé et le courant total- de propanepropylène peut être employé comme charge d'alimentation d'alcoylation. La fraction de dép8ts issue de l'appareil de séparation de propane 88, principalement constituée de butylène et de butadiène, est envoyée par le conduit 101 à la récupération de butadiène 102.
La fraction C4 est envoyée dans une unité d'extraction de butadiène d'ou sont récupérés du butadiène, comme produit, qui est enlevé par le conduit 103, et une fraction de butane-butylène qui est enlevée par le conduit 104 et employée comme une portion de la charge à l'unité d'alcoylation,. L'unité d'extraction de butadiène peut être d'un type courant bien connu en pratique. Par exemple, l'extraction peut être réalisée grâce à une solution aqueuse et ammoniacale d'acétate cupreux ou par l'utilisation de furfural comme solvant extractif. Les dépôts de produits issus de l'appareil de séparation de butane 86, contenant des hydrocarbures C5 et C6 et à point d'ébullition supérieur,sont envoyés par le conduit 105 vers la tour de recyclage 106.
Cette tour de recyclage peut fonctionner à une pression de l'ordre de 0,5 kg/cm2 avec une température de sommet d'environ 102 C. De la vapeur est injectée dans la conduite d'entrée du rebouilleur, afin de maintenir la température des produits de queue en dessous d'environ 215,5 C, Une fraction à 204 C et plus d'un distillat aromatique est enlevée par le conduit 107. Le produit de tête de la tour 106 passe par le conduit 108 vers un réchauffeur 109 où. il est chauffé jusqu'à une température d'environ 173,5 à 204,5*C, et vaporisé. L'effluent vaporisé passe par le conduit 110 vers la tour de traitement à la terre 111. La tour 111 est maintenueà une pression d'environ 2,8 à 3,5 kg/cm2 et à une température de l'ordre de 1490 à 204 C.
Les dioléfines présentes dans le produit de tête de la tour de recy- clalge 106 sont polymérisées dans la tour 111 d'une manière bien
<Desc/Clms Page number 46>
connue en pratique. La matière de contact dans la tour 111 peut consister en terre d'Attapulgus ou de la bauxite. Le courant traité est envoyé par le conduit 112 à la tour de recyclage 113 dans le but de récupérer une essence aromatique qui est enlevée eu sommet par le conduit 114 et un distillat aromatique qui. est enlevé par 115. Cette tour de recyclage peut opérer à une pression d'environ 0,5 kg/cm2, en ayant une température de sommet de l'ordre de 126,500 et une température de fond de l'ordre de 200 C.
EXEMPLE 1
A titre d'exemple de l'opération suivant le procédé combiné de la présente invention, le traitement de 32589 Hl par jour d'un mélange de bruts paraffiniques, de bruts de base mixtes, et de bruts naphténiques peut être pris en considération en liaison avec la figure 1. La matière brute est fractionnée dans le système de distillation 10 pour enlever les hydrocarbures C3 et plus légers et pour procurer environ 7790 Hl de goudron résiduaire, environ 6200 Hl de gasoil vierge,, environ 1987 Hl d'une fraction bouillant dans la gamme C4 à 79,5 C, et environ 6089 Hl d'une essence plus lourde de charge à l'appareil de reforming (79,5 à 187,5 C ).
Le gasoil vierge -:et le gasoil thermique ayant un intervalle d'ébullition d'environ 2380 à 538 C sont soumis à un cracking catalytique sous des conditions habituelles dans une unité de cracking catalytique à lit mobile en 13. Environ 4530 Hl d'essence catalytique ayant les propriétés indiquées au tableau V sont récupérés des produits de cracking catalytique par distillation en 14. Cette essence est ajoutée au mélange final formant essence de moteur en 25.
Le résidu est soumis à une réduction de viscosité thermique en 11 pour produire une charge de cracking catalytique supplémentaire. Environ 429 Hl d'essence thermique (79,5 -187,5 C) sont également formés, et cette essence est ajoutée en même temps que l'essence plus lourde de charge à l'appareil de reforming, à l'unité de reforming 15. De plus, environ 151 Hl d'essence ther-
<Desc/Clms Page number 47>
mique légère sont formés; ils sont ajoutés au système de distillation 17 en même temps que les fractions C4- 79,5 C issues de la matière brute et du reforming.
Les 6518 Hl résultants d'essences thermique et de distillation directe, disponibles comme alimentation de reforming, bouillent dans la gamme de 79,5 à 187,5 C par distillation ASTM et sont pratiquement exempts d'hydrocarbures aliphatiques C5-C6 ou contenant moins de 10% environ en poids de ceux-ci.
Cette essence stabilisés à un indice d'octane thermique avec 3 cm3 de plomb tétraéthyle de 70. Cette alimentation d'essence est réformée sur un catalyseur du type d'aromatisation, comprenant environ 0,6% en poids de platine imprégné sur de 1'alumine.
Les conditions de reforming sont : 35 kg/cm2 de pression, un rapport molaire hydrogène/hydrocarbures de 9, un rapport vitesse spatiale/température maintenu dans la gamme de 0,5 à 2 (volume d'huile par heure par volume de catalyseur) et une température de 454 à 526 C, avec formation d'un produit de reforming contenant une essence d'un point final de 193 C qui, à une tension de vapeur Reid de 0,7 kg/cm2, aurait un indice d'octane théorique, avec 3 cm3 de plomb tétraéthyle, d'environ 102. Les produits de reforming sont soumis à une distillation fractionnée pour enlever les hydrocarbures C3 et plus légers et une fraction hydrocarburée aliphatique bouillant dans la des hydrocarbures C4 à environ 79,5 C.
Sont également récupérés de la distillation des produits de reforming à haute pression, environ 4155 Hl d'essence de refor- ming stabilisée, d'une densité API de 40 , d'un point final de 71 à 193 C, ayant un indice d'octane théorique, avec 3 cm3 de plomb tétraéthyle, de 103,3. De telles essences de reforming stebilisées sont pratiquement exemptes d'hydrocarbures C5-C6 aliphatiques, en contenant moins de 10% en poids de ceux-ci. Les essences de reorming stabilisées sont ajoutées au mélange d'essence pour moteur en 25.
<Desc/Clms Page number 48>
Les fractions d'essences de reforming légères C4 à 79,5 C provenant de la phase de reforming à haute pression s'élè- vent à environ 1256 Hl. Ces fractions de reforming légères sont soumises à distillation fractionnée dans le système 17, en même temps que les 151 Hl d'essence thermique C4-79,5 C et les 1987 Hl d'essence de distillation directe légère.
On récupère du sysme de distillation 17 :
EMI48.1
<tb>
<tb> Total, <SEP> Partie <SEP> du <SEP> total <SEP> provenant <SEP> ; <SEP>
<tb> du <SEP> produit <SEP> de <SEP> reforming
<tb> Hl <SEP> légère <SEP> Hl
<tb>
<tb> Fraction <SEP> C4 <SEP> normale <SEP> 477 <SEP> 108
<tb> fraction <SEP> iso-C <SEP> + <SEP> C4 <SEP> (dont
<tb> 163 <SEP> Hl <SEP> sont <SEP> de <SEP> l'isobutane) <SEP> 270 <SEP> 159
<tb> Fraction <SEP> d'isopentane <SEP> 477 <SEP> 166
<tb> Pentane <SEP> normal <SEP> + <SEP> hexanes
<tb> aliphatiques <SEP> saturés <SEP> 1270 <SEP> 731
<tb>
Les fractions d'isopentane et de butane'normal sont ajoutées au mélange formant essence de moteur en 25. La fraction de butylène-isobutane est ajoutée au réacteur d'alcoylation 23.
La fraction d'hexane-pentane normal contient moins d'environ 5% en poids d'hydrocarbures 04 et plus légers et moins de 10% environ en poids de benzène et d'hydrocarbures aliphatiques C7 et plus leurs. Des parties égales en poids de cette fraction et de la vapeur sont alimentées aux réactaurs de cracking pytolytique inivapeur sont alimentés aux réacteurs -le cracking pytolytique lui- tians en 18. Les conditions opératoires dans le réacteur de cracking sont : température d'entrée de 149 C, et température maximum, atteinte près de la sortie du serpentin, de 828.C; pressions d'entrée et de sortie, respectivement 5,6 et 1,4 kg/cm2; et durée de séjour des produits réagissants dans le réacteur d'environ 1 seconde aux températures de l'ordre de 1490 à 828 C.
Le produit craqué est refroidi à une température d'environ 732 C par injection d'eau en 19 et ensuite refroidi dans une chaudière à chaleur per- . due jusqu'à 371 à 481 . Les produits craqués sont envoyés au système de récupération de produits 20 dans lequel environ 2059 Hl
<Desc/Clms Page number 49>
d'une fraction d'éthane (y compris le recyclage à un taux de 882 Hl) sont récupérés et soumis à un cracking pyrolytique dans les réacteurs de cracking en 21. De la vapeur est ajoutée à l'éthane au taux d'environ 30% en poids de l'alimentation hydrocarburée.
Les conditions opératoires dans le réacteur d'éthane sont : température:- d'entrée de 15,5 C et de 854,5 atteinte près de la sortie du serpentin; pressions d'entrée et de sortie respec- tivement de 3,85 et de 1,4 kg par cm2; durée de séjour des produits réagissants dans le réaoteur d'environ 1 seconde dans la gamme de températures de 15,5 à 854,5 C.
Environ 675 Hl d'hydrocarbures propane-propylène et butanes-butylène sont récupérés du système de récupération de produits 20. La teneur en oléfines de ces fractions est d'environ 90% en volumes. Cette matière est alimentée à l'unité d'alcoylation 23 en même temps que 270 El de la fraction de butylène-isobutane récupérée dans le système de distillation 17. Environ 588 Hl d'isobutane venant d'une source extérieure sont également alimentés à l'unité d'alcoylation. L'alcoylation est menée à une température d'environ 12,5' et à une pression d'environ 3,5 kg/ cm2 en présence d'environ 50 à 55% en volumes d'un catalyseur d'acide sulfurique à 99-89%.
Les produits d'alcoylation sent soumis à fractionnement en 24 pour récupérer de l'essence d'alcoylation, un produit d'alcoylation plus lourd, du propane et du butane, comme produits. Si on le désire, la quantité d'essence d'alcoylation peut être augmentée en alcoylant également des hydrocarbures C3 - C4 non saturés provenant des produits de cracking catalytiques. Cette fraction peut être alcoylée séparément ou en même temps que les hydrocarbures C3 - C4 non saturés @ provenant des produits de cracking pyrolytique.
Le système de récupération de produits 20 est mis en fonctionnement de la manière décrite précédemment pour récupérer les divers produits indiqués à la figure 1. Les produits résultant
<Desc/Clms Page number 50>
des opérations combinées de cracking d'essence légère et d'alcoyle. tion sont les suivants :
EMI50.1
<tb>
<tb> Gaz <SEP> combustible <SEP> 22.604 <SEP> kg
<tb> Propane <SEP> 1113 <SEP> litres,
<tb> Butane <SEP> 477 <SEP> litres
<tb> Ethylène <SEP> (pureté <SEP> de <SEP> 99,8%) <SEP> 39.592 <SEP> kg
<tb> Butadiène <SEP> (pureté <SEP> de <SEP> 99,5%) <SEP> 5526 <SEP> kg
<tb> Essence <SEP> aromatique <SEP> 389 <SEP> Hl
<tb> Distillat <SEP> aromatique <SEP> 111 <SEP> Hl
<tb> Essence <SEP> d'alcoylation <SEP> 1208 <SEP> Hl
<tb>
L'essence aromatique et l'essence d'alkylation sont ajoutées au mélange:
formant essence de moteur en 25, et leurs propriétés, de même que celles des autres composants du mélange final formant essence, sont données au tableau III.
<Desc/Clms Page number 51>
TABLEAU III
EMI51.1
Composants du mrlane fonmr.mt essence-pour moteurs
EMI51.2
<tb> Composant <SEP> Essence <SEP> Essence <SEP> de <SEP> Essence <SEP> Essence <SEP> Isopen- <SEP> Hydro- <SEP> Essence <SEP> Mélange
<tb> craquée <SEP> reforming <SEP> de <SEP> aromati-- <SEP> d'alkyl.a-- <SEP> tane <SEP> c.
<SEP> C4 <SEP> d'absor- <SEP> total
<tb> catalyti- <SEP> haute <SEP> que <SEP> taon <SEP> ption
<tb>
EMI51.3
¯ quement 'pression¯¯ - - ¯¯¯¯¯¯ ##### ####### #######
EMI51.4
<tb> Quantité <SEP> dans
<tb> le <SEP> mélange, <SEP> Fil <SEP> 4530 <SEP> 4165 <SEP> 389 <SEP> 1748 <SEP> 477 <SEP> 1488 <SEP> 397 <SEP> 13194
<tb> Propriétés <SEP> API <SEP> 58 <SEP> 40 <SEP> 38,4 <SEP> 71,5 <SEP> 95,7 <SEP> 76 <SEP> 58
<tb> Distillation <SEP> ASTM
<tb> Point <SEP> d'ébullition <SEP> initial <SEP> 46 <SEP> 71 <SEP> 42 <SEP> 58 <SEP> 40,5 <SEP> 40,5
<tb> 10% <SEP> 63 <SEP> 71 <SEP> 76,6 <SEP> 54,5 <SEP> 51,5
<tb> 50% <SEP> 110 <SEP> 114,5 <SEP> 91.,5 <SEP> 73,4 <SEP> 99
<tb> 90% <SEP> 179,5 <SEP> 132 <SEP> 132,5 <SEP> 110 <SEP> 150,5
<tb> point <SEP> final <SEP> 201,5 <SEP> 193,5 <SEP> , <SEP> 141 <SEP> 204,5 <SEP> 154,5 <SEP> 190,5
<tb> Tension <SEP> de <SEP> vapeur
<tb> Reid,
<SEP> kg/cm2 <SEP> 0,37 <SEP> 0,28 <SEP> 0,45 <SEP> 0,28 <SEP> 1,4 <SEP> 3,5 <SEP> 0,7 <SEP> 0,86
<tb> Indice <SEP> d'octane
<tb> théorique
<tb> + <SEP> 3 <SEP> om3 <SEP> plomb
<tb>
EMI51.5
tétiaéhbyle 89,3 101 103,6 95 93 95 73 94,5
EMI51.6
<tb> + <SEP> 2,6 <SEP> cm3 <SEP> plomb
<tb> tétraéthyle <SEP> 96 <SEP> 1()3,3 <SEP> 104,2 <SEP> 104 <SEP> 102 <SEP> 103 <SEP> 88 <SEP> 100,4
<tb>
EMI51.7
m englobe 540 Hl de produit d'alcoylation résultant de llalco:rlation d'hydrocarbures C3 - C4 non sati-
EMI51.8
<tb> rés <SEP> issus <SEP> de <SEP> le <SEP> phase <SEP> de <SEP> cracking <SEP> catalytique.
<tb>
<Desc/Clms Page number 52>
Une petite quantité d'essence d'absorption est réou- pérée par traitement des courants de gaz mouillés issus des unités de production de gaz de raffinerie, telles que les unités de cracking thermique et catalytique de gasoil. L'essence d'absorption peut être convenablement ajoutée au mélange final for- mant essence, bien que ceci ne soit pas essentiel.
En plus de la fraction hydrocarburée C4 récupérée dans le système de distillation 17, environ 1009 Hl d'hydrocarbu- res C4 (environ 96% de butane normal) provenant d'une source exté- rieure sont ajoutés au mélange final d'essence en 26 pour don- ner une tension de vapeur Reid de 0,86 kg/cm2.Ceci est une moyen- ne des tensions de vapeur Reid considérées comme satisfaisantes pour une production annuelle d'essence. La quantité et les pro- priétés du mélange final d'essence résultant du procédé combiné de l'exemple précédent sont données au tableau III.
EXEMPLE 2 Dans un autre exemple, 32.589 Hl du brut mentionné à l'exemple 1 sont séparés en les mêmes fractions que celles mention- nées dans l'exemple 1, sauf qu'au lieu de la fraction C4 -79,5 C, une fraction C-93 C est enlevée cette fraction s'élevant à envi- ron 2655 Hl, en laissant 5421 Hl d'essence plus lourde de charge à l'appareil de reforming d'un point final de 93 à 188 C.
Des produits résultant de la réduction de viscosité de la fraction de résidu, environ 383 Hl d'essence thermique de 93 à 188 C de point final sont séparés et ajoutés à l'essence plus lourde de charge à l'appareil de reforming, et environ 197 Hl d'essence thermique légère C4-93 C sont séparés et ajoutés au système de distillation 17 en même temps que la fraction C4-93 C provenant du brut.
La charge de l'appareil de reforming distillation directe et thermique 93 -188 C résultante est essentiellement exempte d'hydrocarbures aliphatiques C5-C7, en contenant moins d'environ 10% en poids de ceux-ci, et s'élève à 5805 El. Cette
<Desc/Clms Page number 53>
charge est réformée sous les mêmes conditions que oelles données à l'exemple 1 pour procurer environ 4539 Hl d'essence de reforming exempte de C3, et comprenant dans ce cas les hydrocarbures C5 à C7.
L'alimentation totale au système de distillation 17 consiste en 2655 Hl d'essence de distillation directe légère C4-93 C et en 197 Hl d'essence thermique C4-93 C. On récupère du système de distillation 17 :
EMI53.1
<tb>
<tb> Fraction <SEP> C4 <SEP> normal <SEP> 278 <SEP> Hl
<tb> Fraction <SEP> Iso-C4 <SEP> + <SEP> C4 <SEP> (dont <SEP> 63,6 <SEP> Hl
<tb> sont <SEP> de <SEP> l'iso-C) <SEP> 111,3 <SEP> Hl
<tb> Fraction <SEP> Iso-C5 <SEP> 310 <SEP> Hl
<tb> C5 <SEP> normal <SEP> + <SEP> hexanes <SEP> et <SEP> heptanes
<tb> aliphatiques <SEP> saturés <SEP> 1955 <SEP> Hl
<tb>
La fraction d'@eptane-pentane, comprenant les essences légères thermique et de distillation directe, est soumise à cracking pypolytique sous les mêmes conditions que celles données à l'exemple 1.
L'éthane récupéré du système de récupération de produits 20 est craqué dans les réacteurs 21. Les fractions de propane-propylène et de butane-butylène, récupérées du système 20, s'élèvent à 579 Hl et sont alcoylées dans l'unité 23 avec les 111,3 Hl de fraction de butylène-isobutane récupérée du système de distillation 17, en même temps qu'une quantité suffisante d'isobutane extérieur pour réaliser l'alcoylation désirée.
Les produits résultant de l'opération combinée de cracking d'essence légère et d'alcoylation sont récupérés du système 20 comme suit :
EMI53.2
<tb>
<tb> Gaz <SEP> combustible <SEP> 20.385 <SEP> kg
<tb> Propane <SEP> 1589 <SEP> litres
<tb> Butane <SEP> 477 <SEP> litres
<tb> Ethylène <SEP> (pureté <SEP> de <SEP> 99,8%) <SEP> 36.874 <SEP> kg
<tb> Butadiène <SEP> (pureté <SEP> de <SEP> 99,5) <SEP> 5118 <SEP> kg
<tb> Essence <SEP> aromatique <SEP> 359 <SEP> Hl
<tb> Distillat <SEP> aromatique <SEP> 10.335 <SEP> litres
<tb> Essence <SEP> d'alcoylation <SEP> 1192,5 <SEP> Hl
<tb>
<Desc/Clms Page number 54>
L'essence aromatique et l'essence d'alcoylation sont ajoutées au mélange final formant essence en 25.
L'essence d'absorption est également ajoutée comme à l'exemple 1, et une quentité suffisante de butanes est ajoutée pour mettre sous tension le mélange final à une tension de vapeur Reid d'environ 12,3. Les composants du mélange final formant essence sont donnés au tableau IV.
TABELAU IV
EMI54.1
<tb>
<tb> Composants <SEP> " <SEP> du <SEP> mélange <SEP> final <SEP> formant <SEP> essence <SEP> de <SEP> l'exemple <SEP> 2.
<tb>
EMI54.2
Composants Tension de Indiég;±8gne Quantité, vapeur ###Ëéoque vapeur 30m3 Reid, Net plomb de Hl kg/em2 éthyle ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯ éthyle¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯
EMI54.3
<tb>
<tb> Essence <SEP> craquée
<tb> catalytiquement <SEP> 0,37 <SEP> 89,3 <SEP> 96 <SEP> 4531
<tb> Essence <SEP> de <SEP> reforming
<tb> à <SEP> haute <SEP> tension <SEP> 0,38 <SEP> 95 <SEP> 102 <SEP> 4539
<tb> Essence <SEP> aromatique <SEP> 0,44 <SEP> 103,6 <SEP> 104,2 <SEP> 359
<tb> Essence <SEP> d'alcoylation <SEP> 0,28 <SEP> 95 <SEP> 104 <SEP> 1733
<tb> Isopentane <SEP> 1,4 <SEP> 93 <SEP> 102 <SEP> 310
<tb> Hydrocarbures <SEP> C4 <SEP> 0,35 <SEP> 95 <SEP> 103 <SEP> 1574
<tb> Essence <SEP> d'absorption <SEP> 0,7 <SEP> 73 <SEP> 88 <SEP> 397
<tb> Mélange <SEP> total <SEP> 0,86 <SEP> 92,
6 <SEP> 100 <SEP> 13.443
<tb>
EXEMPLE 3
Comme autre exemple de l'avantage du procédé de la présente invention sur les procédés antérieurs, on considère le traitement d'une charge d'alimentation d'essence consistant en environ 93% d'essence de distillation directe et en environ 7% d'essence thermique. Cette essence a une densité API de 60 et bout dans la gamme C3 à 188 C. Cette charge d'alimentation est traitée des diverses manières suivantes.
