RU2592693C2 - Method of converting hydrocarbon material containing shale oil, by removal of contaminants, hydroconversion in fluidised bed and fractionation using atmospheric distillation - Google Patents
Method of converting hydrocarbon material containing shale oil, by removal of contaminants, hydroconversion in fluidised bed and fractionation using atmospheric distillation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2592693C2 RU2592693C2 RU2013134384/04A RU2013134384A RU2592693C2 RU 2592693 C2 RU2592693 C2 RU 2592693C2 RU 2013134384/04 A RU2013134384/04 A RU 2013134384/04A RU 2013134384 A RU2013134384 A RU 2013134384A RU 2592693 C2 RU2592693 C2 RU 2592693C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fraction
- oil
- catalyst
- gas oil
- hydrogen
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G65/00—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only
- C10G65/02—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only
- C10G65/12—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including cracking steps and other hydrotreatment steps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/04—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G21/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents
- C10G21/06—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents characterised by the solvent used
- C10G21/12—Organic compounds only
- C10G21/14—Hydrocarbons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G47/00—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
- C10G47/24—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions with moving solid particles
- C10G47/26—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions with moving solid particles suspended in the oil, e.g. slurries
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G67/00—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one process for refining in the absence of hydrogen only
- C10G67/02—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one process for refining in the absence of hydrogen only plural serial stages only
- C10G67/04—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one process for refining in the absence of hydrogen only plural serial stages only including solvent extraction as the refining step in the absence of hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1011—Biomass
- C10G2300/1014—Biomass of vegetal origin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1011—Biomass
- C10G2300/1018—Biomass of animal origin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1033—Oil well production fluids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1074—Vacuum distillates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1096—Aromatics or polyaromatics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
- C10G2300/201—Impurities
- C10G2300/202—Heteroatoms content, i.e. S, N, O, P
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
- C10G2300/30—Physical properties of feedstocks or products
- C10G2300/301—Boiling range
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4006—Temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4012—Pressure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4018—Spatial velocity, e.g. LHSV, WHSV
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4081—Recycling aspects
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/44—Solvents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/02—Gasoline
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/04—Diesel oil
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/06—Gasoil
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
- Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу конверсии углеводородного сырья, содержащего сланцевое масло, в более легкие продукты, которые могут применяться в качестве топлива и/или сырья для нефтехимии. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу конверсии углеводородного сырья, содержащего сланцевое масло, который содержит стадию удаления загрязнений, стадию гидроконверсии очищенного от загрязнений масла в кипящем слое, с последующей стадией фракционирования с помощью атмосферной дистилляции с получением легкой фракции, фракции лигроина и фракции газойля и с получением более тяжелой фракции, чем фракция газойля, и специализированную гидрообработку для каждой из фракций лигроина и газойля. Этот способ делает возможным превращение сланцевых масел в топливную базу очень высокого качества и, более конкретно, характеризуется отличным выходом.The present invention relates to a method for converting shale oil-containing hydrocarbons into lighter products that can be used as fuel and / or petrochemical feedstocks. More specifically, the present invention relates to a method for the conversion of hydrocarbon feeds containing shale oil, which comprises a step for removing contaminants, a step for hydroconversion of the cleaned oil from the contaminants in a fluidized bed, followed by a fractionation step using atmospheric distillation to obtain a light fraction, a naphtha fraction and a gas oil fraction and obtaining a heavier fraction than the gas oil fraction, and specialized hydrotreatment for each of the naphtha and gas oil fractions. This method makes it possible to convert shale oils into a very high quality fuel base and, more specifically, has an excellent yield.
Ввиду высокой неустойчивости цен за баррель и снижения обнаружения обычных областей нефтепродуктов нефтяные компании обращаются в сторону нестандартных источников. Вслед за нефтегазоносными песками и глубоководными областями нефтеносные сланцы, хотя относительно плохо известны, становится все более желанными.Due to the high volatility of prices per barrel and a decrease in the discovery of conventional areas of oil products, oil companies are turning to non-standard sources. Following oil and gas sands and deep-sea areas, oil shales, although relatively poorly known, are becoming increasingly desirable.
Нефтеносные сланцы представляют собой осадочные породы, которые содержат нерастворимое органическое вещество, называемое керогеном. При высокой температуре in situ или ex situ (″перегонка в реторте″) в отсутствии воздуха, при температурах от 400 до 500°C, эти сланцы выделяют масло, сланцевое масло, общего вида, подобного сырой нефти.Oil shales are sedimentary rocks that contain an insoluble organic matter called kerogen. At a high temperature in situ or ex situ (″ distillation in retort ″) in the absence of air, at temperatures from 400 to 500 ° C, these shales give off oil, shale oil, a general form similar to crude oil.
Несмотря на состав, отличный от сырой нефти, сланцевые масла могут стать заменой последней, а также источником химических промежуточных веществ.Despite its composition other than crude oil, shale oils can be a substitute for the latter, as well as a source of chemical intermediates.
Сланцевые масла не могут непосредственно применяться вместо сырой нефти. На самом деле, хотя эти масла имеют сходство с нефтью в некоторых отношениях (например, подобное Н/С отношение), они отличаются по химической природе и намного более высоким уровнем металлических и/или неметаллических примесей, таким образом, делая конверсию этого нестандартного источника намного более сложной, чем нефти. Сланцевые масла имеют, в частности, уровни кислорода и азота, намного более высокие, чем в нефти. Они могут также содержать более высокие концентрации олефинов, серы или соединений металлов (особенно соединений, содержащих мышьяк).Shale oils cannot be directly used in place of crude oil. In fact, although these oils are similar to oil in some respects (for example, a similar H / C ratio), they differ in chemical nature and a much higher level of metallic and / or non-metallic impurities, thus making the conversion of this non-standard source much more complex than oil. Shale oils have, in particular, oxygen and nitrogen levels that are much higher than in oil. They may also contain higher concentrations of olefins, sulfur, or metal compounds (especially compounds containing arsenic).
Сланцевые масла, полученные пиролизом керогена, содержат большое число олефиновых соединений, полученных в результате крекинга, и это приводит к необходимости дополнительного водорода на стадии очистки. Например, бромный индекс, который дает возможность вычисления концентрации по массе олефиновых углеводородов (путем добавления брома к этиленовой двойной связи), как правило, больше чем 30 г/100 г углеводородного сырья для сланцевых масел, тогда как он составляет от 1 до 5 г/100 г углеводородного сырья для остатков нефти. Олефиновые соединения, полученные в результате крекинга, по существу состоят из моноолефинов и диолефинов. Ненасыщенности, присутствующие в олефинах, являются потенциальным источником нестабильности при полимеризации и/или окислении.Shale oils obtained by pyrolysis of kerogen contain a large number of olefin compounds obtained as a result of cracking, and this leads to the need for additional hydrogen at the stage of purification. For example, the bromine index, which makes it possible to calculate the concentration by weight of olefinic hydrocarbons (by adding bromine to the ethylene double bond), is usually greater than 30 g / 100 g of hydrocarbon feed for shale oils, while it is from 1 to 5 g / 100 g of hydrocarbon feed for oil residues. The olefin compounds resulting from cracking essentially consist of monoolefins and diolefins. The unsaturations present in olefins are a potential source of instability during polymerization and / or oxidation.
Содержание кислорода, как правило, выше, чем в тяжелой нефти, и может составлять почти 8 мас.% от сырья. Соединениями кислорода часто являются фенолы и карбоновые кислоты. Поэтому сланцевые масла могут иметь заметную кислотность.The oxygen content, as a rule, is higher than in heavy oil, and can be almost 8 wt.% From raw materials. Oxygen compounds are often phenols and carboxylic acids. Therefore, shale oils can have a noticeable acidity.
Содержание серы варьируется от 0.1 мас.% до 6.5 мас.%, делая необходимым сильные обессеривающие обработки, чтобы соответствовать техническим условиям для топливной базы. Соединения серы находятся в форме тиофенов, сульфидов или дисульфидов. Более того, профиль распределения серы в сланцевом масле может отличаться от полученного в обычной нефти.The sulfur content varies from 0.1 wt.% To 6.5 wt.%, Making strong desulfurization treatments necessary to meet the specifications for the fuel base. Sulfur compounds are in the form of thiophenes, sulfides or disulfides. Moreover, the sulfur distribution profile in shale oil may differ from that obtained in conventional oil.
Наиболее отличительным признаком сланцевых масел, тем не менее, является более высокое содержание азота, что делает их неподходящими в качестве обычного сырья для нефтеперерабатывающего завода. Нефть, как правило, содержит около 0.2 мас.% азота, тогда как неочищенные сланцевые масла содержат, как правило, порядка 1 мас.% до около 3 мас.% или более азота. Более того, соединения азота, присутствующие в нефти, как правило, сконцентрированы в относительно более высоких диапазонах кипения, тогда как азотные соединения, присутствующие в неочищенных сланцевых маслах, как правило, распределены по всем диапазонам кипения материала. Азотными соединениями в нефти являются главным образом неосновные соединения, тогда как, в общем, около половины азотных соединений, присутствующих в неочищенных сланцевых маслах, являются основными. Эти основные соединения азота особенно нежелательны в сырье для нефтепереработки, так как эти вещества часто действуют в качестве отравителей катализатора. Кроме того, стабильность продуктов является проблемой, которая является общей для множества продуктов, получаемых из сланцевого масла. Такая нестабильность, включая фоточувствительность, как оказалось, по существу является результатом присутствия соединений азота. Следовательно, неочищенные сланцевые масла должны, как правило, подвергаться сильной очищающей обработке (высокое общее давление), чтобы получить синтетическую сырую нефть или продукты топливной базы, которые соответствуют действующим условиям.The most distinctive feature of shale oils, however, is the higher nitrogen content, which makes them unsuitable as conventional raw materials for a refinery. Oil typically contains about 0.2 wt.% Nitrogen, while crude shale oils contain, as a rule, about 1 wt.% To about 3 wt.% Or more nitrogen. Moreover, nitrogen compounds present in oil are generally concentrated in relatively higher boiling ranges, while nitrogen compounds present in crude shale oils are generally distributed over all boiling ranges of the material. Nitrogen compounds in oil are mainly minor compounds, while, in general, about half of the nitrogen compounds present in crude shale oils are basic. These basic nitrogen compounds are particularly undesirable in petroleum refining feeds, as these substances often act as catalyst poisoning agents. In addition, product stability is a problem that is common to many products derived from shale oil. Such instability, including photosensitivity, as it turned out, is essentially the result of the presence of nitrogen compounds. Consequently, crude shale oils should typically undergo a strong refining treatment (high total pressure) in order to obtain synthetic crude oil or fuel base products that meet the current conditions.
Также известно, что сланцевые масла могут содержать множество следов соединений металлов, в общем, присутствующих в форме металлорганических комплексов. Соединения металлов включают обычные загрязнители, такие как никель, ванадий, кальций, натрий, свинец или железо, а также металлические соединения мышьяка. На самом деле, сланцевые масла могут содержать количество мышьяка, равное более 20 частей на миллион, тогда как количество мышьяка в сырой нефти, как правило, лежит в диапазоне частей на миллион (частей на биллион). Все эти соединения металлов являются отравителями катализаторов. Более конкретно, они необратимо отравляют катализаторы гидрообработки и катализаторы гидрирования посредством равномерного осаждения на активной поверхности. Обычные соединения металлов и часть мышьяка обнаруживаются, главным образом, в тяжелых фракциях и удаляются путем осаждения на катализаторе. С другой стороны, когда продукты, содержащие мышьяк, способны создавать летучие соединения, эти соединения могут частично обнаруживаться в более легких фракциях и могут, как результат, отравлять катализаторы в последующих процессах конверсии, в ходе очистки или в нефтехимии.It is also known that shale oils can contain many traces of metal compounds, generally present in the form of organometallic complexes. Metal compounds include common pollutants such as nickel, vanadium, calcium, sodium, lead or iron, as well as arsenic metal compounds. In fact, shale oils may contain more than 20 ppm of arsenic, while the amount of arsenic in crude oil typically lies in the ppm range (ppm). All of these metal compounds are catalyst poisoners. More specifically, they irreversibly poison hydroprocessing catalysts and hydrogenation catalysts by uniform deposition on the active surface. Conventional metal compounds and part of arsenic are found mainly in heavy fractions and are removed by precipitation on the catalyst. On the other hand, when products containing arsenic are capable of creating volatile compounds, these compounds can be partially found in lighter fractions and, as a result, can poison the catalysts in subsequent conversion processes, during refining, or in petrochemicals.
Кроме того, сланцевые масла, как правило, содержат песчаные осадки, происходящие из областей битуминозного сланца, из которых сланцевые масла экстрагируются. Эти песчаные осадки могут вызывать проблемы, связанные с засорением, особенно в реакторах с фиксированным слоем.In addition, shale oils typically contain sandy sediments originating from areas of tar shale, from which shale oils are extracted. These sand deposits can cause clogging problems, especially in fixed bed reactors.
Наконец, сланцевые масла могут содержать воски, которые делают их температуру застывания выше, чем температура окружающей среды, таким образом, препятствуя их перемещению в трубопроводе.Finally, shale oils may contain waxes that make their pour point higher than the ambient temperature, thus preventing them from moving in the pipeline.
Ввиду значительных ресурсов и ввиду их оценки, как являющихся многообещающим источником нефти, существует истинная потребность в превращении сланцевых масел в легкие продукты, которые могут применяться в качестве топлива и/или сырья для нефтехимии. Способы конверсии сланцевых масел известны. Обычно конверсия осуществляется на практике альтернативно путем коксования, гидрокрекинга (термический крекинг в присутствии водорода) или путем гидроконверсии (каталитическое гидрирование). Процессы экстракции жидкость/ жидкость также известны.In view of the significant resources and in view of their evaluation as a promising source of oil, there is a true need for turning shale oils into light products that can be used as fuel and / or raw materials for petrochemicals. Methods for the conversion of shale oils are known. Conversion is usually carried out in practice, alternatively by coking, hydrocracking (thermal cracking in the presence of hydrogen) or by hydroconversion (catalytic hydrogenation). Liquid / liquid extraction processes are also known.
Например, в патентном документе СА 2605056 описывается способ конверсии тяжелого сырья, имеющего первоначальную точку кипения более чем 340°C, где сырье подвергается стадии деасфальтизации, и затем полученный очищенный нефтепродукт подвергается гидроконверсии в присутствии дисперсного катализатора. Очищенный нефтепродукт, который не подвергся гидроконверсии, рециклизуется на стадию деасфальтизации. Сырье, упомянутое в этом документе, относится исключительно к типу мазута и гудрона, полученных из обычной нефти. Одна стадия деасфальтизации предусмотрена для атмосферного среза газойля. Следующая стадия вакуумной дистилляции с рециклизацией остатка в вакууме показана.For example, patent document CA 2605056 describes a process for the conversion of heavy feedstocks having an initial boiling point of more than 340 ° C, where the feedstock undergoes a deasphalting step, and then the resulting refined petroleum product is subjected to hydroconversion in the presence of a dispersed catalyst. The refined oil product that has not undergone hydroconversion is recycled to the deasphalting stage. The raw materials mentioned in this document refer exclusively to the type of fuel oil and tar obtained from ordinary oil. One deasphalting stage is provided for atmospheric gas oil cutting. The next stage of vacuum distillation with recycling of the residue in vacuum is shown.
