EA041453B1 - IMPROVED BOILING-BED REACTOR WITHOUT GROWTH OF RECYCLING ASPHALTENES IN VACUUM RESIDUES - Google Patents

IMPROVED BOILING-BED REACTOR WITHOUT GROWTH OF RECYCLING ASPHALTENES IN VACUUM RESIDUES Download PDF

Info

Publication number
EA041453B1
EA041453B1 EA201992195 EA041453B1 EA 041453 B1 EA041453 B1 EA 041453B1 EA 201992195 EA201992195 EA 201992195 EA 041453 B1 EA041453 B1 EA 041453B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
fluidized bed
bed reactor
catalyst
conversion
heavy oil
Prior art date
Application number
EA201992195
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Майкл А. Рутер
Дэвид М. Маунтинленд
Бретт М. Силверман
Эверетт Харрис
Original Assignee
Хайдрокарбон Текнолоджи Энд Инновейшн
ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хайдрокарбон Текнолоджи Энд Инновейшн, ЭлЭлСи filed Critical Хайдрокарбон Текнолоджи Энд Инновейшн
Publication of EA041453B1 publication Critical patent/EA041453B1/en

Links

Description

Уровень техникиState of the art

1. Область техники1. Technical field

Настоящее изобретение относится к способам и системам гидропроцессинга сырой нефти, включающим в себя способы и системы гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора, в которых используется двухкомпонентная каталитическая система с рециркуляцией вакуумных остатков и без нарастания рециркулирующих асфальтенов.The present invention relates to crude oil hydroprocessing methods and systems, including fluidized bed hydroprocessing methods and systems, which use a two-way catalyst system with recirculation of vacuum residues and no buildup of recycled asphaltenes.

2. Известный уровень техники2. Prior Art

Преобразование тяжелой нефти в полезные товарные продукты включает в себя экстенсивную переработку, такую как снижение температуры кипения тяжелой нефти, увеличение соотношения водорода к углероду и удаление примесей, таких как металлы, сера, азот и предшественники кокса. Примеры процессов гидрокрекинга, в которых используют обычные гетерогенные катализаторы для обогащения остатков атмосферных колонн, включают в себя гидропроцессинг с неподвижным слоем катализатора, гидропроцессинг с кипящим слоем катализатора и гидропроцессинг с движущимся слоем катализатора.Converting heavy oil to useful commercial products involves extensive processing such as lowering the boiling point of the heavy oil, increasing the hydrogen to carbon ratio, and removing impurities such as metals, sulfur, nitrogen, and coke precursors. Examples of hydrocracking processes that use conventional heterogeneous catalysts to upgrade atmospheric bottoms include fixed bed hydroprocessing, fluidized bed hydroprocessing, and moving bed hydroprocessing.

Некаталитические усовершенствованные процессы для обогащения остатков вакуумных колонн включают в себя термический крекинг, такой как замедленное коксование, флексикоксование, легкий крекинг и экстракцию растворителем.Non-catalytic advanced processes for beneficiation of vacuum tower bottoms include thermal cracking such as delayed coking, flexicoking, light cracking, and solvent extraction.

Наблюдается постоянно растущий спрос на более эффективное использование сырья из тяжелой нефти и на извлечение из него калорийности топлива. Низкокачественное сырье характеризуется как включающее относительно высокие количества углеводородов, которые имеют номинальную точку кипения 524°C (975°F) или выше. Оно также содержит относительно высокие концентрации серы, азота и/или металлов. Высококипящие фракции, получаемые из этого низкокачественного сырья, обычно имеют высокую молекулярную массу (часто обозначаемую более высокой плотностью и вязкостью) и/или отношение водород/углерод, которое связано с присутствием высоких концентраций нежелательных компонентов, включая асфальтены и углеродистый остаток. Асфальтены и углеродистый остаток являются сложными при переработке и обычно вызывают засорение традиционных катализаторов и гидропроцессингового оборудования из-за их вклада в образование кокса и отложений.There is an ever-increasing demand for more efficient use of feedstock from heavy oil and for the extraction of fuel calorific value from it. Low quality feedstocks are characterized as containing relatively high amounts of hydrocarbons that have a nominal boiling point of 524°C (975°F) or higher. It also contains relatively high concentrations of sulfur, nitrogen and/or metals. The high boiling fractions produced from these inferior feedstocks typically have a high molecular weight (often referred to as higher density and viscosity) and/or a hydrogen/carbon ratio which is associated with the presence of high concentrations of undesirable components including asphaltenes and carbon residue. Asphaltenes and carbon residue are difficult to process and typically cause fouling of conventional catalysts and hydroprocessing equipment due to their contribution to coke and deposits.

Низкокачественное сырье из тяжелой нефти содержит более высокие концентрации асфальтенов, углеродистого остатка, серы, азота и металлов. Примеры включают тяжелую сырую нефть, нефтепесчаный битум и кубовые остатки, остающиеся от традиционного способа очистки. Кубовые остатки (или остаток) может относиться к остаткам атмосферных колонн или остаткам вакуумной колонны. Температура кипения остатков атмосферной колонны может составлять по меньшей мере 343°C (650°F), хотя следует понимать, что граничная температура отделения дистилляционной фракции может изменяться в зависимости от нефтеперерабатывающих установок и может составлять вплоть до 380°C (716°F). Температура кипения остатков вакуумной колонны (также известных как остаточные смолы или вакуумный остаток) может составлять по меньшей мере 524°C (975°F), хотя следует понимать, что граничная температура отделения дистилляционной фракции может изменяться в зависимости от нефтеперерабатывающих установок и может составлять вплоть до 538°C (1000°F) или даже 565°C (1050°F).Low quality heavy oil feedstocks contain higher concentrations of asphaltenes, carbon residue, sulfur, nitrogen and metals. Examples include heavy crude oil, oil sand bitumen, and bottoms from conventional refining. Bottoms (or residue) may refer to atmospheric column residues or vacuum column residues. The boiling point of the bottoms of the atmospheric column may be at least 343°C (650°F), although it should be understood that the boundary temperature of the separation of the distillation fraction may vary depending on the refinery and can be up to 380°C (716°F). The boiling point of the vacuum column bottoms (also known as bottom tars or vacuum bottoms) can be at least 524°C (975°F), although it should be understood that the cutoff cutoff temperature may vary depending on refinery units and can be up to up to 538°C (1000°F) or even 565°C (1050°F).

При сравнении легкая сырая нефть Альберты содержит примерно 9 об.% вакуумного остатка, тогда как тяжелая ллойдминстерская нефть содержит примерно 41 об.% вакуумного остатка, битуминозная нефть колд-лейк содержит примерно 50 об.% вакуумного остатка, и битум Атабаски содержит примерно 51 об.% вакуумного остатка. При дальнейшем сравнении относительно легкая нефть, такая как Dansk Blend из региона Северного моря содержит только около 15% вакуумного остатка, при этом низкокачественная европейская нефть, такая как Ural, содержит более чем 30% вакуумного остатка, а нефть, такая как аравийская средняя, содержит еще выше, около 40% вакуумного остатка.In comparison, Alberta light crude oil contains approximately 9 volume% vacuum residue, while heavy Lloydminster oil contains approximately 41 volume% vacuum residue, cold lake bituminous oil contains approximately 50 volume% vacuum residue, and Athabasca bitumen contains approximately 51 volume .% vacuum residue. When further compared, relatively light oil such as Dansk Blend from the North Sea region contains only about 15% vacuum residue, while low-quality European oil such as Ural contains more than 30% vacuum residue, and oil such as Arabian medium contains even higher, about 40% vacuum residue.

В данной системе кипящего слоя скорость производства продуктов конверсии часто ограничивается засорением. Когда предпринимаются попытки увеличить производство продуктов конверсии выше определенного практического предела, скорость засорения определенных теплообменников или другого технологического оборудования становится слишком высокой, что требует более частых отключений для технического обслуживания и очистки. Одним из способов увеличения производства продуктов конверсии является рециркуляция вакуумных остатков, образующихся при вакуумной перегонке обогащенных углеводородов, полученных в реакторе кипящего слоя. Тем не менее, это обычно вызывает нарастание рециркулирующих асфальтенов в вакуумных остатках, ограничивая способность поддерживать желаемую скорость конверсии без накопления отложений и засорения оборудования. Это также обеспечивает возможность получения низкокачественных продуктов вакуумных остатков, которые могут использоваться в качестве нефтяного топлива.In this fluidized bed system, the rate of production of conversion products is often limited by fouling. When attempts are made to increase the production of conversion products beyond a certain practical limit, the fouling rate of certain heat exchangers or other process equipment becomes too high, requiring more frequent shutdowns for maintenance and cleaning. One of the ways to increase the production of conversion products is the recycling of vacuum residues formed during the vacuum distillation of enriched hydrocarbons obtained in a fluidized bed reactor. However, this usually causes a buildup of recycled asphaltenes in the vacuum bottoms, limiting the ability to maintain the desired conversion rate without deposit buildup and equipment fouling. It also enables low quality vacuum residue products to be obtained which can be used as fuel oil.

Как правило, нефтеперерабатывающий завод связывает наблюдаемую скорость засорения оборудования с результатами измерений образования отложений и достигает предела эксплуатационных отложений, выше которого нефтеперерабатывающий завод будет прекращать работу установки для гидрокрекинга в кипящем слое. Кроме того, образование отложений и засорение оборудования накладывают ограничения на последующую переработку высококипящих фракций. Они также ограничивают или предотвращают рециркуляцию вакуумных остатков в реактор гидропроцессинга. Такие проблемы усугубляются при использовании низкокачественного сырья из тяжелой нефти. Даже когда нефтеперерабатыTypically, the refinery will relate the observed equipment fouling rate to the deposit measurements and will reach an operational deposit limit above which the refinery will shut down the fluidized bed hydrocracking unit. In addition, the formation of deposits and clogging of equipment impose restrictions on the subsequent processing of high-boiling fractions. They also limit or prevent recirculation of vacuum residues to the hydroprocessing reactor. Such problems are exacerbated when low quality heavy oil feedstocks are used. Even when refiners

- 1 041453 вающий завод находит способ переработки вакуумных остатков, результатом может быть конечный кубовый продукт, который имеет низкое качество и не соответствует минимальным стандартам для использования в качестве нефтяного топлива. По-прежнему существует необходимость в поиске способов переработки вакуумных остатков, не вызывающих нарастания рециркулирующих асфальтенов, которое повышает вероятность засорения и остановки оборудования и приводит к производству низкокачественного кубовых продуктов.- 1 041453 The plant finds a way to process the vacuum residues, the result can be a final bottoms product that is of poor quality and does not meet the minimum standards for use as a fuel oil. There is still a need to find ways to process vacuum residues that do not cause the buildup of recycled asphaltenes, which increases the likelihood of clogging and equipment shutdowns and leads to the production of poor quality bottoms.

Изложение сущности изобретенияStatement of the Invention

В настоящем документе раскрыты способы усовершенствования системы гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора для обеспечения возможности рециркуляции вакуумных остатков без нарастания рециркулирующих асфальтенов. Кроме того, раскрыты усовершенствованные системы гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора, в которых используются рециркулируемые вакуумные остатки без нарастания рециркулирующих асфальтенов. Раскрытые способы и системы включают использование двухкомпонентной каталитической системы, состоящей из твердого катализатора на носителе и хорошо диспергированных (например, гомогенных) частиц катализатора. Двухкомпонентная каталитическая система позволяет эксплуатировать реактор кипящего слоя с рециркуляцией вакуумных остатков без нарастания рециркулирующих асфальтенов в системе гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора.Disclosed herein are methods for improving a fluidized bed hydroprocessing system to allow vacuum residues to be recycled without buildup of recycled asphaltenes. In addition, improved fluidized bed hydroprocessing systems are disclosed that use recycled vacuum residues without buildup of recycled asphaltenes. The disclosed methods and systems include the use of a two-component catalyst system consisting of a supported solid catalyst and well-dispersed (eg, homogeneous) catalyst particles. The two-way catalytic system allows the operation of a fluidized bed reactor with recirculation of vacuum residues without buildup of recycled asphaltenes in a fluidized bed hydroprocessing system.

В некоторых вариантах осуществления изобретения способ усовершенствования системы гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора для обеспечения возможности рециркуляции вакуумных остатков без нарастания рециркулирующих асфальтенов включает в себя следующие этапы: (1) функционирование реактора кипящего слоя с использованием гетерогенного катализатора для гидропроцессинга тяжелой нефти в исходных условиях, необязательно с рециркуляцией вакуумных остатков и нарастанием рециркулирующих асфальтенов; (2) добавление или формирование in situ частиц диспергированного металлсульфидного катализатора в реакторе кипящего слоя для получения усовершенствованного реактора кипящего слоя с двухкомпонентной каталитической системой, состоящей из гетерогенного катализатора и частиц дисперсного металлсульфидного катализатора; (3) функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы для гидропроцессинга тяжелой нефти для получения углеводородных продуктов; (4) подвергание углеводородных продуктов вакуумной перегонке и отделение дистиллятов от вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора; и (5) рециркуляция по меньшей мере части вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора, в усовершенствованный реактор кипящего слоя без нарастания рециркулирующих асфальтенов в системе гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора.In some embodiments, a method for improving a fluidized bed hydroprocessing system to allow recycling of vacuum residues without buildup of recycled asphaltenes includes the following steps: (1) operating a fluidized bed reactor using a heterogeneous heavy oil hydroprocessing catalyst at baseline, optionally with recirculation of vacuum residues and buildup of recirculating asphaltenes; (2) adding or forming in situ particulate metal sulfide catalyst particles in a fluidized bed reactor to obtain an improved fluidized bed reactor with a two-way catalyst system consisting of a heterogeneous catalyst and particulate metal sulfide catalyst particles; (3) operation of an improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system for hydroprocessing heavy oil to produce hydrocarbon products; (4) subjecting the hydrocarbon products to vacuum distillation and separating distillates from vacuum residues containing particles of residual metal sulfide catalyst; and (5) recycling at least a portion of the vacuum residues containing residual metal sulfide catalyst particles to the improved fluidized bed reactor without buildup of recycled asphaltenes in the fluidized bed hydroprocessing system.

В некоторых вариантах осуществления функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы с рециркуляцией вакуумных остатков включает в себя следующие этапы:In some embodiments, the operation of an improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system with recirculation of vacuum residues includes the following steps:

(i) функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя при более высокой конверсии по сравнению с исходными условиями без нарастания рециркулирующих асфальтенов в системе гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора;(i) operating the improved fluidized bed reactor at a higher conversion than baseline without the buildup of recycled asphaltenes in the fluidized bed hydroprocessing system;

(ii) функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя при аналогичной конверсии по сравнению с исходными условиями с пониженным содержанием асфальтенов в вакуумных остатках или (iii) функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя при более высокой конверсии по сравнению с исходными условиями с пониженным содержанием асфальтенов в вакуумных остатках. Третий сценарий может включать в себя любую комбинацию повышенной конверсии и пониженного содержания асфальтенов в кубовом продукте и может зависеть от качества сырья (например, тенденции к образованию отложений), которое может быть переменным, скорости засорения оборудования и/или требуемого качества кубовых продуктов, которые будут использоваться в качестве нефтяного топлива или другого конечного продукта.(ii) operating the improved fluidized bed reactor at a similar conversion compared to baseline conditions with reduced asphaltenes in vacuum residues or (iii) operating the improved fluidized bed reactor at a higher conversion compared to baseline conditions with reduced asphaltenes in vacuum residues. The third scenario may include any combination of increased conversion and reduced asphaltenes in the bottoms product and may be dependent on feedstock quality (e.g. scale tendencies) which may be variable, equipment fouling rate and/or desired bottoms product quality, which will be used as a petroleum fuel or other end product.

В некоторых вариантах осуществления изобретения вакуумные остатки могут быть рециркулированы с коэффициентом рециркуляции от около 1 до около 50%, предпочтительно от около 5 до около 40% и более предпочтительно от около 10 до около 30%. Коэффициент рециркуляции может быть выражен в процентах, определяемых отношением рециркулирующего количества вакуумных остатков к количеству свежего сырья, либо в объемном, либо в массовом отношении. Эти процентные величины указывают скорость потока вакуумных остатков как объемный процент от скорости потока свежего сырья. Коэффициент рециркуляции также может быть легко преобразован в массовую долю в процентах, если известны плотности сырья и вакуумных остатков.In some embodiments, the vacuum residues may be recycled at a recycle ratio of from about 1% to about 50%, preferably from about 5% to about 40%, and more preferably from about 10% to about 30%. The recirculation ratio can be expressed as a percentage, determined by the ratio of the recycled amount of vacuum residues to the amount of fresh raw materials, either in volume or mass terms. These percentages indicate the vacuum residue flow rate as a volume percentage of the fresh feed flow rate. The recirculation ratio can also be easily converted to a mass fraction in percent if the densities of the feedstock and vacuum residues are known.

В некоторых вариантах осуществления изобретения рециркуляция вакуумных остатков без нарастания рециркулирующих асфальтенов в вакуумных остатках приводит к увеличению скорости производства конвертированных продуктов по сравнению с исходными условиями. В некоторых вариантах осуществления изобретения производительность может быть увеличена по меньшей мере на 2,5%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10% или по меньшей мере на 20% по сравнению с исходными условиями. В некоторых вариантах осуществления изобретения конверсия может быть увеличена поIn some embodiments of the invention, the recycling of vacuum residues without the buildup of recycled asphaltenes in the vacuum residues leads to an increase in the rate of production of converted products compared to the initial conditions. In some embodiments of the invention, productivity can be increased by at least 2.5%, at least 5%, at least 10%, or at least 20% compared to baseline. In some embodiments of the invention, the conversion can be increased by

- 2 041453 меньшей мере на 2,5%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 7,5%, по меньшей мере на 10% или по меньшей мере на 15% по сравнению с исходными условиями. В некоторых вариантах осуществления изобретения рабочая температура усовершенствованного реактора кипящего слоя может быть увеличена по меньшей мере на 2,5°C, по меньшей мере на 5°C, по меньшей мере на 7,5°C или по меньшей мере на- 2 041453 at least 2.5%, at least 5%, at least 7.5%, at least 10% or at least 15% compared to the initial conditions. In some embodiments of the invention, the operating temperature of the improved fluidized bed reactor can be increased by at least 2.5°C, at least 5°C, at least 7.5°C, or at least

10°C по сравнению с исходными условиями.10°C compared to baseline.

В некоторых вариантах осуществления изобретения скорость засорения оборудования может быть такой же или меньшей при функционировании усовершенствованного реактора кипящего слоя с рециркуляцией вакуумных остатков по сравнению с исходными условиями. В некоторых вариантах осуществления изобретения функционирование реактора кипящего слоя с рециркуляцией вакуумных остатков может снизить скорость засорения оборудования по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 25%, по меньшей мере на 50% или по меньшей мере на 75% по сравнению с засорением оборудования в исходных условиях.In some embodiments of the invention, the fouling rate of the equipment may be the same or less when operating an improved fluidized bed reactor with recirculation of vacuum residues compared to the initial conditions. In some embodiments of the invention, the operation of the fluidized bed reactor with recirculation of vacuum residues can reduce the rate of equipment fouling by at least 5%, at least 25%, at least 50%, or at least 75% compared to equipment fouling. in initial conditions.

Скорость засорения оборудования может быть измерена по меньшей мере посредством одного из следующего: (i) частота необходимых очисток теплообменника; (ii) частота переключения на резервные теплообменники; (iii) частота замены фильтров; (iv) частота очистки или замены фильтра грубой очистки; (v) скорость снижения температуры обшивки оборудования, в том числе оборудования, выбранного из теплообменников, сепараторов или ректификационных колонн; (vi) скорость повышения температуры металла печной трубы; (vii) скорость увеличения расчетных факторов сопротивления засорению для теплообменников и печей; (viii) скорость повышения перепада давления в теплообменниках; (ix) частота очистки атмосферных и/или вакуумных дистилляционных колонн или (х) частота периодов технического обслуживания и планово-профилактического ремонта.The fouling rate of the equipment can be measured by at least one of the following: (i) the frequency of required heat exchanger cleanings; (ii) frequency of switching to standby heat exchangers; (iii) frequency of filter replacement; (iv) frequency of cleaning or replacement of the coarse filter; (v) the rate of decrease in the temperature of the skin of the equipment, including equipment selected from heat exchangers, separators or distillation columns; (vi) the rate of temperature rise of the chimney metal; (vii) rate of increase in design fouling resistance factors for heat exchangers and furnaces; (viii) the rate of increase in pressure drop across the heat exchangers; (ix) the frequency of cleaning of atmospheric and/or vacuum distillation columns; or (x) the frequency of periods of maintenance and scheduled preventive maintenance.

В некоторых вариантах осуществления изобретения частицы диспергированного металлсульфидного катализатора имеют размер менее 1 мкм, размер менее 500 нм, размер менее 250 нм, размер менее 100 нм, размер менее 50 нм, или размер менее 25 нм, или размер менее около 10 нм, или размер менее около 5 нм.In some embodiments, the particulate metal sulfide catalyst particles are less than 1 micron, less than 500 nm, less than 250 nm, less than 100 nm, less than 50 nm, or less than 25 nm, or less than about 10 nm, or less than about 5 nm.

В некоторых вариантах осуществления изобретения частицы диспергированного металлсульфидного катализатора могут быть образованы в тяжелой нефти in situ из предшественника катализатора. В качестве примера, а не ограничения, частицы диспергированного металлсульфидного катализатора могут быть образованы путем смешивания предшественника катализатора во всем общем количестве тяжелой нефти до термического разложения предшественника катализатора и образования частиц активного металлсульфидного катализатора. В качестве дополнительного примера, способы могут включать смешение предшественника катализатора с углеводородным разбавителем для первого образования разбавленной смеси предшественника с последующим смешиванием разбавленной смеси предшественника с тяжелой нефтью для образования кондиционированной тяжелой нефти и нагревание кондиционированной тяжелой нефти для разложения предшественника катализатора и образования частиц диспергированного металлсульфидного катализатора в тяжелой нефти in situ.In some embodiments, particulate metal sulfide catalyst particles may be formed in situ in heavy oil from a catalyst precursor. By way of example, and not limitation, particulate metal sulfide catalyst particles can be formed by mixing the catalyst precursor in total heavy oil to thermally decompose the catalyst precursor and form active metal sulfide catalyst particles. As a further example, the methods may include mixing the catalyst precursor with a hydrocarbon diluent to first form a dilute precursor mixture, followed by mixing the dilute precursor mixture with a heavy oil to form a conditioned heavy oil, and heating the conditioned heavy oil to decompose the catalyst precursor and form particles of dispersed metal sulfide catalyst into heavy oil in situ.

Согласно формуле предлагается способ усовершенствования системы гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора, которая содержит один или более реакторов кипящего слоя, включающий следующие этапы:According to the formula, a method is provided for improving a hydroprocessing system with a fluidized bed of catalyst, which contains one or more fluidized bed reactors, including the following steps:

функционирование реактора кипящего слоя с использованием гетерогенного катализатора для гидропроцессинга тяжелой нефти с исходными условиями, причем исходные условия включают в себя интенсивность, которая связана с рабочей температурой, производительностью и конверсией указанного реактора;operating a fluidized bed reactor using a heterogeneous heavy oil hydroprocessing catalyst with initial conditions, the initial conditions including a rate that is related to the operating temperature, productivity, and conversion of said reactor;

добавление или образование in situ частиц диспергированного металлсульфидного катализатора в реакторе кипящего слоя для получения усовершенствованного реактора кипящего слоя с двухкомпонентной каталитической системой, состоящей из гетерогенного катализатора и частиц диспергированного металлсульфидного катализатора;adding or forming in situ particulate metal sulfide catalyst particles in a fluidized bed reactor to obtain an improved fluidized bed reactor with a two-way catalyst system consisting of a heterogeneous catalyst and particulate metal sulfide catalyst particles;

функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы при такой же или более высокой интенсивности по сравнению с соответствующей интенсивностью упомянутого реактора кипящего слоя, функционирующего с исходными условиями для гидропроцессинга тяжелой нефти для получения углеводородных продуктов;operating an improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system at the same or higher rate as compared to the corresponding rate of said fluidized bed reactor operating at baseline for hydroprocessing heavy oil to produce hydrocarbon products;

подвергание полученных углеводородных продуктов одному или более процессу разделения, включающему в себя вакуумную перегонку и отделение дистиллятов от вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора; и рециркуляция по меньшей мере части полученных вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора, в упомянутый усовершенствованный реактор кипящего слоя, так что концентрация асфальтенов в упомянутой системе гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора остается на том же или более низком уровне, причем вакуумные остатки рециркулируют с коэффициентом рециркуляции от 1 до 50%, характеризующим отношение скорости потока рециркулируемых вакуумных остатков к скорости потока свежей тяжелой нефти, добавленной в усовершенствованный реактор кипящего слоя, выраженное в объемных процентах.subjecting the obtained hydrocarbon products to one or more separation processes, including vacuum distillation and separation of distillates from vacuum residues containing residual metal sulfide catalyst particles; and recycling at least a portion of the resulting vacuum residues containing residual metal sulfide catalyst particles to said improved fluidized bed reactor such that the concentration of asphaltenes in said fluidized bed hydroprocessing system remains at the same or lower level, wherein the vacuum residues are recycled at a rate recirculation from 1 to 50%, characterizing the ratio of the flow rate of recycled vacuum residues to the flow rate of fresh heavy oil added to the improved fluidized bed reactor, expressed as a percentage by volume.

Предпочтительно функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя включаетPreferably, the operation of the improved fluidized bed reactor includes

- 3 041453 функционирование при более высокой конверсии, чем конверсия при исходных условиях, не вызывая при этом нарастания рециркулирующих асфальтенов в вакуумных остатках, причем более высокая конверсия выбирается так, чтобы увеличивать скорость производства продуктов конверсии по сравнению с исходными условиями без увеличения засорения оборудования и/или без снижения качества кубового продукта.- 3 041453 operation at a higher conversion than the conversion under the original conditions, while not causing the buildup of recycled asphaltenes in the vacuum residues, and the higher conversion is chosen so as to increase the rate of production of conversion products compared to the initial conditions without increasing equipment fouling and/ or without reducing the quality of the bottom product.

Предпочтительно функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя включает функционирование при аналогичной конверсии, что и конверсия при исходных условиях и со сниженной концентрацией асфальтенов в вакуумных остатках, причем функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя при аналогичной конверсии поддерживает скорость производства продуктов конверсии по сравнению с исходными условиями при уменьшении засорения оборудования и/или при улучшении качества кубового продукта.Preferably, operation of the improved fluidized bed reactor includes operation at a similar conversion as the baseline conversion and with reduced asphaltenes in the vacuum residues, wherein operation of the improved fluidized bed reactor at a similar conversion maintains a rate of production of conversion products relative to baseline while reducing equipment fouling. and/or when improving the quality of the bottom product.

Предпочтительно функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя включает функционирование при более высокой конверсии, чем конверсия при исходных условиях, и со снижением концентрации асфальтенов в вакуумных остатках, причем более высокая конверсия выбирается так, чтобы увеличить скорость производства продуктов конверсии по сравнению с исходными условиями при уменьшении засорения оборудования и/или при улучшении качества кубового продукта.Preferably, operation of the improved fluidized bed reactor includes operation at a higher conversion than baseline conversion and with reduced asphaltene concentration in vacuum residues, the higher conversion being chosen to increase the rate of production of conversion products over baseline while reducing equipment fouling. and/or when improving the quality of the bottom product.

Предпочтительно вакуумные остатки рециркулируют с коэффициентом рециркуляции от 5 до 40%, или от 10 до 30%, в зависимости от скорости потока рециркулированных вакуумных остатков как объемный процент от скорости потока свежей тяжелой нефти, добавленной в усовершенствованный реактор кипящего слоя.Preferably, the vacuum residues are recycled at a recycle ratio of 5 to 40%, or 10 to 30%, depending on the flow rate of the recycled vacuum residues as a volume percentage of the flow rate of the fresh heavy oil added to the improved fluidized bed reactor.

Предпочтительно функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы осуществляют при аналогичной или более высокой температуре по сравнению с исходными условиями, такой как температура усовершенствованного реактора кипящего слоя, повышенная по меньшей мере на 2,5°C, по меньшей мере на 5°C, по меньшей мере на 7,5°C или по меньшей мере на 10°C по сравнению с температурой функционирования реактора кипящего слоя при исходных условиях.Preferably, the operation of the improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system is carried out at a similar or higher temperature than the initial conditions, such as the temperature of the improved fluidized bed reactor increased by at least 2.5°C, at least 5°C , at least 7.5°C or at least 10°C compared to the operating temperature of the fluidized bed reactor under initial conditions.

Предпочтительно функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы осуществляют при аналогичной или более высокой конверсии по сравнению с конверсией при исходных условиях, такой как когда усовершенствованный реактор кипящего слоя функционирует при конверсии, которая повышена на по меньшей мере 2,5%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 7,5%, по меньшей мере на 10% или по меньшей мере на 15% по сравнению с конверсией, когда функционирование реактора кипящего слоя происходит при исходных условиях.Preferably, the improved fluidized bed reactor is operated using a two-way catalyst system at a similar or higher conversion than the baseline conversion, such as when the improved fluidized bed reactor is operated at a conversion that is increased by at least 2.5%, at least by at least 5%, at least 7.5%, at least 10%, or at least 15% compared to the conversion when the fluidized bed reactor is operated under baseline conditions.

Предпочтительно функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы осуществляют при аналогичной или более высокой производительности по сравнению с производительностью при исходных условиях, такой как производительность когда усовершенствованный реактор кипящего слоя функционирует при производительности, которая повышена на по меньшей мере 2,5%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10% или на по меньшей мере 20% по сравнению с конверсией, когда функционирование реактора кипящего слоя происходит при исходных условиях.Preferably, the operation of the improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system is carried out at a similar or higher productivity compared to the productivity under the initial conditions, such as the productivity when the improved fluidized bed reactor is operated at a productivity that is increased by at least 2.5%, according to by at least 5%, at least 10%, or at least 20% compared to the conversion when the fluidized bed reactor is operated under initial conditions.

