RU2595041C2

RU2595041C2 - Многостадийный способ гидрокрекинга для гидроконверсии углеводородного сырья

Info

Publication number: RU2595041C2
Application number: RU2013157378/04A
Authority: RU
Inventors: ДЕЙК Николас ВАН
Original assignee: Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2016-08-20
Also published as: CN103562354A; EP2714851A1; US20140110306A1; WO2012163850A1; RU2013157378A; CN103562354B; US9376638B2; EP2714851B1

Abstract

Изобретение относится к способу гидроконверсии углеводородного сырья. Способ включает стадии, на которых: (a) сырье подвергают контактированию при повышенных температуре и давлении в первой секции гидрокрекинга в присутствии водорода с одним или несколькими катализаторами для получения первого выходящего потока углеводородов; (b) разделяют по меньшей мере часть первого выходящего потока углеводородов, полученного на стадии (а), в секции разделения на газообразный поток, легкий жидкий поток и тяжелый жидкий поток; (c) разделяют по меньшей мере часть указанных жидких потоков, полученных на стадии (b), в секции фракционирования на несколько фракций углеводородов, включая фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°С; (d) подвергают контактированию по меньшей мере часть фракции углеводородов с температурой кипения выше 350°С, полученной на стадии (с), при повышенных температуре и давлении во второй секции гидрокрекинга в присутствии водорода с одним или несколькими катализаторами для получения второго углеводородного выходящего потока; (e) разделяют по меньшей мере часть второго углеводородного выходящего потока, полученного на стадии (d), в секции разделения на газообразный поток, легкий жидкий поток и тяжелый жидкий поток; (f) разделяют по меньшей мере часть указанных жидких потоков, полученных на стадии (е), в секции фракционирования на несколько фракций углеводородов, включая тяжелую фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°С; (g) делят по меньшей мере часть фракции углеводородов с температурой кипения выше 350°С, полученной на стадии (f), на больший поток и меньший поток; (h) рециркулируют по меньшей мере часть большего потока, полученного на стадии (g), на стадию (d); и (i) извлекают меньший поток, полученный на стадии (g). Использование предлагаемого способа позволяет повысить общую конверсию сырья и увеличить выход более ценных легких продуктов. 13 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу гидроконверсии углеводородного сырья.

Уровень техники

Известно получение углеводородных фракций, таких как нафта, керосин и газойль, двухстадийным гидрокрекингом тяжелых углеводородных масел, таких как вакуумные дистилляты сырой минеральной нефти. Для этой цели тяжелое углеводородное масло подвергают гидрокрекингу в реакционной секции первой ступени, подвергнутый гидрокрекингу выходящий поток пропускают через теплообменник с целью предварительного нагрева сырья для первой ступени и затем пропускают подвергнутый гидрокрекингу выходящий поток через печь для подогрева углеводородного выходящего потока перед поступлением в блок дистилляции. В блоке дистилляции подвергнутый гидрокрекингу поток, выходящий из реакционной секции первой ступени, разделяют посредством дистилляции на одну или несколько легких углеводородных фракций и тяжелую углеводородную фракцию. Тяжелую углеводородную фракцию подают в реакционную секцию гидрокрекинга второй ступени. Перед входом во вторую ступень тяжелая углеводородная фракция из узла дистилляции нагревается посредством теплообменника с использованием тепла подвергнутого гидрокрекингу потока, выходящего со второй ступени. Подвергнутый гидрокрекингу выходящий поток, полученный из реакционной секции второй ступени, также подогревают при помощи печи и разделяют посредством дистилляции на одну или несколько легких углеводородных фракций и тяжелую углеводородную фракцию. Тяжелую углеводородную фракцию, полученную таким образом из подвергнутого гидрокрекингу потока, выходящего со второй ступени, возвращают из блока дистилляции обратно во вторую ступень, тогда как легкие углеводородные фракции, отделенные в ходе дистилляции, извлекают в качестве желаемых конечных продуктов. Оба подвергнутых гидрокрекингу потока продуктов с первой и второй реакционных ступеней обычно имеют температуру около 250°C.

Недостаток такого известного двухступенчатого процесса гидрокрекинга заключается в накоплении так называемых полиароматических соединений (ПАС) в рецикловом потоке, поступающем с установки дистилляции на вторую ступень, если при переработке потоков тяжелого сырья используют очень высокие уровни конверсии. При высоких уровнях такие полиароматические соединения отлагаются в циркуляционном контуре, в результате чего забивается такое оборудование, как теплообменники, и имеет место значительное отрицательное влияние на энергоэффективность двухступенчатого процесса гидрокрекинга.

Для решения указанной проблемы накопления соединений ПАС были предложены различные подходы. Например, предложено использовать существенный отбор потока тяжелого рециклового продукта, который содержит соединения ПАС. Однако это снижает общую конверсию сырья и приводит к пониженному выходу более легких ценных продуктов, таких как высококачественный керосин и высококачественный газойль.

