RU2801695C1 - Method for slurry hydroconversion of heavy hydrocarbons - Google Patents
Method for slurry hydroconversion of heavy hydrocarbons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801695C1 RU2801695C1 RU2023101112A RU2023101112A RU2801695C1 RU 2801695 C1 RU2801695 C1 RU 2801695C1 RU 2023101112 A RU2023101112 A RU 2023101112A RU 2023101112 A RU2023101112 A RU 2023101112A RU 2801695 C1 RU2801695 C1 RU 2801695C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heavy
- residue
- sent
- fractions
- vacuum
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей и коксохимической промышленности и относится к способам переработки сырых нефтей, остаточных продуктов нефтепереработки и атмосферной и/или вакуумной перегонки, тяжелых газойлей (в т.ч. рецикловых), каменноугольных смол, битуминозных и сланцевых масел, а более конкретно, к суспензионному гидрокрекингу любых тяжелых углеводородов и неконвертируемых остатков в присутствии добавок и катализаторов для получения легких углеводородов и пека и/или спекающей добавки для использования в процессах получения металлургических коксов с применением низкосортных каменных углей.The invention can be used in the oil refining and coke industry and relates to methods for processing crude oils, residual products of oil refining and atmospheric and / or vacuum distillation, heavy gas oils (including recycling), coal tar, bituminous and shale oils, and more specifically , to slurry hydrocracking of any heavy hydrocarbons and non-convertible residues in the presence of additives and catalysts to produce light hydrocarbons and pitch and / or sintering additive for use in processes for the production of metallurgical cokes using low-grade coals.
Суспензионный гидрокрекинг применяется не только для переработки гудронов и тяжелых нефтей, но и для продуктов коксохимических производств. К таким процессам относятся:Suspension hydrocracking is used not only for the processing of tars and heavy oils, but also for products of coke production. These processes include:
- EST (Eni) [https://www.researchgate.net/publication/288162340_Eni slurrytechnology A new process for heavy oil upgrading; патент РФ № 2666735 на изобретение];- EST (Eni) [https://www.researchgate.net/publication/288162340_Eni slurrytechnology A new process for heavy oil upgrading; RF patent No. 2666735 for an invention];
- Uniflex (UOP) [https://www.honeywell-uop.cn/resid-hydrotreating-rcd-unionfining/; Dgillis, D.B. Process RCD UNIFINING from UOP LLC / D.B. Dgillis // Des Plaines, Illinois, 2003. - 443 p.; Gillis, D. Upgrading Residues to Maximize Distillate Yields with UOP Uniflex Process / D.Gillis, M.K. VanWees, P. Zimmerman, Ed. Houde // Journal of the Japan Petroleum Institute. - 2010. - Vol. 53. - Is. 1. - P. 33-41; а также патенты: № RU 2 504 575C2, US8691080B2, US8691077B2, US9133404B2, US Pat.№ 4.226.742 или Pat.№ 4.954.240];- Uniflex (UOP) [https://www.honeywell-uop.cn/resid-hydrotreating-rcd-unionfining/; Dgillis, D.B. Process RCD UNIFINING from UOP LLC / D.B. Dgillis // Des Plaines, Illinois, 2003. - 443 p.; Gillis, D. Upgrading Residues to Maximize Distillate Yields with UOP Uniflex Process / D. Gillis, M.K. VanWees, P. Zimmerman, Ed. Houde // Journal of the Japan Petroleum Institute. - 2010. - Vol. 53.-Is. 1. - P. 33-41; as well as patents: No. RU 2 504 575C2, US8691080B2, US8691077B2, US9133404B2, US Pat. No. 4.226.742 or Pat. No. 4.954.240];
- VCC (KBR) [Gillis, D. Upgrading Residues to Maximize Distillate Yields with UOP Uniflex Process / D. Gillis, M.K. VanWees, P. Zimmerman, Ed. Houde // Journal of the Japan Petroleum Institute. - 2010. - Vol. 53. - Is. 1. - P. 33-41; а также патенты: № RU 2 504 575C2, US8691080B2, US8691077B2, US9133404B2, US Pat.№ 4.226.742 или Pat.№ 4.954.240];- VCC (KBR) [Gillis, D. Upgrading Residues to Maximize Distillate Yields with UOP Uniflex Process / D. Gillis, M.K. VanWees, P. Zimmerman, Ed. Houde // Journal of the Japan Petroleum Institute. - 2010. - Vol. 53.-Is. 1. - P. 33-41; as well as patents: No. RU 2 504 575C2, US8691080B2, US8691077B2, US9133404B2, US Pat. No. 4.226.742 or Pat. No. 4.954.240];
- GT-SACTSM [Gillis, M.K. VanWees, P. Zimmerman, Ed. Houde // Journal of the Japan Petroleum Institute. - 2010. - Vol. 53. - Is. 1. - P. 33-41; а также патенты: № RU 2 504 575C2, US8691080B2, US8691077B2, US9133404B2, US Pat.№ 4.226.742 или Pat.№ 4.954.240];- GT-SACTSM [Gillis, M.K. VanWees, P. Zimmerman, Ed. Houde // Journal of the Japan Petroleum Institute. - 2010. - Vol. 53.-Is. 1. - P. 33-41; as well as patents: No. RU 2 504 575C2, US8691080B2, US8691077B2, US9133404B2, US Pat. No. 4.226.742 or Pat. No. 4.954.240];
- RSH (Кадиев X.M. Технология RSH (ИНХС РАН-ШЛГ) для переработки сверхтяжелого сырья / Кадиев Х.М. // 10-ая Конференция и выставка России и стран СНГ по технологиям переработки нефтяных остатков; https://docplayer.ru/74417254-Tehnologiya-rsh-inhs-ran-shlg-dlya-pererabotkisverhtyazhelo go-syrya.html).- RSH (Kadiev X.M. RSH technology (INHS RAS-SHLG) for processing super-heavy raw materials / Kadiev H.M. // 10th Conference and Exhibition of Russia and CIS countries on technologies for processing oil residues; https://docplayer.ru/74417254 -Tehnologiya-rsh-inhs-ran-shlg-dlya-pererabotkisverhtyazhelo go-syrya.html).
