RU2098173C1

RU2098173C1 - Installation for catalytic production of high-octane gasoline fractions and aromatic hydrocarbons

Info

Publication number: RU2098173C1
Application number: RU96106958/04A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Степанов; В.Н. Сенич; К.Г. Ионе
Original assignee: Инженерно-техническая фирма в форме товарищества с ограниченной ответственностью "Цеоконсалт"
Priority date: 1996-04-09
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: petrochemical processes and equipment. SUBSTANCE: invention relates to producing high-octane gasoline fractions and aromatic C₆-C₁₀-hydrocarbons via catalytically processing organic raw material based on hydrocarbons, oxygen- containing compounds, or their mixtures. Installation has operationally interconnected rectification columns, separators, heat exchange, capacity, and pumping apparatuses, and reactor units. Reactor unit constitutes, combined by chimney flue and installed successively in direction of gas heat carrier travel, heat generator and shell-and-tube heat exchange apparatus. To improve temperature control in conditions when catalyst is immersed into tube space of reactor in different process steps proceeding with different reaction temperature effects (including both exothermic and endothermic ones), gas heat carrier with predetermined temperature (100 to 500 C) is fed into intertubular space of reactor. Gas heat carrier is prepared by way of burning up fuel gas in heat generator followed by combining resulting high-temperature smoke fumes with air. EFFECT: improved temperature control. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к комплексным устройствам для производства неэтилированных высокооктановых бензиновых фракций и/или ароматических углеводородов C₆-C₁₀ путем каталитической переработки органического сырья на основе углеводородов, кислородсодержащих органических соединений или их смесей. На установке возможна переработка нефтей и газовых конденсатов, прямогонных и вторичных бензиновых фракций, конденсатов попутных газов, рафинатов риформинга, газовых бензинов, олефинсодержащих газов, спиртово-эфирных фракций и т. д. В зависимости от природы сырья на установке возможно получение дизельных и остаточных фракций. Установка может быть использована как в составах химкомбинатов, НПЗ, ГПЗ и пр. на объектах добычи и первичной переработки нефти и газового конденсата, так и в самостоятельной эксплуатации.The invention relates to integrated devices for the production of unleaded high-octane gasoline fractions and / or C ₆ -C ₁₀ aromatic hydrocarbons by catalytic processing of organic raw materials based on hydrocarbons, oxygen-containing organic compounds or mixtures thereof. It is possible to process oils and gas condensates, straight-run and secondary gasoline fractions, associated gas condensates, reforming raffins, gas gasolines, olefin-containing gases, alcohol-ether fractions, etc. depending on the nature of the feedstock, it is possible to obtain diesel and residual fractions . The installation can be used both in the composition of chemical plants, refineries, gas processing plants, etc. at the facilities for the production and primary processing of oil and gas condensate, as well as in independent operation.

Известна установка каталитического крекинга тяжелых нефтяных фракций для производства светлых нефтепродуктов бензиновых и дизельных фракций [1] Установка содержит каталитический реактор, регенератор, ректификационные колонны, печь, электрофильтр, котел-утилизатор, емкости, топку под давлением, насосы, воздуходувку, пневмоподъемник. Углеводородное сырье на установке перерабатывают в движущемся слое катализатора, продуктами переработки являются: высокооктановый бензин, газойль и углеводородные газы. Основными недостатками установки каталитического крекинга являются:
организация движущегося слоя катализатора, что усложняет аппаратурное оформление установки и повышает расход катализатора вследствие его абразивного износа;
сырьем процесса являются тяжелые нефтяные фракции с температурой начала кипения 300^oC и выше, что делает практически невозможным переработку углеводородных фракций, выкипающих до 200^oC, и кислородсодержащих органических соединений.A known installation of catalytic cracking of heavy oil fractions for the production of light petroleum products of gasoline and diesel fractions [1] the Installation contains a catalytic reactor, regenerator, distillation columns, furnace, electrostatic precipitator, waste heat boiler, tanks, pressure furnace, pumps, blower, air lift. Hydrocarbon raw materials at the installation are processed in a moving catalyst bed, the products of processing are: high-octane gasoline, gas oil and hydrocarbon gases. The main disadvantages of the catalytic cracking unit are:
organization of a moving catalyst bed, which complicates the apparatus design and increases the consumption of the catalyst due to its abrasive wear;
the raw material of the process are heavy oil fractions with a boiling point of 300 ^o C and higher, which makes it practically impossible to process hydrocarbon fractions boiling up to 200 ^o C, and oxygen-containing organic compounds.

Известна установка цеоформинга для переработки прямогонных фракций газового конденсата в высокооктановые неэтилированные бензины [2] которая содержит печь для нагрева и испарения сырья, каталитические реакторы адиабатического типа, три ректификационные колонны для фракционирования сырья и продуктов реакции и технологически обвязанную с ними сепарирующую и теплообменную аппаратуру. Узлы фракционирования сырья и продуктов реакции работают в непрерывном режиме, а реакторы по циклической схеме в режиме "реакция-регенерация" (т.е. один реактор работает в режиме производства бензина, а другой в режиме регенерации катализатора) с чередованием режимов работы. Целевым продуктом установки является высокооктановый бензин, побочными продуктами углеводородные газы и остаточная (> 185^oC) фракция.A known zeoforming unit for processing straight-run gas condensate fractions into high-octane unleaded gasolines [2] which contains a furnace for heating and evaporation of raw materials, adiabatic-type catalytic reactors, three distillation columns for fractionating raw materials and reaction products, and separation and heat-exchange equipment that are technically connected with them. The fractionation units of raw materials and reaction products operate in a continuous mode, and the reactors according to the cyclic scheme in the reaction-regeneration mode (i.e., one reactor operates in the gasoline production mode and the other in the catalyst regeneration mode) with alternating operating modes. The target product of the installation is high-octane gasoline, by-products of hydrocarbon gases and residual (> 185 ^o C) fraction.

Известна каталитическая установка цеоформинга переработки бензиновых фракций для повышения их октанового числа по способу [3] Данная установка содержит печь для нагрева сырья, каталитические реакторы адиабатического типа для осуществления химического превращения сырья, две ректификационные колонны для стабилизации исходного сырья и выделения целевого продукта и технологически обвязанные с ними теплообменники, холодильники, конденсаторы и сепараторы. Узлы фракционирования сырья и продуктов реакции работают в непрерывном режиме, а реакторы в режиме "реакция-регенерация". Known catalytic installation of zeoforming processing of gasoline fractions to increase their octane number according to the method [3] This installation contains a furnace for heating raw materials, adiabatic-type catalytic reactors for the chemical conversion of raw materials, two distillation columns for stabilizing the feedstock and isolating the target product and are technologically connected with These include heat exchangers, refrigerators, condensers and separators. The fractionation units of raw materials and reaction products operate in a continuous mode, and the reactors in the reaction-regeneration mode.

Общими недостатками описанных установок [2, 3] являются:
применение адиабатических реакторов (т.е. аппаратов пустотелого типа без дополнительного подвода или съема тепла), что вызывает сложность регулирования температурных режимов работы катализатора в ходе стадии производства бензина (падение температуры по слою катализатора, обусловленное эндотермическим эффектом реакции) и на стадии регенерации катализатора (необходим съем тепла для предотвращения роста температуры, возникающего вследствие высокого экзотермического эффекта реакции горения кокса);
ограничение по сырьевой базе (переработка углеводородов, выкипающих только в области температур кипения бензина ).Common disadvantages of the described installations [2, 3] are:
the use of adiabatic reactors (i.e., hollow-type apparatuses without additional supply or removal of heat), which makes it difficult to control the temperature conditions of the catalyst during the gasoline production stage (temperature drop across the catalyst layer due to the endothermic reaction effect) and the catalyst regeneration stage ( heat removal is necessary to prevent the temperature increase arising due to the high exothermic effect of the coke combustion reaction);
restriction on the raw material base (processing of hydrocarbons boiling only in the range of gasoline boiling points).

