FI77886B

FI77886B - CATALYTIC REFORMERINGSFOERFARANDE.

Info

Publication number: FI77886B
Application number: FI832911A
Authority: FI
Inventors: Kenneth David Peters
Original assignee: Uop Inc
Priority date: 1983-08-12
Filing date: 1983-08-12
Publication date: 1989-01-31
Also published as: FI832911A; FI832911A0; FI77886C

Description

7788677886

Katalyyttinen reformointimenetelmäCatalytic reforming method

Katalyyttisen reformoinnin ala on hyvin tunnettu öljynjalostusteollisuudessa eikä sen yksityiskohtaista kuvausta tarvita tässä. Lyhyesti katalyyttisen reformoinnin ala koskee yleisesti hiilivetypitoisten syöttöraaka-aineiden käsittelyä niiden nakutuksenesto-ominaisuuksien parantamiseksi. Yleensä hiilivetypitoinen syöttöraaka-aine sisältää maaöljyn bensiini- jakeen. Tällainen bensiinijae voi olla täyden kiehumisalueen o jae, jonka alkukiehumispiste on 10-38 C ja loppukiehumispiste 163-218°C. Useammin bensiinijakeen alkukiehumispiste on 66-121°C ja loppukiehumispiste 177-218°C, josta korkeammalla kiehuvasta jakeesta käytetään yleisesti nimitystä teollisuus-bensiini. Reformointiprosessi soveltuu erityisesti niiden suoratislausbensiinien käsittelyyn, jotka sisältävät suhteellisen suuria pitoisuuksia nafteenisia ja oleellisesti suoraket-juisia parafiinisia hiilivetyjä, jotka ovat taipuvaisia aroma-tisoinnille dehydraus- ja/tai syklisointireaktioiden avulla. Tapahtuu myös erilaisia muita samanaikaisia reaktioita, kuten isomeroitumista ja vedyn siirtoa, jotka ovat edullisia parannettaessa valitun bensiinijakeen nakutuksenesto-ominaisuuksia.The field of catalytic reforming is well known in the oil refining industry and a detailed description is not required here. Briefly, the field of catalytic reforming relates generally to the treatment of hydrocarbonaceous feedstocks to improve their anti-knock properties. Generally, the hydrocarbonaceous feedstock contains a petrol fraction of petroleum. Such a gasoline fraction may be a full boiling range fraction having an initial boiling point of 10-38 ° C and a final boiling point of 163-218 ° C. More often, the gasoline fraction has an initial boiling point of 66-121 ° C and a final boiling point of 177-218 ° C, of which the higher boiling fraction is commonly referred to as naphtha. The reforming process is particularly suitable for the treatment of straight-run naphtha containing relatively high concentrations of naphthenic and substantially straight-chain paraffinic hydrocarbons which are prone to aromatization by dehydrogenation and / or cyclization reactions. Various other simultaneous reactions, such as isomerization and hydrogen transfer, also occur, which are advantageous in improving the anti-knock properties of the selected gasoline fraction.

Kuten jäljempänä yksityiskohtaisemmin kuvataan, tyypillisessä katalyyttisessä reformointioperaatiossa syöttöraaka-aine, edullisesti maaöljyn bensiinijae sekoitetaan ensin vetyyn. Syöttö-raaka-aineen ja vedyn seos kuumennetaan sen jälkeen reaktio-lämpötilaan ja saatetaan sitten kosketukseen reformointikata-lyytin kanssa. Reaktiopoistovirta erotetaan sitten höyryfaasin aikaansaamiseksi, joka sisältää vetyä, josta ainakin osa kierrätetään takaisin sekoitettavaksi syöttöraaka-aineeseen, ja nestefaasin aikaansaamiseksi, joka sisältää hiilivetyrefor-maatin, jolla on parantuneet nakutuksenesto-ominaisuudet ja johon haihtuvat C^-C^-komponentit ovat liuenneet. Nestefaasi stabiloidaan sitten haihtuvien C^-C^-komponenttien poistamiseksi jakotislauksella, tyypillisesti butaania poistavassa jakotislauskolonnissa.As described in more detail below, in a typical catalytic reforming operation, the feedstock, preferably the petroleum gasoline fraction, is first mixed with hydrogen. The mixture of feedstock and hydrogen is then heated to the reaction temperature and then contacted with a reforming catalyst. The reaction effluent is then separated to provide a vapor phase containing hydrogen, at least a portion of which is recycled to be mixed with the feedstock, and a liquid phase containing a hydrocarbon reformate having improved anti-knock properties and in which the volatile C 1 -C 4 components are dissolved. The liquid phase is then stabilized to remove volatile C 1 -C 4 components by fractional distillation, typically on a butane-removing fractional distillation column.

2 778862 77886

Kuten yllä mainittiin,erilaisia reaktioita tapahtuu katalyyttisen reformoinnin aikana. Näitä reaktioita ovat dehydraus, syklisointi, hydrokrakkaus ja isomerointi. Nettotuloksena on, että katalyyttinen reformointi on erittäin endoterminen. Tämän vuoksi on yleisenä käytäntönä suorittaa katalyyttinen reformointi useammassa kuin yhdessä katalyyttikerroksessa reagenssien toistokuumennuksen sallimiseksi, jotta varmistettaisiin, että ne pysyvät reaktiolämpötilassa. Niinpä reaktio-poistovirta edellisestä katalyyttikerroksesta voidaan kuumentaa uudelleen reaktiolämpötilaan ennen sen johtamista seuraa-vaan katalyyttikerrokseen.As mentioned above, various reactions take place during the catalytic reforming. These reactions include dehydration, cyclization, hydrocracking and isomerization. The net result is that the catalytic reforming is highly endothermic. Therefore, it is common practice to perform catalytic reforming in more than one catalyst bed to allow reheating of the reagents to ensure that they remain at the reaction temperature. Thus, the reaction effluent from the previous catalyst bed can be reheated to the reaction temperature before being passed to the next catalyst bed.

Katalyyttisen reformoinnin erittäin endoterminen luonne vaatii suuria määriä lämpöä. Tyypillisesti katalyyttiseen reformoin-tiin tarvittava lämpö aikaansaadaan poltinkuumentimella. Hiilivedyn ja vedyn seos johdetaan poltinkuumentimen säteily-lämmitysosan läpi, jossa se kuumennetaan reaktiolämpötilaan. Koska hiilivedyn ja vedyn seos itse asiassa absorboi vain osan poltinkuumentimen vapauttamasta kokonaislämmöstä, suuria määriä polttoainetta on poltettava poltinkuumentimissa riittävän lämmön varmistamiseksi katalyyttiseen reformointiin.The highly endothermic nature of catalytic reforming requires large amounts of heat. Typically, the heat required for catalytic reforming is provided by a burner heater. The mixture of hydrocarbon and hydrogen is passed through the radiant heating section of the burner heater where it is heated to the reaction temperature. Since the mixture of hydrocarbon and hydrogen actually absorbs only a portion of the total heat released by the burner heater, large amounts of fuel must be burned in the burner heaters to ensure sufficient heat for catalytic reforming.

Polttoaineen säästämiseksi ja poltinkuumentimen hyötytehon pienentämiseksi on tullut yleiseksi käytännöksi ottaa lämpöä talteen esikuumentamalla syöttöraaka-aineen ja vedyn seosta epäsuoralla lämmönvaihdolla reformointireaktion poistovirran kanssa. Näin ollen syöttöraaka-aineen ja vedyn seos saatetaan ensin epäsuoraan lämmönvaihtoon reformointireaktion poistovirran kanssa ja esilämmitetty seos johdetaan sitten poltinkuumen-timeen, jossa se kuumennetaan edelleen reaktiolämpötilaan. Tällainen esilämmitysvaihe esitetään US-patentissa 4 110 197 ja se johtaa polttoainesäästöihin johtuen poltinkuumentimen hyötytehon alenemisesta.In order to save fuel and reduce the efficiency of the burner heater, it has become common practice to recover heat by preheating the mixture of feedstock and hydrogen by indirect heat exchange with the effluent of the reforming reaction. Thus, the mixture of feedstock and hydrogen is first subjected to indirect heat exchange with the effluent of the reforming reaction, and the preheated mixture is then passed to a burner heater where it is further heated to the reaction temperature. Such a preheating step is disclosed in U.S. Patent 4,110,197 and results in fuel savings due to a decrease in the net power of the burner heater.