Предпочтительно функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы включает гидропроцессинг тяжелой нефти, имеющей более низкое качество, например имеющую более высокую концентрацию асфальтена по сравнению с гидропроцессингом тяжелой нефти в исходных условиях, так что, причем концентрация асфальтена в низкокачественной тяжелой нефти, которая подверглась гидропроцессингу посредством усовершенствованного реактора кипящего слоя по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% выше, чем концентрация асфальтенов в тяжелой нефти, которая подверглась гидропроцессингу посредством усовершенствованного реактора кипящего слоя при функционировании в исходных условиях.Preferably, operation of the improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system involves hydroprocessing heavy oil having a lower quality, e.g., having a higher concentration of asphaltene compared to baseline heavy oil hydroprocessing, so that the concentration of asphaltene in the low quality heavy oil that has undergone hydroprocessing through an advanced fluidized bed reactor is at least 2%, at least 5%, at least 10%, at least 15%, or at least 20% higher than the concentration of asphaltenes in heavy oil, which was hydroprocessed by an advanced fluidized bed reactor while operating under baseline conditions.

Предпочтительно усовершенствованный реактор кипящего слоя осуществляет гидропроцессинг асфальтенов при конверсии асфальтенов, которая по меньшей мере на 2% выше, по меньшей мере на 5% выше, по меньшей мере на 10% выше, по меньшей мере на 15% выше или по меньшей мере на 20% выше по сравнению с конверсией асфальтенов, когда функционирование реактора кипящего слоя происходит при исходных условиях.Preferably, the improved fluidized bed reactor hydroprocesses asphaltenes at an asphaltene conversion that is at least 2% higher, at least 5% higher, at least 10% higher, at least 15% higher, or at least 20% higher. % higher compared to the conversion of asphaltenes when the operation of the fluidized bed reactor occurs under the initial conditions.

Предпочтительно функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя обеспечивают при условиях, чтобы скорость засорения оборудования была не выше, чем скорость засорения оборудования при функционировании реактора кипящего слоя в исходных условиях, причем предпочтительно функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя обеспечивают при условиях, чтобы скорость засорения оборудования была ниже скорости засорения оборудования при функционировании реактора кипящего слоя в исходных условиях, причем функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя обеспечивают при условиях, которые снижают скорость засорения оборудования по меньшей мере на 5, 25, 50 или 75% по сравнению со скоростью засорения оборудования при функциони- 4 041453 ровании реактора кипящего слоя при исходных условиях.Preferably, the operation of the improved fluidized bed reactor is provided under conditions that the fouling rate of the equipment is not higher than the fouling rate of the equipment during the operation of the fluidized bed reactor in the initial conditions, and preferably the operation of the improved fluidized bed reactor is provided under the conditions that the fouling rate of the equipment is lower than the fouling rate equipment during the operation of the fluidized bed reactor in the initial conditions, and the operation of the improved fluidized bed reactor is provided under conditions that reduce the fouling rate of the equipment by at least 5, 25, 50 or 75% compared to the fouling rate of the equipment during the operation of the reactor fluidized bed under initial conditions.

Предпочтительно скорость засорения оборудования определяют по меньшей мере посредством одного из следующего:Preferably, the equipment fouling rate is determined by at least one of the following:

(i) частота необходимых очисток теплообменника;(i) frequency of required heat exchanger cleanings;

(ii) частота переключения на резервные теплообменники;(ii) frequency of switching to standby heat exchangers;

(iii) частота замены фильтров;(iii) frequency of filter replacement;

(iv) частота очистки или замены фильтра грубой очистки;(iv) frequency of cleaning or replacement of the coarse filter;

(v) скорость снижения температуры обшивки оборудования, в том числе оборудования, выбранного из теплообменников, сепараторов или ректификационных колонн;(v) the rate of decrease in the temperature of the skin of the equipment, including equipment selected from heat exchangers, separators or distillation columns;

(vi) скорость повышения температуры металла печной трубы;(vi) the rate of temperature rise of the chimney metal;

(vii) скорость увеличения расчетных факторов сопротивления засорению для теплообменников и печей;(vii) rate of increase in design fouling resistance factors for heat exchangers and furnaces;

(viii) скорость повышения перепада давления в теплообменниках;(viii) the rate of increase in pressure drop across the heat exchangers;

(ix) частота очистки атмосферных и/или вакуумных дистилляционных колонн или (х) частота периодов технического обслуживания и планово-профилактического ремонта.(ix) the frequency of cleaning of atmospheric and/or vacuum distillation columns; or (x) the frequency of periods of maintenance and scheduled preventive maintenance.

Предпочтительно тяжелая нефть включает в себя по меньшей мере одно из тяжелой сырой нефти, нефтепесчаного битума, кубовых остатков от выработки технологических установок, остатков атмосферной колонны, имеющих номинальную температуру кипения по меньшей мере 343°C (650°F), остатков вакуумной колонны, имеющих номинальную температуру кипения по меньшей мере 524°C (975°F), остатков от горячего сепаратора, остаточных смол, остатков от экстракции растворителем или вакуумного остатка.Preferably, the heavy oil includes at least one of heavy crude oil, oil sand bitumen, process plant bottoms, atmospheric column bottoms having a nominal boiling point of at least 343°C (650°F), vacuum tower bottoms having a nominal boiling point of at least 524°C (975°F), hot separator residue, resin residue, solvent extraction residue, or vacuum residue.

Предпочтительно частицы диспергированного металлсульфидного катализатора имеют размер менее 1 мкм или размер менее 500 нм или размер менее 250 нм или размер менее 100 нм или размер менее 50 нм или размер менее около 25 нм или размер менее около 10 нм.Preferably, the particulate metal sulfide catalyst particles are less than 1 µm, or less than 500 nm, or less than 250 nm, or less than 100 nm, or less than 50 nm, or less than about 25 nm, or less than about 10 nm.

Предпочтительно усовершенствование реактора кипящего слоя для функционирования с использованием двухкомпонентной каталитической системы включает образование частиц диспергированного металлсульфидного катализатора in situ внутри тяжелой нефти из предшественника катализатора, причем, в частности, образование частиц диспергированного металлсульфидного катализатора in situ внутри тяжелой нефти включает смешивание предшественника катализатора с углеродным разбавителем для образования разбавленной смеси предшественника, смешивание разбавленной смеси предшественника с тяжелой нефтью для образования кондиционированной тяжелой нефти и нагревание кондиционированной тяжелой нефти для разложения предшественника катализатора и образования частиц диспергированного металлсульфидного катализатора in situ внутри тяжелой нефти.Preferably, the improvement of the fluidized bed reactor for operation using a two-way catalyst system includes the formation of particles of the dispersed metal sulfide catalyst in situ inside the heavy oil from the catalyst precursor, and, in particular, the formation of particles of the dispersed metal sulfide catalyst in situ inside the heavy oil includes mixing the catalyst precursor with a carbon diluent for forming a dilute precursor mixture, mixing the dilute precursor mixture with the heavy oil to form a conditioned heavy oil, and heating the conditioned heavy oil to decompose the catalyst precursor and form dispersed metal sulfide catalyst particles in situ within the heavy oil.

Предпочтительно функционирование реактора кипящего слоя с использованием гетерогенного катализатора для гидропроцессинга тяжелой нефти в исходных условиях включает в себя рециркуляцию вакуумных остатков и нарастание рециркулирующих асфальтенов.Preferably, the operation of the fluidized bed reactor using a heterogeneous heavy oil hydroprocessing catalyst at baseline includes recirculation of vacuum residues and buildup of recycled asphaltenes.

Указанные и другие преимущества и характеристики настоящего изобретения будут более полно видны из последующего описания и прилагаемой формулы изобретения или могут быть выявлены при осуществлении изобретения, как изложено далее в настоящем документе.These and other advantages and characteristics of the present invention will be more fully apparent from the following description and the appended claims, or may be learned from the practice of the invention as set forth hereinafter.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

Для дополнительного выявления вышеуказанных и других преимуществ и характеристик настоящего изобретения более подробное описание изобретения будет сделано со ссылкой на его отдельные варианты осуществления, которые проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Очевидно, что указанные чертежи иллюстрируют только типичные варианты осуществления изобретения и поэтому не рассматриваются как ограничивающие его объем. Изобретение будет описано и пояснено с дополнительными определенностью и подробностями путем использования прилагаемых чертежей, на которых:To further highlight the above and other advantages and characteristics of the present invention, a more detailed description of the invention will be made with reference to its individual embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. Obviously, these drawings illustrate only typical embodiments of the invention and therefore are not considered as limiting its scope. The invention will be described and explained with further certainty and detail by reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг. 1 представлена гипотетическая молекулярная структура асфальтена;in fig. 1 shows a hypothetical molecular structure of asphaltene;

на фиг. 2А и 2В схематически проиллюстрированы приведенные в качестве примера реакторы кипящего слоя;in fig. 2A and 2B are schematic illustrations of exemplary fluidized bed reactors;

на фиг. 2С схематически проиллюстрирована приведенная в качестве примера система гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора, содержащая множество реакторов кипящего слоя и рециркуляцией остатков вакуумной колонны;in fig. 2C schematically illustrates an exemplary fluidized bed hydroprocessing system comprising a plurality of fluidized bed reactors and recirculating vacuum column bottoms;

на фиг. 2D схематически проиллюстрирована приведенная в качестве примера система гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора, содержащая множество реакторов кипящего слоя, аналогичная показанной на фиг. 2С, и промежуточный сепаратор между двумя реакторами;in fig. 2D schematically illustrates an exemplary fluidized bed hydroprocessing system comprising a plurality of fluidized bed reactors similar to that shown in FIG. 2C, and an intermediate separator between the two reactors;

на фиг. 3A представлена блок-схема, иллюстрирующая приведенный в качестве примера способ усовершенствования реактора кипящего слоя для рециркуляции вакуумных остатков без нарастания рециркулирующих асфальтенов в вакуумных остатках;in fig. 3A is a flow diagram illustrating an exemplary process for improving a fluidized bed reactor for recirculating vacuum residues without building up recycled asphaltenes in the vacuum residues;

на фиг. 3B представлена блок-схема, иллюстрирующая приведенный в качестве примера способ усовершенствования реактора кипящего слоя для рециркуляции вакуумных остатков с повышенной конверсией по сравнению с исходными условиями и без нарастания рециркулирующих асфальтенов в вакуумных остатках;in fig. 3B is a flow diagram illustrating an exemplary process for upgrading a vacuum bottoms recycle fluidized bed reactor with higher conversion than baseline and no buildup of recycled asphaltenes in the vacuum bottoms;

- 5 041453 на фиг. 3C представлена блок-схема, иллюстрирующая приведенный в качестве примера способ усовершенствования реактора кипящего слоя для рециркуляции вакуумных остатков с аналогичной конверсией по сравнению с исходными условиями и пониженным содержанием асфальтенов в вакуумных остатках;- 5 041453 in FIG. 3C is a flow diagram illustrating an exemplary process for upgrading a fluidized bed reactor for recirculating vacuum residues with a similar conversion compared to baseline and reduced asphaltenes in the vacuum residues;

на фиг. 3D представлена блок-схема, иллюстрирующая приведенный в качестве примера способ усовершенствования реактора кипящего слоя для рециркуляции вакуумных остатков с повышенной конверсией по сравнению с исходными условиями и пониженным содержанием асфальтенов в вакуумных остатках;in fig. 3D is a flow diagram illustrating an exemplary process for upgrading a fluidized bed reactor for recirculating vacuum residues with higher conversion than baseline and reduced asphaltenes in the vacuum residues;

на фиг. 4 схематически проиллюстрирована приведенная в качестве примера система гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора с использованием двухкомпонентной каталитической системы;in fig. 4 schematically illustrates an exemplary fluidized bed hydroprocessing system using a two-way catalyst system;

на фиг. 5 схематически проиллюстрирована система гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора лабораторного масштаба, выполненная с возможностью использования либо отдельного гетерогенного катализатора, либо двухкомпонентной каталитической системы, содержащей гетерогенный катализатор и частицы диспергированного сульфида металла;in fig. 5 schematically illustrates a laboratory scale fluidized bed hydroprocessing system configured to use either a single heterogeneous catalyst or a two-way catalyst system comprising a heterogeneous catalyst and dispersed metal sulfide particles;

на фиг. 6 представлен линейный график, иллюстрирующий содержание С7-асфальтена как функцию конверсии остатка для каждого из примеров 16, в том числе в исходных условиях с использованием гетерогенного катализатора и во время работы усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы;in fig. 6 is a line graph illustrating C7 asphaltene content as a function of residue conversion for each of Examples 16, including at baseline using a heterogeneous catalyst and during operation of an improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system;

на фиг. 7 представлен линейный график, иллюстрирующий варианты осуществления изобретения, в которых усовершенствованный реактор кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы работает при более высокой конверсии по сравнению с исходными условиями без нарастания рециркулирующих асфальтенов в вакуумных остатках;in fig. 7 is a line graph illustrating embodiments of the invention in which an improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system operates at a higher conversion than baseline without buildup of recycled asphaltenes in vacuum bottoms;

на фиг. 8 представлен линейный график, иллюстрирующий варианты осуществления изобретения, в которых усовершенствованный реактор кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы работает с аналогичной конверсией по сравнению с исходными условиями со сниженным содержанием асфальтенов в вакуумных остатках;in fig. 8 is a line graph illustrating embodiments of the invention in which an improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system operates at a similar conversion compared to baseline conditions with reduced asphaltenes in vacuum residues;

на фиг. 9 представлен линейный график, иллюстрирующий варианты осуществления изобретения, в которых усовершенствованный реактор кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы работает при более высокой конверсии по сравнению с исходными условиями со сниженным содержанием асфальтенов в вакуумных остатках; и на фиг. 10 представлен линейный график, иллюстрирующий другие варианты осуществления изобретения, в которых усовершенствованный реактор кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы работает при более высокой конверсии по сравнению с исходными условиями со сниженным содержанием асфальтенов в вакуумных остатках.in fig. 9 is a line graph illustrating embodiments of the invention in which an improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system operates at a higher conversion compared to baseline conditions with reduced asphaltenes in vacuum residues; and in FIG. 10 is a line graph illustrating other embodiments of the invention in which an improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system operates at a higher conversion than baseline with reduced asphaltenes in vacuum bottoms.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретенияDetailed description of the preferred embodiments of the invention

I. Вступительная часть и определенияI. Introduction and definitions

Настоящее изобретение относится к способам улучшения системы гидропроцессинга в кипящем слое катализатора для обеспечения рециркуляции вакуумных остатков без нарастания рециркулирующих асфальтенов (например, в системе гидропроцессинга, такой как реактор кипящего слоя и/или вакуумные остатки). Усовершенствованная система процессинга в кипящем слое создается путем реализации раскрытого способа.The present invention relates to methods for improving a hydroprocessing system in a fluidized bed of a catalyst to allow recirculation of vacuum residues without buildup of recycled asphaltenes (for example, in a hydroprocessing system such as a fluidized bed reactor and/or vacuum residues). An improved fluidized bed processing system is created by implementing the disclosed method.

Термины асфальтен и асфальтены относятся к материалам в сырье тяжелой нефти, которые, как правило, нерастворимы в парафиновых растворителях, таких как пропан, бутан, пентан, гексан и гептан. Асфальтены могут содержать пласты соединений конденсированных колец, удерживаемых вместе гетероатомами, например серы, азота, кислорода и металлов. В широком смысле асфальтены включают обширный диапазон сложных соединений, имеющих от 80 до 1200 атомов углерода, с преобладающими молекулярными массами, определенными с помощью методов раствора, в диапазоне от 1200 до 16900. Около 80-90% металлов в тяжелой нефти содержатся в асфальтеновой фракции, которая вместе с более высокой концентрацией неметаллических гетероатомов делает асфальтеновые молекулы более гидрофильными и менее гидрофобными, чем другие углеводороды в сыром виде.The terms asphaltene and asphaltenes refer to materials in heavy oil feedstocks that are generally insoluble in paraffinic solvents such as propane, butane, pentane, hexane and heptane. Asphaltenes may contain layers of condensed ring compounds held together by heteroatoms, such as sulfur, nitrogen, oxygen, and metals. Broadly speaking, asphaltenes include a wide range of complex compounds having from 80 to 1200 carbon atoms, with predominant molecular weights, determined by solution methods, ranging from 1200 to 16900. About 80-90% of the metals in heavy oils are contained in the asphaltene fraction, which, together with a higher concentration of non-metallic heteroatoms, makes the asphaltene molecules more hydrophilic and less hydrophobic than other hydrocarbons in their raw form.

На фиг. 1 проиллюстрирована гипотетическая структура асфальтеновой молекулы, разработанная A. G. Bridge и его сотрудниками в компании Chevron. В общем, асфальтены обычно определяют на основании результатов способов определения нерастворимых веществ и можно использовать более одного определения асфальтенов. В частности, широко используемое определение асфальтенов представляет собой нерастворимые в гептане примеси без нерастворимых в толуоле примесей (т.е. асфальтены растворимы в толуоле); отложения и остатки, нерастворимые в толуоле, не считаются асфальтенами). Асфальтены, определенные таким образом, могут называться С7-асфальтенами. Однако с равной обоснованностью можно использовать альтернативное определение, приводимое как нерастворимые в пентане примеси без нерастворимых в толуоле примесей и обычно именуемое С5-асфальтенами. В примерах по настоящему изобретению используется определение С7-асфальтена, а определение С5-асфальтена может быть легко заменено.In FIG. 1 illustrates a hypothetical asphaltene molecule structure developed by AG Bridge and co-workers at Chevron. In general, asphaltenes are usually determined based on the results of insolubles determination methods, and more than one determination of asphaltenes may be used. In particular, the commonly used definition of asphaltenes is heptane-insoluble impurities without toluene-insoluble impurities (i.e., asphaltenes are toluene-soluble); deposits and residues insoluble in toluene are not considered asphaltenes). Asphaltenes thus defined may be referred to as C 7 -asphaltenes. However, with equal validity, an alternative definition given as pentane-insoluble impurities without toluene-insoluble impurities, commonly referred to as C 5 -asphaltenes, may be used. In the examples of the present invention, the definition of C 7 -asphalten is used, and the definition of C 5 -asphalten can be easily changed.

Термин нарастание рециркулирующих асфальтенов относится к ситуациям, в которых рецирку- 6 041453 ляция вакуумных остатков обратно в реактор кипящего слоя приводит к повышению концентрации асфальтенов в системе гидропроцессинга в кипящем слое катализатора, такой как реактор кипящего слоя и/или вакуумные остатки. Например, при любых заданных условиях работы реактора, таких как конверсия, температура и/или производительность, повторное отложение асфальтенов при рециркуляции вакуумных остатков означает, что концентрация асфальтенов увеличивается даже в том случае, когда степень переработки остается постоянной благодаря повышенной концентрации асфальтенов в вакуумных остатках по сравнению с сырьем из тяжелой нефти. В таких случаях реактор кипящего слоя не в состоянии эффективно выполнять гидропроцессинг и преобразовать дополнительные асфальтены с достаточно высокой скоростью для предотвращения нарастания рециркулирующих асфальтенов. Это приводит к повышенному нарастанию отложений и засорению оборудования, более частой остановке эксплуатации для очистки и образованию вакуумных остатков более низкого качества. Нарастание рециркулирующих асфальтенов может означать повышенную равновесную концентрацию асфальтенов.The term build-up of recycled asphaltenes refers to situations in which the recirculation of vacuum residues back to the fluidized bed reactor results in an increase in the concentration of asphaltenes in the hydroprocessing system in the fluidized bed of the catalyst, such as the fluidized bed reactor and/or the vacuum residues. For example, for any given reactor operating conditions such as conversion, temperature and/or throughput, re-deposition of asphaltenes during recycle of vacuum residues means that the concentration of asphaltenes increases even when the degree of processing remains constant due to the increased concentration of asphaltenes in vacuum residues over compared to heavy oil feedstock. In such cases, the fluidized bed reactor is not able to effectively hydroprocess and convert additional asphaltenes at a high enough rate to prevent buildup of recycled asphaltenes. This results in increased scale buildup and equipment fouling, more frequent shutdowns for cleaning, and lower quality vacuum residues. An increase in recycled asphaltenes may indicate an increased equilibrium concentration of asphaltenes.

Использование усовершенствованного реактора кипящего слоя с рециркуляцией вакуумных остатков без нарастания рециркулирующих асфальтенов означает, что содержание асфальтенов в системе гидропроцессинга в кипящем слое катализатора, включая реактор кипящего слоя, остается на том же или более низком уровне, чем в случае отсутствия рециркуляции. В некоторых случаях концентрация асфальтенов может даже падать при работе с аналогичной конверсией по сравнению с исходными условиями или даже при более высокой конверсии при рециркуляции вакуумных остатков в усовершенствованный реактор кипящего слоя с помощью двухкомпонентной каталитической системы. Это является неожиданным, поскольку повышенная конверсия обычно приводит к более интенсивному образованию отложений и засорению оборудования, при всех других равных условиях.The use of an improved fluidized bed reactor with recirculation of vacuum residues without buildup of recycled asphaltenes means that the asphaltene content of the hydroprocessing system in the fluidized bed of the catalyst, including the fluidized bed reactor, remains at the same or lower level than in the case of no recirculation. In some cases, the asphaltene concentration may even drop when operating at a similar conversion from baseline, or even at a higher conversion, when vacuum residues are recycled to an improved fluidized bed reactor with a two-way catalyst system. This is unexpected since higher conversion generally results in more deposit formation and equipment fouling, all other things being equal.

Термин отложение относится к твердым веществам, образованным в потоке жидкости, который может осаждаться. Отложения могут содержать неорганические вещества, коксовый остаток или нерастворимые асфальтены, которые осаждаются после переработки. Отложение в нефтепродуктах обычно измеряют с помощью процедуры испытания на фильтруемость в горячем состоянии IP-375 на предмет полного отложения в остаточных топливных нефтепродуктах, опубликованной в соответствии с ISO 10307 и ASTM D4870. Другие испытания включают в себя испытание на содержащие отложения IP-390 и испытание на фильтруемость в горячем состоянии деталей корпуса. Отложение связано с компонентами нефти, которые имеют тенденцию к образованию твердых веществ во время переработки и транспортировки. Эти образующие твердые вещества компоненты оказывают во многих отношениях нежелательное воздействие в процессе гидроконверсии, включая ухудшение качества продукта (например, качества вакуумных остатков) и проблемы пригодности к эксплуатации, связанные с засорением оборудования. Следует отметить, что, хотя узкое определение отложения основано на измерении твердых веществ в рамках испытания на содержащие отложения, обычно данный термин применяют в более широком смысле для обозначения образующих твердые вещества компонентов самой нефти, которые могут не присутствовать в нефти в качестве фактических твердых веществ, но которые способствуют образованию твердых веществ при определенных условиях.The term deposit refers to solids formed in a fluid stream that can be deposited. The deposits may contain inorganic matter, coke residue or insoluble asphaltenes that are deposited after processing. Deposition in petroleum products is typically measured using the IP-375 Hot Filterability Test Procedure for Total Deposition in Residual Fuel Oils published in accordance with ISO 10307 and ASTM D4870. Other tests include the IP-390 deposit test and the hot filterability test of body parts. The deposit is associated with oil components that tend to form solids during processing and transportation. These solids-forming components have undesirable effects in the hydroconversion process in many respects, including degradation of product quality (eg, vacuum residue quality) and serviceability problems associated with equipment fouling. It should be noted that although the narrow definition of deposit is based on the measurement of solids in a deposit containing test, the term is generally used more broadly to refer to the solids-forming components of the oil itself, which may not be present as actual solids in the oil, but which contribute to the formation of solids under certain conditions.

Все тяжелые нефти содержат компонент вакуумного мазута, который обладает характеристической тенденцией к образованию отложений. Несмотря на то, что тенденция к образованию отложений, присущая сырью из тяжелой нефти, не всегда поддается количественному определению, некоторые виды сырья из тяжелой нефти имеют менее или более выраженные тенденции к образованию отложений, например тяжелая нефть из восточноевропейских регионов, тяжелая нефть из регионов Южной Америки, например Венесуэлы и Колумбии, а также некоторые виды тяжелой нефти из регионов Центральной или Северной Америки, например Мексики; и некоторые виды тяжелой нефти в Мексиканском заливе содержат компоненты вакуумного мазута, которые имеют значительно более высокую тенденцию к образованию отложений по сравнению с обычными видами тяжелой нефти, такими как западно-техасская средняя тяжелая нефть, тяжелая нефть с Северного склона Аляски, много видов африканской тяжелой нефти, виды тяжелой нефти Северного моря и большинство видов ближневосточной тяжелой нефти, в том числе аравийская тяжелая нефть средней плотности, аравийская тяжелая нефть и бонни легкая сырая нефть.All heavy oils contain a vacuum fuel oil component which has a characteristic tendency to form deposits. While the scaling tendency inherent in heavy oil feedstocks is not always quantifiable, some heavy oil feedstocks have less or more pronounced scaling tendencies, such as heavy oils from Eastern European regions, heavy oils from South America, such as Venezuela and Colombia, as well as some types of heavy oil from the regions of Central or North America, such as Mexico; and some heavy oils in the Gulf of Mexico contain vacuum fuel oil components that have a significantly higher tendency to deposit than conventional heavy oils such as West Texas medium heavy oils, Alaska North Slope heavy oils, many African heavy oils, oils, North Sea heavy oils, and most Middle Eastern heavy oils, including Arabian heavy oils, Arabian heavy oils, and bonny light crudes.

Термин засорение относится к образованию нежелательной фазы (засоряющего вещества), которая препятствует переработке. Засоряющее вещество обычно представляет собой углеродистый материал или твердое вещество, которое осаждается и собирается в оборудовании для технологической обработки. Засорение оборудования может привести к остановке производства из-за остановки оборудования, снижению эксплуатационных характеристик оборудования, увеличению потребления энергии из-за изолирующего воздействия отложений засоряющих веществ в теплообменниках или нагревателях, повышению эксплуатационных расходов на очистку оборудования, снижению эффективности работы ректификационных установок и снижению химической активности гетерогенного катализатора.The term fouling refers to the formation of an undesirable phase (contaminant) that interferes with processing. The contaminant is typically a carbonaceous material or solid that is deposited and collected in the processing equipment. Equipment fouling can lead to production shutdowns due to equipment shutdown, reduced equipment performance, increased energy consumption due to the insulating effect of fouling deposits in heat exchangers or heaters, increased operating costs for cleaning equipment, decreased efficiency of distillation plants, and reduced chemical activity heterogeneous catalyst.

Степень засорения оборудования до и после обогащения реактора гидрокрекинга для применения двухкомпонентной каталитической системы может быть определена по меньшей мере одним из следующего: (i) частота необходимых очисток теплообменника; (ii) частота переключения на резервные теплообменники; (iii) частота замены фильтров; (iv) частота очистки или замены фильтра грубой очистки; (v)The degree of fouling of equipment before and after upgrading the hydrocracking reactor for the application of a two-way catalyst system can be determined by at least one of the following: (i) the frequency of necessary cleaning of the heat exchanger; (ii) frequency of switching to standby heat exchangers; (iii) frequency of filter replacement; (iv) frequency of cleaning or replacement of the coarse filter; (v)

- 7 041453 скорость снижения температуры обшивки оборудования, в том числе оборудования, выбранного из теплообменников, сепараторов или ректификационных колонн; (vi) скорость повышения температуры металла печной трубы; (vii) скорость увеличения расчетных факторов сопротивления засорению для теплообменников и печей; (viii) скорость повышения перепада давления в теплообменниках; (ix) частота очистки атмосферных и/или вакуумных дистилляционных колонн или (х) частота периодов технического обслуживания и планово-профилактического ремонта.- 7 041453 the rate of decrease in the temperature of the casing of the equipment, including equipment selected from heat exchangers, separators or distillation columns; (vi) the rate of temperature rise of the chimney metal; (vii) rate of increase in design fouling resistance factors for heat exchangers and furnaces; (viii) the rate of increase in pressure drop across the heat exchangers; (ix) the frequency of cleaning of atmospheric and/or vacuum distillation columns; or (x) the frequency of periods of maintenance and scheduled preventive maintenance.

Термин сырье из тяжелой нефти относится к тяжелой сырой нефти, нефтепесчаному битуму, бочковому остатку и остатку, оставшемуся после выработки технологических установок (например, висбрейкинг-остатки), и к любым другим материалам более низкого качества, которые содержат значительное количество высококипящих углеводородных фракций и/или которые содержат значительное количество асфальтенов, которые могут дезактивировать гетерогенный катализатор и/или вызвать или привести к образованию предшественников кокса и отложений. Примеры сырья из тяжелой нефти включают в себя, но не ограничиваются ими, ллойдминстерскую тяжелую нефть, битуминозную нефть колд-лейк, битумы Атабаски, остатки атмосферных колонн, остатки вакуумных колонн, осадки (или остатки), остаточные смолы, вакуумные остатки (например, уральские вакуумные остатки, вакуумные остатки перегонки аравийской средней нефти, вакуумные остатки перегонки битуминозной нефти Атабаски, вакуумные остатки перегонки нефти колд-лейк, вакуумные остатки перегонки нефти майя и вакуумные остатки перегонки нефти месторождений Чичимен), деасфальтизированные жидкости, полученные путем деасфальтизации растворителем, асфальтеновые жидкости, полученные в качестве побочного продукта деасфальтизации, и фракции нелетучих жидкостей, которые остаются после переработки тяжелой нефти, битуминозной тяжелой нефти из битуминозных песчаников, разжиженный уголь, нефтеносный сланец или сырье из каменноугольной смолы путем перегонки, горячего разделения, экстракции растворителем и тому подобного. В качестве дополнительного примера номинальная температура кипения остатков атмосферной колонны (OAK) может составлять по меньшей мере 343°C (650°F), хотя следует понимать, что граничная температура отделения дистилляционной фракции может изменяться в зависимости от нефтеперерабатывающих установок и должна составлять вплоть до 380°C (716°F). Номинальная температура кипения остатков вакуумной колонны может составлять по меньшей мере 524°C (975°F), хотя следует понимать, что граничная температура отделения дистилляционной фракции может изменяться в зависимости от нефтеперерабатывающих установок и может составлять вплоть до 538°C (1000°F) или даже 565°C (1050°F).The term heavy oil feedstock refers to heavy crude oil, oil sand bitumen, sludge and plant residues (e.g. visbreaking residues) and any other lower quality materials that contain significant amounts of high-boiling hydrocarbon fractions and/or or which contain a significant amount of asphaltenes, which can deactivate the heterogeneous catalyst and/or cause or lead to the formation of coke precursors and deposits. Examples of heavy oil feedstocks include, but are not limited to, Lloydminster heavy oil, cold lake bituminous oil, Athabasca bitumens, atmospheric tower residues, vacuum tower residues, sediments (or residues), resin residues, vacuum residues (e.g. Ural Vacuum Residue, Arabian Medium Vacuum Residue, Athabasca Bituminous Residue, Cold Lake Vacuum Residue, Maya Vacuum Residue, and Chichimene Oil Vacuum Residue), solvent deasphalted fluids, asphaltene fluids, obtained as a by-product of deasphalting, and fractions of non-volatile liquids that remain after the processing of heavy oil, bituminous heavy oil from tar sands, liquefied coal, oil shale or coal tar feedstock by distillation, hot separation, solvent extraction, etc. similar. As an additional example, the nominal boiling point of the bottoms atmospheric column (OAK) can be at least 343°C (650°F), although it should be understood that the boundary temperature of separation of the distillation fraction may vary depending on refineries and should be up to 380 °C (716°F). The nominal boiling point of the bottoms of the vacuum column can be at least 524°C (975°F), although it should be understood that the boundary temperature of the separation of the distillation fraction may vary depending on the refinery and can be up to 538°C (1000°F) or even 565°C (1050°F).

