RU2698302C1 - Plant for processing aliphatic hydrocarbons c2-c12 using zeolite-containing catalysts - Google Patents
Plant for processing aliphatic hydrocarbons c2-c12 using zeolite-containing catalysts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698302C1 RU2698302C1 RU2018106141A RU2018106141A RU2698302C1 RU 2698302 C1 RU2698302 C1 RU 2698302C1 RU 2018106141 A RU2018106141 A RU 2018106141A RU 2018106141 A RU2018106141 A RU 2018106141A RU 2698302 C1 RU2698302 C1 RU 2698302C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- reactors
- stream
- zeolite
- oligomerization
- 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
- C10G50/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from lower carbon number hydrocarbons, e.g. by oligomerisation
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)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к установкам для переработки алифатических углеводородов (низших парафинов и олефинов С2-С12) с использованием цеолитсодержащих катализаторов и может быть использовано в нефтепереработке и нефтехимии.The invention relates to plants for the processing of aliphatic hydrocarbons (lower paraffins and C 2 -C 12 olefins) using zeolite-containing catalysts and can be used in oil refining and petrochemicals.
Переработка низших парафинов С3-С12 (преимущественно С3-C8) с целью получения ароматических углеводородов (прежде всего бензол - толуол - ксилольной фракции (БТК - фракции) или высокооктановых бензинов в процессах переработки низкооктановых бензиновых фракций или совместной переработки низкооктановых бензиновых фракций и оксигенатов, в частности метанола, а также олефинов С2-С12 (преимущественно С2-С6) с целью получения компонентов высокооктановых бензинов АИ - 92, АИ - 95, АИ - 98 и дизельных фракций (олигомеризация олефинов) или БТК -фракций (ароматизация олефинов) осуществляется в промышленных масштабах в настоящее время с использованием цеолитсодержащих катализаторов (главным образом с использованием цеолитов группы пентасилов (ZSM - 5, ZSM - 11 и т.д.) или элементосиликатов цеолитной структуры).Processing of C 3 -C 12 lower paraffins (mainly C 3 -C 8 ) to produce aromatic hydrocarbons (primarily benzene - toluene - xylene fraction (BTK - fraction) or high-octane gasolines in the processing of low-octane gasoline fractions or joint processing of low-octane gasoline fractions and oxygenates, in particular methanol, as well as C 2 -C 12 olefins (mainly C 2 -C 6 ) in order to obtain the components of high-octane gasolines AI - 92, AI - 95, AI - 98 and diesel fractions (oligomerization of olefins) or BTK - fraction (Aromatization of olefins) is carried out on an industrial scale is currently using zeolite catalysts (primarily using the zeolite group pentasil (ZSM - 5, ZSM - 11, etc.) or elementosilikatov zeolite structure).
Процесс "Cyclar" фирм "British Petroleum" и "UOP" ароматизации парафинов С3-С4 ("Нефтегазовые технологии", №8, 2005 г., с. 81) осуществляется с использованием полученного по оригинальной методике высококремнеземного цеолита группы пентасилов, модифицированного металлическими промоторами - цинком и галлием. Процесс "Z - форминг" фирмы "Mitsubishi Oil" и корпорации "Chioda" (Япония) ароматизации пентан - гексановой фракции ("Z-forming process: conversion of LPG and light naphtha to aromatics", 1992, NPRA ANNUAL MEETING, march 22-24, 1992, Marriot / Sheraton, New Orleans, Louisiana, фирма "Chiyoda Corporation") протекает с использованием катализатора на основе металлосиликата (пат. США №470494, 1987 г.). Аналогичный процесс разрабатывали японские фирмы "Шова Шелл" и "Томоюки Инуи" (А.З. Дорогочинский, А.Л. Проскурнин, С.Н. Овчаров, Н.Н. Крупина "Ароматизация низкомолекулярных парафиновых углеводородов на цеолитных катализаторах", М., ЦНИИТЭНефтехим, 1989 г., с. 73). Процесс совместной переработки низкооктановых бензиновых фракций и метанола или других спиртов или простых эфиров (пат. РФ №138334, 2013 г.) осуществляется также на катализаторе на основе цеолита группы пентасилов.The Cyclar process of the British Petroleum and UOP firms for the aromatization of C 3 -C 4 paraffins (Oil and Gas Technologies, No. 8, 2005, p. 81) is carried out using the modified silica zeolite of the pentasil group modified metal promoters - zinc and gallium. The Z-forming process of Mitsubishi Oil and Chioda Corporation (Japan) of the aromatization of the pentane-hexane fraction (Z-forming process: conversion of LPG and light naphtha to aromatics, 1992, NPRA ANNUAL MEETING, march 22- 24, 1992, Marriot / Sheraton, New Orleans, Louisiana, Chiyoda Corporation) proceeds using a metallosilicate catalyst (US Pat. No. 4,709,494, 1987). A similar process was developed by Japanese firms Shova Shell and Tomoyuki Inui (A.Z. Dorogochinsky, A.L. Proskurnin, S.N. Ovcharov, N.N. Krupina "Aromatization of low molecular weight paraffin hydrocarbons on zeolite catalysts", M. , TsNIITENeftekhim, 1989, p. 73). The process of joint processing of low-octane gasoline fractions and methanol or other alcohols or ethers (US Pat. RF No. 138334, 2013) is also carried out on a catalyst based on a zeolite of the pentasil group.