Kuten edellä mainittiin,on myös yleisenä käytäntönä saattaa stabiloimaton hiilivetyreformaatti jakotislausvaiheeseen, mitä seuraa sen erotus vetyä sisältävästä höyryfaasista.As mentioned above, it is also common practice to subject the unstabilized hydrocarbon reformate to a fractionation step, followed by its separation from the hydrogen-containing vapor phase.

i 3 77886i 3 77886

Jakotislausvaihe suoritetaan tyypillisesti vedyn ja C^-C^-hiilivetyjen poistamiseksi stabiloimattomasta reformaatista. Tällainen jakotislausvaihe vaatii lämmön syöttöä jakotislaus-kolonniin. Yleensä tällaisen lämmön lähde on poltinkuumennin, jossa kolonnin pohjalta poistettu reformaatti kuumennetaan haluttuun lämpötilaan ja syötetään uudelleen kolonniin. Kuten katalyyttisten reformointireagenssien kuumennukseen käytetty poltinkuumennin, stabilointikolonnin poltinkuumenninkin kuluttaa merkittäviä määriä polttoainetta ja kolonnin pohjalta saatava reformaatti absorboi vain prosentin vapautuneesta koko-naislämmöstä. Tämän vuoksi olisi edullista jättää pois stabilointikolonnin poltinkuumennin.The fractional distillation step is typically performed to remove hydrogen and C 1 -C 4 hydrocarbons from the unstabilized reformate. Such a fractional distillation step requires the supply of heat to a fractional distillation column. Generally, the source of such heat is a burner heater in which the reformate removed from the bottom of the column is heated to the desired temperature and fed back to the column. Like the burner heater used to heat the catalytic reforming reagents, the burner heater of the stabilization column consumes significant amounts of fuel and the reformate obtained from the bottom of the column absorbs only one percent of the total heat released. Therefore, it would be advantageous to omit the burner heater of the stabilization column.

Kuten edellä mainittiin, hiilivedyn ja vedyn seos absorboi vain prosentin reformointireagenssien poltinkuumentimessa vapautuneesta lämmöstä kuumentimen säteilylämmitysosassa. Loppuosa palamisen vapauttamasta lämmöstä poistuu kuumentimen säteilyosasta korkean lämpötilan polttokaasujen kautta. Tällaiset kuumat polttokaasut voisivat toimia lämmönlähteenä stabilointikolonnille epäsuoralla lämmönvaihdolla toistokuu-mentimesta saadun reformaatin avulla. Perinteiset yksikköoperaatiot vaativat kuitenkin, että pientä poltinkuumenninta käytetään kolonniin tapahtuvan lämmönsyötön säätötarkoituksiin, mikä mitätöi osan eduista, jotka ovat saatavissa stabilointikolonnin poltinkuumentimen poisjättämisestä.As mentioned above, the mixture of hydrocarbon and hydrogen absorbs only one percent of the heat released in the burner heater of the reforming reagents in the radiant heating section of the heater. The rest of the heat released by the combustion is discharged from the radiant part of the heater through high-temperature combustion gases. Such hot combustion gases could act as a heat source for the stabilization column by indirect heat exchange with the reformate obtained from the reheater. However, traditional unit operations require that a small burner heater be used for control purposes of the heat supply to the column, which negates some of the benefits of omitting the stabilizer column burner heater.

Nyt on määritetty, että on mahdollista saavuttaa merkittäviä polttoainesäästöjä käyttämällä reformointireagenssien poltinkuumenninta lämmönlähteenä reformaatin stabilointikolonniin tarvitsematta käyttää toista poltinkuumenninta säätöön. Tämän vuoksi on mahdollista käyttää katalyyttisten reagenssien poltinkuumenninta lämmönlähteenä reformaatin stabilointiin ja toteuttaa täysin edut, jotka ovat saatavissa stabilointikolonnin poltinkuumentimen poisjättämisestä. Sen sijaan, että käytettäisiin pientä poltinkuumenninta säätämään lämmön syöttöä kolonniin, on määritetty, että reformointireaktion poistovirta voi toimia korvaavana lämmönlähteenä stabilointikolonniin 4 77886 syötettävän lämmön säätötarkoituksiin. Reformointireaktion poistovirta saatetaan epäsuoraan lämmönvaihtoon stabilointiko-lonnin pohjalta tulevan reformaatin kanssa ennen kuin reaktio-poistovirran lämpö vaihdetaan syöttöraaka-aineen ja vedyn seoksen kanssa. Lämmitetty reformaatti palautetaan sitten kolonniin. Reformointireaktiovyöhykkeen poistovirran käyttö stabilointikolonnin lämpösyötön säätölähteenä lisää refor-mointireagenssien poltinkuumentimen hyötytehoa, jolloin lämpöä on vähemmän käytettävissä reaktion poistovirrassa syöttöraaka-aineen ja vedyn seoksen esilämmitykseen. Riippumatta reformointireagenssien poltinkuumentimen kasvaneesta hyötyte-hosta saadaan silti polttoaineen kokonaissäästö verrattuna perinteiseen käytäntöön, jossa käytetään erillistä stabilointikolonnin poltinkuumenninta ilman hyötyä, joka saadaan reformointireagenssien poltinkuumentimesta stabilointikolonnin lämmönlähteenä.It has now been determined that it is possible to achieve significant fuel savings by using a reformer burner heater as a heat source for the reformate stabilization column without having to use another burner heater for control. Therefore, it is possible to use a burner heater for catalytic reagents as a heat source to stabilize the reformate and fully realize the benefits of omitting the burner heater of the stabilization column. Instead of using a small burner heater to control the heat supply to the column, it has been determined that the effluent from the reforming reaction can serve as a replacement heat source for the control of the heat supplied to the stabilization column 4 77886. The effluent of the reforming reaction is subjected to indirect heat exchange with the incoming reformate on the basis of the stabilization column before the heat of the reaction effluent is exchanged with a mixture of feedstock and hydrogen. The heated reformate is then returned to the column. The use of the reform stream effluent as a stabilizer column heat feed control source increases the efficiency of the reformer burner heater, with less heat available in the reaction effluent to preheat the feedstock and hydrogen mixture. Regardless of the increased efficiency of the reformer burner heater, overall fuel savings are still obtained compared to the traditional practice of using a separate stabilizer column burner heater without the benefit of the reformer reagent burner heater as a stabilizer column heat source.

Näin ollen tämän keksinnön tarkoituksena on saavuttaa kata-lyyttisen reformointiprosessin polttoaineen kulutuksen merkittävä pieneneminen tyydyttämällä olennaisesti kaikki reformaatin stabilointikolonnin lämpövaatimukset epäsuoralla läm-mönvaihdolla. Tarkemmin sanoen tämän keksinnön tarkoituksena on tyydyttää olennaisesti kaikki sanotut lämpövaatimukset epäsuorasta lämmönsiirtovaihdosta reformointireaktion poistovirran kanssa ja reformaattireagenssien poltinkuumentimesta.Accordingly, it is an object of the present invention to achieve a significant reduction in fuel consumption in a catalytic reforming process by satisfying substantially all of the thermal requirements of the reformate stabilization column by indirect heat exchange. More specifically, it is an object of the present invention to satisfy substantially all of said thermal requirements from the indirect heat transfer exchange with the effluent of the reforming reaction and from the burner heater of the reformate reagents.