В патентном документе СА 2464796 описывается способ конверсии тяжелого сырья, который подобен способу согласно вышеупомянутому СА 2605056. В СА 2464796 нет ссылки на обработку сланцевого масла; рассматриваемое сырье представляет собой только мазут и гудрон. Более того, стадия вакуумной дистилляции является необязательной. Наконец, в данном способе нет рециклизации остатка.Patent Document CA 2464796 describes a process for the conversion of heavy feeds, which is similar to the method according to the above CA 2605056. There is no reference to shale oil treatment in CA 2464796; the raw materials in question are only fuel oil and tar. Moreover, a vacuum distillation step is optional. Finally, in this method there is no residue recycling.
В патентном документе US 2007138058 описывается способ суспензионной гидроконверсии, в котором сырье подвергается первоначальной стадии гидрообработки или деасфальтизации. Превращенные продукты подвергаются неспецифической операции гидроочистки. Описанный способ применяется для различного тяжелого сырья, полученного из обычной нефти. Сланцевые масла здесь не упоминаются.US 2007138058 describes a slurry hydroconversion process in which a feed is subjected to an initial hydrotreatment or deasphalting step. Transformed products undergo a non-specific hydrotreating operation. The described method is applied to various heavy raw materials obtained from conventional oil. Shale oils are not mentioned here.
Заявка на патент US 2004163996 относится к способу обработки мазута или гудрона, в котором указанный остаток подвергается стадии деасфальтизации и затем фракционируется на деасфальтированное масло (очищенный нефтепродукт) и асфальт (экстракт), которые по отдельности подвергаются гидроконверсии с помощью процесса в кипящем слое.Patent application US 2004163996 relates to a method for processing fuel oil or tar, wherein said residue is subjected to a deasphalting step and then fractionated into deasphalted oil (refined oil product) and asphalt (extract), which are individually subjected to hydroconversion using a fluidized bed process.
Заявка на патент US 2009166253 предусматривает связь ряда стадий деасфальтизации, с последующей стадией гидрокрекинга одного или более деасфальтированных масел, после чего они фракционируются. Способ применяется для различного сырья, включая сланцевые масла.The patent application US 2009166253 provides for the connection of a number of stages of deasphalting, followed by a stage of hydrocracking of one or more deasphalted oils, after which they are fractionated. The method is used for various raw materials, including shale oil.
Задача изобретенияObject of the invention
Конкретный признак сланцевых масел, состоящий в определенном числе металлических и/или неметаллических примесей, делает намного более сложной конверсию этого нестандартного источника, чем нефти. Промышленное развитие способов конверсии сланцевых масел поэтому нуждается в разработке способов, которые подходят для сырья, обеспечивающих максимизацию выхода топливной базы высокого качества. Обычные очищающие обработки, известные для нефти, должны быть адаптированы к специфической композиции сланцевых масел.The specific feature of shale oils, consisting of a certain number of metallic and / or non-metallic impurities, makes the conversion of this non-standard source much more difficult than oil. The industrial development of methods for converting shale oils therefore needs to develop methods that are suitable for raw materials that maximize the output of a high quality fuel base. Conventional cleansing treatments known to oil should be adapted to the specific composition of shale oils.
Настоящее изобретение способствует улучшению известных способов конверсии углеводородного сырья, содержащего сланцевое масло, путем увеличения, в особенности, выхода топливной базы для комбинации стадий, имеющих специфическую связь, и обработки, соответствующей каждой фракции, полученной из сланцевых масел. Подобным образом, задачей настоящего изобретения является получение продуктов высокого качества, имеющих, более конкретно, низкое содержание серы, азота и мышьяка, предпочтительно согласно описанию. Другой задачей является обеспечение способа, который является простым, то есть имеет так мало стадий, как необходимо, при этом оставаясь эффективным, позволяя ограничивать затраты на капиталовложения.The present invention contributes to the improvement of known methods for the conversion of hydrocarbon materials containing shale oil by increasing, in particular, the yield of the fuel base for a combination of steps having a specific bond and processing corresponding to each fraction obtained from shale oils. Similarly, it is an object of the present invention to provide high quality products having, more specifically, a low content of sulfur, nitrogen and arsenic, preferably as described. Another objective is to provide a method that is simple, that is, it has as few stages as necessary, while remaining efficient, allowing you to limit the cost of investment.
В наиболее широкой форме и согласно первому объекту настоящее изобретение относится к способу конверсии углеводородного сырья, содержащего по меньшей мере одно сланцевое масло, имеющее содержание азота по меньшей мере 0.1%, часто по меньшей мере 1% и очень часто по меньшей мере 2 мас.%, отличающемуся тем, что он содержит следующие стадии:In its broadest form and according to a first aspect, the present invention relates to a method for converting hydrocarbon feedstocks containing at least one shale oil having a nitrogen content of at least 0.1%, often at least 1% and very often at least 2 wt.% , characterized in that it contains the following stages:
a) сырье подвергается удалению загрязнений с получением остатка и масла, очищенного от загрязнений,a) the raw material is subjected to the removal of contaminants to obtain a residue and an oil purified from contamination,
b) масло, очищенное от загрязнений, вводится в часть для гироконверсии в присутствии водорода, причем указанная часть содержит по меньшей мере один реактор с кипящим слоем, работающий в режиме газообразного и жидкого восходящего потока и содержащий по меньшей мере один катализатор гидроконверсии на подложке,b) an oil purified from contaminants is introduced into the gyroconversion part in the presence of hydrogen, said part comprising at least one fluidized bed reactor operating in a gaseous and liquid ascending mode and containing at least one hydroconversion catalyst on a substrate,
c) выходящий поток, полученный на стадии b), вводится по меньшей мере частично, и часто полностью, в зону фракционирования, из которой, посредством атмосферной дистилляции, выходят газообразная фракция, фракция лигроина, фракция газойля и фракция, более тяжелая, чем газойль,c) the effluent obtained in step b) is introduced at least partially, and often completely, into the fractionation zone, from which, through atmospheric distillation, a gaseous fraction, a ligroin fraction, a gas oil fraction and a heavier fraction than gas oil leave
d) указанная фракция лигроина обрабатывается по меньшей мере частично, и часто полностью, в другой части для гидрообработки в присутствии водорода, причем указанная часть содержит по меньшей мере один реактор с фиксированным слоем, содержащий по меньшей мере один катализатор гидрообработки, иd) said ligroin fraction is processed at least partially, and often completely, in another part for hydrotreatment in the presence of hydrogen, said part containing at least one fixed-bed reactor containing at least one hydrotreatment catalyst, and
e) указанная фракция газойля обрабатывается по меньшей мере частично, и часто полностью, в части для гидрообработки в присутствии водорода, причем указанная часть содержит по меньшей мере один реактор с фиксированным слоем, содержащий по меньшей мере один катализатор гидрообработки.e) said gas oil fraction is processed at least partially, and often completely, in a hydrotreatment portion in the presence of hydrogen, said portion comprising at least one fixed bed reactor comprising at least one hydrotreatment catalyst.
Часть гидроконверсии на стадии b), как правило, содержит от одного до трех, предпочтительно два, реактора последовательно, и первая и вторая части гидрообработки на стадиях d) и e), как правило, каждая независимо содержит от одного до трех реакторов последовательно.The hydroconversion part in step b) typically contains from one to three, preferably two, reactors in series, and the first and second hydrotreatment parts in steps d) and e), as a rule, each independently contains from one to three reactors in series.
Способ предпочтительно содержит дополнительную стадию f), в которой фракция, более тяжелая, чем газойль, рециклизуется на стадию a) для очистки от загрязнений.The method preferably comprises an additional step f), in which a fraction heavier than gas oil is recycled to step a) to remove impurities.
Исследовательская работа, проведенная авторами, по превращению сланцевых масел, привела к открытию, что улучшение существующих способов, с точки зрения выхода топливной базы и с точки зрения чистоты продукта, возможно путем объединения различных стадий, связанных особым образом. Каждая фракция, полученная способом согласно настоящему изобретению, последовательно вводится в часть для обработки.The research work carried out by the authors on the conversion of shale oils led to the discovery that the improvement of existing methods, in terms of the output of the fuel base and in terms of product purity, is possible by combining various stages connected in a special way. Each fraction obtained by the method according to the present invention is sequentially introduced into the processing part.
На первой фазе углеводородное сырье, содержащее сланцевое масло, подвергается удалению загрязнений, которые предпочтительно имеет форму деасфальтизации, с помощью растворителя в форме C3-C5 углеводорода, самого по себе или в виде смеси. Растворитель выбирается для отделения асфальта, который содержит тяжелые ароматические соединения, которые будут нерастворимы в растворителе. Стадия экстракции также способствует уменьшению доли ароматических азотных соединений, которые устойчивы к гидроденитрификации (денитрогенация путем каталитического гидрирования), удалению частиц и минералов, происходящих из битуминозного сланца, и захвату большой части тяжелых металлоорганических соединений, содержащих металлы, такие как ванадий или никель. Эти тяжелые металлоорганические соединения могут содержать порфириновые составляющие внутри них, которые отвечают за отделение металлов. Деасфальтизация осуществляется на всем сырье, чтобы максимизировать экстракцию ароматических азотных соединений, присутствующих во фракциях, в диапазоне от LPG до фракции, более тяжелой, чем газойль. Применение деасфальтизации на всем сырье перед гидроконверсией способствует удалению большой части металлических отравителей, присутствующих в сырье, более конкретно мышьяка, а также тяжелых азотных соединений, которые, как правило, являются ароматическими. Соответственно, показатель обновления катализатора гидроконверсии уменьшается, и требования водорода ограничиваются благодаря уменьшенному присутствию соединений, которые превращаются в деасфальтированное масло. Примеры ароматических азотных соединений, которые могут встречаться в сырье, способных обрабатываться способом согласно настоящему изобретению, включают пиридины, пиримидины, пиразины, хинолины, изохинолины, пирролы, имидазолы и другие моноциклические или полициклические ароматические азотные гетероциклы. Эти ароматические азотные соединения могут иметь заместителей в виде различных углеводородных цепей, возможно содержащих гетероатомы, такие как азот, кислород и сера.In the first phase, the hydrocarbon feed containing shale oil is subjected to the removal of contaminants, which are preferably in the form of deasphalting, using a solvent in the form of a C 3 -C 5 hydrocarbon, alone or as a mixture. The solvent is selected to separate asphalt, which contains heavy aromatic compounds that will be insoluble in the solvent. The extraction step also helps to reduce the proportion of aromatic nitrogen compounds that are resistant to hydrodenitrification (denitrogenation by catalytic hydrogenation), the removal of particles and minerals derived from tar shale, and the capture of a large part of heavy organometallic compounds containing metals such as vanadium or nickel. These heavy organometallic compounds may contain porphyrin constituents within them, which are responsible for the separation of metals. Deasphalting is carried out on all raw materials in order to maximize the extraction of aromatic nitrogen compounds present in fractions in the range from LPG to a fraction heavier than gas oil. The use of deasphalting on all raw materials before hydroconversion helps to remove most of the metal poisoning agents present in the raw materials, more specifically arsenic, as well as heavy nitrogen compounds, which are usually aromatic. Accordingly, the rate of renewal of the hydroconversion catalyst is reduced, and hydrogen requirements are limited due to the reduced presence of compounds that are converted to deasphalted oil. Examples of aromatic nitrogen compounds that can be found in raw materials capable of being processed by the method of the present invention include pyridines, pyrimidines, pyrazines, quinolines, isoquinolines, pyrroles, imidazoles and other monocyclic or polycyclic aromatic nitrogen heterocycles. These aromatic nitrogen compounds may have substituents in the form of various hydrocarbon chains, possibly containing heteroatoms, such as nitrogen, oxygen and sulfur.
Вторая стадия содержит гидроконверсию в кипящем слое. Методика на основе кипящего слоя, относительно методики на основе фиксированного слоя, способствует обработке сырья, которое сильно загрязнено металлами, гетероатомами и осадками, как, например, сланцевые масла, при этом проявляя скорость конверсии, которая, как правило, больше чем 50%. На самом деле, на второй стадии, сланцевое масло превращается в молекулы, которые способны в будущем создать топливную базу. Большинство металлических соединений, остатков и гетероциклических соединений удаляется. Поток, выходящий из кипящего слоя, таким образом, содержит большинство устойчивых соединений азота и серы и, возможно, летучие соединения мышьяка, которые присутствуют в более легких компонентах.The second stage contains fluidized bed hydroconversion. The fluidized bed technique, relative to the fixed bed method, facilitates the processing of raw materials that are heavily contaminated with metals, heteroatoms and precipitates, such as shale oils, while exhibiting a conversion rate that is typically greater than 50%. In fact, in the second stage, shale oil turns into molecules that are capable of creating a fuel base in the future. Most metal compounds, residues and heterocyclic compounds are removed. The stream leaving the fluidized bed thus contains most of the stable nitrogen and sulfur compounds and possibly the volatile arsenic compounds that are present in the lighter components.
Выходящий поток, полученный на стадии гидроконверсии, затем фракционируется посредством атмосферной дистилляции, создавая различные фракции, для которых последовательно осуществляется обработка, специфическая для каждой фракции. Атмосферная дистилляция способствует получению, на первой стадии, различных желательных фракций (лигроин, газойль), таким образом, облегчая следующую ниже по ходу потока гидрообработку, адаптированную для каждой фракции, и, следовательно, прямое производство газойлевых или лигроиновых продуктов топливной базы, которые удовлетворяют различным техническим условиям. Поэтому фракционирование после гидрообработки не является необходимым.The effluent obtained in the hydroconversion stage is then fractionated by atmospheric distillation, creating various fractions for which a treatment specific to each fraction is successively carried out. Atmospheric distillation facilitates the production, at the first stage, of various desired fractions (naphtha, gas oil), thus facilitating the downstream hydrotreatment adapted for each fraction and, therefore, the direct production of gas oil or naphtha fuel base products that satisfy different technical conditions. Therefore, fractionation after hydroprocessing is not necessary.
Благодаря высокому уровню уменьшения загрязнений в кипящем слое легкие фракции (лигроин и газойль) содержат меньше загрязнителей и могут поэтому обрабатываться в части с фиксированным слоем, которая, как правило, имеет улучшенную кинетику гидрирования по сравнению с кипящим слоем. Подобным образом, рабочие условия могут быть мягкими благодаря ограниченному содержанию загрязнителей. Обработка для каждой фракции позволяет более хорошую работоспособность в отношении желательных продуктов. В зависимости от выбранных рабочих условий (более или менее строгих), возможно получить либо фракцию, которая может вводиться в топливный бассейн, либо конечного продукта, который удовлетворяет действующим техническим условиям (содержание серы, максимальная высота некоптящего пламени, цетан, ароматические составляющие и т.д.).Due to the high level of reduction of pollution in the fluidized bed, light fractions (naphtha and gas oil) contain less pollutants and can therefore be processed in parts with a fixed layer, which, as a rule, has improved hydrogenation kinetics compared to the fluidized bed. Similarly, operating conditions can be mild due to the limited pollutant content. Processing for each fraction allows better performance with respect to the desired products. Depending on the selected operating conditions (more or less strict), it is possible to obtain either a fraction that can be introduced into the fuel pool, or a final product that satisfies the current technical specifications (sulfur content, maximum smoke height, cetane, aromatic components, etc.). d.).