Принципиальная схема всех перечисленных процессов суспензионного гидрокрекинга практически одинакова, отличия заключаются в катализаторах, конструкции реакторов, теплообменного оборудования, насосов. Установка суспензионного гидрокрекинга включает в себя блок подготовки сырья, где происходит смешивание тяжёлого углеводородного сырья с катализатором; печь подогрева; реактор; различного рода сепараторы и блок ректификации (выделения готового продукта), как правило состоящий из двух секций: 1-я секция с отпарной атмосферной колонной выделения газов, нафты и других лёгких продуктов; 2-я секция включает колонну вакуумной перегонки тяжелых остатков с получением легких углеводородов и боковых погонов более высококипящих фракций. Эти продукты могут быть использованы как в других процессах нефтепереработки, так и подаваться в начало процесса в качестве сырья. Кубовый остаток вакуумной колонны, содержащий остатки катализатора и металлы из исходного сырья, направляется на дополнительную переработку. The principle scheme of all the listed processes of slurry hydrocracking is practically the same, the differences are in the catalysts, the design of the reactors, heat exchange equipment, and pumps. The slurry hydrocracking unit includes a feedstock preparation unit, where heavy hydrocarbon feedstock is mixed with a catalyst; heating oven; reactor; various kinds of separators and a rectification unit (separation of the finished product), usually consisting of two sections: 1st section with an atmospheric stripping column for the release of gases, naphtha and other light products; The 2nd section includes a vacuum distillation column for heavy residues to produce light hydrocarbons and side cuts of higher-boiling fractions. These products can be used both in other oil refining processes and fed to the beginning of the process as a raw material. VAT residue of the vacuum column, containing the remains of the catalyst and metals from the feedstock, is sent for additional processing.
Основным недостатком во всех вышеуказанных процессах является проблемная работа вакуумной секции. Работа вакуумной колонны, как правило, затруднена из-за большого количества механических примесей, ассоциатов металлов, катализаторов на носителях, большого времени пребывания тяжелого продукта в кубе, что приводит к негативным последствиям - термополимеризации, забивкам и необходимости остановок и чистки оборудования.The main disadvantage in all the above processes is the problematic operation of the vacuum section. The operation of a vacuum column, as a rule, is difficult due to a large amount of mechanical impurities, metal associates, catalysts on carriers, a long residence time of a heavy product in the cube, which leads to negative consequences - thermopolymerization, blockages and the need to stop and clean the equipment.