Eräässä laajimmista näkökohdistaan tämä keksintö käsittää katalyyttisen reformointiprosessin, joka käsittää vaiheet, joissa: a) kuumennetaan hiilivetypitoisen syöttöraaka-aineen ja vedyn seosta esilämmittimessä; b) kuumennetaan kuumennettua seosta edelleen poltinkuumentimen säteilykuumennusosassa; c) saatetaan edelleen kuumennettu seos kosketukseen refor-mointikatalysaattorin kanssa reformointiolosuhteissa reaktio-poistovirran tuottamiseksi, jolloin reformointikatalysaattori 5 77886 sijaitsee reaktoreissa, ja reaktioseos kuumennetaan uudelleen poltinkuumentimessa sen läpäistyä jokaisen reaktorin paitsi viimeisen? d) johdetaan ainakin osa reaktiopoistovirrasta esilämmittimen läpi mainitun syöttöraaka-aineen ja vedyn seoksen kuumentamiseksi ; e) johdetaan mainittu reaktiopoistovirta jäähdyttimen läpi ja erotetaan runsaasti vetyä sisältäväksi höyryfaasiksi ja oleellisesti nestemäiseksi hiilivetyfaasiksi höyry-neste-erot-timessa; f) sekoitetaan ainakin osa runsaasti vetyä sisältävästä höy-ryfaasista mainittuun hiilivetypitoiseen syöttöraaka-ainee-seen; ja g) syötetään nestemäinen hiilivetyfaasi stabilointikolonniin, jota pidetään jakotislausolosuhteissa, jotka riittävät aikaansaamaan sellaisia hiilivetyjä käsittävän yläjakeen, jotka ovat normaalisti kaasumaisia standardilämpötilassa ja -paineessa, ja pohjajakeen, joka koostuu hiilivetyreformaatista, jolle prosessille on tunnusomaista, että a') kuumennetaan ensimmäinen, ennalta määrätty määrä mainittua reformaattia poltinkuumentimen konvektiokuumennusosassa ja palautetaan se stabilointikolonniin kiinteän lämpömäärän syöttämiseksi stabilointikolonniin; b') kuumennetaan toinen osa mainitusta reformaatista esikuu-menninlämmönvaihtimessa ja palautetaan se stabilointikolonniin vaihtelevan lämpömäärän syöttämiseksi stabilointikolonniin, jolloin mainitun toisen osan määrää vaihdellaan stabilointi-kolonnin tarvitseman lämpötasapainon aikaansaamiseksi; c') johdetaan osa reaktiopoistovirrasta esikuumenninlämmön-vaihtimen läpi lämmön syöttämiseksi reformaatin toiseen osaan ja sen jälkeen jäähdyttimen läpi yhdessä reaktiopoistovirran tasapainomäärän kanssa; ja d') otetaan talteen kolmas osa reformaatista tuotteena.In one of its broadest aspects, the present invention comprises a catalytic reforming process comprising the steps of: a) heating a mixture of a hydrocarbonaceous feedstock and hydrogen in a preheater; b) further heating the heated mixture in the radiant heating section of the burner heater; c) contacting the further heated mixture with the reforming catalyst under reforming conditions to produce a reaction effluent, wherein the reforming catalyst 5 77886 is located in the reactors, and the reaction mixture is reheated in a burner heater after passing through each reactor except the last? d) passing at least a portion of the reaction effluent through a preheater to heat said mixture of feedstock and hydrogen; e) passing said reaction effluent through a condenser and separating it into a hydrogen-rich vapor phase and a substantially liquid hydrocarbon phase in a vapor-liquid separator; f) mixing at least a portion of the hydrogen-rich vapor phase with said hydrocarbonaceous feedstock; and g) feeding the liquid hydrocarbon phase to a stabilization column maintained at fractional distillation conditions sufficient to provide an upper fraction comprising hydrocarbons normally gaseous at standard temperature and pressure and a bottom fraction comprising a hydrocarbon reforming characterized by a first, a) an amount of said reformate in the convection heating section of the burner heater and returning it to the stabilization column to supply a fixed amount of heat to the stabilization column; b ') heating a second portion of said reformate in a preheater heat exchanger and returning it to the stabilization column to supply a varying amount of heat to the stabilization column, wherein the amount of said second portion is varied to provide the thermal balance required by the stabilization column; c ') passing a portion of the reaction effluent stream through a preheater heat exchanger to supply heat to another portion of the reformate and then through a condenser along with the equilibrium amount of the reaction effluent stream; and d ') recovering a third of the reformate as a product.

Eräässä tämän keksinnön edullisessa toteutusmuodossa sanottu kiinteä lämpömäärä, jonka ensimmäinen ennalta määrätty määrä 6 77886 hiilivetyreformaattia syöttää, on 50-80 % stabilointikolonnin esikuumentimen lämmöntarpeesta.In a preferred embodiment of the present invention, said fixed amount of heat fed by a first predetermined amount of 6,777,886 hydrocarbon reformates is 50-80% of the heat demand of the stabilizer column preheater.

Toisessa tämän keksinnön edullisessa toteutusmuodossa reak-tiopoistovirran sanotun osan määrä, joka saatetaan ensimmäiseen epäsuoraan lämmönvaihtoon hiilivetyreformaatin kanssa, määritetään ennalta määrätyn stabilointikolonnin esikuumen-ninlämpötilan mukaan.In another preferred embodiment of the present invention, the amount of said portion of the reaction effluent that is subjected to the first indirect heat exchange with the hydrocarbon reform is determined according to a predetermined preheating temperature of the stabilization column.

Muut tarkoitukset ja toteutusmuodot käyvät ilmi seuraavasta yksityiskohtaisemmasta selityksestä.Other objects and embodiments will become apparent from the following more detailed description.

Maaöljyn bensiinijakeiden katalyyttinen reformointi on höyry- faasioperaatio ja suoritetaan yleensä konversio-olosuhteissa, joihin kuuluvat katalyyttikerroksen lämpötilat välillä o o n. 260-566 C ja edullisesti välillä 316-538 C. Muita re- formointiolosuhteita ovat paine välillä n. 345-6900 kPa, edullisesti n. 520-2400 kPa ja tilavuusvirtausnopeus (määritettynä tuoreen syötön nestetilavuutena katalyytin tilavuutta kohti tunnissa) n. 0,2-10 h . Reformointireaktio suoritetaan yleensä riittävän vetymäärän läsnäollessa vety/hiilive-tymoolisuhteen n. 0,5:1,0-10,0:1,0 aikaansaamiseksi.The catalytic reforming of petroleum gasoline fractions is a vapor phase operation and is generally performed under conversion conditions, including catalyst bed temperatures between about 260-566 ° C and preferably between 316-538 ° C. Other reforming conditions include pressures between about 345-6900 kPa, preferably approx. 520-2400 kPa and volumetric flow rate (determined as the volume of fresh feed liquid per volume of catalyst per hour) approx. 0.2-10 h. The reforming reaction is generally carried out in the presence of a sufficient amount of hydrogen to provide a hydrogen / hydrocarbon-molar ratio of about 0.5: 1.0 to 10.0: 1.0.

Katalyyttinen reformointireaktio suoritetaan edellä mainituissa reformointiolosuhteissa reaktiovyöhykkeessä, joka koostuu joko kiinteästä tai liikkuvasta katalyyttikerroksesta. Tavallisesti reaktiovyöhyke käsittää useita katalyyttikerrok-sia, joita nimitetään yleisesti vaiheiksi ja katalyyttiker-rokset voi olla asetettu päällekkäin ja suljettu yhteen ainoaan reaktoriin tai katalyyttikerros voi olla suljettu erilliseen reaktoriin vierekkäisreaktoriryhmitykseen. Reaktiovyö-hykkeet sisältävät yleensä 2-4 katalyyttikerrosta joko päällekkäisessä tai vierekkäisessä muodossa. Joka tapauksessa kuten edellä mainittiin katalyyttisen reformoinnin endoterminen luonne vaatii sekä tuoreen syöttöraaka-aineen että katalyyttikerroksen poistovirtojen kuumentamista ennen niiden syöttämistä seuraaviin katalyyttikerroksiin. Jokaisessa katalyytti- 7 77886 kerroksessa käytettyä katalyytin määrää voidaan vaihdella reformointireaktion endotermisen luonteen kompensoimiseksi. Esimerkiksi kolmea katalyyttikerrosta käytetään kuvaamaan erästä tämän keksinnön edullista toteutusmuotoa, jossa n. 12 tilavuus-% käytetään ensimmäisessä kerroksessa ja n. 44 tila-vuus% kummassakin seuraavassa kerroksessa. Yleensä ensimmäinen kerros sisältää n. 10-30 tilavuus-%, toinen n. 25-45 tilavuus% ja kolmas n. 40-60 tilavuus-%. Mitä tulee neljän katalyytti-kerroksen systeemiin, sopivat katalyyttipanokset olisivat n.The catalytic reforming reaction is carried out under the above-mentioned reforming conditions in a reaction zone consisting of either a solid or a moving catalyst bed. Typically, the reaction zone comprises a plurality of catalyst layers, commonly referred to as steps, and the catalyst layers may be superimposed and sealed in a single reactor, or the catalyst bed may be enclosed in a separate reactor in an adjacent reactor array. The reaction zones generally contain 2 to 4 catalyst layers in either overlapping or adjacent form. In any case, as mentioned above, the endothermic nature of the catalytic reforming requires heating both the fresh feedstock and the catalyst bed effluents before feeding them to subsequent catalyst beds. The amount of catalyst used in each catalyst bed can be varied to compensate for the endothermic nature of the reforming reaction. For example, three catalyst layers are used to illustrate a preferred embodiment of the present invention in which about 12% by volume is used in the first layer and about 44% by volume in each subsequent layer. Generally, the first layer contains about 10-30% by volume, the second about 25-45% by volume, and the third about 40-60% by volume. With respect to the four catalyst bed system, suitable catalyst charges would be approx.