Качество тяжелой нефти может быть определено по меньшей мере одной характеристикой, выбранной, без ограничений, из следующего: (i) температура кипения; (ii) концентрация серы; (iii) концентрация азота; (iv) концентрация металлов; (v) молекулярная масса; (vi) соотношение водорода к углероду; (vii) содержание асфальтенов и (viii) тенденция к образованию отложений.The quality of a heavy oil can be determined by at least one property selected from, without limitation, the following: (i) boiling point; (ii) sulfur concentration; (iii) nitrogen concentration; (iv) concentration of metals; (v) molecular weight; (vi) hydrogen to carbon ratio; (vii) asphaltene content; and (viii) scaling tendency.

Тяжелая нефть более низкого качества и/или смесь сырья более низкого качества может иметь по меньшей мере одну характеристику более низкого качества по сравнению с исходным сырьем из тяжелой нефти, выбранную, без ограничений, из следующего: (i) более высокая температура кипения; (ii) более высокая концентрация серы; (iii) более высокая концентрация азота; (iv) более высокая концентрация металлов; (v) более высокая молекулярная масса (часто обозначаемая более высокой плотностью и вязкостью); (vi) более низкое соотношение водорода к углероду; (vii) более высокое содержание асфальтенов и (viii) большая тенденция к образованию отложений.The lower quality heavy oil and/or the lower quality feed blend may have at least one lower quality characteristic compared to the heavy oil feedstock, selected without limitation from the following: (i) higher boiling point; (ii) higher sulfur concentration; (iii) higher nitrogen concentration; (iv) higher concentration of metals; (v) higher molecular weight (often referred to as higher density and viscosity); (vi) lower hydrogen to carbon ratio; (vii) higher asphaltene content; and (viii) greater tendency to deposit.

Термин потенциальное сырье относится к видам тяжелой нефти более низкого качества и смесям сырья из тяжелой нефти более низкого качества, имеющим по меньшей мере одну характеристику более низкого качества по сравнению с исходным сырьем из тяжелой нефти. Кроме того, потенциальное сырье имеет более низкую рыночную стоимость (или цену) по сравнению с исходным сырьем.The term potential feedstock refers to lower quality heavy oils and lower quality heavy oil feedstock blends having at least one lower quality characteristic compared to heavy oil feedstocks. In addition, the potential feedstock has a lower market value (or price) than the feedstock.

Термины гидрокрекинг и гидропереработка относятся к процессу, основной целью которого является снижение диапазона кипения сырья из тяжелой нефти и при котором значительная часть сырья перерабатывается в продукты с более низкими диапазонами кипения, чем у исходного сырья. Гидрокрекинг или гидропереработка в основном включает в себя фрагментацию более крупных углеводородных молекул на меньшие молекулярные фрагменты с меньшим количеством атомов углерода и более высоким соотношением водорода к углероду. Механизм, с помощью которого происходит гидрокрекинг, как правило, включает в себя образование радикалов, не содержащих углеводороды, во время термической фрагментации с последующим кэппированием концов или фрагментов молекул свободных радикалов водородом. Атомы водорода или радикалы, которые вступают в реакцию с радикалами, не содержащими углеводороды, во время гидрокрекинга, могут образовываться в активных центрах катализатора или с их помощью.The terms hydrocracking and hydrorefining refer to a process whose primary purpose is to lower the boiling range of a heavy oil feedstock and in which a significant portion of the feedstock is processed into products with lower boiling ranges than the feedstock. Hydrocracking or hydroprocessing basically involves the fragmentation of larger hydrocarbon molecules into smaller molecular fragments with fewer carbon atoms and a higher ratio of hydrogen to carbon. The mechanism by which hydrocracking occurs typically involves the generation of hydrocarbon-free radicals during thermal fragmentation followed by capping of the ends or fragments of the free radical molecules with hydrogen. Hydrogen atoms or radicals that react with non-hydrocarbon radicals during hydrocracking can be formed at or with the help of catalyst active sites.

Термин гидрообработка относится к операциям, основная цель которых заключается в удалении примесей, таких как сера, азот, кислород, галогениды и металлические микропримеси, из сырья и насыщенных олефиновых углеводородов и/или стабилизации радикалов, не содержащих углеводороды, путем их взаимодействия с водородом вместо того, чтобы давать им возможность вступать в реакцию друг с другом. Основная цель заключается не в изменении диапазона кипения сырья. Чаще всего гидрообработку осуществляют с помощью реактора с неподвижным слоем катализатора, хотя для гидрообработкиThe term hydrotreating refers to operations whose primary purpose is to remove impurities such as sulfur, nitrogen, oxygen, halides and trace metals from feedstocks and saturated olefinic hydrocarbons and/or to stabilize hydrocarbon-free radicals by reacting them with hydrogen instead of to allow them to interact with each other. The main goal is not to change the boiling range of the raw material. Most often, hydroprocessing is carried out using a fixed bed reactor, although for hydroprocessing

- 8 041453 также можно использовать другие реакторы гидропроцессинга, примером которых является гидроочиститель с кипящим слоем катализатора.- 8 041453 it is also possible to use other hydroprocessing reactors, an example of which is a fluidized bed hydrotreater.

Конечно, гидрокрекинг или гидропереработка также может включать в себя удаление серы и азота из сырья, а также насыщение олефинов и другие реакции, обычно связанные с гидрообработкой. Термины гидропроцессинг и гидропереработка в широком смысле относятся как к процессам гидрокрекинга, так и к процессам гидрообработки, которые определяют противоположные концы спектра и все между ними по всему спектру.Of course, hydrocracking or hydroprocessing can also include the removal of sulfur and nitrogen from feedstocks, as well as saturation of olefins and other reactions typically associated with hydroprocessing. The terms hydroprocessing and hydroprocessing broadly refer to both hydrocracking and hydrotreating processes that define opposite ends of the spectrum and everything in between across the spectrum.

Термин реактор гидрокрекинга относится к любой емкости, основное назначение которой состоит в гидрокрекинге (т.е. уменьшении диапазона кипения) сырья в присутствии водорода и катализатора гидрокрекинга. Реакторы гидрокрекинга характеризуются тем, что имеют впускное отверстие, в которое может быть введено сырье из тяжелой нефти и водород, выпускное отверстие, из которого можно извлекать улучшенное сырье или материал, и достаточную тепловую энергию для образования радикалов, не содержащих углеводороды, чтобы вызывать фрагментацию более крупных углеводородных молекул на более мелкие молекулы. Примеры реакторов гидрокрекинга включают в себя, но не ограничиваются ими, реакторы с суспензионной фазой (т.е. двухфазную газожидкостную систему), реакторы кипящего слоя (т.е. трехфазную систему типа газ-жидкость-твердое вещество), реакторы с неподвижным слоем катализатора (т.е. трехфазную систему, которая включает подачу жидкости, стекающей вниз поверх или протекающей вверх через неподвижный слой твердого гетерогенного катализатора с водородом, обычно протекающим параллельно (но, возможно, противотоком), в тяжелую нефть).The term hydrocracking reactor refers to any vessel whose primary purpose is to hydrocrack (ie, reduce the boiling range) of a feedstock in the presence of hydrogen and a hydrocracking catalyst. Hydrocracking reactors are characterized by having an inlet into which a heavy oil feed and hydrogen can be introduced, an outlet from which an improved feed or material can be recovered, and sufficient thermal energy to form hydrocarbon-free radicals to cause more fragmentation. large hydrocarbon molecules into smaller molecules. Examples of hydrocracking reactors include, but are not limited to, slurry phase reactors (i.e. two-phase gas-liquid system), fluidized bed reactors (i.e. three-phase gas-liquid-solid system), fixed bed reactors (i.e., a three-phase system that involves feeding liquid flowing down over or flowing up through a fixed bed of a solid heterogeneous catalyst with hydrogen, usually flowing in parallel (but possibly countercurrent), into the heavy oil).

Термин температура гидрокрекинга относится к минимальной температуре, необходимой для запуска значительного гидрокрекинга сырья из тяжелой нефти. Обычно температуры гидрокрекинга предпочтительно находятся в диапазоне от около 399°C (750°F) до около 460°C (860°F), более предпочтительно - в диапазоне от около 418°C (785°F) до около 443°C (830°F), a наиболее предпочтительно в диапазоне от около 421°C (790°F) до около 440°C (825°F).The term hydrocracking temperature refers to the minimum temperature required to initiate significant hydrocracking of heavy oil feedstocks. Typically, hydrocracking temperatures are preferably in the range from about 399°C (750°F) to about 460°C (860°F), more preferably in the range from about 418°C (785°F) to about 443°C (830 °F), and most preferably in the range from about 421°C (790°F) to about 440°C (825°F).

Термин газожидкостный суспензионнофазный реактор гидрокрекинга относится к реактору гидропроцессинга, который содержит непрерывную жидкую фазу и газообразную дисперсную фазу, которая образует суспензию пузырьков газа в жидкой фазе. Жидкая фаза обычно содержит углеводородное сырье, которое может содержать низкую концентрацию частиц диспергированного металлсульфидного катализатора, а газообразная фаза обычно содержит водородный газ, сульфид водорода и выпаренные низкокипящие углеводородные продукты. Жидкая фаза может необязательно содержать растворительдонор водорода. Термин трехфазный газ-жидкость-твердое вещество суспензионный реактор гидрокрекинга используется, когда твердый катализатор используется вместе с жидкостью и газом. Газ может содержать водород, сульфид водорода и выпаренные низкокипящие углеводородные продукты. Термин суспензионнофазный реактор в широком смысле относится к реакторам обоих типов (например, реакторам с частицами дисперсного металлсульфидного катализатора, реакторам с катализатором с частицами микронного размера или более крупными частицами и к реакторам, которые содержат и то, и другое).The term gas-liquid slurry-phase hydrocracking reactor refers to a hydroprocessing reactor that contains a continuous liquid phase and a gaseous dispersed phase that forms a suspension of gas bubbles in the liquid phase. The liquid phase typically contains a hydrocarbon feed, which may contain a low concentration of particulate metal sulfide catalyst particles, and the gaseous phase typically contains hydrogen gas, hydrogen sulfide, and vaporized low-boiling hydrocarbon products. The liquid phase may optionally contain a hydrogen donor solvent. The term three-phase gas-liquid-solid slurry hydrocracking reactor is used when a solid catalyst is used together with liquid and gas. The gas may contain hydrogen, hydrogen sulfide and vaporized low boiling hydrocarbon products. The term slurry phase reactor broadly refers to both types of reactors (eg, particulate metal sulfide catalyst particle reactors, micron or larger particle catalyst reactors, and reactors that contain both).

Термины твердый гетерогенный катализатор, гетерогенный катализатор и катализатор на носителе относятся к катализаторам, обычно используемым в системах гидропроцессинга с кипящим слоем и неподвижным слоем, включая катализаторы, предназначенные главным образом для гидрокрекинга, гидропереработки, гидродеметаллизации и/или гидрообработки. Гетерогенный катализатор обычно содержит: (i) носитель катализатора, имеющий большую площадь поверхности и взаимно соединенные каналы или поровые каналы; и (ii) мелкие активные частицы катализатора, такие как сульфиды кобальта, никель, вольфрам и молибден, диспергированные внутри каналов или поровых каналов. Поровые каналы носителя обычно имеют ограниченный размер для сохранения механической целостности гетерогенного катализатора и предотвращения расслоения и образования избыточных мелких фракций в реакторе. Гетерогенные катализаторы могут быть получены в виде цилиндрических пеллет, цилиндрических экструдатов, других форм, таких как трилистники, кольца, седловины и т.п., или сферических твердых веществ.The terms solid heterogeneous catalyst, heterogeneous catalyst and supported catalyst refer to catalysts commonly used in fluidized bed and fixed bed hydroprocessing systems, including catalysts primarily for hydrocracking, hydroprocessing, hydrodemetallization and/or hydroprocessing. A heterogeneous catalyst typically comprises: (i) a catalyst support having a large surface area and interconnected channels or pore channels; and (ii) fine active catalyst particles such as cobalt, nickel, tungsten and molybdenum sulfides dispersed within the channels or pore channels. The pore channels of the carrier are usually of limited size to maintain the mechanical integrity of the heterogeneous catalyst and to prevent segregation and the formation of excess fines in the reactor. Heterogeneous catalysts can be obtained as cylindrical pellets, cylindrical extrudates, other shapes such as trefoils, rings, saddles, and the like, or spherical solids.

Термины частицы диспергированного металлического сульфидного катализатора и диспергированный катализатор относится к частицам катализатора, имеющим диаметр менее 1 мкм (меньше микрона или меньше микрометра), например, менее около 500 нм в диаметре, или менее около 250 нм в диаметре, или менее около 100 нм в диаметре, или менее около 50 нм в диаметре, или менее около 25 нм в диаметре, или менее около 10 нм в диаметре, или менее около 5 нм в диаметре. Термин частицы диспергированного металлсульфидного катализатора может включать в себя молекулярные или молекулярно диспергированные каталитические соединения. Термин частицы диспергированного металлсульфидного катализатора обычно исключает частицы сульфида металла и скопления частиц сульфида металла, размер которых превышает 1 мкм.The terms particulate metal sulfide catalyst particles and particulate catalyst refer to catalyst particles having a diameter of less than 1 μm (less than a micron or less than a micrometer), for example, less than about 500 nm in diameter, or less than about 250 nm in diameter, or less than about 100 nm in diameter. diameter, or less than about 50 nm in diameter, or less than about 25 nm in diameter, or less than about 10 nm in diameter, or less than about 5 nm in diameter. The term particulate metal sulfide catalyst particles may include molecular or molecularly dispersed catalyst compounds. The term particulate metal sulfide catalyst particles generally excludes metal sulfide particles and accumulations of metal sulfide particles larger than 1 micron.

Термин молекулярно диспергированный катализатор относится к соединениям катализатора, которые, по существу, растворены или диссоциированы из других каталитических соединений или молекул в углеводородном сырье или подходящем разбавителе. Он может включать в себя очень мелкие частицы катализатора, которые содержат несколько молекул катализатора, соединенных вместе (например, 15 молекул или менее).The term molecularly dispersed catalyst refers to catalyst compounds that are substantially dissolved or dissociated from other catalyst compounds or molecules in a hydrocarbon feed or a suitable diluent. It may include very fine catalyst particles that contain several catalyst molecules linked together (eg, 15 molecules or less).

Термины частицы остаточного катализатора и частицы остаточного диспергированного металл- 9 041453 сульфидного катализатора относятся к частицам катализатора, которые остаются в углеводородном продукте при перемещении из одной емкости в другую (например, из реактора гидропроцессинга в сепаратор и/или другой реактор гидропроцессинга). Частицы остаточного диспергированного металлсульфидного катализатора также могут оставаться в жидкой остаточной фракции после отделения углеводородного продукта в дистилляты и остаточную жидкость, например, путем горячего разделения, атмосферной дистилляции или вакуумной дистилляции.The terms residual catalyst particles and residual dispersed metal sulfide catalyst particles refer to catalyst particles that remain in the hydrocarbon product when transferred from one vessel to another (for example, from a hydroprocessing reactor to a separator and/or another hydroprocessing reactor). Residual dispersed metal sulfide catalyst particles can also remain in the liquid bottom fraction after separation of the hydrocarbon product into distillates and bottom liquid, for example by hot separation, atmospheric distillation or vacuum distillation.

Термин кондиционированное сырье означает углеводородное сырье, в которое был объединен и с которым был в достаточной мере смешан предшественник катализатора, так что после разложения предшественника катализатора и образования активного катализатора катализатор будет содержать частицы диспергированного металлсульфидного катализатора, образованные in situ внутри сырья.The term "conditioned feed" means a hydrocarbon feed in which the catalyst precursor has been combined and mixed sufficiently such that after the catalyst precursor has decomposed and formed an active catalyst, the catalyst will contain dispersed metal sulfide catalyst particles formed in situ within the feed.

Термины обогащать, обогащение и обогащенное при использовании для описания сырья, которое подвергается или было подвергнуто гидропроцессингу, или полученного материала или продукта, относятся к одному или более из следующего: снижение молекулярной массы сырья, снижение интервала кипения сырья, снижение концентрации асфальтенов, снижение концентрации углеводородных свободных радикалов и/или снижение количества примесей, таких как сера, азот, кислород, галоиды и металлы.The terms enrich, enrich, and enriched, when used to describe a feedstock that is or has been hydroprocessed, or the resulting material or product, refer to one or more of the following: feedstock molecular weight reduction, feedstock boiling range reduction, asphaltene reduction, hydrocarbon concentration reduction free radicals and/or reduction of impurities such as sulfur, nitrogen, oxygen, halides and metals.

Термин интенсивность, по существу, относится к количеству энергии, которое подают на тяжелую нефть во время гидропроцессинга, и часто относится к рабочей температуре реактора гидропроцессинга (т.е. более высокая температура связана с более высокой степенью интенсивности; более низкая температура связана с более низкой степенью интенсивности) в комбинации с длительностью указанного воздействия температуры.The term rate essentially refers to the amount of energy that is applied to the heavy oil during hydroprocessing, and often refers to the operating temperature of the hydroprocessing reactor (i.e. higher temperature is associated with higher intensity; lower temperature is associated with lower degree of intensity) in combination with the duration of the indicated temperature exposure.

Повышенная степень интенсивности, по существу, увеличивает количество продуктов конверсии, производимых реактором гидропроцессинга, включая как желательные продукты, так и нежелательные продукты.An increased degree of intensity substantially increases the amount of conversion products produced by the hydroprocessing reactor, including both desirable products and undesirable products.

К желательным продуктам переработки относятся углеводороды с пониженной молекулярной массой, температурой кипения и удельным весом, которые могут включать в себя товарные продукты, такие как нафта, дизельное топливо, реактивное топливо, керосин, воск, нефтяное топливо и т.п. К другим желательным продуктам переработки относятся высококипящие углеводороды, которые могут быть подвергнуты дополнительной обработке с использованием традиционных процессов переработки и/или дистилляции. Другим примером желательного продукта переработки является кубовый продукт достаточного качества, пригодный для использования в качестве нефтяного топлива.Desirable refinery products include hydrocarbons of reduced molecular weight, boiling point, and specific gravity, which may include commercial products such as naphtha, diesel fuel, jet fuel, kerosene, wax, fuel oil, and the like. Other desirable processed products include high-boiling hydrocarbons, which can be further processed using conventional processing and/or distillation processes. Another example of a desired refined product is a bottoms product of sufficient quality suitable for use as a fuel oil.

К нежелательным продуктам переработки относятся кокс, отложения, металлы и другие твердые материалы, которые могут осаждаться на оборудовании гидропроцессинга и приводить к засорению, например, на внутренних компонентах реакторов, сепараторах, фильтрах, трубах, колоннах, теплообменниках и гетерогенных катализаторах. Нежелательные продукты переработки также могут относиться к неконвертированному остатку, который остается после дистилляции, например, остаткам атмосферной колонны (ОАК) или остаткам вакуумной колонны (ОВК), в частности, те, которые имеют слишком низкое качество, чтобы быть полезными в качестве нефтяного топлива или для другого требуемого применения. Сведение к минимуму нежелательных продуктов переработки снижает засорение и время простоя оборудования, необходимое для очистки оборудования. Тем не менее, может существовать желательное количество неконвертированного остатка, чтобы находящееся ниже по ходу сепарационное оборудование функционировало надлежащим образом и/или чтобы обеспечить жидкую транспортную среду для хранения кокса, отложений, металлов и других твердых материалов, которые в противном случае могли бы осаждаться на оборудовании и засорить его, но которые могут быть выведены с помощью имеющегося остатка.Undesirable by-products include coke, deposits, metals, and other solid materials that can deposit on hydroprocessing equipment and lead to fouling, for example, on reactor internals, separators, filters, pipes, columns, heat exchangers, and heterogeneous catalysts. Undesired by-products may also refer to the unconverted residue that remains after distillation, such as atmospheric column residues (OER) or vacuum column residues (VCR), in particular those that are of too low a quality to be useful as a fuel oil or for other required application. Minimizing unwanted by-products reduces clogging and equipment downtime required to clean equipment. However, there may be a desired amount of unconverted residue in order for the downstream separation equipment to function properly and/or to provide a liquid transport medium for storing coke, deposits, metals and other solids that might otherwise be deposited on the equipment. and clog it, but which can be withdrawn using the available residue.

В дополнение к температуре интенсивность может быть связана с одним или обоими из конверсии и производительности. То, будет ли повышение степени интенсивности включать повышение конверсии и/или увеличение или уменьшение производительности, может зависеть от качества сырья из тяжелой нефти и/или массового соотношения в общей системе гидропроцессинга. Например, если требуется переработать большее количество загружаемого материала и/или обеспечить большее количество материала для находящегося ниже по ходу оборудования, повышенная интенсивность может в первую очередь включать увеличение производительности без необходимости увеличения степени превращения. Это может включать в себя случай, когда фракции кубовых остатков (ОАК и/или ОВК) продаются в виде нефтяного топлива, а повышение конверсии без увеличения производительности могло бы уменьшить количество данного продукта. В случае, когда требуется увеличить соотношение обогащенных материалов к фракциям кубовых остатков, может быть желательно главным образом увеличить конверсию без необходимости увеличения производительности. В случаях, когда качество тяжелой нефти, вводимой в реактор гидропроцессинга, колеблется, может быть желательно избирательно увеличивать или уменьшать одно или оба из конверсии и производительности, чтобы поддерживать требуемое соотношение обогащенных материалов к фракциям кубовых остатков и/или требуемое абсолютное количество или абсолютные количества получаемого конечного продукта (получаемых конечных продуктов).In addition to temperature, intensity can be related to one or both of conversion and throughput. Whether the increase in intensity will include an increase in conversion and/or an increase or decrease in productivity may depend on the quality of the heavy oil feedstock and/or the weight ratio in the overall hydroprocessing system. For example, if more feed is to be processed and/or more material is to be provided to downstream equipment, the increased rate may primarily include an increase in productivity without the need to increase the conversion. This may include the case where bottoms fractions (UAC and/or HVAC) are sold as fuel oils and an increase in conversion without an increase in productivity could reduce the amount of this product. In the case where it is desired to increase the ratio of enriched materials to bottoms fractions, it may be desirable to mainly increase the conversion without the need to increase productivity. In cases where the quality of the heavy oil introduced into the hydroprocessing reactor fluctuates, it may be desirable to selectively increase or decrease one or both of the conversion and throughput in order to maintain the desired ratio of enriched materials to bottoms fractions and/or the required absolute amount or absolute amounts of product. final product (final products obtained).

Термины конверсия и степень превращения относятся к относительному содержанию, частоThe terms conversion and degree of conversion refer to the relative content, often

- 10 041453 выраженному в процентах, тяжелой нефти, которую перерабатывают в материалы с более низкой температурой кипения и/или с более низкой молекулярной массой. Конверсия выражается в процентах от исходного содержания остатка (т.е. компонентов с температурой кипения больше определенной граничной температуры отделения дистилляционной фракции), которое перерабатывается в продукты с температурой кипения ниже определенной граничной температуры отделения фракции. Определение граничной температуры отделения дистилляционной фракции может варьироваться и может номинально включать 524°C (975°F), 538°C (1000°F), 565°C (1050°F) и т.п. Его можно измерить путем анализа дистилляции потоков сырья и продуктов для определения концентрации компонентов с температурой кипения выше определенной граничной температуры отделения фракции. Степень превращения выражается как (F-P)/F, где F представляет собой количество кубовых остатков в объединенных потоках поступающего материала, а Р представляет собой количество в объединенных потоках продукта, при этом как содержание кубовых остатков как в поступающем материале, так и в продукте основано на одном и том же определении граничной температуры отделения фракции. Количество кубовых остатков наиболее часто определяется на основании массы компонентов с температурой кипения больше определенной граничной температуры отделения фракции, а также могут использоваться волюметрические или молярные определения.- 10 041453 expressed as a percentage, heavy oil, which is processed into materials with a lower boiling point and/or lower molecular weight. The conversion is expressed as a percentage of the original residue content (i.e. components with a boiling point above a certain distillation cut-off point) that is converted into products with a boiling point below a certain cut-off point. The definition of cutoff temperature may vary and may nominally include 524°C (975°F), 538°C (1000°F), 565°C (1050°F) and the like. It can be measured by analyzing the distillation of feed and product streams to determine the concentration of components with a boiling point above a certain cut-off temperature. The conversion is expressed as (F-P)/F where F is the amount of bottoms in the combined feed streams and P is the amount in the combined product streams, with both the bottoms content of both the feed and product based on the same definition of the boundary temperature of fraction separation. The amount of bottoms is most often determined based on the mass of components with a boiling point above a certain cut-off temperature, and volumetric or molar determinations can also be used.

Конверсия асфальтенов может отличаться от конверсии сырья из тяжелой нефти в целом. Для целей данного изобретения пригодное определение конверсии асфальтенов основано на количестве асфальтенов в свежем сырье и может быть определено следующим уравнением, что приводит к получению дробной доли от 0 до 1, которая может быть преобразована в процент путем умножения на 100:The conversion of asphaltenes may differ from that of heavy oil feedstocks in general. For the purposes of this invention, a suitable definition of asphaltene conversion is based on the amount of asphaltenes in fresh feed and can be determined by the following equation, which results in a fraction between 0 and 1, which can be converted to a percentage by multiplying by 100:

Конв.=[асф.(свежее сырье)-асф.(продукты)]/асф.(свежее сырье).Conv. \u003d [asph. (fresh raw materials) - asph. (products)] / asph. (fresh raw materials).

Содержание асфальтенов в рециркуляционном потоке является внутренним по отношению к процессу. Когда конверсия асфальтенов слишком мала по сравнению с конверсией большого количества тяжелой нефти в целом, может происходить нарастание рециркулирующих асфальтенов.The content of asphaltenes in the recycle stream is internal to the process. When the conversion of asphaltenes is too low compared to the conversion of a large amount of heavy oil in general, a build-up of recycled asphaltenes can occur.

Термин производительность относится к количеству загружаемого материала, который вводят в реактор гидропроцессинга, в зависимости от времени. Производительность может выражаться в объемометрических единицах, например в баррелях в сутки, или в массовых единицах, например в метрических тоннах в час. При обычном использовании производительность определяется как масса или скорость подачи с объемной дозировкой только самого сырья для тяжелой нефти (например, остатки вакуумной колонны и т.п.). Данное определение, как правило, не включает в себя количества разбавителей или других компонентов, которые иногда могут быть включены в общее сырье, подаваемое в устройство гидропереработки, хотя может быть использовано и определение, включающее в себя указанные другие компоненты.The term productivity refers to the amount of feed material that is introduced into the hydroprocessing reactor as a function of time. Productivity can be expressed in volumetric units, such as barrels per day, or mass units, such as metric tons per hour. In common use, productivity is defined as the mass or volumetric feed rate of only the heavy oil feedstock itself (eg, vacuum tower residues, etc.). This definition generally does not include amounts of diluents or other components that may sometimes be included in the total feed to the hydroprocessor, although a definition that includes these other components may be used.

Скорость производства продуктов конверсии представляет собой абсолютную скорость, которая может выражаться в объемометрических единицах, например в баррелях в сутки, или в массовых единицах, например в метрических тоннах в час. Не следует путать скорость производства продуктов конверсии с выпуском продукции или эффективностью, которые иногда ошибочно называют скоростью (например, скорость производства на единицу скорости подачи или скорость производства на единицу конвертированного сырья). Следует понимать, что фактические числовые значения как первоначальной скорости производства продуктов конверсии, так и увеличенной скорости производства продуктов конверсии характерны для отдельных производственных объектов и зависят от производительности этих объектов. Таким образом, вполне допустимо сравнивать скорость производства рассматриваемого устройства или объекта до и после усовершенствования, но не допустимо сравнивать с другим устройством или объектом, сооруженным с другой производительностью.The rate of production of conversion products is an absolute rate, which can be expressed in volumetric units, such as barrels per day, or mass units, such as metric tons per hour. The rate of production of conversion products should not be confused with output or efficiency, which is sometimes erroneously referred to as rate (for example, rate of production per unit of feed rate or rate of production per unit of raw material converted). It should be understood that the actual numerical values of both the initial rate of production of conversion products and the increased rate of production of conversion products are characteristic of individual production facilities and depend on the productivity of these facilities. Thus, it is perfectly acceptable to compare the production rate of the device or object in question before and after the improvement, but it is not acceptable to compare it with another device or object built with a different productivity.

