RU2815841C1 - Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон - Google Patents
Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815841C1 RU2815841C1 RU2023111024A RU2023111024A RU2815841C1 RU 2815841 C1 RU2815841 C1 RU 2815841C1 RU 2023111024 A RU2023111024 A RU 2023111024A RU 2023111024 A RU2023111024 A RU 2023111024A RU 2815841 C1 RU2815841 C1 RU 2815841C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reaction
- raw material
- reaction zones
- heat exchangers
- concentrates
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 136
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 78
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 28
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 19
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 15
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 13
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 12
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 3
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 claims description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 24
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 21
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 19
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- -1 olefin hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 2
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 238000005899 aromatization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Изобретение касается установки для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон, включающей три линии подачи исходного сырья: первая линия – для подачи низкоароматизированной углеводородной фракции, вторая и третья – для подачи смеси олефинсодержащей фракции и оксигената, сырьевые резервуары, реакторный блок, реализованный в виде трех отдельных реакторов, содержащих первую, вторую и третью реакционные зоны соответственно, не менее трех последовательно расположенных теплообменных аппаратов, печь, запорно-регулирующие вентили, в которой технологическая линия реакционного потока из реакторного блока соединена с блоком теплообменных аппаратов, состоящим не менее чем из трех последовательных теплообменных аппаратов. Нагреваемые линии подачи исходного сырья проходят через теплообменные аппараты таким образом, что наибольший перепад температур обеспечивается для третьей линии подачи сырья, наименьший - для второй линии подачи сырья, каждая из линий подачи сырья через запорно-регулирующую аппаратуру соединена с первой, второй и третьей реакционной зоной, а реакционные зоны соединены между собой и с линией реакционного потока таким образом, что любая из реакционных зон может быть отключена без потери работоспособности установки. Технический результат - упрощение конструкции установки. 12 з.п. ф-лы, 1 пр., 2 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Более конкретно, изобретение относится к установке переработки алифатических углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина, производства бензинов или концентратов ароматических соединений на цеолитном катализаторе с использованием многополочного реактора или нескольких независимых последовательных реакторов с распределенной регулируемой подачей сырья.
Синтеза компонентов бензина – сложный химический процесс, включающий разнообразные превращения углеводородов. Бензиновые фракции, служащие сырьем этого процесса, содержат парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды С6 - С10.
Из уровня техники известна технология получения высокооктанового бензинового продукта методом цеоформинг - процесс каталитической переработки низкооктановых бензиновых фракций (прямогонные бензиновые фракции нефтей и газовых конденсатов, газовые бензины и другие фракции, выкипающие в интервале температур 35-200°С) в высокооктановые неэтилированные бензины на цеолитсодержащих катализаторах, а также различные варианты развития данной технологии. Например, способ получения бензиновых фракций и ароматических углеводородов [RU 2103322, дата публикации 27.01.1998] описывает вариацию технологии цеоформинга, в которой бензиновые фракции и ароматические углеводороды получают переработкой низкооктановых углеводородных фракций, выкипающих в интервале 35-200° С на цеолитных катализаторах при температуре 340-480 ºС и давлении 0,1-2,0 МПа и объемной скорости подачи сырья 0,5-4,0 ч- 1 методом Цеоформинг, при этом углеводородное сырье смешивают с олефиновыми углеводородами, и/или спиртами, и/или простыми эфирами в количестве 5…20 мас. от количества подаваемых на катализатор низкооктановых углеводородных фракций.
Также из уровня техники известны иные варианты развития технологии цеоформинга, в частности - способ получения бензинов или концентратов ароматических соединений с различным распределением потоков оксигената и олефинсодержащей фракции и добавлением воды [WO 2022005332, дата публикации 06.01.2022]. В способе в качестве сырья используют три потока, первый из которых включает углеводородную фракцию, второй поток включает оксигенат, третий поток включает олефинсодержащую фракцию, причем олефинсодержащая фракция включает один или более олефинов, выбранных из группы, включающей этилен, пропилен, нормальные бутилены, изобутилен, в общем количестве от 10 до 50 мас.%, а также в отдельных вариантах подводят четвертым потоком воду. Используют три реакционные зоны, заполненные цеолитным катализатором, первый поток подают по меньшей мере в одну реакционную зону, второй поток подают только в последнюю реакционную зону, третий поток подают в первую и вторую реакционные зоны, причем в первую и вторую реакционные зоны добавляют воду, и поток продукта из первой реакционной зоны подается во вторую реакционную зону, и поток продукта из второй реакционной зоны подается в третью реакционную зону. Способ позволяет понизить содержание тяжелых углеводородов в продукте, получить продукт с температурой конца кипения ниже 215°С и содержанием смол менее 5 мг/100 см3, отказаться от рецикла газообразных продуктов, а также снизить потребление оксигенатов. Данное техническое решение является наиболее близким к заявляемому изобретению. Однако, недостатком такого способа является использование четырех потоков на входе в реактор, один из которых – спирт, который в отличие от потоков углеводородов и олефин-содержащей фракции, не является типичным продуктом процессов первичной нефтепереработки, и соответственно повышает капитальные или операционные затраты, вынуждая либо строить дополнительные мощности для синтеза спирта или спиртосодержащей смеси, либо закупать метанол (рассмотренный в примере) или иной спирт. Помимо этого, данный способ имеет довольно сложную систему регулирования подачи различных потоков сырья в разные реакционные зоны.