5-15 tilavuus-% ensimmäisessä kerroksessa, n. 15-25 tilavuus% toisessa, n. 25-35 tilavuus-% kolmannessa ja n. 35-50 tilavuus-% neljännessä. Epätasainen katalyytin jakautuma, joka kasvaa reagenssivirtauksen sarjan suunnassa, helpottaa ja parantaa reaktioiden sekä reaktion kokonais lämmön jakautumista.5-15% by volume in the first layer, about 15-25% by volume in the second, about 25-35% by volume in the third and about 35-50% by volume in the fourth. The uneven distribution of the catalyst, which increases in the direction of the series of reagent flow, facilitates and improves the distribution of the reactions as well as the total heat of the reaction.

Reformointikatalyyttiyhdistelmiä, joita tunnetaan ja on kuvattu alalla, on tarkoitettu käytettäväksi tämän keksinnön rajaamassa prosessissa. Kuten edellä mainittiin, katalyyttiset reformointireaktiot ovat moninaisia ja niihin kuuluvat naf-teenien dehydraus aromaateiksi, parafiinien dehydrosyklisoin-ti aromaateiksi, pitkäketjuisten parafiinien hydrokrakkaus alempana kiehuviksi, normaalisti nestemäisiksi materiaaleiksi, ja tietyssä määrin parafiinien isomerointi. Nämä reaktiot suoritetaan yleensä käyttäen katalyyttejä, jotka sisältävät yhtä tai useampia ryhmän VIII jalometalleja (esim. platinaa, osmiumia, iridiumia, rodiumia, ruteenia, palladiumia) yhdistettynä halogeeniin (esim. klooriin ja/tai fluoriin) ja huokoista kantoainemateriaalia, kuten alumiinioksidia. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että edullisia lisätu-loksia on saavutettavissa ja käytetty hyväksi käyttämällä yhtäaikaisesti katalyytin modifiointiainetta; nämä on yleensä valittu ryhmästä, johon kuuluvat rauta, koboltti, kupari, nikkeli, gallium, sinkki, germanium, tina, kadmium, renium, vismutti, vanadiini, alkali- ja maa-alkalimetallit ja niiden seokset.Reformation catalyst combinations known and described in the art are intended for use in the process defined by this invention. As mentioned above, catalytic reforming reactions are diverse and include dehydration of naphthenes to aromatics, dehydrocyclization of paraffins to aromatics, hydrocracking of long chain paraffins to lower boiling, normally liquid materials, and to some extent isomerization of paraffins. These reactions are generally carried out using catalysts containing one or more Group VIII noble metals (e.g. platinum, osmium, iridium, rhodium, ruthenium, palladium) in combination with halogen (e.g. chlorine and / or fluorine) and a porous support material such as alumina. Recent studies have shown that advantageous additional results can be obtained and exploited by the concomitant use of a catalyst modifier; these are generally selected from the group consisting of iron, cobalt, copper, nickel, gallium, zinc, germanium, tin, cadmium, rhenium, bismuth, vanadium, alkali and alkaline earth metals and their alloys.

Kuten aikaisemmin mainittiin, reformointioperaatioon kuuluu e 77886 lisäksi runsaasti vetyä sisältävän höyryfaasin erottaminen reaktion poistovirrasta, joka on otettu talteen reaktiovyö-hykkeestä, josta ainakin osa kierrätetään reaktiovyöhykkee-seen. Tämä erotus suoritetaan tavallisesti oleellisesti samassa paineessa kuin käytetään reaktiovyöhykkeessä, mikä tekee mahdolliseksi paineen laskun systeemissä, lämpötilavälil-o lä n. 16-49 C, jolloin saadaan höyryfaasi, joka sisältää suhteellisen puhdasta vetyä. Pääasiassa nestemäistä hiilive-tyfaasia käsitellään edelleen tuotteen stabilointikolonnissa reformoidun tuotteen talteenottamiseksi, josta käytetään yleisesti nimitystä reformaatti.As previously mentioned, the reforming operation further comprises separating the hydrogen-rich vapor phase from the reaction effluent recovered from the reaction zone, at least a portion of which is recycled to the reaction zone. This separation is usually carried out at substantially the same pressure as used in the reaction zone, allowing the pressure to drop in the system, at a temperature in the range of about 16-49 ° C, to give a vapor phase containing relatively pure hydrogen. The predominantly liquid hydrocarbon phase is further processed in a product stabilization column to recover the reformed product, commonly referred to as reformate.

Reformaattituotteen stabilointikolonnia käytetään olosuhteissa, jotka on valittu erottamaan normaalisti kaasumainen hiilivety jae, joka koostuu yleensä C -hiilivedyistä tai halut- 4 taessa C^-hiilivedyistä ja tavallisesti pienestä määrästä jäännösvetyä. Käyttöolosuhteisiin kuuluu tyypillisesti n. 690-2100 kPa:n paine, paineen ollessa yleensä alle sen, jossa runsaasti vetyä sisältävä höyryfaasi erotetaan reaktion poistovirrasta, jotta vältettäisiin tarve pumpata nestemäinen hiilivetyfaasi stabilointikolonniin. Muihin kolonnin käyttöo- o losuhteisiin kuuluvat n. 200-260 C:n pöhjalämpötila ja n.The reformate product stabilization column is used under conditions selected to separate the normally gaseous hydrocarbon fraction, which generally consists of C 1-7 hydrocarbons or, if desired, C 1-4 hydrocarbons and usually a small amount of residual hydrogen. Operating conditions typically include a pressure of about 690-2100 kPa, generally below the pressure at which the hydrogen-rich vapor phase is separated from the reaction effluent to avoid the need to pump the liquid hydrocarbon phase to the stabilization column. Other operating conditions of the column include a bottom temperature of about 200-260 ° C and a bottom temperature of approx.

o 43-93 C:n huippulämpötila. Aikaisemmin pääosa stabilointi-kolonnin lämmöntarpeesta tyydytetiin yleensä erillisellä pol-tinkuumentimella. Kuitenkin vastakohtana aikaisemmalle käytännölle tässä keksinnössä käytetään reformointireagenssien poltinkuumenninta lämmönlähteenä stabilointikolonnille käyttämättä erillistä poltinkuumenninta.o Peak temperature of 43-93 C. In the past, most of the heat demand of a stabilization column was generally met by a separate burner heater. However, in contrast to the prior art, the present invention uses a reformer reagent burner heater as a heat source for the stabilization column without the use of a separate burner heater.