Наиболее близкой по своей технической сущности является установка каталитического получения бензина из углеводородного сырья [4] Согласно выбранного прототипа установка содержит технологически обвязанные: две ректификационные колонны; воздушные конденсаторы; емкости-сепараторы; теплообменники и два реакторно-тепловых блока. Каждый реакторно-тепловой блок (РТБ) представляет собой циркуляционный газоход, состоящий из дымососа, теплогенератора и реакторного блока, содержащего установленные последовательно (по ходу движения газового теплоносителя) перегреватель сырья, каталитический трубчатый реактор, испаритель сырья, два подогревателя кубовых продуктов ректификационных колонн и подогреватель сырья. The closest in its technical essence is the installation for the catalytic production of gasoline from hydrocarbon raw materials [4] According to the selected prototype, the installation contains technologically connected: two distillation columns; air capacitors; separator tanks; heat exchangers and two reactor-thermal units. Each reactor-thermal block (RTB) is a circulating gas duct consisting of a smoke exhaust fan, a heat generator and a reactor block containing a raw material superheater, a catalytic tubular reactor, a raw material evaporator, two distillation column product distillation column heaters and a heater installed sequentially (in the direction of the gas coolant flow) raw materials.

Установка прототипа работает следующим образом. Исходное сырье нагревают в подогревателях сырья обоих РТБ и подают в сырьевую ректификационную колонну, подвод тепла в которую осуществляют за счет циркуляции через подогреватели обоих РТБ части кубового продукта колонны, балансовую часть которого отводят с установки. Верхом сырьевой колонны отбирают дистиллят, который охлаждают и конденсируют в воздушном конденсаторе и направляют в емкость-сепаратор, из которого выделившиеся углеводородные газы отводят с установки, а жидкий дистиллят частично направляют на орошение колонны, а часть на каталитическую переработку в один из РТБ (другой РТБ при этом работает в режиме регенерации катализатора). В РТБ сырье процесса поступает последовательно через испаритель и перегреватель в трубчатый каталитический реактор, загруженный катализатором цеоформинга ИК-30, на котором происходит химическое превращение углеводородов сырья. После реактора продукты реакции охлаждают в теплообменнике, конденсируют в воздушном конденсаторе и направляют в емкость-сепаратор, откуда углеводородные газы отводят с установки, а жидкую фракцию направляют через теплообменник в продуктовую ректификационную колонну. Подвод тепла в колонну осуществляют за счет циркуляции через подогреватели обоих РТБ части кубового продукта колонны, балансовую часть которого отводят с установки. Верхом колонны отбирают пары бензина, которые охлаждают и конденсируют в воздушном конденсаторе и направляют в емкость-сепаратор. Выделившиеся углеводородные газы из сепаратора отводят с установки, а жидкий дистиллят частично направляют на орошение колонны, а часть отводят в товарный парк в качестве целевого бензина. Installation of the prototype works as follows. The feedstock is heated in the heaters of the raw materials of both RTBs and fed to the feed distillation column, the heat supply to which is carried out by circulating through the heaters of both RTBs part of the bottoms product of the column, the balance part of which is removed from the installation. A distillate is taken from the top of the feed column, which is cooled and condensed in an air condenser and sent to a separator tank, from which the released hydrocarbon gases are removed from the unit, and the liquid distillate is partially sent to the column irrigation, and part to the catalytic processing to one of the RTB (the other RTB it works in the mode of catalyst regeneration). In RTB, the process feeds sequentially through the evaporator and superheater to a tubular catalytic reactor loaded with an IR-30 zeoforming catalyst, on which the chemical conversion of the feed hydrocarbons takes place. After the reactor, the reaction products are cooled in a heat exchanger, condensed in an air condenser and sent to a separator tank, from where hydrocarbon gases are removed from the unit, and the liquid fraction is sent through a heat exchanger to a product distillation column. The heat is supplied to the column due to the circulation through the heaters of both RTBs of the bottoms product of the column, the balance part of which is removed from the installation. On top of the column, gasoline vapors are taken, which are cooled and condensed in an air condenser and sent to a separator tank. The released hydrocarbon gases from the separator are discharged from the unit, and the liquid distillate is partially directed to the column irrigation, and part is taken to the freight fleet as the target gasoline.

Процессы нагрева и испарения сырья, процессы ректификации, поддержание заданной температуры реакции в каталитическом реакторе обеспечиваются теплом от газового теплоносителя, циркулирующего по газоходам реакторно-тепловых блоков. В каждом РТБ газообразный теплоноситель готовят путем смешения части циркулирующего и охлажденного в РТБ до температуры 320-360^oC теплоносителя с дымовыми газами, полученными при сжигании в теплогенераторе углеводородного газа. После теплогенератора горячий теплоноситель с температурой 550-600^oC последовательно проходит межтрубные пространства перегревателя, реактора, испарителя, двух подогревателей кубовых продуктов колонн и подогревателя исходного сырья, где охлаждается за счет нагрева соответствующих потоков. Часть охлажденного теплоносителя подают дымососом, обеспечивающим циркуляцию теплоносителя, в теплогенератор для приготовления горячего теплоносителя с температурой 550-600^oC, а избыточное количество сбрасывают на свечу.The processes of heating and evaporation of raw materials, rectification processes, maintaining a given reaction temperature in a catalytic reactor are provided with heat from a gas coolant circulating through the flues of the reactor-thermal units. In each RTB, a gaseous coolant is prepared by mixing part of the coolant circulating and cooled in a RTB to a temperature of 320-360 ^o C with flue gases obtained by burning hydrocarbon gas in a heat generator. After the heat generator, a hot heat carrier with a temperature of 550-600 ^o C sequentially passes the annular spaces of the superheater, reactor, evaporator, two heaters of bottom products of the columns and the heater of the feedstock, where it is cooled by heating the corresponding flows. Part of the cooled coolant is fed by a smoke exhauster, providing circulation of the coolant, to the heat generator to prepare a hot coolant with a temperature of 550-600 ^o C, and the excess amount is dumped onto the candle.

Основными недостатками установки прототипа являются:
применение на установке реакторно-тепловых блоков в виде циркуляционного газохода, содержащего дымосос, теплогенератор, перегреватель сырья, каталитический трубчатый реактор, испаритель, два подогревателя кубовых продуктов ректификационных колонн и подогреватель сырья; применение на установке реакторных устройств данной конструкции приводит к усложнению регулирования технологических параметров работы отдельных аппаратов установки при изменении температурного режима работы реакторной секции РТБ путем изменения температуры или количества газообразного теплоносителя происходит изменение режима работ подогревателей, связанных с ректификационными колоннами, и, как следствие, изменение температурных режимов работы колонн, что влечет за собой изменение составов и качества продуктов колонн;
сложная конструкция реакторно-теплового блока;
применение на установке газового теплоносителя с температурой 550- 600^oC, что затрудняет регулирование температуры в реакторе при протекании в нем экзотермических химических реакций (в т.ч. и на стадии регенерации катализатора), т.к. во избежание адиабатического разогрева катализатора необходим съем выделяющегося тепла химических реакций; ограниченный ассортимент перерабатываемого сырья.The main disadvantages of installing the prototype are:
the use of reactor-thermal units in the form of a circulation gas duct containing a smoke exhauster, a heat generator, a raw material superheater, a catalytic tube reactor, an evaporator, two distillation column product heaters and a raw material heater; the use of reactor devices of this design at the installation complicates the regulation of the technological parameters of the individual apparatus of the installation when the temperature regime of the RTB reactor section changes by changing the temperature or the amount of gaseous coolant, the mode of operation of heaters associated with distillation columns changes, and, as a result, the temperature operating modes of columns, which entails a change in the composition and quality of the products of the columns;
the complex design of the reactor-thermal unit;
the use of a gas coolant at a temperature of 550-600 ^o C, which makes it difficult to control the temperature in the reactor during exothermic chemical reactions (including at the stage of catalyst regeneration), because in order to avoid adiabatic heating of the catalyst, it is necessary to remove the released heat of chemical reactions; limited range of processed raw materials.

Задачей предлагаемого изобретения, является упрощение регулирования и обеспечение более стабильных температурных режимов работы отдельных аппаратов установки и режимов работы катализатора в реакторе. The task of the invention is to simplify regulation and provide more stable temperature conditions for individual apparatuses and modes of operation of the catalyst in the reactor.