Выше по ходу потока каталитических слоев гидрообработки, части гидрообработки с фиксированным слоем предпочтительно содержат специфические защитные слои для любых соединений мышьяка или соединений кремния, содержащихся внутри дизеля и/или лигроинов. Соединения мышьяка, которые выделились из кипящего слоя (потому что они, как правило, являются относительно летучими), захватываются защитными слоями, таким образом, предотвращая отравление расположенных ниже по ходу потока катализаторов и способствуя производству весьма обедненной мышьяком топливной базы.Upstream of the hydroprocessing catalyst bed, the fixed-bed hydroprocessing portions preferably contain specific protective layers for any arsenic compounds or silicon compounds contained within the diesel engine and / or naphtha. Arsenic compounds released from the fluidized bed (because they are usually relatively volatile) are captured by the protective layers, thus preventing the poisoning of downstream catalysts and contributing to the production of a very arsenic depleted fuel base.
Атмосферная дистилляция также способствует концентрации большинства устойчивых азотных соединений во фракции, которая является более тяжелой, чем газойль, и которая на стадии f) вводится на стадию a) для деасфальтирования. Соответственно, эта стадия рециклизации способствует подавлению фракции, более тяжелой, чем газойль, и поэтому делает возможным минимизировать проблемы утилизации и экономических выходов этой фракции. Фракция, которая является более тяжелой, чем газойль, может вводиться на стадию a), по меньшей мере частично, предпочтительно полностью.Atmospheric distillation also contributes to the concentration of most stable nitrogen compounds in the fraction, which is heavier than gas oil, and which is introduced in stage f) to stage a) for deasphalting. Accordingly, this stage of recycling contributes to the suppression of the fraction heavier than gas oil, and therefore makes it possible to minimize the problems of utilization and economic yields of this fraction. A fraction that is heavier than gas oil may be introduced into step a), at least partially, preferably completely.
Асфальты находят применение при производстве тяжелых топливных масел и битумов.Asphalts are used in the production of heavy fuel oils and bitumen.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Углеводородное сырьеHydrocarbon feed
Углеводородное сырье содержит по меньшей мере одно сланцевое масло или смесь сланцевых масел. Термин ″сланцевое масло″ применяется в настоящей заявке в его самом широком смысле и, как подразумевается, включает любое сланцевое масло или фракцию сланцевого масла, которая содержит азотные примеси. Он включает неочищенное сланцевое масло, полученное либо путем пиролиза, путем экстракции растворителем, или другими средствами, или сланцевое масло, которое было отфильтровано для удаления твердых веществ или которое было обработано одним или более растворителями, химическими продуктами или другими обработками, и которое содержит азотные примеси. Термин ″сланцевое масло″ также содержит фракции сланцевого масла, полученные дистилляцией или другой методикой фракционирования.The hydrocarbon feed contains at least one shale oil or a mixture of shale oils. The term "shale oil" is used in this application in its broadest sense and is intended to include any shale oil or a fraction of shale oil that contains nitrogen impurities. It includes crude shale oil, obtained either by pyrolysis, by solvent extraction, or other means, or shale oil that has been filtered to remove solids or which has been treated with one or more solvents, chemicals or other treatments, and which contains nitrogen impurities . The term "shale oil" also contains shale oil fractions obtained by distillation or other fractionation technique.
Сланцевые масла, применяемые согласно настоящему изобретению, как правило, имеют содержание углеродистого остатка по Конрадсону по меньшей мере 0.1 мас.% и, как правило, по меньшей мере 5 мас.%, содержание асфальтенов (IP143 стандарт/с С7) по меньшей мере 1%, часто по меньшей мере 2 мас.%. Содержание серы в них, как правило, составляет по меньшей мере 0.1%, часто по меньшей мере 1% и очень часто по меньшей мере 2%, и даже до 4% или даже 7 мас.%. Количество металлов, которое они содержат, как правило, составляет по меньшей мере 5 массовых частей на миллион, часто по меньшей мере 50 массовых частей на миллион, и, как правило, по меньшей мере 100 массовых частей на миллион или по меньшей мере 200 массовых частей на миллион. Содержание азота в них, как правило, составляет по меньшей мере 0.5%, часто по меньшей мере 1% и очень часто по меньшей мере 2 мас.%. Содержание мышьяка в них, как правило, больше чем 1 массовых частей на миллион и до 50 массовых частей на миллион.The shale oils used according to the present invention typically have a Conradson carbon residue of at least 0.1 wt.% And, as a rule, at least 5 wt.%, An asphaltene content (IP143 standard / s C7) of at least 1 %, often at least 2 wt.%. The sulfur content in them, as a rule, is at least 0.1%, often at least 1% and very often at least 2%, and even up to 4% or even 7 wt.%. The amount of metals that they contain is typically at least 5 parts per million, often at least 50 parts per million, and typically at least 100 parts per million, or at least 200 parts by weight per million. The nitrogen content in them, as a rule, is at least 0.5%, often at least 1% and very often at least 2 wt.%. The arsenic content in them, as a rule, is more than 1 mass parts per million and up to 50 mass parts per million.
Способ согласно настоящему изобретению предназначен для конверсии сланцевых масел. Тем не менее, сырье может дополнительно содержать, в дополнение к сланцевому маслу, другие синтетические жидкие углеводороды, более конкретно те, которые содержат существенное количество циклических органических соединений азота. Сюда входят масла, полученные из угля, масла на основе тяжелых смол, битуминозного песка, пиролитические масла древесных остатков, таких как древесные отходы, сырая нефть, полученная из биомассы (″биосырье″), растительные масла и животные жиры.The method according to the present invention is intended for the conversion of shale oils. However, the feed may optionally contain, in addition to shale oil, other synthetic liquid hydrocarbons, more particularly those containing a substantial amount of cyclic organic nitrogen compounds. This includes oils derived from coal, oils based on heavy resins, tar sands, pyrolytic oils from wood residues such as wood residues, crude oil derived from biomass (би bio-raw materials ’), vegetable oils and animal fats.
Другое углеводородное сырье может также обеспечивать сланцевое масло. Сырье выбирается из группы, состоящей из вакуумных дистиллятов и остатков прямой дистилляции, вакуумных дистиллятов и непревращенных остатков, полученных в ходе процессов превращения, таких как, например, полученных в ходе дистилляции до точки кокса (коксования), продуктов, полученных из гидроконверсии тяжелых фракций с фиксированным слоем, продуктов, полученных из процесса гидроконверсии тяжелых фракций с кипящим слоем, и масел, деасфальтированных с применением растворителей (например, масла, деасфальтированные пропаном, бутаном и пентаном, происходящие в ходе процесса деасфальтизации вакуумных остатков прямой дистилляции или вакуумных остатков, полученных из процессов гидроконверсии). Сырье может дополнительно содержать легкое циклическое масло (LCO) различного происхождения, тяжелое циклическое масло (НСО) различного происхождения, а также фракции газойля, которые происходят из каталитического крекинга и имеют, как правило, интервал дистилляции от около 150°C до около 650°C. Сырье может также содержать ароматические экстракты, полученные при производстве смазочных масел. Сырье может также быть получено и применяться в смеси, в любых пропорциях.Other hydrocarbon feedstocks may also provide shale oil. The feedstock is selected from the group consisting of vacuum distillates and direct distillation residues, vacuum distillates and unconverted residues obtained during conversion processes, such as, for example, obtained during distillation to a coke point (coking), products obtained from hydroconversion of heavy fractions with fixed layer, products obtained from the hydroconversion process of heavy fractions with a fluidized bed, and oils deasphalted using solvents (for example, oils deasphalted with propane, butane and foam tan, occurring during the process of deasphalting of vacuum residues of direct distillation or vacuum residues obtained from hydroconversion processes). The feed may further comprise light cyclic oil (LCO) of various origins, heavy cyclic oil (LCO) of various origins, and gas oil fractions that originate from catalytic cracking and typically have a distillation range of from about 150 ° C to about 650 ° C . The feed may also contain aromatic extracts obtained from the production of lubricating oils. Raw materials can also be obtained and used in mixtures, in any proportions.
Углеводороды, добавленные к сланцевому маслу или к смеси сланцевых масел, могут составлять от 20% до 60 мас.% от всего сырья (сланцевое масло или смесь сланцевых масел + добавленные углеводороды), или от 10% до 90 мас.%.Hydrocarbons added to shale oil or to a mixture of shale oils can comprise from 20% to 60% by weight of all raw materials (shale oil or a mixture of shale oils + added hydrocarbons), or from 10% to 90% by weight.
Удаление загрязненийContamination removal
Углеводородное сырье, содержащее сланцевое масло, направляется на стадию удаления загрязнений [стадия a)]. Задачей этой стадии является экстракция богатых загрязнителями соединений. Эти загрязнители содержат тяжелые соединения, богатые гетероатомами, такими как азот, кислород и серы, а также большую часть металлов, присутствующих в сырье.Hydrocarbon feeds containing shale oil are sent to the contaminant removal step [step a)]. The objective of this stage is the extraction of pollutant-rich compounds. These pollutants contain heavy compounds rich in heteroatoms such as nitrogen, oxygen and sulfur, as well as most of the metals present in the feed.
Одним предпочтительным способом удаления загрязнений является деасфальтизацияOne preferred method for removing contaminants is deasphalting.
Такое удаление загрязнений может осуществляться путем экстракции с растворителем или путем ультрафильтрации на мембране, например Zr на углероде, например, в присутствии сверхкритического CO2 (С. Rodriguez et al. Desalination 144 (2002), 173-178).Such contaminant removal can be carried out by extraction with a solvent or by ultrafiltration on a membrane, for example Zr on carbon, for example, in the presence of supercritical CO 2 (C. Rodriguez et al. Desalination 144 (2002), 173-178).
Деасфальтизация посредством растворителя осуществляется в условиях, которые хорошо известны специалистам в данной области техники. Способы, которые могут применяться, включают, например, способ Solvahl от Axens или способ Rose от KBR.Solvent deasphalting is carried out under conditions that are well known to those skilled in the art. Methods that can be used include, for example, the Solvahl method from Axens or the Rose method from KBR.
Деасфальтизация традиционно осуществляется с помощью алифатического растворителя, как правило, C3-C7, предпочтительно C3-C5, алкана или циклоалкана, или их смесей в любых пропорциях.Deasphalting is traditionally carried out using an aliphatic solvent, usually C 3 -C 7 , preferably C 3 -C 5 , alkane or cycloalkane, or mixtures thereof in any proportions.
Удаление загрязнений на стадии a), осуществляется с помощью растворителя, выбранного из группы, состоящей из пропана, н-бутана, изобутана, н-пентана, циклопентана, 2-метилбутана, 2,2-дметилпропана, и их смесей в любых пропорциях.The removal of contaminants in step a) is carried out using a solvent selected from the group consisting of propane, n-butane, isobutane, n-pentane, cyclopentane, 2-methylbutane, 2,2-dimethylpropane, and mixtures thereof in any proportions.
Деасфальтизация может осуществляться любыми средствами, известными специалисту в данной области техники. Экстракция, как правило, осуществляется в смесителе-отстойнике или в экстракционной колонне. Экстракция предпочтительно осуществляется в экстракционной колонне.Deasphalting can be carried out by any means known to a person skilled in the art. Extraction is usually carried out in a mixer-settler or in an extraction column. The extraction is preferably carried out in an extraction column.
Рабочими условиями, как правило, является отношение растворитель/сырье от 3/1 до 8/1 об.%/об.%, предпочтительно от 4/1 до 6/1 об.%/об.%, и профиль температуры от 60 до 250°C, предпочтительно от 60°C до 200°C. Рабочее давление должно поддерживаться при значении выше, чем критическое давление применяемого растворителя. Предпочтительно от 4 до 5 МПа.The operating conditions are typically a solvent / feed ratio of 3/1 to 8/1 vol.% / Vol.%, Preferably 4/1 to 6/1 vol.% / Vol.%, And a temperature profile of 60 to 250 ° C, preferably from 60 ° C to 200 ° C. The operating pressure should be maintained at a value higher than the critical pressure of the solvent used. Preferably from 4 to 5 MPa.
В одном предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения смесь, содержащая углеводородное сырье и первую фракцию загрузки растворителя, вводится в экстракционную колонну, причем объемное отношение между фракцией загрузки растворителя и углеводородным сырьем называется уровнем растворителя, впрыснутого в сырье. Задача этой стадии состоит в том, чтобы вызвать эффективное смешивание сырья с растворителем, входящим в экстракционную колонну. В зоне осаждения у дна экстрактора может вводиться фракция второй загрузки растворителя, причем объемное отношение между второй фракцией загрузки и углеводородным сырьем называется уровнем растворителя, впрыснутого у дна экстрактора. Объем рассматриваемого углеводородного сырья в зоне осаждения, как правило, является уровнем, вводимым в экстракционную колонну. Сумма двух объемных отношений между каждой из фракций загрузки растворителя и углеводородным сырьем в общем называется уровнем растворителя. Отстаивание асфальта включает противоточную промывку эмульсии асфальта в растворителе + смеси масла с чистым растворителем. Этому способствует увеличение уровня растворителя (процедура на самом деле включает замещение среды растворитель + масло на среду чистого растворителя) и уменьшение температуры.In one preferred embodiment of the present invention, a mixture containing a hydrocarbon feed and a first solvent charge fraction is introduced into the extraction column, wherein the volume ratio between the solvent charge fraction and the hydrocarbon feed is called the level of solvent injected into the feed. The objective of this step is to induce efficient mixing of the feed with the solvent entering the extraction column. In the deposition zone at the bottom of the extractor, a fraction of the second solvent charge may be introduced, the volume ratio between the second charge fraction and the hydrocarbon feed being called the level of solvent injected at the bottom of the extractor. The volume of hydrocarbon feed in the deposition zone is typically the level introduced into the extraction column. The sum of the two volume relationships between each of the solvent charge fractions and the hydrocarbon feed is generally referred to as the solvent level. Asphalt sedimentation includes countercurrent washing of the asphalt emulsion in a solvent + oil mixture with a pure solvent. This is facilitated by an increase in solvent level (the procedure actually involves replacing the solvent + oil medium with a pure solvent medium) and lowering the temperature.
Растворитель может удаляться либо путем испарения растворителя (множество стадий мгновенного испарения с понижением давления и повышением температуры), как правило, с последующей отгонкой низкокипящих фракций водяным паром или путем применения процедуры отделения растворителя при давлении, более высоком, чем критическое давление растворителя, или более высоком, чем давление смеси деасфальтированного масла/растворителя, таким образом, уменьшая затраты энергии на испарение.The solvent can be removed either by evaporation of the solvent (many stages of flash evaporation with decreasing pressure and increasing temperature), usually followed by distillation of the low boiling fractions with water vapor or by applying the procedure of separating the solvent at a pressure higher than the critical pressure of the solvent or higher than the pressure of the deasphalted oil / solvent mixture, thereby reducing the energy cost of evaporation.
Экстракция обеспечивает сырье с уменьшенным содержанием азота, причем это содержание составляет примерно половину по отношению к содержанию азота сырья. По меньшей мере часть, и предпочтительно все, деасфальтированного масла вводится в реактор с кипящим слоем в целях гидроконверсии в присутствии водорода. Кипящий слой содержит катализатор гидроконверсии на подложке.Extraction provides raw materials with a reduced nitrogen content, and this content is approximately half in relation to the nitrogen content of the raw material. At least a portion, and preferably all, of the asphalt oil is introduced into the fluidized bed reactor for hydroconversion in the presence of hydrogen. The fluidized bed contains a hydroconversion catalyst on a support.
Согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения асфальт вводится в часть парокислородной газификации, в которой он превращается в газ, содержащий водород и монооксид углерода. Эта газовая смесь может применяться для синтеза метанола или для синтеза углеводородов посредством реакции Фишера-Тропша. Эта смесь, в контексте настоящего изобретения, предпочтительно вводится в часть конверсии ″сдвига″ (конверсия паром), в которой в присутствии пара она превращается в водород и в диоксид углерода. Полученный водород может применяться на стадиях b), d) и e) способа согласно настоящему изобретению. Асфальт, полученный на стадии a), может также применяться в качестве твердого топлива или, после флюсования, в качестве жидкого топлива, или может образовывать часть композиции битумов (после необязательной стадии продувки) и/или тяжелых топливных масел.According to a preferred embodiment of the present invention, asphalt is introduced into a part of the vapor-oxygen gasification, in which it is converted into a gas containing hydrogen and carbon monoxide. This gas mixture can be used for the synthesis of methanol or for the synthesis of hydrocarbons through the Fischer-Tropsch reaction. This mixture, in the context of the present invention, is preferably introduced into the “shift” conversion (steam conversion) section, in which, in the presence of steam, it is converted to hydrogen and carbon dioxide. The hydrogen produced can be used in steps b), d) and e) of the process of the present invention. The asphalt obtained in step a) can also be used as solid fuel or, after fluxing, as liquid fuel, or can form part of the composition of bitumen (after an optional purge step) and / or heavy fuel oils.
Деасфальтизация сырья поэтому делает возможной экстракцию устойчивых ароматических соединений, содержащих азот и загрязнители (металлы), а также частиц и осадков, которые иногда составляют до 0.2 мас.% от сырья. Осуществление первичной стадии деасфальтизации сырья обеспечивает сохранение катализатора гидроконверсии, применяемого на следующей стадии, и минимизирует непрерывное пополнение катализатора.Deasphalting of raw materials therefore makes it possible to extract stable aromatic compounds containing nitrogen and pollutants (metals), as well as particles and sediments, which sometimes make up to 0.2 wt.% Of the raw materials. The implementation of the primary stage of deasphalting of raw materials ensures the preservation of the hydroconversion catalyst used in the next stage and minimizes the continuous replenishment of the catalyst.
ГидроконверсияHydroconversion
После удаления загрязнений посредством деасфальтизации полученный очищенный нефтепродукт (деасфальтированное масло или DAO, или очищенное от загрязнений сырье) подвергается стадии гидроконверсии с кипящим слоем [стадия b)]. Под гидроконверсией понимаются реакции гидрирования, гидрообработки, гидродесульфуризации, гидроденитрогенации, гидродеметаллизации и гидрокрекинга.After removal of contaminants by deasphalting, the obtained refined oil product (deasphalted oil or DAO, or raw material purified from contaminants) undergoes a fluidized bed hydroconversion stage [stage b)]. Hydroconversion is understood as hydrogenation, hydrotreatment, hydrodesulfurization, hydrodenitrogenation, hydrodemetallization and hydrocracking reactions.
Работа каталитического реактора с кипящим слоем, включая рециклизацию жидкостей из реактора на вершину через перемешиваемый каталитический слой, хорошо известна. В методиках на основе кипящего слоя применяются катализаторы на подложке, как правило, в форме экструдатов, имеющих диаметр, как правило, порядка 1 мм или менее чем 1 мм, например больше или равный 0.7 мм. Катализаторы остаются внутри реакторов и не удаляются с продуктами. Каталитическая активность может сохраняться постоянной в силу непрерывного замещения (добавление и вывод) катализатора. Поэтому существует необходимость в выключении узла, чтобы заменить использованный катализатор, или повышении температуры реакции в ходе цикла, чтобы компенсировать дезактивацию. Более того, работа с постоянными рабочими условиями делает возможным согласование качества продукта и выходов, получаемых за цикл катализатора. Так как катализатор сохраняется в состоянии перемешивания посредством существенной рециклизации жидкости, потеря напора по реактору остается низкой и постоянной, и теплота реакции быстро усредняется по слою катализатора, который поэтому является почти изотермическим и не требует охлаждения посредством впрыска гасителей. Осуществление гидроконверсии в кипящем слое позволяет избежать проблем загрязнения катализатора, которые связаны с осаждением примесей, естественным образом присутствующих в сланцевых маслах.The operation of a fluidized bed catalytic reactor, including the recycling of liquids from the reactor to the top through a stirred catalytic bed, is well known. Fluidized bed techniques employ catalysts on a substrate, typically in the form of extrudates, having a diameter of typically about 1 mm or less than 1 mm, for example greater than or equal to 0.7 mm. Catalysts remain inside reactors and are not removed with products. The catalytic activity may remain constant due to the continuous substitution (addition and withdrawal) of the catalyst. Therefore, there is a need to shut down the assembly in order to replace the used catalyst, or to increase the reaction temperature during the cycle to compensate for deactivation. Moreover, working with constant working conditions makes it possible to coordinate product quality and yields obtained per catalyst cycle. Since the catalyst is kept in a state of mixing through substantial liquid recycling, the pressure loss across the reactor remains low and constant, and the heat of reaction is quickly averaged over the catalyst bed, which is therefore almost isothermal and does not require cooling by injection of quenchers. The fluidized bed hydroconversion avoids the problems of catalyst contamination associated with the deposition of impurities naturally present in shale oils.
Условия на стадии b) обработки сырья в присутствии водорода представляют собой стандартные условия гидроконверсии в кипящем слое фракции жидких углеводородов. Обычно работают при общем давлении от 2 до 35 МПа, предпочтительно от 10 до 20 МПа, при температуре от 300°C до 550°C и часто от 400°C до 450°C. Среднечасовая скорость подачи сырья (HSV) и парциальное давление водорода являются важными факторами, которые выбираются согласно характеристикам продукта, который подлежит обработке, и согласно желательной конверсии. HSV, как правило, лежит в интервале от 0.2 ч-1 до 1.5 ч-1 и предпочтительно от 0.4 ч-1 до 1 ч-1. Количество водорода, смешанного с сырьем, обычно составляет от 50 до 5000 нормальных кубических метров (Нм3) на кубический метр (м3) жидкого сырья, и, как правило, от 100 до 1000 Нм3/м3, предпочтительно от 300 до 500 Нм3/м3.The conditions in step b) of processing the feed in the presence of hydrogen are standard fluidized bed hydroconversion conditions for a liquid hydrocarbon fraction. They usually operate at a total pressure of from 2 to 35 MPa, preferably from 10 to 20 MPa, at a temperature of from 300 ° C to 550 ° C and often from 400 ° C to 450 ° C. The hourly average feed rate (HSV) and the partial pressure of hydrogen are important factors that are selected according to the characteristics of the product to be processed and the desired conversion. HSV, as a rule, lies in the range from 0.2 h -1 to 1.5 h -1 and preferably from 0.4 h -1 to 1 h -1 . The amount of hydrogen mixed with the feed is typically from 50 to 5000 normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of liquid feed, and typically from 100 to 1000 Nm 3 / m 3 , preferably from 300 to 500 Nm 3 / m 3 .
Эта стадия гидроконверсии b) может, как правило, осуществляться при условиях процесса T-STAR®, как описано, например, в статье Heavy Oil Hydroprocessing, опубликованной AlChE, March 19-23, 1995, Houston, Texas, paper number 42d. Он также может осуществляться при условиях процесса H-OIL®, как описано, например, в статье, опубликованной NPRA, Annual Meeting, March 16-18, 1997, J.J. Colyar and L.I. Wisdom под названием The H-Oil® Process, A Worldwide Leader In Vacuum Residue Hydroprocessing.This hydroconversion step b) can typically be carried out under the conditions of the T-STAR® process, as described, for example, in Heavy Oil Hydroprocessing published by AlChE, March 19-23, 1995, Houston, Texas, paper number 42d. It can also be carried out under the conditions of the H-OIL® process, as described, for example, in an article published by NPRA, Annual Meeting, March 16-18, 1997, J.J. Colyar and L.I. Wisdom called The H-Oil® Process, A Worldwide Leader In Vacuum Residue Hydroprocessing.
Водород, требуемый для гидроконверсии (и для последующих операций гидрообработки), может поступать от парового реформинга углеводородов (метан) или еще из газа, полученного из нефтеносных сланцев в ходе производства сланцевых масел.The hydrogen required for hydroconversion (and subsequent hydrotreatment operations) can come from steam reforming of hydrocarbons (methane) or from gas obtained from oil shale during the production of shale oils.
Катализатором на стадии b) предпочтительно является обычный гранулированный катализатор гидроконверсии, содержащий, на аморфной подложке, по меньшей мере один металл или соединение металла, имеющий (имеющее) функцию гидродегидрогенизации. Говоря в общем, применяется тот катализатор, распределение пор которого подходит для обработки сырья, содержащего металлы.The catalyst in step b) is preferably a conventional granular hydroconversion catalyst containing, on an amorphous support, at least one metal or metal compound having (having) a hydrodehydrogenation function. Generally speaking, the catalyst is used whose pore distribution is suitable for processing raw materials containing metals.
Функция гидродегидрогенизации может быть обеспечена посредством по меньшей мере одного металла группы VIII, выбранного из группы, состоящей из никеля и/или кобальта, при необходимости в комбинации с по меньшей мере одним металлом группы VIB, выбранным из группы, состоящей из молибдена и/или вольфрама. Возможно, например, применять катализатор, содержащий от 0.5% до 10 мас.% никеля и предпочтительно от 1% до 5 мас.% никеля (в виде оксида никеля, NiO) и от 1% до 30 мас.% молибдена, предпочтительно от 5% до 20 мас.% молибдена (в виде оксида молибдена, MoO3), на аморфной неорганической подложке. Общее количество оксидов металлов групп VIB и VIII часто составляет от 5% до 40 мас.% и в общем от 7% до 30 мас.%. Массовое отношение, выраженное как оксид металла группы VI (или металлов) к оксиду металла группы VIII (или металлов), как правило, составляет от около 20 до около 1 и, как правило, от около 10 до около 2.The hydrodehydrogenation function may be provided by at least one group VIII metal selected from the group consisting of nickel and / or cobalt, optionally in combination with at least one group VIB metal selected from the group consisting of molybdenum and / or tungsten . It is possible, for example, to use a catalyst containing from 0.5% to 10 wt.% Nickel and preferably from 1% to 5 wt.% Nickel (in the form of nickel oxide, NiO) and from 1% to 30 wt.% Molybdenum, preferably from 5 % to 20 wt.% molybdenum (in the form of molybdenum oxide, MoO 3 ), on an amorphous inorganic substrate. The total amount of metal oxides of groups VIB and VIII is often from 5% to 40 wt.% And in general from 7% to 30 wt.%. The mass ratio, expressed as a Group VI metal oxide (or metals) to a Group VIII metal oxide (or metals), is typically from about 20 to about 1 and, as a rule, from about 10 to about 2.
Подложка катализатора будет выбираться, например, из группы, состоящей из оксида алюминия, оксида кремния, алюмосиликатов, оксида магния, глин и смесей по меньшей мере двух этих минералов. Эта подложка может также включать другие соединения, например оксиды, выбранные из группы, состоящей из оксида бора, оксида циркония, оксида титана и фосфорного ангидрида. Как правило, применяются подложка из диоксида алюминия и очень часто подложка из диоксида алюминия, легированного фосфором и при необходимости бором. В этом случае концентрация фосфорного ангидрида, P2O5, обычно меньше чем около 20 мас.% и обычно меньше чем около 10 мас.%, и по меньшей мере 0.001 мас.%. Концентрация триоксида бора, B2O3, как правило, составляет от около 0% до около 10 мас.%. Применяемым оксидом алюминия обычно является γ (гамма) или η (эта) оксид алюминия. Этот катализатор, как правило, применяется в форме экструдата. Катализатор на стадии b) предпочтительно основан на никеле и молибдене, легированном фосфором, и на подложке из оксида алюминия. Может применяться, например, катализатор HTS 458, продаваемый Axens.The catalyst support will be selected, for example, from the group consisting of alumina, silica, aluminosilicates, magnesium oxide, clays and mixtures of at least two of these minerals. This substrate may also include other compounds, for example, oxides selected from the group consisting of boron oxide, zirconium oxide, titanium oxide and phosphoric anhydride. As a rule, an aluminum dioxide substrate and very often an aluminum dioxide substrate doped with phosphorus and, if necessary, boron are used. In this case, the concentration of phosphoric anhydride, P 2 O 5 , is usually less than about 20 wt.% And usually less than about 10 wt.%, And at least 0.001 wt.%. The concentration of boron trioxide, B 2 O 3 , as a rule, is from about 0% to about 10 wt.%. The alumina used is typically γ (gamma) or η (this) alumina. This catalyst is typically used in the form of an extrudate. The catalyst in step b) is preferably based on nickel and phosphorus doped molybdenum and on an alumina support. An HTS 458 catalyst sold by Axens may be used, for example.
До ввода деасфальтированного масла катализаторы, применяемые в способе согласно настоящему изобретению, могут подвергаться обработке сульфуризацией для превращения, по меньшей мере частично, металлических групп в сульфиды до их контакта с сырьем, подлежащим обработке. Эта активизирующая обработка путем сульфуризации хорошо известна специалистам в данной области техники и может осуществляться способом, уже описанным в литературе, либо in situ, то есть внутри реактора, либо ex situ.Prior to introducing the deasphalted oil, the catalysts used in the method according to the present invention may be subjected to a sulfurization treatment to convert, at least partially, the metal groups to sulfides before they come into contact with the feed to be treated. This activating treatment by sulfurization is well known to specialists in this field of technology and can be carried out by a method already described in the literature, either in situ, i.e. inside the reactor, or ex situ.
Отработавший катализатор часто заменяется свежим катализатором путем вывода со дна реактора и ввода вверху реактора свежего или нового катализатора, через регулярные интервалы, например, посредством обычного или квазинепрерывного добавления. Возможно, например, вводить свежий катализатор каждый день. Уровень замещения отработавшего катализатора на свежий катализатор может составлять, например, от около 0.05 кг до около 10 кг на м3 сырья. Этот вывод и это замещение осуществляются с применением устройств, которые обеспечивают непрерывную работу этой стадии гидроконверсии. Узел обычно содержит рециркуляционный насос для поддержания катализатора в кипящем слое посредством непрерывной рециркуляции по меньшей мере части жидкости, удаляемой с вершины реактора, и повторного ввода на дне реактора. Также возможно транспортировать отработавший катализатор, отводимый из реактора, в регенерирующую зону, в которой удаляется углерод и сера, которые он содержит, и затем вводить этот регенерированный катализатор назад в реактор гидроконверсии на стадии b).The spent catalyst is often replaced with a fresh catalyst by withdrawing from the bottom of the reactor and introducing fresh or new catalyst at the top of the reactor, at regular intervals, for example by conventional or quasi-continuous addition. It is possible, for example, to introduce a fresh catalyst every day. The replacement level of the spent catalyst with a fresh catalyst can be, for example, from about 0.05 kg to about 10 kg per m 3 of feedstock. This conclusion and this substitution are carried out using devices that provide continuous operation of this stage of hydroconversion. The assembly typically comprises a recirculation pump to maintain the fluidized bed catalyst by continuously recirculating at least a portion of the liquid removed from the top of the reactor and re-entering it at the bottom of the reactor. It is also possible to transport spent catalyst discharged from the reactor to a regeneration zone in which the carbon and sulfur that it contains are removed, and then introduce this regenerated catalyst back into the hydroconversion reactor in step b).
