RU2547657C1 - Способ и устройство для гидропроцессинга углеводородов - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу гидропроцессинга углеводородного сырья, включающему: гидрокрекинг первого потока углеводородов в присутствии первого потока водорода и катализатора гидрокрекинга для получения выходящего потока гидрокрекинга; гидроочистку второго потока углеводородов в присутствии второго потока водорода и катализатора гидроочистки для получения выходящего потока гидроочистки; разделение выходящего потока гидроочистки при температуре 121-316°С (250-600°F) на парообразный выходящий поток гидроочистки, содержащий водород, и жидкий выходящий поток гидроочистки; смешивание, по меньшей мере, части указанного парообразного выходящего потока гидроочистки, по меньшей мере, с частью указанного выходящего потока гидрокрекинга для получения смеси; и фракционирование, по меньшей мере, части указанной смеси. Изобретение также относится к устройству для гидропроцессинга углеводородов. Предлагаемое изобретение позволяет получить моторное (дизельное) топливо с низким содержанием серы. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Description

Притязание на приоритет предшествующей национальной заявки

Настоящая заявка притязает на приоритет заявок US 61/487,012, поданной 17 мая 2011 г. и US 13/168,052; 13/168,078; 13/167,945 и 13/167,979, все поданные 24 июня 2011 г.

Область техники, к которой относится изобретение

Область техники, к которой относится изобретения, является гидропроцессинги двух потоков углеводородов.

Известный уровень техники

Гидропроцессинг может включать процессы, которые превращают углеводороды в присутствии катализатора гидропроцессинга и водорода в более ценные продукты. Гидрокрекинг является процессом гидропроцессинга, в котором углеводороды расщепляются в присутствии водорода и катализатора гидрокрекинга до углеводородов с меньшей молекулярной массой. В зависимости от требуемого выхода зона гидрокрекинга может включать один или несколько слоев одного и того же или разных катализаторов. Гидрокрекинг это процесс, используемый для крекинга углеводородного сырья, такого как вакуумный газойль (VGO), до дизельного топлива, включающего керосин и автомобильное моторное топливо.

Мягкий гидрокрекинг обычно используется в технологической схеме до крекинга с псевдоожиженным катализатором (FCC) или другой технологической установки для улучшения качества непрореагировавшей нефти, которая может быть подана в следующую далее по технологической схеме установку, при превращении части сырья в более легкие продукты, такие как дизельное топливо. Поскольку мировой спрос на дизельное моторное топливо растет по сравнению с бензином, мягкий гидрокрекинг рассматривается в качестве средства для изменения перечня продуктов в пользу дизельного топлива за счет бензина. Мягкий гидрокрекинг может работать в менее жестких условиях, чем частичный или полный гидрокрекинг, чтобы сбалансировать производство дизельного топлива установкой FCC, которая в основном используется для производства лигроина. Частичное или полное превращение при гидрокрекинге используется для производства дизельного топлива с меньшим выходом непрореагировавшей нефти, которая может быть подана в установку, расположенную далее по технологической схеме.

Из-за экологических проблем и недавно принятых норм и правил, товарное производство дизельного топлива должно соответствовать все более высоким ограничениям по примесям, таким как сера и азот. Новые правила требуют по существу полного удаления серы из дизельного топлива. Например, требования к дизельному топливу со сверхнизким содержанием серы (ULSD) составляет, как правило, менее 10 г/млн мас. серы.

Процесс гидроочистки является процессом гидрирования для удаления гетероатомов, таких как сера и азот из потоков углеводородов для соответствия техническим условиям на топливо и насыщения олефиновых соединений. Гидроочистка может проводиться при высоком или низком давлении, но обычно выполняется при более низком давлении, чем гидрокрекинг. В таких случаях существует необходимость координации технологических установок, когда они работают при различных давлениях.

В связи с этим существует постоянная потребность в улучшенных способах производства большего количества товарного моторного топлива из углеводородного сырья. Такие способы должны обеспечивать соответствие товарного моторного топлива все более жестким требованиям к продукции.

Краткое изложение существа изобретения

В способе осуществления настоящее изобретение включает способ гидропроцессинга углеводородов, включающий гидропроцессинг первого потока углеводородного сырья в присутствии первого потока водорода и катализатора гидроочистки для получения выходящего потока гидропроцессинга. Второй поток углеводородов подвергают гидроочистке в присутствии второго потока водорода и катализатора гидроочистки для получения выходящего потока гидроочистки. Выходящий поток гидроочистки разделяют при температуре 149-260°С (300-500°F) на парообразный выходящий поток гидроочистки, включающий водород, и жидкий выходящий поток гидроочистки. Парообразный выходящий поток гидроочистки смешивают, по меньшей мере, с частью выходящего потока гидропроцессинга.

В другом осуществлении способа изобретение включает способ получения дизельного топлива, включающий гидрокрекинг потока углеводородного сырья в присутствии первого потока водорода и катализатора гидрокрекинга для получения более низкокипящих углеводородов в выходящем потоке гидрокрекинга. Выходящий поток гидрокрекинга разделяют на парообразный выходящий поток гидрокрекинга, включающий водород, и жидкий выходящий поток гидрокрекинга. Поток дизельного топлива подвергают гидроочистке в присутствии второго потока водорода и катализатора гидроочистки для получения дизельного топлива с низким содержанием серы в выходящем потоке гидроочистки. Выходящий поток гидроочистки разделяют на парообразный выходящий поток гидроочистки, включающий водород, и жидкий выходящий поток гидроочистки. Парообразный выходящий поток гидроочистки смешивают с жидким выходящим потоком гидрокрекинга.

В еще одном осуществлении способа изобретение включает способ получения дизельного топлива, включающий гидрокрекинг потока углеводородного сырья в присутствии первого потока водорода и катализатора гидрокрекинга для получения более низкокипящих углеводородов в выходящем потоке гидрокрекинга. Выходящий поток гидрокрекинга разделяют на парообразный выходящий поток гидрокрекинга, содержащий водород, и жидкий выходящий поток гидрокрекинга. Поток дизельного топлива подвергают гидроочистке в присутствии второго потока водорода и катализатора гидроочистки для получения дизельного топлива с низким содержанием серы в выходящем потоке гидроочистки. Выходящий поток гидроочистки разделяют на парообразный выходящий поток гидроочистки, содержащий водород, и жидкий выходящий поток гидроочистки. Парообразный выходящий поток гидроочистки смешивают с жидким выходящим потоком гидрокрекинга. Парообразный выходящий поток гидроочистки испаряют в поток холодного пара и поток холодной жидкости. Холодный жидкий поток фракционируют в ректификационной колонне в секции фракционирования и подают поток холодного пара, содержащего водород, в реактор гидроочистки.

В осуществлении устройства настоящее изобретение включает устройство для гидропроцессинга углеводородов, включающее реактор гидрокрекинга, связанный с первой линией водорода и первой линией углеводородного сырья для гидрокрекинга потока углеводородного сырья в низкокипящие углеводороды, подаваемые в линию выходящего потока гидрокрекинга. Холодный сепаратор, связанный с реактором гидрокрекинга для создания парообразного выходящего потока гидрокрекинга, содержащего водород, в линии верхнего погона и жидкого выходящего потока гидрокрекинга в линии кубового остатка. Реактор гидроочистки, связанный со второй линией водорода, предназначен для гидроочистки второго потока углеводородного сырья для получения выходящего потока гидроочистки. Теплый сепаратор, связанный с реактором гидроочистки, предназначен для разделения выходящего потока гидроочистки на парообразный выходящий поток гидроочистки, содержащий водород, в линии верхнего погона и жидкого выходящего потока гидроочистки в линии кубового остатка. Линия кубового остатка холодного сепаратора соединена с линией верхнего погона теплого сепаратора.