II. Реакторы и системы гидропроцессинга в кипящем слоеII. Fluidized bed hydroprocessing reactors and systems

На фиг. 2A-2D схематически представлены не имеющие ограничительного характера примеры реакторов и систем гидропроцессинга в кипящем слое, используемых для гидропроцессинга углеводородных сырьевых материалов, таких как тяжелая нефть, которые можно обогатить для применения двухкомпонентной каталитической системы в соответствии с данным изобретением. Следует понимать, что приведенные в качестве примера реакторы и системы гидропроцессинга в кипящем слое могут включать в себя промежуточную сепарацию, комплексную гидрообработку и/или комплексный гидрокрекинг.In FIG. 2A-2D are schematic non-limiting examples of fluidized bed hydroprocessing reactors and systems used to hydroprocess hydrocarbon feedstocks, such as heavy oils, that can be upgraded to use the two-way catalyst system in accordance with the present invention. It should be understood that exemplary fluidized bed hydroprocessing reactors and systems may include intermediate separation, integrated hydrotreatment, and/or integrated hydrocracking.

На фиг. 2А схематически представлен реактор 10 гидропроцессинга в кипящем слое, используемый в системе гидрокрекинга LC-Fining, разработанной компанией С—Е Lummus. Реактор 10 кипящего слоя содержит впускное отверстие 12 вблизи дна, через которое вводят сырье 14 и сжатый водородный газ 16, и выпускное отверстие 18 в верхней части, через которое извлекают материал 20, полученный путем гидропроцессинга.In FIG. 2A is a schematic representation of a fluidized bed hydroprocessing reactor 10 used in the LC-Fining hydrocracking system developed by C-E Lummus. The fluidized bed reactor 10 has an inlet 12 near the bottom through which the feedstock 14 and compressed hydrogen gas 16 are introduced, and an outlet 18 at the top through which the hydroprocessed material 20 is withdrawn.

Реактор 10 дополнительно содержит расширенную содержащую зону 22 катализатора, содержащую гетерогенный катализатор 24, который удерживается в расширенном или псевдоожиженном состоянии по отношению к силе тяжести путем перемещения вверх жидких углеводородов и газа (схематически показаны в виде пузырьков 25) через реактор 10 кипящего слоя. Нижний конец расширенной зоны 22 катализатора определен распределительной решетчатой пластиной 26, которая отделяет расширенную зону 22 катализатора от нижней зоны 28, не содержащей гетерогенный катализатор, расположенной меThe reactor 10 further comprises an expanded catalyst containing zone 22 containing a heterogeneous catalyst 24 that is held in an expanded or fluidized state with respect to gravity by moving upwardly liquid hydrocarbons and gas (shown schematically as bubbles 25) through the fluidized bed reactor 10. The lower end of the expanded catalyst zone 22 is defined by a distribution grid plate 26 which separates the expanded catalyst zone 22 from the lower heterogeneous catalyst-free zone 28 located at the

- 11 041453 жду нижней частью реактора 10 кипящего слоя и распределительной решетчатой пластиной 26. Распределительная решетчатая пластина 26 выполнена с возможностью равномерного распределения водородного газа и углеводородов по всему реактору и предотвращения падения гетерогенного катализатора 24 под действием силы тяжести в нижнюю зону 28, не содержащую гетерогенный катализатор. Верхний конец расширенной зоны 22 катализатора находится на высоте, при которой направленная вниз сила тяжести начинает равняться или превышать силу подъема перемещающегося вверх сырья и газа через реактор 10 кипящего слоя по мере достижения гетерогенным катализатором 24 заданного уровня расширения или разделения. Вышеуказанная расширенная зона 22 катализатора представляет собой верхнюю зону 30, не содержащую гетерогенный катализатор.- 11 041453 waiting for the lower part of the fluidized bed reactor 10 and the distribution grid plate 26. The distribution grid plate 26 is designed to evenly distribute hydrogen gas and hydrocarbons throughout the reactor and prevent the heterogeneous catalyst 24 from falling under gravity into the lower zone 28 that does not contain heterogeneous catalyst. The upper end of the expanded catalyst zone 22 is at a height at which downward gravity begins to equal or exceed the uplift force of the upwardly moving feed and gas through the fluidized bed reactor 10 as the heterogeneous catalyst 24 reaches a predetermined level of expansion or separation. The above extended catalyst zone 22 is an upper zone 30 containing no heterogeneous catalyst.

Углеводороды и другие материалы внутри реактора 10 кипящего слоя постоянно рециркулируют с верхней зоны 30, не содержащей гетерогенный катализатор, в нижнюю зону 28, не содержащую гетерогенный катализатор, посредством канала 32 для рециркуляции, расположенного по центру реактора 10 кипящего слоя, соединенного с эбуляционным насосом 34 в нижней части реактора 10 кипящего слоя. В верхней части канала 32 для рециркуляции находится воронкообразная рециркуляционная чаша 36, через которую подается сырье с верхней зоны 30, не содержащей гетерогенный катализатор. Материал, вытягиваемый вниз по каналу 32 рециркуляции, поступает в нижнюю зону 28, не содержащую катализатор, а затем проходит вверх через распределительную решетчатую пластину 26 в расширенную зону 22 катализатора, где он смешивается со свежедобавленным сырьем 14 и водородным газом 16, поступающим в реактор 10 кипящего слоя через впускное отверстие 12. Постоянная циркуляция смешанных материалов вверх через реактор 10 кипящего слоя преимущественно поддерживает гетерогенный катализатор 24 в расширенном или псевдоожиженном состоянии в пределах расширенной зоны 22 катализатора, сводит к минимуму образование каналов, управляет скоростями реакций и сохраняет тепло, высвобождаемое экзотермическими реакциями гидрогенизации, на безопасном уровне.Hydrocarbons and other materials within the fluidized bed reactor 10 are constantly recycled from the upper zone 30 containing no heterogeneous catalyst to the lower zone 28 containing no heterogeneous catalyst via a recirculation channel 32 centrally located in the fluidized bed reactor 10 connected to an ebullation pump 34 at the bottom of the fluidized bed reactor 10. At the top of the recirculation channel 32 is a funnel-shaped recirculation bowl 36 through which feed is supplied from the upper zone 30 that does not contain heterogeneous catalyst. The material drawn down through the recirculation channel 32 enters the lower catalyst-free zone 28 and then passes upward through the distribution grid plate 26 to the expanded catalyst zone 22 where it mixes with the freshly added feed 14 and hydrogen gas 16 entering the reactor 10 fluidized bed through inlet 12. The constant upward circulation of mixed materials through the fluidized bed reactor 10 advantageously maintains the heterogeneous catalyst 24 in an expanded or fluidized state within the expanded catalyst zone 22, minimizes channeling, controls reaction rates, and conserves heat released by exothermic reactions hydrogenation, at a safe level.

Свежий гетерогенный катализатор 24 вводится в реактор 10 кипящего слоя, например в расширенную зону 22 катализатора, через впускную трубку 38 для катализатора, которая проходит через верхнюю часть реактора 10 кипящего слоя непосредственно в расширенную зону 22 катализатора. Отработанный гетерогенный катализатор 24 извлекается из расширенной зоны 22 катализатора через трубку 40 для извлечения катализатора, которая проходит от нижнего конца расширенной зоны 22 катализатора через распределительную решетчатую пластину 26 и нижнюю часть реактора 10 кипящего слоя. Следует понимать, что трубка 40 для извлечения катализатора не может разграничивать между полностью отработанным катализатором, частично отработанным, но активным катализатором и свежедобавленным катализатором, так что из реактора 10 кипящего слоя обычно извлекается случайное распределение гетерогенного катализатора 24 в качестве отработанного катализатора.Fresh heterogeneous catalyst 24 is introduced into the fluidized bed reactor 10, for example into the expanded catalyst zone 22, via a catalyst inlet tube 38 which extends through the top of the fluidized bed reactor 10 directly into the expanded catalyst zone 22. The spent heterogeneous catalyst 24 is withdrawn from the expanded catalyst zone 22 through a catalyst recovery tube 40 that extends from the lower end of the expanded catalyst zone 22 through the distribution grid plate 26 and the bottom of the fluidized bed reactor 10. It should be understood that catalyst recovery tube 40 cannot distinguish between fully spent catalyst, partially spent but active catalyst, and freshly added catalyst, so a random distribution of heterogeneous catalyst 24 is typically recovered from fluidized bed reactor 10 as spent catalyst.

Обогащенный углеводородный материал 20, извлеченный из реактора 10 кипящего слоя, можно ввести в сепаратор 42 (например, горячий сепаратор, промежуточный сепаратор с перепадом давления, атмосферную дистилляционную колонну или вакуумную дистилляционную колонну). Сепаратор 42 отделяет одну или более летучих фракций (или дистиллятов) 46 от нелетучих фракций (или жидкости) 48.The enriched hydrocarbon material 20 withdrawn from the fluidized bed reactor 10 may be introduced into a separator 42 (eg, a hot separator, an intermediate pressure swing separator, an atmospheric distillation column, or a vacuum distillation column). A separator 42 separates one or more volatile fractions (or distillates) 46 from non-volatile fractions (or liquid) 48.

На фиг. 2В схематически проиллюстрирован реактор 110 кипящего слоя, используемый в системе гидрокрекинга H-Oil, разработанной компанией Hydrocarbon Research Incorporated и в настоящее время используемой по лицензии компании Axens. Реактор 110 кипящего слоя содержит впускное отверстие 112, через которое вводят сырье 114 из тяжелой нефти и сжатый водородный газ 116, и выпускное отверстие 118, через которое извлекают обогащенный углеводородный материал 120. Расширенная зона 122 катализатора, содержащая гетерогенный катализатор 124, ограничена распределительной решетчатой пластиной 126, которая отделяет расширенную зону 122 катализатора от нижней зоны 128, не содержащей катализатор, между нижней частью реактора 110 и распределительной решетчатой пластиной 126, а также верхним концом 129, который определяет приблизительную границу между расширенной зоной 122 катализатора и верхней зоной 130, не содержащей катализатор. Пунктирная линия 131 границы схематически иллюстрирует приблизительный уровень гетерогенного катализатора 124, когда он не находится в расширенном или псевдоожиженном состоянии.In FIG. 2B schematically illustrates a fluidized bed reactor 110 used in the H-Oil hydrocracking system developed by Hydrocarbon Research Incorporated and currently used under license from Axens. The fluidized bed reactor 110 includes an inlet 112 through which heavy oil feed 114 and compressed hydrogen gas 116 are introduced, and an outlet 118 through which enriched hydrocarbon material 120 is withdrawn. 126, which separates the expanded catalyst zone 122 from the lower catalyst-free zone 128 between the bottom of the reactor 110 and the distribution grid plate 126, as well as the upper end 129, which defines the approximate boundary between the expanded catalyst zone 122 and the upper zone 130, which does not contain catalyst. The dotted boundary line 131 schematically illustrates the approximate level of heterogeneous catalyst 124 when it is not in an expanded or fluidized state.

Материалы непрерывно рециркулируют внутри реактора 110 кипящего слоя через канал 132 для рециркуляции, соединенный с эбуляционным насосом 134, расположенным за пределами реактора 110. Материалы извлекаются через воронкообразную рециркуляционную чашу 136 из верхней зоны 130, не содержащей катализатор. Рециркуляционная чаша 136 имеет форму спирали, что позволяет отделять водородные пузырьки 125 от рециркулята 132 для предотвращения кавитации эбуляционного насоса 134. Рециркулят 132 поступает в нижнюю зону 128, не содержащую катализатор, где он смешивается со свежим сырьем 116 и водородным газом 118, и смесь проходит через распределительную решетчатую пластину 126 в расширенную зону 122 катализатора. Свежий катализатор 124 вводят в расширенную зону 122 катализатора через впускную трубку 137 для катализатора, а отработанный катализатор 124 извлекают из расширенной зоны 122 катализатора через выпускную трубку 140 для катализатора.Materials are continuously recirculated within the fluidized bed reactor 110 via a recirculation channel 132 connected to an ebullation pump 134 located outside of the reactor 110. Materials are withdrawn via a funnel-shaped recirculation cup 136 from an upper catalyst-free zone 130. Recirculation cup 136 is spirally shaped to allow hydrogen bubbles 125 to be separated from recirculation 132 to prevent cavitation of ebullation pump 134. Recirculation 132 enters the lower catalyst-free zone 128 where it mixes with fresh feed 116 and hydrogen gas 118 and the mixture passes through the distribution grating plate 126 into the expanded zone 122 of the catalyst. Fresh catalyst 124 is introduced into the expanded catalyst zone 122 through the catalyst inlet tube 137, and spent catalyst 124 is withdrawn from the expanded catalyst zone 122 through the catalyst outlet tube 140.

Основное различие между реактором 110 кипящего слоя H-Oil и реактором 10 кипящего слоя LC-Fining состоит в местоположении эбуляционного насоса. Эбуляционный насос 134 в реакторе 110 H-Oil размещен за пределами реакционной камеры. Рециркулирующее сырье вводят через рециркуляThe main difference between the H-Oil fluidized bed reactor 110 and the LC-Fining fluidized bed reactor 10 is the location of the ebullation pump. The ebullation pump 134 in the H-Oil reactor 110 is placed outside the reaction chamber. Recycling raw materials are introduced through the recirculator

- 12 041453 ционное отверстие 141 в нижней части реактора 110. Рециркуляционное отверстие 141 содержит распределитель 143, который способствует равномерному распределению материалов по зоне 128, не содержащей катализатор. Проиллюстрировано, что обогащенный углеводородный материал 120 направляется в сепаратор 142 (например, горячий сепаратор, промежуточный сепаратор с перепадом давления, атмосферную дистилляционную колонну или вакуумную дистилляционную колонну), который отделяет одну или более летучих фракций (или дистиллятов) 146 от нелетучей фракции (или жидкости) 148.- 12 041453 recirculation hole 141 in the lower part of the reactor 110. The recirculation hole 141 contains a distributor 143, which promotes uniform distribution of materials in the zone 128 that does not contain the catalyst. It is illustrated that the rich hydrocarbon material 120 is sent to a separator 142 (e.g., a hot separator, an intermediate differential pressure separator, an atmospheric distillation column, or a vacuum distillation column) that separates one or more volatile fractions (or distillates) 146 from a non-volatile fraction (or liquid). ) 148.

На фиг. 2С схематически проиллюстрирована система 200 гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора, содержащая множество реакторов кипящего слоя. Система 200 гидропроцессинга, примером которой является устройство гидропроцессинга LC-Fining или H-Oil, может содержать три реактора 210 кипящего слоя, расположенных последовательно, для обогащения сырья 212. Сырье 212 из уравнительного резервуара 214 нагнетают под давлением, предварительно нагревают и вводят в первый реактор 210а кипящего слоя вместе с водородным газом 216, оба из которых перед вводом в реактор пропускают через соответствующие нагреватели. Обогащенный углеводородный материал 220а из первого реактора 210а кипящего слоя вводят вместе с дополнительным водородным газом 216 во второй реактор 210b кипящего слоя. Обогащенный углеводородный материал 220b из второго реактора 210b кипящего слоя вводят вместе с дополнительным водородным газом 216 в третий реактор 210с кипящего слоя.In FIG. 2C schematically illustrates a fluidized bed hydroprocessing system 200 comprising a plurality of fluidized bed reactors. The hydroprocessing system 200, exemplified by the LC-Fining or H-Oil hydroprocessing unit, may include three fluidized bed reactors 210 arranged in series to upgrade the feedstock 212. The feedstock 212 from surge tank 214 is pressurized, preheated, and introduced into the first reactor. 210a of the fluidized bed together with hydrogen gas 216, both of which are passed through respective heaters before being introduced into the reactor. Rich hydrocarbon material 220a from first fluidized bed reactor 210a is introduced along with additional hydrogen gas 216 into second fluidized bed reactor 210b. The enriched hydrocarbon material 220b from the second fluidized bed reactor 210b is introduced along with additional hydrogen gas 216 into the third fluidized bed reactor 210c.

Следует понимать, что один или более промежуточных сепараторов (не показаны) необязательно могут быть расположены между первым и вторым реакторами 210а, 210b кипящего слоя и/или вторым и третьим реакторами 210b, 210с кипящего слоя для удаления низкокипящих фракций и газов из нелетучих фракций, содержащих жидкие углеводороды и частицы остаточного диспергированного металлсульфидного катализатора. Может быть желательно удалить низкокипящие алканы, такие как гексаны и гептаны, которые являются ценными топливными продуктами, но плохими растворителями для асфальтенов. Удаление летучих материалов между множеством реакторов улучшает производство ценных продуктов и повышает растворимость асфальтенов в жидком углеводородном материале, подаваемом в расположенный(е) ниже по потоку реактор(ы). И то, и другое повышает эффективность всей системы гидропроцессинга.It should be understood that one or more intermediate separators (not shown) may optionally be located between the first and second fluidized bed reactors 210a, 210b and/or the second and third fluidized bed reactors 210b, 210c to remove low-boiling fractions and gases from non-volatile fractions containing liquid hydrocarbons; and residual dispersed metal sulfide catalyst particles. It may be desirable to remove low boiling alkanes such as hexanes and heptanes, which are valuable fuel products but poor solvents for asphaltenes. The removal of volatile materials between multiple reactors improves the production of valuable products and increases the solubility of asphaltenes in the liquid hydrocarbon material fed to the downstream reactor(s). Both increase the efficiency of the entire hydroprocessing system.

Обогащенный углеводородный материал 220с из третьего реактора 210с кипящего слоя подают в высокотемпературный сепаратор 242а, который разделяет летучие и нелетучие фракции. Летучая фракция 246a проходит через теплообменник 250, который удаляет тепло, которое используется для подогрева водородного газа 216 перед его подачей в первый реактор 210а кипящего слоя. Несколько охлажденную летучую фракцию 246a направляют в среднетемпературный сепаратор 242b, который отделяет оставшуюся летучую фракцию 246b от полученной жидкой фракции 248b, которая образуется в результате охлаждения теплообменником 250. Оставшуюся летучую фракцию 246b направляют ниже по потоку в низкотемпературный сепаратор 242с для дальнейшего разделения на газообразную фракцию 252с и дегазированную жидкую фракцию 248с.The enriched hydrocarbon material 220c from the third fluidized bed reactor 210c is fed to a high temperature separator 242a which separates volatile and non-volatile fractions. The volatile fraction 246a passes through a heat exchanger 250 which removes the heat that is used to preheat the hydrogen gas 216 before it is fed to the first fluidized bed reactor 210a. The slightly cooled volatile fraction 246a is sent to a medium temperature separator 242b, which separates the remaining volatile fraction 246b from the resulting liquid fraction 248b, which is formed as a result of cooling by the heat exchanger 250. The remaining volatile fraction 246b is sent downstream to a low temperature separator 242c for further separation into a gaseous fraction 252c and the degassed liquid fraction 248c.

Жидкая фракция 248а из высокотемпературного сепаратора 242а направляется вместе с полученной жидкой фракцией 248b из среднетемпературного сепаратора 242b в низкотемпературный сепаратор 242d, который отделяет водородосодержащий газ 252d от дегазированной жидкой фракции 248d, которая вместе с дегазированной жидкой фракцией 248с из низкотемпературного сепаратора 242с направляется в хвостовую систему 260, которая содержит одну или более дистилляционных колонн, включая вакуумную дистилляционную колонну, где материалы подвергаются фракционированию с получением продуктов 262 и рециркуляционного потока кубовых остатков 264 вакуумной колонны. Рециркулируемый поток кубовых остатков 264 вакуумной колонны может содержать некоторые или все кубовые остатки вакуумной колонны, произведенные хвостовой системой 260, причем часть кубовых остатков вакуумной колонны необязательно удаляется в виде продуктов 262 и не рециркулирует.The liquid fraction 248a from the high temperature separator 242a is sent along with the produced liquid fraction 248b from the medium temperature separator 242b to the low temperature separator 242d, which separates the hydrogen-containing gas 252d from the degassed liquid fraction 248d, which together with the degassed liquid fraction 248c from the low temperature separator 242c is sent to the tail system 260 , which contains one or more distillation columns, including a vacuum distillation column, where the materials are fractionated to produce products 262 and a recirculating vacuum column bottoms stream 264. The vacuum column bottoms recycle stream 264 may contain some or all of the vacuum column bottoms produced by tail system 260, with a portion of the vacuum column bottoms optionally removed as products 262 and not recycled.

Газообразную фракцию 252с из низкотемпературного сепаратора 242с очищают с получением отходящего газа, продувочного газа и водородного газа 216. Водородный газ 216 сжимают, смешивают с подпитанным водородным газом 216a и либо пропускают через теплообменник 250 и вводят в первый реактор 210а кипящего слоя вместе с сырьем 216, либо вводят непосредственно во второй и третий реакторы 210b и 210b кипящего слоя.The gaseous fraction 252c from the low temperature separator 242c is scrubbed to produce off-gas, purge gas, and hydrogen gas 216. Hydrogen gas 216 is compressed, mixed with hydrogen gas 216a, and either passed through heat exchanger 250 and introduced into first fluidized-bed reactor 210a along with feed 216, or injected directly into the second and third fluidized bed reactors 210b and 210b.

На фиг. 2D схематически проиллюстрирована система 200 гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора, которая содержит множество реакторов кипящего слоя и аналогична системе, проиллюстрированной на фиг. 2С, но на которой показан промежуточный сепаратор 221, расположенный между вторым и третьим реакторами 210b, 210с (хотя промежуточный сепаратор 221 (или другой сепаратор) может быть расположен между первым и вторым реакторами 210а, 210b). Как проиллюстрировано, поток, выходящий из реактора 210b второй ступени, поступает в промежуточный сепаратор 221, который может представлять собой высокотемпературный сепаратор высокого давления. Жидкая фракция из сепаратора 221 объединяется с частью рециркулирующего водорода из линии 216, а затем поступает в реактор 210с третьей ступени. Паровая фракция из промежуточного сепаратора 221 обходит реактор 210с третьей ступени, смешивается с потоком, выходящим из реактора 210с третьей ступени, а затем проходит в высокотемпературный сепаратор 242а высокого давления.In FIG. 2D schematically illustrates a fluidized bed hydroprocessing system 200 that includes a plurality of fluidized bed reactors and is similar to the system illustrated in FIG. 2C, but showing an intermediate separator 221 located between the second and third reactors 210b, 210c (although an intermediate separator 221 (or other separator) may be located between the first and second reactors 210a, 210b). As illustrated, the effluent from the second stage reactor 210b enters an intermediate separator 221, which may be a high temperature high pressure separator. The liquid fraction from separator 221 is combined with a portion of the hydrogen recycle from line 216 and then enters third stage reactor 210c. The vapor fraction from the intermediate separator 221 bypasses the third stage reactor 210c, mixes with the effluent from the third stage reactor 210c, and then passes into the high temperature high pressure separator 242a.

Это позволяет более легким и более насыщенным компонентам, образованным на первых двух сту- 13 041453 пенях реакторов, обходить реактор 210с третьей ступени. Преимущества данного процесса следующие:This allows the lighter and richer components formed in the first two stages of the reactors to bypass the third stage reactor 210c. The advantages of this process are:

(1) снижение паровой нагрузки на реактор третьей ступени, что увеличивает использование объема реактора третьей ступени для переработки оставшихся тяжелых компонентов, и (2) снижение концентрации компонентов антирастворителя (насыщенных веществ), которые могут нарушать устойчивость (например, осаждать) асфальтенов в реакторе 210с третьей ступени.(1) reducing the steam load on the third stage reactor, which increases the utilization of the third stage reactor volume for processing the remaining heavy components, and (2) reducing the concentration of anti-solvent components (saturates) that can destabilize (e.g., precipitate) asphaltenes in the 210c reactor third step.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения системы гидропроцессинга выполнены с возможностью и эксплуатируются для стимуляции реакций гидрокрекинга, а не менее интенсивных реакций гидропроцессинга, таких как гидрообработка. Гидрокрекинг включает в себя разрушение углерод-углеродных молекулярных связей, например уменьшение молекулярной массы более крупных углеводородных молекул и/или раскрытие цикла ароматических соединений. С другой стороны, гидрообработка преимущественно включает в себя гидрогенизацию ненасыщенных углеводородов с минимальным или отсутствующим разрушением углерод-углеродных молекулярных связей.In preferred embodiments, the hydroprocessing systems are configured and operated to promote hydrocracking reactions rather than less intense hydroprocessing reactions such as hydroprocessing. Hydrocracking involves the breaking of carbon-carbon molecular bonds, such as reducing the molecular weight of larger hydrocarbon molecules and/or opening the ring of aromatic compounds. On the other hand, hydroprocessing predominantly involves the hydrogenation of unsaturated hydrocarbons with little or no degradation of the carbon-carbon molecular bonds.

Для стимулирования реакций гидрокрекинга, а не просто реакций гидрообработки, реактор(ы) гидропроцессинга предпочтительно работает(ют) при температуре в диапазоне от около 399°C (750°F) до около 460°C (860°F), более предпочтительно в диапазоне от около 416°C (780°F) до около 443°C (830°F), предпочтительно работает(ют) под давлением в диапазоне от около 6,9 МПа (1000 фунтов/кв. дюйм изб. давления) до около 20,7 МПа (3000 фунтов/кв. дюйм изб. давления), более предпочтительно в диапазоне от около 10,3 МПа (1500 фунтов/кв. дюйм изб. давления) до около 17,2 МПа (2500 фунтов/кв. дюйм изб. давления) и предпочтительно работает(ют) при объемной скорости (например, часовой объемной скорости жидкости (LHSV), определяемой как соотношение подаваемого объема к объему реактора в час) в диапазоне от около 0,05 до около 0,45 ч-1, более предпочтительно в диапазоне от около 0,1 до около 0,35 ч-1.To promote hydrocracking reactions, and not just hydroprocessing reactions, the hydroprocessing reactor(s) preferably operate at a temperature in the range of from about 399°C (750°F) to about 460°C (860°F), more preferably in the range from about 416°C (780°F) to about 443°C (830°F), preferably operating at a pressure in the range from about 6.9 MPa (1000 psig) to about 20 .7 MPa (3000 psig), more preferably in the range of about 10.3 MPa (1500 psig) to about 17.2 MPa (2500 psig) . pressure) and preferably operates(s) at a space velocity (e.g. liquid hourly space velocity (LHSV) defined as the ratio of feed volume to reactor volume per hour) in the range of about 0.05 to about 0.45 h -1 , more preferably in the range from about 0.1 to about 0.35 h - 1 .

Разница между гидрокрекингом и гидрообработкой также может быть выражена в единицах конверсии кубовых остатков (при этом гидрокрекинг приводит к существенной конверсии высококипящих углеводородов в низкокипящие углеводороды, в то время как при гидрообработке этого нет). Системы гидропроцессинга, описанные в настоящем документе, могут приводить к конверсии кубовых остатков, составляющей от около 40 до около 95%, предпочтительно от около 55 до около 90%.The difference between hydrocracking and hydrotreatment can also be expressed in units of bottoms conversion (where hydrocracking leads to a significant conversion of high-boiling hydrocarbons to low-boiling hydrocarbons, while this is not the case with hydrotreating). The hydroprocessing systems described herein can result in bottoms conversions of from about 40% to about 95%, preferably from about 55% to about 90%.

Предпочтительный диапазон конверсии обычно зависит от типа сырья из-за различий в трудностях при обработке различных сырьевых материалов. В некоторых случаях конверсия может оставаться на том же уровне или может быть по меньшей мере приблизительно на 5% выше, предпочтительно по меньшей мере приблизительно на 10% выше по сравнению с работой реактора кипящего слоя перед усовершенствованием для использования двухкомпонентной каталитической системы, как описано в настоящем документе.The preferred conversion range usually depends on the type of feedstock due to differences in processing difficulty of different feedstocks. In some cases, the conversion may remain at the same level or may be at least about 5% higher, preferably at least about 10% higher compared to the operation of the fluidized bed reactor before upgrading to use a two-way catalyst system, as described herein. document.

III. Усовершенствование реактора гидропроцессинга в кипящем слоеIII. Improvement of hydroprocessing fluidized bed reactor

На фиг. 3A, 3B, 3C и 3D представлены блок-схемы, иллюстрирующие приведенные в качестве примера способы усовершенствования реактора кипящего слоя для обеспечения рециркуляции вакуумных остатков без нарастания рециркулирующих асфальтенов в системе гидропроцессинга, например, вакуумных остатков.In FIG. 3A, 3B, 3C, and 3D are flow charts illustrating exemplary methods for upgrading a fluidized bed reactor to recycle vacuum residues without building up recycled asphaltenes in a hydroprocessing system, such as vacuum residues.

На фиг. 3A представлена блок-схема, иллюстрирующая приведенный в качестве примера способ усовершенствования реактора кипящего слоя с рециркуляцией вакуумных остатков без нарастания рециркулирующих асфальтенов, включающий: (1) функционирование реактора кипящего слоя с использованием гетерогенного катализатора для гидропроцессинга тяжелой нефти в исходных условиях, необязательно с рециркуляцией вакуумных остатков и нарастанием рециркулирующих асфальтенов; (2) добавление или формирование in situ частиц диспергированного металлсульфидного катализатора в реакторе кипящего слоя для получения усовершенствованного реактора кипящего слоя с двухкомпонентной каталитической системой, состоящей из гетерогенного катализатора и частиц дисперсного металлсульфидного катализатора; (3) функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы для гидропроцессинга тяжелой нефти для получения углеводородных продуктов; (4) подвергание углеводородных продуктов вакуумной перегонке и отделение дистиллятов от вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора; и (5) рециркуляцию по меньшей мере части вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора, в усовершенствованный реактор кипящего слоя без нарастания рециркулирующих асфальтенов в системе гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора (например, вакуумные остатки).In FIG. 3A is a flow diagram illustrating an exemplary process for improving a vacuum residue recycle fluidized bed reactor without buildup of recycled asphaltenes, comprising: (1) operating a fluidized bed reactor using a heterogeneous heavy oil hydroprocessing catalyst under initial conditions, optionally with vacuum recycle residues and buildup of recycled asphaltenes; (2) adding or forming in situ particulate metal sulfide catalyst particles in a fluidized bed reactor to obtain an improved fluidized bed reactor with a two-way catalyst system consisting of a heterogeneous catalyst and particulate metal sulfide catalyst particles; (3) operation of an improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system for hydroprocessing heavy oil to produce hydrocarbon products; (4) subjecting the hydrocarbon products to vacuum distillation and separating distillates from vacuum residues containing particles of residual metal sulfide catalyst; and (5) recycling at least a portion of the vacuum residues containing residual metal sulfide catalyst particles to the improved fluidized bed reactor without buildup of recycled asphaltenes in the fluidized bed hydroprocessing system (eg, vacuum residues).