Поставленная задача достигается тем, что установка каталитического получения высокооктановых бензиновых фракций и/или ароматических углеводородов C₆-C₁₀ из сырья на основе углеводородов и/или органических кислородсодержащих соединений содержит ректификационные колонны, реакторные блоки для каталитического превращения сырья, технологически обвязанную с колоннами и с реакторными блоками нагревательную, теплообменную, емкостную и сепарирующую технологическую аппаратуру, устройства для принудительной подачи жидкостей и газов.This object is achieved in that the installation for the catalytic production of high-octane gasoline fractions and / or aromatic hydrocarbons C ₆ -C ₁₀ from raw materials based on hydrocarbons and / or organic oxygen-containing compounds contains distillation columns, reactor blocks for the catalytic conversion of raw materials, technologically connected with columns and reactor blocks heating, heat exchange, capacitive and separating technological equipment, devices for forced supply of liquids and gases.

На фиг. 1 изображен реакторный блок, который представляет собой совокупность технологических аппаратов 1-3, объединенных для подачи в них газового теплоносителя газоходом 4 и которые последовательно расположены по ходу движения газового теплоносителя в следующем порядке: теплогенератор 3, реактор кожухотрубчатого типа 1 и кожухотрубчатый теплообменный аппарат 2. При этом газовый теплоноситель с заданной температурой готовят путем смешения в определенном соотношении воздуха с дымовыми газами, полученными при сжигании в теплогенераторе (3) углеводородного топливного газа. In FIG. 1 shows a reactor block, which is a set of technological devices 1-3, combined to supply them with a gas coolant gas duct 4 and which are sequentially located along the gas coolant in the following order: heat generator 3, shell-and-tube type reactor 1 and shell-and-tube heat exchanger 2. In this case, a gas coolant with a given temperature is prepared by mixing in a certain ratio of air with flue gases obtained by burning carbohydrates in a heat generator (3) portly fuel gas.

Основными отличительными признаками изобретения являются:
использование в составе установки реакторных блоков, каждый из которых состоит из последовательно объединенных газоходом теплогенератора, реактора кожухотрубчатого типа и кожухотрубчатого теплообменного аппарата;
применение на установке газового теплоносителя приготовленного путем смешения воздуха с дымовыми газами, полученными при сжигании в теплогенераторе углеводородного топливного газа.The main distinguishing features of the invention are:
the use of reactor units as part of the installation, each of which consists of a heat generator, a shell-and-tube type reactor, and a shell-and-tube heat exchanger successively connected by a gas duct;
the use at the installation of a gas coolant prepared by mixing air with flue gases obtained by burning hydrocarbon fuel gas in a heat generator.

Использование предлагаемой установки, содержащей реакторные блоки, состоящие из последовательно объединенных газоходом теплогенератора, реактора кожухотрубчатого типа и кожухотрубчатого теплообменного аппарата и в которых газовый теплоноситель готовят путем смешения воздуха с дымовыми газами, полученными при сжигании в теплогенераторе углеводородного газа, позволяет упростить регулирование температурных режимов работы отдельных технологических аппаратов установки, а также упрощает регулирование температуры реакции в реакторе и обеспечивает более лучшие и стабильные температурные режимы работы катализатора (находящегося в трубном пространстве реактора) при протекании как эндотермических, так и экзотермических химических реакций. The use of the proposed installation, containing reactor blocks consisting of a gas generator heat exchanger sequentially, a shell-and-tube type reactor and a shell-and-tube heat exchanger, and in which a gas heat carrier is prepared by mixing air with flue gases obtained by burning hydrocarbon gas in a heat generator, makes it possible to simplify the regulation of the temperature conditions of individual technological apparatus of the installation, and also simplifies the regulation of the reaction temperature in the reactor and provides better and more stable temperature conditions for the operation of the catalyst (located in the tube space of the reactor) during the course of both endothermic and exothermic chemical reactions.

Упрощение регулирования температурных режимов работы отдельных технологических аппаратов установки по сравнению с установкой прототипа обеспечивают за счет отделения систем теплоснабжения ректификационных колонн от систем теплоснабжения реакторных блоков, поэтому изменение режима работы одного технологического узла установки не приводит к изменению режима работы других технологических узлов. Simplification of the regulation of temperature conditions of operation of individual technological apparatuses of the installation compared to the installation of the prototype is provided by separating the heat supply systems of distillation columns from the heat supply systems of the reactor units, therefore, changing the operating mode of one technological unit of the installation does not change the operating mode of other technological units.

Улучшению и стабилизацию температурных режимов работы катализатора в реакторе при протекании как эндотермических, так и экзотермических химических реакций обеспечивают возможностью получения в реакторном блоке за счет смешения в определенном соотношении воздуха с образующимися в теплогенераторе высокотемпературными дымовыми газами газового теплоносителя с широким интервалом рабочих температур (100-800^oC), что позволяет осуществлять как подвод дополнительного тепла к катализатору в реакторе, так и съем избыточного количества тепла в случае протекания соответственно эндотермических и экзотермических химических реакций. В случае протекания на катализаторе (в трубном пространстве реактора) эндотермических химических реакций (при получении бензиновых фракций и/или ароматических углеводородов из парафино-нафтенового сырья) поддержание температуры процесса в трубном пространстве (т.е. предотвращение падения температуры вследствие химического поглощения тепла) обеспечивают в результате подвода тепла путем подачи в межтрубное пространство реактора газового теплоносителя с температурой выше, чем температура реакции. При протекании экзотермических химических реакций (получения бензина, ароматических углеводородов из олефинсодержащих газов, спиртово-эфирных фракций; на стадии регенерации катализатора) поддержание температуры процесса в трубном пространстве (т.е. предотвращение роста температуры реакции вследствие химического выделения тепла) обеспечивают в результате отвода избыточного тепла путем подачи в межтрубное пространство реактора газового теплоносителя с температурой ниже, чем температура реакции.The improvement and stabilization of the temperature conditions of the catalyst in the reactor during the course of both endothermic and exothermic chemical reactions provide the possibility of obtaining in the reactor block by mixing in a certain ratio of air with the high-temperature flue gases generated in the heat generator gas gas with a wide range of operating temperatures (100-800 ^o C), which allows both the supply of additional heat to the catalyst in the reactor and the removal of excess heat in in case of occurrence of endothermic and exothermic chemical reactions, respectively. In the case of endothermic chemical reactions occurring on the catalyst (in the reactor tube space) (when producing gasoline fractions and / or aromatic hydrocarbons from paraffin-naphthenic feedstocks), maintaining the process temperature in the tube space (i.e. preventing temperature drop due to chemical heat absorption) ensures as a result of heat supply by feeding gas coolant with a temperature higher than the reaction temperature into the annular space of the reactor. During exothermic chemical reactions (production of gasoline, aromatic hydrocarbons from olefin-containing gases, alcohol-ether fractions; at the stage of catalyst regeneration), maintaining the process temperature in the pipe space (i.e., preventing the reaction temperature from increasing due to chemical heat evolution) ensures the removal of excess heat by supplying a gas coolant with a temperature lower than the reaction temperature to the annulus of the reactor.

