RU2020120333A

RU2020120333A - Способ и система облагораживания неконвертированной гидрокрекингом тяжелой нефти

Info

Publication number: RU2020120333A
Application number: RU2020120333A
Authority: RU
Inventors: Гоутам Бисвас; Арун АРОРА; Брюс Эдвард РЕЙНОЛДС; Джули Элейн ЧЭБОТ; Майкл С. МАКМАЛЛИН; Шуу Янг
Original assignee: Шеврон Ю.Эс.Эй. Инк.
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2021-12-22
Also published as: US20200362253A1; JP2021504552A; EP3714024A1; WO2019104243A1; CA3081345A1; KR20200090192A; CN111433328A

Claims

1. Способ облагораживания неконвертированной тяжелой нефти, включающий в себя:

получение сырьевой неконвертированной тяжелой нефти из системы гидроочистки, при этом сырьевая неконвертированная тяжелая нефть содержит остаток гидрокрекинга;

необязательно, добавление первого ароматического сырья к сырьевой неконвертированной тяжелой нефти с образованием смеси;

подачу сырьевой неконвертированной тяжелой нефти или смеси непосредственно в процесс разделения для удаления нерастворимых веществ с образованием, таким образом, потока неконвертированной тяжелой нефти;

необязательно, объединение второго ароматического сырья с потоком неконвертированной тяжелой нефти с образованием второй смеси;

подачу потока неконвертированной тяжелой нефти или второй смеси в процесс гидропереработки тяжелой нефти с образованием, таким образом, потока гидропереработанной тяжелой нефти из потока неконвертированной тяжелой нефти или второй смеси;

при этом по меньшей мере одно из первого или второго ароматического сырья объединяют с сырьевой неконвертированной тяжелой нефтью или потоком неконвертированной тяжелой нефти; и, необязательно,

извлечение или дальнейшую переработку потока гидропереработанной тяжелой нефти.

2. Способ изготовления низкосернистого нефтяного топлива из неконвертированной тяжелой нефти, включающий в себя:

при этом по меньшей мере одно из первого или второго ароматического сырья объединяют с сырьевой неконвертированной тяжелой нефтью или потоком неконвертированной тяжелой нефти;

подачу потока гидропереработанной тяжелой нефти в ректификационную колонну; а также

извлечение продукта низкосернистого нефтяного топлива.

3. Способ модернизации системы гидроочистки, включающий в себя:

4. Способ стабилизации неконвертированной тяжелой нефти, содержащей менее чем около 0,5 мас.% твердых частиц, включающий в себя:

получение сырьевой неконвертированной тяжелой нефти из системы гидроочистки, при этом сырьевая неконвертированная тяжелая нефть содержит остаток гидрокрекинга, имеющий менее чем около 0,5 мас. % твердых частиц;

необязательно, добавление ароматического сырья к сырьевой неконвертированной тяжелой нефти с образованием смеси;

подачу сырьевой неконвертированной тяжелой нефти или смеси непосредственно в процесс фильтрации для удаления нерастворимых веществ с образованием, таким образом, потока неконвертированной тяжелой нефти; а также

извлечение потока неконвертированной тяжелой нефти;

при этом поток неконвертированной тяжелой нефти стабилизируют таким образом, чтобы он был пригоден для дальнейшей гидроочистки.

5. Способ гидропереработки неконвертированной тяжелой нефти, включающий в себя получение сырьевой неконвертированной тяжелой нефти из системы гидроочистки, при этом сырьевая неконвертированная тяжелая нефть содержит остаток гидрокрекинга; подачу сырьевой неконвертированной тяжелой нефти в процесс гидропереработки тяжелой нефти с образованием, таким образом, потока гидропереработанной тяжелой нефти из сырьевой неконвертированной тяжелой нефти; а также извлечение или дальнейшую переработку потока гидропереработанной тяжелой нефти.

6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что неконвертированная тяжелая нефть представляет собой нефть, которая прошла через систему гидроочистки и осталась неконвертированной.

7. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что система гидроочистки включает в себя гидрокрекинг в кипящем слое катализатора.

8. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что неконвертированная тяжелая нефть была подвергнута гидрокрекингу и деметаллизации.

9. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что указанным способом получают продукт для применения в низкосернистом нефтяном топливе, соответствующем техническим характеристикам по IMO.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что содержание серы в низкосернистом нефтяном топливе составляет менее чем 0,5 мас. %, или менее чем 0,3 мас. %, или менее чем 0,1 мас. %.

11. Низкосернистое нефтяное топливо, изготовленное способом по любому из пп. 1-3 или 5.

12. Способ по любому из пп. 1-3 или 5, отличающийся тем, что указанный способ не включает в себя стадию выдерживания или состаривания.

13. Способ по любому из пп. 1-3 или 5, отличающийся тем, что указанный способ не включает в себя стадию седиментации.

14. Способ по п. 5, отличающийся тем, что сырьевую неконвертированную тяжелую нефть подают из системы гидроочистки непосредственно в процесс фильтрации для удаления нерастворимых веществ с образованием, таким образом, сырьевой неконвертированной тяжелой нефти.

15. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что сырьевая неконвертированная тяжелая нефть содержит кубовый продукт из процесса гидрокрекинга в кипящем слое катализатора.

16. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что сырьевую неконвертированную тяжелую нефть получают из остатка атмосферной перегонки, остатка вакуумной перегонки, гудрона из установки деасфальтизации растворителем, атмосферного газойля, вакуумного газойля, деасфальтированного масла, нефти, полученной из нефтеносных песков или битума, нефти, полученной из угля, тяжелой сырой нефти, нефти, полученной из переработанных нефтяных отходов и полимеров или комбинации вышеуказанных.

17. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что процесс разделения включает в себя фильтрацию, выбранную из фильтрации через сито, фильтрации через сетчатый фильтр, фильтрации в тангенциальном потоке, фильтрации с обратной промывкой или комбинаций вышеуказанных.

18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что фильтрация включает в себя фильтрационную мембрану, имеющую средний размер пор менее 10 микрон.

19. Способ по п. 17, отличающийся тем, что фильтрация включает в себя фильтрационную мембрану, имеющую средний размер пор менее 5 микрон.

20. Способ по п. 17, отличающийся тем, что фильтрация включает в себя фильтрационную мембрану, имеющую средний размер пор менее 2 микрон.

21. Способ по п. 18, отличающийся тем, что фильтрационная мембрана состоит из материала, выбранного из металлов, полимерных материалов, керамики, стекла, наноматериалов или их комбинации.

22. Способ по п. 18, отличающийся тем, что фильтрационная мембрана состоит из металла, выбранного из нержавеющей стали, титана, бронзы, алюминия, никеля, меди и их сплавов.

23. Способ по п. 18, отличающийся тем, что на мембрану дополнительно нанесено покрытие из оксида неорганического металла.

24. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что ароматическое сырье выбирают из легкого рециклового газойля, среднего рециклового газойля, тяжелого рециклового газойля, тяжелого остатка каткрекинга, вакуумного газойля или их смеси.

25. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что ароматическое сырье содержит более чем около 20 об.% ароматических соединений, или более чем около 30 об.% ароматических соединений, или более чем около 50 об.% ароматических соединений, или более чем около 70 об.% ароматических соединений, или более чем около 90 об.% ароматических соединений.

26. Способ по любому из пп. 1-3 или 5, отличающийся тем, что сырье для процесса гидропереработки отвечает требованиям по одному или большему количеству из следующих параметров: API в диапазоне от -5 до 15, содержание серы в диапазоне от 0,7 до 3,5 мас.%, содержание остатка микроуглерода от 8 до 35 мас.% или общее содержание Ni и V менее чем 150 м.д.

27. Способ по любому из пп. 1-3 или 5, отличающийся тем, что поток гидропереработанной тяжелой нефти из процесса гидропереработки отвечает требованиям по одному или большему количеству из следующих параметров: API в диапазоне от 2 до 18, содержание серы в диапазоне от 0,05 до 0,70 мас.%, содержание остатка микроуглерода от 3 до 18 мас.% или общее содержание Ni и V менее чем 30 м.д.