В патенте США US-A-4961839 описан способ гидрокрекинга, в котором раскрыт метод противодействия образованию и накоплению полициклических ароматических соединений в пределах установки процесса гидрокрекинга. Нижнюю фракцию, заключающую в себе соединения ПАС, удаляют. Недостаток способа, описанного в патенте США US-A-4961839, состоит в том, что уменьшается общая конверсия сырья, и это приводит к пониженному выходу более легких ценных продуктов, таких как высококачественный керосин и высококачественный газойль.

В патенте US-A-5120426 описан улучшенный способ гидрокрекинга, в котором сырье содержит вещество, ухудшающее качество. Кубовый остаток установки гидрокрекинга охлаждают в теплообменниках. Вещества, ухудшающие качество, удаляют посредством охлаждения и фильтрования. Недостаток способа заключается в необходимости замены указанных фильтров.

В патенте US-B-6858128 описан способ каталитического гидрокрекинга с одним реактором гидрокрекинга. Поток с повышенным содержанием тяжелых полициклических ароматических соединений отводят из фракционирующей колонны с разделительной стенкой.

В дополнение к описанному выше предложено адсорбировать соединения ПАС из рециклового потока с использованием активированного угля. Однако такой подход требует дополнительного оборудования, поскольку активированный уголь, насыщенный канцерогенными соединениями ПАС, впоследствии необходимо обезвреживать.

Таким образом, существует потребность в многоступенчатом процессе гидрокрекинга, в котором описанный выше недостаток накопления соединений ПАС в достаточной мере преодолевается экономически привлекательным способом.

Раскрытие изобретения

Было обнаружено, что это можно осуществлять привлекательным образом, если выходящий поток второй ступени имеет конкретную температуру и только часть тяжелой углеводородной фракции упомянутого выходящего потока возвращают во вторую ступень.

Соответственно, настоящее изобретение относится к способу гидроконверсии углеводородного сырья, включающему в себя стадии, на которых:

(a) сырье подвергают контактированию при повышенных температуре и давлении в первой секции гидрокрекинга в присутствии водорода с одним или несколькими катализаторами для получения первого углеводородного выходящего потока;

(b) разделяют по меньшей мере часть первого углеводородного выходящего потока, полученного на стадии (а), в секции разделения на газообразный поток, легкий жидкий поток и тяжелый жидкий поток;

(c) разделяют по меньшей мере часть указанных жидких потоков, полученных на стадии (b), в секции фракционирования на несколько фракций углеводородов, включая тяжелую фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°С;

(d) подвергают контактированию по меньшей мере часть тяжелой фракции углеводородов с температурой кипения выше 350°С, полученной на стадии (с), при повышенных температуре и давлении во второй секции гидрокрекинга в присутствии водорода с одним или несколькими катализаторами для получения второго углеводородного выходящего потока;

(e) разделяют по меньшей мере часть второго углеводородного выходящего потока, полученного на стадии (d), в секции разделения на газообразный поток, легкий жидкий поток и тяжелый жидкий поток;

(f) разделяют по меньшей мере часть указанных жидких потоков, полученных на стадии (е), в секции фракционирования на несколько фракций углеводородов, включая тяжелую фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°С;

(g) делят по меньшей мере часть тяжелой фракции углеводородов с температурой кипения выше 350°С, полученной на стадии (f), на больший поток и меньший поток;

(h) рециркулируют по меньшей мере часть большего потока, полученного на стадии (g), на стадию (d); и

(i) извлекают меньший поток, полученный на стадии (g).

В соответствии с настоящим изобретением предлагается более эффективный и простой двухступенчатый способ гидрокрекинга.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к способу гидроконверсии углеводородного сырья. На стадии (а) сырье подвергают контактированию при повышенных температуре и давлении в первой секции гидрокрекинга в присутствии водорода с одним или несколькими катализаторами для получения первого углеводородного выходящего потока. Стадию (а) можно осуществлять соответствующим образом при температуре в диапазоне от 350 до 460°C, предпочтительно в диапазоне от 370 до 430°C, давлении в диапазоне от 50 до 250 бар, предпочтительно в диапазоне от 100 до 200 бар и объемной скорости (WHSV) в диапазоне от 0,1-2,0 ч^-1, предпочтительно в диапазоне от 0,2-1,0 ч^-1. В первой секции гидрокрекинга можно использовать один или несколько катализаторов, а также можно использовать один или несколько слоев катализаторов. Один или несколько катализаторов в первой секции гидрокрекинга могут состоять из любого одного или нескольких металлов или их соединений, обладающих гидрирующими свойствами. Предпочтительно, один или несколько катализаторов в первой секции гидрокрекинга содержат один или несколько металлов 6b группы и/или один или несколько металлов 8 группы на алюмооксидном или алюмосиликатном носителе. Алюмосиликатный носитель может быть аморфным или цеолитным. На носитель или в него предпочтительно могут быть введены металлы: медь, серебро, вольфрам, молибден, кобальт, никель, платина и/или палладий. Предпочтительный носитель для использования в составе катализатора(ов) первой секции гидрокрекинга состоит из оксида алюминия. Указанный оксид алюминия может содержать небольшую долю диоксида кремния; подходящим образом в нем присутствует не более 1% масс. диоксида кремния.