При одной и той же конструкции реакторного блока схемы узлов подготовки сырья и разделения продуктов (а следовательно, и их аппаратурное оформление) на предлагаемой установке могут различаться, что позволяет перерабатывать различное органическое сырье на основе углеводородов (нефтей и газовых конденсатов; прямогонных и вторичных бензинов; углеводородных газов и т.д.) и/или кислородсодержащих соединений (спиртово-эфирных фракций, сивушных масел и т.п.). В зависимости от условий ведения процесса, природы сырья, схем узлов подготовки сырья и разделения продуктов на установке возможно кроме высокооктановых бензиновых фракций и/или ароматических углеводородов C₆-C₁₀ производить керосиновые, дизельные фракции и мазут. Установка в зависимости от исходного сырья может не содержать, а может и содержать от 1 до 4 ректификационных колонн для разделения сырья. Так например, при переработке углеводородных газов или метанола установка не содержит ректификационные колонны для разделения сырья; при переработке нефти установка может содержать до 4 колонн для фракционирования нефти с выделением керосина, дизельной фракции, мазута и прямогонного бензина, подвергаемого затем контактированию с катализатором. При работе установки в режиме производства ароматических углеводородов установка может не содержать (производство ароматической фракции), а может и содержать от 1 до 4 ректификационных колонн для выделения из ароматической фракции индивидуальных углеводородов (бензола, толуола, ксилолов).With the same design of the reactor block, the diagrams of the units for the preparation of raw materials and separation of products (and therefore their hardware design) at the proposed installation may vary, which allows the processing of various organic raw materials based on hydrocarbons (oils and gas condensates; straight-run and secondary gasolines; hydrocarbon gases, etc.) and / or oxygen-containing compounds (alcohol-ether fractions, fusel oils, etc.). Depending on the conditions of the process, the nature of the raw materials, the diagrams of the units for the preparation of raw materials and the separation of products at the installation, it is possible to produce kerosene, diesel fractions and fuel oil in addition to high-octane gasoline fractions and / or C ₆ -C ₁₀ aromatic hydrocarbons. The installation depending on the feedstock may not contain, or may contain from 1 to 4 distillation columns for the separation of raw materials. For example, when processing hydrocarbon gases or methanol, the installation does not contain distillation columns for the separation of raw materials; during oil refining, the installation can contain up to 4 columns for oil fractionation with the release of kerosene, diesel fraction, fuel oil and straight-run gasoline, which is then subjected to contact with the catalyst. When the unit is operating in the production mode of aromatic hydrocarbons, the installation may not contain (production of the aromatic fraction), or it may contain from 1 to 4 distillation columns to separate individual hydrocarbons (benzene, toluene, xylene) from the aromatic fraction.

На фиг. 2 для примера приведена принципиальная схема установки каталитического получения высокооктановых бензиновых фракций и/или ароматических углеводородов C₆-C₁₀ из углеводородного сырья процессом цеоформинг. В данном варианте установка содержит технологически обвязанные: ректификационные колонны 5 и 6; теплообменники и подогреватели 7, холодильники и конденсаторы 8, сепараторы 9, емкости 10, воздуходувки 11, насосы 12 и реакторные блоки РБ-1, РБ-2. Каждый реакторный блок (фиг. 1) содержит объединенные газоходом 4 теплогенератор 3, кожухотрубчатый реактор 1 со стационарным слоем катализатора, кожухотрубчатый теплообменный аппарат - испаритель-перегреватель 2. Трубные пространства реакторов загружены катализатором цеоформинга. На схеме (фиг. 2) показаны основные технологические потоки: исходное сырье прямогонная бензиновая фракция I, продукты реакции II, углеводородные газы III и V, нестабильный катализат IV, стабильный катализат VI, высокооктановый бензин VII, остаточная фракция катализата VIII, регенерирующий газ IX, газы регенерации X, воздух XI, топливный газ XII, газовый теплоноситель XIII, отработанный теплоноситель XIV.In FIG. 2 for example, a schematic diagram of the installation of the catalytic production of high-octane gasoline fractions and / or aromatic hydrocarbons C ₆ -C ₁₀ from hydrocarbons by the process of zeoforming. In this embodiment, the installation contains technologically linked: distillation columns 5 and 6; heat exchangers and heaters 7, refrigerators and condensers 8, separators 9, containers 10, blowers 11, pumps 12 and reactor units RB-1, RB-2. Each reactor block (Fig. 1) contains a heat generator 3 connected by a gas duct 4, a shell-and-tube reactor 1 with a stationary catalyst layer, and a shell-and-tube heat exchanger — a superheater-evaporator 2. The tube spaces of the reactors are loaded with a zeoforming catalyst. The diagram (Fig. 2) shows the main process flows: feedstock straight-run gasoline fraction I, reaction products II, hydrocarbon gases III and V, unstable catalyzate IV, stable catalysis VI, high-octane gasoline VII, residual catalysis VIII fraction, regenerating gas IX, regeneration gases X, air XI, fuel gas XII, gas coolant XIII, waste coolant XIV.

Установка работает следующим образом. Сырье I отбирают насосом из сырьевой емкости и подают через теплообменник в один из реакторных блоков, работающий в режиме получения бензина РБ-1 (при этом РБ-2 работает в режиме регенерации катализатора). В РБ-1 сырье I поступает в трубное пространство испарителя-перегревателя 2/1, где его испаряют и перегревают до температуры 340-480^oC. Из испарителя-перегревателя 2/1 перегретое сырье поступает в трубное пространство реактора 1/1, в котором находится стационарный слой катализатора цеоформинга ИК-30. В реакторе 1/1 на катализаторе ИК-30 в результате протекания химических реакций при температуре реакции 340-480^oC и избыточном давлении происходит превращение низкооктановых компонентов сырья в высокооктановые и в газообразные углеводороды.Installation works as follows. Raw material I is selected by the pump from the feed tank and fed through a heat exchanger to one of the reactor units operating in the RB-1 gasoline production mode (while RB-2 operates in the catalyst regeneration mode). In RB-1, raw material I enters the pipe space of the 2/1 evaporator-superheater, where it is evaporated and superheated to a temperature of 340-480 ^o C. From the 2/1 evaporator-superheater, the superheated raw material enters the pipe space of the 1/1 reactor, in which there is a stationary layer of the zeoforming catalyst IK-30. In the reactor 1/1 on the IK-30 catalyst, as a result of chemical reactions at a reaction temperature of 340-480 ^o C and excess pressure, the low-octane components of the feed are converted into high-octane and gaseous hydrocarbons.

После реактора 1/1 продукты реакции II охлаждают и конденсируют в теплообменной аппаратуре 7, 8 и разделяют в сепараторе 9 с выделением углеводородных газов III и жидкого нестабильного катализата IV. Нестабильный катализат IV направляют в ректификационную колонну-стабилизатор 5, технологически обвязанную теплообменной 7, 8 и сепарирующей 9 аппаратурой, где происходит удаление растворенных газов V. Низом колонны 5 отводят стабильный катализат VI, который направляют в ректификационную колонну 6, технологически обвязанную теплообменной 7, 8 и емкостной 10 аппаратурой. Верхом колонны 6 отбирают бензиновую фракцию (фр. < 205^oC), которую охлаждают, конденсируют и отводят с установки в качестве целевого продукта - высокооктанового бензина VII. Низом колонны 6 отбирают остаточную фракцию (фр. > 185^oC) катализата VIII, которую отводят с установки в качестве побочного продукта.After the reactor 1/1, the reaction products II are cooled and condensed in a heat exchange apparatus 7, 8 and separated in a separator 9 with the release of hydrocarbon gases III and liquid unstable catalyzate IV. Unstable catalyzate IV is sent to a distillation stabilizer column 5, technologically connected with heat exchange equipment 7, 8 and separating 9 equipment, where dissolved gases V are removed. Stable catalyzate VI is removed from the bottom of column 5, which is sent to distillation column 6, which is technologically connected with heat exchange 7, 8 and capacitive 10 equipment. The gasoline fraction (FR <205 ^° C) is taken from the top of column 6, which is cooled, condensed and removed from the unit as the target product, high-octane gasoline VII. At the bottom of column 6, a residual fraction (fr.> 185 ^° C.) of catalysis VIII is taken, which is removed from the unit as a by-product.

При работе РБ-1 в режиме получения бензина, РБ-2 работает в режиме регенерации закоксованного в режиме получения бензина катализатора. Стадия регенерации закоксованного катализатора заключается в регулируемом (при определенной температуре) выжиге кокса регенерирующим газом с определенным содержанием кислорода. Регенерирующий газ IX подают в трубное пространство испарителя-перегревателя 2/2, где его нагревают в зависимости от режима регенерации катализатора до температуры 340- 540^oC. Нагретый регенерирующий газ из испарителя-перегревателя 2/2 поступает в трубное пространство реактора 1/2, где при температуре 500- 550^oC происходит процесс регенерации закоксованного катализатора. После реактора газы регенерации XIV сбрасывают на "свечу" или в дымовую трубу.When RB-1 is operating in gasoline production mode, RB-2 is operating in the coked catalyst regeneration mode in the gasoline production mode. The stage of regeneration of the coked catalyst consists in the controlled (at a certain temperature) burning of coke with a regenerating gas with a certain oxygen content. Regenerating gas IX is fed into the pipe space of the 2/2 superheater-evaporator, where it is heated, depending on the catalyst regeneration mode, to a temperature of 340-540 ^o C. The heated regenerating gas from the evaporator-superheater 2/2 enters the pipe space of the reactor 1/2, where at a temperature of 500-550 ^o C there is a process of regeneration of coked catalyst. After the reactor, the XIV regeneration gases are discharged onto a “candle” or into a chimney.