Рабочие условия, связанные с каталитической активностью, обеспечивают возможные степени превращения сырья от 50% до 95%, предпочтительно от 70% до 95%. Вышеупомянутая степень превращения определяется как массовая фракция сырья в начале реакции за вычетом массовой фракции, тяжелой фракции, имеющей точку кипения более 343°C, в конце реакции, причем это значение делится на массовую фракцию сырья в начале реакции.Operating conditions associated with catalytic activity provide possible degrees of conversion of the feed from 50% to 95%, preferably from 70% to 95%. The above conversion is defined as the mass fraction of the feed at the beginning of the reaction minus the mass fraction, the heavy fraction having a boiling point of more than 343 ° C, at the end of the reaction, this value being divided by the mass fraction of the feed at the beginning of the reaction.
Методика на основе кипящего слоя позволяет обработку сырья, которое сильно загрязнено металлами, осадками и гетероатомами, без возникновения проблем потери напора или проблем засорения, которые известны при применении фиксированного слоя. Металлы, такие как никель, ванадий, железо и мышьяк, в значительной степени удаляются из сырья посредством осаждения на катализаторах в ходе реакции. Удаляемый (летучий) мышьяк будет удаляться на стадиях гидрообработки с помощью специфических защитных слоев. Осадки, присутствующие в сланцевых маслах, также удаляются путем замещения катализатора в кипящем слое без нарушения реакций гидроконверсии. Эти стадии также обеспечивают удаление, гидроденитрогенация, основной части азота, оставляя только большинство устойчивых азотных соединений.The fluidized bed technique allows the processing of raw materials that are heavily contaminated with metals, sediments and heteroatoms without the problems of pressure loss or clogging problems that are known when using a fixed layer. Metals, such as nickel, vanadium, iron and arsenic, are largely removed from the feed by precipitation on the catalysts during the reaction. Removable (volatile) arsenic will be removed at the hydrotreatment stages using specific protective layers. Sediments present in shale oils are also removed by replacing the catalyst in a fluidized bed without disrupting hydroconversion reactions. These stages also provide removal, hydrodenitrogenation, of the main part of nitrogen, leaving only the majority of stable nitrogen compounds.
Гидроконверсия на стадии b) делает возможным, чтобы получаемый выходной поток содержал не более 3000 массовых частей на миллион азота, предпочтительно не более 2000 массовых частей на миллион азота.The hydroconversion in step b) makes it possible for the resulting output stream to contain no more than 3000 mass parts per million nitrogen, preferably not more than 2000 mass parts per million nitrogen.
Фракционирование с помощью атмосферной дистилляцииAtmospheric distillation fractionation
Выходящий поток, полученный на стадии гидроконверсии b), вводится по меньшей мере частично, и предпочтительно полностью, в зону для фракционирования, из которой газообразная фракция, лигроин, фракция газойля и фракция, более тяжелая, чем фракция газойль, выделяются посредством атмосферной дистилляции.The effluent obtained from the hydroconversion step b) is introduced at least partially, and preferably completely, into the fractionation zone from which the gaseous fraction, naphtha, gas oil fraction and a fraction heavier than the gas oil fraction are separated by atmospheric distillation.
Выходящий поток, полученный на стадии b), предпочтительно фракционируется посредством атмосферной дистилляции на газообразную фракцию, имеющую точку кипения менее чем около 50°C, лигроин, кипящий от около 50°C до около 150°C, фракцию газойля, кипящую от около 150°C до около 370°C, и фракцию, которая является более тяжелой, чем фракция газойля, и которая, как правило, кипит при температуре выше 340°C, предпочтительно при температуре выше 370°C.The effluent obtained in stage b) is preferably fractionated by atmospheric distillation into a gaseous fraction having a boiling point of less than about 50 ° C, a naphtha boiling from about 50 ° C to about 150 ° C, a gas oil fraction boiling from about 150 ° C to about 370 ° C, and a fraction that is heavier than the gas oil fraction, and which typically boils at a temperature above 340 ° C, preferably at a temperature above 370 ° C.
Лигроин и дизельные фракции затем по отдельности вводятся в части для гидрообработки. Фракция, более тяжелая, чем фракция газойля, вводится в узел для удаления загрязнений на стадии a), где она подмешивается в сырье.Ligroin and diesel fractions are then separately introduced into the parts for hydroprocessing. A fraction heavier than the gas oil fraction is introduced into the unit to remove impurities in step a), where it is mixed into the feed.
Газообразная фракция содержит газы (H2, H2S, NH3, H2O, CO2, CO, C1-C4 углеводороды и т.д.). Она предпочтительно может подвергаться очистке для восстановления водорода и его рециклизации в часть для гидроконверсии на стадии b) или в части для гидрообработки на стадиях d) и e). После очистки C3 и C4 углеводороды могут применяться для формирования продуктов LPG (сжиженный нефтяной газ). Неконденсированные газы (C1-C2), как правило, применяются в качестве внутреннего топлива для нагрева печей реакторов гидроконверсии и/или гидрообработки. C1-C4 углеводороды, выделенные из газообразной фракции, могут при необходимости применяться для осуществления стадии удаления загрязнений a). Рабочие условия удаления загрязнений (давление, температура, отношение растворитель/сырье) будут варьироваться в зависимости от природы сырья, содержащего сланцевое масло, и будут устанавливаться с учетом совместимости с желательными параметрами очистки.The gaseous fraction contains gases (H 2 , H 2 S, NH 3 , H 2 O, CO 2 , CO, C 1 -C 4 hydrocarbons, etc.). It can preferably be purified to recover hydrogen and to recycle it into the hydroconversion part in step b) or the hydrotreatment part in steps d) and e). After purification, C 3 and C 4 hydrocarbons can be used to form LPG (liquefied petroleum gas) products. Non-condensed gases (C 1 -C 2 ) are typically used as internal fuel for heating furnaces in hydroconversion and / or hydrotreatment reactors. C 1 -C 4 hydrocarbons isolated from the gaseous fraction can, if necessary, be used to carry out the step of removing contaminants a). The operating conditions for the removal of contaminants (pressure, temperature, solvent / feed ratio) will vary depending on the nature of the feed containing shale oil and will be established taking into account compatibility with the desired cleaning parameters.
Гидрообработка лигроина и фракции газойляHydrotreating ligroin and gas oil fractions
Фракции лигроина и газойля затем по отдельности подвергаются гидрообработке с фиксированным слоем [стадии d) и e)]. Гидрообработка относится к реакциям гидродесульфуризации, гидроденитрогенизации и гидродеметаллизации. Задача, в зависимости от рабочих условий, которые выбираются более или менее строгими, состоит в получении различных фракций согласно техническим условиям (содержание серы, максимальная высота некоптящего пламени, цетан, содержание ароматических веществ и т.д.) или в получении синтетической неочищенной нефти. Обработка лигроина в одной части для гидрообработки и фракции газойля в другой части для гидрообработки обеспечивает улучшенную работоспособность с точки зрения рабочих условий, так чтобы обеспечить соответствие каждой фракции требуем техническим условиям с максимальным выходом и в одну стадию на фракцию. Таким образом, фракционирование после гидрообработки не является необходимым. Различие между двумя частями для гидрообработки больше основано на различиях в рабочих условиях, чем на выборе катализатора.The ligroin and gas oil fractions are then separately hydrotreated with a fixed layer [stages d) and e)]. Hydrotreating refers to hydrodesulfurization, hydrodenitrogenation and hydrodemetallization reactions. The task, depending on the working conditions, which are chosen more or less strict, is to obtain various fractions according to the technical conditions (sulfur content, maximum height of the non-soaking flame, cetane, aromatic content, etc.) or to obtain synthetic crude oil. Processing naphtha in one part for hydrotreatment and a fraction of gas oil in another part for hydrotreatment provides improved performance in terms of operating conditions, so as to ensure that each fraction meets the technical specifications with a maximum output and in one stage per fraction. Thus, fractionation after hydroprocessing is not necessary. The difference between the two parts for hydroprocessing is more based on differences in operating conditions than on the choice of catalyst.
Части для гидрообработки с фиксированным слоем предпочтительно содержат выше по ходу потока каталитических слоев гидрообработки специфические защитные слои для соединений мышьяка (соединений, содержащих мышьяк) и соединений кремния, которые необязательно присутствуют в лигроине и/или дизельных фракциях. Соединения, содержащие мышьяк, выделившиеся из кипящего слоя (будучи, как правило, относительно летучими), захватываются защитными слоями, таким образом, предотвращая отравление расположенных ниже по ходу потока катализаторов и делая возможным получение топливной базы, весьма обедненной мышьяком.The fixed-bed hydroprocessing portions preferably comprise upstream specific catalyst layers for the arsenic compounds (arsenic containing compounds) and silicon compounds that are optionally present in naphtha and / or diesel fractions. Compounds containing arsenic released from the fluidized bed (being, as a rule, relatively volatile) are captured by the protective layers, thus preventing the poisoning of catalysts located downstream and making it possible to obtain a fuel base that is very depleted in arsenic.
Защитные слои, которые обеспечивают удаление мышьяка и кремния из фракций лигроина или газойля, хорошо известны специалистам в данной области техники. Они содержат, например, абсорбирующий материал, содержащий никель, осажденный на соответствующей подложке (оксид кремния, оксид магния или оксид алюминия), как описано в FR 2617497, или еще абсорбирующий материал, содержащий медь на подложке, как описано на FR 2762004. Также можно упомянуть защитные слои, поставляемые фирмой Axens: ACT 979, ACT 989, ACT 961, ACT 981.Protective layers that remove arsenic and silicon from fractions of naphtha or gas oil are well known to those skilled in the art. They contain, for example, an absorbent material containing nickel deposited on an appropriate substrate (silica, magnesium oxide or alumina), as described in FR 2617497, or else an absorbent material containing copper on a substrate, as described in FR 2762004. mention protective layers supplied by Axens: ACT 979, ACT 989, ACT 961, ACT 981.
Рабочие условия в каждой части для гидрообработки адаптируются для сырья, подлежащего обработке. Рабочие условия для гидрообработки лигроина, как правило, мягче рабочих условий для гидрообработки фракции газойля.The operating conditions in each hydroprocessing unit are adapted for the raw material to be processed. The operating conditions for hydrotreatment of naphtha are generally milder than the operating conditions for hydrotreating a gas oil fraction.
На стадии гидрообработки лигроина [стадия d)] обычно работают при абсолютном давлении от 4 до 15 МПа, часто от 10 до 13 МПа. Температура в ходе этой стадии d) обычно составляет от 280°C до 380°C, часто от 300°C до 350°C. Эта температура обычно устанавливается в соответствии с желательным уровнем гидродесульфуризации. Среднечасовая скорость подачи сырья (HSV), как правило, находится в интервале от 0.1 ч-1 до 5 ч-1, предпочтительно от 0.5 ч-1 до 1 ч-1. Количество водорода, смешанного с сырьем, обычно составляет от 100 до 5000 нормальных кубических метров (Нм3) на кубический метр (м3) жидкого сырья, и, как правило, от 200 до 1000 Нм3/м3, и предпочтительно от 300 до 500 Нм3/м3. Полезно работать в присутствии сероводорода (для сульфуризации катализатора), и парциальное давление сероводорода, как правило, от 0.002 кратно до 0.1 кратно, и предпочтительно от 0.005 кратно до 0.05 кратно общему давлению.At the hydrotreatment stage, ligroin [stage d)] is usually operated at an absolute pressure of 4 to 15 MPa, often 10 to 13 MPa. The temperature during this step d) is usually from 280 ° C to 380 ° C, often from 300 ° C to 350 ° C. This temperature is usually set in accordance with the desired level of hydrodesulfurization. The hourly average feed rate (HSV) is typically in the range of 0.1 h -1 to 5 h -1 , preferably 0.5 h -1 to 1 h -1 . The amount of hydrogen mixed with the feed is typically from 100 to 5000 normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of liquid feed, and typically from 200 to 1000 Nm 3 / m 3 , and preferably from 300 to 500 Nm 3 / m 3 . It is useful to work in the presence of hydrogen sulfide (for sulfurization of the catalyst), and the partial pressure of hydrogen sulfide is usually from 0.002 times to 0.1 times, and preferably from 0.005 times to 0.05 times the total pressure.
На стадии гидрообработки фракции газойля [стадия e)] обычно работают при абсолютном давлении от 7 до 20 МПа, часто от 10 до 15 МПа. Температура в ходе этой стадии e) обычно составляет от 320°C до 450°C, часто от 340°C до 400°C. Эта температура обычно устанавливается в соответствии с желательным уровнем гидродесульфуризации. Массовый ежечасный расход равен от 0.1 до 1 ч-1. Среднечасовая скорость подачи сырья (HSV), как правило, находится в интервале от 0.2 ч-1 до 1 ч-1 и предпочтительно от 0.3 ч-1 до 0.8 ч-1. Количество водорода, смешанного с сырьем, обычно составляет от 100 до 5000 нормальных кубических метров (Нм3) на кубический метр (м3) жидкого сырья, и, как правило, от 200 до 1000 Нм3/м3, и предпочтительно от 300 до 500 Нм3/м3. Полезно работать в присутствии сероводорода (для сульфуризации катализатора), и парциальное давление сероводорода, как правило, от 0.002 кратно до 0.1 кратно, и предпочтительно от 0.005 кратно до 0.05 кратно общему давлению.At the hydroprocessing stage, the gas oil fractions [stage e)] usually operate at an absolute pressure of from 7 to 20 MPa, often from 10 to 15 MPa. The temperature during this step e) is usually from 320 ° C to 450 ° C, often from 340 ° C to 400 ° C. This temperature is usually set in accordance with the desired level of hydrodesulfurization. Mass hourly consumption is from 0.1 to 1 h -1 . The hourly average feed rate (HSV) is typically in the range from 0.2 h -1 to 1 h -1 and preferably from 0.3 h -1 to 0.8 h -1 . The amount of hydrogen mixed with the feed is typically from 100 to 5000 normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of liquid feed, and typically from 200 to 1000 Nm 3 / m 3 , and preferably from 300 to 500 Nm 3 / m 3 . It is useful to work in the presence of hydrogen sulfide (for sulfurization of the catalyst), and the partial pressure of hydrogen sulfide is usually from 0.002 times to 0.1 times, and preferably from 0.005 times to 0.05 times the total pressure.
В частях для гидрообработки идеальный катализатор должен иметь высокую гидрирующую способность, так чтобы производить тщательно очищенные продукты и достигать существенного снижения содержания серы и содержания азота. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения части для гидрообработки работают при относительно низкой температуре, которая способствует тщательному гидрированию и ограничению коксования катализатора. Применение одного катализатора или двух или более различных катализаторов, одновременно или последовательно, в частях для гидрообработки не будет выходит за объем настоящего изобретения. Гидрообработка на стадиях d) и e) обычно осуществляется промышленным путем в одном или более реакторах с жидким нисходящим потоком.In parts for hydroprocessing, an ideal catalyst should have a high hydrogenating ability so as to produce thoroughly refined products and achieve a significant reduction in sulfur and nitrogen. In a preferred embodiment of the present invention, the hydroprocessing parts operate at a relatively low temperature, which facilitates careful hydrogenation and limits coking of the catalyst. The use of one catalyst or two or more different catalysts, simultaneously or sequentially, in parts for hydroprocessing will not be beyond the scope of the present invention. Hydrotreating in stages d) and e) is usually carried out industrially in one or more liquid downstream reactors.