Процессы олигомеризации олефинов С3-С4 в компоненты высокооктановых бензинов АИ - 95 - АИ - 98 (процесс "MOGD" фирмы "Mobil Oil Corp." ("Нефть, газ и нефтехимия за рубежом", №9, 1985 г., с. 67-70), а также отечественный процесс по (пат. РФ №2135547, 1998 г. ) осуществляют с использованием цеолитов типа ZSM - 5 или ZSM -11, модифицированных оксидом цинка.The processes of oligomerization of C 3 -C 4 olefins into components of high-octane gasolines AI - 95 - AI - 98 (the MOGD process of Mobil Oil Corp. (Oil, Gas, and Petrochemicals Abroad, No. 9, 1985, p. 67-70), as well as the domestic process according to (Pat. RF No. 2135547, 1998) is carried out using zeolites of the ZSM-5 or ZSM -11 type modified with zinc oxide.
Отличительной особенностью всех вышеперечисленных процессов является довольно незначительный срок службы используемых цеолитсодержащих катализаторов до их полного закоксовывания (отложение кокса, т.е. углерода, в полостях и каналах цеолита). В зависимости от используемого сырья и требуемых конечных продуктов он составляет для процессов ароматизации парафинов и олефинов и олигомеризации олефинов от 300 до 700 часов в одном цикле непрерывной работы. После чего следует процесс окислительной регенерации катализатора, который в промышленных условиях продолжается 120-150 час.A distinctive feature of all of the above processes is the relatively short service life of the used zeolite-containing catalysts until they are completely coked (coke, i.e. carbon deposits, in the cavities and channels of the zeolite). Depending on the raw materials used and the desired end products, it amounts to 300 to 700 hours for aromatization of paraffins and olefins and oligomerization of olefins in one continuous operation cycle. Then follows the process of oxidative regeneration of the catalyst, which in industrial conditions lasts 120-150 hours.
Для организации непрерывной работы процессов ароматизации парафинов и олефинов или олигомеризации олефинов в технологических схемах этих процессов предусматривается наличие двух технологических ниток, одна из которых эксплуатируется в режиме синтеза, а другая в то же самое время - в режиме окислительной регенерации. После полного закоксовывания катализатора, работающего в режиме синтеза, происходит переключение работы этого катализатора на режим регенерации, а отрегенерированный катализатор включается в работу в режим синтеза.To organize the continuous operation of the processes of aromatization of paraffins and olefins or the oligomerization of olefins, two technological threads are provided for in the technological schemes of these processes, one of which is operated in the synthesis mode, and the other at the same time in the oxidative regeneration mode. After complete coking of the catalyst operating in the synthesis mode, the operation of this catalyst switches to the regeneration mode, and the regenerated catalyst is included in the synthesis mode.
Для достижения полной конверсии сырья в каждой технологической нитке установки ароматизации парафинов предусматривается многополочный адиабатический реактор (пат. РФ №2277524, 2004 г.) с отделением полученных ароматических углеводородов от сырьевого потока между полками или несколько (обычно четыре) друг за другом расположенных реакторов (в процессах "Cyclar" и "Z - форминг") с промежуточным подводом тепла между полкам или реакторами (реакция ароматизации парафинов высокоэндотермична). Подвод тепла может быть осуществлен прохождением сырьево - продуктового потока через змеевики промежуточных топливных печей (в процессах "Cyclar" и "Z - форминг"), через межтрубное пространство трубчатых теплообменников с расплавами солей в трубном пространстве и своей топливной печью, электрообогревом зоны реакции, циркулирующими продуктовыми сухим водородсодержащим и жирным газами (пат. РФ №2185359, 2000 г., №2277524, 2004 г.).In order to achieve complete conversion of raw materials, a multi-shelf adiabatic reactor (Pat. RF No. 2277524, 2004) is provided in each process line of the paraffin aromatization unit with separation of the obtained aromatic hydrocarbons from the feed stream between the shelves or several (usually four) located one after another reactors (in processes "Cyclar" and "Z - forming") with an intermediate supply of heat between the shelves or reactors (the aromatization reaction of paraffins is highly endothermic). Heat can be supplied by passing the raw material - product flow through the coils of the intermediate fuel furnaces (in the Cyclar and Z-forming processes), through the annular space of tubular heat exchangers with molten salts in the pipe space and its fuel furnace, by electrically heating the reaction zone, circulating dry food containing hydrogen and fatty gases (US Pat. RF No. 2185359, 2000, No. 2277524, 2004).