Металлы, подлежащие применению, можно использовать в металлической, оксидной и/или сульфидной форме. Предпочтительный катализатор для первой секции гидрокрекинга содержит от 8 до 14% масс. молибдена и от 1 до 5% масс. никеля, причем оба металла находятся в сульфидной форме. В конкретном варианте осуществления изобретения первая секция гидрокрекинга содержит первый слой катализатора, содержащий один или несколько металлов 6b группы и/или один или несколько металлов 8 группы на алюмооксидном носителе, и второй слой катализатора, который содержит один или несколько металлов 6b группы и/или один или несколько металлов 8 группы на аморфном алюмосиликатном или цеолитном носителе.

На стадии (b) по меньшей мере часть первого углеводородного выходящего потока, полученного на стадии (а), разделяют на газообразный поток и жидкий поток в секции разделения. Предпочтительно, весь первый углеводородный выходящий поток, полученный на стадии (а), разделяют на газообразный поток, легкий жидкий поток и тяжелый жидкий поток в секции разделения. Подходящим образом, разделение на стадии (b) осуществляют при температуре в диапазоне от 40 до 350°C и давлении в диапазоне от 2 до 250 бар, предпочтительно в диапазоне от 4 до 200 бар.

Предпочтительно, тяжелый жидкий поток, полученный на стадии (b), имеет температуру выше 200°C, предпочтительно выше 250°C.

Подходящим образом, на стадии (b) используют четыре ступени разделения. На первой ступени разделение может иметь место надлежащим образом при относительно высокой температуре и относительно высоком давлении; на второй ступени разделение может происходить при относительно высокой температуре и относительно низком давлении; на третьей ступени разделение может осуществляться соответствующим образом при относительно низкой температуре и относительно высоком давлении; на четвертой ступени разделение может протекать при относительно низкой температуре и относительно низком давлении.

Отводимый снизу продукт первой ступени разделения соответственно является сырьем для второй ступени разделения, а тяжелый жидкий поток, полученный на стадии (b), соответственно представляет собой отводимый снизу продукт второй ступени разделения.

На стадии (с) по меньшей мере часть указанных жидких потоков, полученных на стадии (b), разделяют в секции фракционирования на несколько фракций углеводородов, включая тяжелую фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°C. Предпочтительно, все жидкие потоки, полученные на стадии (b), разделяют в секции фракционирования на несколько фракций углеводородов, включая фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°C. Подходящим образом, нижнюю часть секции фракционирования эксплуатируют при температуре в диапазоне от 250 до 420°C, предпочтительно в диапазоне от 320 до 390°C, и давлении в диапазоне от 0,05 до 10 бар, предпочтительно в диапазоне от 0,1 до 5 бар, а верхнюю часть секции фракционирования эксплуатируют при температуре в диапазоне от 0 до 200°C, предпочтительно в диапазоне от 50 до 150°C, и давлении в диапазоне от 0,01 до 10 бар, предпочтительно в диапазоне от 0,02 до 5 бар.

В дополнение к фракции углеводородов с температурой кипения выше 350°C на стадии (с) можно извлекать фракцию нафты, керосиновую фракцию и газойлевую фракцию в качестве желаемых продуктов.

На стадии (d) по меньшей мере часть фракции углеводородов с температурой кипения выше 350°C, полученной на стадии (с), подвергают контактированию при повышенных температуре и давлении во второй секции гидрокрекинга в присутствии водорода с одним или несколькими катализаторами для получения второго углеводородного выходящего потока. Стадию (d) подходящим образом осуществляют при температуре в диапазоне от 230 до 460°C, предпочтительно в диапазоне от 260 до 430°C, давлении в диапазоне от 50 до 250 бар, предпочтительно в диапазоне от 100 до 200 бар, и объемной скорости в диапазоне от 0,2-4 ч^-1, предпочтительно в диапазоне от 0,4-2 ч^-1. Во второй секции гидрокрекинга можно использовать один или несколько катализаторов и использовать один или несколько слоев катализаторов. Один или несколько катализаторов во второй секции гидрокрекинга могут состоять из любого одного или нескольких металлов или их соединений, обладающих гидрирующими свойствами. Примерами подходящих катализаторов для использования во второй секции гидрокрекинга являются умеренно кислотные и сильно кислотные катализаторы на носителе, содержащие один или несколько металлов, обладающих гидрирующей активностью. Такие катализаторы включают в себя фторсодержащие сульфидированные катализаторы, имеющие в своем составе никель и/или кобальт, а кроме того, молибден и/или вольфрам либо аморфный алюмосиликат; сульфидированные катализаторы, содержащие или не содержащие фтор, которые содержат никель и/или кобальт, а кроме того, молибден и/или вольфрам на кристаллическом алюмосиликате в качестве носителя; и катализаторы, содержащие или не содержащие фтор, которые содержат один или несколько благородных металлов из 8 группы, в частности палладий, на аморфном или цеолитном алюмосиликате. Предпочтительно, один или несколько катализаторов во второй секции гидрокрекинга содержит один или несколько металлов 6b группы и/или один или несколько металлов 8 группы на алюмооксидном или алюмосиликатном носителе. Алюмосиликатный носитель может быть аморфным или цеолитным.