В другом осуществлении устройства изобретение дополнительно включает устройство для получения дизельного топлива, включающее реактор гидрокрекинга, связанный с первой линией водорода и линией углеводородного сырья для гидрокрекинга потока углеводородного сырья в низкокипящие углеводороды, подаваемые в линию выходящего потока гидрокрекинга. Реактор гидроочистки, связанный со второй линией водорода, предназначен для гидроочистки потока дизельного топлива для получения дизельного топлива с низким содержанием серы в выходящем потоке гидроочистки. Теплый сепаратор, связанный с реактором гидроочистки, предназначен для разделения выходящего потока гидроочистки на парообразный выходящий поток гидроочистки, содержащий водород, в линии верхнего погона и жидкий выходящий поток гидроочистки в линии кубового остатка. Холодный сепаратор, связанный с реактором гидрокрекинга, для создания парообразного выходящего потока гидрокрекинга, содержащего водород, в линии верхнего погона и жидкого выходящего потока гидрокрекинга в линии кубового остатка. Линия кубового остатка холодного сепаратора связана с линией верхнего погона теплого сепаратора.

В еще одном осуществлении устройства изобретение включает устройство производства дизельного топлива, включающее реактор гидрокрекинга, связанный с первой линией водорода и линией углеводородного сырья, для гидрокрекинга потока углеводородного сырья в низкокипящие углеводороды, подаваемые в линию выходящего потока гидрокрекинга. Реактор гидроочистки, связанный со второй линией водорода и реактором гидрокрекинга, предназначен для гидроочистки потока дизельного топлива для получения дизельного топлива с низким содержанием серы в выходящем потоке гидроочистки. Теплый сепаратор, связанный с реактором гидроочистки, предназначен для разделения выходящего потока гидроочистки на парообразный выходящий поток гидроочистки, содержащий водород в линии верхнего погона, и жидкий выходящий поток гидроочистки в линии кубового остатка. Холодный сепаратор, связанный с реактором гидрокрекинга, предназначен для создания парообразного выходящего потока гидрокрекинга, содержащего водород в линии верхнего погона, и жидкого выходящего потока гидрокрекинга в линии кубового остатка. Реактор гидрокрекинга связан с линией верхнего погона холодного сепаратора. Холодный испарительный барабан связан с теплым сепаратором. Холодный испарительный барабан имеет линию верхнего погона для создания потока холодного пара, связанную с реактором гидроочистки, и холодный испарительный барабан имеет линию кубового остатка, связанную с секцией фракционирования.

В другом осуществлении способа изобретение включает гидропроцессинг и процесс гидроочистки, включающий гидропроцессинг первого потока углеводородов в присутствии первого потока водорода и катализатора гидроочистки для получения выходящего потока гидропроцессинга. Второй углеводородный поток подвергают гидроочистке в присутствии второго потока водорода и катализатора гидроочистки для получения выходящего потока гидроочистки. По меньшей мере, часть указанного выходящего потока гидроочистки смешивают, по меньшей мере, с частью указанного выходящего потока гидропроцессинга для получения смеси. По меньшей мере, часть указанной смеси фракционируют.

В другом осуществлении изобретение включает гидрокрекинг и процесс гидроочистки, включающий гидрокрекинг первого углеводородного потока в присутствии первого потока водорода и катализатора гидрокрекинга для получения более низкокипящих углеводородов в выходящем потоке гидрокрекинга. Второй углеводородный поток подвергают гидроочистке в присутствии второго потока водорода и катализатора гидроочистки для получения выходящего потока гидроочистки. Выходящий поток гидроочистки смешивают, по меньшей мере, с частью указанного выходящего потока гидрокрекинга для получения смеси. По меньшей мере, часть указанной смеси фракционируют.

В другом осуществлении способ изобретения включает гидрокрекинг и гидроочистку, включающие гидрокрекинг первого углеводородного потока в присутствии первого потока водорода и катализатора гидрокрекинга для получения более низкокипящих углеводородов в выходящем потоке гидрокрекинга. Выходящий поток гидрокрекинга разделяют в холодном сепараторе для создания парообразного выходящего потока гидрокрекинга, включающего водород, и жидкого выходящего потока гидрокрекинга. Второй углеводородный поток подвергают гидроочистке в присутствии второго потока водорода и катализатора гидроочистки для получения выходящего потока гидроочистки. Жидкий выходящий поток гидрокрекинга и указанный выходящий поток гидроочистки испаряют для создания потока холодного пара и потока холодной жидкости. Парообразный выходящий поток гидрокрекинга возвращают в цикл для создания, по меньшей мере, части первого потока водорода. Поток холодного пара возвращают в цикл для создания, по меньшей мере, части второго потока водорода.

В другом осуществлении устройства изобретение включает устройство гидрокрекинга и гидроочистки, включающее реактор гидрокрекинга, связанный с первой линией водорода и первой линией углеводородного сырья для гидрокрекинга углеводородного потока в низкокипящие углеводороды, подаваемые в линию выходящего потока гидрокрекинга. Реактор гидроочистки связан со второй линией водорода и второй линией углеводородного сырья для гидроочистки потока дизельного топлива для получения выходящего потока гидроочистки в линии выходящего потока гидроочистки. Линия выходящего потока гидроочистки связана с указанной линией выходящего потока гидрокрекинга. Секция фракционирования связана с указанной линией выходящего потока гидроочистки и указанной линией выходящего потока гидрокрекинга.

В другом осуществлении устройства изобретение дополнительно включает устройство гидрокрекинга и гидроочистки, включающее реактор гидрокрекинга, связанный с первой линией водорода и первой линией углеводородного сырья для гидрокрекинга первого потока углеводородного сырья в низкокипящие углеводороды, подаваемые в линию выходящего потока гидрокрекинга. Холодный сепаратор связан с указанной линией выходящего потока гидрокрекинга для разделения указанного выходящего потока гидрокрекинга на парообразный выходящий поток гидрокрекинга, содержащий водород в линии верхнего погона и жидкий выходящий поток гидрокрекинга в линии кубового остатка. Реактор гидроочистки связан со второй линией водорода и второй линией углеводородного сырья для гидроочистки второго потока углеводородного сырья для получения выходящего потока гидроочистки в линии выходящего потока гидроочистки. Линия выходящего потока гидроочистки связана с указанной линией кубового остатка. Секция фракционирования связана с указанной линией выходящего потока гидроочистки и указанным холодным сепаратором.

В другом осуществлении устройства изобретение включает устройство гидрокрекинга и гидроочистки, включающее реактор гидрокрекинга, связанный с первой линией водорода и первой линией углеводородного сырья для гидрокрекинга первого потока углеводородного сырья в низкокипящие углеводороды, подаваемые в линию выходящего потока гидрокрекинга. Холодный сепаратор связан с указанной линией выходящего потока гидрокрекинга для разделения указанного выходящего потока гидрокрекинга на парообразный выходящий поток гидрокрекинга, содержащий водород в линии верхнего погона, и жидкий выходящий поток гидрокрекинга в линии кубового остатка. Первая линия водорода связана с указанной линией верхнего погона. Реактор гидроочистки связан со второй линией водорода и второй линией углеводородного сырья для гидроочистки второго потока углеводородного сырья для получения выходящего потока гидроочистки в линии выходящего потока гидроочистки. Испарительный барабан связан с указанной линией выходящего потока гидроочистки и указанной линией жидкого выходящего потока гидрокрекинга для создания потока холодного пара в линии верхнего погона и потока холодной жидкости в линии кубового остатка. Вторая линия водорода связана с указанной линией верхнего погона.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет упрощенную схему технологического процесса осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет упрощенную схему технологического процесса альтернативного осуществления настоящего изобретения.

Определения

Термин "соединение" означает, что поток материала технологически возможен между перечисленными компонентами.

Термин "соединение далее по технологической схеме" означает, что, по меньшей мере, часть материала текущего к объекту, связанному далее по технологической схеме, технологически может вытекать из объектов, с которыми он связан.

Термин "предшествующее соединение по технологической схеме" означает, что, по меньшей мере, часть материала, текущего от объекта, связанного выше по технологической схеме, технологически может течь в объект, с которым он связан.

Термин "колонна" означает ректификационную колонну или колонны для выделения одного или нескольких компонентов с различной летучестью. Если не указано иное, каждая колонна включает холодильник наверху колонны для конденсации и возвращения части флегмы в верхнюю часть колонны и повторного испарения в нижней части колонны и возвращения части кубового остатка в нижнюю часть колонны. Входящий поток колонны может быть предварительно нагрет. Верхнее давление это давление пара верхнего погона на выходе пара из колонны. Нижняя температура является температурой жидкости на выходе куба. Линии верхнего погона и линии кубового остатка относятся к чистым линиям колонны далее по технологической схеме отбора флегмы или повторного испарения в колонне.