Для полной конверсии сырья в каждой технологической нитке установки олигомеризации олефинов предусматривается многополочный адиабатический реактор согласно (пат. РФ №2206384, 2002 г.) с одним катализатором на каждой полке, или одного трубчатого или последовательно расположенных двух трубчатых реакторов с разными катализаторами, или, по меньшей мере, трех адиабатических реакторов олигомеризации с одним или двумя разными катализаторами (пат. РФ №2191204, 2001 г.). Так как реакция олигомеризации олефинов высокоэкзотермична, для охлаждения реакционного потока между полками в адиабатическом реакторе или между реакторами обычно используется прямой теплообмен с холодным газом, что позволяет быстро уменьшать температуру реакционного потока (пат. РФ №2206384, 2002 г.).For the complete conversion of raw materials, each process line of the olefin oligomerization unit is provided with a multiband adiabatic reactor according to (Pat. RF No. 2206384, 2002) with one catalyst on each shelf, or one tubular or in series two tubular reactors with different catalysts, or at least three adiabatic oligomerization reactors with one or two different catalysts (US Pat. RF No. 2191204, 2001). Since the oligomerization reaction of olefins is highly exothermic, direct heat exchange with cold gas is usually used to cool the reaction stream between the shelves in the adiabatic reactor or between the reactors, which allows one to quickly reduce the temperature of the reaction stream (US Pat. RF No. 2206384, 2002).
Существующие технологические схемы процессов ароматизации парафинов с двумя двух - четырехслойными эндотермическими реакторами (пат. РФ №2139844, 1998 г., №2175959, 2000 г., №2277524, 2004 г.) или олигомеризации низших олефинов с двумя четырехслойными экзотермическими реакторами (пат. РФ №2135547, 1998 г. -технологическая схема олигомеризации олефинов, №2206384, 2002 г. - реактор олигомеризации), в которых предусмотрена попеременная работа реакторов в режиме синтеза и регенерации, имеют ряд недостатков:Existing process flow diagrams for the aromatization of paraffins with two two-four-layer endothermic reactors (US Pat. RF No. 2139844, 1998, No. 2175959, 2000, No. 2277524, 2004) or the oligomerization of lower olefins with two four-layer exothermic reactors (US Pat. RF №2135547, 1998 - the technological scheme for the oligomerization of olefins, No. 2206384, 2002 - the oligomerization reactor), which provide for alternating operation of the reactors in the synthesis and regeneration mode, have several disadvantages:
1. Процесс синтеза углеводородов протекает более 300 часов, а регенерация катализатора -120-150 часов. Поэтому технологическое оборудование: реактор, компрессор, сепараторы и печь, которые были задействованы на стадии регенерации, простаивают по меньшей мере 150 часов (в случае работы на свежем катализаторе).1. The process of hydrocarbon synthesis takes more than 300 hours, and the regeneration of the catalyst -120-150 hours. Therefore, the technological equipment: the reactor, compressor, separators and furnace that were involved in the regeneration stage, stand idle for at least 150 hours (in the case of operation on a fresh catalyst).
2. Реакции синтеза (олигомеризации и ароматизации олефинов) и окислительной регенерации - реакции экзотермические. Поэтому для снятия избытка тепла перед вторым, третьим и четвертым слоями катализатора в синтезе и регенерации, необходимо подавать квенчинг или пар, соответственно. Увеличение балластных потоков приводит к ухудшению экономических показателей установки, т.к. эти потоки в дальнейшем должны охлаждаться, сепарироваться и выводиться из установки.2. The synthesis reactions (oligomerization and aromatization of olefins) and oxidative regeneration are exothermic reactions. Therefore, to remove excess heat before the second, third and fourth layers of the catalyst in the synthesis and regeneration, it is necessary to apply quenching or steam, respectively. The increase in ballast flows leads to a deterioration in the economic performance of the installation, as these flows should subsequently be cooled, separated and removed from the installation.
3. Реакция ароматизации парафинов - эндотермическая. Необходим дополнительный нагрев газовых потоков между полками адиабатического реактора, т.е. дополнительный расход энергии.3. The aromatization reaction of paraffins is endothermic. Additional heating of gas flows between the shelves of the adiabatic reactor, i.e. additional energy consumption.