Из патента РФ № 2758382 на изобретение известен Способ гидрокрекинга сырья, содержащего от 20 до 100% об. соединений, имеющих температуру кипения больше 340°С, содержание серы, находящееся в интервале от 0,01 до 5% масс., содержание азота больше 500 ч./млн масс., суммарное содержание никеля и ванадия меньше 2 ч./млн масс. и содержание асфальтенов меньше 3000 ч./млн масс., при этом указанный способ включает в себя:From the patent of the Russian Federation No. 2758382 for the invention, a Method for the hydrocracking of raw materials containing from 20 to 100% vol. compounds having a boiling point greater than 340°C, a sulfur content in the range from 0.01 to 5% wt., a nitrogen content of more than 500 hours/million mass., the total content of Nickel and vanadium is less than 2 hours/million mass. and the content of asphaltenes is less than 3000 hours/million mass., while this method includes:
а) стадию гидрокрекинга указанного сырья при температуре больше 200°С, давлении больше 1 МПа, пространственной скорости, находящейся в интервале от 0,1 до 20 ч-1 и объемном отношении литр водорода/литр сырья, находящемся в интервале от 80 до 5000, и получают гидрокрекированный эфлюент,a) the stage of hydrocracking said feedstock at a temperature of more than 200°C, a pressure of more than 1 MPa, a space velocity in the range from 0.1 to 20 h -1 and a volume ratio of liter of hydrogen/liter of feedstock in the range from 80 to 5000, and get hydrocracked effluent,
b) стадию разделения эфлюента, полученного в результате стадии а) гидрокрекинга, применяемую в горячей зоне разделения, содержащей горячий сепаратор высокого давления, причем указанное давление больше 0,5 МПа и меньше давления, применяемого на стадии а) гидрокрекинга, и при температуре, находящейся в интервале от 200°С до 450°С, и получают газообразный эфлюент в верхней части горячего сепаратора высокого давления и тяжелый эфлюент в нижней части горячего сепаратора высокого давления,b) a separation step of the effluent resulting from the hydrocracking step a) used in a hot separation zone containing a hot high pressure separator, said pressure being greater than 0.5 MPa and less than the pressure used in the hydrocracking step a) and at a temperature in the range from 200°C to 450°C, and get a gaseous effluent at the top of the hot high pressure separator and a heavy effluent at the bottom of the hot high pressure separator,
с) стадию разделения газообразного эфлюента, полученного на стадии b) в верхней части горячего сепаратора высокого давления, применяемую в холодной зоне разделения, содержащей холодный сепаратор высокого давления с температурой, находящейся в интервале от 0 до 200°С и давлением, больше 0,5 МПа и меньше давления, применяемого на стадии b), и получают газообразный эфлюент в верхней части холодного сепаратора высокого давления и тяжелый эфлюент в нижней части холодного сепаратора высокого давления,c) a separation step of the gaseous effluent obtained in step b) in the upper part of the hot high pressure separator, used in the cold separation zone containing a cold high pressure separator with a temperature ranging from 0 to 200 ° C and a pressure greater than 0.5 MPa and less than the pressure applied in step b), and obtain a gaseous effluent at the top of the cold high pressure separator and a heavy effluent at the bottom of the cold high pressure separator,
d) стадию разделения тяжелого эфлюента, полученного на стадии b), применяемую в колонне разделения, выбранной среди аппарата отпаривания или испарительной колонны, в результате которой получают газообразный эфлюент в верхней части указанной колонны и осадок в нижней части колонны, и по меньшей мере часть этого остатка, концентрированного по ТПАС (тяжелых полициклических ароматических соединений), удаляют путем продувки,d) a separation step for the heavy effluent obtained in step b) applied in a separation column selected from a stripper or flash column, which produces a gaseous effluent at the top of said column and a residue at the bottom of the column, and at least a portion of this the residue concentrated according to TPAS (heavy polycyclic aromatic compounds) is removed by purging,
е) стадию фракционирования тяжелого эфлюента, полученного в результате стадии с), и газообразного эфлюнта, полученного на стадии d), причем указанную стадию осуществляют в секции фракционирования, и получают, по меньшей мере, одну фракцию нефти, по меньшей мере, одну фракцию газойля, осадок и указанный осадок полностью или частично возвращают на стадию а) гидрокрекинга.e) a step of fractionating the heavy effluent obtained from step c) and the gaseous effluent obtained from step d), wherein said step is carried out in a fractionation section, and at least one oil fraction, at least one gas oil fraction is obtained , sludge and said sludge are wholly or partly recycled to hydrocracking step a).
В способе, известном из патента РФ № 2758382 между вакуумной колонной (как частью секции фракционирования) и сепаратором установлен испаритель.In the method known from RF patent No. 2758382, an evaporator is installed between the vacuum column (as part of the fractionation section) and the separator.
Однако, в способе, известном из патента РФ № 2758382, засорение труб отложениями тяжелых фракций также имеет место быть, ввиду того, что в вакуумную колонну поступают как тяжелые фракции, так и легкие. Кроме того, способ по патенту № 2758382 не предназначен для осуществления суспензионного гидрокрекинга, а также секция фракционирования не является эффективной.However, in the method known from RF patent No. 2758382, clogging of pipes with deposits of heavy fractions also takes place, due to the fact that both heavy fractions and light fractions enter the vacuum column. In addition, the method according to patent No. 2758382 is not designed for slurry hydrocracking, and the fractionation section is not effective.