В соответствии с использованием в описании термин "истинная точка кипения" (ТВР) означает метод испытания для определения температуры кипения материала, который соответствует стандарту ASTM D2892 по производству сжиженного газа, дистиллятных фракций и кубового остатка стандартизированного качества, которым могут быть получены аналитические данные и определены выходы вышеуказанных фракций по массе и объему, по которым строится график зависимости % масс. дистиллята от температуры с использованием колонны с пятнадцатью теоретическими тарелками с флегмовым числом 5:1.

В соответствии с использованием в описании термин "превращение" означает превращение сырья в материал, который кипит при температуре кипения или ниже диапазона кипения дизельного топлива. Граница кипения фракции дизельного топлива находится в диапазоне 343-399°C (650-750°F) по методу дистилляции ТВР.

В соответствии с использованием в описании термин "диапазон кипения дизельного топлива" означает углеводороды, кипящие в диапазоне 132-399°C (270-750°F) с использованием метода дистилляции ТВР.

В соответствии с использованием в описании термин "сепаратор" означает емкость, которая имеет ввод и, по меньшей мере, вывод верхнего погона и вывод кубового остатка и также может иметь нижний вывод водного потока из отстойника сепаратора. Испарительный барабан представляет тип сепаратора, который может быть связан с сепаратором далее по технологической схеме, который может работать при более высоком давлении.

Осуществление изобретения

Реакторы мягкого гидрокрекинга работают в условиях низкой жесткости и, следовательно, с низкой конверсией. Дизельное топливо, получаемое мягким гидрокрекингом не достаточно высокого качества для удовлетворения действующим техническим условиям на топливо, в частности, по сере. В результате дизельное топливо, получаемое мягким гидрокрекингом, должно быть переработано в установке гидроочистки, чтобы его можно было добавлять в готовое дизельное топливо. Во многих случаях привлекательной является интеграция установок мягкого гидрокрекинга и гидроочистки для снижения капитальных и эксплуатационных расходов.

Типичная установка гидропроцессинга высокого давления, такая как установка гидрокрекинга или установка гидроочистки высокого давления имеет и холодный сепаратор и холодный испарительный барабан. Часто, но не всегда, имеется горячий сепаратор и горячий испарительный барабан. Обычное устройство гидроочистки имеет только холодный сепаратор. Холодный сепаратор может работать при более низкой температуре для получения оптимального разделения водорода для использования в качестве рециркулирующего газа, но является термически неэффективным, поскольку поток жидкости гидроочистки необходимо подогреть для фракционирования для получения низкого содержания серы в дизельном топливе.

Чтобы избежать этого охлаждения и нагрева без ущерба для отделения водорода, предлагается использовать теплый сепаратор с установкой гидроочистки при рабочих температурах достаточных для сохранения требуемого продукта, такого как дизельное топливо в жидкой фазе. Отделенный жидкий поток может быть направлен теплым на фракционирование для извлечения требуемого продукта. Может потребоваться большой нагрев, чтобы довести этот поток жидкости до температуры фракционирования, но он меньше, чем потребовалась, если было бы использовано холодное разделение. Пар из этого теплого сепаратора может быть смешан, по меньшей мере, с частью выходящего потока гидропроцессинга. В одном аспекте пар теплого сепаратора может быть направлен в холодный испарительный барабан, где смешивание снижает температуру до приемлемого уровня для разделения. Если необходимо, может быть добавлен охладитель для дальнейшего снижения температуры. Полученный пар холодного испарительного барабана является рециркулирующим газом для установки гидроочистки. В сущности, установка гидропроцессинга и гидроочистки совместно используют холодный испарительный барабан, который становится холодным сепаратором для установки гидроочистки.

Устройство и способ 8 гидропроцессинга углеводородов включают секцию 10 компримирования, установку 12 гидропроцессинга, установку 14 гидроочистки и секцию 16 фракционирования. Первое углеводородное сырье сначала подают в установку 12 гидропроцессинга, которая может быть установкой 12 гидрокрекинга, которая превращает сырье в низкокипящие углеводороды, которые могут включать дизельное топливо. Выходящий поток гидроочистки фракционируют в секции 16 фракционирования. Второй поток углеводородного сырья подают в установку 14 гидроочистки, чтобы создать выходящий поток гидроочистки. Поток дизельного топлива, полученный в секции 16 фракционирования, может быть вторым потоком углеводородного сырья, который подвергают гидроочистке для получения дизельного топлива с низким содержанием серы.

Секция 10 компримирования может быть выполнена с возможностью создания двух потоков подпитки водорода при различных давлениях. В этом устройстве промежуточного компримирования секции 10 компримирования поток подпитки водорода в линии 20 подпитки водорода подают в первый компрессор 22, связанным с последующей линией 20 подпитки водорода, чтобы повысить давление потока подпитки водорода и создания первого потока подпитки сжатого водорода в линии 24. Первый компрессор 22 является стадией компримирования, которая может представлять серию компрессоров.

Разделение 26 далее по технологической схеме первым компрессором 22 на первой линии 24 подпитки сжатого водорода позволяет первую часть подпитки сжатого водорода подавать в первую линию 28 разделения и вторую часть подпитки сжатого водорода подавать во вторую линию 30 разделения. Вторую часть первой подпитки сжатого водорода во второй линии 30 разделения направляют в установку 14 гидроочистки.

Первая часть подпитки сжатого водорода в первой линии 28 разделения может быть дополнительно компримирована вторым компрессором 32 для создания второго сжатого потока подпитки во второй линии 34 подпитки сжатого водорода. Второй компрессор 32 является стадией компримирования, которая может представлять серию компрессоров. Второй компрессор 32 связан далее по технологической схеме с первой линией 28 разделения и первым компрессором 22. Второй сжатый поток подпитки в линии 34 может быть соединен посредством первого потока рециркулирующего водород в линии 36 для создания первого потока водорода гидропроцессинга в первой линии 38 водорода. Первая линия 38 водорода связана далее по технологическому потоку со второй линией 34 сжатого водорода, двумя компрессорами 22 и 32 и первым потоком рециркулирующего водорода в линии 36. Устройство промежуточного компримирования предусматривает второй поток 34 подпитки сжатого водорода для подачи в секцию 12 гидропроцессинга при более высоком давлении, чем второй части потока подпитки сжатого водорода во второй линии 30 разделения.

Предусмотрены другие схемы компримирования. Например, поток подпитки сжатого водорода во второй линии 30 разделения может быть дополнен или вытеснен третьим потоком подпитки водорода в линии 31, что может обеспечить более низкую чистоту водорода, который является достаточно чистым для установки 14 гидроочистки. Также предполагается, что вторая линия 30 разделения быть расположена после второго компрессора 32 по технологической схеме и в этом случае установка 12 гидропроцессинга и установка 14 гидроочистки будут работать при почти одинаковом давлении.

Первый поток сырья углеводородов может быть введен в линию 40 возможно через компенсационный резервуар, который не показан. Первая линия 38 водорода может соединять первый поток углеводородного сырья с линией 40 для создания потока сырья первого гидропроцессинга в линии 42. В одном аспекте способ и устройство являются особенно подходящими для гидропроцессинга углеводородного сырья. Примеры углеводородного сырья включают углеводородные потоки, включающие компоненты, кипящие выше 288°C (550°F), такие как атмосферный газойль, VGO вакуумный газойль, деасфальтированный, вакуумный и атмосферный кубовые остатки, дистиллят коксования, прямогонные дистилляты, нефти деасфальтированные растворителем, продукты пиролиза нефти, высококипящие синтетические масла, рецикловый газойль, продукты гидрокрекинга, дистилляты каталитического крекинга и т.п. Это углеводородное сырье может содержать 0,1-4% масс. серы.

Подходящим углеводородным сырьем является VGO или другая углеводородная фракция, включающая, по меньшей мере, 50% масс. и обычно, по меньшей мере, 75% масс., его компонентов, кипящих при температуре выше 399°C (750°F). Типичный VGO обычно имеет интервал температур кипения между 315°C (600°F) и 565°C (1050°F).