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения гетерогенный катализатор, используемый при первоначальной работе реактора кипящего слоя в исходных условиях, представляет собой коммерчески доступный катализатор, обычно используемый в реакторах кипящего слоя. Для достижения максимальной эффективности исходные условия работы реактора преимущественно находятся на уровне, на котором образование отложений и засорение оборудования сохраняются в допустимых пределах. Предпринимались попытки увеличить абсолютную конверсию тяжелой нефти и асфальтенов, а также увеличить общее производство согласованных продуктов путем рециркуляции вакуумных остатков в реактор кипящего слоя. Хотя рециркуляция вакуумных остатков может теоретически работать, онаIn accordance with some embodiments of the invention, the heterogeneous catalyst used in the initial operation of the fluidized bed reactor at the initial conditions is a commercially available catalyst commonly used in fluidized bed reactors. To achieve maximum efficiency, the initial operating conditions of the reactor are preferably at a level at which the formation of deposits and fouling of equipment is kept within acceptable limits. Attempts have been made to increase the absolute conversion of heavy oil and asphaltenes, as well as to increase the overall production of matched products by recycling the vacuum residues to the fluidized bed reactor. While vacuum residue recycling may theoretically work, it

- 14 041453 часто приводит к нарастанию рециркулирующих асфальтенов в системе гидропроцессинга, что увеличивает риск засорения оборудования, нередко требуя более частого отключения и очистки реактора гидропроцессинга и связанного с ним оборудования, такого как трубы, колонны, нагреватели, теплообменники, гетерогенные катализаторы и/или сепарационное оборудование.- 14 041453 often results in a buildup of recycled asphaltenes in the hydroprocessing system, which increases the risk of equipment fouling, often requiring more frequent shutdown and cleaning of the hydroprocessing reactor and associated equipment such as pipes, columns, heaters, heat exchangers, heterogeneous catalysts and/or separation equipment.

Для обеспечения более эффективной рециркуляции вакуумных остатков и устранения или уменьшения нарастания рециркулирующих асфальтенов в системе гидропроцессинга усовершенствуют реактор кипящего слоя для использования двухкомпонентной каталитической системы, содержащей гетерогенный катализатор и частицы диспергированного металлсульфидного катализатора. Работа усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы позволяет рециркулировать вакуумные остатки без нарастания рециркулирующих асфальтенов или даже без снижения количества асфальтенов в вакуумных остатках даже при одной или более из более интенсивной конверсии, более высокой температуры и/или более высокой производительности по сравнению с исходными условиями. Это приводит к меньшему засорению оборудования и менее частым отключениям и очистке, чем при рециркуляции вакуумных остатков с нарастанием рециркулирующих асфальтенов.In order to provide more efficient recycling of vacuum residues and eliminate or reduce the buildup of recycled asphaltenes in the hydroprocessing system, the fluidized bed reactor will be improved to use a two-way catalyst system containing a heterogeneous catalyst and dispersed metal sulfide catalyst particles. Operation of the improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system allows vacuum residues to be recycled without buildup of recycled asphaltenes or even without reduction of asphaltenes in the vacuum residues even at one or more of higher conversion, higher temperature, and/or higher production rates compared to the original conditions. This results in less equipment fouling and less frequent shutdowns and cleanups than when recirculating vacuum residues with buildup of recycled asphaltenes.

Частицы диспергированного металлсульфидного катализатора могут быть получены отдельно, а затем добавлены в реактор кипящего слоя, который вместе с гетерогенным катализатором образует двухкомпонентную каталитическую систему.The dispersed metal sulfide catalyst particles can be prepared separately and then added to the fluidized bed reactor, which together with the heterogeneous catalyst forms a two-component catalyst system.

В качестве альтернативного или дополнительного варианта по меньшей мере часть частиц диспергированного металлсульфидного катализатора может быть произведена in situ внутри реактора кипящего слоя. Дополнительные сведения о частицах диспергированного металлсульфидного катализатора и о том, как они образуются, приведены ниже.Alternatively or additionally, at least a portion of the dispersed metal sulfide catalyst particles may be produced in situ within a fluidized bed reactor. Additional information about particulate metal sulfide catalyst particles and how they are formed is provided below.

На фиг. 3B представлена блок-схема, иллюстрирующая другой приведенный в качестве примера способ усовершенствования реактора кипящего слоя для обеспечения рециркуляции вакуумных остатков при повышенной конверсии без нарастания рециркулирующих асфальтенов, включающий: (1) функционирование реактора кипящего слоя с использованием гетерогенного катализатора для гидропроцессинга тяжелой нефти в исходных условиях, необязательно с рециркуляцией вакуумных остатков и нарастанием рециркулирующих асфальтенов; (2) добавление или формирование in situ частиц диспергированного металлсульфидного катализатора в реакторе кипящего слоя для получения усовершенствованного реактора кипящего слоя с двухкомпонентной каталитической системой, состоящей из гетерогенного катализатора и частиц дисперсного металлсульфидного катализатора; (3) функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы для гидропроцессинга тяжелой нефти с получением углеводородных продуктов при более высокой конверсии в сравнении с исходными условиями; (4) подвергание углеводородных продуктов вакуумной перегонке и отделение дистиллятов от вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора; и (5) рециркуляцию по меньшей мере части вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора, в усовершенствованный реактор кипящего слоя без нарастания рециркулирующих асфальтенов в системе гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора (например, вакуумные остатки).In FIG. 3B is a flow diagram illustrating another exemplary process for upgrading a fluidized bed reactor to recycle vacuum residues at higher conversion without buildup of recycled asphaltenes, comprising: (1) operating the fluidized bed reactor using a heterogeneous heavy oil hydroprocessing catalyst at baseline conditions. , optionally with recirculation of vacuum residues and buildup of recirculating asphaltenes; (2) adding or forming in situ particulate metal sulfide catalyst particles in a fluidized bed reactor to obtain an improved fluidized bed reactor with a two-way catalyst system consisting of a heterogeneous catalyst and particulate metal sulfide catalyst particles; (3) operating the improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system for hydroprocessing heavy oil to produce hydrocarbon products at a higher conversion than baseline; (4) subjecting the hydrocarbon products to vacuum distillation and separating distillates from vacuum residues containing particles of residual metal sulfide catalyst; and (5) recycling at least a portion of the vacuum residues containing residual metal sulfide catalyst particles to the improved fluidized bed reactor without buildup of recycled asphaltenes in the fluidized bed hydroprocessing system (eg, vacuum residues).

На фиг. 3C представлена блок-схема, иллюстрирующая другой приведенный в качестве примера способ усовершенствования реактора кипящего слоя для обеспечения рециркуляции вакуумных остатков при аналогичной конверсии и уменьшенных количествах асфальтенов, включающий: (1) функционирование реактора кипящего слоя с использованием гетерогенного катализатора для гидропроцессинга тяжелой нефти в исходных условиях, необязательно с рециркуляцией вакуумных остатков и нарастанием рециркулирующих асфальтенов; (2) добавление или формирование in situ частиц диспергированного металлсульфидного катализатора в реакторе кипящего слоя для получения усовершенствованного реактора кипящего слоя с двухкомпонентной каталитической системой, состоящей из гетерогенного катализатора и частиц дисперсного металлсульфидного катализатора; (3) функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы для гидропроцессинга тяжелой нефти с получением углеводородных продуктов при аналогичной конверсии в сравнении с исходными условиями; (4) подвергание углеводородных продуктов вакуумной перегонке и отделение дистиллятов от вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора; и (5) рециркуляцию по меньшей мере части вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора, в усовершенствованный реактор кипящего слоя с уменьшенным количеством асфальтенов в системе гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора (например, вакуумные остатки).In FIG. 3C is a flowchart illustrating another exemplary process for upgrading a fluidized bed reactor to recycle vacuum residues at a similar conversion and reduced amounts of asphaltenes, comprising: (1) operating a fluidized bed reactor using a heterogeneous heavy oil hydroprocessing catalyst at source conditions , optionally with recirculation of vacuum residues and buildup of recirculating asphaltenes; (2) adding or forming in situ particulate metal sulfide catalyst particles in a fluidized bed reactor to obtain an improved fluidized bed reactor with a two-way catalyst system consisting of a heterogeneous catalyst and particulate metal sulfide catalyst particles; (3) operation of an improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system for hydroprocessing heavy oil to produce hydrocarbon products at a similar conversion compared to baseline; (4) subjecting the hydrocarbon products to vacuum distillation and separating distillates from vacuum residues containing particles of residual metal sulfide catalyst; and (5) recycling at least a portion of the vacuum residues containing particles of residual metal sulfide catalyst to the improved fluidized bed reactor with reduced asphaltenes in the fluidized bed hydroprocessing system (eg, vacuum residues).

На фиг. 3D представлена блок-схема, иллюстрирующая другой приведенный в качестве примера способ усовершенствования реактора кипящего слоя для обеспечения рециркуляции вакуумных остатков при более высокой конверсии и уменьшенных количествах асфальтенов, включающий: (1) функционирование реактора кипящего слоя с использованием гетерогенного катализатора для гидропроцессинга тяжелой нефти в исходных условиях, необязательно с рециркуляцией вакуумных остатков и нарастанием рециркулирующих асфальтенов; (2) добавление или образование in situ частиц диспергированного металлсульфидного катализатора в реакторе кипящего слоя для получения усовершенствованного реактораIn FIG. 3D is a flowchart illustrating another exemplary process for improving a fluidized bed reactor to recycle vacuum residues at higher conversion and reduced amounts of asphaltenes, comprising: (1) operating a fluidized bed reactor using a heterogeneous catalyst for hydroprocessing heavy oil in raw conditions, optionally with recirculation of vacuum residues and buildup of recirculating asphaltenes; (2) adding or in situ formation of dispersed metal sulfide catalyst particles in a fluidized bed reactor to obtain an improved reactor

- 15 041453 кипящего слоя с двухкомпонентной каталитической системой, состоящей из гетерогенного катализатора и частиц диспергированного металлсульфидного катализатора; (3) функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы для гидропроцессинга тяжелой нефти с получением углеводородных продуктов при более высокой конверсии в сравнении с исходными условиями; (4) подвергание углеводородных продуктов вакуумной перегонке и отделение дистиллятов от вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора; и (5) рециркуляцию по меньшей мере части вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора, в усовершенствованный реактор кипящего слоя с уменьшенным количеством асфальтенов в системе гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора (например, вакуумные остатки).- 15 041453 fluidized bed with a two-component catalytic system consisting of a heterogeneous catalyst and particles of a dispersed metal sulfide catalyst; (3) operating the improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system for hydroprocessing heavy oil to produce hydrocarbon products at a higher conversion than baseline; (4) subjecting the hydrocarbon products to vacuum distillation and separating distillates from vacuum residues containing particles of residual metal sulfide catalyst; and (5) recycling at least a portion of the vacuum residues containing particles of residual metal sulfide catalyst to the improved fluidized bed reactor with reduced asphaltenes in the fluidized bed hydroprocessing system (eg, vacuum residues).

В некоторых вариантах осуществления изобретения скорость производства продуктов конверсии может быть увеличена при работе усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы и рециркуляции вакуумных остатков по меньшей мере одним из следующих способов: (i) более высокая температура и более высокая конверсия при той же или аналогичной производительности, что и при работе в исходных условиях; (ii) более высокая температура и более высокая производительность при той же или аналогичной конверсии, что и при работе в исходных условиях; или (iii) более высокая температура, более высокая производительность и более высокая конверсия, чем при работе в исходных условиях.In some embodiments of the invention, the rate of production of conversion products can be increased by operating an improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system and recirculating vacuum residues by at least one of the following: (i) higher temperature and higher conversion at the same or similar performance, as when working in the original conditions; (ii) higher temperature and higher productivity at the same or similar conversion as when operating under the original conditions; or (iii) higher temperature, higher throughput and higher conversion than when operating under baseline conditions.

В некоторых вариантах осуществления изобретения вакуумные остатки могут рециркулировать при коэффициенте рециркуляции от около 1 до около 50%, предпочтительно от около 5 до около 40% и более предпочтительно от около 10 до около 30%. Коэффициент рециркуляции может быть выражен в процентах, определяемых отношением рециркулирующего количества вакуумных остатков к количеству свежего сырья, либо в объемном, либо в массовом отношении. Эти процентные величины указывают скорость потока вакуумных остатков как объемный процент от скорости потока свежего сырья. Коэффициент рециркуляции также может быть легко преобразован в массовую долю в процентах, если известны плотности сырья и вакуумных остатков.In some embodiments, the vacuum residues may be recycled at a recycle rate of from about 1% to about 50%, preferably from about 5% to about 40%, and more preferably from about 10% to about 30%. The recirculation ratio can be expressed as a percentage, determined by the ratio of the recycled amount of vacuum residues to the amount of fresh raw materials, either in volume or mass terms. These percentages indicate the vacuum residue flow rate as a volume percentage of the fresh feed flow rate. The recirculation ratio can also be easily converted to a mass fraction in percent if the densities of the feedstock and vacuum residues are known.

В некоторых вариантах осуществления изобретения производительность может быть увеличена по меньшей мере на 2,5%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10% или по меньшей мере на 20% по сравнению с исходными условиями.In some embodiments of the invention, productivity can be increased by at least 2.5%, at least 5%, at least 10%, or at least 20% compared to baseline.

В некоторых вариантах осуществления изобретения конверсия может быть увеличена по меньшей мере на 2,5%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 7,5%, по меньшей мере на 10% или по меньшей мере на 15% по сравнению с исходными условиями.In some embodiments of the invention, the conversion can be increased by at least 2.5%, at least 5%, at least 7.5%, at least 10%, or at least 15% compared to initial conditions.

В некоторых вариантах осуществления изобретения температуру можно увеличить по меньшей мере на 2,5°C, по меньшей мере на 5°C, по меньшей мере на 7,5°C или по меньшей мере на 10°C по сравнению с исходными условиями.In some embodiments of the invention, the temperature can be increased by at least 2.5°C, at least 5°C, at least 7.5°C, or at least 10°C compared to the initial conditions.

В некоторых вариантах осуществления изобретения после усовершенствования реактора кипящего слоя для использования двухкомпонентной каталитической системы и рециркуляции вакуумных остатков скорость засорения оборудования может снижаться по меньшей мере на 5, 25, 50 или 75% по сравнению со скоростью засорения оборудования при работе в исходных условиях и/или при рециркуляции вакуумных остатков без усовершенствования для использования двухкомпонентной каталитической системы. В некоторых вариантах осуществления изобретения после усовершенствования для использования двухкомпонентной каталитической системы абсолютная конверсия асфальтенов в системе гидропроцессинга может быть ниже, такой же или даже выше, чем при работе реактора кипящего слоя в исходных условиях.In some embodiments of the invention, after upgrading the fluidized bed reactor to use a two-way catalyst system and recycle vacuum residues, the equipment fouling rate can be reduced by at least 5%, 25%, 50%, or 75% compared to the equipment fouling rate when operating at baseline and/or when recirculating vacuum residues without upgrading to use a two-way catalyst system. In some embodiments of the invention, after upgrading to use a two-way catalyst system, the absolute conversion of asphaltenes in the hydroprocessing system may be lower, the same, or even higher than when the fluidized bed reactor was operated under the initial conditions.

В некоторых вариантах осуществления изобретения концентрацию асфальтенов в усовершенствованном реакторе кипящего слоя можно снизить по меньшей мере примерно на 5%, предпочтительно по меньшей мере примерно на 10%, более предпочтительно по меньшей мере примерно на 20% по сравнению с концентрацией асфальтена в исходных условиях с рециркуляцией вакуумных остатков.In some embodiments of the invention, the concentration of asphaltenes in the improved fluidized bed reactor can be reduced by at least about 5%, preferably at least about 10%, more preferably at least about 20% compared to the asphaltene concentration in the original conditions with recirculation vacuum residues.

В некоторых вариантах осуществления изобретения частицы диспергированного металлсульфидного катализатора могут быть образованы in situ внутри всей массы сырья из тяжелой нефти, которое добавляют в реактор кипящего слоя. Этого можно добиться путем первоначального смешения предшественника катализатора со всей массой сырья из тяжелой нефти с образованием кондиционированного сырья и последующего нагревания кондиционированного сырья для разложения предшественника катализатора и инициирования или обеспечения реакции металла катализатора с серой и/или серосодержащими молекулами в тяжелой нефти и/или добавленными в тяжелую нефть с образованием частиц диспергированного металлсульфидного катализатора.In some embodiments, the particulate metal sulfide catalyst particles may be formed in situ within the bulk of the heavy oil feedstock that is added to the fluidized bed reactor. This can be achieved by first mixing the catalyst precursor with the bulk of the heavy oil feedstock to form a conditioned feedstock and then heating the conditioned feedstock to decompose the catalyst precursor and initiate or cause the catalyst metal to react with the sulfur and/or sulfur-containing molecules in the heavy oil and/or added to heavy oil to form dispersed metal sulfide catalyst particles.

Предшественник катализатора может быть нефтерастворимым и иметь температуру разложения в диапазоне от около 100°C (212°F) до около 350°C (662°F), или в диапазоне от около 150°C (302°F) до около 300°C (572°F), или в диапазоне от около 175°C (347°F) до около 250°C (482°F). Приведенные в качестве примера предшественники катализатора включают металлоорганические комплексы или соединения, в частности, нефтерастворимые соединения или комплексы переходных металлов и органических кислот, имеющие температуру или интервал разложения, достаточный для того, чтобы избежать значиThe catalyst precursor may be oil soluble and have a decomposition temperature in the range of about 100°C (212°F) to about 350°C (662°F), or in the range of about 150°C (302°F) to about 300°C (572°F), or in the range from about 175°C (347°F) to about 250°C (482°F). Exemplary catalyst precursors include organometallic complexes or compounds, in particular oil-soluble compounds or complexes of transition metals and organic acids having a temperature or decomposition range sufficient to avoid significant

- 16 041453 тельного разложения при смешении с сырьем из тяжелой нефти при подходящих условиях смешивания. При смешении предшественника катализатора с разбавителем углеводородного масла преимущество заключается в поддержании разбавителя при температуре, ниже которой происходит значительное разложение предшественника катализатора. Специалист в данной области техники, в соответствии с настоящим раскрытием изобретения, может выбрать температурный профиль смешения, который дает непосредственное смешение выбранной композиции предшественника без значительного разложения до образования частиц диспергированного металлсульфидного катализатора.- 16 041453 good decomposition when mixed with heavy oil feedstock under suitable mixing conditions. When mixing the catalyst precursor with a hydrocarbon oil diluent, the advantage is to maintain the diluent at a temperature below which significant degradation of the catalyst precursor occurs. One skilled in the art, in accordance with the present disclosure, can select a mixing temperature profile that results in direct mixing of the selected precursor composition without significant degradation to particulate metal sulfide catalyst formation.

Приведенные в качестве примера предшественники катализаторов включают, но не ограничиваются ими, молибден-2-этилгексаноат, октаноат молибдена, нафтенат молибдена, нафтенат ванадия, октаноат ванадия, гексакарбонил молибдена, гексакарбонил ванадия и пентакарбонил железа. Другие предшественники катализаторов включают в себя соли молибдена, содержащие множество катионных атомов молибдена и множество карбоксилатных анионов по меньшей мере из 8 атомов углерода и которые представляют собой по меньшей мере одну из: (а) ароматической, (b) алициклической или (с) разветвленной, ненасыщенной и алифатической цепей. В качестве примера каждый карбоксилатный анион может иметь от 8 до 17 атомов углерода или от 11 до 15 атомов углерода. Примеры карбоксилатных анионов, которые соответствуют по меньшей мере одной из вышеуказанных категорий, включают в себя карбоксилатные анионы, полученные из карбоновых кислот, выбранных из группы, состоящей из 3циклопентилпропионовой кислоты, циклогексанбутановой кислоты, бифенил-2-карбоновой кислоты, 4гептилбензойной кислоты, 5-фенилвалериановой кислоты, гераниевой кислоты (3,7-диметил-2,6октадиеновой кислоты) и их комбинаций.Exemplary catalyst precursors include, but are not limited to, molybdenum-2-ethylhexanoate, molybdenum octanoate, molybdenum naphthenate, vanadium naphthenate, vanadium octanoate, molybdenum hexacarbonyl, vanadium hexacarbonyl, and iron pentacarbonyl. Other catalyst precursors include molybdenum salts containing a plurality of cationic molybdenum atoms and a plurality of carboxylate anions of at least 8 carbon atoms and which is at least one of: (a) aromatic, (b) alicyclic, or (c) branched, unsaturated and aliphatic chains. By way of example, each carboxylate anion may have 8 to 17 carbon atoms, or 11 to 15 carbon atoms. Examples of carboxylate anions that fit at least one of the above categories include carboxylate anions derived from carboxylic acids selected from the group consisting of 3-cyclopentylpropionic acid, cyclohexane-butanoic acid, biphenyl-2-carboxylic acid, 4-heptylbenzoic acid, 5-phenylvaleric acid, geranic acid (3,7-dimethyl-2,6octadienoic acid) and combinations thereof.

В других вариантах осуществления изобретения карбоксилатные анионы, подходящие для применения в получении нефтерастворимых, термически устойчивых соединений предшественников катализатора молибдена, получают из карбоновых кислот, выбранных из группы, состоящей из 3циклопентилпропионовой кислоты, циклогексанбутановой кислоты, бифенил-2-карбоновой кислоты, 4гептилбензойной кислоты, 5-фенилвалериановой кислоты, гераниевой кислоты (3,7-диметил-2,6октадиеновой кислоты), 10-ундециленовой кислоты, додекановой кислоты и их комбинаций. Было обнаружено, что предшественники катализатора молибдена, полученные с помощью карбоксилатных анионов, полученных из вышеуказанных карбоновых кислот, обладают повышенной термической устойчивостью.In other embodiments, carboxylate anions suitable for use in the preparation of oil-soluble, thermally stable molybdenum catalyst precursor compounds are derived from carboxylic acids selected from the group consisting of 3-cyclopentylpropionic acid, cyclohexane-butanoic acid, biphenyl-2-carboxylic acid, 4-heptylbenzoic acid, 5 -phenylvaleric acid, geranic acid (3,7-dimethyl-2,6octadienoic acid), 10-undecylenic acid, dodecanoic acid, and combinations thereof. Molybdenum catalyst precursors made with carboxylate anions derived from the above carboxylic acids have been found to have improved thermal stability.

Предшественники катализатора с более высокой термической устойчивостью могут иметь первую температуру разложения более 210°C, более чем около 225°C, более чем около 230°C, более чем около 240°C, более чем около 275°C или более чем около 290°C. Такие предшественники катализатора могут иметь максимальную температуру разложения более 250°C, или более чем около 260°C, или более чем около 270°C, или более чем около 280°C, или более чем около 290°C, или более чем около 330°C.Higher thermal stability catalyst precursors may have a first decomposition temperature of greater than 210°C, greater than about 225°C, greater than about 230°C, greater than about 240°C, greater than about 275°C, or greater than about 290°C. C. Such catalyst precursors may have a maximum decomposition temperature of greater than 250°C, or greater than about 260°C, or greater than about 270°C, or greater than about 280°C, or greater than about 290°C, or greater than about 330 °C.

Специалист в данной области техники, в соответствии с настоящим раскрытием изобретения, может выбрать температурный профиль смешения, который дает непосредственное смешение выбранной композиции предшественника без значительного разложения до образования частиц диспергированного металлсульфидного катализатора.One skilled in the art, in accordance with the present disclosure, can select a mixing temperature profile that results in direct mixing of the selected precursor composition without significant degradation to particulate metal sulfide catalyst formation.

Поскольку в объеме данного изобретения находится прямое смешение предшественника катализатора с сырьем из тяжелой нефти, в таких случаях должно быть уделено внимание смешению компонентов в течение времени, достаточного для тщательного смешения предшественника катализатора с сырьем до того, как произойдет значительное разложение композиции предшественника. Например, в патенте США № 5578197 (Cyr et al.), описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки, описан способ, в котором молибден-2-этилгексаноат смешивают с кубовыми остатками битума вакуумной колонны в течение 24 ч перед тем, как полученную смесь нагревают в реакторе с образованием каталитического соединения и осуществлением гидрокрекинга (см. столбец 10, строки 4-43). Хотя 24-часовое смешение в лабораторных экспериментальных условиях может быть полностью приемлемо, такое длительное время смешения делает некоторые промышленные операции чрезмерно дорогостоящими. Для обеспечения тщательного смешения предшественника катализатора в тяжелой нефти перед нагреванием с образованием активного катализатора, до нагревания кондиционированного сырья выполняют серию стадий смешения с использованием различных смесительных аппаратов. Они могут включать в себя один или более низкосдвиговых встроенных смесителей с последующим одним или более высокосдвиговыми смесителями, с последующей компенсационной емкостью и системой вокруг насоса, с последующим одним или более многоступенчатыми насосами высокого давления, используемыми для повышения давления в сырьевом потоке до его введения в реактор гидропроцессинга.Since it is within the scope of this invention to directly mix the catalyst precursor with the heavy oil feedstock, in such cases care must be taken to mix the components for a time sufficient to thoroughly mix the catalyst precursor with the feedstock before significant decomposition of the precursor composition occurs. For example, US Pat. No. 5,578,197 (Cyr et al.), the disclosure of which is incorporated herein by reference, describes a process in which molybdenum-2-ethylhexanoate is mixed with bottoms of vacuum tower bitumen for 24 hours before the mixture is heated in a reactor to form a catalyst compound and hydrocrack (see column 10, lines 4-43). While 24 hour mixing under laboratory experimental conditions may be entirely acceptable, such long mixing times make some industrial operations prohibitively expensive. In order to ensure thorough mixing of the catalyst precursor in the heavy oil prior to heating to form the active catalyst, a series of mixing steps are performed using a variety of mixing apparatus prior to heating the conditioned feedstock. These may include one or more low shear inline mixers followed by one or more high shear mixers followed by a surge tank and system around the pump, followed by one or more high pressure multistage pumps used to pressurize the feed stream prior to its introduction into the reactor. hydroprocessing.

В некоторых вариантах осуществления изобретения кондиционированное сырье предварительно нагревают с помощью нагревательного аппарата перед входом в реактор гидропроцессинга с образованием по меньшей мере части частиц диспергированного металлсульфидного катализатора in situ внутри тяжелой нефти перед поступлением в реактор. В других вариантах осуществления изобретения кондиционированное сырье нагревают или дополнительно нагревают в реакторе гидпроцессинга с образованием по меньшей мере части частиц диспергированного металлсульфидного катализатора in situ внутри тяжелой нефти, в то время как оно находится в реакторе.In some embodiments, the conditioned feedstock is preheated with a heater prior to entering the hydroprocessing reactor to form at least a portion of the dispersed metal sulfide catalyst particles in situ within the heavy oil prior to entering the reactor. In other embodiments, the conditioned feedstock is heated or further heated in a hydroprocessing reactor to form at least a portion of the dispersed metal sulfide catalyst particles in situ within the heavy oil while it is in the reactor.

- 17 041453- 17 041453

В некоторых вариантах осуществления изобретения частицы диспергированного металлсульфидного катализатора могут быть образованы в ходе многоэтапного процесса. Например, нефтерастворимую композицию предшественника катализатора можно предварительно смешать с углеводородным разбавителем с образованием разбавленной смеси предшественника. Примеры подходящих углеводородных разбавителей включают, но не ограничиваются ими, вакуумный газойль (номинальный диапазон кипения которого составляет 360-524°C (680-975°F)), декантированную нефть или циклированную нефть (номинальный диапазон кипения которой составляет 360-550°C (680-1022°F)) и газойль (номинальный диапазон кипения которого составляет 200-360°C (392-680°F)), часть сырья из тяжелой нефти и другие углеводороды, которые номинально кипят при температуре выше чем около 200°C.In some embodiments, the particulate metal sulfide catalyst particles may be formed in a multi-step process. For example, an oil soluble catalyst precursor composition may be premixed with a hydrocarbon diluent to form a diluted precursor mixture. Examples of suitable hydrocarbon diluents include, but are not limited to, vacuum gas oil (which has a nominal boiling range of 360-524°C (680-975°F)), decanted oil, or cycled oil (which has a nominal boiling range of 360-550°C ( 680-1022°F)) and gas oil (whose nominal boiling range is 200-360°C (392-680°F)), some heavy oil feedstocks, and other hydrocarbons that nominally boil at a temperature higher than about 200°C.

Соотношение предшественника катализатора к углеводородному нефтяному разбавителю, используемому для приготовления разбавленной смеси предшественника, может находиться в диапазоне от около 1:500 до около 1:1, или в диапазоне от около 1:150 до около 1:2, или в диапазоне от около 1:100 до около 1:5 (например, 1:100, 1:50, 1:30 или 1:10).The ratio of catalyst precursor to hydrocarbon oil diluent used to prepare the diluted precursor mixture may be in the range of about 1:500 to about 1:1, or in the range of about 1:150 to about 1:2, or in the range of about 1 :100 to about 1:5 (eg 1:100, 1:50, 1:30 or 1:10).

Количество металла катализатора (например, молибдена) в разбавленной смеси предшественника предпочтительно находится в диапазоне от около 100 до около 7000 ч/млн по массе разбавленной смеси предшественников, более предпочтительно в диапазоне от около 300 до около 4000 ч/млн по массе разбавленной смеси предшественника.The amount of catalyst metal (e.g., molybdenum) in the dilute precursor mixture is preferably in the range of about 100 to about 7000 ppm by weight of the dilute precursor mixture, more preferably in the range of about 300 to about 4000 ppm by weight of the dilute precursor mixture.