В двух частях для гидрообработки [стадии d) и e)] применяется один и тот же тип катализатора; катализаторы в каждой части могут быть одинаковыми или различными. Применяется по меньшей мере один фиксированный слой обычного катализатора для гидрообработки, содержащий, на аморфной подложке, по меньшей мере один металл или соединение металла, имеющие функцию гидродегидрогенизации.In two parts, the same type of catalyst is used for the hydroprocessing [stages d) and e)]; the catalysts in each part may be the same or different. At least one fixed bed of a conventional hydrotreating catalyst is used, comprising, on an amorphous substrate, at least one metal or metal compound having a hydrodehydrogenation function.
Функция гидродегидрогенизации может быть обеспечена посредством по меньшей мере одного металла группы VIII, выбранного из группы, состоящей из никеля и/или кобальта, при необходимости в комбинации с по меньшей мере одним металлом группы VIB, выбранным из группы, состоящей из молибдена и/или вольфрама. Возможно, например, применять катализатор, содержащий от 0.5% до 10 мас.% никеля и предпочтительно от 1% до 5 мас.% никеля (в виде оксида никеля, NiO) и от 1% до 30 мас.% молибдена, предпочтительно от 5% до 20 мас.% молибдена (в виде оксида молибдена, MoO3), на аморфной неорганической подложке. Общее количество оксидов металлов групп VI В и VIII часто составляет от 5% до 40 мас.% и в общем от 7% до 30 мас.%. Массовое отношение, выраженное как оксид металла группы VI (или металлов) к оксиду металла группы VIII (или металлов), как правило, составляет от около 20 до около 1 и, как правило, от около 10 до около 2.The hydrodehydrogenation function may be provided by at least one group VIII metal selected from the group consisting of nickel and / or cobalt, optionally in combination with at least one group VIB metal selected from the group consisting of molybdenum and / or tungsten . It is possible, for example, to use a catalyst containing from 0.5% to 10 wt.% Nickel and preferably from 1% to 5 wt.% Nickel (in the form of nickel oxide, NiO) and from 1% to 30 wt.% Molybdenum, preferably from 5 % to 20 wt.% molybdenum (in the form of molybdenum oxide, MoO 3 ), on an amorphous inorganic substrate. The total amount of metal oxides of groups VI B and VIII is often from 5% to 40 wt.% And in general from 7% to 30 wt.%. The mass ratio, expressed as a Group VI metal oxide (or metals) to a Group VIII metal oxide (or metals), is typically from about 20 to about 1 and, as a rule, from about 10 to about 2.
Подложка катализатора будет выбираться, например, из группы, состоящей из оксида алюминия, оксида кремния, алюмосиликатов, оксида магния, глин и смесей по меньшей мере двух этих минералов. Эта подложка может также включать другие соединения, например оксиды, выбранные из группы, состоящей из оксида бора, оксида циркония, оксида титана и фосфорного ангидрида. Как правило, применяются подложка из диоксида алюминия и очень часто подложка из диоксида алюминия, легированного фосфором и при необходимости бором. В этом случае концентрация фосфорного ангидрида, P2O5, обычно меньше чем около 20 мас.% и обычно меньше чем около 10 мас.%, и по меньшей мере 0.001 мас.%. Концентрация триоксида бора, B2O3, как правило, составляет от около 0% до около 10 мас.%. Применяемым оксидом алюминия обычно является γ (гамма) или η (эта) оксид алюминия. Этот катализатор, как правило, применяется в форме экструдатов.The catalyst support will be selected, for example, from the group consisting of alumina, silica, aluminosilicates, magnesium oxide, clays and mixtures of at least two of these minerals. This substrate may also include other compounds, for example, oxides selected from the group consisting of boron oxide, zirconium oxide, titanium oxide and phosphoric anhydride. As a rule, an aluminum dioxide substrate and very often an aluminum dioxide substrate doped with phosphorus and, if necessary, boron are used. In this case, the concentration of phosphoric anhydride, P 2 O 5 , is usually less than about 20 wt.% And usually less than about 10 wt.%, And at least 0.001 wt.%. The concentration of boron trioxide, B 2 O 3 , as a rule, is from about 0% to about 10 wt.%. The alumina used is typically γ (gamma) or η (this) alumina. This catalyst is typically used in the form of extrudates.
До ввода сырья катализаторы, применяемые в способе согласно настоящему изобретению, могут подвергаться обработке сульфуризацией для превращения, по меньшей мере частично, металлических групп в сульфиды до их контакта с сырьем, подлежащим обработке. Эта активизирующая обработка путем сульфуризации хорошо известна специалистам в данной области техники и может осуществляться способом, уже описанным в литературе, либо in situ, то есть внутри реактора, либо ex situ.Prior to introducing the feed, the catalysts used in the process of the present invention may be subjected to a sulfurization treatment to convert, at least in part, the metal groups to sulfides before they come into contact with the feed to be treated. This activating treatment by sulfurization is well known to specialists in this field of technology and can be carried out by a method already described in the literature, either in situ, i.e. inside the reactor, or ex situ.
Гидрообработка на стадии d) фракции лигроина приводит к фракции, содержащей не более чем 1 массовую часть на миллион азота, предпочтительно не более чем 0.5 массовых частей на миллион азота, и не более чем 5 массовых частей на миллион серы, предпочтительно не более чем 0.5 массовых частей на миллион серы.Hydrotreating in step d) of the ligroin fraction results in a fraction containing not more than 1 parts by weight per million nitrogen, preferably not more than 0.5 parts by weight per million nitrogen, and not more than 5 parts by weight per million sulfur, preferably not more than 0.5 parts by weight parts per million sulfur.
Гидрообработка на стадии e) фракции газойля приводит к фракции, содержащей не более чем 100 массовых частей на миллион азота, и не более чем 20 массовых частей на миллион азота, и не более чем 50 массовых частей на миллион серы, предпочтительно не более чем 10 массовых частей на миллион серы.The hydrotreatment in step e) of the gas oil fraction results in a fraction containing not more than 100 parts by mass per million nitrogen, and not more than 20 parts by mass of nitrogen, and not more than 50 parts by mass of sulfur, preferably not more than 10 parts by mass parts per million sulfur.
Каталитический крекингCatalytic cracking
Наконец, согласно одному варианту, способ согласно настоящему изобретению может содержать стадию каталитического крекинга [стадия g)], на которой по меньшей мере часть, предпочтительно весь объем, фракции, более тяжелой, чем газойль, полученной на стадии c), вводится в часть для обычного каталитического крекинга, в которой указанная фракция, более тяжелая, чем газойль, обрабатывается обычным образом, в условиях, хорошо известных специалисту в данной области техники, с получением второй газообразной фракции, второй бензиновой фракции, второй фракции газойля и второй фракции, более тяжелой, чем газойль, упоминаемой как ″суспензия″. Вторая фракция газойля будет, например, по меньшей мере частично вводиться в топливные резервуары (бассейны) и/или рециклизоваться, по меньшей мере частично, или даже полностью, на стадию гидрообработки газойля e). Вторая фракция, более тяжелая, чем газойль, будет, например, по меньшей мере частично или даже полностью, вводиться в резервуар для тяжелого топливного масла (бассейн) и/или рециклизоваться, по меньшей мере частично, или даже полностью, на стадию каталитического крекинга g). По меньшей мере часть второй фракции, более тяжелой, чем газойль, полученной в конце стадии g), рециклизуется на стадию удаления загрязнений a). В контексте настоящего изобретения выражение ″обычный каталитический крекинг″ охватывает способы крекинга, которые содержат по меньшей мере одну стадию регенерации катализатора путем частичного сгорания, и способы, которые содержат по меньшей мере одну стадию регенерации катализатора путем полного сгорания, и/или способы, содержащие как по меньшей мере одну стадию частичного сгорания, так и по меньшей мере одну стадию полного сгорания.Finally, in one embodiment, the method of the present invention may comprise a catalytic cracking step [step g)] in which at least a portion, preferably an entire volume, of a fraction heavier than the gas oil obtained in step c) is introduced into the portion for conventional catalytic cracking, in which the specified fraction, heavier than gas oil, is processed in the usual way, under conditions well known to the person skilled in the art, to obtain a second gaseous fraction, a second gasoline fraction, a second a gas oil fraction; and a second fraction heavier than a gas oil referred to as a “suspension”. The second gas oil fraction will, for example, be at least partially introduced into the fuel tanks (pools) and / or recycled, at least partially, or even completely, to the gas oil hydrotreatment step e). The second fraction, heavier than gas oil, will, for example, be at least partially or even completely introduced into the heavy fuel oil tank (pool) and / or recycled, at least partially, or even completely, to the catalytic cracking step g ) At least a portion of the second fraction heavier than the gas oil obtained at the end of step g) is recycled to the contaminant removal step a). In the context of the present invention, the term “conventional catalytic cracking” encompasses cracking methods that comprise at least one stage of catalyst regeneration by partial combustion, and methods that comprise at least one stage of catalyst regeneration by complete combustion, and / or methods comprising at least one stage of partial combustion, and at least one stage of complete combustion.
Например, обобщенное описание каталитического крекинга (первое промышленное применение которого произошло в 1936 году (процесс Houdry) или в 1942 году в случае применения катализатора во псевдоожиженном слое) можно найти в Ullmans Encyclopedia of Industrial Chemistry Volume A 18, 1991, страницы 61-64. Обычным является применение стандартных катализаторов, содержащих матрикс, при необходимости добавку и по меньшей мере один цеолит. Количество цеолита изменяется, но, как правило, составляет от около 3% до около 60 мас.%, часто от около 6% до около 50 мас.%, и обычно применяется от около 10% до 45 мас.%. Цеолит обычно диспергирован в матриксе. Количество добавки обычно составляет от около 0% до около 30 мас.%. Количество матрикса составляет остаток, необходимый для достижения 100 мас.%. Добавка, как правило, выбирается из группы, состоящей из оксидов металлы из группы IIA периодической таблицы элементов, как, например, оксид магния или оксид кальция, оксидов редкоземельных элементов и титанатов металлов из группы IIA. Матриксом, как правило, является оксид кремния, оксид алюминия, алюмосиликат, магниевосиликат, глина или смесь двух или более из этих продуктов. Наиболее часто применяемым цеолитом является цеолит Y. Крекинг осуществляется в по существу вертикальном реакторе, в режиме либо восходящего потока, либо нисходящего потока. Выбор катализатора и рабочих условий зависит от целевых продуктов, в зависимости от обрабатываемого сырья, как описывается, например, в статье М. Marcilly, страницы 990-991, опубликованной в журнале Institut Francais du Petrole, Nov. - Dec. 1975, страницы 969-1006. Обычно работают при температуре от 450°C до 600°C при времени пребывания в реакторе менее чем 1 минута, часто от около 0.1 до около 50 секунд.For example, a general description of catalytic cracking (the first industrial use of which occurred in 1936 (the Houdry process) or in 1942 when using a catalyst in a fluidized bed) can be found in Ullmans Encyclopedia of Industrial
Стадией каталитического крекинга g) может также быть стадия каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем, например, согласно способу, обозначенному R2R. Эта стадия может осуществляться обычным образом, как известно специалистам в данной области техники, при подходящих условиях крекинга для получения углеводородных продуктов с низкой молекулярной массой. Описание режима и катализаторов, которые могут применяться в контексте крекинга с псевдоожиженным слоем на этой стадии g), описываются, например, в патентных документах US-A-5286690, US-A-5324696 и ЕР-А-699224.The catalytic cracking step g) may also be a catalytic cracking stage with a fluidized bed, for example, according to the method designated R2R. This step can be carried out in the usual manner, as is known to those skilled in the art, under suitable cracking conditions to produce low molecular weight hydrocarbon products. A description of the mode and catalysts that can be used in the context of fluidized bed cracking at this stage g) are described, for example, in patent documents US-A-5286690, US-A-5324696 and EP-A-699224.
Реактор для каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем может работать в режиме восходящего потока или в режиме нисходящего потока. Хотя это не является предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения, подобным образом, возможно рассматривать осуществление каталитического крекинга в реакторе с подвижным слоем. Особенно предпочтительными катализаторами каталитического крекинга являются катализаторы, содержащие по меньшей мере один цеолит, обычно в смеси с соответствующим матриксом, таким как, например, оксид алюминия, оксид кремния или алюмосиликат.The catalytic cracking reactor with a fluidized bed can operate in upstream mode or in a downward flow mode. Although this is not a preferred embodiment of the present invention, in a similar manner, it is possible to consider the implementation of catalytic cracking in a moving bed reactor. Particularly preferred catalytic cracking catalysts are catalysts containing at least one zeolite, usually in admixture with a suitable matrix, such as, for example, alumina, silica or aluminosilicate.
Согласно предпоследнему объекту настоящее изобретение относится к получению синтетического нефтяного сырья способом согласно одному из предшествующих объектов.According to the penultimate object, the present invention relates to the production of synthetic petroleum feedstock by the method according to one of the preceding objects.
Согласно последнему объекту настоящее изобретение относится к установке, предназначенной для обработки сланцевого масла, применяющей способ согласно одному из предшествующих объектов.According to a last aspect, the present invention relates to a plant for treating shale oil using a method according to one of the preceding objects.
Такая установка содержит:Such an installation contains:
- часть для удаления загрязнений сланцевого масла, подлежащего обработке,- a part for removing contaminants of the shale oil to be treated,
- часть для гидроконверсии в присутствии водорода, содержащую реактор с кипящим слоем, работающий в режиме газообразного и жидкого восходящего потока и содержащий по меньшей мере один катализатор гидроконверсии на подложке,- part for hydroconversion in the presence of hydrogen, containing a fluidized bed reactor operating in a gaseous and liquid ascending mode and containing at least one hydroconversion catalyst on a substrate,
- зону для фракционирования с помощью атмосферной дистилляции,- zone for fractionation using atmospheric distillation,
- часть для гидрообработки в присутствии водорода, содержащую реактор с фиксированным слоем, содержащий по меньшей мере один катализатор гидрообработки,- part for hydroprocessing in the presence of hydrogen, containing a fixed-bed reactor containing at least one hydroprocessing catalyst,
- другую часть для гидрообработки в присутствии водорода, содержащую по меньшей мере один реактор с фиксированным слоем, содержащий по меньшей мере один катализатор гидрообработки,- another part for hydroprocessing in the presence of hydrogen, containing at least one fixed-bed reactor containing at least one hydroprocessing catalyst,
эти элементы расположены для осуществления способа согласно настоящему изобретению.these elements are located to implement the method according to the present invention.
Соответственно, например:Accordingly, for example:
- часть для удаления загрязнений соединена с частью для гидроконверсии, чтобы подпитывать эту часть для гидроконверсии обработанным сланцевым маслом, выходящим из части для удаления загрязнений,- the part for removing contaminants is connected to the part for hydroconversion to feed this part for hydroconversion with processed shale oil leaving the part for removing contaminants,
- часть для гидроконверсии соединена с зоной для фракционирования, чтобы подпитывать эту зону для фракционирования выходящими потоками из части для гидроконверсии,- the hydroconversion part is connected to the fractionation zone in order to feed this fractionation zone by the effluent from the hydroconversion part,
- одна труба (линия) соединяет зону для фракционирования с одной из двух частей для гидрообработки, другая труба (линия) соединяет зону для фракционирования с другой из двух частей для гидрообработки.- one pipe (line) connects the fractionation zone to one of two parts for hydroprocessing, the other pipe (line) connects the fractionation zone to one of the two parts for hydroprocessing.