Гидропроцессинг, который происходит в установке гидропроцессинга, может быть гидрокрекингом или гидроочисткой. Гидрокрекинг относится к процессу, в котором углеводороды расщепляются в присутствии водорода на углеводороды с более низкой молекулярной массой. Гидропроцессинг, который происходит в установке гидропроцессинга, также может быть гидроочисткой. Гидроочистка, которая может происходить в установке 12 гидропроцессинга, будет описана ниже со ссылкой на установку 14 гидроочистки. В любом случае, давление в установке 12 гидропроцессинга может быть выше, чем в установке 14 гидроочистки. Гидрокрекинг является предпочтительным процессом в установке 12 гидропроцессинга. Следовательно, термин "гидропроцессинг" в описании будет включать термин "гидрокрекинг" и термин "гидроочистка".

Реактор 46 гидропроцессинга, который может быть реактором 46 гидрокрекинга, связан далее по технологической схеме с одним или несколькими компрессорами 22 и 32 на линии 20 подпитки водорода, первой линией 28 разделения и первой линией 40 углеводородного сырья. Может быть проведен теплообмен первого потока углеводородного сырья гидропроцессинга в линии 42 с выходящим потоком гидропроцессинга, который может быть выходящим потоком гидрокрекинга в линии 48 выходящего потока гидропроцессинга, который может быть выходящим потоком гидрокрекинга в линии 48 выходящего процесса гидропроцессинга и дополнительно нагрет в пламенном нагревателе до входа в реактор 46 гидрокрекинга, который может служить для гидрокрекинга углеводородного потока в низкокипящие углеводороды.

Реактор 46 гидропроцессинга может включать один или несколько сосудов, несколько слоев катализатора в каждом сосуде и различные комбинации катализатора гидроочистки и катализатора гидрокрекинга в одном или нескольких сосудах. В некоторых аспектах реакция гидрокрекинга может обеспечить общее превращение, по меньшей мере, 20% об. и обычно более 60% об. углеводородного сырья в продукты, кипящие ниже точки кипения дизельного погона. Реактор 46 гидропроцессинга может работать при частичном превращении более 50% об. или полном превращении, по меньшей мере, 90% об. сырья относительно общего превращения. Полная конверсия является эффективной для максимального выхода дизельного топлива. Первый сосуд или слой может включать катализатор гидроочистки для насыщения, деметаллизации, десульфурации или деазотирования сырья гидрокрекинга.

Реактор 46 гидропроцессинга может работать в условиях мягкого гидрокрекинга. Условия мягкого гидрокрекинга обеспечивают 20-60% об., предпочтительно 20-50% об. полного превращения углеводородного сырья в продукт с точкой кипения ниже точки кипения дизельного погона. В мягком гидрокрекинге продукты превращения преимущественно являются дизельным топливом. В процессе мягкого гидрокрекинга, катализатор гидроочистки имеет такую же или большую роль в превращении, чем катализатор гидрокрекинга. Превращение, обеспечиваемое катализатором гидроочистки, может быть значительной частью общего превращения. Если реактор 46 гидропроцессинга предназначен для мягкого гидрокрекинга, предполагается, что в реактор 46 мягкого гидрокрекинга может быть загружен весь катализатор гидроочистки, весь катализатор гидрокрекинга или несколько слоев катализатора гидроочистки и несколько слоев катализатора гидрокрекинга. В последнем случае, слои катализатор гидрокрекинга обычно могут следовать за слоями катализатора гидроочистки. Наиболее типично за тремя слоями катализатора гидроочистки может следовать ноль, один или два слоя катализатора гидрокрекинга.

Реактор 46 гидропроцессинга на фиг.1 имеет четыре слоя в одном сосуде реактора. Если требуется мягкий гидрокрекинг, предполагается, что первые три каталитических слоя включает катализатор гидроочистки и последний слой катализатора включает катализатор гидрокрекинга. Если предпочтительным является частичный или полный гидрокрекинг, то больше слоев катализатора гидрокрекинга может быть использовано в дополнение к количеству слоев, используемых в мягком гидрокрекинге.

В условиях мягкого гидрокрекинга сырье селективно превращается в тяжелые продукты, такие как дизельное топливо и керосин с низким выходом легких углеводородов, таких как лигроин и газ. Давление также является умеренным для ограничения гидрирования кубового продукта до оптимального уровня для последующей обработки.

В одном аспекте, например, если предпочтительным является баланс средних дистиллятов и бензина в продукте превращения, мягкий гидрокрекинг может быть выполнен в первом реакторе 46 гидрокрекинга с катализаторами гидрокрекинга на подложке из аморфного алюмосиликата или малоактивного цеолита в сочетании с одним или несколькими компонентами гидрирования в виде металлов VIII или VIB группы. В другом аспекте, когда значительно более предпочтительным является средний дистиллят в продукте превращения в производстве бензина, частичный или полный гидрокрекинг может быть выполнен в первом реакторе 46 гидрокрекинга, с катализатором, который включает в общем любой кристаллический цеолит в качестве подложки, на которую нанесен металл VIII группы как компонент гидрирования. Дополнительные компоненты гидрирования могут быть выбраны из группы VIB для включения в цеолитную подложку.

Цеолитная подложка крекинга в известном уровне техники иногда относится к молекулярным ситам и, как правило, состоит из диоксида кремния, оксида алюминия и одного или нескольких катионов, таких как натрий, магний, кальций, редкоземельные металлы и т.д. Они также характеризуются порами кристаллов с относительно однородным диаметром от 4 до 14 ангстрем (10^-10 м). Предпочтительно использовать цеолиты с относительно высоким мольным отношением диоксид кремния/оксид алюминия равным 3-12. Пригодные цеолиты, встречающиеся в природе, включают, например, морденит, стильбит, гейландит, ферриерит, дакиардит, шабазит, эрионит и фожазит. Пригодные синтетические цеолиты включают, например, кристаллические типы B, X, Y и L, например, синтетические фожазит и морденит. Предпочтительными цеолитами являются те, которые имеют диаметр пор кристаллов 8-12 ангстрем (10^-10 м), в котором мольное отношение диоксид кремния/оксид алюминия составляет 4-6. Одним примером такого цеолита, попадающего в предпочтительную группу, являются синтетические Y молекулярные сита.

Природные цеолиты обычно находятся в натриевой форме, форме щелочноземельного металла или в смешанной форме. Синтетические цеолиты почти всегда сначала получают в натриевой форме. В любом случае, для использования в качестве подложки катализатора крекинга, предпочтительно, чтобы большая часть или все исходные одновалентные металлы цеолита были заменены ионным обменом поливалентным металлом и/или солью аммония с последующим нагревом для разложения ионов аммония, связанных с цеолитом, оставляя на их месте ионы водорода и/или обменные центры, с которых фактически были удалены катионы дальнейшим удалением воды. В водородной или "декатионизированной" форме Y цеолиты такого типа более конкретно описаны в US 3,130,006.

Цеолиты в смешанной форме поливалентный металл-водород могут быть получены с помощью ионного обмена сначала с солью аммония и затем частичным обратным обменом солью поливалентного металла с последующим прокаливанием. В некоторых случаях, как в случае синтетического морденита, водородная форма может быть получена прямой обработкой кислотой цеолитов в форме щелочных металлов. В одном аспекте предпочтительными подложками катализаторов крекинга является те, которые, по меньшей мере, на 10% и предпочтительно, по меньшей мере, на 20% являются дефицитными по катионам металла, относительно начальной ионообменной емкости. В другом аспекте требуемый и стабильный класс цеолитов является цеолитом, по меньшей мере, с 20% ионообменной емкости занятой ионами водорода.

Активные металлы, используемые в предпочтительных катализаторах гидрокрекинга настоящего изобретения в качестве компонента гидрирования, представляют собой металлы группы VIII, т.е. железо, кобальт, никель, рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платину. Помимо этих металлов и другие активаторы также могут быть использованы в сочетании с ними, включая металлы VTB группы, например, молибден и вольфрам. Количество металлов гидрирования в катализаторе может изменяться в широких пределах. Вообще говоря, может быть использовано любое количество в 0,05-30% масс. В случае благородных металлов они обычно предпочтительно используются в количестве 0,05-2% масс.