Предшественник катализатора преимущественно смешивается с углеводородным разбавителем при температуре ниже температуры, при которой разлагается значительная часть композиции предшественника катализатора. Смешение можно проводить при температуре в диапазоне от около 25°C (77°F) до около 250°C (482°F), или в диапазоне от около 50°C (122°F) до около 200°C (392°F), или в диапазоне от около 75°C (167°F) до около 150°C (302°F), чтобы получить разбавленную смесь предшественника. Температура, при которой образуется разбавленная смесь предшественника, может зависеть от температуры разложения и/или других характеристик используемого предшественника катализатора и/или характеристик углеводородного разбавителя, таких как вязкость.The catalyst precursor is preferably mixed with the hydrocarbon diluent at a temperature below the temperature at which a significant portion of the catalyst precursor composition decomposes. Mixing can be carried out at a temperature in the range from about 25°C (77°F) to about 250°C (482°F), or in the range from about 50°C (122°F) to about 200°C (392°F ), or in the range from about 75°C (167°F) to about 150°C (302°F) to obtain a dilute precursor mixture. The temperature at which the dilute precursor mixture is formed may depend on the decomposition temperature and/or other characteristics of the catalyst precursor used and/or characteristics of the hydrocarbon diluent, such as viscosity.

Предшественник катализатора предпочтительно смешивают с углеводородным нефтяным разбавителем в течение периода времени в диапазоне от около 0,1 с до около 5 мин, или в диапазоне от около 0,5 с до около 3 мин, или в диапазоне от около 1 с до около 1 мин. Фактическое время смешения зависит, по меньшей мере частично, от температуры (т.е. температуры, которая влияет на вязкость текучих сред) и интенсивности смешения. Интенсивность смешения зависит, по меньшей мере частично, от количества стадий, например, для находящегося в системе статического смесителя.The catalyst precursor is preferably mixed with the hydrocarbon oil diluent for a period of time in the range of about 0.1 seconds to about 5 minutes, or in the range of about 0.5 seconds to about 3 minutes, or in the range of about 1 second to about 1 minute. . The actual mixing time depends, at least in part, on the temperature (ie, the temperature that affects the viscosity of the fluids) and the intensity of the mixing. The intensity of mixing depends, at least in part, on the number of stages, for example, for a static mixer in the system.

Предварительное смешивание предшественника катализатора с углеводородным разбавителем с образованием разбавленной смеси предшественника, которая затем смешивается с сырьем из тяжелой нефти, значительно способствует тщательному и равномерному смешиванию предшественника катализатора с сырьем, в частности за относительно короткий период времени, необходимый для крупномасштабных промышленных операций. Образование разбавленной смеси предшественника сокращает общее время смешения при (1) уменьшении или исключении различий в растворимости между более полярным предшественником катализатора и более гидрофобным сырьем из тяжелой нефти, (2) уменьшении или исключении различий в реологии между предшественником катализатора и сырьем из тяжелой нефти и/или (3) разрушении молекул предшественника катализатора с образованием растворенного вещества в углеводородном разбавителе, которое более легко диспергируется в сырье из тяжелой нефти.Premixing the catalyst precursor with the hydrocarbon diluent to form a dilute precursor mixture, which is then blended with the heavy oil feedstock, greatly facilitates thorough and uniform mixing of the catalyst precursor with the feedstock, particularly in the relatively short period of time required for large scale industrial operations. Forming a dilute precursor mixture reduces overall mixing time while (1) reducing or eliminating differences in solubility between the more polar catalyst precursor and the more hydrophobic heavy oil feed, (2) reducing or eliminating differences in rheology between the catalyst precursor and the heavy oil feed, and/ or (3) breaking down the catalyst precursor molecules to form a solute in the hydrocarbon diluent that is more readily dispersed in the heavy oil feed.

Затем разбавленную смесь предшественника объединяют с сырьем из тяжелой нефти и смешивают в течение достаточного времени и таким образом, чтобы диспергировать предшественник катализатора во всей тяжелой нефти с образованием кондиционированного сырья, в котором предшественник катализатора тщательно смешан с тяжелой нефтью перед термическим разложением, и образованием частиц активного металлсульфидного катализатора. Для получения достаточного смешения предшественника катализатора в сырье из тяжелой нефти разбавленную смесь предшественника и сырье из тяжелой нефти преимущественно смешивают в течение периода времени в диапазоне от около 0,1 с до около 5 мин, или в диапазоне от около 0,5 с до около 3 мин, или в диапазоне от около 1 с до около 1 мин. Увеличение интенсивности и/или энергии сдвига способа смешения обычно сокращает время, необходимое для осуществления тщательного смешения.The dilute precursor mixture is then combined with the heavy oil feedstock and mixed for sufficient time and in such a way as to disperse the catalyst precursor throughout the heavy oil to form a conditioned feedstock in which the catalyst precursor is intimately mixed with the heavy oil before thermally decomposing and forming active particles. metal sulfide catalyst. To obtain sufficient mixing of the catalyst precursor in the heavy oil feed, the dilute mixture of the precursor and the heavy oil feed is preferably mixed for a period of time in the range of from about 0.1 seconds to about 5 minutes, or in the range from about 0.5 seconds to about 3 min, or in the range of about 1 s to about 1 min. Increasing the intensity and/or shear energy of the mixing process generally shortens the time required to achieve thorough mixing.

Примеры смесительного устройства, которое можно использовать для проведения тщательного смешения предшественника катализатора и/или разбавленной смеси предшественника с тяжелой нефтью, включают, но не ограничиваются этим, смешение с большим усилием сдвига, такое как смешение, создаваемое в емкости с пропеллерной или турбинной мешалкой; множество находящихся в системе статических смесителей; множество находящихся в системе статических смесителей в комбинации с находящимися в системе высокосдвиговыми смесителями; множество находящихся в системе статических смесителей в комбинации с находящимися в системе высокосдвиговыми смесителями с последующей компенсационной емкостью; комбинации вышеуказанного с последующими одним или более многоступенчатыми центробежными насосами и один или более многоступенчатых центробежных насосов. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения скорее непрерывное, чем периодическое смешение, может быть осуществлено с использованием высокомощных насосов, имеющих мно- 18 041453 жественные камеры, в которых композиция предшественника катализатора и сырье из тяжелой нефти перемешиваются и смешиваются как часть самого процесса прокачивания насосом. Вышеуказанное смесительное устройство может быть также использовано для предварительного смешения, рассмотренного выше, в котором предшественник катализатора смешивается с углеводородным разбавителем с образованием смеси предшественника катализатора.Examples of a mixing device that can be used to effect intimate mixing of the catalyst precursor and/or dilute heavy oil precursor mixture include, but are not limited to, high shear mixing, such as mixing created in a propeller or turbine agitator vessel; a plurality of static mixers in the system; a plurality of static mixers in the system in combination with high shear mixers in the system; a plurality of static mixers in the system in combination with high shear mixers in the system, followed by a surge tank; combinations of the above followed by one or more multistage centrifugal pumps and one or more multistage centrifugal pumps. In accordance with some embodiments of the invention, continuous rather than batch mixing can be accomplished using high capacity pumps having multiple chambers in which the catalyst precursor composition and the heavy oil feed are mixed and mixed as part of the pumping process itself. The above mixing device can also be used for the pre-mixing discussed above, in which the catalyst precursor is mixed with a hydrocarbon diluent to form a catalyst precursor mixture.

В случае сырья из тяжелой нефти, которое является твердым или чрезвычайно вязким при комнатной температуре, такое сырье может быть преимущественно нагрето для того, чтобы размягчить его и создать сырье, имеющее достаточно низкую вязкость с тем, чтобы обеспечить хорошее смешение нефтерастворимого предшественника катализатора с композицией сырья. В общем снижение вязкости сырья из тяжелой нефти будет сокращать время, необходимое для осуществления тщательного и непосредственного смешения нефтерастворимой композиции предшественника катализатора с сырьем.In the case of a heavy oil feedstock that is hard or extremely viscous at room temperature, such feedstock may advantageously be heated to soften it and create a feedstock having a sufficiently low viscosity to ensure good mixing of the oil-soluble catalyst precursor with the feedstock composition. . In general, reducing the viscosity of the heavy oil feedstock will reduce the time required to effect thorough and direct mixing of the oil soluble catalyst precursor composition with the feedstock.

Сырье из тяжелой нефти и предшественник катализатора и/или разбавленную смесь предшественника преимущественно смешивают при температуре в диапазоне от около 25°C (77°F) до около 350°C (662°F), или в диапазоне от около 50°C (122°F) до около 300°C (572°F), или в диапазоне от около 75°C (167°F) до около 250°C (482°F) с получением кондиционированного сырья.The heavy oil feed and the catalyst precursor and/or diluted precursor mixture are advantageously mixed at a temperature in the range of about 25°C (77°F) to about 350°C (662°F), or in the range of about 50°C (122 °F) to about 300°C (572°F), or in the range from about 75°C (167°F) to about 250°C (482°F) to obtain a conditioned feed.

В случае, когда предшественник катализатора смешивают непосредственно с сырьем из тяжелой нефти без первоначального образования разбавленной смеси предшественников, может быть выгодным смешивать предшественник катализатора и сырье из тяжелой нефти в течение периода времени в диапазоне от около 0,2 с до около 10 мин, или в диапазоне от около 1 с до около 6 мин, или в диапазоне от около 2 с до около 2 мин. Кроме того, может быть полезным смешивать предшественник катализатора и сырье из тяжелой нефти при температуре ниже температуры, при которой разлагается значительная часть композиции предшественника катализатора.In the case where the catalyst precursor is mixed directly with the heavy oil feed without initially forming a dilute mixture of precursors, it may be advantageous to mix the catalyst precursor and the heavy oil feed for a period of time ranging from about 0.2 seconds to about 10 minutes, or in in the range of about 1 second to about 6 minutes, or in the range of about 2 seconds to about 2 minutes. In addition, it may be useful to mix the catalyst precursor and heavy oil feed at a temperature below the temperature at which a significant portion of the catalyst precursor composition decomposes.

В случае, когда предшественник катализатора предварительно смешивают с углеводородным разбавителем с образованием разбавленной смеси предшественника, которая после этого смешивается с сырьем из тяжелой нефти, допустимо, чтобы сырье из тяжелой нефти имело температуру разложения предшественника катализатора или превышало ее. В некоторых случаях углеводородный разбавитель экранирует отдельные молекулы предшественника катализатора и предотвращает их агломерацию с образованием более крупных частиц, временно изолирует молекулы предшественника катализатора от нагрева со стороны тяжелой нефти во время смешения и способствует достаточно быстрому диспергированию молекул предшественников катализатора во всем сырье из тяжелой нефти перед разложением для высвобождения металла. Кроме того, для освобождения сульфида водорода из серонесущих молекул в тяжелой нефти может потребоваться дополнительное нагревание сырья с образованием частиц маталлсульфидного катализатора. Таким образом, постепенное разбавление предшественника катализатора обеспечивает высокий уровень дисперсии в сырье из тяжелой нефти, что приводит к образованию частиц металлсульфидного катализатора с высокой степенью диспергирования, даже если сырье находится при температуре выше температуры разложения предшественника катализатора.In the case where the catalyst precursor is premixed with the hydrocarbon diluent to form a dilute precursor mixture which is then mixed with the heavy oil feedstock, it is acceptable for the heavy oil feedstock to have a decomposition temperature of the catalyst precursor or to exceed it. In some cases, the hydrocarbon diluent shields individual catalyst precursor molecules and prevents them from agglomerating to form larger particles, temporarily insulates the catalyst precursor molecules from heavy oil heat during blending, and allows the catalyst precursor molecules to disperse sufficiently rapidly throughout the heavy oil feed before decomposition. to release the metal. In addition, to release hydrogen sulfide from sulfur-bearing molecules in heavy oil, additional heating of the feedstock may be required to form metal sulfide catalyst particles. Thus, gradual dilution of the catalyst precursor provides a high level of dispersion in the heavy oil feedstock, resulting in highly dispersed metal sulfide catalyst particles, even if the feedstock is at a temperature above the decomposition temperature of the catalyst precursor.

После того как предшественник катализатора хорошо перемешивается в тяжелой нефти с получением кондиционированного сырья, эта композиция нагревается, вызывая разложение предшественника катализатора, что высвобождает из него металл катализатора, вызывая или обеспечивая реакцию металла катализатора с серой внутри и/или при добавлении к тяжелой нефти и образовывая частицы активного металлсульфидного катализатора. Металл из предшественника катализатора сначала может образовывать оксид металла, который затем вступает в реакцию с серой в тяжелой нефти с получением соединения сульфида металла, образующего конечный активный катализатор. В том случае, когда сырье из тяжелой нефти содержит достаточное или избыточное количество серы, конечный активный катализатор может быть образован in situ при нагревании сырья из тяжелой нефти до температуры, достаточной для высвобождения из него серы. В некоторых случаях сера может высвобождаться при той же температуре, при которой разлагается композиция предшественника. В других случаях может потребоваться дополнительное нагревание до более высокой температуры.After the catalyst precursor is well mixed in the heavy oil to form a conditioned feedstock, the composition is heated causing the catalyst precursor to decompose, which releases the catalyst metal from it, causing or allowing the catalyst metal to react with sulfur within and/or when added to the heavy oil and forming active metal sulfide catalyst particles. The metal from the catalyst precursor may first form a metal oxide, which then reacts with the sulfur in the heavy oil to form the metal sulfide compound forming the final active catalyst. Where the heavy oil feed contains sufficient or excess sulfur, the final active catalyst can be formed in situ by heating the heavy oil feed to a temperature sufficient to release the sulfur therefrom. In some cases, sulfur may be released at the same temperature at which the precursor composition decomposes. In other cases, additional heating to a higher temperature may be required.

В том случае, когда предшественник катализатора тщательно смешивается с сырьем из тяжелой нефти, по меньшей мере значительная часть высвободившихся ионов металла в значительной степени укрывается или экранируется от других ионов металла, так что они могут образовать молекулярно диспергированный катализатор при взаимодействии с серой с образованием металлсульфидного соединения. В других обстоятельствах может иметь место незначительная агломерация, результатом которой являются каталитические частицы коллоидного размера. Однако считается, что имеющее место тщательное смешение предшественника катализатора с сырьем перед термическим разложением предшественника катализатора дает отдельные каталитические молекулы в большей степени, чем коллоидные частицы. Простое смешивание при отсутствии достаточного смешения предшественника катализатора с сырьем обычно вызывает образование крупных агломерированных металлсульфидных соединений, которые имеют микронный размер или больше.When the catalyst precursor is intimately mixed with the heavy oil feed, at least a significant portion of the released metal ions are largely sheltered or shielded from other metal ions so that they can form a molecularly dispersed catalyst when reacted with sulfur to form a metal sulfide compound. . In other circumstances, slight agglomeration may occur, resulting in colloidal sized catalyst particles. However, it is believed that the intimate mixing of the catalyst precursor with the feed prior to thermal decomposition of the catalyst precursor produces single catalytic molecules rather than colloidal particles. Simple mixing, in the absence of sufficient mixing of the catalyst precursor with the feed, generally results in the formation of large agglomerated metal sulfide compounds that are micron in size or larger.

Для того чтобы образовать частицы диспергированного металлсульфидного катализатора, кондиционированное сырье нагревают до температуры в диапазоне от около 275°C (527°F) до около 450°C (842°F), или в диапазоне от около 310°C (590°f) до около 430°C (806°F), или в диапазоне от около 330°CIn order to form particulate metal sulfide catalyst particles, the conditioned feedstock is heated to a temperature in the range of about 275°C (527°F) to about 450°C (842°F), or in the range of about 310°C (590°F) up to about 430°C (806°F), or in the range from about 330°C

- 19 041453 (626°F) до около 410°C (770°F).- 19 041453 (626°F) to about 410°C (770°F).

Начальная концентрация металла катализатора в тяжелой нефти, обеспечиваемая частицами диспергированного металлсульфидного катализатора, может находиться в диапазоне от около 1 до около 500 ч/млн по массе сырья из тяжелой нефти, или в диапазоне от около 5 до около 300 ч/млн, или в диапазоне от около 10 до около 100 ч/млн. Катализатор может стать более концентрированным, когда летучие фракции удаляются из остаточной фракции. Рециркуляция вакуумных остатков может быть источником частиц диспергированного металлсульфидного катализатора, которые могут сохранять требуемую концентрацию в реакторе кипящего слоя с использованием меньшего количества предшественника катализатора, или она может увеличивать концентрацию частиц диспергированного металлсульфидного катализатора, что может способствовать гидропроцессингу дополнительных асфальтенов, обеспечиваемых рециркупируемыми вакуумными остатками.The initial heavy oil catalyst metal concentration provided by the dispersed metal sulfide catalyst particles may be in the range of about 1 to about 500 ppm by weight of the heavy oil feed, or in the range of about 5 to about 300 ppm, or in the range about 10 to about 100 ppm The catalyst can become more concentrated when the volatile fractions are removed from the residual fraction. Vacuum residue recirculation can be a source of particulate metal sulfide catalyst particles that can maintain the desired concentration in the fluidized bed reactor using less catalyst precursor, or it can increase the concentration of particulate metal sulfide catalyst particles, which can help hydroprocess additional asphaltenes provided by recycled vacuum residues.

В случае, когда сырье из тяжелой нефти содержит значительное количество асфальтеновых молекул, частицы диспергированного металлсульфидного катализатора могут предпочтительно ассоциироваться с асфальтеновыми молекулами или оставаться в непосредственной близости от них. Асфальтеновые молекулы могут иметь большее сродство с частицами металлсульфидного катализатора, поскольку асфальтеновые молекулы предпочтительно являются более гидрофильными и менее гидрофобными, чем другие углеводороды, содержащиеся в тяжелой нефти. Поскольку частицы металлсульфидного катализатора имеют тенденцию к тому, чтобы быть очень гидрофильными, отдельные частицы или молекулы будут иметь тенденцию мигрировать к более гидрофильным остаткам или молекулам в сырье из тяжелой нефти.In the case where the heavy oil feed contains a significant amount of asphaltene molecules, the dispersed metal sulfide catalyst particles may preferentially associate with or remain in close proximity to the asphaltene molecules. The asphaltene molecules may have a greater affinity for the metal sulfide catalyst particles because the asphaltene molecules are preferably more hydrophilic and less hydrophobic than other hydrocarbons found in heavy oil. Because the metal sulfide catalyst particles tend to be very hydrophilic, individual particles or molecules will tend to migrate to more hydrophilic residues or molecules in the heavy oil feed.

Хотя высокополярная природа частиц металлсульфидного катализатора обуславливает или обеспечивает их ассоциацию с асфальтеновыми молекулами, существует общая несовместимость между высокополярными каталитическими соединениями и гидрофобной тяжелой нефтью, которая требует вышеупомянутого непосредственного или тщательного смешения композиции предшественника катализатора с тяжелой нефтью перед разложением и образованием частиц активного катализатора. Поскольку каталитические соединения металла являются высокополярными, они не могут эффективно диспергироваться в тяжелой нефти при их добавлении непосредственно к ней. В практическом плане образование более мелких частиц катализатора приводит к получению большего количества каталитических частиц, которые обеспечивают более равномерно распределенные каталитические центры во всей тяжелой нефти.Although the highly polar nature of the metal sulfide catalyst particles causes or ensures their association with asphaltene molecules, there is a general incompatibility between highly polar catalyst compounds and hydrophobic heavy oil that requires the aforementioned direct or intimate mixing of the catalyst precursor composition with the heavy oil before decomposition and formation of active catalyst particles. Because the metal catalytic compounds are highly polar, they cannot be effectively dispersed in heavy oil when added directly to it. In practical terms, the formation of smaller catalyst particles results in more catalyst particles, which provide more evenly distributed catalyst sites throughout the heavy oil.

IV. Усовершенствованный реактор кипящего слояIV. Advanced fluidized bed reactor

На фиг. 4 схематически проиллюстрирована приведенная в качестве примера усовершенствованная система 400 гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора, которую можно использовать в раскрытых способах и системах. Система 400 гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора содержит усовершенствованный реактор 430 кипящего слоя и горячий сепаратор 404 (или другой разделитель, такой как дистилляционная колонна). Для создания усовершенствованного реактора 430 кипящего слоя предшественник 402 катализатора сначала предварительно смешивают с углеводородным разбавителем 404 в одном или более смесителях 406 с образованием смеси 409 предшественника катализатора. Смесь 409 предшественника катализатора добавляют к сырью 408 и смешивают с сырьем в одном или более смесителях 410 с образованием кондиционированного сырья 411. Для дополнительного смешения и диспергирования предшественника катализатора в кондиционированном сырье кондиционированное сырье подается в компенсационную емкость 412 с циркуляционным контуром 414.In FIG. 4 schematically illustrates an exemplary improved fluidized bed hydroprocessing system 400 that can be used in the disclosed methods and systems. The fluidized bed hydroprocessing system 400 comprises an improved fluidized bed reactor 430 and a hot separator 404 (or other separator such as a distillation column). To create an improved fluidized bed reactor 430, catalyst precursor 402 is first premixed with hydrocarbon diluent 404 in one or more mixers 406 to form catalyst precursor mixture 409. The catalyst precursor mixture 409 is added to the feedstock 408 and mixed with the feedstock in one or more mixers 410 to form a conditioned feedstock 411. To further mix and disperse the catalyst precursor in the conditioned feedstock, the conditioned feedstock is fed into a make-up vessel 412 with a circulation loop 414.

Усовершенствованная система гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора содержит средства для добавления рециркулируемых вакуумных остатков 407. Точное место добавления может быть выбрано на основании конфигурации и/или потребностей конкретной системы гидропроцессинга. В некоторых вариантах осуществления изобретения рециркупируемые вакуумные остатки 407 могут быть добавлены в сырье 408 выше по потоку по меньшей мере от одного из одного или более смесителей 410, ниже по потоку по меньшей мере от одного из одного или более смесителей 410, в компенсационную емкость 412 или в циркуляционный контур 414. В некоторых вариантах осуществления изобретения рециркулируемые вакуумные остатки 407 могут быть добавлены во множестве мест.The advanced fluidized bed hydroprocessing system includes means for adding recycled vacuum residues 407. The exact point of addition may be selected based on the configuration and/or needs of the particular hydroprocessing system. In some embodiments, recyclable vacuum residues 407 may be added to feed 408 upstream from at least one of one or more mixers 410, downstream from at least one of one or more mixers 410, to make-up tank 412, or to circulation loop 414. In some embodiments, recirculating vacuum residues 407 may be added at a variety of locations.

Кондиционированное сырье из компенсационной емкости 412 нагнетают под давлением одним или более насосами 416, пропускают через предварительный нагреватель 418 и подают в реактор 430 кипящего слоя вместе со сжатым водородным газом 420 через впускное отверстие 436, расположенное в или вблизи нижней части реактора 430 кипящего слоя. Материал 426 тяжелой нефти в реакторе 430 кипящего слоя содержит частицы диспергированного металлсульфидного катализатора, схематически показанные как частицы 424 катализатора.Conditioned feedstock from surge vessel 412 is pressurized by one or more pumps 416, passed through preheater 418, and fed into fluidized bed reactor 430 along with pressurized hydrogen gas 420 through inlet 436 located at or near the bottom of fluidized bed reactor 430. The heavy oil material 426 in the fluidized bed reactor 430 contains particulate metal sulfide catalyst particles, schematically shown as catalyst particles 424 .

Сырье 408 из тяжелой нефти может содержать любое требуемое сырье ископаемого топлива и/или его фракцию, включая, но не ограничиваясь этим, одно или более из следующего: тяжелая сырая нефть, нефтепесчаный битум, остатки бочковых фракций сырой нефти, кубовые остатки атмосферных колонн, кубовые остатки вакуумных колонн, каменноугольный деготь, сжиженный уголь и другие остаточные фракции. В некоторых вариантах осуществления изобретения сырье 408 из тяжелой нефти может содержать значительную фракцию высококипящих углеводородов (т.е. номинально при 343°C (650°F) или выше, в частности, номинально при 524°C (975°F) или выше) и/или асфальтенов. Асфальтены представThe heavy oil feedstock 408 may contain any desired fossil fuel feedstock and/or fraction thereof, including, but not limited to, one or more of the following: residues of vacuum columns, coal tar, liquefied coal and other residual fractions. In some embodiments, heavy oil feedstock 408 may contain a significant fraction of high-boiling hydrocarbons (i.e., nominally at 343°C (650°F) or higher, in particular, nominally at 524°C (975°F) or higher) and/or asphaltenes. Asphalten presented

- 20 041453 ляют собой сложные углеводородные молекулы, которые имеют относительно низкое соотношение водорода к углероду, которое является результатом значительного числа конденсированных ароматических и нафтеновых колец с парафиновыми боковыми цепями (см. фиг. 1). Прослойки, состоящие из конденсированных ароматических и нафтеновых колец, удерживаются вместе гетероатомами, такими как сера или азот, и/или полиметиленовыми мостиками, простыми тиоэфирными связями и ванадиевыми и никелевыми комплексами. Асфальтеновая фракция также имеет высокое содержание серы и азота, которое дает сырая нефть или остаток вакуумных кубовых остатков, и она может также содержать более высокие концентрации углеродобразующих соединений (т.е. которые образуют предшественники кокса и осадок).- 20 041453 are complex hydrocarbon molecules that have a relatively low ratio of hydrogen to carbon, which is the result of a significant number of fused aromatic and naphthenic rings with paraffinic side chains (see Fig. 1). Interlayers consisting of fused aromatic and naphthenic rings are held together by heteroatoms such as sulfur or nitrogen and/or polymethylene bridges, thioether bonds, and vanadium and nickel complexes. The asphaltene fraction also has a high sulfur and nitrogen content, which gives crude oil or vacuum bottoms residue, and it may also contain higher concentrations of carbon-forming compounds (ie, which form coke precursors and sludge).

Реактор 430 кипящего слоя дополнительно содержит расширенную зону 442 катализатора, содержащую гетерогенный катализатор 444. Нижняя зона 448, не содержащая гетерогенный катализатор, расположена ниже расширенной зоны 442 катализатора, а верхняя зона 450, не содержащая гетерогенный катализатор, расположена выше расширенной зоны 442 катализатора. Частицы 424 диспергированного металлсульфидного катализатора диспергированы по всему материалу 426 в реакторе 430 кипящего слоя, в том числе в расширенной зоне 442 катализатора, зонах 448, 450, 452, не содержащих гетерогенный катализатор, таким образом, будучи доступными для содействия реакциям обогащения внутри зон, которые представляют собой зоны, не содержащие катализатор, в реакторе кипящего слоя до его усовершенствования с включением двухкомпонентной каталитической системы.The fluidized bed reactor 430 further comprises an expanded catalyst zone 442 containing a heterogeneous catalyst 444. A lower zone 448 not containing a heterogeneous catalyst is located below the expanded zone 442 of the catalyst, and an upper zone 450 not containing a heterogeneous catalyst is located above the expanded zone 442 of the catalyst. The dispersed metal sulfide catalyst particles 424 are dispersed throughout the material 426 in the fluidized bed reactor 430, including the extended catalyst zone 442, heterogeneous catalyst free zones 448, 450, 452, thus being available to promote enrichment reactions within the zones that are catalyst-free zones in a fluidized bed reactor prior to its upgrade to include a two-way catalyst system.

Для стимулирования реакций гидрокрекинга, а не просто реакций гидрообработки, реактор(ы) гидропроцессинга предпочтительно работает(ют) при температуре в диапазоне от около 399°C (750°F) до около 460°C (860°F), более предпочтительно в диапазоне от около 416°C (780°F) до около 443°C (830°F), предпочтительно работает(ют) под давлением в диапазоне от около 6,9 МПа (1000 фунтов/кв. дюйм изб. давления) до около 20,7 МПа (3000 фунтов/кв. дюйм изб. давления), более предпочтительно в диапазоне от около 10,3 МПа (1500 фунтов/кв. дюйм изб. давления) до около 17,2 МПа (2500 фунтов/кв. дюйм изб. давления) и предпочтительно работает(ют) при объемной скорости (LHSV), в диапазоне от около 0,05 ч-1 до около 0,45 ч'1, более предпочтительно в диапазоне от около 0,1 ч-1 до около 0,35 ч-1. Разница между гидрокрекингом и гидрообработкой также может быть выражена в единицах конверсии кубовых остатков (при этом гидрокрекинг приводит к существенной конверсии высококипящих углеводородов в низкокипящие углеводороды, в то время как при гидрообработке этого нет). Системы гидропроцессинга, описанные в настоящем документе, могут приводить к конверсии кубовых остатков в диапазоне от около 40 до около 95%, предпочтительно в диапазоне от около 55 до около 90%. Предпочтительный диапазон конверсии обычно зависит от типа сырья из-за различий в трудностях при обработке различных сырьевых материалов. Обычно конверсия будет по меньшей мере приблизительно на 5% выше, предпочтительно по меньшей мере приблизительно на 10% выше по сравнению с работой реактора кипящего слоя перед усовершенствованием для использования двухкомпонентной каталитической системы, как описано в настоящем документе.To promote hydrocracking reactions, and not just hydroprocessing reactions, the hydroprocessing reactor(s) preferably operate at a temperature in the range of from about 399°C (750°F) to about 460°C (860°F), more preferably in the range from about 416°C (780°F) to about 443°C (830°F), preferably operating at a pressure in the range from about 6.9 MPa (1000 psig) to about 20 .7 MPa (3000 psig), more preferably in the range of about 10.3 MPa (1500 psig) to about 17.2 MPa (2500 psig) . pressure) and preferably operates(s) at a space velocity (LHSV), in the range from about 0.05 h -1 to about 0.45 h' 1 , more preferably in the range from about 0.1 h -1 to about 0 .35 h -1 . The difference between hydrocracking and hydrotreating can also be expressed in units of bottoms conversion (where hydrocracking results in a significant conversion of high-boiling hydrocarbons to low-boiling hydrocarbons, while this is not the case with hydrotreating). The hydroprocessing systems described herein can result in bottoms conversions in the range of about 40% to about 95%, preferably in the range of about 55% to about 90%. The preferred conversion range generally depends on the type of feedstock due to differences in processing difficulty for different feedstocks. Typically, the conversion will be at least about 5% higher, preferably at least about 10% higher compared to the operation of the fluidized bed reactor before upgrading to use a two-way catalyst system, as described herein.