После потери каталитической активности катализатора в реакторе 1/1 вследствие его закоксовывания производят переключение подачи сырья с РБ-1 на РБ-2, в котором осуществляют цеоформинг сырья, а в РБ-1 осуществляют стадию регенерации катализатора и т.д. After the loss of the catalytic activity of the catalyst in the reactor 1/1 due to its coking, the feed supply is switched from RB-1 to RB-2, in which the raw materials are Zeoforming, and in RB-1, the catalyst regeneration stage, etc.

Поддержание температурных режимов работы аппаратов (кожухотрубчатого теплообменного аппарата и реактора) в каждом реакторном блоке обеспечивают за счет подачи в них по газоходам 4 газового теплоносителя с необходимой температурой (100-600^oC). Газовый теплоноситель XIII получают путем сжигания в топках теплогенераторов 3/1, 3/2 смеси топливного газа XII с воздухом с последующим смешением в смесительных камерах теплогенераторов образовавшихся высокотемпературных дымовых газов с воздухом XI, подаваемым воздуходувками 11. Рабочий газовый теплоноситель XIII из теплогенераторов 3/1, 3/2 по газоходам 4 поступает первоначально в межтрубные пространства реакторов 1/1, 1/2, а затем по газоходам 4 в межтрубные пространства испарителей-перегревателей 2/1, 2/2, после которых отработанный теплоноситель XIV сбрасывают на дымовую трубу. При этом для подвода дополнительного количества тепла к катализатору в реакторе на стадии цеоформинга, протекающего в целом с химическим поглощением тепла (эндотермический тепловой эффект реакции), в межтрубное пространство реактора подают газовый теплоноситель с температурой 500-600^oC; для отвода избыточного количества тепла из реактора, выделяющегося на стадии регенерации катализатора (экзотермический тепловой эффект реакции), в межтрубное пространство реактора подают газовый теплоноситель с температурой 300-500^oC.Maintaining the temperature conditions of the apparatus (shell-and-tube heat exchanger and reactor) in each reactor block is ensured by supplying 4 gas coolants with the required temperature (100-600 ^o C) through them through the flues. The gas coolant XIII is obtained by burning in the furnaces of heat generators 3/1, 3/2 a mixture of fuel gas XII with air, followed by mixing in the mixing chambers of the heat generators the formed high-temperature flue gases with air XI supplied by the blowers 11. The working gas coolant XIII from heat generators 3/1 3/2 through the flues 4 initially enters the annular spaces of the reactors 1/1, 1/2, and then through the flues 4 into the annular spaces of the evaporator-superheaters 2/1, 2/2, after which the spent coolant XIV dumped on the chimney. Moreover, to supply additional heat to the catalyst in the reactor at the stage of zeoforming, which proceeds generally with chemical absorption of heat (endothermic thermal effect of the reaction), a gas coolant with a temperature of 500-600 ^o C is fed into the annulus of the reactor; to remove excess heat from the reactor released at the stage of catalyst regeneration (exothermic thermal effect of the reaction), a gas coolant with a temperature of 300-500 ^o C. is fed into the annulus of the reactor.

Промышленная применимость предлагаемого изобретения подтверждается следующими примерами. The industrial applicability of the invention is confirmed by the following examples.

Пример 1. Установка каталитического получения высокооктанового бензина (фиг. 2) установка цеоформинга содержит технологически обвязанные: ректификационные колонны 5-6; теплообменники и подогреватели 7, холодильники и конденсаторы 8, сепараторы 9, емкости 10, воздуходувки 11, насосы 12 и реакторные блоки РБ-1, РБ-2. Каждый реакторный блок содержит (фиг. 1) объединенные газоходом 4 теплогенератор 3, кожухотрубчатый реактор 1, кожухотрубчатый теплообменный аппарат испаритель-перегреватель 2. Трубные пространства реакторов содержат стационарные слои катализатора цеоформинга ИК-30-1. В качестве сырья установки используют прямогонную бензиновую фракцию нефти с октановым числом ОЧ 57 MM следующего фракционного состава, ^oC: н.к. 36, 10 об. 62, 50% 107, 90% 180, к.к. 195 и содержащую, мас. н-парафинов 35,1, изопарафинов и нафтенов 55,1, ароматических углеводородов 9,8.Example 1. Installation for the catalytic production of high-octane gasoline (Fig. 2), the zeoforming unit contains technologically linked: distillation columns 5-6; heat exchangers and heaters 7, refrigerators and condensers 8, separators 9, containers 10, blowers 11, pumps 12 and reactor units RB-1, RB-2. Each reactor block contains (Fig. 1) a heat source 3 combined by a gas duct 4, a shell-and-tube reactor 1, a shell-and-tube heat exchanger, an evaporator-superheater 2. The tube spaces of the reactors contain stationary layers of the Zeoforming catalyst IK-30-1. As the plant’s feedstock, a straight-run gasoline oil fraction with an octane rating of OCh 57 MM of the following fractional composition, ^o C: 36, 10 vol. 62, 50% 107, 90% 180, c.k. 195 and containing, by weight. n-paraffins 35.1, isoparaffins and naphthenes 55.1, aromatic hydrocarbons 9.8.