Способ инкорпорирования металла гидрирования состоит в приведении в контакт материала подложки с водным раствором подходящего соединения требуемого металла, в котором металл присутствует в катионной форме. После добавления выбранных металла или металлов гидрирования, полученный порошок катализатора фильтруют, высушивают, гранулируют с добавлением смазывающих вещества, связующих и т.п. при необходимости, и прокаливают на воздухе при температуре, например, 371-648°C (700-1200°F) для активирования катализатора и разложения ионов аммония. Альтернативно компонент подложки сначала может быть гранулирован с последующим добавлением компонента гидрирования и активацией прокаливанием.

Вышеуказанные катализаторы могут быть использованы в неразбавленном виде, или порошкообразный катализатор могут быть смешан и совместно гранулирован с другими относительно менее активными катализаторами, разбавителями или связующими, такими как оксид алюминия, силикагель, когели диоксида кремния-оксида алюминия, активированные глины и т.п., в пропорции в пределах 5-90% масс. Эти разбавители могут быть использованы как таковые или они могут содержать незначительную часть добавленных металлов гидрирования, таких как металлы VIB и/или VIII группы. Катализаторы гидрокрекинга активированные дополнительным металлом также могут быть использованы в способе настоящего изобретения, которые включают, например, алюмофосфатные молекулярные сита, кристаллические хромосиликаты и другие кристаллические силикаты. Кристаллические хромосиликаты более полно описаны US 4,363,718.

В одном варианте условия гидрокрекинга могут включать температуру от 290°C (550°F) до 468°C (875°F), предпочтительно 343(650°F) - 435°C (815°F), давление от 4,8 МПа (700 фунтов на квадратный дюйм) до 20,7 МПа (3000 фунтов на квадратный дюйм), часовую объемную скорость жидкости (LHSV) от 1,0 до менее 2,5 ч^-1 и расход водорода 421(2500)-2527 нм³/м³ нефти (15000 кубических футов/баррель). Если требуется мягкий гидрокрекинг, условия могут включать температуру 315(600°F)-441°C (825°F), давление от 5,5 МПа (манометрическое давление) (800 фунтов на квадратный дюйм) до 13,8 МПа (манометрическое давление) (2000 фунтов на квадратный дюйм) или более предпочтительно от 6,9 МПа (манометрическое давление) (1000 фунтов на квадратный дюйм) до 11,0 МПа (манометрическое давление) (1600 фунтов на квадратный дюйм), часовую объемную скорость жидкости (LHSV) 0,5-2 ч^-1, предпочтительно 0,7-1,5 ч^-1 и расход водорода от 421 нм³/м³ нефти (2500 кубических футов/баррель) до 1685 нм³/м³ нефти (10000 кубических футов/баррель).

Выходящий поток гидропроцессинга, который предпочтительно является выходным потоком гидрокрекинга, выходит из реактора 46 гидрокрекинга и подается в линию 48 выходного потока гидропроцессинга. Выходящий поток гидрокрекинга предпочтительно включает первый поток углеводородного сырья, который был подвергнут гидрокрекингу до более низкокипящих углеводородов. Может быть проведен теплообмен выходящего потока гидрокрекинга в линии 48 выходящего потока гидропроцессинга с первым потоком сырья гидропроцессинга в линии 42 и в одном осуществлении может быть охлажден до ввода в холодный сепаратор 50. Холодный сепаратор 50 связан далее по технологической схеме с реактором 46 гидрокрекинга. Холодный сепаратор может работать при 46-63°C (115-145°F) и давлении чуть ниже давления в реакторе 46 гидропроцессинга с учетом падения давления для сохранения водорода и легких газов в верхнем погоне и жидких при нормальных условиях углеводородов в кубе. Холодный сепаратор 50 отделяет выходной поток гидропроцессинга, который может быть выходным потоком гидрокрекинга для создания парообразного выходящего потока гидропроцессинга, который может быть парообразным выходящим потоком гидрокрекинга, содержащего водород в линии 52 верхнего погона и жидкий выходящий поток гидропроцессинга, который может быть жидким выходящим потоком гидрокрекинга в линии 54 кубового остатка. Поскольку линия кубового остатка включает, по меньшей мере, часть выходящего потока гидропроцессинга, который может быть выходящим потоком гидрокрекинга, она считается линией выходящего потока гидропроцессинга, которая может быть линией 48 выходящего потока гидрокрекинга. В холодном сепараторе также имеется отстойник для сбора водной фазы в линии 56. Холодный сепаратор 50 служит для выделения водорода из выходящего потока гидропроцессинга в линии 48 выходящего потока гидропроцессинга для возвращения в цикл в реактор 46 гидропроцессинга в линии 52 верхнего погона.

Выходящий парообразный поток гидрокрекинга в линии 52 верхнего погона может быть компримирован компрессором 60 для создания первого потока рециркулирующего водорода в линии 36, который является сжатым парообразным выходящим потоком гидропроцессинга, который может быть парообразным выходящим потоком гидрокрекинга. Перед компримированием газ может быть очищен от примесей, таких как сероводород, но это не показано на фиг.1. Рециркуляционный компрессор 60 может быть связан далее по технологической схеме с реактором 46 гидрокрекинга. Следовательно, первый рециркуляционный компрессор 60 связан далее по технологической схеме с линией 52 верхнего погона холодного сепаратора 50.

В одном осуществлении первый поток рециркулирующего водорода в линии 36 может быть объединен со вторым потоком подпитки сжатого водорода в линии 34 далее по технологической схеме рециркуляционным компрессором 60. Однако, если давление потока рециркулирующего водорода в линии 36 слишком велико, чтобы создать поток подпитки водорода, не увеличивая число компрессоров на линии 20 подпитки водорода, поток подпитки водорода может быть добавлен к парообразному выходящему потоку гидрокрекинга в линии 52 верхнего погона по технологической схеме до рециркуляционного компрессора 60. Однако это приведет к увеличению нагрузки на рециркуляционный компрессор 60 за счет большей производительности.

Первый поток рециркулирующего водорода в линии 36 может быть объединен со вторым потоком подпитки сжатого водорода в линии 34 для создания первого потока водорода в первой линии 38 водорода. Следовательно, первая линия 38 водорода связана далее по технологической схеме с линией 52 верхнего погона холодного сепаратора 50.

По меньшей мере, часть выходящего потока гидрокрекинга в линии выходящего потока 48 гидропроцессинга может быть фракционирована в секции 16 фракционирования, связанной далее по технологической схеме с реактором 46 гидрокрекинга. В одном аспекте жидкий выходящий поток гидрокрекинга в линии 54 кубового остатка может быть фракционирован в секции 16 фракционирования. Разделение в холодном сепараторе в описании не считается фракционированием.

В другом аспекте секция 16 фракционирования может включать холодный испарительный барабан 64. Холодный испарительный барабан может быть любым сепаратором, который разделяет жидкий выходящий поток гидропроцессинга на паровую и жидкую фракции. Жидкий выходящий поток гидрокрекинга в линии 54 может быть смешан с парообразным выходящим потоком гидроочистки из теплой линии 102 верхнего потока и подан в линию 58 объединения для испарения в холодном испарительном барабане 64. В этом аспекте жидкий выходной поток гидрокрекинга в линии 54 кубового остатка объединяют линией 102 верхнего погона. Холодный испарительный барабан может быть связан далее по технологической схеме с линией 54 кубового остатка из холодного сепаратора 50 линией 58 объединения. Холодный испарительный барабан может работать при той же температуре, что и холодный сепаратор 50, но обычно при более низком давлении в диапазоне 2,1-7,0 МПа (манометрическое давление) (300-1000 фунтов на квадратный дюйм) и предпочтительно 4,1-5,5 МПа (манометрическое давление) (600-800 фунтов на квадратный дюйм). Более низкое давление в холодном испарительном барабане способно обеспечить более низкое давление парообразного выходящего потока гидроочистки в линии 102 парообразного выходящего потока гидроочистки.