A - La charge d'alimentation d'essence est fractionnée pour enlever les hydrocarbures C3 et plus légers et pour procurer environ 2138' Hl par jour d'une fraction d'essence légère 04- 79 C et environ 6519 Hl par jour d'une fraction d'essence plus lourde 79 - 188 C. Cette dernière fraction qui a un indice d'octane thé-
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rique avec 3 cm3 de plomb tétraéthyle d'environ 70 est soumise à un reforming catalytique de la manière décrite à l'exemple 1.
Aviron 167 El d'isopentane et 4165 Hl d'essence de reforming stabilisée d'un point final de 71 -193 0 sont récupérés du produit de reforming et mélangés avec la fraction d'essence légère C4-79 C dans le mélange final formant essence de moteur. De même, 358 Hl d'hydrocarbures C4 sbnt récupérés des produits de reforming, mais 111,3 Hl seulement d'entre eux peuvent être ajoutés au mélange final formant essence dans les limites de givrage du carburateur, fixées pour l'essence finie.
B - L'alimentation d'essence est fractionnée pour enlever les hydrocarbures C3 et plus légers et pour récupérer environ 389 El par jour d'une fraction d'hydrocarbures C4, 310 Hl par jour d'une fraction d'isopentane, 1439 Hl par jour d'une fraction C5-C6 contenant des hydrocarbures aliphatiques autres que l'isopentene et 6519 Hl par jour d'une fraction d'essence plus lourde de point final de 79 -188 C. Cette dernière fraction est réformée sous les mêmes conditïons qu'en A. La fraction C5-C6 issue de l'essence de distillation directe et du recyclage de produit de reforming léger est soumise à isomérisation sur un catalyseur formé par un métal;noble à environ 399 C, à une pression de 17,5 kg/cm2 et à une vitesse spatiale de 2 volumes par heure par volume de catalyseur, pour produire 2162 Hl d'essence légère contenant environ 70% d'isomères.
L'essence légère produite de l'isomérisation , la fraction d'isopentane initiale et le produit de reforming catalytique de point final de 65 à 193 C (y compris l'isopentane formé dans le reforming) sont mélangés ensemble dans le mélange final formant essence. De même, environ 326 Hl de la fraction d'hydrocarbures C4 initiale sont ajoutés au mélange final. Tout cela constitue tout ce qui peut être utilisé dans les limites fiées de givrage du carburateur.
C - La charge d'alimentation d'essence est fractionnée pour enlever les hydrocarbures C3 et plus légers et pour procurer
<Desc/Clms Page number 56>
389 Hl d'une fraction d'hydrocarbures C4, 310 Hl d'une fraction d'isopentane, 1438 Hl d'une fraction contenant les hydrocarbures
C5-C6 aliphatiques autres que l'isopentane, et 6519 Hl d'essence de charge (79 -188 C) à l'appareil de reforming. Ces fractions sont traitées de a manière indiquée à l'exemple 1, les conditions de reforming étant les mêmes qu'en A. La charge au cracking pyrolytique est constituee les 1438 Hl des hydrocarbures C5-C6 ali- phatiques autres que l'isopentane, issus de la charge d'alimenta- tion d'essence, et par les 731 El d'une fraction similaire pro- venant du produit de reforming catalytique.
Les conditions pour les opérations de cracking d'essence légère et d'alcoyletion sont les mêmes que dans les exemples précédents;- d'opération suivant le procédé de l'invention. Dans ce cas, l'essence résultant du cracking thermique ou catalytique du gasoil et des portions rési- duaires du brut ne sont par ajoutées au mélange final formant essence.
Les composants de ce mélange final sont :
Produit de reforming 71 -193 C 4166 Hl/jour
Produit d'alcoylation (57 -204 C) 1208 Hl/jour
Isopentane 477 Hl/jour
Essence aromatique (42 -141 C) 389 Hl/jour
Hydrocarbures C4 985 Hl/jour , Total : 7225 Hl/jour
Dans le cas de chaque mélange formant essence, une quantité suffisante d'hydrocarbures C4 était ajoutée en provenance de sources appartenant au procédé ou extérieures à celui-ci,pour fournir une essence finale ayant les mêmes caractéristiques de volatilité du point de vue du givrage dans le carburateur.
Du fait que le mélange formant essence C avait un point d'ébullition moyen de 50% supérieur, il était possible de le mélanger à une tension de vapeur Reid élevée - tout en procurant encore une essence de moteurs de caractéristiques de volatilité satisfaisantes - que dans e cas des essences A et B. Les productions et lespropriétés
<Desc/Clms Page number 57>
des produits résultant des procédés A, B .et C sont résumée au tableau V.
TABLEAU V Propriétés et productions des essences pour moteurs
EMI57.1
<tb>
<tb> Procédé <SEP> A <SEP> B <SEP> C
<tb> Quantité <SEP> de <SEP> mélange <SEP> final <SEP> formant
<tb> essence, <SEP> H1/jour <SEP> , <SEP> 7314 <SEP> 7139 <SEP> 7225
<tb>
EMI57.2
Quantité d'hydrocarbures C4 extérieurs 675
EMI57.3
<tb>
<tb> dans <SEP> le <SEP> mélange, <SEP> Hl/jour <SEP> 375
<tb>
<tb>
EMI57.4
Total des hydrocarbures 0.
dans le mélange, El/Jour 501 326 986 mélange, H1/jour 501 326 986
EMI57.5
<tb>
<tb> Tension <SEP> de <SEP> vapeur <SEP> Reid <SEP> du <SEP> mélange,
<tb> kg/cm2 <SEP> 0,75 <SEP> 0,75 <SEP> 0,94
<tb> Indice <SEP> d'octane <SEP> théorique <SEP> +
<tb> 3 <SEP> cm3 <SEP> de <SEP> plomb <SEP> tétraéthyle <SEP> 98,7 <SEP> 101,5 <SEP> 103,3
<tb>
Il sera entendu que les exemples de conditions opératoires, d'agencements d'appareils et d'applications de $'invention
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ua sont qu'111'nstratifs et n'ont nullement pour but de limiter l'invention.
RE-Vblqi-) i C.N-U 10 NS
1. Dans une opération de raffinage dans laquelle une alimentation hydrocarburée d'essence est soumise à une opération de reforming sous des conditions réglées pour donner un produit d'essence de valeur antidétonante améliorée, le procédé permettant l'augmentation de la valeur antidétonante globale etla diminu- tion de la volatilité globale, due aux constituants à faible indice d'octane, de l'essence liquide totale produite dans l'opération de raffinage, ce procédé comprenant , la séparation à partir de la .charge contenant l'essence d'alimentation de reforming et du produit du reforming, d'au moins la plus grande partie d'au moins l'une des matières hydrocarburées aliphatiques contenues choisies dans le Groupe comprenant les hydrocarbures C5 à chaine droite, les hydrocarbures C6 à chaîne droite,
les hydrocarbures C6à chaine ramifiée, les hydrocarbures C7à cheine droite et les hydrocarbures C7 à cheine ramifiée; le cracking de la matière hydro- carburée' aliphatique ainsi séparée à une température élevée pour la convertir en un produit riche en oléfines gazeuses, et
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l'application à au mons une partie importante de ces oléfines gazeuses, d'une réaction combinée dans laquelle ces oléfines ga- zauses constituent au moins une partie importante des produits réagissants, sous des conditions réglées pour former un produit d'essence de volatilité moyenne plus faible et de valeur antiparée détonante plus élevée que la matière hydrocarburée aliphatique sé-
2.
Dans une opération de raffinage dans laquelle des fractions d'hydrocarbures mixtes de différents points d'ébullition sont soumises à une série de phases de traitement de raffinage, en vue de préparer une série de fractions d'essence formant stock de raffinerie, chacune de ces fractions étant finalement utilisée comme composant dans au moins un produit final d'essence, et dans laquelle une de ces phases de traitement implique un refor- ming d'une fraction d'alimentation d'essence de valeur antidé- tonante relativement basse à une température -élevée pour donner un produit d'essence réformé de valeur'antidétonante améliorée,
un procédé permettant l'augmentation de la valeur antidétonante glo- bale de la - totalité de ces fractions d'essence du stock de raffinerie et la diminution de la teneur globale de ces fractions en au moins les hydrocarbures aliphatiques à chaîne droite bouil- lant dans la gamme des hydrocarbures C5 à C7, ce procédé compre- nant : la séparation à partir de la fraction brute contenant cette fraction d'alimentation d'essence et du produit d'essence réformé, d'au moins la plus grande partie d'au moins l'une des matières hydrocarburées aliphatiques à chaîne droite y contenues, tombant dans la gamme des hydrocarbures C5 à C7;
le cracking de la matière hydrocarbu rée aliphatique ainsi séparée, à une température élevée réglée pour convertir cette matxière en un produit riche en olé- fines gazeuses; l'application à au moins une partie importante de ces oléfines gazeuses, d'une alcoylation en présence d'une matière pouvant être alcoylée, convenable en vue de former une essence d'alcoylation de valeur entidétonante élevée ; la récupération de cette essence d'alcoylation; et l'utilisation de cette
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essence comme l'une des fractions d'essence formant stock de raf- f inerie .
3. Dans une opération de raffinage dans laquelle une alimentation d'essence est soumise à une opération de reforming sous des conditions contrôlée pour donner un produit d'essence réformé de valeur antidétonante améliorée, le perfectionnement qui comprend : la séparation à partir de la charge contenant l'essence d'alimentation de reforming et du produit de reforming, d'au moins la plus grande partie d'au moins l'une des matières hydrocarburées aliphatiques à chaîne droite y contenues, tombant dans la gamme des hydrocarbures C5 à C7; le cracking de cette matière hydrocarburée aliphatique séparée, à des températures élevées pour la convertir en un point riche en oléfines gazeuses;
l'application à au moins une partie importante de ces oléfines gazeuses, d'une réaction combinée dans laquelle les oléfines ga- zeuses constituent au moins une partie importante des produits réagissants, sous des conditions réglées pour former un produit d'essence de volatilité moyenne plus basse et de valeur antidé- tonante moyenne plus élevée que la matière aliphatique séparée ; la récupération de ce produit d'essence et le mélange d'eu moins une partie importante de celui-ci avec au moins une partie impor- tante de l'essence de reforming à partir de laquelle cette matière hydrocarburée aliphatique a été séparée ;
etl'addition au mélange d'une matière de tension combustible volatile pour amener le mé- lange à une tension de vapeur Reid de la gamme d'environ 0,42 à environ 1,12 kg/cm2, satisfaisante pour une essence de moteur, cett< matière de tension ayant une valeur antidétonante sensiblement plus élevée que la matière hydrocarburée aliphatique séparée.
4. Dans un procédé de fabrication d'une essence de va- leur antidétonante élevée dans lequel on soumet une alimentation d'essence de pétrole à une opération de reforming sous des condi- tions réglées pour donner un produit d'essence de valeur anti détonante améliorée, le perfectionnement combiné avec ce procédé,
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qui comprend: de fractionnement de la charge contenant l'essence d'alimentation de reforming et du produit de reforming pour en enlever au moins la plus grande partie du pentane normal et des hexanes aliphatiques saturés y contenus, en vue de procurer une charge d'alimentation de cracking constituée principalement d ' hydrocarbures aliphatiques C5-C6; le cracking de cette charge d'alimentation de cracking, à une température élevée contrôlée pour convertir cette charge en un produit riche en oléfines gazeuses;
l'alcoylation d'au moins une portion importante de ces oléfines, avec une matière hydrocarburée pouvant être alcoyl,ée convenable donnant par alcoylation des hydrocarbures d'indice d'octane élevé et de l'intervalle d'ébullition de l'essence, de sorte qu'un'pro- duit d'alcoylation est formé ; laséparation à partir de ce produit d'alcoyltion, d'une fraction d'essence d'alcoylation de valeur antidétonante élevée;
le mélange d'au moins une portion importan- te de cette fraction d'essence d'alcoylation avec au moins une partie importante du produit d'essence issu du reforming, qui reste après enlèvement des hydrocarbures C5-C6; et l'addition d'une quantité suffisante d'hydrocarbures C4 au mélange résultant pour amener celui-ci à une tension de vapeur Reid de la gamme d'environ 0,42 à environ 1,12 kg/cm2, de manière à procurer une essence de valeur antidétonante élevée et de caractéristiques de volatilité satisfaisantes pour une utilisation commecarburant de mot eur.
5. Un procédé combiné pour la fabrication d'éthylène et d'un carburant de oteur à valeur antidétonante élevée à partir d'une charge d'alimentation d'essence, qui comprend : le reforming d'au moins la plus grande partie de cette charge d'alimentation d'essence sous des conditions réglées pour donner un produit réformé contenant de l'essence de reforming de valeur antidétonante améliorée ; la séparation à partir d'au moins l'un de ce produit réformé et de cette charge d'alimentation d'essence, d'au¯moins la plus grande partie d'au moins l'une des matières hydrocarburées
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aliphatiques y contenues, tombant dans la gamme des hydrocarbures
C5 à C7;
le cracking pyrolytique des matières hydrocarburées ali- phatiques ainsi séparées, à des températures de lamme d'environ
704 à environ 954 0 et sous des conditions réglées pour conver- tir ces matières en un produit craqué constitué principalement d'hydrocarbures ayant moins de 5 atomes de carbone par molécule et contenant des quantités importantes d'oléfines gazeuses, notam ment de l'éthylène; l'application à ce produit craqué, d'une opé- ration de séparation pour en récupérer de l'éthylène essentielle- ment pur comme produit et une charge d'alimentation gazeuse riche et au moins une oléfine de la gamme des oléfines C3-C4;
et l'application à la charge d'alimentation mentionnée en dernier lieu, d'une réaction combinée dans laquelle les constituants de cette dernière charge constituant au moins une partie importante des produits réagissants, en vue de former un produit d'essence ayant une volatilité moyenne plus basse et une valeur antidétonan- te plus élevée que la matière hydrocarburée aliphatique séparée.
6. Dans une opération de raffinage dans laquelle des fractions d'hydrocarbures mixtes de différents points d'ébul- lition sont soumises à une serre de phases de traitement de raffi- nage en vue de préparer une série de fractions d'essence formant stock de raffinerie, chacune de ces fractions étant finalement utilisée comme composant dans au moins un produit final d'essence, et dans laquelle une de ces phases de traitement implique un re- forming d'une fraction d'alimentation d'essence de valeur antidé- tonante relativement basse à une température élevée pour donner un produit d'essence réformé de valeur antidétonante améliorée, un procédé permettant l'augmentation de la valeur antidétonante globale et la diminution de la volatilité globale, due aux cons- tituants à faible indice d'octane, de la totalité des fractions d'essence du stock de raffinerie,
tout en fabriquant également de l'éthylène comme produit, ce procédé comprenant : l'application à la fraction hydrocarburée contenant l'alimentation à l'appareil de reforming d'essence, d'au moins une opération de séparation
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pour donner une alimentation d'essence pour l'appareil de refor- ming ; le reforming de cette dernière alimentation à une tempéra- ture élevée sous des conditions réglées pour réaliser une conver- sion en un produit réformé contenant de l'essence de valeur anti- détonante sensiblement améliorée; l'application au produit réfor- mé, d'au moins une opération de séparation pour en enlever au moins les hydrocarbures C3 et plus légers et pour procurer une essence de reforming stabilisé ;
la séparation à partir de la matière traitée dans au moins l'une-des opérations de sépara- tion, d'au moins la plus grande partie d'au moins l'une des ma- tières hydrocarburées aliphatiques y contenus, tombant dans la gamme des hydrocarbures C5 à C7 ; le cracking pyrolytique des ma- tières hydrocarburées aliphatiques ainsi séparées, à des tempéra- tures de la gamme d'environ 704 à environ 954 C et sous des con- ditions réglées pour convertir ces matières en un produit craqué constitué principalement d'hydrocarbures ayant moins de 5 atomes de carbone psr molécule et contenant des quantités importantes d'oléfines gazeuses, notamment de l'éthylène ;
à ce produit craqué, d'une opération de séparation pour en récupérer de l'éthylène essentiellement pur comme produit, et une charge d'alimentation d'alcoylation, riche en au moins une oléfine de la gamme des oléfines C3-C4; l'application à la charge mentionnée en dernier lieu, d'une alcoylation avec une matière pouvant être alcoylée convenable, en vue de former une essence d'alcoylation de valeur antidétonante élevée ; la récupération de cette essence d'alcoylation; l'utilisation de cette essence en tant que l'une des fractions d'essence du stock de raffinerie; l'utilisation du produit de reforming stabilisé restant en tant qu'autre fraction d'essence du stock de raffinerie.
7. Un procédé suivant la revendication 6, Caractérisé en ce que la matière hydrocarburée aliphatique qui est soumise à un cracking est séparée du produit réformé, et en ce qu'au moins des parties importantes de l'essence d'alcoylation et de l'essence
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de reforming stabilisée sont mélangées ensemble dans au moins une essence finale mixte de moteur.
8. Dans une opération de raffinage dans laquelle des fractions brutes de pétrole sont soumises à une série de phases de traitement da raffinage en vue de préparer une série de fractions d'essence formant stock de raffinerie, chacune de ces fractions étant finalement utilisée comme composant dans la formation par mélange d'au moins une essence mixte finale, opération dans laquelle au moins une des essences mixtes finales est amenée à une tension de vapeur Reid d'environ 0;
42 à 1,12 kg/cm2 par inclu- sion d"une matière de tension combustible volatile ayant une va- leur antidétonante sensiblement plus élevée que le pentane normal et les hexanes et heptanes aliphatiques à chaîne droite, et dans laquelle encore l'une des phases de traitement implique le re- forming d'une fraction d'alimentation d'essence à une température élevée en présence d'un catalyseur de reforming en vue de former un produit d'essence réformé de valeur antidétonante améliorée, un procédé permettant l'augmentation de la valeur antidétonante globale et la diminution de la volatilité globale, due aux cons- tituants de faible indice d'octane, de la totalité des fractions d'essence formant stock de raffinerie,
en vite de permettre l'inclu- sion d'une quantité totale accrue de la matière de tension dans la totalité des essences mixtes finales demandant une mise sous tension, tout en permettant en même temps la fabrication d'éthylène comme produit, ce procédé comprenant : la séparation à partir de ce produit d'essence réformé, d'au moins la plus grande partie :'au moins l'une des matières hydrocarburées ali- phatiques à faible indice 3'octane y contenues, choisies dans le groupe comprenant le pentane normal, les hydrocarbures C6 à chaîne droite, les hydrocarbures C6 à chaîne ramifiée, les hydrocarbures
C7 àchaîne droite et les hydrocarbures C7à chaîne ramifiée;
le cracking de la matière hydrocarburée aliphatique ainsi séparée,
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à une température élevée réglée pour la convertir en un produit riche en oléfines gazeuses, notamment en éthylène; l'application à 'ce produit craqué, d'une opération de séparation en vue d'en récupérer l'éthylène comme produit, et une charge d'alimentation gazeuse riche en au moins une oléfine de la gamme des oléfines C3-C4;
l'application à au moins une partie importante de cette charge d'alimentation, d'une réaction combinée dans laquelle les constituants de cette dernière charge d'alimentation constituant au moins une partie importante des produit?-;, réagissants, en vue de former un produit d'essence ayant une volatilité moyenne plus ' basse et une valeur antidétonante plus élevée que la matière ali- phatique séparée ; la récupération de l'essence à partir de cette réaction combinée ; l'utilisation de cette essence comme l'une des fractions d'essence du stock de raffinerie.
9. Un procédé combiné de fabrication d'éthylène et d'un carburant de moteur de valeur antidétonante élevée et de ca- ractéristiques de volatilité convenables, à partir d'une charge d'alimentation d'essence, ce procédé comprenant : la séparation à partir de cette charge d'alimentation d'essence, d'au moins la plus grande partie d'au moins l'une des matières hydrocarburées aliphatiques de faible indice d'octane y contenues, tombant dans la gamme des hydrocarbures C5 à C7;
l'application à la charge d'alimentation d'essence, après séparation de la matière hydrocar- burée à chaîne droite, d'un reforming sous des conditions contrô - lées pour former une essence de reforming de valeur antidétonante sensiblement accrue; la séparation à partir-de cette essence de reforming, d'au moins la plus grande partie d'au moins l'une des matières hydrocarburées aliphatiques de faible indice d'octane y contenues, tombant dans la gamme des hydrocarbures C5 à C ; l'appli-' cation à la matière hydrocarburée aliphatique séparée de la charge;
d'alimentation d'essence et de l'essence de reforming , d'un cracking à des températures élevées pour la convertir en un produit craqué contenant des quantités importantes d'oléfines gazeuses,
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notamment d'éthylène; l'application à ce produit craqué, d'une opé- ration de séparation en vue de la récupération d'éthylène essen- tiellement pur comme produit, et d'une fraction riche en oléfines, constituée d'au moins une oléfine de la gamme des oléfines C3- C4; l'alcoylation de cette fraction riche en oléfines avec une matière hydrocarburée pouvant être alcoylée convenant pour pro- duire, par alcoylation avec cette fraction riche en oléfines, une essence d'alcoylation riche en hydrocarbures à chaîne ramifiée;
la récupération de cette essence d'alcoylation et le mélange d'au moins une partie importante de celle-ci avec au moins une partie importante de l'essence de reforming à partir de laquelle la matière hydrocarburée à chaîne droite a été séparée; et l'addition au mélange, d'une matière de tension combustible volatile pour l'amener à une tension de vapeur Reid de la gamme d'environ 0,42 à 1,12 kg/cm2, satisfaisante pour une essence de moteur, cette matière de tension ayant une valeur antidéonante sensiblement plus élevée que la matière hydrocarbures à chaîne droite séparés, soumise au cracking tel que précédemment.
10. Un procédé suivant la revendication 9, oaractéri- sé en ce que la matière de tension est une matière hydrocarburée volatile.