На установке (фиг. 2) сырье 1 отбирают насосом из сырьевой емкости и под давлением 1,0-1,2 МПа подают через теплообменник в реакторный блок РБ-1 первоначально в трубное пространство испарителя-перегревателя 2/1, где испаряют и перегревают до температуры реакции (360-460^oC), а затем в трубное пространство реактора 1/1, загруженное катализатором цеоформинга. В трубном пространстве реактора 1/1 на цеолитсодержащем катализаторе ИК-30-1 при температуре реакции 360- 460^oC, давлении 1,0 МПа и весовой скорости подачи сырья 2 ч^-1 происходит превращение низкооктановых компонентов сырья в высокооктановые и в газообразные углеводороды. Для компенсации потери активности катализатора, вызванной его закоксовыванием, и поддержания состава и качества продуктов на одном постоянном уровне процесс цеоформинга осуществляют с постепенным, в течение 150 ч, подъемом температуры реакции: начальная температура реакции 360^oC, конечная 460^oC. После потери каталитической активности катализатора в реакторе 1/1 вследствие его закоксовывания (после 150 ч работы) и достижения конечной температуры реакции производят переключение подачи сырья с РБ-1 на РБ-2, в котором осуществляют цеоформинг сырья, а в РБ-1 осуществляют стадию регенерации катализатора. После закоксовывания катализатора в реакторе 1/2 производят переключение подачи сырья с РБ-2 на РБ-1 и т. д.)
После реактора продукты реакции II охлаждают и конденсируют в соответствующей теплообменной аппаратуре и направляют в емкость-сепаратор для отделения углеводородных газов III от жидкого нестабильного катализата IV. Нестабильный катализат IV из емкости-сепаратора отбирают насосом и направляют через теплообменник, где нагревают до температуры 100^oC, в ректификационную колонну-стабилизатор 5, где под давлением 0,8 МПа происходит выделение растворенных газов из бензиновой фракции. Верхом стабилизационной колонны при температуре 70^oC отбирают легкую фракцию, которую охлаждают и частично конденсируют в конденсаторе и подают в емкость-сепаратор для выделения углеводородных газов V; жидкий дистиллят из емкости-сепаратора возвращают в колонну 5 в виде холодного орошения. Низом стабилизационной колонны 5 при температуре 120^oC отбирают стабильный катализат VI, часть которого подогревают в теплообменнике до температуры 150^oC и возвращают в колонну 5 в качестве "горячей струи", а балансовую часть подают через теплообменник, где догревают до 200^oC, в ректификационную колонну 6, где под давлением 0,2 МПа происходит разделение стабильного катализата с выделением бензиновой фракции (фр. 35-195^oC) и остаточной фракции (фр. > 185^oC). С верха ректификационной колонны 6 при температуре 140^oC отбирают пары бензина, которые охлаждают и конденсируют в конденсаторе и направляют в рефлюксную емкость, откуда часть бензина подают в колонну 6 в качестве холодного орошения, а балансовую часть отводят с установки в качестве целевого продукта неэтилированного высокооктанового бензина VII. Низом колонны 6 при температуре 220^oC отбирают остаточную фракцию катализата, которую частично направляют через подогреватель, где догревают до температуры 240^oC, в колонну 8 в качестве "горячей струи", а балансовую часть подают в теплообменник для охлаждения, а затем отводят с установки в качестве побочного продукта VIII.At the installation (Fig. 2), the raw material 1 is taken by the pump from the raw material tank and, under pressure of 1.0-1.2 MPa, is fed through the heat exchanger to the RB-1 reactor unit, initially to the pipe space of the 2/1 evaporator-superheater, where it is evaporated and superheated to reaction temperature (360-460 ^o C), and then into the pipe space of the reactor 1/1 loaded with a zeoforming catalyst. In the tube space of the reactor 1/1 on the IK-30-1 zeolite-containing catalyst, at a reaction temperature of 360-460 ^° C, a pressure of 1.0 MPa, and a feed weight rate of 2 h ^-1 , the low-octane components of the feed are converted into high-octane and gaseous hydrocarbons. To compensate for the loss of catalyst activity caused by its coking, and to maintain the composition and quality of products at the same constant level, the zeoforming process is carried out with a gradual, during 150 h, rise in the reaction temperature: initial reaction temperature 360 ^o C, final 460 ^o C. After the loss of catalytic the activity of the catalyst in the reactor 1/1 due to its coking (after 150 hours of operation) and reaching the final reaction temperature, the feed is switched from RB-1 to RB-2, in which the feed is zeoformed And RB-1 to carry the catalyst regeneration step. After coking of the catalyst in the reactor 1/2, the feed is switched from RB-2 to RB-1, etc.)
After the reactor, the products of reaction II are cooled and condensed in an appropriate heat exchange apparatus and sent to a separator tank to separate hydrocarbon gases III from liquid unstable catalysis IV. Unstable catalyzate IV is taken from the separator tank by a pump and sent through a heat exchanger, where it is heated to a temperature of 100 ^o C, to a distillation stabilizer column 5, where under the pressure of 0.8 MPa, dissolved gases are released from the gasoline fraction. At the top of the stabilization column at a temperature of 70 ^° C., a light fraction is taken, which is cooled and partially condensed in a condenser and fed to a separator tank for the evolution of hydrocarbon gases V; the liquid distillate from the separator tank is returned to the column 5 in the form of cold irrigation. At the temperature of 120 ^° C, a stable catalytic VI is taken from the bottom of the stabilization column 5, part of which is heated in a heat exchanger to a temperature of 150 ^° C and returned to column 5 as a “hot stream”, and the balance part is fed through a heat exchanger, where it is heated to 200 ^° C. in distillation column 6, where, under a pressure of 0.2 MPa, stable catalysis is separated with the release of a gasoline fraction (fr. 35-195 ^o C) and a residual fraction (fr.> 185 ^o C). From the top of distillation column 6 at a temperature of 140 ^o C, gasoline vapors are taken, which are cooled and condensed in a condenser and sent to a reflux tank, from which part of the gasoline is supplied to column 6 as cold irrigation, and the balance part is removed from the unit as the target product of unleaded high-octane gasoline VII. The bottom of the column 6 at a temperature of 220 ^o C select the residual fraction of catalysis, which is partially directed through the heater, where it is heated to a temperature of 240 ^o C, in the column 8 as a "hot stream", and the balance part is fed to the heat exchanger for cooling, and then removed with Installation as a by-product VIII.

Выделяемые в сепараторах углеводородные газы III и V или отводят с установки в качестве продуктов, или используют на ней полностью или частично в качестве топливного газа для энергообеспечения установки. The hydrocarbon gases III and V released in the separators are either removed from the installation as products, or used on it in whole or in part as fuel gas for energy supply of the installation.

При работе РБ-1 в режиме цеоформинга получения бензина, РБ-2 работает в режиме регенерации ранее закоксованного катализатора, заключающегося в регулируемом выжиге коксовых отложений регенерирующим газом с определенным содержанием кислорода. Регенерирующий газ IX подают в РБ-2, первоначально в трубное пространство испарителя-перегревателя 2/2, где нагревают до температуры 380^oC, а затем в трубное пространство реактора 1/2, где при температуре 500-540^oC происходит процесс регенерации катализатора. После реактора отработанные газы регенерации Х сбрасывают на "свечу" или в дымовую трубу.When RB-1 is operating in the gas-forming mode of gasoline production, RB-2 operates in the regeneration mode of a previously coked catalyst, which consists in controlled burning of coke deposits with regenerating gas with a certain oxygen content. The regenerating gas IX is fed to RB-2, initially to the pipe space of the 2/2 superheater-superheater, where it is heated to a temperature of 380 ^o C, and then to the pipe space of the reactor 1/2, where the catalyst regenerates at a temperature of 500-540 ^o C . After the reactor, the exhaust gases of regeneration X are discharged onto a “candle” or into a chimney.

Поддержание температурных режимов работы катализатора в реакторах 1/1, 1/2 и нагрев подаваемых в трубные пространства испарителей-перегревателей 2/1, 2/2 материальных потоков (сырье, регенерирующий газ) в каждом реакторном блоке обеспечивают за счет подачи в них по газоходам 4 газового теплоносителя XIII, который получают путем смешения в определенном соотношении в смесительных камерах теплогенераторов 3/1, 3/2 высокотемпературных дымовых газов, образующихся в теплогенераторах при сжигании топливного углеводородного газа XII и воздуха XI, подаваемого воздуходувками 11. Рабочий газовый теплоноситель XIII из теплогенераторов 3/1, 3/2 по газоходам 4 поступает первоначально в межтрубные пространства реакторов 1/1, 1/2, а затем по газоходам 4 в межтрубные пространства испарителей-перегревателей 2/1, 2/2, после которых отработанный теплоноситель XIV сбрасывают на дымовую трубу. Maintaining the temperature conditions of the catalyst in reactors 1/1, 1/2 and heating the material flows (raw materials, regenerating gas) in each reactor block are provided to the pipe spaces of the evaporator-superheaters 2/1, 2/2 of the material flows by supplying them through the flues 4 gas coolant XIII, which is obtained by mixing in a certain ratio in the mixing chambers of the heat generators 3/1, 3/2 of the high-temperature flue gases generated in the heat generators during the combustion of fuel hydrocarbon gas XII and air XI, by blowers 11. The working gas coolant XIII from heat generators 3/1, 3/2 through the flues 4 enters initially into the annular spaces of the reactors 1/1, 1/2, and then through the flues 4 into the annular spaces of the evaporator-superheaters 2/1, 2 / 2, after which the spent coolant XIV is dumped onto the chimney.

На стадии цеоформинга стадии получения бензина, поддержание температурного режима катализатора в реакторе путем подвода дополнительного количества тепла к катализатору (для компенсации падения температуры процесса вследствие протекания химических реакций с эндотермическим тепловым эффектом) обеспечивают подачей в межтрубное пространство реактора газового теплоносителя с температурой 500- 600^oC. На стадии регенерации катализатора поддержание температурного режима катализатора путем отвода избыточного количества тепла (для предотвращения роста температуры реакции вследствие химического выделения тепла, вызванного экзотермическим тепловым эффектом реакции) обеспечивают подачей в межтрубное пространство реактора газового теплоносителя с температурой 400-500^oC.At the stage of zeoforming, the stages of producing gasoline, maintaining the temperature of the catalyst in the reactor by supplying additional heat to the catalyst (to compensate for the drop in the process temperature due to chemical reactions with an endothermic thermal effect), provide gas coolant with a temperature of 500-600 ^o C to the annular space of the reactor . At the stage of catalyst regeneration, maintaining the temperature of the catalyst by removing excess heat (to prevent In order to increase the reaction temperature due to the chemical evolution of heat caused by the exothermic thermal effect of the reaction), a gas coolant with a temperature of 400-500 ^o C. is supplied into the annulus of the reactor.