Из патента РФ № 2504575 известен способ превращения тяжелого углеводородного сырья в более легкие углеводородные продукты и отделения пека, включающий: гидрокрекинг указанного тяжелого углеводородного сырья, суспендированного с зернистым твердым материалом в присутствии водорода в реакторе гидрокрекинга, в результате чего образуется подвергнутый гидрокрекингу поток, включающий вакуумный газойль (ВГ) и пек; отделение по крайней мере части указанного подвергнутого гидрокрекингу потока в первой вакуумной колонне, в результате чего образуется первый поток пека и первый поток ВГ; и отделение по крайней мере части указанного первого потока пека во второй вакуумной колонне, в результате чего образуется второй поток пека и второй поток ВГ.From the patent of the Russian Federation No. 2504575, a method is known for converting heavy hydrocarbon feedstock into lighter hydrocarbon products and separating pitch, including: hydrocracking of the specified heavy hydrocarbon feedstock suspended with granular solid material in the presence of hydrogen in a hydrocracking reactor, resulting in the formation of a hydrocracked stream, including vacuum gas oil (VG) and pitch; separating at least a portion of said hydrocracked stream in a first vacuum column, resulting in a first pitch stream and a first VG stream; and separating at least a portion of said first pitch stream in a second vacuum column, resulting in a second pitch stream and a second SH stream.
Способом по патенту № 2504575 осуществляется суспензионный гидрокрекинг.The method according to patent No. 2504575 is suspension hydrocracking.
Способ, известный из патента РФ № 2504575, выбран в качестве наиболее близкого аналога.The method known from RF patent No. 2504575 is chosen as the closest analogue.
Недостатком способа, известного из патента РФ № 2504575 являются:The disadvantage of the method known from the patent of the Russian Federation No. 2504575 are:
нерешенная проблема забивки в элементах и трубопроводах первой вакуумной колонны, что приводит к усложнению конструкции внутренних элементов;unresolved problem of clogging in the elements and pipelines of the first vacuum column, which leads to the complexity of the design of internal elements;
большое время пребывания продуктов в колонне, которое приводит к термополимеризации и смолообразованию, что инициируется наличием большого количества нерастворимых частиц;long residence time of the products in the column, which leads to thermopolymerization and gum formation, which is initiated by the presence of a large number of insoluble particles;
- необходимость поддержания высокого содержания низкокипящих компонентов в кубе для обеспечения снижения вязкости и возможности вывода жидкости из куба колонны;- the need to maintain a high content of low-boiling components in the bottom to ensure a decrease in viscosity and the possibility of removing liquid from the bottom of the column;
- необходимость направления кубового остатка вакуумной колонны, содержащего остатки катализатора и металлов из исходного сырья, на дополнительную переработку.- the need to send the VAT residue of the vacuum column, containing the remains of the catalyst and metals from the feedstock, for additional processing.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением - увеличение срока службы оборудования гидрокрекинга (гидроконверсии) тяжелых углеводородов и увеличение глубины переработки тяжелого углеводородного сырья.The technical problem solved by the present invention is to increase the service life of equipment for hydrocracking (hydroconversion) of heavy hydrocarbons and to increase the depth of processing of heavy hydrocarbon feedstock.
Технический результат, достигаемый изобретением - увеличение межремонтного периода оборудования гидрокрекинга (гидроконверсии) тяжелых углеводородов за счет уменьшения количества отложений в трубах вакуумной колонны; нет необходимости в дополнительной переработке кубового остатка вакуумной колонны, который напрямую может быть направлен в начало процесса в качестве сырья; повышение эффективности процесса.The technical result achieved by the invention is to increase the overhaul period of equipment for hydrocracking (hydroconversion) of heavy hydrocarbons by reducing the amount of deposits in the pipes of the vacuum column; there is no need for additional processing of the VAT residue of the vacuum column, which can be directly sent to the beginning of the process as a raw material; increasing the efficiency of the process.
Технический результат достигается за счет того, что при использовании любого способа суспензионной гидроконверсии тяжелых углеводородов, включающего гидрокрекинг тяжелого углеводородного сырья, суспендированного с зернистым твердым материалом в присутствии водорода в реакторе гидрокрекинга, в результате чего образуется подвергнутый гидрокрекингу поток, включающий тяжелый неконвертируемый остаток, последующую очистку тяжелого неконвертируемого остатка путем его направления в сепаратор, в котором происходит отделение паровой и жидкой фаз, предлагается направлять жидкую фазу, выделенную в сепараторе, в роторно-пленочный испаритель, в котором осуществляется разделение жидкой фазы на легкокипящие и тяжелые фракции, легкокипящие фракции направляют в вакуумную колонну на дальнейшую переработку, а тяжелые фракции в виде кубового остатка направляют или на грануляцию в качестве готового продукта или на регенерацию катализатора, при этом давление в вакуумном роторно-пленочном испарителе составляет от 1 до 50 мм. рт. ст., температура поверхности испарения составляет от 280 до 420°С, скорость вращения ротора составляет (100 ÷ 150) об./мин.The technical result is achieved due to the fact that when using any method of suspension hydroconversion of heavy hydrocarbons, including hydrocracking of heavy hydrocarbon feedstock suspended with granular solid material in the presence of hydrogen in the hydrocracking reactor, resulting in the formation of a hydrocracked stream, including a heavy inconvertible residue, subsequent purification heavy non-convertible residue by sending it to the separator, in which the vapor and liquid phases are separated, it is proposed to direct the liquid phase separated in the separator to a rotary-film evaporator, in which the liquid phase is separated into low-boiling and heavy fractions, light-boiling fractions are sent to a vacuum the column for further processing, and the heavy fractions in the form of VAT residue are sent either to granulation as a finished product or to catalyst regeneration, while the pressure in the vacuum rotary film evaporator is from 1 to 50 mm. rt. Art., the evaporation surface temperature is from 280 to 420°C, the rotor speed is (100 ÷ 150) rpm.