11. Dans un procédé dans lequel une fraction d'essence de pétrole est soumise à un reforming à des températures élevées en présence d'hydrogène sous pression sur un catalyseur ayant une activité d'aromatisation importante, en vue de former un produit de reforming contenant une essence de veleur antidétonante élevée, et qui comprend : le fractionnement d'une charge le perfectionnement combiné aveo ce procédé/d'alimentation de re- forming de pétrole pour en enlever les hydrocarbures C3 et plus légers et une fraction d'essence légère constituée d'hydrocarbures bouillant dans la gamme des hydrocarbures C4 jusqu'à environ 71 à environ 93 C, et pour procurer une fraction d'essence de point d'ébullition supérieur comme alimentation pour le reforming;
le
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fractionnement de ce produit de reforming pour enlever les hydro- carbures C3 et plus légers et une fraction de produit de reforming léger, constituée d'hydrocarbures bouillant dans la gamme des hydrocarbures C4 jusqu'à environ 71 à environ 93 C, et pour pro- curer une essence de reforming de point d'ébullition supérieur; le fractionnement de ces fractions d'essence légère et de produit de reforming léger, en vue d'en-récupérer une fraction d'isopen- tane et une charge d'alimentation de cracking bouillant essentiel- lement dans la gamme des hydrocarbures aliphatiques supérieurs à l'isopentane et inférieurs aux hydrocarbures C7 et contenant au moins la plus grande partie du pentane normal et de l'hexane pro- venant de ces fractions d'essence légère;
le cracking de la char- ge d'alimentation de cracking à des températures élevées pour la convertir en un produit craqué riche en hydrocarbures gazeux non saturés; l'application à ce produit, d'une opération de sépara- tion pour en récupérer de l'éthylène comme produit et une alimen- tation :d'alcoylation constituée d'une matière hydrocarburée clé- finique ayant 3 ou 4 atomes de carbone par molécule; l'alcoylation de cette alimentation d'alcoylation avec une mtière pouvant être alcoylée convenant pour produire, par alcoylation avec cette ali- mentation, un produit d'alcoylation contenant des quantités im- portantes d'une matière de la gamme d'ébullition de l'essence et d'une valeur antidétonante élevée;
la récupération de l'essence d'alcoylation de valeur antidétonante élevée, à partir d'alcoyla- tion, et le mélange d'au moins une partie importante de cette essence d'alcoylation avec au moins une partie importante de la fraction d'isopentane et au moins une partie importante de l'es- sence de reforming plus lourde;
et l'addition d'hydrocarbures C4 au mélange résultant en une quantité suffisante pour donner une tension de vapeur Reid du mélange, de la gemme d'environ 0,42 à environ 1,12 kg/cm2, de sorte que du pentene normal et de l'hexane provenant de l'alimentation de reforming et des produits de celui- ci sont convertis en produits de plus grande valeur, tandis que
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des quantités relativement grandes d'hydrocarbures C4 sont incor- porées dans le mélange final formant essence, qui est de valeur antidétonante élevée et de bonnes caractéristiques de volatilité pour une utilisation dans les moteurs à essence.
12. Un procédé combiné pour la fabrication, à partir d' une charge d'alimentation hydrocarburée mixte, d'hydrocarbures gazeux non saturés et d'une essence de valeur antidétonente éle- vée et ayant des caractéristiques satisfaisantes de volatilité pour une utilisation comme essence pour moteurs, ce procédé com- prenant : le fractionnement de cette charge d'alimentation pour en enlever les hydrocarbures C4 et plus légers, une fraction d'iso- pentane et une fraction d'hydrocarbures aliphatiques C5-C6 conte- nant au moins la plus grande partie du pentane normal et des hexenes aliphatiques saturés provenant de cette charge d'alimenta- tion et pour procurer une fraction d'alimentation pour l'appareil de reforming, bouillant essentiellement en dessous d'environ 210 C;
le reforming de la fraction d'alimentation prévue pour l'appareil de reforming sous ces conditions contrôlées pour former un produit : de reforming, de valeur antidétonante sensiblement accrue; le fractionnement du produit de reforming pour en enlever les hydro- carbures C, et plus légers, une fraction d'isopentane et une frac- tion d'hydrocarbures aliphatiaues C5-C6 contenant au moins la plus grande partie du pentane normal et des hexanes aliphatiques satu- rés provenant du produit de reforming et pour procurer une essence réformée stabilisée qui est sensiblement exempte d'au moins du pentane normal et des hexanes aliphatiques saturés ;
l'application au moins au pentane normal et aux hexanes aliphatiques saturés récupérés de la charge d'alimentation et du produit de reforming, d'un,cracking à une température élevée sous des conditions réglées pour réaliser une conversion importante en un produit craqué con- tenant des quantités importantes d'hydrocarbures oléfiniques gazuex; 1'application au produit craqué, d'une opération de séparation pour procurer de l'éthylène comme produit et une fraction riche en olé-
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fines contenant principalement des hydrocarbures tombant dans la gamme des hydrocarbures C3-C4;
l'alcoylation de cette fraction riche en oléfines avec une matière hydrocarburée pouvant être al- coylée convenant pour produire, lors de l'alcoylation avec cette fraction riche en oléfines, un produit d'alcoylation contenant des quantités importantes d'hydrocarbures à chaîne ramifiée de valeur antidétonante élevée, de l'intervalle d'ébullition de l'es- sence ; la séparation d'une essence d'alcoylation de valeur antidétonante élevée à partir de ce produit d'alcoylation;
le mélange d'au moins une partie importante de cette essence d'alcoylation avec au moins une partie importante de l'essence réformée stabilisée et au moins une partie importante de l'isopentane récupérée de la charge d'alimentation et du produit de reforming et l'addition de matière hydrocarburée C4 au mélange pour amener celui-ci à une tension de vapeur Reid de la gamme de 0,42 à 1,12 kg/cm2 environ, satisfaisante pour une essence de moteur, de manière à procurer une essence de moteur de valeur antidétonante élevée et ayant des caractéristiques de volatilité convenant pour une uti- ' lisation comme essence de moteur.
13. Un procédé suivant la revendication 12, caractérisé ; en ce que la fraction d'alimentation de point d'ébullition supérieur pour l'appareil de reforming est réformée.sur un catalyseur de reforming convenant pour favoriser une conversion des naphtènes en aromatiques à des températures élevées de la gamme d'environ 454 à 593 C et à des pressions de la gamme de 3,5 à 70 kg/cm2, en présence d'hydrogène en une quantité d'environ 0,5 à 20 moles par mole d'alimentation hydrocarburée, le cracking,- des hydrocarbures aliphatiques C5-C6 étant mené à des températures de la gamme d'environ 7040 à 954 C.
14. Un procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le produit craqué est soumis à une phase de séparation pour récupérer comme produits, de l'éthylène, du butadiène, une essence aromatiques, un distillat aromatique bouillant au-dessus de
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l'intervalle d'ébullition de l'essence pour moteurs, et une frac- tion riche en oléfines contenant des quantités importantes de propylènes et de butylènes, cette dernière fraction étant alcoylée comme précédemment avec une matière isoparaffinique qui est cons- tituée principalement d'iacbutane, l'essenco aromatique étant ajoutée au mélange .d'essence réformée stabilisée, d'essence d'al- coylation, d'isopentane et-de matière hydrocarburée C4.
15.Un procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que du butadiène est séparé du produit craqué sous forme d'un produit séparé, en plus de Méthylène, et en ce que l'alimen- tation d'alcoylation riche en oléfines est soumise à une alcoyle- tion avec une addition d'isobutane.
* 16. Un procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que, dans le fractionnement de la fraction hydrocarburée contenant l'alimentation à l'appareil de reforming d'essence, des hydrocarbures 03 et plus légers sont enlevés et une fraction d'es- sence légère bouillant dans la gamme ellent des hydrocarbures C4 jusqu'à un point final d'environ 71 à 99 C est récupérée en plus de l'alimentation d'essence à l'appareil de reforming, et cette fraction d'essence légère est en outre fractionnée en même temps qu'une fraction de reforming légère pour séparer des hydrocarbures
C4 ,qui sont soumis à un cracking;
et, dans le fractionnement de ce produit réformé, des hydrocarbures C3 et plus légers sont enle- vés et une fraction de reforming légère bouillant dans la gamme allant des hydrocarbures C4 jusqu'à un point final d'environ 71 à 99 C est récupérée en plus de l'essence de reforming stabilisée, cette essence de reforming légère étant en outre fractionnée en même temps que la fraction d'essence légère.
17. Un procédé combiné de fabrication, à partir d'une charge d'alimentation d'essence de pétrole, de produits pé- trochimiques et d'un carburant de moteur de valeur ancidétonante élevée et de caractéristiques de volatilitéconvenables, ce procé- dé comprenant : le fractionnement de la charge d'alimentation pour enlever les hydrocarbures C3 et plus légers et pour procurer une
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fraction d'essence légère contenant des hydrocarbures bouillant dans la gamme allant des hydrocarbures C4 jusqu'à environ 71 à
93 C et une fraction d'essence plus lourde bouillant au-dessus r d'environ 71 à 93 C et ayant un point final ASTM de la gamme d'en- viron 149 à 210 C;
le fractionnement de cette fraction d'essence légère en même temps qu'un produit de reforming léger.pour proczu- rer une fraction de butane normal, une fraction de butylène-iso- butane, une fraction d'isopentene et une alimentation de cracking légère constituée principalement d'hydrocarbures C5-C6 à chaîne droite ; le reforming de cette essence plus lourde sur un cataly- seur ayant une activité d'aromatisation à des températures de la gamme d'environ 454 à 593 C et en présence d'hydrogène sous une pression propre à former un produit de reforming contenant une essence de valeur antidétonante élevée ;
le fractionnement de ce produit de reforming pour enlever les hydrocarbures C3 et plus légers et pour procurer un produit de reforming léger bouillant dans la gemme allant des hydrocarbures C4 à environ 71 à 930C et une essence de reforming bouillant au-dessus d'environ 71 à 93 C et ayant un point final ASTM de la gemme d'environ 149 à 210 C, cette essence de reformin¯- étant pratiquement exempte d'hy- drocarbures aliphatiques C6et plus légers; le fractionnement de ce produit de reforming léger en même temps que la fraction d'essen' ce légère; application à l'alimentation de cracking légère, d'un cracking pyrolytique à des températures de la gamme d'environ 704 et 954 C pour former un produit craqué contenant des quantités importantes d'hydrocarbures gazeux non saturés et d'aromatiques;
l'application à ce produit craqué, d'une opération de séparation pour procurer une fraction d'éthylène, une fraction de butadiène, une fraction d'essence aromatique et une fraction d'hydrocarbures C3-C4 riche en propylènes et en butylènes; l'alcoylation de cette dernière fraction en même temps que de la fraction de butylène-iso- butane et d'isobutane ajouté sous des conditions réglées pour pro- curer un produit d'alcoylation riche en hydrocarbures à chaîne ramifiée; la séparation d'une essence d'alcoylation de valeur
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antidétonante élevée à partir du produit d'alcoylation; le mélan- ge de cette essence d'alcoylation avec la fraction de butane normal la fraction d'isopentane, l'essence de reforming et l'essence aro- matique ;
et l'addition au mélange d'une quantité suffisante de matière hydrocarburée C4 supplémentaire pour donner une tension de vapeur Reid de la gamme d'environ 0,42 à 1,12 kg/cm2.
18. Un procédé combiné de -fabrication, à partir d'une charge d'alimentation de pétrole, d'hydrocarbures gazeux non saturés de large intervalle d'ébullition et d'une essence de valeur antidétonante élevée ayant des caractéristiques de volatili- té satisfaisantes pour une utilisation comme essence de moteur, ce procédé comprenant : le fractionnement de cette charge d'ali- mentation pour en enlever les hydrocarbures C4 et plus légers, une fraction d'isopentane, une essence légère constituée principa- lement d'hydrocarbures aliphatiques C5-C6 autres que l'isopentane, une fraction d'essence de point d'ébullition supérieur, pratique- ment exempte d'hexanes aliphatiques saturés et d'hydrocarbures aliphatiques à point d'ébullition inférieur, et un distillat bouil- lant au-dessus de l'essence pour moteurs ;
lecracking de ce distil- lat à des températures élevées pour procurer un premier produit craqué contenant une essence craquée; le fractionnement de ce produit pour en récupérer une essence craquée stabilisée essen- tiellement li@ d'hydrocarbures C3 et plus légers;
le reforming de cette fraction d'essence à point d'ébullition supérieur à des températures de la gamme d'environ 454 à 593 C en présence d'hy- drogène sur un catalyseur convenant pour réaliser une aromatisa- tion de naphtènes en aromatiques, de manière à former un produit de reforming contenant une essence de voleur antidétonante sensi- blement accrue; le fractionnement du produit de reforming pour en enlever les hydrocarbures C4 et plus léger-) une fraction d'iso- pentane, et un produit de reforming léger constitué principale- ment d'hydrocarbures aliphatiques C5-C6 autres que l'isopentane et pour procurer une essence réformée stabilisée qui est sensible-
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ment exempte au moins du pentane normal et des hexanes aliphati- ques saturés;
un cracking pyrolytique du produit de reforming et léger/de l'essence légère à des températures de la gamme de 704 à 95400 sous des conditions contrôlées pour réaliser une conver- sion importante en un second produit craqué contenant des quanti- tés importantes d'hydrocarbures oléfiniques gazeux; l'application à cette essence craquée, d'une opération de séparation pour procure au moins de l'éthylène comme produit et une fraction riche en olé- fines oontenant principalement des hydrocarbures ayant 3 ou 4 ato- mes de carbone dans la molécule;
l'application à la fraction riche en oléfines, d'une alcoylation avec une matière hydrocarburée pou- vant être alcoylée convenant pour produire, par alcoylation avec la fraction riche, un produit d'alcoylation riche en hydrocar- bures à chaîne ramifiée de 11-intervalle d'ébullition de l'essen- ce ; la séparation d'une essence d'alcoylation de valeur antidéto- nante élevée à partir de ce produit d'alcoylation; le mélange d'au moins une partie importante de l'essence d'alcoylation avec au moins une partie importante de l'essence réformée stabilisée et de l'essence craquée stabilisée et au moins une partie importante de l'isopentane récupéré de la charge d'alimentation et du produit de reforming:
et l'addition d'une matière hydrocarburée C4 au mélange pour l'amener à une tension de vapeur Reid de la gamme de 0,42 à 1,12 kg/cm2, satisfaisante pour une essence pour mo- taurs.
19. Un procédé suivant la revendication 18, caractérisé en ce qu'au moins une partie de l'essence craquée séparée du pre- mier produit craqué est soumise à un reforming catalytique en même temps que la fraction d'essence de point d'ébullition supé- rieur.
20. Un procédé suivant la revendication 18, caractérisé en- ce qu'une fraction constituée principalement d'hydrocarbures aliphatiques C5- C6 est séparée du premier produit craqué et est
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soumise à un cracking pytolytique en même temps que la fraction d'essence légère et que le produit de reforming léger.
21. Dans une opération de raffinage dans laquelle une alimentation d'essence est soumise à une opération de reforming sous des conditions contrôlées pour proourer un produit d'essence de reforming de valeur antidétonante améliorée, le prefectionnement qui comprend : la séparation, à partir de la charge contenant l'essence d'alimentation de reforming et à partir du produit de reforming, d'hy rocarbures C4 et plus légers et d'au moins la plus grande partie des hydrocarbures à chaîne droite, normalement liquides, bouillant dans l'intervalle d'ébullition de l'essence; le cracking de ces hydrocarbures normalement liquides à des températures élevées pour les convertir en un produit riche en oléfines gazeuses;
l'application à au moins une partie importante des oléfines gazeuses, d'une réaction combinée dans laquelle ces oléfines gazeuses constituent au moins une partie importante des produits réagissants, sous des conditions contrôlées pour former un produit d'essence de valeur antidétonante sensiblement plus élevée que les hydrocarbures normalement liquides séparés; et le mélange d'au moins une partie importante du produit d'essence avec l'essence de reforming restant après séparation de ces hydrocarbures normalement liquides, pour procurer un mélange formant essence de valeur antidétonante élevée.
22. Un procédé combiné de fabrication, à partir d'une charge d'alimentation, d'essence, d'un carburant de moteur de valeur antidétonante élevée et d'éthylène, qui comprend : le reforming d'au moins la plus grande partie de la charge d'alimentation d'essence à un reforming sous des conditions contrôlées pour former un produit réformé contenant de l'essence de reforming de valeur antidétonante améliorée ; la séparation à partir d'au moins la charge d'alimentation d'essence et/ou du produit réformé, d'au moins le plus grande partie des hydrocarbures saturés, à chal-
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ne droite, normalement liquides, y contenus;
le cracking pyroly- tique des hydrocarbures à chaîne droite, liquides, ainsi séparés, à des températures de la gamme d'environ 704 à 9540C et sous des conditions réglées pour convertir ces hydrocarbures liquides en un produit craqué riche en oléfines gazeuses, notamment de l'éthyli ne ; l'application au produit craqué, d'une opération de séparation pour en récupérer de l'éthylène comme produit et une charge d'alimentation gazeuse riche en au moins une oléfine de la gamme des oléfines 3 et C4;
l'application à la charge d'alimentation citée en dernier lieu, d'une réaction combinée dans laquelle les constituants de cette dernière charge constituent une partie importante des produits réagissants, pour former un produit d'essence ayant une valeur antidétonante plus élevée que les hydrocarbures à chaîne droite, liquides, séparés.
23. L'invention, telle que décrite précédemment.
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"Improvements in hydrocarbon treatments.
The present invention relates to a combined treatment of raw materials or fractions containing mixtures of hydrocarbons, such as petroleum feedstocks, in order to provide gaseous unsaturated hydrocarbon products, especially ethylene, and species of high anti-detriment value. The invention further relates to an improved combined process for converting gasoline fractions into gasoline products.
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Liquidated gasoline of increased average anti-knock value and lower content of low octane component contributing to gasoline volatility.
The invention involves an improved combination of a number of processing operations, including reforming of gasoline fractions and burning of selected hydrocarbons or aliphatic hydrocarbon mixtures, to provide predominantly products. gaseous rich in olefins.
It is known in practice that light aliphatic hydrocarbons can be converted by cracking into products which are rich in unsaturated gaseous hydrocarbons, in particular in ethylene, propylene and butadiene. Some industrial processes have been designed for the manufacture of ethylene and other gaseous olefins in this manner and for their recovery as raw materials or substantially pure petrochemicals. Installations of this kind require the use of very high temperatures for cracking and complicated systems for recovering the products, requiring intense refrigeration.
Previously, it has been customary to employ C2 to C4 hydrocarbons as feeds for such cracking processes.
Or has used crude petroleum fractions consisting of C5 to C7 hydrocarbons or portions thereof, either as a gasoline component or as a feedstock which was converted into gasoline components of improved quality.
Processes for reforming gasoline fractions with a view to improving their anti-knock value are well known in the art. Such processes involve thermal reforming of gasoline fractions at temperatures on the order of 482 to 582 C and usually at pressures above atmospheric pressure, on the order of 14 to 70 kg / cm2. More recently, the reforming of gasoline fractions on catalysts having dehydrogenation or aromatization activity has been claimed. Such processes normally assume temperatures of 4500 to
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582 C, and the conversion is usually carried out in the presence of hydrogen under pressure.
In catalytic reforming processes, the main reaction is usually dehydrogenation of naphthenic hydrocarbons to form aromatic compounds. However, isomerization reactions, dehydrocyclization of paraffins to aromatic compounds, dehydrogenation of paraffins to form olefins, and cracking can also occur to a greater or lesser degree, depending on the catalyst used and the operating conditions involved. .
In some industrial reforming operations, C5 and C6 hydrocarbons were removed from the feed to the reformer and re-mixed into the final gasoline product. In other industrial reforming operations, C5 and C6 hydrocarbons and sometimes C hydrocarbons have been included in the feed to the de-reforming apparatus. Although C4 to C6 aliphatic hydrocarbons tend to a very great extent to go through the reforming process unconverted, these hyarocarbons and certain isomers formed were considered to be relatively advantageous gasoline constituents.
However, in recent years, anti-knock values. Gasolines, required to suit automobile and aircraft engines, have grown gradually, requiring increasing rigors of reforming. The rigor of reforming has been gradually increased up to! to such an extent that considerable portions of the C4 to C6 aliphatic hydrocarbons, if these were included in the reforming feed, were lost due to the concurrent hydrogen cracking, resulting in conversion of these components to gas. Unconverted C5 and C6 straight chain hydrocarbons passing into the reforming product also tended to lower its overall anti-knock value.
The C7 hydrocarbons also had the same problems, although to a somewhat lesser degree. The presence of C5 aliphatic hydrocarbons
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C7 further tends to decrease the amount of higher octane C4 hydrocarbons that can be incorporated into gasoline within specifications for volatility. These latter objections also apply to operations in which C5 to C7 hydrocarbons are diverted from the reforming apparatus and added to the final gasoline blend.
It has been proposed in practice to remove from the feed to the reforming apparatus the C5, 6 or 7 hydrocarbons or all of these hydrocarbons, and to subject them to a quality improvement, by operations such as Catalytic dehydrogenation, isomerization, cracking or other reactions, with a view to converting them, where possible, into improved gasoline components, which are employed in the final gasoline blends. Proposed techniques do not provide a significant improvement with respect to a decrease in volatility, due to the low octane constituents, of the total gasoline produced, and do not provide an improvement in quality or performance. elimination of the straight chain C5 to C7 content of gasoline resulting from reforming.
In addition, the improvements in anti-knock value deriving from operations of this type often do not justify the expense involved. Furthermore, these proposed processes do not deal with or are not suitable for the manufacture of large quantities of petrochemical raw materials, such as ethylene, acetylenes and butadiene, in conjunction with the operation of. gasoline improvement.