В результате переработки прямогонной бензиновой фракции с октановым числом 57 ММ на описанной установке указанным способом из исходного сырья получают, мас. высокооктановой бензиновой фракции 35-195^oC 60,7; остаточной фракции > 180^oC 2,8; углеводородных газов 36,5% Бензиновая фракция имеет октановые числа 85,4 ММ и 93,8 ИМ и содержит 8,1 мас. н-парафинов, 41,3% изопарафинов и нафтенов, 50,6% ароматических углеводородов C₆-C₁₀ (в т.ч. C₆ 3,5; С₇ 14,6; C₈ 21,6; C₉ 10,2; C₁₀ 0,7); суммарный выход ароматических углеводородов 30,7 мас.As a result of processing a straight-run gasoline fraction with an octane rating of 57 MM in the described installation in the indicated manner, wt. high-octane gasoline fraction 35-195 ^o C 60.7; residual fraction> 180 ^° C 2.8; hydrocarbon gases 36.5% The gasoline fraction has an octane rating of 85.4 MM and 93.8 IM and contains 8.1 wt. n-paraffins, 41.3% of isoparaffins and naphthenes, 50.6% of aromatic hydrocarbons C ₆ -C ₁₀ (including C ₆ 3,5; C ₇ 14,6; C ₈ 21,6; C ₉ 10 , 2; C ₁₀ 0.7); total yield of aromatic hydrocarbons 30.7 wt.

Пример 2. Установка каталитического получения высокооктанового бензина содержит технологически обвязанные: ректификационную колонну; теплообменники и подогреватели, холодильники и конденсаторы, сепараторы, емкости, воздуходувку, насосы и реакторный блок, аналогичный реакторным блокам примера 1. В качестве сырья процесса используют метанол-сырец с содержанием воды 7 мас. Example 2. Installation for the catalytic production of high-octane gasoline contains technologically linked: distillation column; heat exchangers and heaters, refrigerators and condensers, separators, containers, a blower, pumps and a reactor block similar to the reactor blocks of Example 1. Raw methanol with a water content of 7 wt.

На установке сырье отбирают насосом из сырьевой емкости и подают через рекуперативный теплообменник, где его нагревают за счет тепла продуктов реакции, в трубное пространство испарителя-перегревателя реакторного блока, где испаряют и перегревают до температуры ≈360^oC, а затем направляют в трубное пространство реактора для контактирования с катализатором. В реакторе при температуре реакции ≈400^oC, давлении 0,2 МПа и весовой скорости подачи сырья ≈2 ч^-1 на стационарном слое цеолитсодержащего катализатора ИК-28 происходит превращение сырья (метанола) в углеводороды и воду. Продукты реакции частично охлаждают в рекуперативном теплообменнике за счет исходного сырья, дохолаживают и конденсируют в холодильнике-конденсаторе и направляют в трехфазный сепаратор для разделения газообразных продуктов реакции, жидких углеводородов (катализата) и воды. Воду из трехфазного сепаратора отбирают с нижнего слоя и отводят с установки.At the installation, the raw material is taken by the pump from the raw material tank and fed through a recuperative heat exchanger, where it is heated due to the heat of the reaction products, into the tube space of the evaporator-superheater of the reactor block, where it is evaporated and superheated to a temperature of ≈360 ^o C, and then sent to the tube space of the reactor for contacting the catalyst. In the reactor at a reaction temperature of ≈400 ^o C, a pressure of 0.2 MPa and a weight feed rate of ≈2 h ^-1 on a stationary layer of zeolite-containing catalyst IK-28, the conversion of raw materials (methanol) to hydrocarbons and water occurs. The reaction products are partially cooled in a recuperative heat exchanger due to the feedstock, refrigerated and condensed in a refrigerator-condenser and sent to a three-phase separator to separate the gaseous reaction products, liquid hydrocarbons (catalyzate) and water. Water from a three-phase separator is taken from the bottom layer and removed from the installation.

Жидкие углеводородные продукты реакции (катализат) из трехфазного сепаратора отбирают насосом с верхнего слоя и подают через пароподогреватель в ректификационную колонну. С верха колонны отбирают парогазовую смесь, которую охлаждают в холодильнике и направляют в сепаратор для отделения углеводородных газов от бензина. Углеводородные газы из сепаратора отводят с установки, часть бензина из сепаратора подают в ректификационную колонну в качестве орошения, а балансовую часть бензина дохолаживают в холодильнике и отводят с установки в качестве целевого продукта неэтилированного высокооктанового бензина. Низом ректификационной колонны отбирают остаточную фракцию катализата (фр. > 185^oC), которую частично направляют через подогреватель в колонну 8 в качестве "горячей струи", а балансовую часть охлаждают в холодильнике и отводят с установки в качестве побочного продукта.Liquid hydrocarbon reaction products (catalysis) from a three-phase separator are selected by a pump from the upper layer and fed through a steam heater to a distillation column. A vapor-gas mixture is taken from the top of the column, which is cooled in the refrigerator and sent to a separator to separate hydrocarbon gases from gasoline. Hydrocarbon gases from the separator are removed from the unit, part of the gasoline from the separator is fed to the distillation column as irrigation, and the balance part of gasoline is refrigerated and removed from the unit as the target product of unleaded high-octane gasoline. The bottom fraction of the distillation column selects the residual fraction of catalysis (fr.> 185 ^o C), which is partially sent through the heater to column 8 as a "hot stream", and the balance part is cooled in the refrigerator and removed from the installation as a by-product.

После потери активности катализатора вследствие его закоксовывания (через 400-500 ч работы) осуществляют регенерацию катализатора аналогично примеру 1. After the loss of activity of the catalyst due to its coking (after 400-500 hours of operation), the catalyst is regenerated as in Example 1.

Обеспечение нагрева подаваемых в трубное пространство испарителя-перегревателя материальных потоков (сырье, регенерирующий газ), а также поддержание температурного режима катализатора в реакторе путем отвода избыточного количества тепла (для предотвращения роста температуры реакции вследствие химического выделения тепла, вызванного экзотермическими тепловыми эффектами реакций и на стадии превращения метанола и на стадии регенерации катализатора) осуществляют аналогично примеру 1. Температура подаваемого в межтрубное пространство реактора газового теплоносителя ≈380^oC на стадии превращения метанола и 400-500^oC на стадии регенерации катализатора.Ensuring the heating of material flows supplied to the tube space of the evaporator-superheater (raw materials, regenerating gas), as well as maintaining the temperature of the catalyst in the reactor by removing excess heat (to prevent the reaction temperature from rising due to chemical evolution of heat caused by the exothermic thermal effects of the reactions and at the stage methanol conversion and at the stage of catalyst regeneration) is carried out analogously to example 1. The temperature supplied to the annulus reactor coolant gas ≈380 ^o C in step conversion of methanol and 400-500 ^o C to a catalyst regeneration step.