Подходящее сочетание катализаторов, подлежащее использованию в способе согласно изобретению, представляет собой один или несколько сульфидных, т.е. сульфидированных, фтор- и фосфорсодержащих никель-молибденовых катализаторов на оксиде алюминия как носителе катализаторов в первой секции гидрокрекинга и один или несколько сульфидных никель-вольфрамовых катализаторов на цеолитном алюмосиликатном носителе как носителе катализаторов во второй секции гидрокрекинга.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения на стадии (е) по меньшей мере часть второго углеводородного выходящего потока, полученного на стадии (d), разделяют в секции разделения на газообразный поток, легкий жидкий поток и тяжелый жидкий поток с температурой выше 300°C. Предпочтительно, весь второй углеводородный выходящий поток, полученный на стадии (d), разделяют в секции разделения на газообразный поток, легкий жидкий поток и тяжелый жидкий поток с температурой выше 350°C.

Разделение на стадии (е) подходящим образом выполняют при температуре в диапазоне от 300 до 400°C, предпочтительно в диапазоне от 350 до 390°C, и давлении в диапазоне от 2 до 250 бар, предпочтительно в диапазоне от 4 до 200 бар.

Подходящим образом, на стадии (е) используют четыре ступени разделения. На первой ступени разделение может иметь место надлежащим образом при относительно высокой температуре и относительно высоком давлении; на второй ступени разделение может происходить при относительно высокой температуре и относительно низком давлении; на третьей ступени разделение можно осуществлять соответствующим образом при относительно низкой температуре и относительно высоком давлении; на четвертой ступени разделение может протекать при относительно низкой температуре и относительно низком давлении.

Отводимый снизу продукт первой ступени разделения соответственно является сырьем для второй ступени разделения, а тяжелый жидкий поток, полученный на стадии (е), соответственно представляет собой отводимый снизу продукт второй ступени разделения. Кроме того, легкий жидкий поток представляет собой отводимый снизу продукт четвертой ступени разделения.

В конкретном привлекательном варианте осуществления настоящего изобретения на обеих стадиях (b) и (е) используют в общей сложности шесть ступеней разделения. Ступени разделения номер 1 и 2 являются теплыми ступенями для первой и второй ступеней разделения на стадии (b), ступени разделения номер 3 и 4 являются горячими ступенями для первой и второй ступеней разделения на стадии (е), в то время как ступени разделения номер 5 и 6 являются относительно холодными ступенями, в которых объединены третья и четвертая ступени разделения стадии (b) и (е). Указанным образом получают два отдельных тяжелых жидких потока из донных потоков ступеней разделения номер 2 и 4, а также один объединенный легкий жидкий поток из донного потока ступени разделения номер 6. Следовательно, тяжелые жидкие потоки, образующиеся на стадиях (а) и (d), остаются разделенными надлежащим образом и, соответственно, подвергаются фракционированию по отдельности в нижних зонах секции фракционирования, тогда как легкие жидкие потоки со стадий (а) и (d) смешиваются надлежащим образом и, соответственно, поступают в виде объединенного потока в среднюю зону секции фракционирования. В таком варианте осуществления разделение на ступенях разделения номер 1 и 2 можно осуществлять соответствующим образом при температуре в диапазоне от 200 до 300°C и давлении в диапазоне от 5 до 200 бар, а разделение на ступенях разделения номер 3 и 4 можно выполнять надлежащим образом при температуре в диапазоне от 350 до 400°C и давлении в диапазоне от 5 до 200 бар, и разделение на ступенях разделения номер 5 и 6 можно осуществлять соответствующим образом при температуре в диапазоне от 40 до 80°C и давлении в диапазоне от 5 до 200 бар. В таком варианте осуществления изобретения в ходе стадии (е) разделение на первой и второй ступени разделения осуществляют при более высокой температуре, чем разделение на первой и второй ступени разделения в ходе стадии (b).