В вакуумной колонне из легкокипящих фракций отделяют дизельную фракцию и масляные фракции.In a vacuum column, the diesel fraction and oil fractions are separated from the low-boiling fractions.
Осуществление способа.The implementation of the method.
Заявляемый способ суспензионного гидрокрекинга с получением легких углеводородов, газов крекинга, нефтяного пека и/или спекающей добавки для коксохимической промышленности заключается во включении в технологическую схему любого из известных промышленных процессов суспензионного гидрокрекинга на линии потока тяжелого (неконвертируемого) остатка перед вакуумной колонной роторно-пленочного испарителя (РПИ), работающего под вакуумом. В РПИ продукты разделяются на дистиллят и кубовый остаток, после чего дистиллят, свободный от остатков катализатора и металлов, направляется в вакуумную колонну, а кубовый продукт в качестве готового товарного продукта - на грануляцию или на регенерацию катализатора.The claimed method of slurry hydrocracking with the production of light hydrocarbons, cracking gases, petroleum pitch and/or sintering additives for the coke industry consists in including any of the known industrial processes of slurry hydrocracking in the flow line of a heavy (non-convertible) residue before the vacuum column of a rotary-film evaporator into the technological scheme (FIR), working under vacuum. In FIR, the products are separated into a distillate and a bottoms residue, after which the distillate, free from catalyst and metal residues, is sent to a vacuum column, and the bottoms product as a finished commercial product is sent to granulation or catalyst regeneration.
Роторные вакуумные пленочные испарители используются в химической, нефтехимической, микробиологической, фармацевтической и пищевой отраслях промышленности для упаривания растворителей из смесей веществ, разделения жидкостей и концентрирования жидкостей, особенно термически нестойких, так как наличие вакуума позволяет снизить температуру ведения процесса.Rotary vacuum film evaporators are used in the chemical, petrochemical, microbiological, pharmaceutical and food industries for evaporating solvents from mixtures of substances, separating liquids and concentrating liquids, especially thermally unstable ones, since the presence of a vacuum makes it possible to reduce the temperature of the process.
При проведении вакуумного испарения лёгкой части остатков нефтепереработки в получаемой твёрдой части концентрируется до 100% асфальтенов, содержащихся в исходном остатке, а также большая часть смол и полициклических ароматических углеводородов - наиболее желательных компонентов, обеспечивающих высокие спекающие и вяжущие свойства нефтяного пека. При этом за счет пониженной температуры и отсутствия кислорода асфальтены, содержащиеся в исходном нефтяном остатке, в процессе тонкослойной вакуумной перегонки не разрушаются.When carrying out vacuum evaporation of the light part of oil refining residues, in the resulting solid part, up to 100% of the asphaltenes contained in the original residue are concentrated, as well as most of the resins and polycyclic aromatic hydrocarbons - the most desirable components that provide high sintering and binding properties of petroleum pitch. At the same time, due to the low temperature and the absence of oxygen, the asphaltenes contained in the original oil residue are not destroyed during thin-layer vacuum distillation.
В заявляемом способе можно использовать вакуумный роторно-пленочный испаритель, описанный в патенте РФ № 2709595 на изобретение. Нагретые до жидкотекучего состояния нефтяные остатки через первый штуцер с помощью насоса непрерывно подают в вакуумный пленочный испаритель и с помощью распределительного кольца равномерно распределяют внутри корпуса. Затем лопасти роторной мешалки, которые перемещаются вдоль поверхности испарения, захватывают материал и подают турбулентную плёнку к внутренней поверхности корпуса (поверхности испарения). Легкокипящая фракция испаряется и удаляется через второй штуцер в вакуумную колонну для последующего разделения, а кубовый продукт под собственным весом покидает поверхность испарения и опускается к выпускному штуцеру в конусном днище.In the claimed method, it is possible to use a vacuum rotary-film evaporator described in RF patent No. 2709595 for the invention. The oil residues heated to a fluid state are continuously fed into the vacuum film evaporator through the first nozzle by means of a pump and are evenly distributed inside the housing by means of a distribution ring. Then the blades of the rotary agitator, which move along the evaporation surface, capture the material and feed the turbulent film to the inner surface of the housing (evaporation surface). The low-boiling fraction evaporates and is removed through the second fitting into a vacuum column for subsequent separation, and the bottom product under its own weight leaves the evaporation surface and descends to the outlet fitting in the cone bottom.