Холодный испарительный барабан может быть связан далее по технологической схеме с линией 102 верхнего погона теплого сепаратора 100. Парообразный выходящий поток гидроочистки в теплой линии 102 верхнего погона может быть введен в холодный испарительный барабан 64 отдельно от жидкого выходящего потока гидрокрекинга в линии 54 кубового остатка и смешан в холодном испарительном барабане 64. Испарение в холодном испарительном барабане 64 дает холодный поток пара в холодной линии 66 верхнего погона и холодный жидкий поток в линии 68 от испарения жидкого выходящего потока гидрокрекинга и парообразного выходящего потока гидроочистки. Водный поток в линии 56 из отстойника холодного сепаратора также может быть направлен в холодный испаритель 64. Водный поток удаляют из отстойника в холодном испарительном барабане 64 в линии 65. Холодной жидкий поток в линии 68 кубового остатка может быть дополнительно фракционирован в секции 16 фракционирования.

Секция 16 фракционирования может включать отпарную колонну 70 и ректификационную колонну 80. Холодный жидкий поток в линии 68 кубового остатка может быть нагрет и подан в отпарную колонну 70. Холодный жидкий поток, который содержит, по меньшей мере, часть жидкого выходящего потока гидрокрекинга и парообразного выходящего потока гидроочистки могут быть удалены паром из линии 72, для создания потока легких фракций водорода, сероводорода, пара и других газов в линии 74 верхнего погона. Часть потока легких фракций может быть конденсирована и дефлегмирована в отпарной колонне 70. Отпарная колонна 70 может работать при температуре куба 232°C (450°F) - 288°C (550°F) и давлении в верхней части 690 кПа (100 фунтов на квадратный дюйм) - 1034 кПа (манометрическое давление) (150 фунтов на квадратный дюйм). Кубовый поток гидрокрекинга в линии 76 может быть нагрет пламенным нагревателем и подан в ректификационную колонну 80. Таким образом, ректификационная колонна 80 связана далее по технологической схеме с линией 68 кубового остатка холодного испарительного барабана 64.

В ректификационной колонне 80 также может быть удален кубовый остаток гидрокрекинга с паром из линии 82 для создания верхнего погона лигроина в линии 84, потока дизельного топлива вводимого в линию 86 из бокового погона и поток непревращенной нефти в линии 88, которая может быть пригодной для дальнейшей переработки, например, в установке FCC. Поток верхнего погона лигроина в линии 84 может потребовать дальнейшей переработки перед смешиванием в парке бензина. Обычно требуется каталитический риформинг для улучшения октанового числа. Катализатор риформинга часто требует дополнительной десульфуризации лигроина в установке гидроочистки лигроина до риформинга. В одном аспекте лигроин после гидрокрекинга лигроина может быть десульфуризован в интегрированной установке 96 гидроочистки. Также предполагается, что дополнительный боковой погон, который не показан, может быть отобран для создания отдельного потока легкого дизельного топлива или керосина, отобранного выше потока тяжелого дизельного топлива, направляемого в линию 86 дизельного топлива. Следовательно, по меньшей мере, часть выходящего потока гидропроцессинга, который может быть выходящим потоком гидрокрекинга в линии выходящего потока 48 гидропроцессинга, может быть фракционирован для создания потока дизельного топлива в линии 86 дизельного топлива. Второй поток углеводородного сырья может быть создан потоком дизельного топлива в линии 86 дизельного топлива.

Часть верхнего погона лигроина в линии 84 может быть конденсирована и дефлегмирована в ректификационной колонне 80. Ректификационная колонна может работать при температуре куба 288°C (550°F) - 385°C (725°F), предпочтительно 315°C (600°F) - 357°C (675°F) и давлении, близком или равном атмосферному давлению. Часть кубового остатка гидрокрекинга может быть повторно нагрета до кипения и возвращена в ректификационную колонну 80, вместо использования отгонки с паром.

Содержание серы в потоке дизельного топлива в линии 86 уменьшается, но может не соответствовать техническим условиям на низкое содержание серы (LSD), которое составляет менее 50 ч/млн мас. серы, техническим условиям ULSD, которые составляют менее 10 ч/млн мас. серы или другим требованиям. Следовательно, может быть дополнительно проведена заключительная обработка в установке 14 гидроочистки дизельного топлива для соответствия этим требованиям.

Холодный поток пара, содержащего водород в линии 66 холодного верхнего погона может обеспечить водород гидроочистки, необходимый в секции 14 гидроочистки. Второй рециркуляционный компрессор 90 может быть связан далее по технологической схеме с линией 66 пара верхнего погона холодного испарительного барабана 64 и второй линией 30 разделения, подающей вторую часть первого потока подпитки сжатого водорода и/или третьего потока подпитки водорода в линии 31 для компримирования одного, двух или всех этих потоков для создания второго поток водорода во второй линии 92 водорода. Предполагается также, что вторая часть первого потока подпитки сжатого водорода во второй линии 30 разделения и/или третьего потока подпитки водорода в линии 31 соединяются с линией 66 холодного верхнего погона по технологической схеме после второго рециркуляционного компрессора 90. Вторая линия 92 водорода может быть связана далее по технологической схеме с дополнительными линиями 31 водорода. Перед компримированием поток пара в линии 66 верхнего погона может быть очищен от примесей, таких как сероводород, но это не показано на фиг.1.

Второй поток водорода во второй линии 92 водорода может соединиться со вторым потоком углеводородного сырья в линии 86 для создания потока 94 сырья гидроочистки. Поток дизельного топлива в линии 86 также может быть смешан с дополнительным сырьем, которое не показано. Альтернативно второй поток углеводородного сырья может быть обеспечен независимым потоком углеводородного сырья, а не потоком дизельного топлива в линии 86. Может быть проведен теплообмен потока 94 сырья гидроочистки с выходящим потоком гидроочистки в линии 98 выходящего потока гидроочистки, с последующим нагревом в пламенном нагревателе и подачей в реактор 96 гидроочистки. Следовательно, реактор гидроочистки может быть связан далее по технологической схеме с секцией 16 фракционирования, линией 66 пара верхнего погона холодного испарительного барабана и реактором 46 гидрокрекинга. Таким образом, реактор гидроочистки может быть связан далее по технологической схеме со второй линией 30 разделения, второй линией 92 водорода и второй линией 86 углеводородного сырья. В реакторе 96 гидроочистки проводят гидроочистку второго углеводородного потока, который может быть потоком дизельного топлива, в присутствии потока водорода гидроочистки и катализатора гидроочистки для создания выходящего потока гидроочистки в линии 98 выходящего потока гидроочистки.

Реактор 96 гидроочистки может включать более одного сосуда и несколько слоев катализатора. Реактор 96 гидроочистки на фиг.1 имеет два слоя в одном реакторе. В реакторе 96 гидроочистки, углеводороды с гетероатомами дополнительно проходят деметаллизацию, десульфуризацию и деазотирование. Реактор гидроочистки также может включать катализатор гидроочистки, который подходит для насыщения ароматических соединений, депарафинизации и гидроизомеризации.

Если реактор 46 гидрокрекинга работает в качестве реактора мягкого гидрокрекинга, реактор гидрокрекинга может работать с превращением до 20-60% об. сырья, кипящего выше точки кипения дизельного топлива, для получения продуктов, кипящих в диапазоне кипения дизельного топлива. Следовательно, реактор 96 гидроочистки должен иметь очень низкую степень превращения и в первую очередь осуществлять десульфуризацию при объединении с реактором 46 мягкого гидрокрекинга для удовлетворения техническим условиям по топливу, таким как определяемые ULSD.

Гидроочистка является процессом, в котором водород приводят в контакт с углеводородом в присутствии подходящих катализаторов, которые в первую очередь активны в удалении гетероатомов, таких как сера, азот и металлы из углеводородного сырья. В гидроочистке углеводороды с двойными и тройными связями могут стать насыщенными. Ароматические углеводороды также могут быть превращены в насыщенные. Некоторые процессы гидроочистки специально разработаны для насыщения ароматических соединений. Температура помутнения продукта гидроочистки также может быть уменьшена. Подходящие для использования в настоящем изобретении катализаторы гидроочистки, являются любыми известными обычными катализаторами гидроочистки и включают содержащие, по меньшей мере, один металл VIII группы, предпочтительно железо, кобальт и никель, более предпочтительно кобальт и/или никель и, по меньшей мере, один металл VI группы, предпочтительно молибден и вольфрам, на материале подложки с высокой площадью поверхности, предпочтительно оксиде алюминия. Другие подходящие катализаторы гидроочистки включают цеолитные катализаторы, а также катализаторы из благородных металлов, где благородный металл выбран из платины и палладия. Объем притязаний настоящего изобретения включает более одного типа катализатора гидроочистки, используемого в том же реакторе 96 гидроочистки. Металл группы VIII обычно присутствует в количестве 2-20% масс., предпочтительно 4-12% масс. Металл группы VI обычно присутствует в количестве 1-25% масс., предпочтительно 2-25% масс.