Может быть предусмотрена часть для каталитического крекинга, причем другая труба (линия) соединяет зону для фракционирования с этой частью для каталитического крекинга.A catalytic cracking part may be provided, with another pipe (line) connecting the fractionation zone to this catalytic cracking part.
Установка может дополнительно содержать одну или несколько рециркуляционных труб для введения различных фракций в часть для удаления загрязнений или в часть для каталитического крекинга.The installation may further comprise one or more recirculation pipes for introducing various fractions into the part for removing impurities or into the part for catalytic cracking.
На Фиг.1 в виде схемы показан способ согласно настоящему изобретению. На Фиг.2 в виде схемы показан вариант способа, который включает стадию каталитического крекинга.Figure 1 shows in diagrammatic form the method according to the present invention. Figure 2 in the form of a diagram shows a variant of the method, which includes the stage of catalytic cracking.
Согласно Фиг.1 сырье, содержащее сланцевое масло (1), подлежащее обработке, с помощью линии (2) вводится в часть для удаления загрязнений (3). Эта стадия (3) представляет собой деасфальтизацию, осуществляемую с применением растворителя (не показан), в ходе которой производится деасфальтированное масло (4) и остаток (5). Остаток (5), через линию (6), может применяться в качестве топлива или может подпитывать узел газификации для производства водорода и энергии.According to Figure 1, raw materials containing shale oil (1) to be processed, is introduced into the part to remove impurities (3) using line (2). This step (3) is a deasphalting carried out using a solvent (not shown), during which deasphalted oil (4) and a residue (5) are produced. The remainder (5), through line (6), can be used as fuel or can feed the gasification unit for the production of hydrogen and energy.
Деасфальтированное масло (4) вводится по линии (7) в часть для гидроконверсии с кипящим слоем (8) в присутствии водорода (9), причем водород (9) вводится по линии (10). Поток, выходящий из части для гидроконверсии с кипящим слоем (8), вводится по линии (11) в колонну для атмосферной дистилляции (12), в конце которой выделяются газообразная фракция (13), лигроин (14), фракция газойля (15) и фракция (16), более тяжелая, чем фракция газойля. Газообразная фракция (13), содержащая водород, может быть очищена (не показано) для рециклизации водорода и его повторного введения в часть для гидроконверсии с кипящим слоем (8) по линии (10), и/или в части гидрообработки (17) и/или (18) по линиям (19) и (20). Лигроин (14) вводится в часть для гидрообработки с фиксированным слоем (17), в конце которой выделяют лигроин (21), обедненный примесями. Фракция газойля (15) вводится в часть для гидрообработки с фиксированным слоем (18), в конце которой выделяют фракцию газойля (22), обедненную примесями. Две части для гидрообработки (17) и (18) подпитываются водородом по линиям (23) и (24). Фракция (16), более тяжелая, чем фракция газойля, рециклизуется в часть для деасфальтизации (3) по линии (25).Deasphalted oil (4) is introduced via line (7) into the fluidized bed hydroconversion section (8) in the presence of hydrogen (9), moreover, hydrogen (9) is introduced via line (10). The stream leaving the fluidized bed hydroconversion section (8) is introduced via line (11) into the atmospheric distillation column (12), at the end of which a gaseous fraction (13), naphtha (14), gas oil fraction (15) and fraction (16), heavier than the gas oil fraction. The gaseous fraction (13) containing hydrogen can be purified (not shown) to recycle hydrogen and reintroduce it into the fluidized bed hydroconversion section (8) along line (10) and / or the hydroprocessing section (17) and / or (18) along lines (19) and (20). Ligroin (14) is introduced into the hydrotreatment unit with a fixed layer (17), at the end of which ligroin (21), depleted in impurities, is isolated. The gas oil fraction (15) is introduced into the hydrotreatment section with a fixed layer (18), at the end of which the gas oil fraction (22) is depleted of impurities. Two parts for hydroprocessing (17) and (18) are fed with hydrogen along lines (23) and (24). Fraction (16), heavier than the gas oil fraction, is recycled to the deasphalting unit (3) along line (25).
На Фиг.2, стадии экстракции жидкость/жидкость, гидроконверсии, разделения и гидрообработки (и обозначения) идентичны соответствующим на Фиг.1. Фракция (16), более тяжелая, чем фракция газойля, возникающая на стадии атмосферной дистилляции, может быть направлена в часть для каталитического крекинга (26) по линии (27). Поток, выходящий из этой части (26), направляется по линии (28) в часть для фракционирования (29), предпочтительно посредством атмосферной дистилляции, из которой выходят фракции топлива или средних дистиллятов, содержащие по меньшей мере одну вторую бензиновую фракцию (30), вторую фракцию газойля (31) и вторую фракцию (32), более тяжелую, чем газойль, также называемую ″суспензия″. Вторая фракция газойля (31) вводится по меньшей мере частично в топливные резервуары (бассейны) и/или рециклизуется по меньшей мере частично, или даже полностью, на стадию гидрообработки газойля e) (18) по линии (33). Вторая фракция (32), более тяжелая, чем газойль (″суспензия″), например, по меньшей мере частично, или даже полностью, вводится в резервуар для более тяжелого топливного масла (бассейн) и/или рециклизуется, по меньшей мере частично или даже полностью, на стадию каталитического крекинга (26) по линии (34). Вторая фракция (32), более тяжелая, чем газойль, при необходимости вводится, частично или полностью, в узел для деасфальтизации (3) по линии (35).In Fig.2, the stages of liquid / liquid extraction, hydroconversion, separation and hydrotreatment (and symbols) are identical to those in Fig.1. Fraction (16), heavier than the gas oil fraction that occurs at the stage of atmospheric distillation, can be sent to the catalytic cracking unit (26) along line (27). The stream leaving this part (26) is directed via line (28) to the fractionation part (29), preferably by atmospheric distillation, from which fuel or middle distillate fractions containing at least one second gasoline fraction (30) come out a second fraction of gas oil (31) and a second fraction (32), heavier than gas oil, also called "suspension". The second gas oil fraction (31) is introduced at least partially into the fuel tanks (pools) and / or recycled at least partially, or even completely, to the gas oil hydrotreatment step e) (18) via line (33). The second fraction (32), heavier than gas oil (″ suspension ″), for example, at least partially, or even completely, is introduced into the tank for heavier fuel oil (pool) and / or recycled, at least partially or even completely, to the catalytic cracking stage (26) along line (34). The second fraction (32), heavier than gas oil, is, if necessary, introduced, partially or completely, into the deasphalting unit (3) via line (35).
ПримерExample
Обрабатывают сланцевое масло, которое имеет характеристики, приведенные в Таблице 1.Process shale oil, which has the characteristics shown in Table 1.
Сланцевое масло, от которого были отделены углеводороды C5, подвергается первичной атмосферной дистилляции, из которого летучие продукты, компоненты газойля, керосины и лигроины выделяются и обрабатываются в очистительной цепи согласно их свойствам. Атмосферная дистилляция сланцевого масла также приводит к мазуту, который содержит большую часть соединений, имеющих точку кипения более чем 350°C. Мазут, в контексте настоящего изобретения, составляет 40 мас.% от сырья. Это сырье подвергается пропановой деасфальтизации при соотношении растворитель/сырье, равном 5/1, при температуре 100°C и при 4 МПа. Так получают деасфальтированное масло и остаток.Shale oil, from which C 5 hydrocarbons were separated, is subjected to primary atmospheric distillation, from which volatile products, gas oil components, kerosene and naphtha are extracted and processed in the cleaning chain according to their properties. Atmospheric distillation of shale oil also leads to fuel oil, which contains most of the compounds having a boiling point of more than 350 ° C. Fuel oil, in the context of the present invention, is 40% by weight of the feed. This feed is subjected to propane deasphalting at a solvent / feed ratio of 5/1, at a temperature of 100 ° C and at 4 MPa. So get deasphalted oil and residue.
Деасфальтированное масло обрабатывают в реакторе с кипящим слоем, содержащим промышленный катализатор HTS458 от Axens. Рабочие условия являются следующими:Deasphalted oil is treated in a fluidized bed reactor containing Axens industrial catalyst HTS458. The operating conditions are as follows:
- Температура в реакторе: 425°C- Temperature in the reactor: 425 ° C
- Давление: 195 бар (19.5 МПа)- Pressure: 195 bar (19.5 MPa)
- Отношение водород/сырье: 400 Нм3/м3 - The ratio of hydrogen / raw materials: 400 Nm 3 / m 3
- Общий HSV: 0.6 ч-1 - Total HSV: 0.6 h -1
Жидкие продукты, полученные из реактора, фракционируются посредством атмосферной дистилляции с получением лигроина (С5+ - 150°C), фракции газойля (150-370°C) и остаточной фракции 370°C+, которая составляет фракцию, более тяжелую, чем газойль.Liquid products obtained from the reactor are fractionated by atmospheric distillation to obtain ligroin (C5 + - 150 ° C), a gas oil fraction (150-370 ° C) and a residual fraction of 370 ° C +, which is a heavier fraction than gas oil.
Лигроин подвергается гидрообработке с фиксированным слоем с применением катализатора NiMo на оксиде алюминия. Рабочие условия являются следующими:Ligroin is subjected to fixed-bed hydroprocessing using a NiMo alumina catalyst. The operating conditions are as follows:
- Температура в реакторе: 320°C- Temperature in the reactor: 320 ° C
- Давление: 50 бар (5 МПа)- Pressure: 50 bar (5 MPa)
- Отношение водород/сырье: 400 Нм3/м3 - The ratio of hydrogen / raw materials: 400 Nm 3 / m 3
- Общий HSV: 1 ч-1 - Total HSV: 1 h -1
Фракция газойля подвергается гидрообработке с фиксированным слоем с применением катализатора NiMo на оксиде алюминия. Рабочие условия являются следующими:The gas oil fraction is subjected to fixed-bed hydroprocessing using a NiMo catalyst on alumina. The operating conditions are as follows:
- Температура в реакторе: 350°C- Temperature in the reactor: 350 ° C
- Давление: 120 бар (12 МПа)- Pressure: 120 bar (12 MPa)
- Отношение водород/сырье: 400 Нм3/м3 - The ratio of hydrogen / raw materials: 400 Nm 3 / m 3
- Общий HSV: 0.6 ч-1 - Total HSV: 0.6 h -1
Фракция, более тяжелая, чем газойль, затем подвергается каталитическому крекингу с применением катализатора, содержащего 20 мас.% цеолита Y и 80 мас.% алюмосиликатного матрикса. Это сырье, предварительно нагретое до 135°C, вводится у дна вертикального реактора с катализатором из регенератора, причем катализатор был регенерирован при горячих условиях. Входная температура катализатора в реактор составляет 720°C. Отношение скорости потока катализатора к скорости потока сырья составляет 6.0. Тепловой вклад катализатора при 720°C способствует испарению сырья и реакции крекинга, и то и другое является эндотермическим. Среднее время пребывания катализатора в реакционной зоне составляет около 3 секунд. Рабочее давление составляет 1.8 абсолютных бар. Температура катализатора, измеренная в конце повышающего регулируемого (вертикального) реактора с псевдоожиженным слоем, составляет 525°C. Крекированные углеводороды и катализатор разделяются посредством циклонов, расположенных в зоне отгонки (выпарная колонна), в которой катализатор отгоняется. Катализатор, который загружается коксом в ходе реакции и затем отгоняется в зоне отгонки, затем вводится в регенератор. Коксовое содержание твердых веществ (дельта кокс) в начале генератора составляет 0.85%. Этот кокс сжигается посредством воздуха, вводимого в регенератор. Сгорание, которое является сильно экзотермическим, поднимает температуру твердого вещества от 525°C до 720°C. Горячий регенерированный катализатор выходит из реактора и опять вводится у дна реактора.The heavier fraction than gas oil is then subjected to catalytic cracking using a catalyst containing 20 wt.% Zeolite Y and 80 wt.% Aluminosilicate matrix. This feedstock, preheated to 135 ° C, is introduced at the bottom of a vertical reactor with a catalyst from a regenerator, the catalyst being regenerated under hot conditions. The inlet temperature of the catalyst in the reactor is 720 ° C. The ratio of the catalyst flow rate to the feed flow rate is 6.0. The thermal contribution of the catalyst at 720 ° C promotes the evaporation of the feed and the cracking reaction, and both are endothermic. The average residence time of the catalyst in the reaction zone is about 3 seconds. The working pressure is 1.8 absolute bar. The temperature of the catalyst, measured at the end of a step-up controlled (vertical) fluidized bed reactor, is 525 ° C. Cracked hydrocarbons and the catalyst are separated by cyclones located in the distillation zone (evaporation column), in which the catalyst is distilled off. The catalyst, which is charged with coke during the reaction and then distilled off in the distillation zone, is then introduced into the regenerator. The coke solids content (delta coke) at the start of the generator is 0.85%. This coke is burned by air introduced into the regenerator. Combustion, which is highly exothermic, raises the temperature of a solid from 525 ° C to 720 ° C. The hot regenerated catalyst exits the reactor and is introduced again at the bottom of the reactor.
Углеводороды, отделенные от катализатора, выходят из зоны отгонки. Они направляются в основную колонну дробной перегонки, на вершине которой выходят газы и бензиновые фракции, и затем, у дна колонны, для повышения точки кипения, выходят фракции LCO и НСО и суспензия (370°C+).Hydrocarbons separated from the catalyst exit the stripping zone. They are sent to the main fractional distillation column, at the top of which gases and gasoline fractions exit, and then, at the bottom of the column, to increase the boiling point, the LCO and HCO fractions and suspension (370 ° C +) exit.
В Таблице 2 приводятся свойства различного сырья на каждой стадии, а также выходы, полученные в различных узлах, и общий выход. Следовательно, наблюдается, что исходя из 100 мас.% сланцевого масла получают 86.2 мас.% продуктов (LPG, лигроин, средние дистилляты), удовлетворяющих техническим условиям Euro V.Table 2 summarizes the properties of the various feedstocks at each stage, as well as the yields obtained at various sites, and the total yield. Therefore, it is observed that based on 100% by weight of shale oil, 86.2% by weight of products (LPG, naphtha, middle distillates) are obtained that meet Euro V specifications.
Claims (25)
a) сырье подвергается удалению загрязнений с получением остатка и масла, очищенного от загрязнений,
b) масло, очищенное от загрязнений, вводится в часть для гироконверсии в присутствии водорода, причем указанная часть содержит по меньшей мере один реактор с кипящим слоем, работающий в режиме газообразного и жидкого восходящего потока и содержащий по меньшей мере один катализатор гидроконверсии на подложке,
c) выходящий поток, полученный на стадии b), вводится по меньшей мере частично в зону фракционирования, из которой, посредством атмосферной дистилляции, выходят газообразная фракция, фракция лигроина, фракция газойля и фракция, более тяжелая, чем газойль,
d) указанная фракция лигроина обрабатывается по меньшей мере частично в другой части для гидрообработки в присутствии водорода, причем указанная часть содержит по меньшей мере один реактор с фиксированным слоем, содержащий по меньшей мере один катализатор гидрообработки, и
e) указанная фракция газойля обрабатывается по меньшей мере частично в части для гидрообработки в присутствии водорода, причем указанная часть содержит по меньшей мере один реактор с фиксированным слоем, содержащий по меньшей мере один катализатор гидрообработки.1. The method of conversion of shale oil or a mixture of shale oils having a nitrogen content of at least 0.1 wt. %, characterized in that it contains the following stages:
a) the raw material is subjected to the removal of contaminants to obtain a residue and an oil purified from contaminants,
b) an oil purified from contaminants is introduced into the gyroconversion part in the presence of hydrogen, said part comprising at least one fluidized bed reactor operating in a gaseous and liquid ascending mode and containing at least one hydroconversion catalyst on a substrate,
c) the effluent obtained in step b) is introduced at least partially into the fractionation zone, from which, through atmospheric distillation, a gaseous fraction, a ligroin fraction, a gas oil fraction and a heavier fraction than gas oil are released,
d) said ligroin fraction is processed at least partially in another hydrotreatment portion in the presence of hydrogen, said portion comprising at least one fixed bed reactor comprising at least one hydroprocessing catalyst, and
e) said gas oil fraction is processed at least partially in the hydrotreatment portion in the presence of hydrogen, said portion comprising at least one fixed bed reactor comprising at least one hydrotreatment catalyst.