Исходным сырьем для осуществления заявляемого способа являются любые тяжелые углеводороды, в том числе гудроны, тяжелые нефти, продукты коксохимических производств и неконвертируемые остатки с характерными свойствами, представленными в таблице 1.The feedstock for the implementation of the proposed method are any heavy hydrocarbons, including tars, heavy oils, products of coke production and non-convertible residues with characteristic properties presented in table 1.
Зернистым твердым материалом в процессах суспензионного гидрокрекинга является мелкодисперсный катализатор. Существует более 200 различных видов катализаторов в таких процессах, например, NiMo/CoMo/NiW - системы, нанесенные на носитель, содержащий цеолит или аморфные алюмосиликаты. Или любой другой катализатор, содержащий два типа активных центров: кислотные центры - ответственные за изомеризацию и разрыв С-С связей высокомолекулярных углеводородов, и центры, ответственные за гидрирование ароматических и ненасыщенных углеводородов и гидрогенолиз гетероатомных соединений.The granular solid material in slurry hydrocracking processes is a fine catalyst. There are more than 200 different types of catalysts in such processes, for example, NiMo/CoMo/NiW systems supported on a support containing zeolite or amorphous aluminosilicates. Or any other catalyst containing two types of active sites: acid sites - responsible for isomerization and breaking of C-C bonds of high-molecular hydrocarbons, and centers responsible for hydrogenation of aromatic and unsaturated hydrocarbons and hydrogenolysis of heteroatomic compounds.
Для реализации изобретения не имеют значения вид и характеристики используемого в процессе суспензионного гидрокрекинга катализатора.For the implementation of the invention, the type and characteristics of the catalyst used in the slurry hydrocracking process do not matter.
Например, сырьём для вакуумного роторно-пленочного испарителя может являться неконвертируемый остаток суспензионного гидрокрекинга (плотность при 20°C такого остатка составляла 1,085 г/см3). При этом сам суспензионный гидрокрекинг может осуществляться любым из известных способов. Также легкокипящие фракции и газы крекинга перерабатываются по известным схемам.For example, the raw material for a vacuum rotary film evaporator may be an inconvertible slurry hydrocracking residue (the density at 20°C of such a residue was 1.085 g/cm 3 ). In this case, suspension hydrocracking itself can be carried out by any of the known methods. Also, low-boiling fractions and cracking gases are processed according to known schemes.
Для достижения очистки сырьевого потока (тяжелого неконвертируемого остатка), направляющегося в вакуумную колонну, предлагается установить роторно-пленочный испаритель (РПИ) - после сепаратора, но перед вакуумной колонной. В РПИ, работающем под вакуумом, поток разделяется на паровую фазу, содержащую легкокипящие компоненты и жидкую кубовую часть, с высоким содержанием механических примесей, катализаторов и асфальтенов. Далее паровая фаза может являться питанием вакуумной колонны (предпочтительно) или конденсироваться и направляться в начало процесса в качестве сырья установки суспензионного гидрокрекинга. Кубовый продукт РПИ направляется либо на регенерацию катализатора, либо на грануляцию в качестве готового продукта. Температурный режим РПИ поддерживается за счет теплоносителя, подаваемого в рубашку аппарата (может использоваться органический солевой и другие, а также электрообогрев, нагрев дымовыми газами и т.д.). Подогрев сырья осуществляется в печи, установленной после сепаратора. Режим работы РПИ подбирается в зависимости от технологической необходимости и предпочтений эксплуатационного характера.To achieve purification of the feed stream (heavy non-convertible residue) going to the vacuum column, it is proposed to install a rotary film evaporator (RFI) - after the separator, but before the vacuum column. In the FIR operating under vacuum, the flow is separated into a vapor phase containing low-boiling components and a liquid bottom part, with a high content of mechanical impurities, catalysts and asphaltenes. Further, the vapor phase can be fed to the vacuum column (preferably) or condensed and sent to the beginning of the process as a raw material for the slurry hydrocracking unit. The bottom product of FIR is sent either for catalyst regeneration or for granulation as a finished product. The temperature regime of the FIR is maintained by the coolant supplied to the jacket of the apparatus (organic salt and others can be used, as well as electric heating, heating with flue gases, etc.). Raw materials are heated in a furnace installed after the separator. The operating mode of the RPI is selected depending on the technological need and operational preferences.
Режим работы РПИ выбирается таким образом, чтобы кубовый остаток (кубовый продукт) соответствовал требованиям к нефтяным пекам и/или спекающим добавкам для производства металлургического кокса. Для этого глубина вакуума и температурный режим выбираются в зависимости от поставленной задачи и регулируются в широком диапазоне: давление - от 1 до 50 мм.рт.ст.; температура - от 280°С до 420°С; скорость вращения ротора составляет (100 ÷ 150) об./мин.The mode of operation of the FIR is selected in such a way that the VAT residue (bottom product) meets the requirements for petroleum pitches and/or sintering additives for the production of metallurgical coke. To do this, the vacuum depth and temperature are selected depending on the task and are regulated in a wide range: pressure - from 1 to 50 mm Hg; temperature - from 280°C to 420°C; the rotor speed is (100 ÷ 150) rpm.