Poltinkuumentimia, joita voidaan käyttää tässä keksinnössä, ovat ne, joita käytetään yleisesti maaöljy- ja kemian teollisuudessa. Niissä voidaan polttaa kaasua tai öljyä. Voidaan käyttää laatikko- tai suorakulmiomuotoisia poltinkuumentimia samoin kuin keskusseinämänousutyyppiä. Tällaisiin kuumenti-miin sisältyy säteilylämpö-osa, joka käsittää yhden tai useampia putkiryhmiä, jotka kuljettavat prosessinestettä pit- i 9 77886 kin eri seinämäpintoja sijoitettuna sillä tavoin, että ne vastaanottavat polttamista tulevaa säteilylämpöä. Keskussei-nämallissa säteilylämpöosa sisältää rivin polttimia, jotka suuntaavat liekin päin pitkittäisen keskuserotusseinämän kumpaakin puolta ja tuloksena oleva säteilylämpö syötetään pro-sessinesteputkiin, jotka on sijoitettu pitkin jokaista sivu-seinämää. Vaihtoehtona perinteisille putkiryhmille on myös mahdollista käyttää ylösalaisin käännettyjä U-putkiosia, jollaisia on selostettu US-patentissa 3 566 845. Edullinen pro-sessinesteputkimuoto ja kuumenninmalli esitetään US-patentissa 3 572 296, jossa selostetaan pienen painehäviön kuumennin-ta, joka soveltuu erityisen hyvin käytettäväksi reformointi-operaatioissa.The burner heaters that can be used in this invention are those commonly used in the petroleum and chemical industries. They can burn gas or oil. Box or rectangular burner heaters as well as the center wall riser type can be used. Such heaters include a radiant heat section comprising one or more groups of tubes that carry the process fluid along different wall surfaces positioned so as to receive the radiant heat from combustion. In the central wall model, the radiant heat section includes a row of burners directed toward the flame on either side of the longitudinal central partition wall, and the resulting radiant heat is supplied to process fluid tubes located along each side wall. As an alternative to conventional pipe assemblies, it is also possible to use inverted U-tube sections such as those described in U.S. Patent 3,566,845. A preferred process fluid tube shape and heater design is disclosed in U.S. Patent 3,572,296, which discloses a low pressure drop heater that is particularly well suited for use. reforming operations.

Riippumatta säteilylämmitysosan muodosta, säteilylämmitys-osassa oleva prosessineste ei absorboi kaikkea polttoaineen poltossa vapautunutta lämpöä. Sen sijaan huomattava määrä lämmöstä poistuu säteilylämmitysosasta polttokaasujen mukana. On muodostunut käytännöksi ottaa tämä kuumista polttokaasuis-ta saatava lämpö talteen poltinkuumentimen konvektiolämmitys-osassa. Kuten säteilyosilla konvektiolämpö-osillakin voi olla erilaisia muotoja. Ne on voitu suunnitella sallimaan poltto-kaasujen tasainen virtaus konvektiolämmitysosan läpi. Vaihtoehtoisesti polttokaasujen epäyhtenäistä virtausta voidaan käyttää hyväksi vaihtelemalla polttokaasun virtaustien symmetriaa. Riippumatta konvektio-osan tarkasta muodosta se on asennettu niin, että se sallii kuumien polttokaasujen koskettaa prosessinesteputkia aikaansaaden johtumalla tapahtuvan lämmönsiirron kaasujen ja putkien välillä.Regardless of the shape of the radiant heating section, the process fluid in the radiant heating section does not absorb all the heat released in the combustion of the fuel. Instead, a considerable amount of heat is removed from the radiant heating section with the combustion gases. It has become common practice to recover this heat from hot flue gases in the convection heating section of the burner heater. Like radiant parts, convection heat parts can have different shapes. They may have been designed to allow a steady flow of combustion gases through the convection heating section. Alternatively, the non-uniform flow of flue gases can be exploited by varying the symmetry of the flue gas flow paths. Regardless of the exact shape of the convection section, it is mounted so as to allow hot combustion gases to contact the process liquid pipes, providing a conducive heat transfer between the gases and the pipes.

Edellä oleva poltinkuumentimia koskeva selostus on tarkoitettu yleiseksi selitykseksi eikä sen ole tarkoitettu rajoittavan kohtuuttomasti tämän keksinnön suojapiiriä.The foregoing description of burner heaters is intended to be a general description and is not intended to unduly limit the scope of the present invention.

Tämän keksinnön prosessin tarkempi kuvaus esitetään viitaten liitteenä olevaan kaavamaiseen piirrokseen. Piirros ja siihen ίο 7 7 8 8 6 liittyvä kuvaus edustavat keksinnön edullista kuvaavaa toteutusmuotoa. Kuvauksen tiedot perustuvat suunnittelutarkoituk-sessa tehtyihin tarkkoihin laskelmiin. Seuraavaa kuvaavaa toteutusmuotoa ei ole tarkoitettu kohtuuttomaksi rajoitukseksi keksinnön yleisesti laajalle suojapiirille, joka esitetään liitteenä olevissa patenttivaatimuksissa. Sekalaiset laitteet, kuten tietyt pumput, kompressorit, lämmönvaihtimet, venttiilit, instrumentointi ja säätimet on jätetty pois tai niiden lukumäärää on pienennetty, koska ne eivät ole olennaisia prosessin selvälle ymmärtämiselle tällaisten laitteiden hyväksikäytön ollessa hyvin alaan perehtyneen toimialan puitteissa.A more detailed description of the process of the present invention is given with reference to the accompanying schematic drawing. The drawing and the related description represent a preferred illustrative embodiment of the invention. The information in the description is based on precise calculations made for design purposes. The following illustrative embodiment is not intended to be an unreasonable limitation on the generally broad scope of the invention as set forth in the appended claims. Miscellaneous equipment such as certain pumps, compressors, heat exchangers, valves, instrumentation and regulators have been omitted or reduced in number as they are not essential for a clear understanding of the process when the use of such equipment is well within the art.

Viitaten sitten piirrokseen maaöljystä johdettua teollisuus-bensiini jaetta syötetään prosessiin nopeudella n. 529,8 mol/h nesteen tilavuusvirtausnopeudella n. 3 h putken 1 kautta.Referring now to the drawing, the petroleum-derived naphtha fraction is fed to the process at a rate of about 529.8 mol / h with a liquid volume flow rate of about 3 h through line 1.

Se sekoitetaan sitten n. 3336,2 mol/h runsaasti vetyä sisältävää kaasuvirtaa, joka saatiin jäljempänä kuvatulla tavalla ja joka sisälsi n. 71 mol-% vetyä ja jota syötettiin putkesta 2 vedyn ja hiilivedyn suhteeseen n. 4,5. Tuore syöttö jatkaa putkessa 1 olevan lämmönvaihtimen 3 läpi, jossa se esilämmi-o tetään n. 470 C:een epäsuoralla lämmönvaihdolla reaktorista 11 talteenotetun, putkessa 13 olevan poistovirran kanssa. Esilämmitetty reaktioseos jatkaa putken 1 läpi kaasua polttavaan kuumentimeen 4 ja johdetaan sen säteilylämmitysosassa o olevan panoskuumennuskierukan la läpi n. 530 C:n lämpötilan aikaansaamiseksi reaktorin 5 katalyyttikerroksen syöttökoh- taan. Reaktori 5 on ensimmäinen kolmesta reaktorista, jotka sisältävät katalyyttisen reformointireaktiovyöhykkeen, joita kaikkia reaktoreita pidetään reformointiolosuhteissa, joihin o kuuluvat n. 530 C:n lämpötila ja n. 2240 kPa:n paine. Sanottuihin reformointiolosuhteisiin kuuluu edelleen platinaa sisältävän katalyytin hyväksikäyttö. Lämmitetty reaktioseos siirretään sanotusta kuumentimesta 4 ensimmäiseen reaktoriin 5 putken 6 kautta.It is then mixed with about 3336.2 mol / h of a hydrogen-rich gas stream obtained as described below, containing about 71 mol% of hydrogen and fed from tube 2 in a hydrogen to hydrocarbon ratio of about 4.5. The fresh feed continues through the heat exchanger 3 in the pipe 1, where it is preheated to about 470 ° C by indirect heat exchange with the outlet stream recovered from the reactor 11 in the pipe 13. The preheated reaction mixture continues through the pipe 1 to the gas-burning heater 4 and is passed through a charge heating coil 1a in its radiant heating section o to bring a temperature of about 530 ° C to the catalyst bed feed point of the reactor 5. Reactor 5 is the first of three reactors containing a catalytic reforming reaction zone, all of which are maintained under reforming conditions, including a temperature of about 530 ° C and a pressure of about 2240 kPa. Said reforming conditions further include the utilization of a platinum-containing catalyst. The heated reaction mixture is transferred from said heater 4 to the first reactor 5 via a pipe 6.