На стадии (f) по меньшей мере часть указанных жидких потоков, полученных на стадии (е), разделяют в секции фракционирования на несколько фракций углеводородов, включая тяжелую фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°C. Предпочтительно, все жидкие потоки, полученные на стадии (е), разделяют в секции фракционирования на несколько фракций углеводородов, включая фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°C. Подходящим образом, нижнюю часть секции фракционирования на стадии (f) эксплуатируют при температуре в диапазоне от 250 до 420°C, предпочтительно в диапазоне от 300 до 400°C, и давлении в диапазоне от 0,05 до 10 бар, предпочтительно в диапазоне от 0,1 до 5 бар, а верхнюю часть секции фракционирования эксплуатируют при температуре в диапазоне от 0 до 200°C, предпочтительно в диапазоне от 50 до 150°C, и давлении в диапазоне от 0,01 до 10 бар, предпочтительно в диапазоне от 0,02 до 5 бар.

В дополнение к фракции углеводородов с температурой кипения выше 350°С на стадии (f) можно извлекать фракцию нафты, керосиновую фракцию и газойлевую фракцию в качестве желаемых продуктов.

Предпочтительно, в способе согласно настоящему изобретению стадии (с) и (f) осуществляют в одной и той же секции фракционирования, которая имеет два отделения для фракционирования, соответственно, по меньшей мере, части жидких потоков, полученных на стадиях (b) и (е).

Предпочтительно, секции разделения на стадиях (b) и (е) включают в себя первую ступень разделения, на которой по меньшей мере часть первого или второго углеводородного выходящего потока разделяют на первый газообразный поток и первый жидкий поток, и вторую ступень разделения, на которой по меньшей мере часть первого жидкого потока разделяют на второй газообразный поток и второй жидкий поток, в силу чего на второй ступени разделения используют более низкое давление, чем на первой ступени разделения.

На стадии (g) по меньшей мере часть тяжелой фракции углеводородов с температурой кипения выше 350°С, полученной на стадии (f), делят на больший поток и меньший поток, оба из которых содержат соединения ПАС. Предпочтительно, всю фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°C, полученную на стадии (f), делят на больший поток и меньший поток.

На стадии (h) по меньшей мере часть большего потока, полученного на стадии (g), рециркулируют на стадию (d). Подходящим образом, меньший поток, полученный на стадии (g), составляет менее 5% масс. в расчете на сырье, которое подают в первую секцию гидрокрекинга. Предпочтительно, меньший поток, полученный на стадии (g), составляет менее 3% масс., более предпочтительно меньше 1% масс. в расчете на сырье, которое подают в первую секцию гидрокрекинга.

На стадии (i) извлекают меньший поток, полученный на стадии (g).

Предпочтительно, разделение на стадии (е) осуществляют при более высокой температуре, чем разделение на стадии (b). Разделение на стадии (е) проводят подходящим образом при достаточно высокой температуре для обеспечения того, чтобы полученный тяжелый жидкий поток имел температуру выше 280°C, предпочтительно выше 320°C, более предпочтительно выше 350°C и наиболее предпочтительно выше 365°C. Если тяжелый жидкий поток, полученный на стадии (е) и имеющий такую высокую температуру, пропускают в секцию фракционирования на стадии (f) и только часть фракции углеводородов с температурой кипения выше 350°C, полученной на стадии (f), рециркулируют на стадию (g) во второй узел гидрокрекинга на стадии (d), проявляется гораздо меньшее неблагоприятное воздействие накопления полиароматических соединений. Возможность поддержания высокой температуры тяжелого жидкого потока, полученного на стадии (е), обеспечивают не подвергая его охлаждению. Это означает, что в соответствии с настоящим изобретением подавляется неблагоприятное воздействие полиароматических соединений, и в то же время можно исключить использование охлаждающего оборудования, такого как теплообменник, а также дальнейшую потребность в последующей печи для подогревания жидкого потока, что делает настоящий способ особенно привлекательным.

Соответственно, по меньшей мере часть жидкого потока, полученного на стадии (b), можно подходящим образом пропускать через теплообменник между стадиями (b) и (с).

Посредством осуществления способа согласно настоящему изобретению можно достигать привлекательных выходов нафты, керосина и газойля.

Углеводородное сырье, подаваемое в первую секцию гидрокрекинга по настоящему способу, может иметь любое происхождение. Предпочтительные виды сырья кипят в пределах диапазона от 325 до 550°C. Подходящие примеры также включают в себя флеш-дистилляты, т.е. масла, полученные перегонкой однократным испарением в вакууме атмосферных остатков сырых нефтей. Другие подходящие примеры сырья представляют собой продукты, полученные с установок каталитического крекинга или термической конверсии. Кроме того, можно перерабатывать деасфальтированные масла с диапазоном кипения, превышающим 550°C.