4. Конструкция четырехслойного реактора с маточниками - распределителями охлаждающих или нагревающих потоков достаточно сложна и металлоемка.4. The design of a four-layer reactor with mother liquors - distributors of cooling or heating flows is quite complicated and metal-intensive.
5. Стоимость технологической схемы с реакторами, содержащими четырехслойные катализаторные слои, увеличивается из-за того, что:5. The cost of the technological scheme with reactors containing four-layer catalyst layers increases due to the fact that:
- расходы балластных потоков необходимо контролировать и регулировать;- the costs of ballast flows must be controlled and regulated;
- блоки отсекателей для переключения потоков синтеза и регенерации должны быть установлены на горячих потоках с температурой более 520°С.- shutoff blocks for switching synthesis and regeneration flows should be installed on hot flows with a temperature of more than 520 ° С.
6. Качество жидких продуктов реакций ароматизации и олигомеризации (их химический и фракционный составы) существенно отличается в начале и в конце цикла синтеза.6. The quality of the liquid products of aromatization and oligomerization reactions (their chemical and fractional compositions) differs significantly at the beginning and at the end of the synthesis cycle.
7. Прекращается синтез готовой продукции в течение времени, необходимого для переключения реакторов.7. The synthesis of finished products ceases during the time required to switch the reactors.
Близкой к заявляемой установке является комплексная установка для переработки смеси бензиновых фракций и метанола с целью получения высокооктанового бензина (пат. РФ №138334, 2013 г.). Установка по этому способу включает два адиабатических реактора, технологически связанных с аппаратурой для нагревания сырья, охлаждения, частичной конденсации, сепарации и ректификации продуктов реакции, и отличается тем, что каждый реактор включает хотя бы два стационарных слоя катализатора, с возможностью подачи в сырьевую смесь, а также во второй и каждый следующий слой нагретой в огневом нагревателе части газа, выделенного в трехфазном сепараторе из потока продуктов реакции после их частичной конденсации. Эта установка включает в себя также регенерационный контур, состоящий из печи, циркуляционного компрессора и сепаратора.Close to the claimed installation is a comprehensive installation for processing a mixture of gasoline fractions and methanol in order to obtain high-octane gasoline (US Pat. RF No. 138334, 2013). The installation according to this method includes two adiabatic reactors technologically connected with equipment for heating raw materials, cooling, partial condensation, separation and rectification of reaction products, and characterized in that each reactor includes at least two stationary catalyst beds, with the possibility of feeding into the raw material mixture, as well as in the second and each subsequent layer of the part of the gas that was heated in the fire heater that was released in the three-phase separator from the stream of reaction products after their partial condensation. This installation also includes a regeneration circuit consisting of a furnace, a circulation compressor and a separator.
Наиболее близкой к заявляемой установке является установка для олигомеризации низших олефинов с целью получения высокооктанового бензина, описанная в пат. РФ №2135547, 1998 г. В многослойном реакторе осуществляют контакт сырья с катализатором олигомеризации, содержащим цеолит группы пентасилов, в условиях олигомеризации с образованием потока, обогащенного углеводородами C5+, который с целью выделения потока, содержащего углеводороды С3+, и потока легких углеводородов охлаждают, пропускают через сепаратор и фракционируют жидкую фазу из сепаратора, и поток, содержащий углеводороды С3+, фракционируют с получением бензина C5+, фракции углеводородов С3 и фракции углеводородов С4, отличающийся тем, что поток легких углеводородов содержит компоненты C1-С4 и часть этого потока и часть фракции углеводородов С4 направляют на смешение с олефинсодержащим сырьем. Установка включает в себя также регенерационный контур, состоящий из печи, циркуляционного компрессора и сепаратора.Closest to the claimed installation is a device for oligomerization of lower olefins in order to obtain high-octane gasoline, described in US Pat. RF №2135547, 1998. In a multilayer reactor, the raw materials are contacted with an oligomerization catalyst containing a zeolite of the pentasil group under oligomerization conditions to form a stream enriched in C 5+ hydrocarbons, which, in order to isolate a stream containing C 3+ hydrocarbons, and a lung stream hydrocarbons are cooled, passed through a separator and the liquid phase is fractionated from the separator, and the stream containing C 3+ hydrocarbons is fractionated to produce C 5+ gasoline, C 3 hydrocarbon fraction and C 4 hydrocarbon fraction, characterized in that the light hydrocarbon stream contains C 1 -C 4 components and part of this stream and part of the C 4 hydrocarbon fraction are sent to be mixed with the olefin-containing feed. The installation also includes a regeneration circuit consisting of a furnace, a circulation compressor and a separator.