Koska katalyyttinen reformointireaktio on luonteeltaan endo- i li 7 7 8 8 6 temrinen, poistovirta reaktorista 5 suunnataan putken 7 läpi toiseen poltinkuumentimen 4 säteilylämmitysosassa olevaan kuumennuskierukkaan 7a, jossa sanottu poistovirta toistokuu- o mennetaan n. 530 C:n lämpötilan aikaansaamiseksi reaktorin 9 katalyyttikerroksen syöttökohtaan. Toistokuumennettu reaktorin 5 poistovirta poistetaan kuumentimesta 4 ja syötetään toiseen reaktoriin 9 putken 8 kautta.Since the catalytic reforming reaction is endolithic in nature, the effluent from the reactor 5 is directed through a pipe 7 to another heating coil 7a in the radiant heating section of the burner heater 4, where said effluent is reheated to bring the reactor 9 to a temperature of about 530 ° C. . The reheated reactor effluent 5 is removed from the heater 4 and fed to the second reactor 9 via a pipe 8.

Reaktorin 9 poistovirta otetaan talteen putken 10 kautta ja johdetaan vielä toiseen poltinkuumentimen 4 säteilylämmitysosassa olevaan kuumennuskierukkaan 10a kuumennettavaksi uudelleen ennen syöttöä reaktoreiden sarjan viimeiseen reaktoriin 11, jotka reaktorit sisältävät katalyyttisen reaktiovyöhyk-keen, joka uudelleen kuumennettu poistovirta poistetaan sanotusta kuumentimesta ja syötetään sanottuun reaktoriin 11 putken 12 kautta. Poistovirtaa viimeisestä reaktorista 11 pois- o tetaan putken 13 kautta n. 520 C:n lämpötilassa ja nopeudella n. 4540,5 mol/h. Suunnilleen 183,7 mol/h viimemainittua poistovirtaa ohjataan putkesta 13 putkeen 14 ja tämä sivuvir-ta johdetaan lämmönvaihtimen 15 läpi, joka liittyy stabiloin-tikolonniin 16. Sivupoistovirta käytetään sanotussa vaihti-messa 15 aikaansaamaan epäsuora lämmönvaihto reformaattituot-teen sen osan kanssa, joka on saatu talteen stabilointikolon-nista 16 ja kierrätetty siihen putken 24 kautta. Reaktorin 11 poistovirran sitä määrää, joka ohjataan vaihtimeen 15, säädetään säätöventtiilillä 26 jäljempänä esitetyllä tavalla. Vaihtimesta 15 sivuun johdettu poistovirta jatkaa putken 14 kautta yhdistettäväksi uudelleen putkesta 13 tulevaan reaktorin 11 poistovirran pääosaan, joka pääosa n. 4356,8 mol/h on johdettu lämmönvaihtimen 3 läpi tuoreen syötön esilämmittämiseksi, joka kulkee putken 1 läpi kuten edellä mainittiin. Uudelleen yhdistetty reaktorin 11 poistovirta johdetaan putkeen 14 sisältyvän jäähdyttäjän 17 läpi ja kerrostetaan erot-o timeen 18 n. 38 C:n lämpötilassa. Erotinta 18 pidetään olosuhteissa, jotka erottavat toisistaan runsaasti vetyä sisältävän kaasufaasin ja oleellisesti nestemäisen hiilivetyfaasin, 12 77886The effluent from the reactor 9 is recovered via a pipe 10 and passed to another heating coil 10a in the radiant heating section of the burner heater 4 for reheating before feeding to the last reactor 11 of the series of reactors containing a catalytic reaction zone. through. The effluent from the last reactor 11 is discharged through the pipe 13 at a temperature of about 520 ° C and a rate of about 4540.5 mol / h. Approximately 183.7 mol / h of the latter effluent is directed from tube 13 to tube 14 and this side stream is passed through a heat exchanger 15 connected to a stabilizer column 16. The effluent is used in said exchanger 15 to provide indirect heat exchange with the part of the reformate product which is recovered from the stabilization column 16 and recycled thereto via line 24. The amount of effluent from the reactor 11 that is directed to the exchanger 15 is controlled by the control valve 26 as shown below. The effluent flowing from the exchanger 15 continues through the pipe 14 to be reconnected to the main part of the reactor 11 effluent from the pipe 13, which main part of about 4356.8 mol / h is passed through the heat exchanger 3 to preheat the fresh feed passing through the pipe 1 as mentioned above. The reconnected effluent from the reactor 11 is passed through a Cooler 17 included in the tube 14 and deposited in the separator 18 at a temperature of about 38 ° C. Separator 18 is maintained under conditions that separate the hydrogen-rich gas phase and the substantially liquid hydrocarbon phase, 12 77886

OO

joihin olosuhteisiin kuuluvat n. 38 C:n lämpötila ja n. 152 kPa:n paine. Runsaasti vetyä sisältävä kaasufaasi, joka sisältää n. 71 mol-% vetyä, otetaan talteen yläputken 19 kautta, josta yksi osa, n. 3336,2 mol/h johdetaan sivuun putken 2 kautta ja sekoitetaan edellä mainittuun teollisuusbensiinija-keeseen, joka panostetaan prosessiin putken 1 kautta. Erotti-mesta 18 tulevan kaasufaasin loppuosa puretaan prosessista putken 19 kautta nopeudella n. 538 mol/h.which conditions include a temperature of about 38 ° C and a pressure of about 152 kPa. The hydrogen-rich gas phase, containing about 71 mol% of hydrogen, is recovered through the upper pipe 19, one part of which, about 3336.2 mol / h, is discharged through the pipe 2 and mixed with the above-mentioned naphtha fraction, which is charged to the process 1 through. The remainder of the gas phase from the separator 18 is discharged from the process through the pipe 19 at a rate of about 538 mol / h.

Oleellisesti nestemäinen hiilivetyfaasi poistetaan erottimes- ta 18 putken 20 kautta ja syötetään stabilointikolonniin 16, jota pidetään lämpötila- ja paineolosuhteissa, joissa erottuu yläjae, joka koostuu normaalisti kaasumaisista hiilivedyistä, ts. C -hiilivedyistä. Tätä yläjaetta poistetaan stabiloin-4 tikolonnista putken 21 kautta suunnilleen nopeudella 122 mol/h. Reformaattituotetta poistetaan pohjajakeena stabiloin- tikolonnista 16 putken 22 kautta nopeudella n. 1322,3 mol/h n. o 237 C:n lämpötilassa. Suunnilleen 820,8 mol/h reformaatti-tuotevirrasta johdetaan putkeen 23, josta virrasta ennalta määrätty määrä, n. 75 % johdetaan putken 23 läpi ja prosessoidaan poltinkuumentimen 4 konvektiolämmitysosassa olevan lämmityskierukan 23a läpi epäsuorassa lämmönvaihdossa sen läpi virtaavien kuumien polttokaasujen kanssa. Tässä tapauksessa ennalta määrätty määrä valitaan aikaansaamaan n. 75 % stabi-lointikolonnin esikuumentimen lämpövaatimuksesta. Ennalta määrättyä määrää voidaan säätää millä tahansa tavanomaisella keinolla, kuten pumpulla tai virtaussäätimellä. Sen jälkeen, kun reformaattituotevirta on kuumennettu konvektiokuumennus- osassa, sen palautetaan stabilointikolonniin putkien 25 ja 24 o kautta n. 262 C:n lämpötilassa.The substantially liquid hydrocarbon phase is removed from the separator 18 via line 20 and fed to a stabilization column 16 maintained under temperature and pressure conditions which separate the upper fraction, which normally consists of gaseous hydrocarbons, i.e. C hydrocarbons. This upper fraction is removed from the stabilizer-4 column through line 21 at a rate of approximately 122 mol / h. The reformate product is removed as a bottom fraction from the stabilization column 16 via line 22 at a rate of about 1322.3 mol / h at a temperature of about 237 ° C. Approximately 820.8 mol / h of the reformate product stream is passed to a pipe 23, of which a predetermined amount, about 75%, is passed through the pipe 23 and processed through a heating coil 23a in the convection heating section of the burner heater 4 in indirect heat exchange with hot combustion gases. In this case, a predetermined amount is selected to provide about 75% of the heat requirement of the stabilizer column preheater. The predetermined amount can be adjusted by any conventional means, such as a pump or a flow controller. After the reformate product stream is heated in the convection heating section, it is returned to the stabilization column via tubes 25 and 24 ° at a temperature of about 262 ° C.