Или способ [RU 2788947, дата публикации 26.01.2023] проведения реакции в реакторе, включающем не менее двух независимых реакционных зон, либо в не менее двух последовательных реакторах (далее – независимых реакционных зон) при котором осуществляется подача углеводородного сырья - ШЛФУ, в частности – попутного нефтяного газа (далее - углеводородная фракция, УВФ), и воды в пропорции соответственно 76…85 % / 15 … 24 %. При этом обеспечивается распределенная подача сырьевых потоков. Углеводородная фракция (УВФ) подается по меньшей мере в первую реакционную зону. Вода подается в первую и последующие реакционные зоны. Подача воды осуществляется в виде водяного пара. Объемная подача воды осуществляется в соотношении: в первую реакционную зону – до 50 % от общего объема подаваемой воды, во вторую – от остальное, при осуществлении варианта с двумя реакционными объемами. При реализации схемы с тремя и более реакционными зонами, подача воды осуществляется в соотношении: в первую реакционную зону –20…30 % от общего объема подаваемой воды, во вторую и последующие – остальное, при этом объем от 70 % до 80 % распределяется между последующими реакционными зонами в равных долях или таким образом, чтобы в каждую последующую реакционную дону подавалось больше воды, чем в предыдущую. При этом, в зависимости от параметров температуры в различных реакционных зонах, объемная скорость подачи воды может регулироваться, при этом общий объем поданной воды сохраняется в пределах указанный в суммарном объеме диапазоне.
В качестве прототипа изобретения выбрано решение [RU 2757120, опубликовано 11.10.21] предлагаемой установки для получения бензинов, включающей: теплообменник Т-1 для нагрева углеводородной фракции и оксигената, теплообменники Т-2 и Т-3 для нагрева оксигената и олефин-содержащего газа, печь П-1 для нагрева смеси углеводородной фракции, оксигената и олефин-содержащего газа, вход которой соединен с первым выходом теплообменника Т-1, реактор Р-1/1 или Р-1/2, причем первый вход реактора соединен с выходом печи П-1, второй вход реактора соединен с первым выходом теплообменника Т-2, третий вход реактора соединен с первым выходом теплообменника Т-3, выход реактора соединен с входами теплообменников Т-1, Т-2 и Т-3, воздушный конденсатор ВХ-1 для приема катализата со второго выхода теплообменника Т-1, со второго выхода теплообменника Т-2 и со второго выхода теплообменника Т-3, водяной конденсатор Т-4 для доохлаждения катализата после воздушного конденсатора ВХ-1, чиллер Т-5 для захолаживания катализата после конденсатора Т-4, трехфазный разделитель БР-1 для подачи катализата с чиллера Т-5, где происходит отделение отходящих газов продукта катализа от водной и углеводородной фаз, атмосферную емкость Е-5 для отстоя и дегазации водной фазы с БР-1, БР-2, БР-3, линию возврата газов дегазации из Е-5 на дожиг в печь П-1, рекуператор Т-6 для стабилизированного бензина из БР-1 и воздушного холодильника ВХ-3 для доохлаждения бензина, колонну-дебутанизатор К-1 для стабилизации катализата из Т-6, ребойлер РБ-1 колонны К-1 для подвода тепла и для отвода стабилизированного бензина, воздушный холодильник ВХ-3 для захолаживания стабилизированного бензина, воздушный конденсатор ВХ-2 для частичной конденсации верхнего продукта из колонны К-1, рефлюксную емкость БР-2 для разделения несконденсировавшихся газов, верхнего продукта и водного конденсата, конденсатор Т-8 для отходящего газа с емкости БР-2, где происходит конденсация пропана, емкость БР-3 для отделения пропана от несконденсированных газов, паровой подогреватель Т-9 для отходящих газов с емкостей БР-2, БР-3.
В качестве недостатка предлагаемой схемы можно отметить, что реализация конструкции, в которой катализат с выхода реактора Р-1/1 или Р-1/2 распределяется на три потока, безусловно, требует сложной системы регулирования для управления распределением единого продуктового потока на три различных, с определенными требованиями по точности расхода потоков при данных высоких температурах перед входом в реактор. При этом даже самый сложный набор запорно-регулирующей арматуры не гарантирует обеспечения контролируемых параметров движения каждого из трех потоков. При этом также отмечается присущая прототипу особенность обеспечения непрерывного цикла работы установки – наличие двух параллельных реакторных блока, один из которых работает, а второй находится на сервисе и(или) в процессе перезагрузки или регенерации катализатора.