28. Способ по любому из пп. 1-3 и 5, отличающийся тем, что процесс гидропереработки тяжелой нефти включает в себя катализатор, выбранный из катализатора деметаллизации, катализатора обессеривания или их комбинации.

29. Способ по любому из пп. 1-3 и 5, отличающийся тем, что процесс гидропереработки тяжелой нефти включает в себя каталитическую композицию, содержащую около 5-20 об.% катализатора деметаллизации с бимодальным распределением пор по размерам, около 10-30 об.% катализатора конверсии на основе переходного металла и около 50-80 об.% катализатора глубокой конверсии.

30. Способ по любому из пп. 1-3 и 5, отличающийся тем, что процесс гидропереработки тяжелой нефти включает в себя каталитическую композицию, содержащую около 10-15 об.% катализатора деметаллизации с бимодальным распределением пор по размерам, около 20‑25 об.% катализатора конверсии на основе переходного металла и около 60-70 об.% катализатора глубокой конверсии.

31. Система гидроочистки для облагораживания неконвертированной тяжелой нефти в соответствии со способом по любому из пп. 1-3 и 5, причем указанная система содержит следующие установки гидроочистки: встроенный реактор переработки тяжелой нефти (HOT), систему фильтрации (FS), отпариватель тяжелой нефти (HOS), один или большее количество высокотемпературных сепараторов высокого давления (HPHT), один или большее количество высокотемпературных сепараторов среднего давления (MPHT), ректификационную колонну атмосферной перегонки (ACF), необязательно, ректификационную колонну вакуумной перегонки (VCF) и, необязательно, отпариватель HOT;

при этом установки системы гидроочистки находятся в жидкостном соединении и соединены с возможностью переноса непрерывного потока углеводородного сырья через установку гидроочистки, причем установки системы гидроочистки расположены в соответствии со следующими условиями:

установка FS расположена перед установкой HOT и после установки HOS;

установка HPHT расположена перед установкой MPHT;

установка HOS расположена перед установкой VCF;

отпариватель HOT расположен после установки HOT;

установка HPHT и установка MPHT расположены перед установкой HOS;

установка HPHT и, необязательно, установка MPHT расположены перед установкой HOT;

установка HPHT и, необязательно, установка MPHT расположены перед установками ACF и VCF; а также

установка ACF и, необязательно, установка VCF расположены после установки HOT.

32. Система гидроочистки по п. 31, отличающаяся тем, что установки системы расположены в следующей последовательности непрерывности потока: установка HOS, за которой следует установка FS, за которой следует установка VCF, за которой следует установка HOT и за которой следует установка ACF.

33. Система гидроочистки по п. 31, отличающаяся тем, что установки системы расположены в следующей последовательности непрерывности потока: установка HOS, за которой следует установка VCF, за которой следует установка FS, за которой следует установка HOT и за которой следует установка ACF.

34. Система гидроочистки по п. 31, отличающаяся тем, что установки системы расположены в следующей последовательности непрерывности потока: установка HOS, за которой следует установка FS, за которой следует установка HOT и за которой следует установка ACF.

35. Система гидроочистки по п. 31, отличающаяся тем, что установки системы расположены в следующей последовательности непрерывности потока: установка HOS, за которой следует установка FS, за которой следует установка HOT, за которой следует установка ACF и за которой следует установка VCF.

36. Система гидроочистки по п. 31, отличающаяся тем, что установки системы расположены в следующей последовательности непрерывности потока: установка HOS, за которой следует установка FS и за которой следует установка VCF; а также установка HOT, за которой следует установка ACF, при этом установка VCF включает в себя жидкостное соединение рециркуляционного нижнего погона с присоединением сырьевого потока к установке HOT.

37. Система гидроочистки по п. 31, отличающаяся тем, что установки системы расположены в следующей последовательности непрерывности потока: установка HOS, за которой следует установка FS, за которой следует установка HOT, за которой следует установка ACF и за которой следует установка VCF.