In a preferred embodiment, the present invention involves a process in which a mixed hydrocarbon or petroleum feedstock boiling in the gasoline boiling range is subjected to fractionation to remove therefrom. charges C4 and lighter hydrocarbons, an isopentane fraction and an aliphatic hydrocarbon fraction
C5 - C6 containing at least the majority of normal pentane and saturated aliphatic hexanes, and to provide a higher boiling gasoline fraction, for use as a reforming feed.
This is subject to
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suitable reforming conditions, preferably in the presence of a dehydrogenation or aromatization catalyst, to effect an oonversion to a reformed product containing gasoline of improved anti-knock value. The reformed product is subjected to fractionation to remove therefrom the C4 and lighter hydrocarbons, an isopentane fraction and a C5-C6 aliphatic hydrocarbon fraction containing at least the majority of normal pentane and saturated aliphatic hexanes, and to provide a higher boiling point reforming gasoline.
The C5 - C6 aliphatic hydrocarbon fraction, recovered from the initial feedstock and reforming products, is cracked at elevated temperatures and controlled conditions to achieve conversion to a product rich in non-gaseous hydrocarbons. saturated. The product may also contain appreciable amounts of aromatic hydrocarbons. The cracked product is subjected to a separation operation to recover therefrom ethylene as product and a fraction rich in olefins containing mainly hydrocarbons from the range of C3 - C4 hydrocarbons (to unsaturated C3 hydrocarbons or unsaturated C4 hydrocarbons. or a mixture of cs hydrocarbons).
The olefin-rich fraction is alkylated with an isoparaffinic material, such as isobutane, or with other alkylatable hydrocarbons boiling in the gasoline range, under conditions suitable for conversion to an alkylation product. rich in branched chain aromatic or aliphatic hydrocarbons. Alkyl gasoline of high anti-knock value is separated from this alkyl product.
At least a substantial portion of this alkylation product is mixed with at least a substantial portion of the reforming gasoline and, preferably also but not necessarily, with at least a substantial portion of the isopentane recovered from the feedstock. initial feed and reformed product. An amount
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Sufficient C4 hydrocarbons, preferably normal butane or isobutane, if available, is added to the mixture to provide a Reid vapor pressure (ASTM-323-56) in the range of about 0.42 at 1.12 kg / cm2.
In some cases, gasoline resulting from thermal or catalytic cracking of petroleum fractions boiling above the feed to the reforming apparatus may be added, either to the reforming feed or to the final gasoline blend, according to the octane number required for this gasoline obtained by mixing. In addition, additional products can be recovered from the product resulting from the cracking of aliphatic C5 - C6 hydrocarbons, such as butadiene and other diolefins, propane, propylene, acetylenes, fuel gas, aromatic gasoline and a higher boiling point aromatic distillate. The aromatic essence can be added to the final gasoline blend.
In one embodiment of the invention, C7 and heavier aliphatic hydrocarbons, preferably straight chain hydrocarbons boiling in the gasoline boiling range, can be separated from the gasoline feedstock. reforming apparatus or the product of this apparatus or both and subjected to cracking at the same time as the aliphatic hydrocarbons C5 - C6.
In general, the present invention encompasses a combined process for making, from a low octane gasoline feedstock, a high anti-knock engine fuel, and ethylene. . In accordance with this process, at least most of the gasoline feedstock is reformed to provide a reformed product containing gasoline of improved anti-knock value.
At least the major portion of at least one of the aliphatic hydrocarbon materials of the range of C5 to C7 hydrocarbons contained in the gasoline feedstock or in the product
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reformed or both, is separated by distillation or some other way, and submitted. upon pyrolytic cracking at temperatures in the range of about 760 to 955 C. the separated aliphatic material may be cracked alone or together with other hydrocarbon material from other sources.
The cracking conditions are adjusted so that the separated aliphatic material: is converted into a cracked product consisting mainly of hydrocarbons having less than 5 carbon atoms per molecule and containing significant amounts of gaseous olefins, in particular ethylene. Ethylene and, if desired, other olefins, such as butadiene and acetylenes, are separated from the cracked products as essentially pure petrochemicals.
A gaseous feedstock free of C3 or C4 olefins or of these two olefins is also separated from the cracked product and subjected to a combined reaction in which the constituents of this gaseous feedstock form at least a significant part of the reactants, to produce a gasoline having a lower average volatility and a higher anti-knock value than the separated aliphatic hydrocarbon material.
In another general aspect, the present invention provides certain improvements to an overall refining operation, in which mixed hydrocarbon fractions of different boiling points are subjected to a series of refining processing steps to prepare a series of products. including a series of gasoline fractions forming a refinery stock, each of which is ultimately used as a component in at least one final gasoline product, one of these refinery processing phases including reforming of a valuable gasoline feed relatively low anti-knock to form a reformed product of improved anti-knock value.
Following this
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aspect of the present invention, at least the majority of at least one of the aliphatic hydrocarbon materials selected from the group consisting of C5 straight chain hydrocarbons, C6 straight chain hydrocarbons, C6 branched chain hydrocarbons, C7 straight chain hydrocarbons and branched chain C7 hydrocarbons, contained in the crude fraction comprising the gasoline feed to the reforming apparatus, and also in the reforming product, are separated therefrom by distillation or some other way. Preferably, at least the normal pentane and the straight chain C6 hydrocarbons are separated.
This material is lacquered at high temperatures to form a gaseous product rich in olefins. At least a substantial part of the resulting gaseous oleins, for example olefins
C3 and C4, is subjected to a combined operation to form a gasoline product of lower average volatility and higher anti-knock value than the separated aliphatic hydrocarbon material. The combined reaction can include alkylation of the gaseous olefins with isobutane or benzene, for example. Or, the combined reaction may comprise a polycatalytic to form a merization polymerization gasoline, or another reaction, such as hydration, to form isopropyl alcohol and tertiary butyl alcohol.
Gasoline of high anti-knock value resulting from the combined operation is used as one of the gasoline fractions of the refinery stock. At least one and usually two or more different grades of motor gasoline are prepared by mixing together fractions of gasoline from the refinery stock, which, to some extent, may have been stored separately. Reforming gasoline is an important component of at least one of these mixed motor gasolines. The gasoline resulting from the combined operation and usually the aromatic gasoline also formed in the cracking reaction are also important components of at least one.
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gasolines for engines.
Preferably, significant amounts of the reforming product and the alooylation product are mixed together in at least one of the final motor gasoline blends. Usually, although not always, a compound of high tension, high anti-knock value, combustible, such as normal butane or isobutane, isopentane or C3 hydrocarbons, is added to mixtures forming gasoline for engines in quantities. sufficient to bring them to a suitable Reid vapor pressure in the range of about 0.42 to 1.12 kg / cm2.
If desired, a fraction of isopentane which has been diverted from the reformer or isopentane from another source can also be added to one or more of the motor gasolines obtained by blending them. Gasoline fractions from refinery stock.
The fractionation of the initial feedstock and that of the reforming apparatus products can be carried out separately. Moreover, in the preferred embodiment of the present invention, the initial feedstock and the reforming product are fractionated separately to remove C3 and lighter hydrocarbons and to give fractions boiling in the range of C4 hydrocarbons, to an ASTM end point of about 71-93 C or to an ASTM end point of about 99 C, reforming feed gasolines and heavier produced gasolines.
The C4 light gasoline fractions at 71 -93 C thus obtained are fractionated together to recover an isopentane fraction and a light cracking feedstock formed from eliphatic hydrocarbons boiling above the isopentane but below the isopentane. C7 hydrocarbons and containing at least most of the normal pentane and saturated aliphatic hexanes of this light gasoline. In the case of the C4 fraction at 9900, the light cracking feedstock obtained by end-to-end separation
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above isopentane and above C8 hydrocarbons.
The invention can be better understood from the following description given with reference to the drawings.
Figure 1 is a diagram showing a preferred arrangement for carrying out the invention.
Figure 2 is a diagram showing in more detail a preferred embodiment of the system for cracking C5 - C6 aliphatic hydrocarbons and recovering valuable products therefrom.
It should be taken into account that the hydrocarbon feed intended for the process of the present invention may in certain cases be derived from sources other than petroleum; it can act, for example, of mixed hydrocarbons recovered from a. roasting of shale or destructive hydrogenation of coal. The feedstock is preferably of petroleum origin, and the invention will be described in its application to such feeds, although it should therefore be understood that this is not the case. a limitation.
Considering Figure 1, a crude petroleum raw material 10 having a wide boiling range, containing gasoline components suitable for reforming feed is subjected to fractionation in a suitable overhead separation plant, from fractional distillation and separation of tars, well known in the art; and this at 10, to remove the C3 and lighter hydrocarbons at 10b and to recover from the raw material a light gasoline fraction containing essentially all of the aliphatic C hydrocarbons. C. to C. or C. to and which is practically free of vC4 - C5, C4 to C6 or C4 to C7, and which is practically free of C3 and lighter hydrocarbons.
The light gasoline fraction preferably confiât essentially all C4 to C6 aliphatic hydrocarbons from the raw material and is practically free of C3 hydrocarbons and more will damage, benzene and C7 hydrocarbons and heavier or more higher boil-. In that case. the fraction of light gasoline 10c will have a 10% ASTI noint
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in the range of about 38 to 60 C and an end point in the range of about 71 to 93 C.
It will be understood that the terms "substantially all" and "substantially free of", used previously and hereinafter with the various fractions specified, are intended to mean that the fraction mentioned contains or is free of the specified carbonaceous material. , within the usual limits of a practical industrial fractional distillation plant.
A higher boiling point gasoline fraction 10d, substantially free of C4 to C6 and lighter hydrocarbons, is also recovered from the raw material, in the preferred embodiment of the invention, or substantially free of. C4 and lighter hydrocarbons and particular hydrocarbon or aliphatic hydrocarbons chosen for the cracking charge, in a wider application form of the invention. In addition, a fraction of virgin gas oil 10e and a fraction of residue 10f, in particular tar, are recovered from the raw material.
All or part of the residue may be subjected to thermal viscosity cracking at elevated pressures and temperatures in 11 to produce thermal gasoline and gas oil or fuel oil suitable as feed material for a heating operation. thermal or catalytic cracking. The thermal cracking is carried out at temperatures of the order of 426 to 593 ° C., usually at pressures above atmospheric pressure, in an installation which is well known in the art and does not require description here. The products resulting from the thermal cracking unit 11 are subjected to a fractionation in 12 to give fractions of gasoline 12b-12c of cycle charge or of gas oil 12d of fuel oil 12e and tar, C3 hydrocarbons and more light being removed by 12f.
If desired, a fraction of light gasoline 12a of similar boiling range and content as the fraction separated from the raw material, for example a fraction containing C4 to C6 hydrocarbons, and
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boiling to an ASTM end point of about 71-93 C (as determined by ASTM distillation) can be recovered from the thermal cracking products, and this fraction can be added with the obtained similar boiling range fraction. of the crude material, a distillation system 17. A higher boiling point thermal gasoline 12b can be added in limited amounts to the final motor gasoline blend in $ 2 (this will be discussed later).
The higher-boiling thermal gasoline is preferably reformed after 12c, either separately or with the straight-run gasoline fraction 10c of the same boiling range recovered from the raw material. .
The virgin gas oil obtained from the raw material is subjected to catalytic cracking at temperatures of the order of 426 to 565 ° C and to pressures of the order of 0.35 to 7 kg / cm2 on a suitable catalyst in 13 to convert to catalytic gasoline 14a, C3 and larger hydrocarbons 14b and cycle charge 14c boiling in the fuel oil and heavy gas oil range. These products are recovered at 14 in a conventional conventional fractional distillation plant. Cycle feed 14c can be further cracked or distilled to provide light and heavy household fuel oils.
Catalytic gasoline 14a can be employed as a separate motor fuel, alone or with thermal gasoline from 12, or it can be added to the final motor gasoline mixture at 25, as will be described hereinafter. Since the C4 fraction at 160-200 F of the catalytic gasoline is of relatively high anti-knock value, it is preferred to use this fraction in the final gasoline blends. However, this is not intended to exclude the possibility, in certain operations, of adding this fraction - or a fraction of boiling range and content similar to those of the fraction of light gasoline recovered from the material.
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raw, and this to the latter for the subsequent processing described below.
If desired, a cycle oil or diesel
12d from theimic cracking can also be subjected to catalytic cracking at 13.
The higher boiling point straight run gasoline fraction 10d, recovered from the raw material, usually contains less than about 1% by weight of the lighter, higher boiling point aliphatic hydrocarbon separated. raw material for inclusion in the cracking feed. Thus, when the light gasoline recovered from the raw material is formed from C4 to C6 aliphatic hydrocarbons, the higher boiling point straight run gasoline fraction will usually contain less than about 10% by weight of C6 or lighter aliphatic hydrocarbons. It is subjected, in part or in whole, to reforming in order to improve its anti-knock value and other characteristics, with a view to its use in fuels for automobiles or for aircraft.
For example, the feed to the reformer may include the entire fraction boiling above the 71-93 C (ASTM) end-point light gasoline fraction, and having an end point in the range d. about 149-210 C (ASTM distillation). Of course only part of this material can be reformed, or various portions, i.e. light and heavy portions of crude oil, can be reformed separately under different conditions. The reforming can be carried out at 15 in a standard installation and under usual processing conditions, well known in the art.
In the less preferred embodiments of the invention, the gasoline fraction fed to the reforming apparatus may be subjected to thermal reforming at temperatures in the range of 4810 to 621 ° C and at temperatures. pressures of the order of 14 to 70 kg / cm2, to form a gasoline of increased anti-knock value.
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The residence time at the reforming temperature is of the order of about 5 to 30 seconds. Thermal gasoline will contain considerable amounts of unsaturated hydrocarbons, as well as aromatics and unconverted paraffinic hydrocarbons.
It is preferred in the present invention to subject the gasoline feed to the reforming apparatus to catalytic reforming on a suitable catalyst having dehydrogenation and aromatization activity, especially activity promoting aromatization of naphthenes to aromatics and. . advantageously an aromatization of paraffinic hydrocarbons to aromatics because it is known to call a dehydrocyclization reaction.
Examples of suitable catalysts are sulphides or oxides of Group VI metals, such as molybdenum oxide, chromium oxide, tungsten or vanadium oxides, or mixtures of these oxides, on suitable supports. , such as activated alumina, bauxite or zinc aluminate. A preferred reforming catalyst consists of about 0.3 to 1.5% by weight of platinum or palladium, deposited on a support, such as alumina or a mixture of silica and alumina.
In some cases, the catalyst may contain small amounts of a halogen or a halogen compound. In general, the catalytic reforming operation can be carried out at temperatures of the order of 454 to 565 C, preferably 468 to 538 C, at pressures of the order of 3.5 to 105 kg / cm2, preferably 7 to 49 kg / cm2, at space velocities on the order of 0.5 to 10, preferably 0.5 to 3 oil feed volumes measured as liquid at 15.5 C ) per hour per total volume of catalyst in the reforming reactor (s), and with hydrogen / hydrocarbon molar ratios of the order of 2 to 20, preferably 4 to 10.
The reforming product is subjected to fractionation at 16 to remove hydrogen at 16a, hy-
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C3 and lighter hydrocarbons in 16b and, in the preferred operation, a 16c light reforming fraction consisting of hydrocarbons boiling in the range of C4 hydrocarbons at an end point (ASTM) of about 71 to 93 ° C, and to provide a stabilized 16d reforming gasoline of higher boiling point.
The 16c light reforming gasoline fraction is, in the preferred form of the invention, essentially free of C3 and lighter hydrocarbons and C7 and heavier hydrocarbons, as well as benzene, while the gasoline of 16d higher boiling reforming is essentially free of hydroca: C6 and lighter aliphatic bides. This fraction contains at least most of the normal pentane and saturated aliphatic hexanes from the reforming gasoline. Or, the light reforming fraction recovered from the reforming product may contain C4-C5 or C4-C7 aliphatic hydrocarbons.
The ASTM end point of the reformed gasoline may be in the range of about 149 to 210 C. All or a significant portion of this 16d gasoline is added at 25 to the final motor gasoline blend. In some cases, a 16e portion of the reforming product may be employed at 26 in a mixture to form aviation gasoline.
Light gasolines containing the aliphatic hydrocarbons removed from the sources indicated above, especially 16c light reforming gasoline from 16, for example C4 gasoline fractions at 71 - 93 C, are subjected to a further fractionation at 17 to provide a normal butane fraction 17a, butylene-isobutsne fraction 17b containing normal butane, isopentane fraction 17c and light cracking feed fraction 17d. In the preferred form of application of the invention, this latter fraction 17d may consist especially of normal pentane and saturated aliphatic hexanes.
In this case, the normal butane fraction may contain small
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quantities of C5 hydrocarbons and lighter hydrocarbons, mainly C3 hydrocarbons not completely removed in the previous stages of fractionation * This fraction 1? a can be removed from the system as such, or it can be added in whole or in part to the final mixture forming gasoline for 25 engines. In certain cases, the C4 fraction can be subjected to a suitable further treatment to remove any C3 hydrocarbons before addition to the gasoline-forming mixture.
The butylene-isobutane-butane fraction 17b will, depending on the efficiency of the fractionation, contain relatively small amounts of C3 and C5 hydrocarbons. This fraction can be removed from the process, but is preferably employed as a portion of an alkylation feedstock, as will be specified later. In some operations, especially when the amount of butylene and isobutane in the feed to the distillation system is small, these materials can be included in the normal butane fraction recovered and added to the final gasoline blend.
When the C4 light gasoline at 71-93 C is derived exclusively from a raw material plus a catalytic reforming product, the olefin content is low and the light cracking feedstock recovered at 17 is made up very largely ( 55-80% by weight) of normal pentane and saturated aliphatic hexanes, although it may in this case contain relatively small amounts of other hydrocarbons, such as cycloparaffins, aromatics and olefins, which would remain due to the practical limits of efficiency of the industrial fractional distillation plant.
When the light thermal gasoline 12a is also fed to the distillation system at 17, the light cracking feedstock will contain certain amounts of olefinic hydrocarbons 0 -ce * As a general rule, in the preferred application form of l 'in
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However, the light cracking feedstock shall contain not more than 10% by weight of isopentane and lower boiling point hydrocarbons and not more than 10% by weight of C7 and lower boiling point hydrocarbons superior.
In some operations, especially when the isopentane content of the light gasoline fed to the distillation system at 17 is insufficient to justify the additional expense required for its separation, the isopentane may be included in the light feed of oracking 17d. . In the preferred form of application of the invention, the light craoking feed contains at least the majority of normal pentane and saturated aliphatic hexanes from the starting raw material or from the starting raw material. reforming apparatus and reforming product. In this case, the fraction has an ASTM end point in the range of about 71 to 93 C.
On the other hand, when it is desired only to subject the straight chain C5 hydrocarbons to cracking, the fraction will have an ASTM end point of about 38 C or slightly higher. When it is desired to crack the normal pentane and the C6 and C7 aliphatic hydrocarbons from the feed to the reformer and the product thereof, the fraction will have an ASTM end point of about 99 C. In this case , the cracking feedstock will contain about 85 to 100% by weight of normal pentane and saturated aliphatic C6 and C7 hydrocarbons, and not more than about 15% of C8 and heavier hydrocarbons.
In accordance with the preferred form of application of the present invention and in the more general aspect thereof, involving the provision, in a refining operation in which gasoline is subjected to reforming, of a process allowing the reduction. the overall volatility of the low octane constituents, as well as the increase in the anti-knock value of the total liquid gasoline produced, it is important
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to remove, for the cracking, the selected low etane number aliphatic hydrocarbons, both from the feed gasoline containing feed to the reforming apparatus, and from the reformed product.
In the broadest forms of application of the invention, the aliphatic hydrocarbon material chosen =: should consist, at least for the most part, of at least one of the materials from the group comprising: chain C5 hydrocarbons straight, especially normal pentane; aliphatic C6 hydrocarbons, especially straight chain, saturated C6 hydrocarbons; and aliphatic C7 hydrocarbons, especially straight chain, saturated C7 hydrocarbons. When only the straight chain C5 hydrocarbons are cracked, it is preferred to at least also remove the straight chain C6 hydrocarbons from the feed to the reformer and the product thereof, in order to obtain an overall value. maximum anti-knock for gasoline in refinery stock.
In this case, the straight chain C6 hydrocarbons removed or the aliphatic C6 hydrocarbons removed can be improved by isomerization or sold separately as a component of reactor fuels.
On the other hand, in this general aspect of the invention involve a combined method for improving a gasoline manufacturing operation with simultaneous manufacture of ethylene and other petrochemicals by pyrolytic cracking of feedstocks. Aliphatic hydrocarbons selected under specially controlled conditions, it is intended that the light cracking feedstock may be derived either from the raw material containing the gasoline feed to the reforming apparatus or from the reformed product, or both.
However, even in this species of the invention, it is preferable to obtain the crking feedstock, the reforming product and, preferably, both the reforming product and the reforming product. the reforming device.
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The aliphatic hydrocarbon material separated from the feedstock to the reforming apparatus and from the reformed product may be subjected to cracking, alone or in admixture with other similar hydrocarbon materials derived, for example, from processing operations. catalytic or thermal cracking of gas oils, natural essences or natural gas essences. The cracking feedstock may also include higher boiling straight chain hydrocarbons from the feed containing gasoline feed to the reformer, or from the product. thereof, or both, in addition to the aliphatic hydrocarbon material of the range of C5 to C7 hydrocarbons.
The light cracking feedstock is subjected to an initial 18 cracking reaction at elevated temperatures, under controlled conditions to effect conversion to a cracked product rich in gaseous olefins and also containing diolefins, aromatics and. certain unconverted paraffinic hydrocarbons as well as lower boiling point paraffins. Although the cracking of the light feed can be carried out in the presence of suitable cracking catalysts, for example silica-alumina catalysts, or mixtures of cracking and dehydrogenation catalysts, it is preferred to conduct the conversion thermally. in the absence of catalysts.