- часть для удаления загрязнений сланцевого масла, подлежащего обработке,
- часть для гидроконверсии в присутствии водорода, содержащую реактор с кипящим слоем, работающий в режиме газообразного и жидкого восходящего потока и содержащий по меньшей мере один катализатор гидроконверсии на подложке,
- зону для фракционирования с помощью атмосферной дистилляции,
- часть для гидрообработки в присутствии водорода, содержащую реактор с фиксированным слоем, содержащий по меньшей мере один катализатор гидрообработки,
- другую часть для гидрообработки в присутствии водорода, содержащую по меньшей мере один реактор с фиксированным слоем, содержащий по меньшей мере один катализатор гидрообработки. 25. Installation for processing shale oil by the method according to any one of paragraphs. 1-24, containing:
- a part for removing contaminants of the shale oil to be treated,
- part for hydroconversion in the presence of hydrogen, containing a fluidized bed reactor operating in a gaseous and liquid ascending mode and containing at least one hydroconversion catalyst on a substrate,
- zone for fractionation using atmospheric distillation,
- part for hydroprocessing in the presence of hydrogen, containing a fixed-bed reactor containing at least one hydroprocessing catalyst,
- another part for hydroprocessing in the presence of hydrogen, containing at least one fixed-bed reactor containing at least one hydroprocessing catalyst.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1061245A FR2969651B1 (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | HYDROCARBONATE LOADING CONVERSION METHOD COMPRISING SCIST OIL BY DECONTAMINATION, BOILING BED HYDROCONVERSION, AND ATMOSPHERIC DISTILLATION FRACTIONATION |
FR1061245 | 2010-12-24 | ||
PCT/FR2011/053022 WO2012085408A1 (en) | 2010-12-24 | 2011-12-16 | Method for converting hydrocarbon feedstock comprising a shale oil by decontamination, hydroconversion in an ebullating bed, and fractionation by atmospheric distillation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013134384A RU2013134384A (en) | 2015-01-27 |
RU2592693C2 true RU2592693C2 (en) | 2016-07-27 |
Family
ID=44063717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013134384/04A RU2592693C2 (en) | 2010-12-24 | 2011-12-16 | Method of converting hydrocarbon material containing shale oil, by removal of contaminants, hydroconversion in fluidised bed and fractionation using atmospheric distillation |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130327682A1 (en) |
CN (1) | CN103339232B (en) |
AU (1) | AU2011346959B2 (en) |
BR (1) | BR112013013791A2 (en) |
CA (1) | CA2815685C (en) |
EE (1) | EE05783B1 (en) |
FR (1) | FR2969651B1 (en) |
IL (1) | IL226640A (en) |
JO (1) | JO3364B1 (en) |
MA (1) | MA34750B1 (en) |
RU (1) | RU2592693C2 (en) |
WO (1) | WO2012085408A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634725C1 (en) * | 2016-07-28 | 2017-11-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Method for processing combustible shale |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3015514B1 (en) | 2013-12-23 | 2016-10-28 | Total Marketing Services | IMPROVED PROCESS FOR DESAROMATIZATION OF PETROLEUM CUTTERS |
CN116515559B (en) * | 2023-05-06 | 2024-03-08 | 东莞尚正生物科技有限公司 | Method for extracting heavy essential oil based on subcritical low-temperature extraction process |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3306845A (en) * | 1964-08-04 | 1967-02-28 | Union Oil Co | Multistage hydrofining process |
US3905892A (en) * | 1972-03-01 | 1975-09-16 | Cities Service Res & Dev Co | Process for reduction of high sulfur residue |
US3954603A (en) * | 1975-02-10 | 1976-05-04 | Atlantic Richfield Company | Method of removing contaminant from hydrocarbonaceous fluid |
US4133745A (en) * | 1977-08-18 | 1979-01-09 | Atlantic Richfield Company | Processing shale oil cuts by hydrotreating and removal of arsenic and/or selenium |
US4344840A (en) * | 1981-02-09 | 1982-08-17 | Hydrocarbon Research, Inc. | Hydrocracking and hydrotreating shale oil in multiple catalytic reactors |
US4548702A (en) * | 1984-02-24 | 1985-10-22 | Standard Oil Company | Shale oil stabilization with a hydroprocessor |
FR2753984A1 (en) * | 1996-10-02 | 1998-04-03 | Inst Francais Du Petrole | Multi-stage conversion process for heavy hydrocarbon fractions |
WO2008151792A1 (en) * | 2007-06-14 | 2008-12-18 | Eni S.P.A. | Enhanced process for the hydroconversion of heavy oils through ebullated-bed systems |
RU2344160C2 (en) * | 2003-04-25 | 2009-01-20 | Энститю Франсэ Дю Петроль | Method for enrichment of heavy charges by desasphaltation and hydrocracking in boiling layer |
FR2933708A1 (en) * | 2008-07-10 | 2010-01-15 | Inst Francais Du Petrole | CONVERSION PROCESS COMPRISING HYDROCONVERSION OF THE LOAD THEN A VISCOREDUCTION AND A FRACTIONATION |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4592827A (en) * | 1983-01-28 | 1986-06-03 | Intevep, S.A. | Hydroconversion of heavy crudes with high metal and asphaltene content in the presence of soluble metallic compounds and water |
US4623444A (en) * | 1985-06-27 | 1986-11-18 | Occidental Oil Shale, Inc. | Upgrading shale oil by a combination process |
FR2617497B1 (en) | 1987-07-02 | 1989-12-08 | Inst Francais Du Petrole | PROCESS FOR THE REMOVAL OF ARSENIC COMPOUNDS FROM LIQUID HYDROCARBONS |
FR2675714B1 (en) | 1991-04-26 | 1993-07-16 | Inst Francais Du Petrole | METHOD AND DEVICE FOR HEAT EXCHANGING SOLID PARTICLES FOR CATALYTIC CRACKING REGENERATION. |
FR2683743B1 (en) | 1991-11-14 | 1994-02-11 | Institut Francais Petrole | METHOD AND DEVICE FOR THERMAL EXCHANGE OF SOLID PARTICLES FOR DOUBLE REGENERATION IN CATALYTIC CRACKING. |
FR2705142B1 (en) | 1993-05-10 | 1995-10-27 | Inst Francais Du Petrole | METHOD FOR REGULATING THE THERMAL LEVEL OF A SOLID IN A HEAT EXCHANGER HAVING CYLINDRICAL TUBE PATCHES. |
US5494570A (en) * | 1994-06-24 | 1996-02-27 | Texaco Inc. | Ebullated bed process |
FR2762004B1 (en) | 1997-04-10 | 1999-05-14 | Inst Francais Du Petrole | PROCESS FOR THE REMOVAL OF ARSENIC FROM LIQUID HYDROCARBON FILLERS |
FR2769653B1 (en) * | 1997-10-14 | 2000-01-07 | Sciel Societe De Creation Inte | PREFABRICATED ROOF COVER |
FR2769635B1 (en) * | 1997-10-14 | 2004-10-22 | Inst Francais Du Petrole | PROCESS FOR THE CONVERSION OF OIL HEAVY FRACTIONS COMPRISING A HYDROCONVERSION STEP INTO A BOILING BED AND A HYDROTREATMENT STEP |
FR2791354B1 (en) * | 1999-03-25 | 2003-06-13 | Inst Francais Du Petrole | PROCESS FOR THE CONVERSION OF HEAVY PETROLEUM FRACTIONS COMPRISING A STAGE OF HYDROCONVERSION IN BUBBLING BEDS AND A STAGE OF HYDROTREATMENT |
US7214308B2 (en) * | 2003-02-21 | 2007-05-08 | Institut Francais Du Petrole | Effective integration of solvent deasphalting and ebullated-bed processing |
CA2467372A1 (en) * | 2004-05-14 | 2005-11-14 | Chattanooga Corp. | Process and apparatus for converting oil shale or oil sand (tar sand) to oil |
US7431831B2 (en) | 2005-12-16 | 2008-10-07 | Chevron U.S.A. Inc. | Integrated in-line pretreatment and heavy oil upgrading process |
FR2906814B1 (en) | 2006-10-06 | 2012-09-21 | Inst Francais Du Petrole | PROCESS FOR CONVERTING DESASPHALTEE OIL |
US8152994B2 (en) | 2007-12-27 | 2012-04-10 | Kellogg Brown & Root Llc | Process for upgrading atmospheric residues |
US8246811B2 (en) * | 2009-05-26 | 2012-08-21 | IFP Energies Nouvelles | Process for the production of a hydrocarbon fraction with a high octane number and a low sulfur content |
US8597495B2 (en) * | 2010-02-12 | 2013-12-03 | IFP Energies Nouvelles | Partial uprading utilizing solvent deasphalting and DAO hydrocracking |
-
2010
- 2010-12-24 FR FR1061245A patent/FR2969651B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-12-15 JO JOP/2011/0379A patent/JO3364B1/en active
- 2011-12-16 AU AU2011346959A patent/AU2011346959B2/en not_active Ceased
- 2011-12-16 EE EEP201300025A patent/EE05783B1/en not_active IP Right Cessation
- 2011-12-16 BR BR112013013791A patent/BR112013013791A2/en not_active IP Right Cessation
- 2011-12-16 US US13/883,674 patent/US20130327682A1/en not_active Abandoned
- 2011-12-16 WO PCT/FR2011/053022 patent/WO2012085408A1/en active Application Filing
- 2011-12-16 CA CA2815685A patent/CA2815685C/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-12-16 CN CN201180062157.1A patent/CN103339232B/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-12-16 RU RU2013134384/04A patent/RU2592693C2/en not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-05-29 IL IL226640A patent/IL226640A/en not_active IP Right Cessation
- 2013-06-20 MA MA36028A patent/MA34750B1/en unknown
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3306845A (en) * | 1964-08-04 | 1967-02-28 | Union Oil Co | Multistage hydrofining process |
US3905892A (en) * | 1972-03-01 | 1975-09-16 | Cities Service Res & Dev Co | Process for reduction of high sulfur residue |
US3954603A (en) * | 1975-02-10 | 1976-05-04 | Atlantic Richfield Company | Method of removing contaminant from hydrocarbonaceous fluid |
US4133745A (en) * | 1977-08-18 | 1979-01-09 | Atlantic Richfield Company | Processing shale oil cuts by hydrotreating and removal of arsenic and/or selenium |
US4344840A (en) * | 1981-02-09 | 1982-08-17 | Hydrocarbon Research, Inc. | Hydrocracking and hydrotreating shale oil in multiple catalytic reactors |
US4548702A (en) * | 1984-02-24 | 1985-10-22 | Standard Oil Company | Shale oil stabilization with a hydroprocessor |
FR2753984A1 (en) * | 1996-10-02 | 1998-04-03 | Inst Francais Du Petrole | Multi-stage conversion process for heavy hydrocarbon fractions |
RU2344160C2 (en) * | 2003-04-25 | 2009-01-20 | Энститю Франсэ Дю Петроль | Method for enrichment of heavy charges by desasphaltation and hydrocracking in boiling layer |
WO2008151792A1 (en) * | 2007-06-14 | 2008-12-18 | Eni S.P.A. | Enhanced process for the hydroconversion of heavy oils through ebullated-bed systems |
FR2933708A1 (en) * | 2008-07-10 | 2010-01-15 | Inst Francais Du Petrole | CONVERSION PROCESS COMPRISING HYDROCONVERSION OF THE LOAD THEN A VISCOREDUCTION AND A FRACTIONATION |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634725C1 (en) * | 2016-07-28 | 2017-11-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Method for processing combustible shale |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012085408A1 (en) | 2012-06-28 |
AU2011346959A1 (en) | 2013-05-09 |
BR112013013791A2 (en) | 2016-09-13 |
MA34750B1 (en) | 2013-12-03 |
EE201300025A (en) | 2013-10-15 |
JO3364B1 (en) | 2019-03-13 |
CA2815685C (en) | 2018-10-23 |
RU2013134384A (en) | 2015-01-27 |
CA2815685A1 (en) | 2012-06-28 |
IL226640A (en) | 2017-06-29 |
CN103339232B (en) | 2016-02-10 |
EE05783B1 (en) | 2016-11-15 |
CN103339232A (en) | 2013-10-02 |
AU2011346959B2 (en) | 2015-11-19 |
US20130327682A1 (en) | 2013-12-12 |
FR2969651B1 (en) | 2014-02-21 |
FR2969651A1 (en) | 2012-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2592688C2 (en) | Method of converting hydrocarbon material containing shale oil by hydroconversion in fluidised bed, fractionation using atmospheric distillation and hydrocracking | |
RU2678764C2 (en) | Process for converting petroleum feedstocks comprising fluidised-bed hydrocracking stage, ageing stage and stage of separating sediments for production of fuel oils with low sediment content | |
KR102378453B1 (en) | A process comprising a substitutable hydrodemetallization guard bed, a fixed bed hydrotreating step and a hydrocracking step in a substitutable reactor. | |
TWI700361B (en) | Process for the conversion of feeds, comprising a hydrocracking step, a precipitation step and a step for separating sediments, for the production of fuel oils | |
RU2352615C2 (en) | Method for processing of heavy charge, such as heavy base oil and stillage bottoms | |
KR102093454B1 (en) | Integrated ebullated-bed process for whole crude oil upgrading | |
KR20220143003A (en) | Optimized method of processing plastic pyrolysis oil for improved application | |
US11208602B2 (en) | Process for converting a feedstock containing pyrolysis oil | |
TWI486435B (en) | Residue hydrocracking processing | |
RU2662437C2 (en) | Method of the heavy hydrocarbon raw material processing including selective de-asphatization with the de-asphalted oil recycling | |
KR102337228B1 (en) | Integrated boiling-bed hydroprocessing, fixed bed hydroprocessing and coking processes for full crude oil conversion to hydrotreated fraction and petroleum green coke | |
RU2592690C2 (en) | Method of converting hydrocarbon material containing shale oil by hydroconversion in fluidised bed, fractionation using atmospheric distillation and extraction liquid/liquid in heavy fraction | |
RU2592693C2 (en) | Method of converting hydrocarbon material containing shale oil, by removal of contaminants, hydroconversion in fluidised bed and fractionation using atmospheric distillation | |
CN110776953B (en) | Process for treating heavy hydrocarbon feedstock comprising fixed bed hydroprocessing, two deasphalting operations and hydrocracking of bitumen | |
CN110776954B (en) | Process for treating heavy hydrocarbon-based feedstock comprising fixed bed hydroprocessing, deasphalting operations and ebullated bed hydrocracking of asphalt | |
RU2804466C2 (en) | Improved method for conversion of residues, including stages of hydroconversion in movable layer and deasphalting stage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191217 |