38. Система гидроочистки по п. 31, отличающаяся тем, что установки системы расположены в следующей последовательности непрерывности потока: установка HOS, за которой следует установка FS, за которой следует установка VCF, за которой следует первая установка HOT, за которой следует установка HPHT и за которой следует отпариватель установки HOT, при этом отпариватель установки HOT включает в себя жидкостное соединение рециркуляционного верхнего погона с присоединением сырьевого потока к установке HOS; а также вторая установка HOT, за которой следует установка ACF; при этом установка HPHT, следующая за первым установкой HOT, включает в себя жидкостное соединение рециркуляционного верхнего погона с присоединением сырьевого потока к первой установке HOT.

39. Система гидроочистки по любому из пп. 31-35 или 37, отличающаяся тем, что установка HPHT и установка MPHT расположены после установки HOT и перед установкой ACF.

40. Система гидроочистки по п. 36, отличающаяся тем, что установка HPHT расположена перед установкой HOT, а установка HPHT расположена после установки HOT и перед установкой ACF.

41. Система гидроочистки по п. 38, отличающаяся тем, что установка HPHT расположена перед второй установкой HOT, а установка HPHT расположена после второй установки HOT и перед установкой ACF.

42. Система гидроочистки по любому из пп. 31-41, отличающаяся тем, что указанная система выполнена с возможностью обеспечения добавления водорода, дополнительного сырьевого потока, газа или жидкости для охлаждения или комбинации вышеуказанных в одну или большее количество установок системы, или в жидкостное соединение между установками.

43. Система гидроочистки по любому из пп. 35 или 37, отличающаяся тем, что установка VCF включает в себя жидкостное соединение рециркуляционного нижнего погона с присоединением сырьевого потока к установке HOT и/или жидкостное соединение рециркуляционного нижнего погона с присоединением сырьевого потока системы реактора с кипящим слоем.

44. Система гидроочистки по любому из пп. 31-43, отличающаяся тем, что указанная система включает в себя жидкостные соединения и выполнена с возможностью введения сырьевого потока в указанную систему перед установкой HOS и, необязательно, после установки HOS.

45. Система гидроочистки по любому из пп. 31-44, отличающаяся тем, что указанная система включает в себя жидкостные соединения и выполнена для сырьевого потока, выбранного из неконвертированной тяжелой нефти, неконвертированного остатка вакуумной перегонки, неконвертированного остатка вакуумной перегонки, полученного из установки гидрокрекинга в кипящем слое катализатора, неконвертированного остатка вакуумной перегонки, полученного из установки гидрокрекинга в кипящем слое катализатора, объединенного с разбавителем или дистиллятом (cutter), неконвертированного остатка атмосферной перегонки, полученного из установки гидрокрекинга в кипящем слое катализатора, или неконвертированного остатка атмосферной перегонки, полученного из установки гидрокрекинга в кипящем слое катализатора, объединенного с разбавителем или дистиллятом.

46. Система гидроочистки по п. 45, отличающаяся тем, что разбавитель или дистиллят выбирают из керосина, дизельного топлива, легкого рециклового газойля FCC/RFCC (каталитического крекинга в псевдоожиженном слое катализатора/ каталитического крекинга остаточного сырья) или тяжелого рециклового газойля FCC/RFCC, разбавленной сырой нефти (DCO (diluted crude oil)) FCC/RFCC/тяжелого остатка каткрекинга, вакуумного газойля (VGO), остатка атмосферной перегонки (AR), остатка вакуумной перегонки (VR) или их комбинации.

47. Система гидроочистки по любому из пп. 45, 46, отличающаяся тем, что сырьевой поток выходит из реактора с кипящим слоем, или атмосферной колонны, или отпаривателя тяжелой нефти, при этом рабочие условия, необязательно, следующие: давление от около 2 фунт/кв. дюйм изб. (0,1 бар изб.) до около 300 фунт/кв. дюйм изб. (20,7 бар изб.) и температура в диапазоне от около 160°F (71°C) (до около 720°F (382°C)).

48. Система гидроочистки по любому из пп. 45, 46, отличающаяся тем, что сырьевой поток представляет собой кубовый продукт вакуумной колонны с кипящим слоем, при этом рабочие условия, необязательно, следующие: давление в диапазоне около 20-700 мм рт. ст. разрежения и температура в диапазоне около 176-720°F (80-382°C).