Предпочтительные условия реакции гидроочистки включают температуру 290°C (550°F) - 455°C (850°F), предпочтительно 316°C (600°F) - 427°C (800°F) и более предпочтительно 343°C (650°F) - 399°C (750°F), давление 2,1 МПа (300 фунтов на квадратный дюйм), предпочтительно 4,1-6,9 МПа (600-1000 фунтов на квадратный дюйм), часовую объемную скорость жидкости свежего углеводородного сырья 0,5-4 ч^-1, предпочтительно 1,5-3,5 ч^-1 и расход водорода 168-1011 нм³/м³ нефти (1000-6000 куб.фут/баррель), предпочтительно 168-674 нм³/м³ нефти (1000-4000 куб.фут/баррель) для дизельного сырья с катализатором гидроочистки или комбинацией катализаторов гидроочистки.

Может быть проведен теплообмен выходящего потока гидроочистки в линии 98 выходящего потока гидроочистки с потоком сырья гидроочистки в линии 94. Выходящий поток гидроочистки в линии 98 выходящего потока гидроочистки может быть отделен в теплом сепараторе 100, который связан далее по технологической схеме с реактором 96 гидроочистки. Теплый сепаратор 100 создает парообразный выходящий поток гидроочистки, включающий водород в теплой линии 102 верхнего погона, и жидкий выходящий поток гидроочистки в теплой линии 104 кубового остатка. Парообразный выходящий поток гидроочистки в теплой линии 102 верхнего погона, содержащий водород, может быть смешан, по меньшей мере, с частью выходящего потока гидрокрекинга, подаваемого в линию 48 выходящего потока гидропроцессинга.

Смешивание может быть выполнено перед охлаждением и введением выходящего потока гидрокрекинга в холодный сепаратор 50. В этом случае парообразный выходящий потока гидроочистки в теплой линии 102 верхнего погона отделяют в холодном сепараторе 50. Детали этого осуществления представлены в US 13/076,608 и US 13/076,631, указанные детали включены в настоящее описание ссылкой.

Однако смешивание предпочтительно выполняют на выходе холодного сепаратора 50 и предпочтительно с жидким выходящим потоком гидрокрекинга в линии 54 кубового остатка холодного сепаратора. В этом аспекте линия 54 кубового остатка холодного сепаратора 50 соединена далее по технологической схеме и с теплой линией 102 верхнего погона теплого сепаратора 100. Также предполагается, что смешивание может быть осуществлено в холодном испарительном барабане 64. Холодный испарительный барабан 64 связан далее по технологической схеме с теплым сепаратором теплой линией 102 верхнего погона и холодным сепаратором 50 линией 54 кубового остатка. Следовательно, парообразный выходящий поток гидроочистки в теплой линии 102 верхнего погона смешивают, по меньшей мере, с частью выходящего потока гидропроцессинга, который может быть выходящим потоком гидрокрекинга в линии 48 выходящего потока гидропроцессинга.

Теплый сепаратор 100 может соответствующим образом работать при 121°C (250°F) - 316°C (600°F), предпочтительно 149-260°C (300-500°F). Давление в теплом сепараторе 96 немного ниже давления в реакторе 96 гидроочистки с учетом падения давления. Пар в теплой линии 102 верхнего погона может входить в линию 54 кубового остатка или холодный испарительный барабан 64, потому что его давление ниже рабочего давления гидропроцессинга и давления холодного сепаратора, эквивалентно давлению гидроочистки и давлению теплого сепаратора.

Теплый сепаратор может работать для получения, по меньшей мере, 90% масс. дизельного топлива, предпочтительно, по меньшей мере, 93% масс. дизельного топлива в жидком потоке в теплой линии 104 кубового остатка. Все другие углеводороды и газы поднимаются в парообразном выходящем потоке гидроочистки в теплой линии 102 верхнего погона, которая соединяет жидкий выходящий поток гидрокрекинга в линии 54 кубового остатка, и могут быть переработаны сразу после нагревания до вхождения в холодный испарительный барабан 64. Следовательно, холодный испарительный барабан 64 и, таким образом, второй рециркуляционный компрессор 90 связаны далее по технологической схеме с теплой линией 102 верхнего погона теплого сепаратора 100.

Водород в теплом потоке верхнего погона входит в холодный барабан возможно по линии 54 кубового остатка и испаряется в поток холодного пара в линии 66 верхнего погона, который может быть возвращен в цикл, по меньшей мере, в виде части второй линии 92 водорода и подан в реактор 96 гидроочистки. Следовательно, вторая линия 92 водорода связна далее по технологической схеме с холодной линией 66 верхнего погона.

Холодный испарительный барабан 64 служит для выделения водорода из парообразного выходящего потока гидроочистки в теплой линии 102 верхнего погона для возвращения в цикл в реактор 96 гидроочистки. Холодный поток пара в линии 66 верхнего погона может быть очищен от примесей, таких как сероводород перед компримированием вторым рециркуляционным компрессором 90, но это не обязательно. Рециркуляционный компрессор 90 связан далее по технологической схеме с указанной холодной линией 66 верхнего погона. Соответственно кольцевая линия рециркулирующего газа из секции 12 гидрокрекинга и секции 14 гидроочистки использует отдельные рециркуляционные компрессоры 60 и 90, соответственно.

По меньшей мере, часть жидкого выходящего потока гидроочистки в теплой линии 104 кубового остатка может быть фракционирована в ректификационной колонне, такой как отпарная колонна 110 гидроочистки. Ректификационная колонна 110 может быть связана далее по технологической схеме с теплой линией 104 кубового остатка теплого сепаратора 100. Жидкий поток теплого сепаратора в теплой линии 104 кубового остатка может быть нагрет и подан в отпарную колонну 110. Жидкость теплого сепаратора может быть отделена в отпарной колонне 110 паром из линии 112 для создания потока лигроина и легких фракций в линии 114 верхнего погона. Поток получаемого дизельного топлива извлекают в линии 116 кубового остатка, содержащий менее 50 ч/млн мас. серы, квалификация LSD и предпочтительно менее 10 ч/млн мас. серы, квалификация ULSD. Предполагается, что отпарная колонна 110 может работать в качестве ректификационной колонны с ребойлером, а не с отгонкой паром.

При работе теплого сепаратора 100 при повышенной температуре для удаления большей части углеводородов легче дизельного топлива, отпарная колонна 110 гидроочистки может работать более просто, поскольку она не предназначена для отделения лигроина от легких компонентов и потому, что очень мало лигроина необходимо отделить от дизельного топлива. Кроме того, теплой сепаратор 110 делает возможным совместное использование холодного испарительного барабана 64 с реактором 46 гидрокрекинга и тепло, необходимое для фракционирования в отпарной колонне 110, сохраняется в жидком выходящем потоке гидроочистки.

Фиг.2 иллюстрирует осуществление способа и устройства 8′, которые используют горячий сепаратор 120 для первоначального отделения выходящего потока гидрокрекинга в линии 48′ выходящего потока гидропроцессинга. Многие элементы на фиг.2 имеют такую же конфигурацию, что и на фиг.1 и те же ссылочные номера. Элементы на фиг.2, которые соответствуют элементам на фиг.1, но имеют другую конфигурацию, обозначены теми же ссылочными номерами, что и на фиг.1, но отмечены символом штриха (′).