На фигуре 1 показана упрощенная технологическая схема варианта осуществления настоящего изобретения. На фигуре 1 отображена линия 1, по которой углеводородное сырье пропускают через теплообменник 2. Сырье, нагретое таким образом, вводят вместе с водородсодержащим газом, который подают по линии 3, в первую секцию 4 гидрокрекинга. В первой секции гидрокрекинга могут быть размещены один или несколько слоев катализатора. Если первая секция гидрокрекинга содержит два или больше слоев катализатора, охлаждающий газ или охлаждающую жидкость можно вводить между слоями катализатора. Подвергнутый гидрокрекингу выходящий поток отводят из секции 4 гидрокрекинга по линии 5 и пропускают через теплообменник 2 для предварительного нагревания углеводородного сырья в линии 1. Подвергнутый гидрокрекингу выходящий поток направляют в секцию 6 разделения, в которой газообразные продукты, такие как водород, сероводород и аммиак, удаляют и отводят по линии 7 и в которой легкий жидкий поток получают в линии 8, а тяжелый жидкий поток получают в линии 9. Газообразные продукты можно разделять в секции обработки газа для удаления сероводорода, аммиака и любых газообразных углеводородов, которые могли образоваться. Очищенный таким образом водород можно подходящим образом возвращать в первую секцию 4 гидрокрекинга, например, посредством объединения его с водородсодержащим газом в линии 3. Тяжелый жидкий поток, полученный таким образом, затем пропускают по линии 9 через печь 10 и по линии 11 подают в секцию 12 фракционирования. Легкий жидкий поток подают по линии 8 в секцию 12 фракционирования. В секции 12 фракционирования указанные жидкие потоки разделяют на несколько фракций углеводородов, включая фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°C. Фракции более легких углеводородов удаляют из секции фракционирования через выпускные каналы 13, тогда как фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°C отводят по линии 14 и пропускают во вторую секцию 15 гидрокрекинга, в которую добавляют водородсодержащий газ по линии 16. Подвергнутый гидрокрекингу выходящий поток из второй секции 15 гидрокрекинга направляют по линии 17 в секцию 18 разделения, в которой газообразные продукты, такие как водород, сероводород и аммиак, удаляют и отводят по линии 19 и в которой легкий жидкий поток получают в линии 20, а тяжелый жидкий поток получают в линии 21. Газообразные продукты можно разделять в секции обработки газа для удаления сероводорода, аммиака и любых газообразных углеводородов, которые могли образоваться. Очищенный таким образом водород можно подходящим образом возвращать во вторую секцию 15 гидрокрекинга, например, посредством объединения его с водородсодержащим газом в линии 16. Тяжелый жидкий поток, полученный таким образом, затем пропускают по линии 21 в секцию 12 фракционирования. Легкий жидкий поток подают по линии 20 в секцию 12 фракционирования. В секции 12 фракционирования жидкий поток продуктов разделяют на несколько фракций углеводородов, включая фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°C. Секция 12 фракционирования содержит стенку 22 для разъединения тяжелых жидких потоков, получаемых из первой секции 4 гидрокрекинга и второй секции 15 гидрокрекинга. Фракции более легких углеводородов удаляют из секции фракционирования через выпускные каналы 13, тогда как фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°C, полученную из жидкого потока первой секции 4 гидрокрекинга, отводят по линии 14 и пропускают во вторую секцию 15 гидрокрекинга. Фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°C, полученную из жидкого потока второй секции 15 гидрокрекинга, отводят и делят на меньшую долю и большую долю. Меньшую долю удаляют по линии 23, а большую долю объединяют посредством линии 24 с находящейся в линии 14 фракцией углеводородов, имеющей температуру кипения выше 350°С, полученной из жидкого потока первой секции 4 гидрокрекинга.

Следующие ниже примеры дополнительно поясняют изобретение.

Пример 1 (сравнительный пример)