Материал 426 в реакторе 430 кипящего слоя непрерывно рециркулирует с верхней зоны 450, не содержащей гетерогенный катализатор, в нижнюю зону 448, не содержащую гетерогенный катализатор, посредством канала 452 для рециркуляции, соединенного с эбуляционным насосом 454. В верхней части канала 452 для рециркуляции находится воронкообразная рециркуляционная чаша 456, через которую с верхней зоны 450, не содержащей гетерогенный катализатор, подается материал 426.The material 426 in the fluidized bed reactor 430 is continuously recirculated from the upper zone 450 not containing the heterogeneous catalyst to the lower zone 448 not containing the heterogeneous catalyst via a recirculation conduit 452 connected to an ebullation pump 454. At the top of the recirculation conduit 452 is a funnel-shaped a recirculation bowl 456 through which material 426 is fed from the upper zone 450 that does not contain heterogeneous catalyst.

Рециркулированный материал 426 смешивается со свежим кондиционированным сырьем 411 и водородным газом 420.Recycled material 426 is mixed with fresh conditioned feed 411 and hydrogen gas 420.

Свежий гетерогенный катализатор 444 вводят в реактор 430 кипящего слоя через впускную трубку 458 для катализатора, а отработанный гетерогенный катализатор 444 извлекают через трубку 460 для извлечения катализатора. В то время как трубка 460 для извлечения катализатора не может различать между полностью отработанным катализатором, частично отработанным, но активным катализатором и свежим катализатором, наличие частиц 424 диспергированного металлсульфидного катализатора обеспечивает дополнительную каталитическую активность внутри расширенной зоны 442 катализатора, канала 452 для рециркуляции, а также нижней и верхней зон 448, 450, не содержащих гетерогенный катализатор. Добавление водорода к углеводородам помимо гетерогенного катализатора 444 сводит к минимуму образование отложений и предшественников кокса, которые часто отвечают за деактивацию гетерогенного катализатора.The fresh heterogeneous catalyst 444 is introduced into the fluidized bed reactor 430 through the catalyst inlet tube 458, and the spent heterogeneous catalyst 444 is withdrawn through the catalyst recovery tube 460. While the catalyst recovery tube 460 cannot distinguish between fully spent catalyst, partially spent but active catalyst, and fresh catalyst, the presence of dispersed metal sulfide catalyst particles 424 provides additional catalytic activity within the expanded catalyst zone 442, recycle channel 452, and also lower and upper zones 448, 450 not containing a heterogeneous catalyst. The addition of hydrogen to hydrocarbons in addition to the heterogeneous catalyst 444 minimizes the formation of deposits and coke precursors that are often responsible for deactivating the heterogeneous catalyst.

Реактор 430 кипящего слоя дополнительно содержит выпускное отверстие 438 в верхней части или вблизи нее, через которое извлекают конвертированный материал 440.The fluidized bed reactor 430 further includes an outlet 438 at or near the top through which converted material 440 is withdrawn.

Конвертированный материал 440 вводят в горячий сепаратор или дистилляционную колонну 4 04. Горячий сепаратор или дистилляционная колонна 404 отделяет одну или более летучих фракций 405, которая(ые) извлекается(ются) из верхней части горячего сепаратора 404, от остаточной фракции 407, которая извлекается из нижней части горячего сепаратора или дистилляционной колонны 404. Остаточная фракция 407 содержит частицы остаточного металлсульфидного катализатора, схематически показанные как частицы 424 катализатора. При необходимости по меньшей мере часть остаточной фракции 407 может быть рециркулирована обратно в реактор 430 кипящего слоя с образованием части загружаемого материала и подачей дополнительных частиц металлсульфидного катализатора. В качестве альтер- 21 041453 нативного варианта остаточная фракция 407 может быть дополнительно обработана с помощью технологического оборудования, расположенного ниже по потоку, такого как другой реактор кипящего слоя. В этом случае сепаратор 404 может представлять собой промежуточный сепаратор.The converted material 440 is introduced into a hot separator or distillation column 4 04. The hot separator or distillation column 404 separates one or more volatile fractions 405, which(s) are(are) recovered from the top of the hot separator 404, from the residual fraction 407, which is recovered from bottom of the hot separator or distillation column 404. Residual cut 407 contains residual metal sulfide catalyst particles, schematically shown as catalyst particles 424. If desired, at least a portion of the residual fraction 407 may be recycled back to the fluidized bed reactor 430 to form a portion of the feed and feed additional metal sulfide catalyst particles. Alternatively, the bottom fraction 407 may be further processed using downstream process equipment such as another fluidized bed reactor. In this case, separator 404 may be an intermediate separator.

В некоторых вариантах осуществления изобретения работа усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы и с рециркуляцией вакуумных остатков может приводить к такому же или меньшему засорению оборудования по сравнению с работой реактора кипящего слоя в исходных условиях с использованием только гетерогенного катализатора, а не двухкомпонентной каталитической системы. Например, скорость засорения оборудования при работе усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы и с рециркуляцией вакуумных остатков может привести к частым остановкам теплообменника и/или остановкам дистилляционной колонны для очистки, которые такие же или меньше, чем при работе реактора кипящего слоя в исходных условиях.In some embodiments of the invention, operating an improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system and with recirculation of vacuum residues may result in the same or less fouling of equipment compared to operating a fluidized bed reactor in the original conditions using only a heterogeneous catalyst, and not a two-way catalyst system. . For example, the fouling rate of equipment when operating an advanced fluidized bed reactor using a two-way catalyst system and with recirculation of vacuum residues can result in frequent heat exchanger shutdowns and/or distillation column shutdowns for purification that are the same or less than when operating the fluidized bed reactor in the original conditions.

В качестве дополнительного или альтернативного варианта скорость засорения оборудования при работе усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы и с рециркуляцией вакуумных остатков может привести к частым изменениям или очистке фильтров и фильтров грубой очистки, которые такие же или меньше, чем при работе реактора кипящего слоя в исходных условиях.As an additional or alternative option, the fouling rate of equipment when operating an advanced fluidized bed reactor using a two-way catalyst system and with recirculation of vacuum residues can lead to frequent changes or cleaning of filters and coarse filters that are the same or less than when operating a fluidized bed reactor. in initial conditions.

В качестве дополнительного или альтернативного варианта скорость засорения оборудования при работе усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы и с рециркуляцией вакуумных остатков может привести к частым переключениям на резервные теплообменники, которые являются аналогичными или меньшими, чем при первоначальной работе реактора кипящего слоя.As an additional or alternative option, the fouling rate of equipment when operating an advanced fluidized bed reactor using a two-way catalyst system and with recirculation of vacuum residues can lead to frequent switching to standby heat exchangers that are similar or smaller than during the initial operation of the fluidized bed reactor.

В качестве дополнительного или альтернативного варианта скорость засорения оборудования при работе усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы и с рециркуляцией вакуумных остатков может привести к снижению температур обшивки оборудования, выбранного из одного или более теплообменников, сепараторов или дистилляционных колонн, по сравнению с первоначальной работой реактора кипящего слоя.As an additional or alternative option, the fouling rate of equipment when operating an advanced fluidized bed reactor using a two-way catalyst system and with recirculation of vacuum residues can lead to lower temperatures of the skin of equipment selected from one or more heat exchangers, separators or distillation columns, compared with the original operation. fluidized bed reactor.

В качестве дополнительного или альтернативного варианта скорость засорения оборудования при работе усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы и с рециркуляцией вакуумных остатков может привести к снижению температур металла печной трубы, по сравнению с первоначальной работой реактора кипящего слоя.As an additional or alternative option, the fouling rate of equipment when operating an improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system and with recirculation of vacuum residues can lead to lower temperatures of the furnace tube metal, compared with the initial operation of the fluidized bed reactor.

В качестве дополнительного или альтернативного варианта, скорость засорения оборудования при работе усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы и с рециркуляцией вакуумных остатков может привести к уменьшению скорости увеличения расчетных факторов сопротивления засорению теплообменников, по сравнению с первоначальной работой реактора кипящего слоя.As an additional or alternative option, the fouling rate of equipment when operating an advanced fluidized bed reactor using a two-way catalyst system and with recirculation of vacuum residues can lead to a decrease in the rate of increase in the design fouling resistance factors of heat exchangers, compared with the initial operation of the fluidized bed reactor.

V. Экспериментальные исследования и результатыV. Experimental studies and results

Была проведена серия экспериментов с использованием двухступенчатой лабораторной установки с кипящим слоем катализатора. Эти испытания включали как отсутствие рециркуляции, так и рециркуляцию вакуумных остатков в реактор кипящего слоя и проводились на трех различных уровнях использования диспергированного катализатора. В других отношениях испытания были идентичными с использованием того же сырья вакуумного остатка типа российской экспортной смеси (марки Урал), того же твердого катализатора на носителе в кипящем слое и тех же технологических рабочих параметров (давления, объемной скорости и т.д.). Испытания показали, как нарастание рециркулирующих вредных асфальтенов в процессе кипящего слоя с рециркулирующими вакуумными остатками можно предотвратить при помощи двухкомпонентной каталитической системы.A series of experiments was carried out using a two-stage laboratory facility with a fluidized bed of a catalyst. These tests included both no recirculation and recirculation of vacuum residues to the fluidized bed reactor and were conducted at three different levels of dispersed catalyst. In other respects, the tests were identical using the same Russian export blend (Ural brand) vacuum residue feedstock, the same fluidized-bed supported solid catalyst, and the same process operating parameters (pressure, space velocity, etc.). Tests have shown how the buildup of recycled harmful asphaltenes in a fluidized bed process with recycled vacuum residues can be prevented using a two-way catalyst system.

Как схематически проиллюстрировано на фиг. 5, для сравнения использования гетерогенного катализатора самого по себе и двухкомпонентной каталитической системы, состоящей из гетерогенного катализатора в комбинации с частицами диспергированного металлсульфидного катализатора (т.е. частицами диспергированного дисульфидного катализатора молибдена), применяли лабораторную установку 500 с двумя последовательно соединенными реакторами 512, 512' кипящего слоя.As schematically illustrated in FIG. 5, to compare the use of a heterogeneous catalyst by itself and a two-way catalyst system consisting of a heterogeneous catalyst in combination with particulate metal sulfide catalyst particles (i.e. particulate molybdenum disulfide catalyst particles), a laboratory plant 500 with two reactors 512, 512 connected in series was used. ' fluidized bed.

В частности, лабораторная установка 500 содержит смесительное устройство 502 для смешивания предшественника катализатора (например, 2-этилгексаноата молибдена, 15% молибдена по массе) с сырьем из тяжелой нефти (вместе обозначаемых позицией 501) с образованием кондиционированного сырья. Надлежащее смешивание достигается путем первоначального предварительного смешивания предшественника катализатора с углеводородным разбавителем с образованием разбавленной смеси предшественника. Для следующих испытательных исследований в качестве углеводородного разбавителя использовали гидрообработанный тяжелый вакуумный газойль. Разбавленная смесь предшественника была приготовлена таким образом, что 1 часть по массе смеси могла быть добавлена к 99 частям по массе сырья из тяжелой нефти для достижения целевой загрузки диспергированного металлсульфидного катализатора в кондиционированном сырье. В качестве конкретного примера для испытательного исследования с целевой загрузкой 30 ч/млн диспергированного металлсульфидного катализатора в кондиционирован- 22 041453 ном сырье (при этом загрузка выражается в зависимости от концентрации металла), разбавленная смесь предшественника была приготовлена с концентрацией металла 3000 ч/млн.In particular, laboratory plant 500 includes a mixer 502 for mixing a catalyst precursor (eg, molybdenum 2-ethylhexanoate, 15% molybdenum by weight) with a heavy oil feed (collectively 501) to form a conditioned feed. Proper mixing is achieved by first premixing the catalyst precursor with the hydrocarbon diluent to form a dilute precursor mixture. For the following test studies, hydrotreated heavy vacuum gas oil was used as the hydrocarbon diluent. The dilute precursor mixture was prepared such that 1 part by weight of the mixture could be added to 99 parts by weight of the heavy oil feed to achieve the target loading of the dispersed metal sulfide catalyst in the conditioned feed. As a specific example, for a test study with a target loading of 30 ppm dispersed metal sulfide catalyst in a conditioned feed (with loading expressed as a function of metal concentration), a dilute precursor mixture was prepared with a metal concentration of 3000 ppm.

Следует отметить, что для сравнительных испытательных исследований, в которых не применялся диспергированный металлсульфидный катализатор, углеводородный разбавитель (гидрообработанный тяжелый вакуумный газойль) добавляли в сырье из тяжелой нефти в том же соотношении 1 части по массе тяжелого вакуумного газойля (HVGO) к 99 частям по массе сырья из тяжелой нефти. Это обеспечивает то, что исходная композиция будет такой же между испытаниями с использованием двухкомпонентной каталитической системы и испытаниями с использованием только гетерогенного катализатора (кипящего слоя), таким образом обеспечивая непосредственное сопоставление результатов испытаний.It should be noted that for comparative test studies that did not use a dispersed metal sulfide catalyst, a hydrocarbon diluent (hydrotreated heavy vacuum gas oil) was added to the heavy oil feedstock at the same ratio of 1 part by mass of heavy vacuum gas oil (HVGO) to 99 parts by mass feedstock from heavy oil. This ensures that the initial composition will be the same between tests using a two-way catalyst system and tests using only a heterogeneous catalyst (fluidized bed), thus providing a direct comparison of test results.

Сырье из тяжелой нефти и рабочие условия для фактических испытаний более конкретно определены в приведенных ниже примерах. Гетерогенный катализатор представлял собой коммерчески доступный катализатор, обычно используемый в реакторах кипящего слоя. Кондиционированное сырье рециркулировали и возвращали в смесительную емкость 502 с помощью насоса 504, как и в случае с компенсационной емкостью и циркуляционным контуром. Высокоточный насос 506 прямого вытеснения использовали для отвода кондиционированного сырья из рециркуляционного контура и сжатия его до давления в реакторе. Водородный газ 508 подавали в сжатое под давлением сырье, и полученную смесь пропускали через предварительный подогреватель 510 перед введением в первый реактор 512 кипящего слоя.Heavy oil feedstock and operating conditions for actual testing are more specifically defined in the examples below. The heterogeneous catalyst was a commercially available catalyst commonly used in fluidized bed reactors. The conditioned feed was recirculated and returned to the mixing vessel 502 via the pump 504, as is the case with the make-up vessel and circulation loop. A high-precision positive displacement pump 506 was used to withdraw the conditioned feedstock from the recirculation loop and compress it to reactor pressure. Hydrogen gas 508 was fed into the pressurized feedstock and the resulting mixture was passed through a preheater 510 before being introduced into the first fluidized bed reactor 512.

Каждый из реакторов 512, 512' кипящего слоя имел внутренний объем около 3000 мл и содержал сетчатое проволочное защитное устройство 514 для удержания гетерогенного катализатора внутри реактора. Каждый ректор 512, 512' также оснащен линией 511, 511' для рециркуляции и рециркуляционным насосом 513, 513', который обеспечивает необходимую скорость потока в реакторах для расширения слоя гетерогенного катализатора. Объединенный объем обоих реакторов и их соответствующих линий для рециркуляции, все из которых поддерживались при определенной температуре реактора, составил 6700 мл. Это объем термической реакции системы, который использовался в качестве основания для расчета часовой объемной скорости жидкости (LHSV).Each of the fluidized bed reactors 512, 512' had an internal volume of about 3000 ml and contained a wire mesh guard 514 to contain the heterogeneous catalyst within the reactor. Each reactor 512, 512' is also equipped with a recirculation line 511, 511' and a recirculation pump 513, 513' which provides the required flow rate in the reactors to expand the heterogeneous catalyst bed. The combined volume of both reactors and their respective recycle lines, all of which were maintained at a certain reactor temperature, was 6700 ml. This is the thermal reaction volume of the system and was used as the basis for calculating the liquid hourly space velocity (LHSV).

На фиг. 5 заданная высота катализатора в каждом реакторе 512, 512' кипящего слоя схематически обозначена нижней пунктирной линией 516, а расширенный слой катализатора во время использования схематически обозначен верхней пунктирной линией 518. Обогащенный материал 520 из первого реактора 512 перегружали вместе с дополнительным водородом 508' во второй реактор 512' для дополнительного гидропроцессинга.In FIG. 5, the predetermined catalyst height in each fluidized bed reactor 512, 512' is schematically indicated by the lower broken line 516, and the expanded catalyst bed during use is schematically indicated by the upper broken line 518. reactor 512' for further hydroprocessing.

Дополнительный обогащенный материал 520' из второго реактора 512' вводили в горячий сепаратор 522 для отделения низкокипящих углеводородных продуктов и газов 524 от неконвертированной жидкой фракции (или кубовых остатков сепаратора) 526. Газы и пары 524 углеводородных продуктов охлаждали и пропускали в холодный сепаратор 528, где их разделяли на газы 530 и конвертированные углеводородные продукты, которые были извлечены в виде продуктов 532 верхнего погона сепаратора.Additional enrichment material 520' from the second reactor 512' was introduced into a hot separator 522 to separate low-boiling hydrocarbon products and gases 524 from the unconverted liquid fraction (or separator bottoms) 526. The hydrocarbon products gases and vapors 524 were cooled and passed into a cold separator 528 where these were separated into gases 530 and converted hydrocarbon products, which were recovered as separator overhead products 532.

Кубовые остатки 526 сепаратора обрабатывали в периодическом режиме с помощью отдельной (т.е. автономной) установки 534 вакуумной перегонки периодического действия. Пунктирные линии указывают на обработку в периодическом режиме, хотя в пределах объема настоящего изобретения используют непрерывную обработку. Несмотря на то, что вакуумная перегонка в промышленной установке выполняется в замкнутой неавтономной дистилляционной колонне, для целей испытаний на лабораторной установке использовали установку 534 вакуумной перегонки периодического действия. Установка 534 вакуумной перегонки периодического действия обработала 6000 г кубовых остатков 526 сепаратора, причем обработка каждой порции была выполнена в течение 6 ч, и производились продукты 536 верхнего погона сепаратора и продукт 538 вакуумных остатков. Порции обрабатывали при давлении около 1,5 мм рт.ст., что позволяло достичь конечной температуры, эквивалентной атмосферной температуре 975°F, при температуре резервуара менее 650°F, таким образом предотвращая наступление реакций крекинга во время вакуумной перегонки.The separator bottoms 526 were batch-processed using a separate (ie stand-alone) batch vacuum distillation unit 534. Dotted lines indicate batch processing, although continuous processing is used within the scope of the present invention. Although vacuum distillation in a commercial plant is performed in a closed on-line distillation column, a batch vacuum distillation unit 534 was used for testing purposes in a laboratory plant. Batch vacuum distillation unit 534 processed 6000 g of separator bottoms 526 with each batch being processed for 6 hours producing separator overhead products 536 and vacuum bottoms product 538. The portions were treated at a pressure of about 1.5 mm Hg, which allowed to reach a final temperature equivalent to atmospheric temperature of 975°F, with a tank temperature of less than 650°F, thus preventing the onset of cracking reactions during vacuum distillation.

С помощью установки 534 вакуумной перегонки периодического действия каждый день обрабатывали четыре порции вакуумной перегонки, что давало необходимый продукт вакуумной перегонки как для анализа, так и для рециркуляции. В условиях, связанных с рециркуляцией, продукт 538 вакуумных остатков рециркулировался на уровне 20% по объему скорости подачи свежих вакуумных остатков путем его рециркуляции в смесительное устройство 502, где он смешивался с компонентами 501 сырья.The batch vacuum distillation unit 534 processed four batches of vacuum distillation each day, which provided the desired vacuum distillation product for both analysis and recycling. Under recirculation conditions, the vacuum residue product 538 was recycled at 20% by volume of the fresh vacuum residue feed rate by recirculating it to the mixer 502 where it was mixed with the raw material components 501.

Пример 1.Example 1

Процесс, использованный в примере 1, представлял собой сравнительный пример, для которого использовали вышеописанную лабораторную установку только с гетерогенным катализатором с кипящим слоем. Для примера 1 не использовали диспергированный металлсульфидный катализатор (что означает отсутствие двухкомпонентной каталитической системы), и процесс осуществляли без рециркуляции вакуумных остатков в реактор кипящего слоя. Процесс протекал при часовой объемной скорости жидкости (LHSV) 0,3 ч-1 и средневзвешенной температуре слоя (WABT) 414°C на обеих ступенях реактора. LHSV определяется как объем свежего сырья вакуумного остатка, подаваемого в час, на объем термической реакции. В этих условиях была достигнута конверсия вакуумного остатка приблизительно 55%, причемThe process used in Example 1 was a comparative example for which the above-described laboratory plant was used with only a heterogeneous fluidized bed catalyst. For Example 1, no dispersed metal sulfide catalyst was used (meaning no two-way catalyst system) and the process was run without recirculation of vacuum residues to the fluidized bed reactor. The process was run at a liquid hourly space velocity (LHSV) of 0.3 h −1 and a weighted average bed temperature (WABT) of 414° C. in both reactor stages. LHSV is defined as the volume of vacuum residue fresh feed fed per hour per thermal reaction volume. Under these conditions, a vacuum residue conversion of approximately 55% was achieved, with

- 23 041453 конверсию определяли на основании граничной температуры отделения фракции 538°C (1000°F).- 23 041453 conversion was determined based on cut-off temperature of 538°C (1000°F).

Образец кубового продукта сепаратора лабораторной установки подвергли лабораторной перегонке с использованием метода ASTM D-1160 для получения отделения фракции продукта вакуумного остатка 538°C+, который анализировали на содержание С7-асфальтена. Содержание С7-асфальтена определяли как разность между содержанием в образце нерастворимых в гептане примесей и нерастворимых в толуоле примесей.A sample of the laboratory plant separator bottom product was subjected to laboratory distillation using ASTM D-1160 to obtain a 538°C+ vacuum residue product fraction separation, which was analyzed for C7 asphaltene content. The content of C7-asphalten was determined as the difference between the content of heptane-insoluble impurities and toluene-insoluble impurities in the sample.

Результат примера 1 нанесли на график результатов, показанный на фиг. 6, и представили в виде незакрашенного квадрата.The result of Example 1 was plotted on the result graph shown in FIG. 6 and represented as an open square.

Пример 2.Example 2

Процесс, использованный в примере 2, осуществляли таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что для получения вакуумного кубового продукта, который затем рециркулировал в реактор кипящего слоя как часть процесса подачи тяжелой нефти, использовали автономную установку вакуумной перегонки периодического действия. Периодическую вакуумную перегонку проводили с температурой выкипания 524°C (975°F), при этом полученный вакуумный кубовый продукт добавляли к процессу подачи тяжелой нефти с кипящим слоем при 20 об.% свежего сырья вакуумного остатка. LHSV поддерживали 0,3 час-1, отмечая, что определение LHSV было основано на подаче свежего вакуумного остатка, как указано в примере 1.The process used in Example 2 was carried out in the same manner as in Example 1, except that an offline batch vacuum distillation unit was used to produce a vacuum bottom product, which was then recycled to the fluidized bed reactor as part of the heavy oil feed process. . Batch vacuum distillation was carried out at a boiling point of 524°C (975°F), while the resulting vacuum bottoms product was added to the fluidized bed heavy oil feed process at 20% v/v vacuum residue fresh feed. LHSV was maintained at 0.3 h -1 noting that the determination of LHSV was based on the supply of fresh vacuum residue as described in example 1.

Данные для примера 2 собирали при двух разных температурах реактора (411 и 414°C), что привело к конверсии остатка 53 и 58% соответственно. Как описано в примере 1, образец продукта вакуумного остатка 538°C+ получили посредством лабораторной вакуумной перегонки D-1160 и затем выполнили анализ на содержание С7-асфальтена. Результаты показаны на графике результатов, проиллюстрированном на фиг. 6, и изображены в виде закрашенных квадратов, соединенных линией.Data for example 2 was collected at two different reactor temperatures (411 and 414° C.), resulting in a residue conversion of 53 and 58%, respectively. As described in Example 1, a sample of the 538° C.+ vacuum residue product was obtained by D-1160 laboratory vacuum distillation and then analyzed for C7-asphalten content. The results are shown in the results graph illustrated in FIG. 6 and are shown as filled squares connected by a line.

Как видно на фиг. 6, при одинаковой конверсии остатка процесс, используемый в примере 2, с рециркуляцией вакуумных остатков, приводит к значительно более высокому содержанию С7-асфальтенов по сравнению с процессом из примера 1, что указывает на значительное нарастание рециркулирующих вредных асфальтенов при использовании рециркуляции.As seen in FIG. 6, at the same residue conversion, the process used in Example 2, with vacuum residue recycling, resulted in significantly higher C7 asphaltenes compared to the process of Example 1, indicating a significant increase in recycled harmful asphaltenes when recycling was used.

Пример 3.Example 3

Процесс, использованный в примере 3, осуществляли таким же образом, как в примере 2, за исключением того, что диспергированный металлсульфидный катализатор добавляли в исходную смесь тяжелой нефти. Как отмечалось выше, предшественник катализатора предварительно диспергировали в углеводородном разбавителе (тяжелый вакуумный газойль), а затем предварительно смешанную смесь предшественника катализатора и углеводородного разбавителя (разбавленный предшественник катализатора) добавили к вакуумному остатку исходной нефти. Предшественник катализатора/углеводородный разбавитель готовили таким образом, чтобы коэффициент примеси 1 мас.% свежей исходной смеси обеспечивал концентрацию диспергированного катализатора 20 ч/млн по массе (в виде молибдена).The process used in example 3 was carried out in the same manner as in example 2, except that the dispersed metal sulfide catalyst was added to the original mixture of heavy oil. As noted above, the catalyst precursor was pre-dispersed in a hydrocarbon diluent (heavy vacuum gas oil), and then the premixed mixture of catalyst precursor and hydrocarbon diluent (dilute catalyst precursor) was added to the vacuum residue of the feed oil. The catalyst precursor/hydrocarbon diluent was prepared such that an impurity ratio of 1 wt. % fresh feed mixture provided a dispersed catalyst concentration of 20 ppm by weight (as molybdenum).

Процесс протекал при часовой объемной скорости жидкости (LHSV) 0,3 ч-1 и средневзвешенной температуре слоя (WABT) 414°C на обеих ступенях реактора. Это привело к конверсии остатка 52%. Как отмечалось выше, образец продукта вакуумного остатка 538°C+ получили посредством лабораторной вакуумной перегонки D-1160, и затем выполнили анализ на содержание С7-асфальтена.The process was run at a liquid hourly space velocity (LHSV) of 0.3 h −1 and a weighted average bed temperature (WABT) of 414° C. in both reactor stages. This resulted in a residue conversion of 52%. As noted above, a sample of the 538°C+ vacuum residue product was obtained by D-1160 laboratory vacuum distillation, and then analyzed for C 7 -asphalten content.

Результат испытаний показан на графике фиг. 6 в виде незакрашенного треугольника. По сравнению с результатом из примера 1 (незакрашенный квадрат) содержание асфальтена снижается благодаря действию диспергированного металлсульфидного катализатора. Как показывают дополнительные данные из примера 4, пониженное содержание асфальтена было не просто результатом пониженной конверсии.The test result is shown in the graph of Fig. 6 in the form of an open triangle. Compared to the result of example 1 (open square), the asphaltene content is reduced due to the action of the dispersed metal sulfide catalyst. As additional data from Example 4 shows, the reduced asphaltene content was not simply the result of reduced conversion.

Пример 4.Example 4

Процесс, использованный в примере 4, осуществляли таким же образом, как и в примере 2, с рециркуляцией вакуумных остатков, за исключением того, что диспергированный металлсульфидный катализатор добавляли в исходную смесь, используя метод из примера 3. Концентрация свежего диспергированного катализатора составляла 20 ч/млн по массе (в виде молибдена) в расчете на количество свежей исходной смеси (смесь вакуумного остатка и диспергированного катализатора/углеводородного разбавителя). Рециркулированный поток вакуумных остатков также содержал остаточный (использованный) диспергированный металлсульфидный катализатор, который был добавлен к исходной смеси тяжелой нефти в дополнение к свежему дисперсному катализатору.The process used in example 4 was carried out in the same manner as in example 2, with recirculation of vacuum residues, except that the dispersed metal sulfide catalyst was added to the initial mixture using the method from example 3. The concentration of fresh dispersed catalyst was 20 h / ppm by weight (as molybdenum) based on the amount of fresh feed mixture (mixture of vacuum residue and dispersed catalyst/hydrocarbon diluent). The recycled vacuum residue stream also contained residual (used) dispersed metal sulfide catalyst that was added to the heavy oil feedstock in addition to the fresh dispersed catalyst.

Данные для примера 4 были собраны при двух разных температурах реактора кипящего слоя (414 и 418°C), что привело к конверсии остатка 52 и 58% соответственно. Как отмечалось выше, отделение фракции продукта вакуумного остатка 538°C+ получили посредством лабораторной перегонки и выполнили измерения содержания С7-асфальтена. Результаты показаны на графике на фиг. 6 в виде закрашенных треугольников, соединенных линией, которые отображают статистически линейную зависимость между концентрацией асфальтена и конверсией, но со всеми точками, расположенными существенно ниже, чем результаты из примера 2.Data for example 4 was collected at two different fluidized bed reactor temperatures (414 and 418° C.), resulting in a residue conversion of 52 and 58%, respectively. As noted above, separation of the 538°C+ vacuum residue product fraction was obtained by laboratory distillation and measurements of the C7-asphalten content were made. The results are shown in the graph in Fig. 6 as solid triangles connected by a line that show a statistically linear relationship between asphaltene concentration and conversion, but with all points significantly lower than the results from Example 2.

В отличие от результатов из примеров 1 и 2, которые были получены без использования двухкомпонентной каталитической системы, содержащей гетерогенный катализатор и диспергированный меIn contrast to the results from examples 1 and 2, which were obtained without using a two-component catalyst system containing a heterogeneous catalyst and dispersed me

- 24 041453 таллсульфидный катализатор, результаты из примера 4 с 20 ч/млн дисперсионного металлсульфидного катализатора и рециркуляцией вакуумных остатков перекрывают результат из примера 3 без рециркуляции. Это означает, что использование диспергированного катализатора с концентрацией 20 ч/млн предотвращало нарастание рециркулирующих асфальтенов. При использовании в сочетании с рециркуляцией вакуумных остатков диспергированный катализатор обеспечивает двойное преимущество: (1) исходное содержание асфальтена (без рециркуляции) является (или может быть) пониженным; и (2) предотвращается нарастание рециркулирующих асфальтенов при рециркуляции вакуумных остатков обратно в реактор кипящего слоя.- 24 041453 talsulfide catalyst, the results from example 4 with 20 ppm dispersed metal sulfide catalyst and recirculation of vacuum residues overlap the result from example 3 without recirculation. This means that the use of the 20 ppm dispersed catalyst prevented buildup of recycled asphaltenes. When used in combination with vacuum residue recycle, the dispersed catalyst provides a twofold advantage: (1) the initial asphaltene content (without recycle) is (or can be) reduced; and (2) the build-up of recycled asphaltenes is prevented when vacuum residues are recycled back to the fluidized bed reactor.