49. Система гидроочистки по любому из пп. 45-48, отличающаяся тем, что сырьевой поток дополнительно содержит продукт нефтеперерабатывающей установки, имеющий интервал температур кипения около 180-1050°F (82-566°C), или 1050-1700°F (566-927°C), или 180-1700°F (82-927°C).

50. Система гидроочистки по любому из пп. 31-49, отличающаяся тем, что установка FS представляет собой фильтр обратной промывки, перекрестный фильтр, картриджный фильтр или их комбинацию.

51. Система гидроочистки по п. 50, отличающаяся тем, что установка FS выполнена с возможностью работы под давлением в диапазоне около 10-600 фунт/кв. дюйм изб. (0,7-41,4 бар изб.) и при температуре в диапазоне около 176-700°F (80-371°C).

52. Система гидроочистки по любому из пп. 31-51, отличающаяся тем, что поток сырьевой неконвертированной тяжелой нефти или компоненты сырьевого потока фильтруют перед переработкой в системе гидроочистки, необязательно, через фильтр обратной промывки, перекрестный фильтр, картриджный фильтр или комбинацию вышеуказанных.

53. Система гидроочистки по любому из пп. 31-52, отличающаяся тем, что указанная система выполнена с возможностью получения сырьевого потока для установки HOT под давлением в диапазоне около 1000-3500 фунт/кв. дюйм изб. (69-241,3 бар изб.) и при температуре в диапазоне около 500-900°F (260-482°C) или 500-750°F (260-399°C).

54. Система гидроочистки по любому из пп. 31-53, отличающаяся тем, что установка HOT включает в себя реактор с неподвижным слоем катализатора и восходящим потоком, реактор с неподвижным слоем катализатора и нисходящим потоком или комбинацию вышеуказанных, при этом, необязательно, любой из указанных реакторов представляет собой реактор с несколькими слоями катализатора, или несколько одинарных реакторов со слоем катализатора, или комбинацию вышеуказанных.

55. Система гидроочистки по п. 54, отличающаяся тем, что указанная система выполнена с возможностью обеспечения добавления охлаждающего газа и/или охлаждающей жидкости между реакторами или слоями в реакторах, при этом, необязательно, между реакторами установки HOT предусмотрен теплообменник.

56. Система гидроочистки по любому из пп. 3-55, отличающаяся тем, что выходящий поток из установки HOT, необязательно, охлаждается в теплообменнике и выпаривается в установке HPHT при температуре в диапазоне около 550-800°F (288-427°C) выходящего верхнего потока.

57. Система гидроочистки по любому из пп. 31-35, отличающаяся тем, что установка HPHT расположена после установки HOT и перед установкой ACF, и при этом установка HPHT включает в себя присоединение паровой фракции к установке HPHT, расположенной перед установкой HOS.

58. Система гидроочистки по п. 37, отличающаяся тем, что указанная система дополнительно включает в себя установку HPHT между установкой HOT и установкой ACF, и при этом указанная система включает в себя жидкостные соединения, чтобы направить пар из установки HPHT для охлаждения контура высокого давления HOT, промывки водой, очистки от сероводорода и аммиака.

59. Система гидроочистки по п. 36, отличающаяся тем, что указанная система дополнительно включает в себя установку HPHT перед установкой HOT, при этом верхние погоны из установки HPHT частично или полностью используются в качестве сырьевого газа для установки HOT.

60. Система гидроочистки по любому из пп. 31-59, отличающаяся тем, что указанная система выполнена с возможностью получения кубового продукта установки ACF, необязательно, продукта низкосернистого нефтяного топлива из установки ACF.

61. Система гидроочистки по п. 60, отличающаяся тем, что указанная система выполнена с возможностью подачи кубового продукта установки ACF в установку VCF.

62. Система гидроочистки по п. 61, отличающаяся тем, что указанная система выполнена с возможностью получения кубового продукта установки VCF, необязательно, продукта низкосернистого нефтяного топлива из установки VCF.