In general, thermal cracking is conducted at temperatures in the range of about 649 to 982 C or higher, preferably 7600 to 871 C, at furnace outlet pressures ranging from slightly less than atmospheric pressure up to 2 atmospheres, preferably from 1 kg / cm2 to 1.75 kg / cm2, and with periods of residence, at the reaction temperature, of the order of 0.1 to 3, from preference of
0.6 to 1.3 seconds.
In general, the required residence period is shorter the higher the reaction temperature employed. It is preferred to add steam 18a
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with the feed to the cracking reactor, the amount of added vapor being generally 30 to 150%, preferably 75 to 125% by weight of the hydrocarbon feed. The cracked products from the pyrolytic cracking unit are immediately cooled to a temperature below the decomposition temperature of the products by injecting a suitable coolant, such as water, into the product stream. in 29. The temperature is reduced below about
7040 to 732 C at this point.
The temperature can be further reduced to about 371 to 4810 by passing the products through an exhaust heat boiler, not shown. The products then pass through a scrubber 19, where some impurities are removed and the temperature is further reduced. The cooling liquid injected into the scrubber can be water or another suitable liquid, such as a light virgin gas oil, a light or heavy gas oil originating from a catalytic cracking operation, or a fraction of aromatic gas oil. It will be understood that the cooling phase can be effected by other suitable means well known in the art, for example solid contact of the reactive product with cold particles of heat transfer.
The cooled cracked product passes through a product recovery and processing system 20, which will be described in more detail with reference to Figure 2.
A fraction of an intermediate gaseous product, rich in ethane, is recovered, along with other products, in the product recovery system. Due to the practical limitations of the fractionation plant, the ethane fraction may contain small amounts of boiling point and higher / lower boiling point hydrocarbons, and a certain amount of ethylene. The 20e ethane fraction is sent to a separate cracking system 21 to effect the conversion to ethylene.
In reaction system 21, it is preferred to subject the ethane to a cracker.
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thermal king at temperatures in the range 704 to 982 C, preferably 784 to 871 C, at furnace exit temperatures ranging from slightly less than atmospheric pressure up to about 2 atmospheres, preferably 1 at 1.75 kg / cm2, and with residence periods, at reaction temperatures, of about 0.2 to 3, preferably about 0.5 to 1.5 seconds. Steam 21a can be added in amounts ranging from 20 to 50 of the feed to the reaction apparatus at 21 along with the ethane fraction 20a.
It is also possible to envisage subjecting the ethane fraction to a catalytic conversion instead of a thermal conversion to form a product rich in ethylene, and this in 21. For example, the ethane fraction can be subjected to a cracking reaction. at high temperatures on a cracking catalyst formed by silica-alumina. Or, the ethane fraction may be subjected to catalytic dehydrogenation by a suitable dehydrogenation lyser at temperatures in the range 4540 to 704 at pressures ranging from below atmospheric pressure to a few atmospheres. , and with periods of residence, at reaction temperatures, of the order of 0.5 to 6 seconds.
Such catalytic cracking and dehydrogenation operations and the conditions and catalysts employed herein are well known in the art. As examples of suitable dehydrogenation catalysts, there may be mentioned catalysts comprising small amounts of Group VI metal oxides, such as chromium sesquioxide and molybdenum oxide, on supports, such as alumina and silica, and magnesium oxide. A: Another suitable catalyst is a mixture of vanadium and aluminum oxides. In such operations, steam or small amounts of oxygen may be added with the feed.
It will be understood that, unless otherwise indicated, it is intended that the term "craoking", as applied to the conversion of the oraoking feedstock
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formed by C5-C6 hydrocarbons, will include, in addition to the initial cracking phase in 18, the catalytic or thermal conversion of the intermediate ethane fraction into a product rich in ethylene, in 21.
The reaction product stream from 21 is immediately cooled to a temperature below the decomposition temperature of the product by injecting a suitable coolant, such as water, into the product stream at 28. The product is cooled to a temperature below about 760 ° C at this point. The product stream - is further cooled by passing through an exhaust heat boiler to about 371-481 C. The product then passes to a scrubber 22 where some impurities are removed and the temperature is further lowered. The coolant at 22 may be similar to that used in scrubber 19.
The cooled product is returned to the product recovery system 20, for the recovery of ethylene and other products, along with those formed in the initial cracking reaction 18. Unconverted ethane can be recycled. until exhaustion to the cracking system in 21. Or, the products coming from this 21, after passing through the exhaust heat boiler, can be sent to a scrubber 19 through 21b, at the same time as the products coming from 18.
In addition to ethylene 20e, other products recovered in system 20 are: fuel gas 20b consisting mainly of methane and containing a certain amount of hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide; butadiene 20c; 20d aromatic essence; a 20f aromatic distillate boiling above the gasoline range (i.e., above about 1490-210 C, ASTM), and propanepropylene and butane-butylene fractions recovered separately or as a single 20g fraction. The propane-propylene fraction can be
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further fractionated to give propane and propylene as additional products.
Aromatic gasoline 20d can contain 75 to 95% aromatic compounds and have a theoretical octane number, with 3 cm3 of tetraethyl lead @, of the order of 104. This gasoline can be treated to remove diolefins and other materials. unstable, as a result of which the theoretical octane number, with 3 cm3 of tetraethyl lead, may be in the range of 110 to 115. It will be understood that the octane numbers, referred to here, are determined according to the method of ASTM Test n D-908-55. The aromatic gasoline can be brought to a suitable end point of the order of 149 to 210 C (ASTM) and added in part or entirely to the final blends to form gasoline for engines or for aviation, respectively in 25 and 26, or partially both.
The aromatic distillate 20f can be sold as such as a valuable petrochemical raw material, which can be treated by oiling for the recovery of pure aromatic compounds, or used as a solvent.
In addition to the aforementioned products, there can be recovered as products, diolefins, such as propadiene, and acetylenes, such as methyl acetylene.
Although, as reported, liquid aromatic essence and aromatic distillate can be obtained from the products of the oracking operation, the conditions for the cracking operation, when set as stated previously, are such that the cracked product consists primarily of hydrocarbons having less than 5 carbon atoms per molecule and containing significant amounts of unsaturated, normally safe, hydrocarbons. A substantial portion of the cracked product preferably consists of unsaturated, normally gaseous hydrocarbons.
The propane-propylene and butane-butylene fractions, resulting from the cracked product, mainly contain pro-
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pylene and butylene with only small amounts of propane and normal butane, diolefins and acetylenics having been removed. The fraotions can be collected separately or together as a single 20g fraction in the system 20. When collected together or in admixture, they constitute an alkylation feed fraction. rich in olefins, suitable, consisting mainly of C3-C4 hydrocarbons but containing small amounts of C2 and C5-C6 hydrocarbons.
In general, the olefin-rich C3-C4 fraction contains at least 70% by volume of unsaturated C3-C4 hydrocarbons. This fraction is subjected to alkylation in unit 23 with a suitable alkylatable hydrocarbon material, giving, on alkylation, an alkylation gasoline of high anti-knock value. Examples of such alkylating materials are isobutane and aromatics, or side chain aromatics boiling in the gasoline range, such as benzene. The alkylation phase results in the formation of an alkylation product rich in branched chain aromatic or aliphatic hydrocarbons, boiling mainly in the gasoline range.
When it is desired to recover propylene as a separate product, the olefinic material subjected to alkylation may comprise C4 olefinic hydrocarbons. The alkylation unit can be of any common type well known in the art, for example sulfuric acid, aluminum chloride or hydrofluoric acid alkylation units.
In the sulfuric acid type process, the reaction temperature is preferably in the range of 4.4 to 21 ° C and the pressure is in the range of 0.35 to 3.5 kg / cm 2. About 50 to 70% by volume of sulfuric acid is used. This acid can be from a concentration of 98 to 100% at the start of the operation up to about a concentration of 90 when it is discharged. A sufficient amount of isoparaffin hydrocarbons is added to the unit to maintain an isoparaffin hydrocarbon / olefinic hydrocarbon molecular ratio on the order of about 4 to 10,
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the unconverted isobutane being recovered and recycled to. unity.
In the case of a hydrofluoric acid alkylation, the reaction temperature is maintained in the range of about 24 ° to 38 ° C. The isobutane 23a for the alkylation phase can be supplied completely from external sources, and in In addition to additional butylenes can be recovered from the initial light gasoline feed and light reforming gasoline in fractionation system 17. As a result, the normal isobutane-butylene-butane fraction 17b from 17b. may be part of the feed to the alkylation unit 23.
The alkylation product obtained in unit 23 is subjected to a fractionation at 24 to remove the hydrocarbons C3 and, if desired, C4 so as to obtain an alkylation gasoline, of high anti-knock value, stabilized, having a ASTM end point in the range of about 149-210 C and a heavy alkylation product boiling over the alkylated gasoline. The alkylated gasoline 24a may be added in part or totally to the final gasoline blends for automobiles or aircraft respectively at 25 and 26, or partially to both.
Propane 24b, butane 24c and heavy alkylation product are removed as separate products from product recovery system 24.
Although, in the preferred form of application of the present invention, the unsaturated hydrocarbons resulting from the cracking operation are subjected to alkylation, according to the more general aspects of the invention, these unsaturated hydrocarbons can be subjected to. other suitable combined reactions, which constitute at least a substantial part of the reactants and are converted under controlled conditions to form a gasoline of lower average volatility and greater anti-knock value than that of the aliphatic hydrocarbon material separated from the streams of feed to reforming apparatus and product, as material
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supply from oraoking.
For example, the C3-C4 ol @ - final fraction can be subjected to thermal polymerization at a temperature of 5930 to 621 C and a pressure of 4.2 to 84 kg / cm2 to form an end point polymerization gasoline of 204 C, which, after percolation through fuller's earth to remove ranges, to a theoretical octane number of the order of 89.
Alternatively, catalytic polymerization over phosphoric acid or sulfuric acid type catalysts can be employed.
For example, in the selective catalytic polymerization of the butylene fraction obtained from the cracked products, with sulfuric acid at 65 to 74 -100 C, with a contact period of 10 to 15 minutes, a conversion of about 85% in a polymerization gasoline containing mainly octenes. This gasoline is hydrogenated at 930C over a platinum-on-charcoal catalyst to provide gasoline with a theoretical octane number of about 99. Or, the olefinic C3 and C4 hydrocarbons, from the cracking products, can be converted. respectively in isopropyl alcohol and in tertiary butyl alcohol.
In this way, for example, the liquid propylene combined with recycle hydrocarbons from the hydration process can be absorbed in 75% sulfuric acid (hydrocarbon / acid ratio of about 1.5). Conversion to propylene ester occurs at a temperature of about 29 C. The mixture is diluted with water to an acidic concentration of about 35%, and hydration is performed at about 93 C. From l Isopropyl alcohol is recovered by steam rectification and, on further distillation, diisopropyl ether is also recovered.
These two compounds constitute interesting mixture components, of high anti-knock value, for motor fuels. By appropriate adjustment of the acid concentration and the temperature, the relative proportions of diisopropyl ether and isopropyl alcohol in the
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product can be changed. Or, the propylene in the cracking products can be converted to these same products by direct catalytic hydration of propylene in the presence of vapor over a tungsten oxide catalyst. Isobutylenes in the cracking products can be converted to tertiary butyl alcohol by a process similar to that described above.
Or, isobutylenes can be converted to tertiary butyl acetate by suitable combination reactions well known in the art. Tertiary butyl acetate is a valuable blending component for leaded gasolines when used in small quantities. For example, when 0.75% by volume of tertiary butyl acetate is added to an oatalytic reforming product having a theoretical octane number of 105 with 3 ml of tetraethyl lead, the theoretical octane number is increased. about 1.5.
The theoretical octane number of the mixture, for diisopropyl ether, isopropyl alcohol and tertiary butyl alcohol, when mixed in an amount of 10% by volume , with a catalytic reforming gasoline of theoretical octane number of 100 (with 3 ml of tetraethyl lead), was 120.7, 113.7 and 111.7, respectively.
According to one aspect of the invention, unsaturated C2 hydrocarbons can also be subjected to the combined operation, as can C3-C4 hydrocarbons. It will be understood that the term "combined reaction", as used herein, is intended to cover any reaction in which the specified unsaturated hydrocarbon feedstock is subjected to conversion, in one or more phases, either alone or. with suitable added reactants, to form a normally liquid, higher boiling point product boiling in the gasoline range and having a high anti-knock value, and a composition particularly suitable for use as a gasoline. mixture component in motor gasolines, of high anti-knock value.
The foregoing expression is intended to encompass any-
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any of the various processes mentioned above, including alkylation.
It will be understood that the exact sequence of distillation by which the light cracking feedstock is isolated from the raw material containing the feed to the reforming apparatus and from the reforming product may differ somewhat. of that described above. For example, the raw material containing the gasoline feed to the reformer can be subjected to one or more ming / separation operations to remove C3 and lighter hydrocarbons therefrom and to provide a feed of the reformer. gasoline for the reforming machine. Likewise, the reforming product may be separately subjected to one or more separation operations to remove C3 and lighter hydrocarbons and to provide a stabilized reformed gasoline.
The aliphatic hydrocarbon (s) chosen for cracking can be removed from the raw material containing the feed to the reforming apparatus or from the reforming product or both in one of the separation operations mentioned above. -before. C4 hydrocarbons can also be removed separately from the raw material containing the feed to the reformer or from the reforming product, preferably both, during the aforementioned separation operations.
Likewise, the aliphatic cracking feed material can be separated from the first manner containing the gasoline feed to the reforming apparatus and the reformed product, by means other than distillation alone. , for example an extra% ion by solvent or the use of molecular sieves, or a combination of these two methods with distillation. Such methods of separation are well known in the art.
Although, in most operations according to the present invention, the cracking feedstock consists substantially entirely of boiling hydrocarbon material.
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in the range of C5 to C7 hydrocarbons, it is intended that, in certain cases, a hydrocarbon material boiling outside this range may also be subjected to cracking, in admixture with the C5 to C7 hydrocarbons. For example, virtually all of the straight chain C5 and heavier hydrocarbons can be removed from the gasoline feed to the reformer or from the reforming product or both, and used as the cracking feedstock. .
This separation can be carried out by means of solvent extraction or, by use of molecular sieves, such as natural chabazite, selective synthetic zeolite or selective alumina silicate.
For example, a straight run naphtha of the end point range C5 to 1930C can be contacted in vapor phase: at about 232 C with calcium alumina silicate ') - ;. granular, formed of porous crystals having pore diameters of about 5 Angstroms. The adsorbent acts to selectively adsorb virtually all straight chain, normally liquid hydrocarbons, i.e., C5 and heavier hydrocarbons, in gasoline. The straight chain hydrocarbons are removed from the adsorbent at 288 * 0 with steam.
The fully straight chain hydrocarbon fraction is employed as a pyrolytic cracking feedstock, while the remaining gasoline not adsorbed by the molecular sieve is reformed to improve its anti-knock value.
It will be noted that FIG. 1 represents a general diagram relating to a complete refining operation, carried out on a crude petroleum or on a crude petroleum fraction. The crude fraction entering at 10 is converted by a series of processing steps including fractional distillation, thermal cracking and catalytic cracking of components heavier than gasoline, and catalytic reforming of straight-run gasoline components. , with or without cracked essences, on
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catalysts of the aromatization type. A number of products result from this, such as light C3 and higher hydrocarbons turning into fuel gas, normal butane, thermal and catalytic gas oils and fuel oils, tar and a variety of gas fractions. gasoline.
All of these gasoline fractions, derived from any or all of the reactions of catalytic cracking, thermal cracking, reforming, isomerization, alkylation, gas polymerization and other reactions form of gasoline, as well as isopentane, hydrocarbons
C4 and other tension compounds of high antiknock value will supplement what is known as a pool or aggregate store of refinery gasolines. Relatively small amounts of straight run gasoline or absorber gasoline recovered from refinery gas streams may constitute one or more of the gasoline fractions in refinery inventory.
Although for simplicity the various gasoline streams are shown in Figure 1 as passing directly to a mixture forming motor or aviation gasoline at 25 and 26 respectively, it will be understood that the various components forming the refinery gasoline stock may be stored separately or partially mixed together, prior to blending to give end gasoline products. Instead of two blends of gasoline, the refinery can prepare several blends from the components of the gasoline stock. For example, two or more engine gasolines of different octane ratings and possibly different boiling ranges can be combined.
In addition, the refinery can provide for the blending of aviation fuels with a higher anti-knock value and an even different boiling range.
Although, according to the present invention, it is preferred to remove from the system the ethylene formed in the cracking operation, in the form of a product, according to a general aspect of the invention.
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a large part of the ethylene can also be converted into gasoline of high anti-knock value by a suitable combined reaction. This ability to use ethylene in the manufacture of another valuable product, during periods when demand for ethylene is low in the market, is a remarkable feature of the combined manufacturing process of ethylene and ethylene. essence of the present invention.
In general, the most suitable vapor pressure for motor gasoline varies, with climatic and seasonal conditions, within the range of 0.42 to 1.12 kg / cm2 of Reid vapor pressure. For example, at altitudes substantially at sea level, vapor pressures found satisfactory for common automobiles during the summer months range from about 0.42 to 0.7 kg / cm2, while , last the winter months, vapor pressures in the range of 0.7 to 1.12 'are satisfactory. It has been found that, during the summer months, the factor which usually limits the maximum allowable Reid vapor pressure is the vapor buffer or vapor-lock forming in gasoline dispensing pumps and in automobiles.
The colder seasons last, the limiting factor is usually the problem of ice formation in automotive carburetors. Ice formation or icing in a carburetor can be encountered during relatively cold periods when humidity is relatively high and when gasoline has high volatility. It has been found that, under other equal conditions, the difficulties due to icing in the carburetors increase with increasing Reid vapor pressure, as well as with decreasing average boiling point of gasoline.
As straight chain C5 and C6 hydrocarbons contribute somewhat to gasoline volatility, their removal from the final gasoline-forming mixture allows incorporation.
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higher amounts of C4 hydrocarbons for the same final Reid vapor voltage. In addition, since the removal of straight chain hydrocarbons from the final blend results in an increase in the ASTM mean boiling point of gasoline, it has been found that a higher Reid vapor pressure and hence , even larger amounts of C4 hydrocarbons can be used at least during the non-summer months, without increasing carburetor icing tendencies.
In addition, during the summer months, the overall volatility characteristics of gasoline are improved.
Although, as previously reported, isopentane can be included in the light gasoline cracking feedstock, it is preferred, due to the relatively high anti-knock value of l. isopentane, add this material to at least one of the final gasoline blends. In the case of an aviation gasoline mixture, isopentane is employed to the exclusion of C4 hydrocarbons in order to provide the desired Reid vapor voltage. In some cases, it may be necessary to feed additional isopentane from an external source to provide the vapor pressure required for aviation gasoline.
It is intended to use materials other than buta gasoline as tension materials for the forming mixtures. In general, the tension material employed in accordance with the process of the present invention should be a volatile combustible material having a substantially greater anti-knock value than that of the straight chain hydrocarbon material which is stripped from the raw material comprising. the supply of gasoline to the reforming apparatus and of the reforming product, for cracking. As examples of suitable tensioning materials other than normal butane and isobutane and other than C4 hydrocarbons, there may be mentioned C3 hydrocarbons, especially propanes, and isopentane.
Although it is usually desirable to put under
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voltage for most motor gasolines, this is not always the case, as noted above. The present invention is therefore not considered to be limited to the use of additions of tension materials to the final gasoline blends.
The type of cracking reaction involved in the process of the present invention and the products derived therefrom are illustrated in the following examples, in which two light cracking charges are subjected to pyrolytic cracking at a maximum furnace tube temperature of approximately 79300 (tube outlet), at a pressure of 1.4 kg / cm2, at a vapor / hydrocarbon ratio of 1/1 and with a residence time in the cracking zone of the order mentioned above. Light gasoline feed A has an API gravity of 78, and an initial boiling point, 10% point and final point (ASTI-1) of 42, 50.5 and 85 C.
Light gasoline feed B has an API gravity of 75.3 and an initial boiling point, a point for 10% and an end point (ASTM) of 54.4, 62.75 and 112, 75 C, respectively. The compositions of these light gasoline feedstocks are given in Table I.