Так как кубовый продукт может использоваться в качестве нефтяного пека или спекающей добавки для металлургической промышленности, его качество обеспечивается долей отгона паровой фазы.Since the bottoms product can be used as petroleum pitch or sintering additive for the metallurgical industry, its quality is ensured by the fraction of vapor phase distillation.
Режим работы РПИ позволяет исключить попадание механических примесей и металлов в дистиллят, обеспечивает максимальную долю отгона, поэтому доля светлых нефтепродуктов, поступающих в вакуумную колонну, увеличивается на (3÷5)%.The mode of operation of the RPI allows you to exclude the ingress of mechanical impurities and metals into the distillate, provides the maximum fraction of distillate, so the proportion of light oil entering the vacuum column increases by (3÷5)%.
Концентрация катализатора в кубовом остатке в три раза больше, чем в процессе RSH (ИНХС РАН-ШЛГ), что обеспечит существенно более высокую эффективность регенерации катализатора в случае направления кубового остатка на регенерацию катализатора.The concentration of the catalyst in the bottoms residue is three times higher than in the RSH process (INHS RAN-SHLG), which will provide a significantly higher efficiency of catalyst regeneration in the case of sending the bottoms for catalyst regeneration.
В таблице 2 приведены свойства дистиллята (легкокипящих фракций), направляемых в вакуумную колонну:Table 2 shows the properties of the distillate (low-boiling fractions) sent to the vacuum column:
п/пp/p
Полученный дистиллят может быть применен в качестве сырья процесса суспензионного гидрокрекинга, так как в нем отсутствуют металлы, являющиеся каталитическими ядами.The resulting distillate can be used as a raw material for the slurry hydrocracking process, since it does not contain metals that are catalytic poisons.
В таблице 3 приведены свойства кубового остатка РПИ:Table 3 shows the properties of the VAT residue of RPI:
Кубовый продукт РПИ может быть использован в качестве спекающей добавки при получении из низкосортных углей металлургического кокса (индекс спекаемости 68,0), а также в качестве нефтяного пека.The bottom product of RPI can be used as a sintering additive in the production of metallurgical coke from low-grade coals (caking index 68.0), as well as petroleum pitch.
Как следует из Таблицы 3 в РПИ имеет место максимальная очистка легкой фракции (она практически не содержит грязи, примеси, остатки катализатора, металлов). Поэтому в вакуумную колонну поступает сырье (легкокипящие фракции, дистиллят), в котором максимально снижено (или полностью исключено) содержание элементов, способствующих образованию отложений в трубопроводах и внутренних устройствах колонны, что обеспечивает существенно больший межремонтный период вакуумной колонны по сравнению с аналогами (оценочно - на 30 процентов).As follows from Table 3, the maximum purification of the light fraction takes place in the RPI (it practically does not contain dirt, impurities, catalyst residues, metals). Therefore, raw materials (low-boiling fractions, distillate) enter the vacuum column, in which the content of elements that contribute to the formation of deposits in pipelines and internal devices of the column is maximally reduced (or completely excluded), which provides a significantly longer overhaul period of the vacuum column compared to analogues (estimated - by 30 percent).
Сокращение времени пребывания продуктов в вакуумной колонне по сравнению с налогами происходит за счет поступления в колонну на последующее разделение более узкой фракции углеводородов, поскольку тяжелая фракция была отделена в РПИ, а в колонну поступает только легкокипящая фракция максимально очищенная от примесей.The reduction in the residence time of the products in the vacuum column compared to taxes occurs due to the entry into the column for the subsequent separation of a narrower fraction of hydrocarbons, since the heavy fraction was separated in the FIR, and only the light-boiling fraction, maximally purified from impurities, enters the column.
В аналогах по мере отгонки низкокипящих компонентов в кубе вакуумной колонны повышается вязкость остатка, и вывести высоковязкий продукт становится проблематично - приходится его «разжижать» низкокипящими фракциями. В итоге, с помощью вакуумной колонны, очень сложно максимально отделить целевой продукт (легкокипящие фракции), но еще и часть целевого продукта приходится использовать для «разжижения».In analogues, as low-boiling components are distilled off, the viscosity of the residue increases in the bottom of the vacuum column, and it becomes problematic to remove a high-viscosity product - it has to be “diluted” with low-boiling fractions. As a result, with the help of a vacuum column, it is very difficult to separate the target product (low-boiling fractions) as much as possible, but also a part of the target product has to be used for “liquefaction”.