Предлагается усовершенствованная установка для проведения процессов превращения алифатических углеводородов С2-С12 (превращение низкооктановых бензинов, ароматизация парафинов и олефинов, олигомеризация олефинов) на цеолитсодержащих катализаторах. Суть предлагаемой установки состоит в том, что вместо двухреакторной схемы с двух- или более слойной загрузкой катализатора, предусматриваются три или более однослойных реактора, каждый со своей индивидуальной печью нагрева (схема установки приведена на фиг. 1). При этом одномоментно один из указанных реакторов работает в режиме регенерации, а остальные - в режиме синтеза.An improved installation is proposed for carrying out the conversion processes of C 2 -C 12 aliphatic hydrocarbons (conversion of low-octane gasolines, aromatization of paraffins and olefins, oligomerization of olefins) on zeolite-containing catalysts. The essence of the proposed installation is that instead of a two-reactor scheme with two or more layer loading of the catalyst, three or more single-layer reactors are provided, each with its own individual heating furnace (the installation scheme is shown in Fig. 1). At the same time, one of these reactors simultaneously operates in the regeneration mode, and the rest in the synthesis mode.
Заявляется установка для переработки алифатических углеводородов С2-С12 (превращение низкооктановых бензинов, ароматизация парафинов и олефинов, олигомеризация олефинов) с использованием цеолитсодержащих катализаторов с изменяющейся во время эксплуатации в режиме синтеза активностью, отличающаяся тем, что для увеличения производительности работы установки, повышения качества получаемых жидких продуктов, повышения эффективности использования технологического оборудования и улучшения экономических показателей работы установки обеспечивают непрерывный режим работы параллельно функционирующих трех или более однослойных реакторов, каждый из которых оснащен индивидуальной печью нагрева.A plant for processing aliphatic hydrocarbons C 2 -C 12 (conversion of low octane gasolines, aromatization of paraffins and olefins, oligomerization of olefins) using zeolite-containing catalysts with activity changing during operation in the synthesis mode is claimed, characterized in that it is used to increase the plant’s performance and improve the quality obtained liquid products, increasing the efficiency of using technological equipment and improving the economic performance of the installation on ensure continuous operation of three or more single-layer reactors operating in parallel, each of which is equipped with an individual heating furnace.
Установка, описанная выше, отличается также тем, что одномоментно один из указанных реакторов работает в режиме регенерации, а остальные - в режиме синтеза.The installation described above is also characterized in that at the same time one of these reactors is operating in the regeneration mode, and the rest in the synthesis mode.
Учитывая, что синтез углеводородного продукта до регенерации цеолитсодержащих катализаторов всех указанных выше процессов длится на равновесном катализаторе не менее 360 часов, этот процесс, в зависимости от активности катализатора, условно возможно разделить на три стадии пробега: 1-ая от 0 до 120 часов - высокоактивный катализатор;Given that the synthesis of a hydrocarbon product prior to the regeneration of zeolite-containing catalysts of all the above processes lasts for at least 360 hours on an equilibrium catalyst, this process, depending on the activity of the catalyst, can conditionally be divided into three stages of run: the first from 0 to 120 hours - highly active catalyst;
2- ая от 120 до 240 часов - катализатор средней активности;2nd from 120 to 240 hours — medium activity catalyst;
3- ая от 240 до 360 часов - малоактивный катализатор.3rd from 240 to 360 hours - low activity catalyst.
Три реактора в режиме синтеза на разных стадиях пробега катализатора и один реактор в режиме регенерации эквивалентны по мощности двум четырехслойным адиабатическим реакторам, но при этом не имеют указанных выше недостатков.Three reactors in synthesis mode at different stages of catalyst run and one reactor in regeneration mode are equivalent in power to two four-layer adiabatic reactors, but they do not have the above disadvantages.
Технологическая схема предлагаемого процесса обеспечивает:The technological scheme of the proposed process provides:
1. Постоянное качество получаемого продукта, поскольку жидкие продукты процессов ароматизации или олигомеризации из трех реакторов смешиваются в продуктовой емкости и усредняются по составу.1. Constant quality of the obtained product, since the liquid products of the aromatization or oligomerization processes from the three reactors are mixed in the product tank and averaged over the composition.
2. Управление температурами сырья, подаваемого в каждый реактор в зависимости от активности его катализатора, обеспечивается путем коррекции температуры сырья на выходе из печей - подогревателей, что обеспечивает оптимальные условия для протекания реакций в слое катализатора и не требует дополнительной подачи в реактор квенчинга или пара для снятия избытка тепла.2. The temperature control of raw materials supplied to each reactor depending on the activity of its catalyst is ensured by adjusting the temperature of the raw materials at the outlet of the preheater furnaces, which provides optimal conditions for reactions in the catalyst bed and does not require additional supply of quenching or steam to the reactor for removing excess heat.