Горячий сепаратор 120 в секции 12′ гидропроцессинга связан далее по технологической схеме с реактором 46 гидропроцессинга и создает парообразный углеводородный поток в горячей линии 122 верхнего погона и жидкий углеводородный поток в горячей линии 124 кубового остатка. Горячий сепаратор 120 работает при 177°C (350°F) - 343°C (650°F), предпочтительно 232-288°C (450-550°F). Горячий сепаратор может работать при несколько более низком давлении, чем реактор 46 гидропроцессинга с учетом падения давления. Парообразный углеводородный поток в горячей линией верхнего погона 122 может быть объединен с парообразным выходящим потоком гидроочистки в теплой линии 102 верхнего погона из секции 14 гидроочистки и смешан и подан в горячую линию 122 верхнего погона, расположение которых не показано. Предпочтительно парообразный углеводородный поток в горячей линии 122 верхнего погона может быть охлажден до ввода в холодный сепаратор 50′, без объединения с другим потоком. Следовательно, парообразный углеводородный поток может быть разделен в холодном сепараторе 50′ для создания парообразного выходящего потока гидропроцессинга, содержащего водород в линии 52 верхнего погона и жидкий выходящий поток гидропроцессинга в линии 54′ кубового остатка, и который переработан, как описано выше со ссылкой на фиг.1. Холодный сепаратор 50′, таким образом, связан далее по технологической схеме с горячей линией 122 верхнего погона горячего сепаратора 120.

Жидкий углеводородный поток в горячей линии 124 кубового остатка может быть фракционирован в секции 16′ фракционирования. В одном аспекте, по меньшей мере, часть жидкого углеводородного потока в горячей линии 124 кубового остатка может быть объединена с парообразным выходящим потоком гидроочистки в теплой линии 102 верхнего погона из секции 14 гидроочистки и смешана, но это осуществление не показано. В одном аспекте жидкий углеводородный поток совместно с парообразным выходящим потоком гидроочистки из теплой линии 102 верхнего погона, направляемый в горячую линию 124 кубового остатка или без него, может быть испарен в горячем испарительном барабане 130 для создания потока легких фракций в линии 132 верхнего погона и поток тяжелой жидкости в линии 134 кубового остатка. Горячий испарительный барабан 130 может работать при той же температуре, что и горячий сепаратор 120, но при более низком давлении в диапазоне от 2,1 МПа (манометрическое давление) (300 фунтов на квадратный дюйм) до 6,9 МПа (манометрическое давление) (1000 фунтов на квадратный дюйм). Поток тяжелой жидкости в линии 134 кубового остатка может быть дополнительно фракционирован в секции 16′ фракционирования. В одном аспекте поток тяжелой жидкости в линии 134 может быть введен в отпарную колонну 70′ на более низком уровне, чем точка подачи холодного жидкого потока в линии 68 кубового остатка.

В одном осуществлении, показанном на фиг.2, парообразный выходящий поток гидроочистки в теплой линии 102 верхнего погона объединяется с потоком легких фракций в линии 132 верхнего погона и смешивается и подается в объединенную линию 136 верхнего погона. Смесь легких фракций и парообразного выходящего потока гидроочистки может быть охлаждена и присоединена к жидкому выходящему потоку гидрокрекинга в линии 54′ кубового остатка. Присоединенный поток в объединенной линии 58′ может входить в секцию 16′ фракционирования возможно сначала после разделения в холодном испарителе 64. Также предполагается, что парообразный выходящий поток гидроочистки в теплой линии 102 верхнего погона или присоединяется к линии 54′ или вводится в холодный испарительный барабан без предварительного смешивания, но предпочтительно объединяется с потоком легких фракций в линии 132 верхнего погона по технологической схеме до охладителя на линии 136, что обеспечивает возможность охлаждения для улучшения разделения.

Остальные осуществления на фиг.2 могут быть такими же, как описаны на фиг.1 с ранее указанными исключениями.

В описании описаны предпочтительные осуществления настоящего изобретения, включая наилучший вариант осуществления изобретения, известный изобретателям. Следует понимать, что проиллюстрированные осуществления являются только примерами и не должны рассматриваться как ограничивающие объем притязаний изобретения.

Без дальнейших уточнений можно считать, что специалист в данной области техники может, используя предшествующее описание, применить настоящее изобретение в его наиболее полном объеме. Представленные выше предпочтительные конкретные осуществления, таким образом, должны рассматриваться только как иллюстративные, а не ограничивающие остальное раскрытие каким-либо образом.

Выше все температуры приведены в градусах Цельсия и все части и проценты являются массовыми, если не указано иное. Давления приведены на выходе сосуда и, в частности, на выходе паров в сосудах с несколькими выходами.

Из приведенного выше описания специалист в данной области техники легко может определить существенные признаки настоящего изобретения и, не отступая от сущности и объема притязаний изобретения, может выполнить различные изменения и модификации изобретения, чтобы приспособить его к различным применениям и условиям.

Claims (6)

1. Способ гидропроцессинга углеводородного сырья, включающий:
гидрокрекинг первого потока углеводородов в присутствии первого потока водорода и катализатора гидрокрекинга для получения выходящего потока гидрокрекинга;
гидроочистку второго потока углеводородов в присутствии второго потока водорода и катализатора гидроочистки для получения выходящего потока гидроочистки;
разделение выходящего потока гидроочистки при температуре 121-316°С (250-600°F) на парообразный выходящий поток гидроочистки, содержащий водород, и жидкий выходящий поток гидроочистки;
смешивание, по меньшей мере, части указанного парообразного выходящего потока гидроочистки, по меньшей мере, с частью указанного выходящего потока гидрокрекинга для получения смеси; и
фракционирование, по меньшей мере, части указанной смеси.

2. Способ по п.1, дополнительно включающий:
разделение выходящего потока гидроочистки на парообразный выходящий поток гидроочистки, содержащий водород, и на жидкий выходящий поток гидроочистки;
смешивание указанного парообразного выходящего потока гидроочистки с жидким выходящим потоком гидрокрекинга; и
испарение парообразного выходящего потока гидроочистки в холодный поток пара и холодный поток жидкости и фракционирование холодного потока жидкости в ректификационной колонне в секции фракционирования и подачу указанного потока холодного пара, содержащего водород, в указанный реактор гидроочистки.

3. Способ по п.1, дополнительно включающий фракционирование, по меньшей мере, указанной части указанного выходящего потока гидропроцессинга для создания второго углеводородного потока.

4. Способ по п.1, дополнительно включающий разделение выходящего потока гидроочистки на парообразный выходящий поток гидроочистки, содержащий водород, и жидкий выходящий поток гидроочистки и фракционирование, по меньшей мере, части жидкого выходящего потока гидроочистки для создания потока дизельного топлива с низким содержанием серы.

5. Устройство для гидропроцессинга углеводородов, включающее:
реактор гидрокрекинга, связанный с первой линией водорода и первой линией углеводородного сырья, для гидрокрекинга углеводородного потока в низкокипящие углеводороды, направляемые в линию выходящего потока гидрокрекинга;
реактор гидроочистки, связанный со второй линией водорода и второй линией углеводородного сырья для гидроочистки потока дизельного топлива для получения выходящего потока гидроочистки в линии выходящего потока гидроочистки;
причем указанная линия выходящего потока гидроочистки связана с указанной линией выходящего потока гидрокрекинга;
холодный сепаратор, связанный с реактором гидрокрекинга для создания парообразного выходящего потока гидрокрекинга, содержащего водород, в линии верхнего погона и жидкого выходящего потока гидрокрекинга в линии кубового остатка;
теплый сепаратор, связанный с реактором гидроочистки для разделения выходящего потока гидроочистки на парообразный выходящий поток гидроочистки, содержащий водород, в теплой линии верхнего погона и жидкий выходящий поток гидроочистки в теплой линии кубового остатка, причем линия кубового остатка холодного сепаратора соединена с теплой линией верхнего погона теплого сепаратора;
секцию фракционирования, связанную с указанной линией выходящего потока гидрообработки и с указанной линией выходящего потока гидрокрекинга; и
секцию фракционирования, связанную с реактором гидрокрекинга для фракционирования выходящего потока гидрокрекинга и линию дизельного топлива, подающую указанный поток дизельного топлива, получаемый в указанной секции фракционирования, и вторую линию углеводородного сырья, являющейся линией дизельного топлива.

6. Устройство по п.5, дополнительно включающее ректификационную колонну, связанную с теплой линией кубового остатка теплого сепаратора для фракционирования, по меньшей мере, части жидкого выходящего потока гидроочистки для создания потока дизельного топлива с низким содержанием серы.

Images