Noin 25 % putkeen 23 johdetusta reformaattituotevirrasta kierrätetään stabilointikolonniin 16 putken 24 ja vaihtimen 15 kautta. Lämmönvaihtimessa 15 näin kierrätetty virta lämmite-o tään n. 262 C:een stabilointikolonnin esikuumentimen lämpö- i 13 77886 vaatimusten loppuosan, tässä tapauksessa n. 25 %:n aikaansaamiseksi. Kierrätysvirta kuumennetaan vaihtimessa 15 epäsuoralla lämmönvaihdolla reaktorin 11 poistovirran kanssa, joka virtaa putken 14 läpi. Kuten edellä mainittiin, vaihtimeen 15 ohjatun reaktorin 11 poistovirran virtausta säädetään säätö-venttiilillä 26. Säätöventtiili 26 toimii asianmukaisen instrumentoinnin avulla stabilointikolonnin esikuumentimen lämpötilan mukaisesti. Ennalta määrätty esikuumentimen lämpötila on valittu aikaansaamaan haluttu ylä- ja pöhjatuotteen laatu. Esikuumentimen lämpövaatimuksen ennalta määrätty määrä, joka on määrä saada poltinkuumentimen konvektiokuumennusosasta, määritetään. Säätöventtiili 26 puolestaan toimii ohjaten putkesta 13 riittäviä määriä reaktorin 11 poistovirtaa vaihtimeen 15 sen lämmön loppuosan aikaansaamiseksi, joka tarvitaan stabilointiesikuumentimen ennalta määrätyn lämpötilan saamiseen. Säätöventtiili 26 toimii edelleen ylläpitäen ennalta määrättyä esikuumentimen lämpötilaa vaihtelemalla reaktorin 11 poistovirran virtausta vaihtimeen 15 tarpeen mukaan.About 25% of the reformate product stream introduced into line 23 is recycled to stabilizer column 16 through line 24 and exchanger 15. In the heat exchanger 15, the recirculated stream is heated to about 262 ° C to obtain the remainder of the stabilizer column preheater temperature requirements, in this case about 25%. The recycle stream is heated in the exchanger 15 by indirect heat exchange with the reactor 11 effluent flowing through the tube 14. As mentioned above, the effluent flow of the reactor 11 controlled to the exchanger 15 is controlled by a control valve 26. The control valve 26 operates by appropriate instrumentation according to the temperature of the stabilizer column preheater. A predetermined preheater temperature is selected to provide the desired top and bottom product quality. The predetermined amount of the heat requirement of the preheater to be obtained from the convection heating section of the burner heater is determined. The control valve 26, in turn, operates to control sufficient amounts of reactor effluent from the tube 13 to the exchanger 15 to provide the remainder of the heat required to obtain a predetermined temperature of the stabilization preheater. The control valve 26 continues to operate, maintaining a predetermined preheater temperature by varying the flow of reactor 11 effluent to the exchanger 15 as needed.

Yllä esitetyssä kuvaavassa toteutusmuodossa kuvatun keksinnön poltinkuumentimen polttoaineen kulutuksen vertaaminen alan aikaisempaan reformointiprosessiin antaa selvän esimerkin eduista, jotka ovat saavutettavissa tätä keksintöä käyttäen.A comparison of the fuel consumption of the burner heater of the invention described in the above illustrative embodiment with a prior art reforming process provides a clear example of the advantages that can be achieved using the present invention.

Vertailumielessä tällaisella alan aikaisemmalla reformointi- prosessilla, jossa on kaksi erillistä poltinkuumenninta ja jonka syöttönopeus vastaa kuvaavan toteutusmuodon nopeutta, olisi reformointireagenssien poltinkuumentimen hyötyteho n.By way of comparison, such a prior art reforming process with two separate burner heaters and a feed rate corresponding to that of the illustrative embodiment would have the efficiency of the reformer burner heater.

6 25,0 x 10 kJ/h ja stabilointiesikuumentimen poltinkuumen- 6 timen hyötyteho n. 6,1 x 10 kJ/h. Täysin säteilyyn perustuvalla reformointireagenssien poltinkuumentimella, jossa ei käytetä konvektiokuumennusosaa, on tyypillisesti n. 54 %:n kuumentimen hyötysuhde laskettuna polttoaineen alemmasta polttoarvosta. Näin ollen reformointireagenssien poltinkuu- 6 mennin tarvitsisi välttämättä lämmöns^öttöä n. 46,3 x 10 kJ/h kuumentimen hyötytehon 25,0 x 10 kJ/h saavuttamiseksi. Stabilointiesikuumentimen poltinkuumentimen kuumennushyöty- 14 77886 suhde olisi tyypillisesti n. 84,5 % laskettuna polttokaasun o alkulämpötilasta 38 C ja polttoaineen alemmasta polttoar- 6 vosta. Tämä edellyttäisi, että poltettaisiin n. 7,2 x 10 kJ/h polttoainetta stabilointiesikuumentimen poltinkuumenti- men hyötytehon saavuttamiseksi. Alan aikaisempi kokonaispro- 6 6 sessi vaatisi^tällöin 46,3 x 10 kJ/h + 7,2 x 10 kV/h tai 53,5 x 10 kV/h poltettua polttoainetta, mikä johtaa polttoaineen kokonaishyötysuhteeseen, joka on 6 6 25 x 10 kJ/h + 6,1 x 10 kJ/h tai 58,1 % g - 53,5 x 10 kJ/h6 25.0 x 10 kJ / h and the efficiency of the stabilizer preheater burner heater 6 is approx. 6.1 x 10 kJ / h. A fully radiation-based reformer burner heater that does not use a convection heater typically has a heater efficiency of about 54% based on the lower calorific value of the fuel. Thus, the burner heater of the reforming reagents would necessarily require a heat supply of about 46.3 x 10 kJ / h to achieve a useful heater efficiency of 25.0 x 10 kJ / h. The heating efficiency ratio of the stabilizer preheater burner heater would typically be about 84.5% based on the initial temperature of the flue gas o 38 ° C and the lower calorific value of the fuel. This would require burning about 7.2 x 10 kJ / h of fuel to achieve the efficiency of the stabilizer preheater burner heater. The previous overall process in the art would require 46.3 x 10 kJ / h + 7.2 x 10 kV / h or 53.5 x 10 kV / h burned fuel, resulting in an overall fuel efficiency of 6 6 25 x 10 kJ / h + 6.1 x 10 kJ / h or 58.1% g - 53.5 x 10 kJ / h

Sitä vastoin tämän keksinnön kuvaavan toteutusmuodon mukaisella katalyyttisellä reformointiprosessilla on reformointi-reagenssien poltinkuumentimen hyötyteho n. 26,4 x 10 kJ/h.In contrast, the catalytic reforming process of the illustrative embodiment of the present invention has a burner heater efficiency of the reforming reagents of about 26.4 x 10 kJ / h.