3. Расходы сырья, подаваемые в реакторы, стабилизируются путем коррекции заданий по давлениям сырья, поступающего в теплообменники. Поскольку расходы сырья в этом случае не зависят от степени закоксованности катализаторных слоев, обеспечивается одинаковая нагрузка во всех реакторах, работающих в режиме синтеза.3. The raw material flows supplied to the reactors are stabilized by correcting the tasks for the pressures of the raw materials entering the heat exchangers. Since the consumption of raw materials in this case does not depend on the degree of coking of the catalyst layers, the same load is ensured in all reactors operating in the synthesis mode.
4. Блоки отсекателей для переключения потоков сырья синтеза и регенерации, а также регулирующие клапаны не требуют специального высокотемпературного исполнения, поскольку установлены на холодных потоках (30-200°С).4. Blocks of shutoffs for switching the flows of raw materials for synthesis and regeneration, as well as control valves do not require a special high-temperature design, since they are installed on cold streams (30-200 ° C).
Функционирование заявляемой установки, приведенной на схеме (фиг. 1) на примере четырех реакторов, может быть проиллюстрировано следующим образом.The operation of the inventive installation, shown in the diagram (Fig. 1) on the example of four reactors, can be illustrated as follows.
Смесь сырья из емкости 1 (поток 51) и рецикла из емкости 2 (поток 52) подают насосами 9/1 и 9/2 в заданном соотношении (поток 56) в узел смешения с водородсодержащим газом (ВСГ). Полученный поток (поток 57) поступает на нагрев в три теплообменника из четырех существующих (11, 21, 31, 41), теплоносителем в которых является продуктовый поток. После нагрева сырья его догревают в трех печах из четырех существующих (12, 22, 32, 42) до заданной температуры и подают в три реактора из четырех существующих (13, 23, 33, 43), которые работают в режиме синтеза. В этих реакторах происходит контакт сырья с катализатором олигомеризации, в результате чего образуются потоки продуктов, обогащенные углеводородами C5+. Продукт, выходящий из реакторов, охлаждают в трех теплообменниках из четырех существующих (11, 21, 31, 41) и в трех воздушных холодильниках из четырех существующих (14, 24, 34, 44). Захоложенный и частично сконденсированный поток (поток 60) из трех реакторов направляют в сепаратор 5. Балансовое количество водородсодержащего газа (поток 63) и жидкой фазы (поток 64) насосом 10 подают в колонну стабилизации. Циркулирующий ВСГ (поток 62) поступает в сепаратор 3, смешивается со свежим водородом (поток 53), а затем смесь газов подается на всас компрессора 4.A mixture of raw materials from tank 1 (stream 51) and recycle from tank 2 (stream 52) is supplied by pumps 9/1 and 9/2 in a predetermined ratio (stream 56) to a mixing unit with a hydrogen-containing gas (HSG). The resulting stream (stream 57) is supplied for heating to three of the four existing heat exchangers (11, 21, 31, 41), in which the product stream is the heat carrier. After heating the raw material, it is heated in three of four existing furnaces (12, 22, 32, 42) to a predetermined temperature and fed into three of four existing reactors (13, 23, 33, 43), which operate in the synthesis mode. In these reactors, the raw material contacts the oligomerization catalyst, resulting in product streams enriched in C 5+ hydrocarbons. The product leaving the reactors is cooled in three of the four existing heat exchangers (11, 21, 31, 41) and in three of the four existing air coolers (14, 24, 34, 44). A refrigerated and partially condensed stream (stream 60) from the three reactors is sent to a separator 5. The balance amount of hydrogen-containing gas (stream 63) and the liquid phase (stream 64) is pumped to the stabilization column by pump 10. The circulating VSG (stream 62) enters the
Процесс синтеза при снижении активности катализатора в реакторах осуществляют с подъемом температуры сырья на входе в реакторы. Снижение активности катализатора обусловлено образованием кокса, который образуется в процессе превращения углеводородного сырья в реакторах. Скорость образования кокса зависит от состава сырья и условий процесса. Периодически кокс выжигают в кислородсодержащем газе с образованием оксидов углерода и воды. В качестве регенерирующего газа используют смесь азота и воздуха. Для управления интенсивностью выжигания кокса из катализатора, сопровождающегося значительным выделением тепла, в азоте поддерживают заданное количество кислорода. Это позволяет предотвратить структурные изменения катализатора и его необратимую дезактивацию.The synthesis process with a decrease in the activity of the catalyst in the reactors is carried out with a rise in the temperature of the feed at the inlet of the reactor. The decrease in catalyst activity is due to the formation of coke, which is formed during the conversion of hydrocarbons in reactors. The rate of coke formation depends on the composition of the feed and the process conditions. Coke is periodically burned in an oxygen-containing gas to form carbon oxides and water. A mixture of nitrogen and air is used as a regenerating gas. To control the rate of burning of coke from the catalyst, accompanied by significant heat, a predetermined amount of oxygen is maintained in nitrogen. This prevents the structural changes of the catalyst and its irreversible deactivation.