Нагретый тяжелый газойль коксования вместе с водородсодержащим газом подают в первую секцию гидрокрекинга. В первой секции гидрокрекинга используют Ni-Mo алюмооксидный катализатор, в силу чего используют температуру на выходе, равную 390°C. Подвергнутый гидрокрекингу выходящий поток отводят из первой секции гидрокрекинга, пропускают через теплообменник, а затем подвергают четырехступенчатому разделению. На первой ступени разделения его осуществляют при температуре 276°C и давлении 150 бар, а на второй ступени разделения его выполняют при температуре 280°C и давлении 30 бар. Газообразный поток с первой ступени разделения охлаждают в теплообменнике (теплообменниках) до 60°C, а полученную в результате смесь газа и жидкости направляют на третью ступень разделения. Давление жидкого потока с третьей ступени разделения сбрасывают до 29 бар и направляют на четвертую ступень разделения. Аналогичным образом газообразный поток со второй ступени разделения охлаждают до 60°C и направляют на четвертую ступень разделения. Легкий жидкий поток с четвертой ступени разделения нагревают в теплообменнике и отправляют в среднюю секцию фракционирующей колонны. Подвергнутый гидрокрекингу тяжелый жидкий продукт, полученный из второй ступени секции разделения, нагревают в печи до температуры 380°C и подают в секцию фракционирования, температура которой в нижней части составляет 350°C, а температура в верхней части составляет 100°C. Из секции фракционирования отводят фракцию нафты, керосиновую фракцию и газойлевую фракцию. Из секции фракционирования отбирают тяжелую фракцию, кипящую выше 350°C. Данную тяжелую фракцию пропускают через теплообменник и вместе с водородсодержащим газом затем подают во вторую секцию гидрокрекинга. Во второй секции гидрокрекинга используют катализатор Ni-W на алюмосиликате, в силу чего используют температуру на выходе, равную 380°C. Подвергнутый гидрокрекингу выходящий поток, полученный таким образом, отводят из второй секции гидрокрекинга, пропускают через теплообменник, а затем объединяют с выходящим потоком первой секции гидрокрекинга. Следовательно, выходящие потоки обеих секций гидрокрекинга подвергают одинаковой разделительной обработке. Аналогичным образом выходящие потоки обеих секций гидрокрекинга подвергают переработке в общей секции фракционирования. В указанной общей секции фракционирования подвергнутые гидрокрекингу выходящие потоки, полученные таким образом, затем разделяют на фракцию нафты, керосиновую фракцию, газойлевую фракцию и тяжелую фракцию, как описано ранее. Отбираемый поток тяжелой фракции, кипящей выше 350°C, составляющий 2,0% масс. в расчете на тяжелый газойль коксования, вводимый в первую секцию гидрокрекинга, извлекают из секции фракционирования и не пропускают во вторую секцию гидрокрекинга.

Пример 2 (согласно изобретению)

Многоступенчатый способ гидрокрекинга осуществляют, как описано в примере 1, за исключением того, что (а) выходящий поток из первой секции гидрокрекинга и выходящий поток из второй секции гидрокрекинга обрабатывают по отдельности в специально предназначенных для этого горячих сепараторах; (b) две тяжелые фракции, кипящие выше 350°C, полученные из указанных специально предназначенных горячих сепараторов, подвергают фракционированию раздельно в специально предназначенных нижних отделениях фракционирующих колонн; (с) отбираемый поток тяжелой фракции, кипящей выше 350°C, составляющий 1,1% масс. в расчете на тяжелый газойль коксования, вводимый в первую секцию гидрокрекинга, извлекают из секции фракционирования для тяжелой фракции второй секции гидрокрекинга; и (d) тяжелую фракцию, образующуюся в первой секции гидрокрекинга, во всей ее совокупности (полностью) пропускают через теплообменники затем вместе с водородсодержащим газом подают во вторую секцию гидрокрекинга.

Было обнаружено, что в примере 2 обусловлена потребность в значительно меньшем отборе потока по сравнению с примером 1. Указанная потребность в значительно меньшем отборе потока приводит к повышению общей конверсии сырья и к более высокому выходу более легких ценных продуктов, таких как высококачественный керосин (20,1% (пример 1) против 20,3% (пример 2)) и высококачественный газойль (61,5% (пример 1) против 62,0% (пример 2)). В дополнение к этому, наблюдали, что общий выход нафты, керосина и газойля составляет 93,0% в отличие от выхода 92,1%, полученного в примере 1.

Пример 3 (согласно изобретению)

Многоступенчатый способ гидрокрекинга осуществляют, как описано в примере 2, за исключением того, что (а) температуры на первой и второй ступенях разделения после второй секции гидрокрекинга составляют 370°C и 374°C, соответственно; (b) не используют никакого теплообменника между выпускным отверстием второй ступени секции гидрокрекинга и входным отверстием тяжелого жидкого потока секции фракционирования; (с) не используют печь между выпускным отверстием второй секции гидрокрекинга и входным отверстием тяжелого жидкого потока секции фракционирования; и (d) отбираемый поток, составляющий 0,6% масс. в расчете на тяжелый газойль, подаваемый в первую секцию гидрокрекинга, извлекали из секции фракционирования и не пропускали во вторую секцию установки гидрокрекинга.

Было обнаружено, что в примере 3 обусловлена значительная экономия затрат на оборудование, а также потребность в значительно меньшем отборе потока по сравнению с примером 2. Указанная потребность в значительно меньшем отборе потока еще дополнительно приводит к повышению общей конверсии сырья и еще более высокому выходу более легких ценных продуктов, таких как высококачественный керосин (20,3% (пример 2) против 20,4% (пример 3)) и высококачественный газойль (62,0% (пример 2) против 62,3% (пример 3)). В дополнение к этому, наблюдали, что общий выход нафты, керосина и газойля составляет 93,4% в отличие от выхода 93,0%, полученного в примере 2. Кроме того, в примере 3 зафиксировано снижение потребления энергии (топливный газ и электричество) не менее 7% по сравнению с примером 2 или примером 1.

Следовательно, можно только заключить, что способ согласно настоящему изобретению приводит к значительному улучшению по сравнению с традиционным многоступенчатым способом гидрокрекинга.