<Desc / Clms Page number 34>
TABLE I Composition of specific light cracking feedstocks
EMI34.1
<tb>
<tb> Components <SEP> Power <SEP> of gasoline
<tb> A <SEP> B
<tb>
EMI34.2
in weight)
EMI34.3
<tb>
<tb> Propylene <SEP> 0.7 <SEP> 0.1
<tb> Isobutane <SEP> 0.6 <SEP> 0.4
<tb> Butane <SEP> normal <SEP> 0.6 <SEP> --Isopentane <SEP> 3 <SEP> 7.3
<tb> Pentane <SEP> normal <SEP> 26.3 <SEP> 43.9
<tb> Olefins <SEP> C5-C6 <SEP> 2.7 <SEP> 0.2
<tb> Hexane <SEP> normal <SEP> 19.7 <SEP> 14
<tb> 2,2-Dimethyl <SEP> butane <SEP> 1 <SEP> 0.2
<tb> 3-Methyl <SEP> pentane <SEP> 9.7 <SEP> 5
<tb> 2,3-Dimethyl <SEP> butane <SEP> 1.8 <SEP> 0.8
<tb> 2-Methyl <SEP> pentane <SEP> 14.5 <SEP> 8.1
<tb> Methyl <SEP> cyclopentane <SEP> 6.2 <SEP> 4.4
<tb> Cyclopentane <SEP> 2.2 <SEP> 1.8
<tb> Cyclohexane <SEP> 0.6 <SEP> 2,
9
<tb> Cyclo-olefins <SEP> C5-C6 <SEP> dienes <SEP> and
<tb> aromatics <SEP> 0.4 <SEP> --Benzene <SEP> 4.9 <SEP> 1.1
<tb> Heptane <SEP> normal <SEP> --- <SEP> 4.2
<tb> Paraffins <SEP> C7 <SEP> 0.8 <SEP> ---
<tb> 2-Methyl <SEP> hexane <SEP> --- <SEP> 2
<tb> Paraffins <SEP> C8 <SEP> 0.4 <SEP> ---
<tb> 3-methyl <SEP> hexane <SEP> --Paraffins <SEP> C9 <SEP> 0.3 <SEP> --Paraffins <SEP> C10 <SEP> 0.2 <SEP> ---
<tb> 2,2-Dimethyl <SEP> pentane <SEP> --- <SEP> 0.1
<tb>
EMI34.4
2,3-Dim4thy1 pentane --- 1,2 2,4-Dimethyl pentane --- 0,2 cycloperaffins C7 and lighter 2,3 ---
EMI34.5
<tb>
<tb> 3-Ethyl <SEP> pentane <SEP> --- <SEP> 0.1
<tb> Toluene <SEP> 0.5 <SEP> --Alcoyl <SEP> C8 <SEP> benzene <SEP> C, 3 <SEP> ---
<tb>
EMI34.6
6 'yl C benzene 0.2 ---
EMI34.7
<tb>
<tb> @@ <SEP> identification <SEP> 0,
1 <SEP> --Total <SEP> 100 <SEP> 100
<tb>
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The breakdowns of the products from the cracking operation are given in Table II
TABLE II Breakdown of cracking products
EMI35.1
<tb>
<tb> Components <SEP> Power <SEP> of gasoline
<tb> A <SEP> B
<tb>
EMI35.2
- # - ############################ z by weight)
EMI35.3
<tb>
<tb> Ethylene <SEP> 25.8 <SEP> 26.7
<tb> Hydrogen <SEP> 0.8 <SEP> 0.8
<tb> Methane <SEP> 13.4 <SEP> 13.1
<tb> Acetylene <SEP> 0.5 <SEP> 0.5
<tb> Ethane <SEP> 3.4 <SEP> 4.8
<tb> Propylene <SEP> 17.9 <SEP> 21.6
<tb> Propadiene <SEP> 0.2 <SEP> 0.2
<tb> Methyl <SEP> acetylene <SEP> 0.5 <SEP> 0.4
<tb> Propane <SEP> 0.4 <SEP> 0.6
<tb> Butylenes <SEP> 7 <SEP> 5.6
<tb> Butadiene <SEP> 4 <SEP> 3.7
<tb> Isobutane <SEP> normal <SEP> 0.2 <SEP> 1,
8
<tb> Pentanes <SEP> and <SEP> compounds <SEP> superior <SEP> 25.9 <SEP> 20.2
<tb> Total <SEP> 100 <SEP> 100
<tb>
Referring now to Fig. 2, there is presented a diagram showing in more detail a preferred arrangement of the light gasoline cracking system and the feed preparation, product recovery and processing system used in conjunction. to this cracking system. The towers used for the distillation system shown at 17 in Figure 1 are shown at 30, 31 and 32 in Figure 2. The charge
EMI35.4
A light cracking feed consisting mainly of C4 to C6 aliphatic hydrocarbons enters the butane separation tower 30 through line 33.
C4 and lighter hydrocarbons exit at the top of tower 30 through conduit 34 to go to isobutane separation apparatus 31, part of the
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overhead material being discharged through line 35 after condensation in condenser 36. Isobutane and butylenes are removed from the top of tower 31 through line 38 and can be fed through 38a to the alkylation unit, as reported. previously. Normal butane is removed from the bottom of tower 31 through line 39 and can be used for pressurizing the final gasoline blends at 25 and 26 in Figure 1.
In some operations, the isobutane separation apparatus can be omitted and the entire C4 hydrocarbon fraction can be recovered from the top of the butane separation tower 30. A fraction consisting primarily of C5-C6 hydrocarbons but containing small amounts of lighter and heavier hydrocarbons passes from the bottom of tower 30 through line 37 to isopentane separator 32. A fraction of isopentane is removed from the top of tower 32 through line 37. pipe 40, while part of the head material is discharged through pipe 41 after condensation in condenser 42. The residue from tower 32 discharges through pipe 43 and is pumped by pump 44 to the cracking system thermal 18, with introduction of steam at 43a.
Although a single cracking furnace is shown at 18 in Figure 2, it will be understood that the thermal cracking system can encompass the use of a number of tubular-type reaction furnaces, usually arranged in parallel. For example, the reactant can pass in parallel through 17 tube type furnaces. The furnaces are designed in such a way that the temperature of the reactant gradually increases and approaches the maximum desired temperature at such a point in each reactor.
In order to avoid excessive side reactions leading to the formation of tar and coke, it is important to prevent the reactant from reaching the maximum temperature or experiencing a temperature drop at an intermediate point in the reaction system. -
<Desc / Clms Page number 37>
tion.
In furnaces which require shutdown to allow removal of coke deposits from the tubes, at periodic intervals, for example every 30 to 60 days, provision may be made to allow removal of the coke from the tubes. tubes without interruption in order to obtain a continuous operation, an additional furnace which will be operated together with the 17 furnaces in a spin-type operation involving the use of the 17 reactors for the cracking reaction, while the coke is removed from the tubes in the remaining reactor.
Cracked products from cracking reactors. 18 are cooled by water injection at 29, to a temperature below 732 C, and sent to one or more cooling boilers 120, in which the temperature is further reduced to 371 -481 by steam generator. The cracked products then pass through a conduit 45, with the introduction of steam at 45a, to a gas scrubber 19, where the gases are purified by a countercurrent circulation of a hydrocarbon 19a having a boiling range. tion from 232 to 343 C. This hydrocarbon is recirculated and acts to further cool the effluent from the furnace, to absorb the resinous material formed by polymerization and to remove the carbonaceous material carried away from the reactors.
If desired, water can be used as the scrubbing liquid in tower 19 instead of gas oil, which scrubbing liquid can be discharged through 19b. The clean gases are sent through line 47 through condenser 48 to separator 49. Heavy hydrocarbon condensate from separator 49 passes through line 50 to rectifier 51. The condensate is steam rectified to remove butane and lighter materials, and rectified liquid is sent through line 52 to recycling tower 106.
The vapor coming from the separator 49 leaves it through the pipe 53 and is joined through the pipe 54 by the vapors coming from the rectification device 51. The gas is compressed in one or more
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two stages in 55. The purpose of this compression is to raise the level of pressure on the volatiles to that required for their separation by fractional distillation at low temperature and at high pressure. Multi-stage compression of the gaseous material from gas scrubber 19 with cooling and separation (not shown) between the stages is desirable in order to avoid high temperatures occurring. would be polymers.
Water re-cut from the intermediate separators is rejected. The hydrocarbon condensate recovered from the intermediate separators is pumped to the outlet pipe from the neighboring compression stage, where its spongy effect is used. The compressed material, including condensate from the final compression stage, passes through refrigerant 56 where it is cooled to about 18.3 C, and then into separator 57. The purpose of the cooling phase at 56 is to condense as much propylene and heavier hydrocarbon material as possible, thereby excluding them from the methane separation apparatus 69.
The condensate consisting mainly of propylene and heavier hydrocarbons passes through line 58 to a washing with water and caustic soda being carried out in one or more drums 59. The liquid hydrocarbons are washed with an aqueous solution of caustic soda. and then with water for the purpose of removing hydrogen sulfide and other acidic material. The washed hydrocarbons are sent through line 60 to the pre-fractionator 61, where the ethane and lighter materials are removed at the top through line 62 to go to the suction of compressor 55.
The pre-fractionator residue containing propylene and heavier hydrocarbons passes through line 63 into the butane separator 86. The pressure of the refractionator is set at about 20 kg / cm2. The peak temperature is not allowed to fall below approx.
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15.5 C, to avoid hydrate formation. The background temperature in the pre-fractionation apparatus is kept below 126.5 ° C. in order to avoid polymerization of butadiene in the reactants. Deposits from the ethane separation apparatus 78 are fed to the pre-fractionator through line 84 at a rate sufficient to allow proper control of the bottom temperature.
The overhead products from separator 57 pass through line 64 to a water and caustic soda washing tower 65, where the vapors are washed with caustic soda and water and sent through line 66 to one or more desiccators 67 The hydrocarbons are passed through a suitable drying agent, such as a synthetic alumina waste drying agent, bauxite or activated alumina. The function of the desiccators is to lower the dew point of the gas sufficiently to prevent hydrate formation in the low temperature installation following the desiccators. The dried stream is sent through line 68 to a series of refrigerants (not shown) and cooled to a temperature of the order of -62 ° C., then sent to a methane separation apparatus 69.
This tower is designed to minimize the loss of ethylene to tail gas, while removing virtually all methane and lighter hydrocarbons from the deposits produced. The overheads of the methane separator 69 are cooled by ethylene evaporation to -101-0, and the tower is subjected to reheating by propylene condensation (reboiler 69a). The pressure of the methane separator can be about 34.5 kg / cm2 and the bottom temperature can be on the order of 15.5 C -. A combustible gas consisting mainly of methane and hydrogen is removed through line 70 from the top of the methane separator 69, and this gas can be used as a fuel in cracking furnaces.
Deposits from the separation device
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of methane consist mainly of ethylene, ethane, C4 and C4 hydrocarbons, with a small amount of C5 and heavier hydrocarbons. The deposits from the methane separation tower 69 pass through line 71 into the ethane separation apparatus
72 which can operate at a pressure of the order of 28 kg / cm2, with an overhead product temperature of the order of -9.4 ° C to -4 ° C, and a deposit temperature of the order by 77 C.
The head products of tower 72 consisting mainly of ethylene and ethane with certain impurities pass through the conduit
73 to an ethane and ethylene separation tower 74, which can operate at a pressure of the order of 7 kg / cm2, with an overhead temperature of the order of -60.5 C and a deposit temperature of 1 ': - order of -40'C. The reheating and condensing functions can be combined in a heat pump arrangement, in which the overhead vapor is compressed in 127 to a pressure of about 20.5 kg / m 2 and condensed in the reboiler 129 to give heat for reheating. Head product leaves tower 74 through the conduits
75 and 134 to an acetylene conversion phase 76.
The acetylene conversion can be of a common type known in the art.
The hydrocarbon stream is subjected to moderate hydrogenation over a suitable catalyst to effect selective hydrogenation of the acetylene content of the stream without significant hydrogenation of olefins and diolefins. Catalysts known in the art, which are suitable for this operation, consist of nickel, platinum, iron, cobalt and noble metal oxides on suitable supports, such as silica, pumice stone, carbon. of wood and alumina. Examples are catalysts comprising 3 to 10% of cobalt molybdate on activated alumina or 3 to 10% of a mixture of iron and nickel on pumice stone.
Suitable operating conditions vary with the catalyst in the range of about 37 to 316 C, with pressures of about 0 to 105 kg / cm2, usually less than 14 kg / cm2, and space velocities on the order of. 30C
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at 1500 volumes of gas (measured at standard conditions) per hour per volume of catalyst. The reactant feed should contain about 10 to 50% by volume hydrogen.
If the cracked gas does not contain enough hydrogen, it can be added through line 133. In some operations, small amounts of water vapor can be supplied to the hydrogenation reactor with the feed. If desired, other means of removing acetylene from cracked gases can be substituted for the hydrogenation unit. For example, the mixed gas may be subjected to selective pass-through oxidation, along with sufficient oxygen to oxidize the contained hydrogen and acetylene, over a catalyst, such as activated alumina. temperatures of the order of 343 to 39900 and at pressures close to atmospheric pressure.
The effluent from the acetylene conversion phase 76 is cooled to approximately -32 ° C. and fed through line 135 to an overhead separation apparatus 77 in order to separate the methane and the soils at a lower point. On boiling, ethylene produced. The head product separation apparatus 77 can operate at a pressure of the order of 23.5 kg / cm2 with a deposit temperature of the order of = 20.5 C to -17.5 C and a temperature of head products of the order of -26 C to -29 C.
The reheating heat (reboiler 77a) is provided by propylene condensation and the overhead condenser is cooled by refrigerant propylene. The overhead products from tower 77, containing methane, ethylene and a lower boiling point material, pass through line 78 to the suction of gas compressor 55. The tail products are tower 77 pass through line 79 to the bottoms distillation apparatus 80 in order to separate the heavy soils from the ethylene produced. The bottoms distillation apparatus 80 can operate at a pressure of the order of 19 kg / cm2, with a deposit temperature of the order of -20.5 C, at
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23.5 C and an overhead temperature of the order of -29 C to -31.5 C.
The reheating heat is provided by propylene condensation and the overhead condenser is cooled by refrigerant propylene. The bottoms of the bottoms still 80 consist essentially of ethylene which is removed from the system through line 81. The bottoms of tower 80 contain a mixture of ethylene and ethylene. ethane are returned through line 82 to the ethane and ethylene separation tower 74. A fraction of ethane is removed from the bottom of tower 74 through line 83, and this fraction is sent to the cracking system d ethane 21.
The ethane cracking system can consist of one or more tube-type furnace reactors. For example, the ethane can pass through three tube furnaces in parallel, with a fourth furnace provided for spinning type operation, to allow continuous operation during periods of coke removal from the furnace tubes. The reaction products from oven 21 are cooled by injecting water at 28, as soon as they leave the oven in order to reduce the temperature below 732 C, and they pass through one or more cooling boilers 125 where the temperature is further reduced to 371 -481 C by generation of steam.
The cracked products then join the cracked products from the naphtha cracking section and pass into the gas scrubber 19 where they are purified and further cooled.
The tail products from the ethane separator 72, consisting mainly of C3 and C4 hydrocarbons with small amounts of C- and heavier hydrocarbons pass through line 84 into the butane separator 86. The butane separator is also fed with the pre-fractionation stream 63 from the pre-fractionator 61, which is of similar composition. A part of
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deposits from the ethane separator 72 pass through line 85 to the pre-fractionation tower 61.
This lightweight material is fed therein to lower the reheating temperature of this pre-fractionation tower and to prevent the formation of polymers caused by high temperatures. The butane separation apparatus 86 achieves a clean separation between the butadiene and pentadiene components of the feed streams.
The butane separator 86 can operate at a pressure of the order of -13.5 kg / cm2 with a bottoms temperature of the order of 168-171 ° C and a temperature of products 1 of. head of the order of 51.5 to 54.5 C. The heat for reheating is supplied by steam, and the overheads are condensed in a water-cooled condenser. The overhead products from tower 86, which are substantially free of C5 and heavier hydrocarbons, pass through line 87 to a propane separator 88 which can operate at a pressure of the order of 17.5 kg / cm2 / with a tail-product temperature of 1 twist from 99 to 101.50 and a top-product temperature of the order of 43 to 46 C.
The propane separation apparatus 88 separates the methyl acetylene from the butadiene from the feed stream. The overhead condenser of the propane separator 88 uses water as the cooling medium, and the heat for reheating is provided by steam. Overheads consisting mainly of propane and propylene and containing relatively small amounts of impurities, such as methyl acetylene and propadiene are removed through line 89. This stream is sent to the methyl acetylene removal stage. and propadiene. For example, the stream can pass through the hydrogenation reactor 92 where the methyl acetylene and the propadiene are selectively hydrogenated.
Steam 90b for the conversion is obtained from the deoxygenation reactor 90 in which hydrogen 90a is fed and where a platinum catalyst favors.
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a reaction between hydrogen and small amounts of oxygen and carbon monoxide present. The oxygen and carbon monoxide conversion phase can be of a common type well known in practice. The temperature of this phase can be around
121 C and the pressure can be about 24.5 kg / cm2. The conversion process may be of a common type well known in the art and may be the same process as that described for the acetylene conversion phase 76. If desired, other means of removal. methyl acetylene and propadiene can be substituted for the hydrogenation unit.
For example, methyl acetylene and propadiene can be removed by absorption or extraction. The effluent from the conversion phase 92 passes through line 93 and through condenser 94 to the fractional propylene distillation column 95. Light soils introduced with the stream of hydrogen, such as methane and ethane, are removed from the top of tower 95 through the conduit
96 and pass to compressor 55. Tower 95 can operate at a pressure of the order of 24 kg / cm2, having a temperature of about 42.5 C at its top and a temperature of about 59.5 C at the top. its base.
The propane-propylene fraction removed from the bottom of tower 95 can be withdrawn from the system at this point and ultimately used as a portion of the feed to the alkylation unit or further fractionated to produce an essential propylene stream. - neat and a stream of propane-propylene, as shown in Figure 2. The tail products of tower 95 are sent through line 97 to the propane and propylene separation apparatus 98. This apparatus can be operated. at a pressure of the order of 21 kg / cm2 with a temperature at the base of the order of 54.5 * C and a temperature at the top of 49 * 0. The reheating heat is supplied by steam and the overhead product is condensed in a water-cooled condenser.
Substantially pure propylene party product is removed through line 99. A tail product fraction, formed from propane and propylene, is removed.
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through line 100 and is ultimately used as feed for the alkylation unit. Propylene can be removed as one of the burning products. If desired, the separation apparatus 98 can be omitted and the full stream of propanepropylene can be employed as the alkylation feedstock. The fraction of deposits from the propane separation apparatus 88, mainly consisting of butylene and butadiene, is sent through line 101 to the recovery of butadiene 102.
The C4 fraction is sent to a butadiene extraction unit from which are recovered butadiene, as product, which is removed through line 103, and a butane-butylene fraction which is removed through line 104 and used as a portion of the charge to the alkylation unit ,. The butadiene extraction unit may be of a common type well known in the art. For example, the extraction can be carried out using an aqueous and ammoniacal solution of cuprous acetate or by using furfuraldehyde as an extracting solvent. The product deposits from the butane separation device 86, containing C5 and C6 hydrocarbons and having a higher boiling point, are sent through line 105 to recycling tower 106.
This recycling tower can operate at a pressure of the order of 0.5 kg / cm2 with a top temperature of about 102 C. Steam is injected into the inlet pipe of the reboiler, in order to maintain the temperature. bottoms below about 215.5 C. A 204 C and above fraction of an aromatic distillate is removed through line 107. The overhead product from tower 106 passes through line 108 to a heater 109 or. it is heated to a temperature of about 173.5 to 204.5 ° C, and vaporized. The vaporized effluent passes through line 110 to earth treatment tower 111. Tower 111 is maintained at a pressure of about 2.8 to 3.5 kg / cm2 and at a temperature of the order of 1490 to 204 C.
The diolefins present in the overhead product of the recycling tower 106 are polymerized in the tower 111 in a good manner.
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known in practice. The contact material in tower 111 may consist of Attapulgus earth or bauxite. The treated stream is sent through line 112 to recycling tower 113 in order to recover an aromatic essence which is removed at the top through line 114 and an aromatic distillate which. is removed by 115. This recycling tower can operate at a pressure of about 0.5 kg / cm2, having a top temperature of the order of 126.500 and a bottom temperature of the order of 200 C.
EXAMPLE 1
As an example of the operation according to the combined process of the present invention, the treatment of 32,589 Hl per day of a mixture of paraffinic crudes, mixed base crudes, and naphthenic crudes may be considered in conjunction with Figure 1. The crude material is fractionated in still 10 to remove C3 and lighter hydrocarbons and to provide about 7790 Hl of waste tar, about 6200 Hl of virgin gas oil, about 1987 Hl of boiling fraction. in the C4 range at 79.5 C, and about 6089 Hl of a heavier gasoline feed to the reformer (79.5 to 187.5 C).
The virgin gas oil -: and the thermal gas oil having a boiling range of approximately 2380 to 538 C are subjected to a catalytic cracking under usual conditions in a catalytic cracking unit with moving bed in 13. Approximately 4530 Hl of gasoline Catalytic having the properties indicated in Table V are recovered catalytic cracking products by distillation at 14. This gasoline is added to the final engine gasoline mixture at 25.
The residue is subjected to thermal viscosity reduction at 11 to produce additional catalytic cracking charge. About 429 Hl of thermal gasoline (79.5 -187.5 C) are also formed, and this gasoline is added along with the heavier feed gasoline to the reforming apparatus, to the reforming unit. 15. In addition, about 151 Hl of petrol
<Desc / Clms Page number 47>
slight mics are formed; they are added to the distillation system 17 at the same time as the C4-79.5 C fractions from the crude material and from the reforming.
The resulting 6518 Hl of thermal and straight run gasolines, available as reforming feed, boil in the range 79.5 to 187.5 C by ASTM distillation and are practically free of C5-C6 aliphatic hydrocarbons or containing less About 10% by weight thereof.
This gasoline stabilized at a thermal octane number with 3 cm3 of tetraethyl lead of 70. This gasoline feed is reformed on a catalyst of the aromatization type, comprising about 0.6% by weight of platinum impregnated on 1 '. alumina.
The reforming conditions are: 35 kg / cm2 of pressure, a hydrogen / hydrocarbon molar ratio of 9, a space speed / temperature ratio maintained in the range of 0.5 to 2 (volume of oil per hour per volume of catalyst) and a temperature of 454 to 526 C, with formation of a reforming product containing gasoline with an end point of 193 C which, at a Reid vapor pressure of 0.7 kg / cm2, would have an octane number theoretical, with 3 cm3 of tetraethyl lead, of about 102. The reforming products are subjected to fractional distillation to remove C3 and lighter hydrocarbons and an aliphatic hydrocarbon fraction boiling in the C4 hydrocarbons at about 79.5 C.
Also recovered from the distillation of the high pressure reforming products are approximately 4155 Hl of stabilized reforming gasoline, API gravity 40, end point 71 to 193 C, having an index of. Theoretical octane, with 3 cm3 of tetraethyl lead, of 103.3. Such sterilized reforming gasolines are substantially free from aliphatic C5-C6 hydrocarbons, containing less than 10% by weight thereof. Stabilized reorming gasolines are added to the 25 engine gasoline blend.