On huomattava, että tämän kuumentimen hyötyteho on suurempi kuin vastaavan alan aikaisemman kuumentimen hyötyteho. Tämä johtuu siitä, että tämän keksinnön mukaisesti osa reaktorin 11 poistovirran lämmöstä käytetään stabilointiaineen esikuu-mentamiseen eikä ole tämän vuoksi käytettävissä tuoreen syötön esilämmitykseen. Alan aikaisemmassa prosessissa koko reaktorin poistovirta on käytettävissä reaktorin syötön esilämmitykseen ja tämän vuoksi syöttö tulee reformointireagens-sien poltinkuumentimeen korkeammassa tulolämpötilassa, mikä alentaa poltinkuumentimen hyötytehoa. Koska 26 x 10 kJ/h:n kuumentimen hyötyteho kuvaavan toteutusmuodon poltinkuumenti-messa vastaanotetaan olennaisesti säteilylämmitysosassa, kuumentimen hyötysuhde olisi n. 54 % kuten aikaisemmin. Niinpä kuumentimen hyötytehon saavuttamiseen poltettava polttoaine- 6 määrä on 48,7 x 10 kJ/h. Lisäksi n. 75 % stabilointiesi- 6 lämmittimen hyötytehosta tai n. 4,5 x 10 kJ/h vastaanotetaan poltinkuumentimen konvektiokuumennusosassa. Tämä lämpö tulee kuitenkin pikemminkin kuumista polttokaasuista kuin li-säpolttoaineen poltosta. Tämän vuoksi keksintö johtaa polttoaineen kokonaishyötysuhteeseen: is 7 7 8 8 6 6 6 26,4 x 10 kJ/h + 4,5 x 10 kJ/h tai n. 63,2 % - 48,7 x 10 kJ/hIt should be noted that the efficiency of this heater is higher than the efficiency of a previous heater in the corresponding field. This is because, according to the present invention, part of the heat from the reactor 11 effluent is used to preheat the stabilizer and is therefore not available for preheating the fresh feed. In a prior art process, the entire reactor effluent is available to preheat the reactor feed and therefore the feed enters the reformer reagent burner heater at a higher inlet temperature, which lowers the efficiency of the burner heater. Since the efficiency of the 26 x 10 kJ / h heater in the burner heater of the illustrative embodiment is received substantially in the radiant heating section, the efficiency of the heater would be about 54% as before. Thus, to achieve the useful efficiency of the heater, the amount of fuel burned 6 is 48.7 x 10 kJ / h. In addition, about 75% of the net power of the stabilizing pre-heater or about 4.5 x 10 kJ / h is received in the convection heating section of the burner heater. However, this heat comes from hot combustion gases rather than from the combustion of additional fuel. Therefore, the invention results in an overall fuel efficiency of: 7 7 8 8 6 6 6 26.4 x 10 kJ / h + 4.5 x 10 kJ / h or about 63.2% - 48.7 x 10 kJ / h

On tärkeää havaita, että keksintö johtaa parantuneeseen hyötysuhteeseen siitä huolimatta, että reformointireagenssien poltinkuumentimella on suurempi hyötyteho kuin vastaavalla alan aikaisemman prosessin kuumentimellä. Tämä johtuu siitä, että reaktorin 11 poistovirtaa käytetään aikaansaamaan osa stabilisaattorin lämpövaatimuksista eikä ole käytettävissä syöttöseoksen esilämmitykseen. Tästä johtuen reformointireagenssien poltinkuumentimen hyötyteho kasvaa kompensoiden syötön esilämmityksen alemman tason. Tästä syystä ei olisi kovin ilmeistä, että reaktorin poistovirran ja konvektiokuumennus-osan käyttäminen stabilisaattorin esikuumentamiseen johtaisi polttoainehyötysuhteen kasvuun. Varsinkaan koska kuumentimen hyötyteho itse asiassa siirretään alan aikaisemmasta korkeamman hyötysuhteen stabilisaattorin esikuumentimen poltinkuu-mentimesta tehottomampaan reformointireagenssien poltinkuumentimen säteilylämmitysosaan, ei olisi odotettavissa, että kuumentimen hyötytehon siirtäminen tehokkaammasta kuumenti-raesta tehottomampaan kuumentimeen johtaisi keksinnön avulla saavutettuun polttoainehyötysuhteen kokonaiskasvuun.It is important to note that the invention results in improved efficiency despite the fact that the reformer reagent burner heater has a higher efficiency than the corresponding heater of a prior art process. This is because the effluent from the reactor 11 is used to provide some of the heat requirements of the stabilizer and is not available for preheating the feed mixture. As a result, the efficiency of the reformer burner heater increases, compensating for the lower level of feed preheating. For this reason, it would not be very obvious that using the reactor effluent and the convection heating section to preheat the stabilizer would lead to an increase in fuel efficiency. Especially since the efficiency of the heater is in fact shifted from the prior art higher efficiency stabilizer preheater burner heater to the more inefficient radiant heating portion of the reformer burner heater, it would not be expected that shifting heater efficiency from

Alaan normaalisti perehtyneille on tietenkin selvää, että erilaisia reaktorin poistovirran lämmönvaihtovirtausmalleja voidaan käyttää keksinnössä, vaikkakaan ei samoin tuloksin. Piirroksessa esitetyssä toteutusmuodossa reaktion poistovirran se osa, joka saatetaan ensimmäiseen epäsuoraan lämmönvaihtoon reformaatin kanssa, on eri osa kuin reaktion poistovirran se osa, joka saatetaan toiseen epäsuoraan lämmönvaihtoon hiili-vetypitoisen syöttöraaka-aineen ja vedyn seoksen kanssa. Vaihtoehtoisesti reaktorin poistovirran lämmönvaihdon vir-tausmalli voidaan järjestää niin, että reaktion poistovirran se osa, joka saatetaan toiseen epäsuoraan lämmönvaihtoon hii- i6 7 7 8 8 6 livetypitoisen syöttöraaka-aineen ja vedyn kanssa, sisältää ainakin osan siitä reaktion poistovirran osasta, joka on aikaisemmin saatettu ensimmäiseen epäsuoraan lämmönvaihtoon re-formaatin kanssa.It will, of course, be apparent to those of ordinary skill in the art that various reactor effluent heat exchange flow models may be used in the invention, although not with the same results. In the embodiment shown in the drawing, the part of the reaction effluent which is subjected to the first indirect heat exchange with the reformate is different from the part of the reaction effluent which is subjected to the second indirect heat exchange with the mixture of hydrocarbonaceous feedstock and hydrogen. Alternatively, the reactor effluent heat exchange flow pattern may be arranged so that the portion of the reaction effluent that is subjected to the second indirect heat exchange with the carbonaceous feedstock and hydrogen contains at least a portion of the reaction effluent previously effected. for the first indirect heat exchange with the reformate.

ii

Claims

A catalytic reforming process in which: a) mixing a hydrocarbon-containing feedstock and hydrogen is heated in a preheater (3); b) the heated mixture is further heated in a radiant heating portion by a burner heater (4); c) contacting the further heated mixture with a reforming catalyst under reforming conditions to produce a reaction effluent stream, wherein the reforming catalyst is in reactors (5), (9) and (11), and the reaction mixture is heated in the combustion heater (4) have passed through every reactor except the last one; d) at least a portion of the reaction effluent stream is passed through the preheater (3) for heating said mixture of the feedstock material and hydrogen; e) said reaction effluent stream is passed through a cooling device of 19 7 78 86 (17) and separated into a copious hydrogen containing angaphase and to a substantially liquid hydrocarbon phase in a meadow liquid separator (18); f) mixing at least a portion of the abundant hydrogen containing meadow phase with said hydrocarbon-containing feedstock material; and g) the liquid hydrocarbon phase is fed into a stabilization column (16) which is maintained under fractionation conditions sufficient to give rise to a hydrocarbon-containing superfraction, which is normally Mr. in gaseous form at standard temperature and pressure, and a bottom fraction consisting of a hydrocarbon format; characterized in that a ') the first predetermined amount of said reformer is heated in a convection heating portion of the burner heater (4) and fed back into the stabilization column (16) to feed a fixed amount of heat to the stabilization column (16); b ') the second portion of said reformer is heated in a preheat heat exchanger (15) and fed to the stabilization column (16) for input of an alternating amount of heat into the stabilization column, the amount of said second portion being exchanged for that of the stabilizer column (16). ) the required thermal equilibrium; c ') a portion of the reaction effluent stream is passed through preheat heat exchanger (15) for input of heat into the second portion of the reformate and then through the cooling device (17) together with the equilibrium quantity of the reaction effluent stream; and d ') the third part of the reform is recovered as a product.

Process according to claim 1, characterized in that the fixed amount of heat input by the first set of reformats is 50-80% of the required heat of the stabilization column (16).

Process according to claim 1 or 2, characterized in that the amount of the reaction effluent stream part which is passed through the preheat heat exchanger (15) is determined according to that which is the desired predetermined temperature of the second part of the reformate after heating in the preheat heat exchanger (15).