После завершения режима синтеза один из трех реакторов с наиболее закоксованным, то есть наиболее малоактивным катализатором, который дольше других двух находился в режиме синтеза, подключают к схеме регенерации. Смесь азота (поток 54), воздуха (поток 55) и рециркулирующего газа (поток 66) из сепаратора 6 поступает в компрессор 8, а затем подается на нагрев в теплообменник. В теплообменнике азотно-воздушная смесь (ABC) нагревается потоком газов регенерации из реактора, а затем догревается до заданной температуры в печи. После нагрева ABC подается в реактор, в котором происходит контакт с катализатором. Поток продуктов, выходящий из реактора, охлаждают в теплообменнике и в воздушном холодильнике. Частично сконденсированный (поток 61) направляют в сепаратор 6, из которого выводят балансовое количество газа (поток 65), а остальной газ (поток 66) направляют в сепаратор 7. При этом воду (поток 67), отделившуюся в процессе сепарации газовых потоков в сепараторах 3, 5, 6 и 7, сбрасывают в дренаж.After the completion of the synthesis mode, one of the three reactors with the most coked, i.e. the most inactive catalyst, which has been in the synthesis mode longer than the other two, is connected to the regeneration circuit. A mixture of nitrogen (stream 54), air (stream 55) and recycle gas (stream 66) from the separator 6 enters the compressor 8, and then is fed to the heat exchanger for heating. In a heat exchanger, the nitrogen-air mixture (ABC) is heated by a stream of regeneration gases from the reactor, and then heated to a predetermined temperature in the furnace. After heating, ABC is fed to the reactor in which contact with the catalyst occurs. The product stream leaving the reactor is cooled in a heat exchanger and in an air cooler. Partially condensed (stream 61) is sent to a separator 6, from which the balance amount of gas is withdrawn (stream 65), and the rest of the gas (stream 66) is directed to a separator 7. At the same time, water (stream 67) separated in the process of gas stream separation in the
Окислительную регенерацию осуществляют со ступенчатым подъемом температуры путем увеличения подачи топлива (поток 68), при повышении концентрации кислорода в регенерирующем газе от 0,5 до 21% об. Выжигание кокса приводит к практически полному восстановлению активности катализатора. Этот процесс осуществляется периодически. В течении процесса регенерации контакт сырья с катализатором не допускается.Oxidative regeneration is carried out with a stepwise increase in temperature by increasing the fuel supply (stream 68), while increasing the oxygen concentration in the regenerating gas from 0.5 to 21% vol. Burning coke leads to an almost complete restoration of the activity of the catalyst. This process is carried out periodically. During the regeneration process, contact of the feed with the catalyst is not allowed.
Снижение активности цеолитсодержащего катализатора происходит также в результате образования ненасыщенных полимерных углеводородных молекул, не являющихся коксом, но адсорбированных в порах цеолита и блокирующих его активную поверхность. Между окислительными регенерациями для повышения активности катализатора, возможно, проводить его обработку потоком инертного или водородсодержащего газа при повышенной температуре. Периодическая реактивация цеолитсодержащего катализатора олигомеризации олефинсодержащего сырья при его контакте с инертным или водородсодержащим газом при температуре на 20-50°С превышающей температуру контакта сырья с катализатором позволяет увеличить продолжительность работы катализатора между окислительными регенерациями. Продолжительность контакта катализатора с водородсодержащим газом определяется свойствами катализатора и условиями контакта и составляет от 2 до 10 часов.The decrease in the activity of the zeolite-containing catalyst also occurs as a result of the formation of unsaturated polymer hydrocarbon molecules that are not coke, but adsorbed in the pores of the zeolite and block its active surface. Between oxidative regenerations, in order to increase the activity of the catalyst, it is possible to carry out its treatment with a stream of inert or hydrogen-containing gas at an elevated temperature. Periodic reactivation of the zeolite-containing catalyst for oligomerization of olefin-containing raw materials upon their contact with an inert or hydrogen-containing gas at a temperature of 20-50 ° C higher than the contact temperature of the raw materials with the catalyst allows to increase the duration of the catalyst between oxidative regenerations. The duration of contact of the catalyst with a hydrogen-containing gas is determined by the properties of the catalyst and the contact conditions and ranges from 2 to 10 hours.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018106141A RU2698302C1 (en) | 2017-03-07 | 2017-03-07 | Plant for processing aliphatic hydrocarbons c2-c12 using zeolite-containing catalysts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018106141A RU2698302C1 (en) | 2017-03-07 | 2017-03-07 | Plant for processing aliphatic hydrocarbons c2-c12 using zeolite-containing catalysts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2698302C1 true RU2698302C1 (en) | 2019-08-26 |