Поставив перед вакуумной колонной РПИ, самые высококипящие фракции отделяются именно в нем, а в вакуумную колонну попадает фракция, не содержащая этих высоковязких углеводородов.Putting RPI in front of the vacuum column, the highest-boiling fractions are separated in it, and a fraction that does not contain these high-viscosity hydrocarbons enters the vacuum column.
Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в увеличении межремонтного периода оборудования гидрокрекинга (гидроконверсии) тяжелых углеводородов за счет уменьшения количества отложений в трубах, внутренних элементах и кипятильниках вакуумной колонны; повышении эффективности способа за счет сокращения времени пребывания остатков в вакуумной колонне, полноты использования поступающих в вакуумную колонную легкокипящих фракций.Thus, the claimed invention achieves a technical result, which consists in increasing the overhaul period of equipment for hydrocracking (hydroconversion) of heavy hydrocarbons by reducing the amount of deposits in pipes, internal elements and vacuum column boilers; increasing the efficiency of the method by reducing the residence time of residues in the vacuum column, the completeness of the use of light-boiling fractions entering the vacuum column.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2801695C1 true RU2801695C1 (en) | 2023-08-14 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2817965C1 (en) * | 2023-08-31 | 2024-04-23 | Акционерное общество "ТАИФ" | Sintering additive composition |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2352615C2 (en) * | 2002-12-20 | 2009-04-20 | Эни С.П.А. | Method for processing of heavy charge, such as heavy base oil and stillage bottoms |
RU2504575C2 (en) * | 2009-06-25 | 2014-01-20 | Юоп Ллк | Method and apparatus for separating coal tar from suspended-phase hydrocracked vacuum gas oil and composition thereof |
RU2709595C1 (en) * | 2018-11-21 | 2019-12-18 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Промышленные Инновационные Технологии Национальной Коксохимической Ассоциации" (Ооо "Проминтех Нка") | Method of producing oil sintering additive |
US20220403262A1 (en) * | 2021-06-17 | 2022-12-22 | Axens | Hydrocracking process |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2352615C2 (en) * | 2002-12-20 | 2009-04-20 | Эни С.П.А. | Method for processing of heavy charge, such as heavy base oil and stillage bottoms |
RU2504575C2 (en) * | 2009-06-25 | 2014-01-20 | Юоп Ллк | Method and apparatus for separating coal tar from suspended-phase hydrocracked vacuum gas oil and composition thereof |
RU2709595C1 (en) * | 2018-11-21 | 2019-12-18 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Промышленные Инновационные Технологии Национальной Коксохимической Ассоциации" (Ооо "Проминтех Нка") | Method of producing oil sintering additive |
US20220403262A1 (en) * | 2021-06-17 | 2022-12-22 | Axens | Hydrocracking process |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2817965C1 (en) * | 2023-08-31 | 2024-04-23 | Акционерное общество "ТАИФ" | Sintering additive composition |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170283734A1 (en) | Method for Producing Base Lubricating Oil from Waste Oil | |
RU2612969C2 (en) | Hydrotreatment process and apparatus therefor | |
RU2700710C1 (en) | Method of processing crude oil into light olefins, aromatic compounds and synthetic gas | |
KR102033158B1 (en) | Method for separating olefins with gentle cleavage | |
CN109111950B (en) | Method for producing liquid fuel by hydrogenating full-fraction tar | |
CN202297548U (en) | Device for producing base oil by hydrofining waste internal combustion engine oil | |
RU2801695C1 (en) | Method for slurry hydroconversion of heavy hydrocarbons | |
US20150136648A1 (en) | Method for treating coal tar using reactive distillation | |
CN104673369A (en) | Purifying processing method of petroleum slurry for preparing petroleum-based needle coke | |
US4552725A (en) | Apparatus for co-processing of oil and coal | |
CN113897220B (en) | High aromatic hydrocarbon oil material and preparation method and application thereof | |
CN113773874B (en) | High aromatic hydrocarbon oil material and preparation method and application thereof | |
EA001351B1 (en) | Integrated resudual upgrading and fluid catalytic cracking | |
CN1086409C (en) | Improvement for method and apparatus for lowering viscosity of heavy hydrocarbon feeding material | |
JPS6147194B2 (en) | ||
US12077714B2 (en) | Needle coke production from HPNA recovered from hydrocracking unit | |
RU2807388C1 (en) | Evaporator for concentrating hydrocracking residue | |
RU2009166C1 (en) | Method for fuel distillates production | |
CN113999690B (en) | Device and method for pyrolysis treatment of coal tar fluidized bed | |
US11427771B2 (en) | Process and apparats for recovering cracked hydrocarbons | |
EP0576497A1 (en) | Method for refining of waste lubricating oils and an apparatus for employing the method | |
RU2186822C2 (en) | Method of fluidized-bed coking | |
KR102384857B1 (en) | One-step low temperature process for crude oil refining | |
SU777050A1 (en) | Method of processing oil raw material | |
RU2173695C2 (en) | Improved method for achieving considerable yield of olefins from residual starting material |