<Desc / Clms Page number 48>
The 79.5 C C4 light reforming gasoline fractions from the high pressure reforming phase amounted to about 1256 Hl. These light reforming fractions are subjected to fractional distillation in System 17, along with 151 Hl of C4-79.5 C thermal gasoline and 1987 Hl of light straight run gasoline.
The following are recovered from the distillation system 17:
EMI48.1
<tb>
<tb> Total, <SEP> Party <SEP> of <SEP> total <SEP> from <SEP>; <SEP>
<tb> from <SEP> product <SEP> of <SEP> reforming
<tb> Hl <SEP> light <SEP> Hl
<tb>
<tb> Fraction <SEP> C4 <SEP> normal <SEP> 477 <SEP> 108
<tb> fraction <SEP> iso-C <SEP> + <SEP> C4 <SEP> (including
<tb> 163 <SEP> Hl <SEP> are <SEP> of <SEP> isobutane) <SEP> 270 <SEP> 159
<tb> Fraction <SEP> of isopentane <SEP> 477 <SEP> 166
<tb> Pentane <SEP> normal <SEP> + <SEP> hexanes
<tb> aliphatic <SEP> saturated <SEP> 1270 <SEP> 731
<tb>
The isopentane and normal butane fractions are added to the motor gasoline mixture at 25. The butylene-isobutane fraction is added to the alkylation reactor 23.
The normal hexane-pentane fraction contains less than about 5% by weight of O4 and lighter hydrocarbons and less than about 10% by weight of benzene and C7 aliphatic hydrocarbons and higher. Equal parts by weight of this fraction and the steam are fed to the vapor-free pytolytic cracking reactors are fed to the reactors - the pytolytic cracking itself in 18. The operating conditions in the cracking reactor are: inlet temperature of 149 C, and maximum temperature, reached near the outlet of the coil, of 828C; inlet and outlet pressures, respectively 5.6 and 1.4 kg / cm2; and residence time of the reactants in the reactor of about 1 second at temperatures of the order of 1490 to 828 C.
The cracked product is cooled to a temperature of about 732 C by injecting water at 19 and then cooled in a permanent heat boiler. due until 371 to 481. The cracked products are sent to the product recovery system 20 where approximately 2059 Hl
<Desc / Clms Page number 49>
of a fraction of ethane (including recycling at a rate of 882 Hl) are recovered and subjected to pyrolytic cracking in the cracking reactors in 21. Steam is added to the ethane at the rate of about 30 % by weight of the hydrocarbon feed.
The operating conditions in the ethane reactor are: temperature: - entry of 15.5 C and 854.5 reached near the outlet of the coil; inlet and outlet pressures of 3.85 and 1.4 kg per cm2 respectively; dwell time of reactants in the reactor of about 1 second in the temperature range of 15.5 to 854.5 C.
About 675 Hl of propane-propylene and butanes-butylene hydrocarbons are recovered from the product recovery system 20. The olefin content of these fractions is about 90% by volume. This material is fed to the alkylation unit 23 at the same time as 270 El of the fraction of butylene-isobutane recovered in the distillation system 17. About 588 Hl of isobutane coming from an external source are also fed to the. unit of alkylation. The alkylation is carried out at a temperature of about 12.5 'and a pressure of about 3.5 kg / cm 2 in the presence of about 50 to 55% by volume of a 99- sulfuric acid catalyst. 89%.
The alkylation products are subjected to 24-fractionation to recover alkylation gasoline, a heavier alkylation product, propane and butane, as products. If desired, the amount of alkylating gasoline can be increased by also alkylating unsaturated C3 - C4 hydrocarbons from the catalytic cracking products. This fraction can be alkylated separately or at the same time as unsaturated C3 - C4 hydrocarbons from the pyrolytic cracking products.
The product recovery system 20 is operated in the manner previously described to recover the various products shown in Figure 1. The resulting products
<Desc / Clms Page number 50>
combined light gasoline and alkyl cracking operations. tion are as follows:
EMI50.1
<tb>
<tb> Gas <SEP> fuel <SEP> 22.604 <SEP> kg
<tb> Propane <SEP> 1113 <SEP> liters,
<tb> Butane <SEP> 477 <SEP> liters
<tb> Ethylene <SEP> (purity <SEP> of <SEP> 99.8%) <SEP> 39.592 <SEP> kg
<tb> Butadiene <SEP> (purity <SEP> of <SEP> 99.5%) <SEP> 5526 <SEP> kg
<tb> Gasoline <SEP> aromatic <SEP> 389 <SEP> Hl
<tb> Distillate <SEP> aromatic <SEP> 111 <SEP> Hl
<tb> Gasoline <SEP> of alkylation <SEP> 1208 <SEP> Hl
<tb>
Aromatic essence and alkylating essence are added to the mixture:
25, and their properties, as well as those of the other components of the final gasoline-forming mixture, are given in Table III.
<Desc / Clms Page number 51>
TABLE III
EMI51.1
Components of the mrlane fonmr.mt petrol-for engines
EMI51.2
<tb> Component <SEP> Gasoline <SEP> Gasoline <SEP> of <SEP> Gasoline <SEP> Gasoline <SEP> Isopen- <SEP> Hydro- <SEP> Gasoline <SEP> Mixture
<tb> cracked <SEP> reforming <SEP> of <SEP> aromati-- <SEP> of alkyl.a-- <SEP> tane <SEP> c.
<SEP> C4 <SEP> of absorb- <SEP> total
<tb> catalyti- <SEP> high <SEP> that <SEP> gadfly <SEP> ption
<tb>
EMI51.3
¯ just 'pressure¯¯ - - ¯¯¯¯¯¯ ##### ####### #######
EMI51.4
<tb> Quantity <SEP> in
<tb> the <SEP> mix, <SEP> Wire <SEP> 4530 <SEP> 4165 <SEP> 389 <SEP> 1748 <SEP> 477 <SEP> 1488 <SEP> 397 <SEP> 13194
<tb> Properties <SEP> API <SEP> 58 <SEP> 40 <SEP> 38.4 <SEP> 71.5 <SEP> 95.7 <SEP> 76 <SEP> 58
<tb> Distillation <SEP> ASTM
<tb> Point Boiling <SEP> <SEP> initial <SEP> 46 <SEP> 71 <SEP> 42 <SEP> 58 <SEP> 40.5 <SEP> 40.5
<tb> 10% <SEP> 63 <SEP> 71 <SEP> 76.6 <SEP> 54.5 <SEP> 51.5
<tb> 50% <SEP> 110 <SEP> 114.5 <SEP> 91., 5 <SEP> 73.4 <SEP> 99
<tb> 90% <SEP> 179.5 <SEP> 132 <SEP> 132.5 <SEP> 110 <SEP> 150.5
<tb> point <SEP> final <SEP> 201.5 <SEP> 193.5 <SEP>, <SEP> 141 <SEP> 204.5 <SEP> 154.5 <SEP> 190.5
<tb> Voltage <SEP> of <SEP> steam
<tb> Reid,
<SEP> kg / cm2 <SEP> 0.37 <SEP> 0.28 <SEP> 0.45 <SEP> 0.28 <SEP> 1.4 <SEP> 3.5 <SEP> 0.7 <SEP> 0.86
<tb> Clue Octane <SEP>
<tb> theoretical
<tb> + <SEP> 3 <SEP> om3 <SEP> lead
<tb>
EMI51.5
tetiahbyl 89.3 101 103.6 95 93 95 73 94.5
EMI51.6
<tb> + <SEP> 2.6 <SEP> cm3 <SEP> lead
<tb> tetraethyl <SEP> 96 <SEP> 1 () 3.3 <SEP> 104.2 <SEP> 104 <SEP> 102 <SEP> 103 <SEP> 88 <SEP> 100.4
<tb>
EMI51.7
m includes 540 Hl of alkylation product resulting from alco: rlation of unsaturated C3 - C4 hydrocarbons.
EMI51.8
<tb> res <SEP> from <SEP> of <SEP> on <SEP> phase <SEP> of <SEP> cracking Catalytic <SEP>.
<tb>
<Desc / Clms Page number 52>
A small quantity of absorption gasoline is re-charged by treating the wetted gas streams from refinery gas production units, such as diesel thermal and catalytic cracking units. The absorbent gasoline can be conveniently added to the final gasoline mixture, although this is not essential.
In addition to the C4 hydrocarbon fraction recovered in the distillation system 17, approximately 1009 Hl of C4 hydrocarbons (approximately 96% normal butane) from an external source are added to the final gasoline blend at 26. to give a Reid vapor pressure of 0.86 kg / cm2. This is an average of the Reid vapor pressures considered satisfactory for annual gasoline production. The amount and properties of the final gasoline blend resulting from the combined process of the previous example are given in Table III.
EXAMPLE 2 In another example, 32,589 Hl of the crude mentioned in Example 1 are separated into the same fractions as those mentioned in Example 1, except that instead of the C4 -79.5 C fraction, a Fraction C-93 C is removed, this fraction amounting to about 2655 Hl, leaving 5421 Hl of heavier gasoline feed to the reformer from an end point of 93 to 188 C.
From the products resulting from the reduction in viscosity of the residue fraction, about 383 Hl of 93-188 C end point thermal gasoline is separated and added to the heavier gasoline feed to the reformer, and about 197 Hl of C4-93 C light thermal gasoline are separated and added to the distillation system 17 along with the C4-93 C fraction from the crude.
The resulting 93 -188 C thermal straight-distillation reformer feed was essentially free of C5-C7 aliphatic hydrocarbons, containing less than about 10% by weight thereof, and amounted to 5805 E1. . This
<Desc / Clms Page number 53>
The feed is reformed under the same conditions as those given in Example 1 to provide about 4539 Hl of reforming gasoline free of C3, and in this case comprising the C5 to C7 hydrocarbons.
The total feed to the distillation system 17 consists of 2655 Hl of C4-93 C light straight run gasoline and 197 Hl of C4-93 C thermal gasoline. The following are recovered from the distillation system 17:
EMI53.1
<tb>
<tb> Fraction <SEP> C4 <SEP> normal <SEP> 278 <SEP> Hl
<tb> Fraction <SEP> Iso-C4 <SEP> + <SEP> C4 <SEP> (including <SEP> 63.6 <SEP> Hl
<tb> are <SEP> of <SEP> the iso-C) <SEP> 111.3 <SEP> Hl
<tb> Fraction <SEP> Iso-C5 <SEP> 310 <SEP> Hl
<tb> C5 <SEP> normal <SEP> + <SEP> hexanes <SEP> and <SEP> heptanes
<tb> aliphatic <SEP> saturated <SEP> 1955 <SEP> Hl
<tb>
The fraction of @ eptane-pentane, comprising the light thermal gasolines and direct distillation, is subjected to pypolytic cracking under the same conditions as those given in Example 1.
The ethane recovered from the product recovery system 20 is cracked in the reactors 21. The propane-propylene and butane-butylene fractions, recovered from the system 20, amount to 579 Hl and are alkylated in unit 23 with the 111.3 Hl of butylene-isobutane fraction recovered from the distillation system 17, together with a sufficient quantity of external isobutane to achieve the desired alkylation.
The products resulting from the combined operation of light gasoline cracking and alkylation are recovered from the system 20 as follows:
EMI53.2
<tb>
<tb> Gas <SEP> fuel <SEP> 20.385 <SEP> kg
<tb> Propane <SEP> 1589 <SEP> liters
<tb> Butane <SEP> 477 <SEP> liters
<tb> Ethylene <SEP> (purity <SEP> of <SEP> 99.8%) <SEP> 36.874 <SEP> kg
<tb> Butadiene <SEP> (purity <SEP> of <SEP> 99.5) <SEP> 5118 <SEP> kg
<tb> Gasoline <SEP> aromatic <SEP> 359 <SEP> Hl
<tb> Distillate <SEP> aromatic <SEP> 10.335 <SEP> liters
<tb> Gasoline <SEP> of alkylation <SEP> 1192.5 <SEP> Hl
<tb>
<Desc / Clms Page number 54>
The aromatic gasoline and the alkylation gasoline are added to the final gasoline mixture at 25.
Absorbent gasoline is also added as in Example 1, and a sufficient amount of butanes is added to stress the final mixture to a Reid vapor pressure of about 12.3. The components of the final gasoline-forming mixture are given in Table IV.
TABELAU IV
EMI54.1
<tb>
<tb> Components <SEP> " <SEP> of <SEP> mix <SEP> final <SEP> forming <SEP> gasoline <SEP> of <SEP> example <SEP> 2.
<tb>
EMI54.2
Components Tension of Indiég; ± 8gne Quantity, vapor ### Eoque vapor 30m3 Reid, Net lead of Hl kg / em2 ethyl ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯ ¯¯ ethylē¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯
EMI54.3
<tb>
<tb> Gasoline <SEP> cracked
<tb> catalytically <SEP> 0.37 <SEP> 89.3 <SEP> 96 <SEP> 4531
<tb> Gasoline <SEP> of <SEP> reforming
<tb> to <SEP> high <SEP> voltage <SEP> 0.38 <SEP> 95 <SEP> 102 <SEP> 4539
<tb> Gasoline <SEP> aromatic <SEP> 0.44 <SEP> 103.6 <SEP> 104.2 <SEP> 359
<tb> Gasoline <SEP> of alkylation <SEP> 0.28 <SEP> 95 <SEP> 104 <SEP> 1733
<tb> Isopentane <SEP> 1.4 <SEP> 93 <SEP> 102 <SEP> 310
<tb> Hydrocarbons <SEP> C4 <SEP> 0.35 <SEP> 95 <SEP> 103 <SEP> 1574
<tb> Gasoline <SEP> absorption <SEP> 0.7 <SEP> 73 <SEP> 88 <SEP> 397
<tb> Mixture <SEP> total <SEP> 0.86 <SEP> 92,
6 <SEP> 100 <SEP> 13.443
<tb>
EXAMPLE 3
As a further example of the advantage of the process of the present invention over prior processes, consider treating a gasoline feedstock consisting of about 93% straight run gasoline and about 7% straight run gasoline. thermal gasoline. This gasoline has an API gravity of 60 and boils in the range C3 to 188 C. This feedstock is processed in the following various ways.
A - The gasoline feedstock is fractionated to remove C3 and lighter hydrocarbons and to provide approximately 2138 Hl per day of a 04-79 C light gasoline fraction and approximately 6519 Hl per day of a heavier gasoline fraction 79 - 188 C. The latter fraction, which has a tea-octane number
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Rique with 3 cm3 of approximately 70 tetraethyl lead is subjected to catalytic reforming as described in Example 1.
Rowing 167 El of isopentane and 4165 Hl of reforming gasoline stabilized with an end point of 71 -193 0 are recovered from the reforming product and mixed with the C4-79 C light gasoline fraction in the final gasoline-forming mixture. engine. Likewise, 358 Hl of C4 hydrocarbons are recovered from the reforming products, but only 111.3 Hl of these can be added to the final gasoline blend within the carburetor icing limits set for the finished gasoline.
B - The gasoline feed is fractionated to remove C3 and lighter hydrocarbons and to recover approximately 389 El per day from a fraction of C4 hydrocarbons, 310 Hl per day from a fraction of isopentane, 1439 Hl per day of a fraction C5-C6 containing aliphatic hydrocarbons other than isopentene and 6519 Hl per day of a heavier gasoline fraction with an end point of 79 -188 C. This latter fraction is reformed under the same conditions as 'in A. The C5-C6 fraction from straight-run gasoline and from the recycling of light reforming product is subjected to isomerization over a catalyst formed by a noble metal at about 399 C, at a pressure of 17.5 kg / cm2 and at a space velocity of 2 volumes per hour per volume of catalyst, to produce 2162 Hl of light gasoline containing about 70% isomers.
The light gasoline produced from the isomerization, the initial isopentane fraction and the end point catalytic reforming product of 65 to 193 C (including the isopentane formed in the reforming) are mixed together into the final gasoline mixture. . Likewise, about 326 Hl of the initial C4 hydrocarbon fraction is added to the final mixture. All of this is all that can be used within the limits of carburetor icing.
C - The gasoline feedstock is fractionated to remove C3 and lighter hydrocarbons and to provide
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389 Hl of a fraction of C4 hydrocarbons, 310 Hl of a fraction of isopentane, 1438 Hl of a fraction containing the hydrocarbons
Aliphatic C5-C6 other than isopentane, and 6519 Hl of gasoline feed (79 -188 C) to the reformer. These fractions are treated as indicated in Example 1, the reforming conditions being the same as in A. The pyrolytic cracking feed is made up of the 1438 Hl of aliphatic C5-C6 hydrocarbons other than isopentane, from the gasoline feed, and by the 731 El of a similar fraction from the catalytic reforming product.
The conditions for the cracking operations of light gasoline and alkylation are the same as in the preceding examples; - of operation according to the process of the invention. In this case, the gasoline resulting from the thermal or catalytic cracking of the gas oil and the residual portions of the crude are not added to the final gasoline mixture.
The components of this final mixture are:
Reforming product 71 -193 C 4166 Hl / day
Alkylation product (57 -204 C) 1208 Hl / day
Isopentane 477 Hl / day
Aromatic essence (42 -141 C) 389 Hl / day
Hydrocarbons C4 985 Hl / day, Total: 7225 Hl / day
In the case of each gasoline-forming mixture, a sufficient quantity of C4 hydrocarbons was added from sources belonging to or outside the process, to provide a final gasoline having the same volatility characteristics from the point of view of icing in the process. the carburetor.
Because the gasoline mixture C had an average boiling point of 50% higher, it was possible to blend it at a high Reid vapor pressure - while still providing engine gasoline of satisfactory volatility characteristics - than in e case of species A and B. Productions and properties
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of the products resulting from processes A, B. and C are summarized in Table V.
TABLE V Properties and productions of gasoline for engines
EMI57.1
<tb>
<tb> Process <SEP> A <SEP> B <SEP> C
<tb> Quantity <SEP> of <SEP> mix <SEP> final <SEP> forming
<tb> gasoline, <SEP> H1 / day <SEP>, <SEP> 7314 <SEP> 7139 <SEP> 7225
<tb>
EMI57.2
Quantity of exterior C4 hydrocarbons 675
EMI57.3
<tb>
<tb> in <SEP> on <SEP> mix, <SEP> Hl / day <SEP> 375
<tb>
<tb>
EMI57.4
Total hydrocarbons 0.
in the mixture, EI / Day 501 326 986 mixture, H1 / day 501 326 986
EMI57.5
<tb>
<tb> Voltage <SEP> of <SEP> steam <SEP> Reid <SEP> of <SEP> mix,
<tb> kg / cm2 <SEP> 0.75 <SEP> 0.75 <SEP> 0.94
<tb> Clue Octane <SEP> <SEP> theoretical <SEP> +
<tb> 3 <SEP> cm3 <SEP> of <SEP> lead <SEP> tetraethyl <SEP> 98.7 <SEP> 101.5 <SEP> 103.3
<tb>
It will be understood that the examples of operating conditions, arrangements of apparatus and applications of the invention
EMI57.6
ua are only 111'nstratifs and are not intended to limit the invention.
RE-Vblqi-) i C.N-U 10 NS
1. In a refining operation in which a hydrocarbon gasoline feed is subjected to a reforming operation under controlled conditions to give a gasoline product of improved anti-knock value, the process allowing the increase of the overall anti-knock value and the decrease in the overall volatility, due to the low octane constituents, of the total liquid gasoline produced in the refining operation, which process comprises separating from the feedstock containing the gasoline. feed of reforming and of the reforming product, of at least the greater part of at least one of the aliphatic hydrocarbon materials contained chosen from the Group comprising C5 straight chain hydrocarbons, C6 straight chain hydrocarbons,
branched chain C6 hydrocarbons, straight chain C7 hydrocarbons and branched chain C7 hydrocarbons; cracking the aliphatic hydrocarbon material thus separated at an elevated temperature to convert it to a product rich in gaseous olefins, and
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applying to a substantial part of these gaseous olefins a combined reaction in which these olefins gazauses constitute at least a substantial part of the reactants, under conditions controlled to form a gasoline product of medium volatility weaker and of higher detonating antiparea value than the aliphatic hydrocarbon material
2.
In a refining operation in which mixed hydrocarbon fractions of different boiling points are subjected to a series of refining treatment stages, in order to prepare a series of gasoline fractions forming a refinery stock, each of these fractions ultimately being used as a component in at least one final gasoline product, and in which one of these processing steps involves reforming a relatively low antistatic value gasoline feed fraction at a temperature - raised to give a reformed gasoline product of improved anti-knock value,
a process allowing the increase of the overall anti-knock value of all of these gasoline fractions of the refinery stock and the reduction of the overall content of these fractions of at least the straight-chain aliphatic hydrocarbons boiling in the range of C5 to C7 hydrocarbons, this process comprising: separating from the crude fraction containing this gasoline feed fraction and from the reformed gasoline product, at least the majority of at least minus one of the straight chain aliphatic hydrocarbon materials contained therein, falling within the range of C5 to C7 hydrocarbons;
cracking the aliphatic hydrocarbon material thus separated at an elevated temperature controlled to convert this material into a product rich in gaseous olefins; applying to at least a substantial portion of these gaseous olefins, an alkylation in the presence of an alkylatable material, suitable to form an alkylation gasoline of high entraining value; the recovery of this gasoline alkylation; and the use of this
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gasoline as one of the gasoline fractions forming a refinery stock.