Family
ID=67733954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018106141A RU2698302C1 (en) | 2017-03-07 | 2017-03-07 | Plant for processing aliphatic hydrocarbons c2-c12 using zeolite-containing catalysts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2698302C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2815841C1 (en) * | 2023-04-28 | 2024-03-22 | Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть") | Plant for producing gasolines or concentrates of aromatic compounds with variable number of active reaction zones |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996020988A1 (en) * | 1994-12-29 | 1996-07-11 | Neste Oy | Process for the oligomerization of alkenes |
RU2135547C1 (en) * | 1998-03-31 | 1999-08-27 | Фалькевич Генрих Семенович | Lower olefin oligomerization process |
RU138334U1 (en) * | 2013-10-31 | 2014-03-10 | Михайло Барильчук | INSTALLATION FOR PRODUCING HIGH-OCTANE GASOLINE FROM GASOLINE FRACTIONS AND METHANOL |
-
2017
- 2017-03-07 RU RU2018106141A patent/RU2698302C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996020988A1 (en) * | 1994-12-29 | 1996-07-11 | Neste Oy | Process for the oligomerization of alkenes |
RU2135547C1 (en) * | 1998-03-31 | 1999-08-27 | Фалькевич Генрих Семенович | Lower olefin oligomerization process |
RU138334U1 (en) * | 2013-10-31 | 2014-03-10 | Михайло Барильчук | INSTALLATION FOR PRODUCING HIGH-OCTANE GASOLINE FROM GASOLINE FRACTIONS AND METHANOL |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2815902C1 (en) * | 2023-04-27 | 2024-03-25 | Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть") | Plant for producing gasolines or aromatic compounds concentrates |
RU2815841C1 (en) * | 2023-04-28 | 2024-03-22 | Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть") | Plant for producing gasolines or concentrates of aromatic compounds with variable number of active reaction zones |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU138334U1 (en) | INSTALLATION FOR PRODUCING HIGH-OCTANE GASOLINE FROM GASOLINE FRACTIONS AND METHANOL | |
JP5235414B2 (en) | Moving bed reactor with multiple zones, with regeneration or addition of fresh catalyst to each zone | |
JPS59206484A (en) | Catalytic conversion of olefin to higher hydrocarbon | |
RU2671568C1 (en) | Complex installation for processing mixture of hydrocarbons c1-c10 of various composition and oxygen-containing compounds | |
CN101314731B (en) | Aromatization method without hydrogen for light hydrocarbon | |
RU2010133616A (en) | METHOD FOR CONVERTING LOW-GRAND ORIGINAL RAW MATERIALS TO HIGH QUALITY OIL FUEL | |
WO2006130192A1 (en) | Reactor temperature control | |
CN101747933A (en) | Modifying method for naphtha and light hydrocarbon aromatization | |
JPS5834517B2 (en) | tankasisotenkahou | |
JP2008531819A (en) | Method for producing high-octane gasoline with reduced benzene content | |
US11396630B2 (en) | Naphtha catalytic cracking for light olefins production over cyclic regenerative process with dry gas diluent | |
RU2409541C2 (en) | Production of petrol through polymerisation of olefin with alkylation of aromatic compounds | |
CN115287092A (en) | Cold regeneration catalyst circulation method and device thereof | |
CN109336726A (en) | A kind of technique of carbon four, light oil and coupling between methanol preparing propylene by catalytic cracking ethylene | |
EP3919589A1 (en) | Method for catalytic conversion of hydrocarbon with downer reactor and device thereof | |
RU2698302C1 (en) | Plant for processing aliphatic hydrocarbons c2-c12 using zeolite-containing catalysts | |
WO2007092317A2 (en) | Gasoline production by olefin polymerization | |
EP0312344A1 (en) | Catalyst regeneration with flue gas | |
RU2708620C1 (en) | Method of producing high-octane gasoline fractions and aromatic hydrocarbons | |
CN104844402B (en) | Efficient heat-integrated method for preparing hydrocarbon from methanol by adopting moving bed | |
US11905467B2 (en) | Process for catalytic cracking of naphtha using multi-stage radial flow moving bed reactor system | |
RU2708621C1 (en) | Method of producing high-octane gasoline fractions and aromatic hydrocarbons | |
US20090112038A1 (en) | Method for olefin production from butanes using one or more risers | |
RU2213765C1 (en) | Installation for catalytic processing of light hydrocarbon material | |
RU2098173C1 (en) | Installation for catalytic production of high-octane gasoline fractions and aromatic hydrocarbons |