Claims

1. Способ гидроконверсии углеводородного сырья, включающий стадии, на которых:
(a) сырье подвергают контактированию при повышенных температуре и давлении в первой секции гидрокрекинга в присутствии водорода с одним или несколькими катализаторами для получения первого выходящего потока углеводородов;
(b) разделяют по меньшей мере часть первого выходящего потока углеводородов, полученного на стадии (а), в секции разделения на газообразный поток, легкий жидкий поток и тяжелый жидкий поток;
(c) разделяют по меньшей мере часть указанных жидких потоков, полученных на стадии (b), в секции фракционирования на несколько фракций углеводородов, включая фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°С;
(d) подвергают контактированию по меньшей мере часть фракции углеводородов с температурой кипения выше 350°С, полученной на стадии (с), при повышенных температуре и давлении во второй секции гидрокрекинга в присутствии водорода с одним или несколькими катализаторами для получения второго углеводородного выходящего потока;
(e) разделяют по меньшей мере часть второго углеводородного выходящего потока, полученного на стадии (d), в секции разделения на газообразный поток, легкий жидкий поток и тяжелый жидкий поток;
(f) разделяют по меньшей мере часть указанных жидких потоков, полученных на стадии (е), в секции фракционирования на несколько фракций углеводородов, включая тяжелую фракцию углеводородов с температурой кипения выше 350°С;
(g) делят по меньшей мере часть фракции углеводородов с температурой кипения выше 350°С, полученной на стадии (f), на больший поток и меньший поток;
(h) рециркулируют по меньшей мере часть большего потока, полученного на стадии (g), на стадию (d); и
(i) извлекают меньший поток, полученный на стадии (g).

2. Способ по п.1, в котором стадию (а) осуществляют при температуре в диапазоне от 350 до 460°С, давлении в диапазоне от 50 до 250 бар и объемной скорости в диапазоне от 0,1 до 2,0 ч^-1, а катализатор(ы) гидрокрекинга в первой секции гидрокрекинга содержит металл 6b группы и/или металл 8 группы на алюмооксидном или алюмосиликатном носителе.

3. Способ по п.1, в котором стадию (d) осуществляют при температуре в диапазоне от 230 до 460°С, давлении в диапазоне от 50 до 250 бар и объемной скорости в диапазоне от 0,2 до 4 ч^-1, а катализатор(ы) гидрокрекинга во второй секции гидрокрекинга содержит металл 6b группы и/или металл 8 группы на алюмооксидном или алюмосиликатном носителе.

4. Способ по п.1, в котором разделение на стадии (b) осуществляют при температуре в диапазоне от 40 до 350°С и давлении в диапазоне от 2 до 250 бар.

5. Способ по п.1, в котором разделение на стадии (е) осуществляют при температуре в диапазоне от 40 до 350°С и давлении в диапазоне от 2 до 250 бар.

6. Способ по п.1, в котором тяжелый жидкий поток, полученный на стадии (е), имеет температуру выше 250°С.

7. Способ по п.1, в котором тяжелый жидкий поток, полученный на стадии (b), имеет температуру выше 250°С.

8. Способ по п.1, в котором на стадиях (с) и (f) нижнюю часть секции фракционирования эксплуатируют при температуре в диапазоне от 300-400°С и давлении в диапазоне от 0,05 до 10 бар, а верхнюю часть секции фракционирования эксплуатируют при температуре в диапазоне от 0 до 200°С и давлении в диапазоне от 0,01 до 10 бар.

9. Способ по п.1, в котором стадии (с) и (f) осуществляют в одной и той же секции фракционирования, которая имеет два отделения для фракционирования, соответственно, по меньшей мере части тяжелых жидких потоков, полученных на стадиях (b) и (е).

10. Способ по п.1, в котором разделительные секции на стадиях (b) и (е) содержат первую ступень разделения, на которой по меньшей мере часть первого или второго углеводородного выходящего потока разделяют на первый газообразный поток и первый жидкий поток, и вторую ступень разделения, на которой по меньшей мере часть первого жидкого потока разделяют на второй газообразный поток и второй тяжелый жидкий поток, при этом на второй ступени разделения используют более низкое давление, чем на первой ступени разделения.

11. Способ по п.1, в котором меньший поток, полученный на стадии (g), составляет менее 5% об. от фракции углеводородов с температурой кипения выше 350°С, полученной на стадии (f).

12. Способ по п.11, в котором меньший поток, полученный на стадии (g), составляет менее 3% масс. в расчете на сырье, которое подают в первую секцию гидрокрекинга.

13. Способ по п.1, в котором разделение на стадии (е) осуществляют при более высокой температуре, чем разделение на стадии (b).

14. Способ по любому из пп.1-13, в котором между стадиями (b) и (с) по меньшей мере часть тяжелого жидкого потока, полученного на стадии (b), пропускают через теплообменник.