3. In a refining operation in which a gasoline feed is subjected to a reforming operation under controlled conditions to give a reformed gasoline product of improved anti-knock value, the improvement which comprises: separation from the feedstock containing reforming feed gasoline and reforming product, at least the major portion of at least one of the straight chain aliphatic hydrocarbon materials contained therein, falling within the range of C5 to C7 hydrocarbons; cracking this separated aliphatic hydrocarbon material at elevated temperatures to convert it to a point rich in gaseous olefins;
the application to at least a substantial part of these gaseous olefins of a combined reaction in which the gaseous olefins constitute at least a significant part of the reactants, under conditions controlled to form a gasoline product of medium volatility lower and of higher average anti-knock value than the separated aliphatic material; recovering this gasoline product and admixing at least a substantial part thereof with at least a substantial part of the reforming gasoline from which this aliphatic hydrocarbon material has been separated;
andadding to the mixture a volatile combustible tension material to bring the mixture to a Reid vapor pressure in the range of about 0.42 to about 1.12 kg / cm2, satisfactory for motor gasoline, this <tension material having a significantly higher anti-knock value than the separated aliphatic hydrocarbon material.
4. In a process for manufacturing high anti-knock value gasoline in which a petroleum gasoline feed is subjected to a reforming operation under controlled conditions to give a gasoline product of anti-detonation value. improved, the improvement combined with this process,
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which comprises: fractionating the feed containing the reforming feed gasoline and the reforming product to remove at least the majority of the normal pentane and the saturated aliphatic hexanes contained therein, to provide a feed of cracking feed consisting mainly of C5-C6 aliphatic hydrocarbons; cracking this cracking feedstock at a controlled elevated temperature to convert this feed to a product rich in gaseous olefins;
the alkylation of at least a substantial portion of these olefins, with a suitable hydrocarbon material which may be alkylated, resulting in alkylation of hydrocarbons of high octane number and gasoline boiling range, so that an alkylation product is formed; separating, from this alkylation product, an alkylation gasoline fraction of high anti-knock value;
mixing at least a substantial portion of this fraction of alkylating gasoline with at least a substantial portion of the gasoline product resulting from reforming, which remains after removal of the C5-C6 hydrocarbons; and adding a sufficient quantity of C4 hydrocarbons to the resulting mixture to bring it to a Reid vapor pressure in the range of about 0.42 to about 1.12 kg / cm2, so as to provide a gasoline of high anti-knock value and satisfactory volatility characteristics for use as motor fuel.
5. A combined process for the manufacture of ethylene and a high anti-knock engine fuel from a gasoline feedstock, which comprises: reforming at least the majority of that fuel. gasoline feedstock under conditions adjusted to give a reformed product containing reforming gasoline of improved anti-knock value; separating from at least one of this reformed product and this gasoline feedstock, at least most of at least one of the hydrocarbon materials
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aliphatics contained therein, falling within the range of hydrocarbons
C5 to C7;
pyrolytic cracking of the aliphatic hydrocarbons thus separated, at flame temperatures of about
704 to about 9540 and under controlled conditions to convert these materials into a cracked product consisting primarily of hydrocarbons having less than 5 carbon atoms per molecule and containing significant amounts of gaseous olefins, especially ethylene ; application to this cracked product of a separation operation to recover therefrom essentially pure ethylene as product and a rich gaseous feedstock and at least one olefin from the range of C3-C4 olefins ;
and applying to the last-mentioned feedstock a combined reaction in which the constituents of the latter feed constituting at least a substantial part of the reactants, to form a gasoline product having volatility lower average and a higher antiknock value than the separated aliphatic hydrocarbon material.
6. In a refining operation in which mixed hydrocarbon fractions from different boiling points are subjected to a refining process stage greenhouse to prepare a series of gasoline fractions forming a stockpile. refinery, each of these fractions being ultimately used as a component in at least one final gasoline product, and in which one of these processing phases involves a re-forming of a gasoline feed fraction of anti-explosive value relatively low at elevated temperature to give a reformed gasoline product of improved anti-knock value, a process for increasing the overall anti-knock value and decreasing overall volatility, due to the low octane constituents, all the gasoline fractions in the refinery stock,
while also making ethylene as a product, said process comprising: applying to the hydrocarbon fraction containing the feed to the gasoline reformer at least one separation step
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to provide a fuel supply for the reforming apparatus; reforming the latter feed at an elevated temperature under controlled conditions to achieve conversion to a reformed product containing gasoline of significantly improved anti-detonation value; applying to the reformed product at least one separation operation to remove at least C3 and lighter hydrocarbons and to provide stabilized reforming gasoline;
separating from the material treated in at least one of the separation operations, at least the major part of at least one of the aliphatic hydrocarbon materials contained therein, falling within the range C5 to C7 hydrocarbons; pyrolytic cracking of the aliphatic hydrocarbon materials thus separated, at temperatures in the range of from about 704 to about 954 C and under conditions controlled to convert these materials into a cracked product consisting mainly of hydrocarbons having less of 5 carbon atoms per molecule and containing significant quantities of gaseous olefins, in particular ethylene;
to this cracked product, a separation operation to recover therefrom essentially pure ethylene as product, and an alkylation feedstock, rich in at least one olefin from the range of C3-C4 olefins; applying to the last-mentioned feed alkylation with a suitable alkylatable material to form an alkylation gasoline of high anti-knock value; the recovery of this gasoline alkylation; the use of this gasoline as one of the gasoline fractions of the refinery stock; the use of the remaining stabilized reforming product as another gasoline fraction from the refinery stock.
7. A process according to claim 6, characterized in that the aliphatic hydrocarbon material which is subjected to cracking is separated from the reformed product, and in that at least substantial parts of the alkylating gasoline and of the gasoline. gasoline
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of stabilized reforming are mixed together in at least one final mixed engine gasoline.
8. In a refining operation in which crude petroleum fractions are subjected to a series of refining processing stages to prepare a series of gasoline fractions forming a refinery stock, each of these fractions ultimately being used as a component. in forming at least one final mixed gasoline by blending, wherein at least one of the final mixed gasolines is brought to a Reid vapor pressure of about 0;
42 to 1.12 kg / cm2 by including a volatile combustible tension material having a substantially higher anti-knock value than normal pentane and straight chain aliphatic hexanes and heptanes, and in which further one Processing stages involve the reforming of a gasoline feed fraction at an elevated temperature in the presence of a reforming catalyst to form a reformed gasoline product of improved anti-knock value, a process allowing the '' increase in the overall anti-knock value and decrease in the overall volatility, due to the constituents of low octane number, of all the gasoline fractions forming the refinery stock,
quickly to allow the inclusion of an increased total amount of the tension material in all of the final mixed gasolines requiring tensioning, while at the same time allowing the manufacture of ethylene as a product, this process comprising : separation from this reformed gasoline product of at least the major part: at least one of the low 3 octane aliphatic hydrocarbon materials contained therein, selected from the group comprising pentane normal, straight chain C6 hydrocarbons, branched chain C6 hydrocarbons,
Straight chain C7 and branched chain C7 hydrocarbons;
cracking of the aliphatic hydrocarbon material thus separated,
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at an elevated temperature set to convert it into a product rich in gaseous olefins, in particular ethylene; applying to this cracked product a separation operation in order to recover therefrom ethylene as product, and a gaseous feedstock rich in at least one olefin from the range of C3-C4 olefins;
the application to at least a significant part of this feedstock, of a combined reaction in which the constituents of the latter feedstock constituting at least a significant part of the reactants, with a view to forming a gasoline product having a lower average volatility and a higher anti-knock value than the separated aliphatic material; recovering gasoline from this combined reaction; the use of this gasoline as one of the gasoline fractions of the refinery stock.
9. A combined process for making ethylene and a motor fuel of high antiknock value and suitable volatility characteristics, from a gasoline feedstock, which process comprising: from this gasoline feedstock, at least the major part of at least one of the low octane aliphatic hydrocarbon materials contained therein, falling in the range of C5 to C7 hydrocarbons;
applying to the gasoline feedstock, after separation from the straight chain hydrocarbon material, reforming under controlled conditions to form reforming gasoline of significantly increased anti-knock value; separating from this reforming gasoline at least the majority of at least one of the low octane number aliphatic hydrocarbon materials contained therein falling within the range of C5 to C hydrocarbons; application to the aliphatic hydrocarbon material separated from the feed;
feed gasoline and reforming gasoline, cracking at high temperatures to convert it into a cracked product containing significant amounts of gaseous olefins,
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especially ethylene; the application to this cracked product of a separation operation with a view to recovering essentially pure ethylene as product, and of a fraction rich in olefins, consisting of at least one olefin from the range C3-C4 olefins; alkylating this olefin-rich fraction with an alkylatable hydrocarbon material suitable for producing, by alkylation with this olefin-rich fraction, an alkylating gasoline rich in branched chain hydrocarbons;
recovering this alkylating gasoline and admixing at least a substantial part thereof with at least a substantial part of the reforming gasoline from which the straight chain hydrocarbon material has been separated; and adding to the mixture a volatile combustible tension material to bring it to a Reid vapor pressure in the range of about 0.42 to 1.12 kg / cm2 satisfactory for motor gasoline, this tension material having a significantly higher anti-knock value than the separated straight chain hydrocarbon material subjected to cracking as before.
10. A process according to claim 9, characterized in that the tension material is a volatile hydrocarbon material.
11. In a process in which a petroleum gasoline fraction is reformed at elevated temperatures in the presence of pressurized hydrogen over a catalyst having high aromatization activity, to form a reforming product containing a high anti-knock velocity gasoline, and which comprises: the fractionation of a charge the improvement combined with this process / of petroleum re-forming feed to remove therefrom the C3 and lighter hydrocarbons and a light gasoline fraction formed hydrocarbons boiling in the range of C4 hydrocarbons up to about 71 to about 93 C, and to provide a higher boiling gasoline fraction as feed for reforming;
the
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fractionation of this reforming product to remove C3 and lighter hydrocarbons and a light reforming product fraction, consisting of hydrocarbons boiling in the range of C4 hydrocarbons up to about 71 to about 93 C, and to produce curing a reforming gasoline of higher boiling point; fractionation of these light gasoline and light reforming product fractions, in order to recover an isopentane fraction and a cracking feedstock boiling essentially in the range of aliphatic hydrocarbons above isopentane and lower than C7 hydrocarbons and containing at least the majority of normal pentane and hexane from these light gasoline fractions;
cracking the cracking feedstock at elevated temperatures to convert it to a cracked product rich in unsaturated gaseous hydrocarbons; the application to this product of a separation operation to recover therefrom ethylene as a product and a feed: of alkylation consisting of a key-final hydrocarbon material having 3 or 4 carbon atoms per molecule; the alkylation of this alkylation feed with an alkylatable material suitable to produce, by alkylation with this feed, an alkylation product containing substantial quantities of a material in the boiling range of 1 gasoline and of high anti-knock value;
recovering the alkylation gasoline of high anti-knock value from the alkylation and mixing at least a substantial part of this alkylation gasoline with at least a substantial part of the isopentane fraction and at least a significant portion of the heavier reforming gasoline;
and adding C4 hydrocarbons to the resulting mixture in an amount sufficient to give a Reid vapor pressure of the mixture, of the gemstone of about 0.42 to about 1.12 kg / cm2, such that normal pentene and hexane from the reforming feed and products thereof are converted to higher value products, while
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relatively large amounts of C4 hydrocarbons are incorporated into the final gasoline-forming mixture, which is of high anti-knock value and good volatility characteristics for use in gasoline engines.
12. A combined process for the manufacture, from a mixed hydrocarbon feedstock, of unsaturated gaseous hydrocarbons and gasoline of high antiknock value and having satisfactory volatility characteristics for use as gasoline. for engines, this process comprising: the fractionation of this feedstock to remove therefrom the C4 and lighter hydrocarbons, an isopentane fraction and a C5-C6 aliphatic hydrocarbon fraction containing at least the most of the normal pentane and saturated aliphatic hexenes from this feed and to provide a feed fraction for the reforming apparatus, boiling essentially below about 210 ° C;
reforming the feed fraction intended for the reforming apparatus under these controlled conditions to form a reforming product of significantly increased anti-knock value; fractionation of the reforming product to remove the C hydrocarbons, and lighter ones, an isopentane fraction and a C5-C6 aliphatic hydrocarbon fraction containing at least most of the normal pentane and aliphatic hexanes saturated from the reforming product and to provide a stabilized reformed gasoline which is substantially free of at least normal pentane and saturated aliphatic hexanes;
applying at least to normal pentane and saturated aliphatic hexanes recovered from the feedstock and reforming product, cracking at an elevated temperature under controlled conditions to achieve substantial conversion to a high temperature cracking product. holding large quantities of gas olefinic hydrocarbons; Applying to the cracked product a separation operation to provide ethylene as product and an olefin-rich fraction.
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fines mainly containing hydrocarbons falling within the range of C3-C4 hydrocarbons;
the alkylation of this olefin-rich fraction with a suitable alkylatable hydrocarbon material to produce, on alkylation with this olefin-rich fraction, an alkylation product containing significant amounts of branched-chain hydrocarbons of high anti-knock value of the gasoline boiling range; separating an alkylation gasoline of high anti-knock value from this alkylation product;
mixing at least a significant portion of this alkylation gasoline with at least a significant portion of the stabilized reformed gasoline and at least a significant portion of the isopentane recovered from the feedstock and from the reforming product and adding C4 hydrocarbon material to the mixture to bring it to a Reid vapor pressure in the range of about 0.42 to 1.12 kg / cm2, satisfactory for motor gasoline, so as to provide gasoline of An engine of high anti-knock value and having volatility characteristics suitable for use as motor gasoline.
13. A method according to claim 12, characterized; in that the higher boiling point feed fraction for the reforming apparatus is reformed on a reforming catalyst suitable to promote conversion of naphthenes to aromatics at elevated temperatures in the range of about 454 to 593 C and at pressures in the range 3.5 to 70 kg / cm2, in the presence of hydrogen in an amount of about 0.5 to 20 moles per mole of hydrocarbon feed, cracking, - C5 aliphatic hydrocarbons -C6 being conducted at temperatures in the range of approximately 7040 to 954 C.
14. A process according to claim 12, characterized in that the cracked product is subjected to a separation phase to recover as products, ethylene, butadiene, an aromatic gasoline, an aromatic distillate boiling above
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the boiling range of gasoline for engines, and an olefin-rich fraction containing significant amounts of propylenes and butylenes, the latter fraction being alkylated as before with an isoparaffinic material which consists mainly of ' iacbutane, the aromatic essence being added to the mixture of stabilized reformed gasoline, alkylated gasoline, isopentane and C4 hydrocarbon material.
15.A process according to claim 6, characterized in that butadiene is separated from the cracked product as a separate product, in addition to methylene, and in that the olefin-rich alkylation feed is subjected to. to alkylation with the addition of isobutane.
* 16. A process according to claim 6, characterized in that in the fractionation of the hydrocarbon fraction containing the feed to the gasoline reforming apparatus, O3 and lighter hydrocarbons are removed and a fraction of es - light gasoline boiling in the excellent range of C4 hydrocarbons to an end point of about 71 to 99 C is recovered in addition to the gasoline feed to the reforming apparatus, and this light gasoline fraction is further fractionated together with a light reforming fraction to separate hydrocarbons
C4, which are subjected to cracking;
and, in the fractionation of this reformed product, C3 and lighter hydrocarbons are removed and a light reforming fraction boiling in the range of C4 hydrocarbons to an end point of about 71 to 99 C is recovered in addition of the stabilized reforming gasoline, this light reforming gasoline further being fractionated together with the light gasoline fraction.
17. A combined process for making, from a petroleum gasoline feedstock, petrochemicals and motor fuel of high anti-knock value and suitable volatility characteristics, said process comprising : fractionation of the feedstock to remove C3 and lighter hydrocarbons and to provide
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light gasoline fraction containing boiling hydrocarbons in the range from C4 hydrocarbons up to about 71 to
93 C and a heavier gasoline fraction boiling above r from about 71 to 93 C and having an ASTM end point in the range of about 149 to 210 C;
fractionating this light gasoline fraction together with a light reforming product to provide a normal butane fraction, a butylene-isobutane fraction, an isopentene fraction and a light cracking feed consisting primarily of straight chain C5-C6 hydrocarbons; reforming this heavier gasoline on a catalyst having aromatization activity at temperatures in the range of about 454 to 593 C and in the presence of hydrogen under pressure to form a gasoline-containing reforming product of high anti-knock value;
fractionation of this reforming product to remove C3 and lighter hydrocarbons and to provide a light reforming product boiling in the gem ranging from C4 hydrocarbons at about 71 to 930C and reforming gasoline boiling above about 71 to 93 C and having an ASTM gem end point of about 149-210 C, this reformin-gasoline being substantially free of C6 and lighter aliphatic hydrocarbons; fractionating this light reforming product along with the light gasoline fraction; applying to the light cracking feed, pyrolytic cracking at temperatures in the range of about 704 and 954 C to form a cracked product containing substantial amounts of unsaturated gaseous hydrocarbons and aromatics;
applying to this cracked product, a separation operation to provide an ethylene fraction, a butadiene fraction, an aromatic gasoline fraction and a C3-C4 hydrocarbon fraction rich in propylenes and butylenes; alkylating the latter fraction together with the added butylene-isobutane and isobutane fraction under controlled conditions to provide a branched chain hydrocarbon rich alkylation product; the separation of a valuable alkylation gasoline
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high anti-knock from the alkylation product; mixing this alkylating gasoline with the normal butane fraction, the isopentane fraction, reforming gasoline and aromatic gasoline;
and adding to the mixture a sufficient amount of additional C4 hydrocarbon material to give a Reid vapor pressure in the range of about 0.42 to 1.12 kg / cm2.
18. A combined process of manufacturing, from a petroleum feedstock, wide boiling unsaturated gaseous hydrocarbons and gasoline of high antiknock value having satisfactory volatility characteristics. for use as motor gasoline, this process comprising: fractionating this feedstock to remove C4 and lighter hydrocarbons therefrom, an isopentane fraction, a light gasoline consisting mainly of C5 aliphatic hydrocarbons -C6 other than isopentane, a higher boiling point gasoline fraction substantially free from saturated aliphatic hexanes and lower boiling aliphatic hydrocarbons, and a boiling distillate above gasoline for engines;
cracking this distillate at elevated temperatures to provide a first cracked product containing cracked gasoline; fractionation of this product to recover a stabilized cracked gasoline therefrom predominantly of C3 and lighter hydrocarbons;
reforming this higher boiling gasoline fraction at temperatures in the range of about 454 to 593 C in the presence of hydrogen over a suitable catalyst to effect aromatization of naphthenes to aromatics, from so as to form a reforming product containing significantly increased anti-knock thief gasoline; fractionation of the reforming product to remove C4 and lighter hydrocarbons-) an isopentane fraction, and a light reforming product consisting primarily of C5-C6 aliphatic hydrocarbons other than isopentane and to provide a stabilized reformed gasoline that is sensitive-
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at least free from normal pentane and saturated aliphatic hexanes;
pyrolytic cracking of the reformer and light product / light gasoline at temperatures in the range 704 to 95400 under controlled conditions to achieve a substantial conversion to a second cracked product containing large amounts of hydrocarbons gaseous olefins; applying to this cracked gasoline a separation operation to provide at least ethylene as a product and a fraction rich in olefins ocontaining mainly hydrocarbons having 3 or 4 carbon atoms in the molecule;
applying to the olefin-rich fraction an alkylation with a suitable alkylatable hydrocarbon material to produce, by alkylation with the rich fraction, an alkylation product rich in branched-chain hydrocarbons of 11- gasoline boiling range; separating an alkylation gasoline of high anti-knock value from this alkylation product; mixing at least a significant part of the alkylation gasoline with at least a significant part of the stabilized reformed gasoline and the stabilized cracked gasoline and at least a significant part of the isopentane recovered from the feed d feed and reforming product:
and adding a C4 hydrocarbon material to the mixture to bring it to a Reid vapor pressure in the range of 0.42 to 1.12 kg / cm2, satisfactory for motor gasoline.
19. A process according to claim 18, characterized in that at least a part of the cracked gasoline separated from the first cracked product is subjected to catalytic reforming together with the gasoline fraction of boiling point. superior.
20. A process according to claim 18, characterized in that a fraction consisting mainly of C5-C6 aliphatic hydrocarbons is separated from the first cracked product and is
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subjected to pytolytic cracking at the same time as the light gasoline fraction and the light reforming product.
21. In a refining operation in which a gasoline feed is subjected to a reforming operation under controlled conditions to produce a reforming gasoline product of improved anti-knock value, pre-screening which comprises: separating, from the feedstock containing the reforming feed gasoline and from the reforming product, C4 and lighter hydrocarbons and at least the majority of the straight chain, normally liquid hydrocarbons boiling in between boiling gasoline; cracking these normally liquid hydrocarbons at elevated temperatures to convert them to a product rich in gaseous olefins;
applying to at least a substantial portion of the gaseous olefins a combined reaction in which these gaseous olefins constitute at least a substantial portion of the reactants, under controlled conditions to form a gasoline product of significantly higher anti-knock value that normally liquid hydrocarbons separated; and mixing at least a substantial portion of the gasoline product with the reforming gasoline remaining after separation from these normally liquid hydrocarbons, to provide a gasoline blend of high anti-knock value.
22. A combined process of making, from a feedstock, gasoline, an engine fuel of high anti-knock value and ethylene, which comprises: reforming at least the major part from the gasoline feedstock to reforming under controlled conditions to form a reformed product containing reforming gasoline of enhanced anti-knock value; separating from at least the gasoline feedstock and / or the reformed product, at least the major part of the saturated hydrocarbons, by heat-
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not straight, normally liquid, contained therein;
the pyroly- tic cracking of the liquid straight chain hydrocarbons so separated at temperatures in the range of about 704 to 9540C and under controlled conditions to convert these liquid hydrocarbons to a cracked product rich in gaseous olefins, especially l ethyli ne; applying to the cracked product a separation operation to recover therefrom ethylene as product and a gaseous feedstock rich in at least one olefin from the range of olefins 3 and C4;
application to the last mentioned feedstock of a combined reaction in which the constituents of the latter feed constitute a substantial part of the reactants, to form a gasoline product having a higher anti-knock value than straight chain hydrocarbons, liquid, separated.
23. The invention, as described above.