Пример 5.Example 5

Процесс, использованный в примере 5 осуществлялся таким же образом, как в примере 3, за исключением того, что концентрация диспергированного металлсульфидного катализатора увеличилась до 35 ч/млн по массе (в виде молибдена). Процесс осуществляли при средней температуре кипящего слоя 415°C на обеих ступенях реактора, что привело к конверсии остатка 54%.The process used in Example 5 was carried out in the same manner as in Example 3, except that the concentration of the dispersed metal sulfide catalyst was increased to 35 ppm by weight (as molybdenum). The process was carried out at an average fluidized bed temperature of 415° C. in both reactor stages, resulting in a residue conversion of 54%.

Полученное содержание С7-асфальтенов отделения фракции полученного в лабораторных условиях продукта вакуумного остатка показано на графике на фиг. 6 в виде незакрашенного ромба. Результат из примера 5 при 35 ч/млн диспергированного металлсульфидного катализатора показал дальнейшее снижение содержания асфальтена и при более высокой конверсии по сравнению с результатом в примере 3 при 20 ч/млн.The obtained content of C7 asphaltenes of the separation of the fraction obtained under laboratory conditions of the product of the vacuum residue is shown in the graph in FIG. 6 in the form of an unshaded rhombus. The result from Example 5 at 35 ppm dispersed metal sulfide catalyst showed a further reduction in asphaltene content and at a higher conversion compared to the result in Example 3 at 20 ppm.

Пример 6.Example 6

Процесс, использованный в примере 6, осуществлялся таким же образом, как в примере 4, за исключением того, что концентрация диспергированного металлсульфидного катализатора увеличилась до 35 ч/млн по массе (в виде молибдена). Процесс осуществляли при средних температурах кипящего слоя 415, 418, 420 и 425°C, что привело к конверсии остатков 55, 59, 62 и 66% соответственно.The process used in Example 6 was carried out in the same manner as in Example 4, except that the concentration of the dispersed metal sulfide catalyst increased to 35 ppm by weight (as molybdenum). The process was carried out at average fluidized bed temperatures of 415, 418, 420, and 425° C., resulting in residue conversions of 55, 59, 62, and 66%, respectively.

Полученные содержания С7-асфальтенов соответствующих отделений фракции полученного в лабораторных условиях продукта вакуумного остатка показаны на графике на фиг. 6 в виде закрашенного ромба, соединенные линией наилучшего соответствия. Аналогично результатам из примеров 3 и 4, результаты примера 6 перекрывают результаты примера 5, показывая, что диспергированный металлсульфидный катализатор предотвращал нарастание рециркулирующих асфальтенов в дополнение к снижению фонового уровня асфальтенов без рециркуляции вакуумных остатков.The obtained contents of C7-asphaltenes of the respective compartments of the fraction of the laboratory-produced product of the vacuum residue are shown in the graph in FIG. 6 in the form of a filled diamond, connected by a line of best fit. Similar to the results from Examples 3 and 4, the results of Example 6 overlapped those of Example 5, showing that the dispersed metal sulfide catalyst prevented buildup of recycled asphaltenes in addition to reducing background asphaltenes without recycling vacuum residues.

Пример 7.Example 7

Со ссылкой на график на фиг. 7 и на примере процесса, проиллюстрированного на фиг. 3B, усовершенствованный реактор кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы с рециркуляцией вакуумных остатков может работать при более высокой конверсии без нарастания рециркулирующих асфальтенов, как показано сплошной горизонтальной стрелкой, проходящей вправо от незакрашенного квадрата. Это отличается от прерывистой вертикальной стрелки, проходящей выше незакрашенного квадрата, где рециркуляция вакуумных остатков увеличивала концентрацию асфальтена при одинаковой конверсии.With reference to the graph in Fig. 7 and in the example of the process illustrated in FIG. 3B, an improved fluidized bed reactor using a two-way vacuum residue recycle catalyst system can operate at a higher conversion without buildup of recycled asphaltenes, as indicated by the solid horizontal arrow extending to the right of the open square. This is in contrast to the dashed vertical arrow above the open square, where recirculation of vacuum residues increased the asphaltene concentration at the same conversion.

Добавление диспергированного металлсульфидного катализатора для создания двухкомпонентной каталитической системы позволяет увеличить конверсию остатка при сохранении одинаковой концентрации асфальтена, что приводит к следующему: (1) увеличивается скорость производства продуктов конверсии, при этом (2) предотвращается или уменьшается риск засорения технологической установки или оборудования и (3) поддерживается качество кубового продукта.The addition of a dispersed metal sulfide catalyst to create a two-way catalyst system can increase the conversion of the residue while maintaining the same concentration of asphaltene, which leads to the following: (1) the rate of production of conversion products is increased, while (2) the risk of fouling of the process plant or equipment is prevented or reduced, and (3 ) the quality of the bottom product is maintained.

Этот вариант осуществления изобретения предпочтителен, когда исходное засорение технологической установки является контролируемым, а экономическая выгода наиболее благоприятна для увеличения скорости производства продуктов конверсии.This embodiment of the invention is preferred when the initial fouling of the process unit is controlled and the economic benefit is most favorable for increasing the rate of production of conversion products.

Пример 8.Example 8

Со ссылкой на график на фиг. 8 и на примере процесса, проиллюстрированного на фиг. 3C, усовершенствованный реактор кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы с рециркуляцией вакуумных остатков может работать с одинаковой конверсией и со значительным снижением концентрации асфальтенов, как показано сплошной вертикальной стрелкой, проходящей ниже незакрашенного квадрата. Это отличается от прерывистой вертикальной стрелки, проходящей выше незакрашенного квадрата, где рециркуляция вакуумных остатков увеличивала концентрацию асфальтена при одинаковой конверсии.With reference to the graph in Fig. 8 and in the example of the process illustrated in FIG. 3C, an improved fluidized bed reactor using a two-way vacuum residue recycle catalyst system can operate at the same conversion and with a significant reduction in asphaltene concentration, as indicated by the solid vertical arrow below the open square. This is in contrast to the dashed vertical arrow above the open square, where recirculation of vacuum residues increased the asphaltene concentration at the same conversion.

Добавление диспергированного металлсульфидного катализатора для создания двухкомпонентной каталитической системы позволяет сохранить конверсию остатка при снижении концентрации асфальтена, что приводит к следующему: (1) поддерживается одинаковая скорость производства продуктов конверсии, при этом (2) уменьшается засорение технологической установки или оборудования и (3) улучшается качество кубового продукта.The addition of a dispersed metal sulfide catalyst to form a two-way catalyst system allows the residue conversion to be maintained while the asphaltene concentration is reduced, resulting in: (1) maintaining the same rate of production of conversion products, while (2) reducing fouling of the process plant or equipment, and (3) improving quality cubic product.

Этот вариант осуществления изобретения является предпочтительным, когда исходное засорение технологической установки и/или качество кубового продукта ограничивают, так чтобы экономическая выгода была максимальной за счет уменьшения засорения и/или улучшения качества кубового продукта.This embodiment of the invention is preferred when the initial fouling of the process unit and/or the quality of the bottom product is limited so that the economic benefit is maximized by reducing fouling and/or improving the quality of the bottom product.

- 25 041453- 25 041453

Пример 9.Example 9

Со ссылкой на график на фиг. 9 и на примере процесса, проиллюстрированного на фиг. 3D, усовершенствованный реактор кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы с рециркуляцией вакуумных остатков может работать при более высокой конверсии и со снижением концентрации асфальтенов, как показано сплошной вертикальной стрелкой, проходящей по диагонали вправо и ниже незакрашенного квадрата. Это отличается от прерывистой вертикальной стрелки, проходящей выше незакрашенного квадрата, где рециркуляция вакуумных остатков увеличивала концентрацию асфальтена при одинаковой конверсии.With reference to the graph in Fig. 9 and in the example of the process illustrated in FIG. 3D, an improved fluidized bed reactor using a two-way catalytic system with vacuum residue recycle can operate at higher conversion and lower asphaltene concentrations, as indicated by the solid vertical arrow running diagonally to the right and below the open square. This is in contrast to the dashed vertical arrow above the open square, where recirculation of vacuum residues increased the asphaltene concentration at the same conversion.

Добавление диспергированного металлсульфидного катализатора для создания двухкомпонентной каталитической системы позволяет увеличить конверсию остатка и при этом снизить концентрацию асфальтена, что приводит к следующему: (1) увеличивается скорость производства продуктов конверсии, хотя и в меньшей степени, чем в примере 7, при этом (2) уменьшается засорение технологической установки или оборудования и (3) улучшается качество кубового продукта, но в меньшей степени, чем в примере 8.Adding a dispersed metal sulfide catalyst to create a two-component catalyst system allows you to increase the conversion of the residue and at the same time reduce the concentration of asphaltene, which leads to the following: (1) the rate of production of conversion products increases, although to a lesser extent than in example 7, while (2) clogging of the process plant or equipment is reduced and (3) the quality of the bottom product is improved, but to a lesser extent than in example 8.

Этот вариант осуществления изобретения позволяет сбалансировать преимущества таким образом, чтобы оптимизировать общие экономические показатели процесса. Иллюстрация в этом примере показывает случай, когда усовершенствование производства является относительно более ценным, чем уменьшение засорения технологической установки и/или улучшение качества кубового продукта.This embodiment of the invention balances the benefits in such a way as to optimize the overall economics of the process. The illustration in this example shows the case where a production improvement is relatively more valuable than a reduction in process fouling and/or an improvement in bottoms product quality.

Пример 10.Example 10

Со ссылкой на график на фиг. 10 и на примере процесса, проиллюстрированного на фиг. 3D, усовершенствованный реактор кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы с рециркуляцией вакуумных остатков может функционировать при более высокой конверсии и со снижением концентрации асфальтенов, как показано сплошной вертикальной стрелкой, проходящей по диагонали вправо и ниже незакрашенного квадрата. Это отличается от прерывистой вертикальной стрелки, проходящей выше незакрашенного квадрата, где рециркуляция вакуумных остатков увеличивала концентрацию асфальтена при одинаковой конверсии.With reference to the graph in Fig. 10 and in the example of the process illustrated in FIG. 3D, an improved fluidized bed reactor using a two-way vacuum residue recycle catalyst system can operate at higher conversion and lower asphaltene concentrations, as indicated by the solid vertical arrow running diagonally to the right and below the open square. This is in contrast to the dashed vertical arrow above the open square, where recirculation of vacuum residues increased the asphaltene concentration at the same conversion.

Добавление диспергированного металлсульфидного катализатора для создания двухкомпонентной каталитической системы позволяет увеличить конверсию остатка и снизить концентрацию асфальтена, что приводит к следующему: (1) увеличивается скорость производства продуктов конверсии, хотя и в меньшей степени, чем в примерах 7 и 9, при этом (2) уменьшается засорение технологической установки или оборудования и (3) улучшается качество кубового продукта, хотя и в меньшей степени, чем в примере 8, но в большей степени, чем в примере 9.Adding a dispersed metal sulfide catalyst to create a two-component catalytic system allows you to increase the conversion of the residue and reduce the concentration of asphaltene, which leads to the following: (1) the rate of production of conversion products increases, although to a lesser extent than in examples 7 and 9, while (2) clogging of the process plant or equipment is reduced and (3) the quality of the bottom product is improved, although to a lesser extent than in example 8, but to a greater extent than in example 9.

По сравнению с примером 9 этот вариант осуществления изобретения иллюстрирует случай, когда снижение засорения технологической установки и/или улучшение качества кубового продукта являются относительно более экономически выгодными, чем увеличение скорости производства продуктов конверсии.Compared to Example 9, this embodiment of the invention illustrates a case where reducing process unit fouling and/or improving bottoms product quality is relatively more cost effective than increasing conversion product production rate.

Настоящее изобретение может быть осуществлено в других отдельных видах без отступления от его сути или главных характеристик. Описанные варианты осуществления изобретения должны рассматриваться во всех аспектах только как иллюстрация, но не как ограничение. Поэтому объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения, а не предшествующим описанием. Все изменения, которые попадают в значение и диапазон эквивалентности формулы изобретения, должны быть охвачены его объемом.The present invention may be embodied in other separate forms without departing from its spirit or essential characteristics. The described embodiments of the invention are to be considered in all respects only as an illustration and not as a limitation. Therefore, the scope of the invention is defined by the appended claims and not by the preceding description. All changes that fall within the meaning and equivalence range of the claims are to be embraced by their scope.

Claims (16)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ усовершенствования системы гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора, которая содержит один или более реакторов кипящего слоя, включающий следующие этапы:1. A method for improving a fluidized bed hydroprocessing system that contains one or more fluidized bed reactors, comprising the following steps: функционирование реактора кипящего слоя с использованием гетерогенного катализатора для гидропроцессинга тяжелой нефти с исходными условиями, причем исходные условия включают в себя интенсивность, которая связана с рабочей температурой, производительностью и конверсией указанного реактора;operating a fluidized bed reactor using a heterogeneous heavy oil hydroprocessing catalyst with initial conditions, the initial conditions including a rate that is related to the operating temperature, productivity, and conversion of said reactor; добавление или образование in situ частиц диспергированного металлсульфидного катализатора в реакторе кипящего слоя для получения усовершенствованного реактора кипящего слоя с двухкомпонентной каталитической системой, состоящей из гетерогенного катализатора и частиц диспергированного металлсульфидного катализатора;adding or in situ formation of particulate metal sulfide catalyst particles in a fluidized bed reactor to obtain an improved fluidized bed reactor with a two-way catalyst system consisting of a heterogeneous catalyst and particulate metal sulfide catalyst particles; функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы при такой же или более высокой интенсивности по сравнению с соответствующей интенсивностью упомянутого реактора кипящего слоя, функционирующего с исходными условиями для гидропроцессинга тяжелой нефти для получения углеводородных продуктов;operating the improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system at the same or higher rate as compared to the corresponding rate of said fluidized bed reactor operating at baseline for hydroprocessing heavy oil to produce hydrocarbon products; подвергание полученных углеводородных продуктов одному или более процессу разделения, включающему в себя вакуумную перегонку и отделение дистиллятов от вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора; иsubjecting the obtained hydrocarbon products to one or more separation processes, including vacuum distillation and separation of distillates from vacuum residues containing residual metal sulfide catalyst particles; And - 26 041453 рециркуляция по меньшей мере части полученных вакуумных остатков, содержащих частицы остаточного металлсульфидного катализатора, в упомянутый усовершенствованный реактор кипящего слоя, так что концентрация асфальтенов в упомянутой системе гидропроцессинга с кипящим слоем катализатора остается на том же или более низком уровне, причем вакуумные остатки рециркулируют с коэффициентом рециркуляции от 1 до 50%, характеризующим отношение скорости потока рециркулируемых вакуумных остатков к скорости потока свежей тяжелой нефти, добавленной в усовершенствованный реактор кипящего слоя, выраженное в объемных процентах.- 26 041453 recycling at least part of the obtained vacuum residues containing residual metal sulfide catalyst particles to said improved fluidized bed reactor, so that the concentration of asphaltenes in said fluidized bed hydroprocessing system remains at the same or lower level, and the vacuum residues are recycled with a recirculation ratio from 1 to 50%, characterizing the ratio of the flow rate of recycled vacuum residues to the flow rate of fresh heavy oil added to the improved fluidized bed reactor, expressed as a percentage by volume. 2. Способ по п.1, в котором функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя включает функционирование при более высокой конверсии, чем конверсия при исходных условиях, не вызывая при этом нарастания рециркулирующих асфальтенов в вакуумных остатках, причем более высокая конверсия выбирается так, чтобы увеличивать скорость производства продуктов конверсии по сравнению с исходными условиями без увеличения засорения оборудования и/или без снижения качества кубового продукта.2. The process of claim 1, wherein operating the improved fluidized bed reactor comprises operating at a higher conversion than the baseline conversion without causing a buildup of recycled asphaltenes in the vacuum bottoms, the higher conversion being chosen to increase the rate of production. conversion products compared to baseline without increasing equipment fouling and/or without reducing bottoms product quality. 3. Способ по п.1, в котором функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя включает функционирование при аналогичной конверсии, что и конверсия при исходных условиях и со сниженной концентрацией асфальтенов в вакуумных остатках, причем функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя при аналогичной конверсии поддерживает скорость производства продуктов конверсии по сравнению с исходными условиями при уменьшении засорения оборудования и/или при улучшении качества кубового продукта.3. The process of claim 1, wherein operating the improved fluidized bed reactor comprises operating at a similar conversion as the baseline conversion and with reduced asphaltene concentration in the vacuum residue, wherein operating the improved fluidized bed reactor at the same conversion maintains the rate of production of the conversion products. compared to the initial conditions with a decrease in equipment clogging and / or with an improvement in the quality of the bottom product. 4. Способ по п.1, в котором функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя включает функционирование при более высокой конверсии, чем конверсия при исходных условиях, и со снижением концентрации асфальтенов в вакуумных остатках, причем более высокая конверсия выбирается так, чтобы увеличить скорость производства продуктов конверсии по сравнению с исходными условиями при уменьшении засорения оборудования и/или при улучшении качества кубового продукта.4. The process of claim 1, wherein operating the improved fluidized bed reactor comprises operating at a higher conversion than the baseline conversion and with a reduction in the concentration of asphaltenes in the vacuum residues, the higher conversion being chosen to increase the rate of production of conversion products. compared to the initial conditions with a decrease in equipment clogging and / or with an improvement in the quality of the bottom product. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором вакуумные остатки рециркулируют с коэффициентом рециркуляции от 5 до 40% или от 10 до 30%, в зависимости от скорости потока рециркулированных вакуумных остатков как объемный процент от скорости потока свежей тяжелой нефти, добавленной в усовершенствованный реактор кипящего слоя.5. Process according to any one of claims 1 to 4, wherein the vacuum residues are recycled at a recirculation ratio of 5 to 40% or 10 to 30%, depending on the flow rate of the recycled vacuum residues as a percentage by volume of the fresh heavy oil flow rate, added to the advanced fluidized bed reactor. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы осуществляют при аналогичной или более высокой температуре по сравнению с исходными условиями, такой как температура усовершенствованного реактора кипящего слоя, повышенная по меньшей мере на 2,5°C, по меньшей мере на 5°C, по меньшей мере на 7,5°C или по меньшей мере на 10°C по сравнению с температурой функционирования реактора кипящего слоя при исходных условиях.6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the operation of the improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system is carried out at a similar or higher temperature compared to the initial conditions, such as the temperature of the improved fluidized bed reactor increased by at least 2.5°C, at least 5°C, at least 7.5°C, or at least 10°C compared to the operating temperature of the fluidized bed reactor under initial conditions. 7. Способ по любому из пп.1-6, в котором функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы осуществляют при аналогичной или более высокой конверсии по сравнению с конверсией при исходных условиях, такой как когда усовершенствованный реактор кипящего слоя функционирует при конверсии, которая повышена на по меньшей мере 2,5%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 7,5%, по меньшей мере на 10% или по меньшей мере на 15% по сравнению с конверсией, когда функционирования реактора кипящего слоя происходит при исходных условиях.7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the operation of the improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system is carried out at a similar or higher conversion compared to the conversion under the initial conditions, such as when the improved fluidized bed reactor is operated at a conversion, which is increased by at least 2.5%, at least 5%, at least 7.5%, at least 10% or at least 15% compared to the conversion when the fluidized bed reactor is operating occurs under initial conditions. 8. Способ по любому из пп.1-7, в котором функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы осуществляют при аналогичной или более высокой производительности по сравнению с производительностью при исходных условиях, такой как производительность, когда усовершенствованный реактор кипящего слоя функционирует при производительности, которая повышена на по меньшей мере 2,5%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10% или на по меньшей мере 20% по сравнению с конверсией, когда функционирования реактора кипящего слоя происходит при исходных условиях.8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the operation of the improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system is carried out at a similar or higher productivity compared to the productivity under the initial conditions, such as productivity when the improved fluidized bed reactor is operated at productivity, which is increased by at least 2.5%, at least 5%, at least 10% or at least 20% compared to the conversion when the operation of the fluidized bed reactor occurs under the original conditions. 9. Способ по любому из пп.1-8, в котором функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя с использованием двухкомпонентной каталитической системы включает гидропроцессинг тяжелой нефти, имеющей более низкое качество, например имеющую более высокую концентрацию асфальтена по сравнению с гидропроцессингом тяжелой нефти в исходных условиях, причем концентрация асфальтена в низкокачественной тяжелой нефти, которая подверглась гидропроцессингу посредством усовершенствованного реактора кипящего слоя по меньшей мере на 2%, по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20% выше, чем концентрация асфальтенов в тяжелой нефти, которая подверглась гидропроцессингу посредством усовершенствованного реактора кипящего слоя при функционировании в исходных условиях.9. The process according to any one of claims 1 to 8, wherein operating the improved fluidized bed reactor using a two-way catalyst system comprises hydroprocessing heavy oil having a lower quality, such as having a higher concentration of asphaltene compared to baseline heavy oil hydroprocessing, moreover, the concentration of asphaltene in low-quality heavy oil that has been hydroprocessed by an improved fluidized bed reactor is at least 2%, at least 5%, at least 10%, at least 15%, or at least 20% higher than the concentration of asphaltenes in heavy oil that has been hydroprocessed with an advanced fluidized bed reactor while operating at baseline. 10. Способ по п.9, в котором усовершенствованный реактор кипящего слоя осуществляет гидропроцессинг асфальтенов при конверсии асфальтенов, которая по меньшей мере на 2% выше, по меньшей мере на 5% выше, по меньшей мере на 10% выше, по меньшей мере на 15% выше или по меньшей мере на 20% выше по сравнению с конверсией асфальтенов, когда функционирование реактора кипящего слоя происходит при исходных условиях.10. The method of claim 9, wherein the improved fluidized bed reactor hydroprocesses asphaltenes at an asphaltene conversion that is at least 2% higher, at least 5% higher, at least 10% higher, at least 15% higher or at least 20% higher compared to the conversion of asphaltenes when the operation of the fluidized bed reactor occurs under the original conditions. - 27 041453- 27 041453 11. Способ по любому из пп.1-10, в котором функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя обеспечивают при условиях, чтобы скорость засорения оборудования была не выше, чем скорость засорения оборудования при функционировании реактора кипящего слоя в исходных условиях, причем предпочтительно функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя обеспечивают при условиях, чтобы скорость засорения оборудования была ниже скорости засорения оборудования при функционировании реактора кипящего слоя в исходных условиях, причем функционирование усовершенствованного реактора кипящего слоя обеспечивают при условиях, которые снижают скорость засорения оборудования по меньшей мере на 5, 25, 50 или 75% по сравнению со скоростью засорения оборудования при функционировании реактора кипящего слоя при исходных условиях.11. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the operation of the improved fluidized bed reactor is provided under conditions that the fouling rate of the equipment is not higher than the fouling rate of the equipment during the operation of the fluidized bed reactor under initial conditions, and preferably the operation of the improved fluidized bed reactor bed is provided under conditions that the fouling rate of the equipment is lower than the fouling rate of the equipment during the operation of the fluidized bed reactor in the initial conditions, and the operation of the improved fluidized bed reactor is provided under conditions that reduce the fouling rate of the equipment by at least 5, 25, 50 or 75% compared to the equipment fouling rate during the operation of the fluidized bed reactor under the initial conditions. 12. Способ по п.11, в котором скорость засорения оборудования определяют по меньшей мере посредством одного из следующего:12. The method of claim 11, wherein the equipment fouling rate is determined by at least one of the following: (i) частота необходимых очисток теплообменника;(i) frequency of required heat exchanger cleanings; (ii) частота переключения на резервные теплообменники;(ii) frequency of switching to standby heat exchangers; (iii) частота замены фильтров;(iii) frequency of filter replacement; (iv) частота очистки или замены фильтра грубой очистки;(iv) frequency of cleaning or replacement of the coarse filter; (v) скорость снижения температуры обшивки оборудования, в том числе оборудования, выбранного из теплообменников, сепараторов или ректификационных колонн;(v) the rate of decrease in the temperature of the shell of the equipment, including equipment selected from heat exchangers, separators or distillation columns; (vi) скорость повышения температуры металла печной трубы;(vi) the rate of temperature rise of the chimney metal; (vii) скорость увеличения расчетных факторов сопротивления засорению для теплообменников и печей;(vii) rate of increase in design fouling resistance factors for heat exchangers and furnaces; (viii) скорость повышения перепада давления в теплообменниках;(viii) the rate of increase in pressure drop across the heat exchangers; (ix) частота очистки атмосферных и/или вакуумных дистилляционных колонн или (х) частота периодов технического обслуживания и планово-профилактического ремонта.(ix) frequency of cleaning atmospheric and/or vacuum distillation columns; or (x) frequency of maintenance and scheduled maintenance periods. 13. Способ по любому из пп.1-12, в котором тяжелая нефть включает в себя по меньшей мере одно из тяжелой сырой нефти, нефтепесчаного битума, кубовых остатков от выработки технологических установок, остатков атмосферной колонны, имеющих номинальную температуру кипения по меньшей мере 343°C (650°F), остатков вакуумной колонны, имеющих номинальную температуру кипения по меньшей мере 524°C (975°F), остатков от горячего сепаратора, остаточных смол, остатков от экстракции растворителем или вакуумного остатка.13. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the heavy oil includes at least one of heavy crude oil, oil sand bitumen, bottoms from the production of process units, atmospheric column residues having a nominal boiling point of at least 343 °C (650°F), vacuum column residues having a nominal boiling point of at least 524°C (975°F), hot separator residues, resin residues, solvent extraction residues or vacuum residue. 14. Способ по любому из пп.1-13, в котором частицы диспергированного металлсульфидного катализатора имеют размер менее 1 мкм или размер менее 500 нм, или размер менее 250 нм, или размер менее 100 нм, или размер менее 50 нм, или размер менее около 25 нм, или размер менее около 10 нм.14. The method according to any one of claims 1 to 13, wherein the particulate metal sulfide catalyst particles have a size of less than 1 μm, or a size of less than 500 nm, or a size of less than 250 nm, or a size of less than 100 nm, or a size of less than 50 nm, or a size of less than about 25 nm, or a size less than about 10 nm. 15. Способ по любому из пп.1-14, в котором усовершенствование реактора кипящего слоя для функционирования с использованием двухкомпонентной каталитической системы включает образование частиц диспергированного металлсульфидного катализатора in situ внутри тяжелой нефти из предшественника катализатора, причем, в частности, образование частиц диспергированного металлсульфидного катализатора in situ внутри тяжелой нефти включает смешивание предшественника катализатора с углеродным разбавителем для образования разбавленной смеси предшественника, смешивание разбавленной смеси предшественника с тяжелой нефтью для образования кондиционированной тяжелой нефти и нагревание кондиционированной тяжелой нефти для разложения предшественника катализатора и образования частиц диспергированного металлсульфидного катализатора in situ внутри тяжелой нефти.15. The method according to any one of claims 1 to 14, wherein the improvement of the fluidized bed reactor for operation using a two-way catalyst system includes the formation of particles of the dispersed metal sulfide catalyst in situ inside the heavy oil from the catalyst precursor, and, in particular, the formation of particles of the dispersed metal sulfide catalyst in situ inside a heavy oil includes mixing the catalyst precursor with a carbon diluent to form a dilute precursor mixture, mixing the dilute precursor mixture with a heavy oil to form a conditioned heavy oil, and heating the conditioned heavy oil to decompose the catalyst precursor and form particles of the dispersed metal sulfide catalyst in situ inside the heavy oil . 16. Способ по любому из пп.1-14, в котором функционирование реактора кипящего слоя с использованием гетерогенного катализатора для гидропроцессинга тяжелой нефти в исходных условиях включает в себя рециркуляцию вакуумных остатков и нарастание рециркулирующих асфальтенов.16. A process according to any one of claims 1 to 14, wherein the operation of the fluidized bed reactor using a heterogeneous catalyst for heavy oil hydroprocessing at the initial conditions includes recirculation of vacuum residues and buildup of recycled asphaltenes.
EA201992195 2018-10-17 2019-10-16 IMPROVED BOILING-BED REACTOR WITHOUT GROWTH OF RECYCLING ASPHALTENES IN VACUUM RESIDUES EA041453B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/746,867 2018-10-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA041453B1 true EA041453B1 (en) 2022-10-26

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108531215B (en) Upgraded ebullated bed reactor with reduced fouling deposits
CA2999460C (en) Upgraded ebullated bed reactor used with opportunity feedstocks
CN108699451B (en) Upgraded ebullated bed reactor with increased productivity of conversion products
CN109563416B (en) Dual catalyst system for ebullated bed upgrading to produce improved quality vacuum residuum products
CA3057131C (en) Upgraded ebullated bed reactor with no recycle buildup of asphaltenes in vacuum bottoms
US11732203B2 (en) Ebullated bed reactor upgraded to produce sediment that causes less equipment fouling
EA041453B1 (en) IMPROVED BOILING-BED REACTOR WITHOUT GROWTH OF RECYCLING ASPHALTENES IN VACUUM RESIDUES
EA041150B1 (en) METHOD OF MODERNIZATION OF BOILING-BED REACTOR FOR MINOR SLUDGE POLLUTION
EA040322B1 (en) DUAL CATALYTIC SYSTEM FOR ENRICHING BOILING BED TO PRODUCE A BETTER QUALITY VACUUM RESIDUE PRODUCT
EA043687B1 (en) RICH FLUIDIZED BED REACTOR USED WITH SUB-QUALITY RAW MATERIALS