В результате переработки метанола-сырца на описанной установке указанным способом, из исходного сырья в целом получают, мас. воды 47,7; углеводородных газов 19,1; остаточной фракции > 185^oC 1,7; высокооктановой бензиновой фракции 35-195^oC 31,5 (в т.ч. ароматических углеводородов C₆-C₁₀ 18,5). Выход на углеводородные продукты, мас. углеводородных газов 36,6; остаточной фракции 3,2; высокооктановой бензиновой фракции 60,2 (в т.ч. ароматических углеводородов 36,2). Бензиновая фракция содержит 1,8 мас. н-парафинов, 39,5% изопарафинов и нафтенов, 58,7% ароматических углеводородов C₆-C₁₀ (в т.ч. C₆ 0,8; C₇ 11,5; C₈ 23,2; C₉ 15,1; C₁₀ 8,1) и имеет октановые числа 86 ММ и 95 ИМ.As a result of the processing of crude methanol in the described installation in this way, from the feedstock as a whole get, wt. water 47.7; hydrocarbon gases 19.1; residual fraction> 185 ^° C 1.7; high-octane gasoline fraction 35-195 ^o C 31.5 (including aromatic hydrocarbons C ₆ -C ₁₀ 18.5). The output of hydrocarbon products, wt. hydrocarbon gases 36.6; residual fraction 3.2; high-octane gasoline fraction 60.2 (including aromatic hydrocarbons 36.2). The gasoline fraction contains 1.8 wt. n-paraffins, 39.5% of isoparaffins and naphthenes, 58.7% of aromatic hydrocarbons C ₆ -C ₁₀ (including C ₆ 0.8; C ₇ 11.5; C ₈ 23.2; C ₉ 15 , 1; C ₁₀ 8.1) and has octane numbers of 86 MM and 95 IM.

Пример 3. Установка каталитического получения высокооктановых бензиновых фракций и ароматических углеводородов C₆-C₁₀ содержит технологически обвязанные: теплообменник, холодильник-конденсатор, емкость-сепаратор, компрессор, воздуходувки и два реакторных блока РБ-1, РБ-2, аналогичные реакторным блокам примера 1. В качестве сырья установки используют пропан-пропиленовую фракцию, содержащую C₃H₈ 25% C₃H₆ 75 мас.Example 3. The installation for the catalytic production of high-octane gasoline fractions and aromatic hydrocarbons C ₆ -C ₁₀ contains technologically connected: a heat exchanger, a refrigerator-condenser, a capacity separator, a compressor, blowers and two reactor units RB-1, RB-2, similar to the reactor blocks of the example 1. As a plant feed, a propane-propylene fraction containing C ₃ H ₈ 25% C ₃ H ₆ 75 wt.

Сырье подают компрессором первоначально в теплообменник, где подогревают за счет тепла продуктов реакции, а затем в реакторный блок РБ-1, первоначально в трубное пространство перегревателя, а затем в трубное пространство реактора для контактирования с цеолитсодержащим катализатором ИК-30-1. При этом РБ-2 работает в режиме регенерации катализатора. The feed is supplied by the compressor initially to the heat exchanger, where it is heated by the heat of the reaction products, and then to the RB-1 reactor unit, initially to the tube space of the superheater, and then to the tube space of the reactor for contact with the IK-30-1 zeolite-containing catalyst. In this case, RB-2 operates in the regeneration mode of the catalyst.

В трубном пространстве реактора, при температуре реакции ≈400^oC, давлении 0,5 МПа и весовой скорости подачи сырья 3 ч^-1 на стационарном слое катализатора происходит превращение сырья с образованием продуктов реакции следующего состава, мас. H₂ 0,1; парафины C₁ 0,1; C₂ 1,2; C₃ 46,8; i-C₄ 4,3; n-C₄ 8,2; C₅₊ 3,7; олефины C₂-C₄ 3,4; ароматические C₆ 1,7; C₇ 9,3; C₈ 13,1; C₉ 5,5; C₁₀₊ 2,6.In the tube space of the reactor, at a reaction temperature of ≈400 ^o C, a pressure of 0.5 MPa and a weight feed rate of 3 h ^-1 on a stationary catalyst bed, the feed is converted to form reaction products of the following composition, wt. H ₂ 0.1; paraffins C ₁ 0,1; C ₂ 1,2; C ₃ 46.8; iC ₄ 4.3; nC ₄ 8.2; C ₅₊ 3.7; C ₂ -C ₄ 3.4 olefins; aromatic C ₆ 1.7; C ₇ 9.3; C ₈ 13.1; ₉ C 5.5; C ₁₀₊ 2.6.

После реактора продукты контактирования подают в теплообменник, где частично охлаждают за счет сырья, дохолаживают и конденсируют в холодильнике-конденсаторе и подают в емкость-сепаратор для отделения газообразных углеводородов от жидкого катализата бензиновой фракции (фр. н.к. 220^oC), являющейся целевым продуктом установки.After the reactor, the contact products are fed to a heat exchanger, where they are partially cooled by raw materials, refrigerated and condensed in a refrigerator-condenser and fed to a separator tank for separating gaseous hydrocarbons from liquid catalyzed gasoline fraction (fr.n.k. 220 ^o C), which target product installation.

После потери каталитической активности катализатора в реакторе РБ-1 вследствие его закоксовывания (после 40-60 ч работы) производят переключение подачи сырья с РБ-1 на РБ-2, в котором осуществляют превращение сырья, а в РБ-1 осуществляют стадию регенерации катализатора аналогично примеру 1. После закоксовывания катализатора в реакторе РБ-2 производят переключение подачи сырья с РБ-2 на РБ-1 и т.д. After the loss of catalytic activity of the catalyst in the RB-1 reactor due to its coking (after 40-60 hours of operation), the feed is switched from RB-1 to RB-2, in which the feed is converted, and in RB-1, the catalyst regeneration stage is carried out similarly Example 1. After coking of the catalyst in the RB-2 reactor, the feed is switched from RB-2 to RB-1, etc.

Обеспечение нагрева подаваемых в трубные пространства перегревателей реакторных блоков материальных потоков (сырье, регенерирующий газ), а также поддержание температурного режима катализатора в реакторах путем отвода избыточного количества тепла (для предотвращения роста температуры реакции вследствие химического выделения тепла, вызванного экзотермическими тепловыми эффектами реакций и на стадии превращения сырья и на стадии регенерации катализатора) осуществляют аналогично примеру 1. Температура подаваемого в межтрубное пространство реактора газового теплоносителя ≈380^oC на стадии превращения сырья и 400-500^oC на стадии регенерации катализатора.Ensuring heating of material flows supplied to the tube spaces of the reactor block superheaters (raw materials, regenerating gas), as well as maintaining the temperature regime of the catalyst in the reactors by removing excess heat (to prevent the reaction temperature from rising due to chemical heat generation caused by the exothermic thermal effects of the reactions and at the stage the conversion of raw materials and at the stage of regeneration of the catalyst) is carried out analogously to example 1. The temperature supplied to the annulus the gas coolant reactor ≈380 ^o C at the stage of conversion of raw materials and 400-500 ^o C at the stage of catalyst regeneration.

В результате переработки на описанной установке пропан-пропиленовой фракции указанным способом образуется, мас. бензиновой фракции 35,9, в т.ч. ароматических углеводородов C₆-C₁₀ 32,2 (в т.ч. C₆ 1,7; C₇ 9,3; C₈ 13,1; C₉ 5,5; C₁₀₊ 2,6). Полученная ароматическая фракция имеет октановое число ОЧ 98 ММ и может быть использована в качестве высокооктанового компонента бензина или как сырье для выделения индивидуальных ароматических углеводородов.As a result of processing on the described installation of the propane-propylene fraction in the specified manner, wt. gasoline fraction 35.9, including aromatic hydrocarbons C ₆ -C ₁₀ 32.2 (including C ₆ 1.7; C ₇ 9.3; C ₈ 13.1; C ₉ 5.5; C ₁₀₊ 2.6). The resulting aromatic fraction has an octane number of OCh 98 MM and can be used as a high-octane component of gasoline or as a raw material for the separation of individual aromatic hydrocarbons.

Claims

1. Installation for the catalytic production of high-octane gasoline fractions and / or aromatic hydrocarbons from raw materials based on hydrocarbons and / or organic oxygen-containing compounds, containing reactor blocks consisting of a heat generator, heat exchangers and a catalytic reactor combined by a gas duct, containing distillation columns and technologically connected with columns and with reactor blocks heating, heat exchange, capacitive, separating technological equipment and devices for forcing an integral supply of liquids and gases, characterized in that each reactor block comprises a heat generator, a shell-and-tube type reactor, and a shell-and-tube heat exchanger, sequentially located along the gas coolant.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the gas coolant in the reactor block is obtained by mixing the flue gases generated in the heat generator with air.