Указанная проблематика может быть решена настоящим изобретением. Технический результат изобретения – упрощение конструкции установки.
Технический результат обеспечивается решением задачи создания такой установки, которая включает три линии подачи исходного сырья - низкоароматизированной углеводородной фракции, олефинсодержащей фракции и оксигената, сырьевые резервуары, реакторный блок, реализованный в виде трех отдельных реакторов, печь, запорно-регулирующие вентили, в которой технологическая линия горячего реакционного потока из реакторного блока соединена с блоком теплообменных аппаратов, состоящим не менее чем из трех последовательных теплообменных аппаратов, а нагреваемые линии подачи исходного сырья проходят через теплообменные аппараты таким образом, что наибольший перепад температур обеспечивается для третьей линии подачи сырья, наименьший для второй линии подачи сырья, каждая из линий подачи сырья через запорно-регулирующую аппаратуру соединена с первой, второй и третьей реакционной зоной, а реакционные зоны соединены между собой и с линией реакционного потока таким образом, любая из реакционных зон может быть отключена без потери работоспособности установки.
Под оксигенатом в настоящем изобретении следует понимать спирты или воду. В качестве олефинсодержащей фракции используется фракция, включающая 10-50 мас. % олефинов С2-С4 (этилен, пропилен, нормальные бутилены, изобутилен), углеводородная фракция – это фракция бензинового диапазона кипения предпочтительно температура конца кипения не выше 180°С.
На фигуре 1 приведена принципиальная схема варианта установки (вариант), в которой:
1 – сырьевой резервуар УВФ
2 – сырьевой резервуар оксигената
3 – сырьевой резервуар олефинсодержащей фракции
4 – запорно-регулирующая станция
5 – нагнетательное оборудование
6 – охладитель
7 – сепаратор продуктов реакции
8 – сепаратор топливного газа
9 – печь нагрева сырья
10 – реакторный блок
11 – байпас сырьевого потока
12 – байпас реакторного блока
13 – запорно-регулирующая станция первой реакционной зоны
14 – запорно-регулирующая станция второй реакционной зоны
15 – запорно-регулирующая станция третьей реакционной зоны
16 – вентиль соединения выхода первой реакционной зоны и входа второй реакционной зоны
17 – вентиль соединения выхода второй реакционной зоны и входа третьей реакционной зоны
Т – теплообменник(и)
Установка предусматривает возможность проведения реакций превращения парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов С6 - С10 с последующим разделением продуктов реакций с целью получения высокооктанового компонента автомобильных бензинов.
Установка устроена следующим образом:
Для обеспечения равномерности прокачки исходного сырья предусмотрено не менее трех резервуаров, а именно сырьевой резервуар УВФ (1), сырьевой резервуар оксигената (2), сырьевой резервуар олефинсодержащей фракции (3). Выходы резервуаров (1 – 3) соединены с технологическими трубопроводами (линиями) подачи первого, второго и третьего сырьевых потоков. При этом второй и третий сырьевой поток формируются как смесь олефинсодержащей фракции и оксигената. Прокачка обеспечивается нагнетательным оборудованием (5). Каждая из трех сырьевых технологических линий имеет свое независимое нагнетательное оборудование. В качестве нагнетательного оборудования может использоваться насос/компрессор, соответствующей техническим требованиям по работе с углеводородным сырьем. Далее сырьевые технологические линии, перемещающие три сырьевых потока проходят через систему теплообменных аппаратов, нагреваясь, к реакторному блоку. Конструктивно это реализовано в виде теплообменных аппаратов без контакта сред, в которых первый, второй и третий сырьевые потоки нагреваются от горячего теплоносителя и далее подаются в реакторный блок (10). При этом первый сырьевой поток дополнительно направляется в печь нагрева сырья (9) после теплообменного аппарата (теплообменных аппаратов) и перед подачей в первую реакционную зону. Реакторный блок может быть реализован в виде трех последовательных независимых реакторов. Реакторы заполнены цеолитным катализатором. Сырьевые линии перед подачей в реакторный блок оснащены запорно-регулирующими станциями (4) с возможностью регулирования расхода, вплоть до полного перекрытия подачи сырья. Запорно-регулирующие станции (4) линии подачи первого сырьевого потока, помимо соединения непосредственно с первой реакционной зоной реакционного блока (10), обеспечивают соединение с линиями подачи второго и третьего сырьевого потока. Запорно-регулирующие станции линии подачи второго сырьевого потока, помимо соединения непосредственно со второй реакционной зоной реакционного блока (10), соединены с линиями подачи первого и третьего сырьевого потока. Запорно-регулирующие станции (4) линии подачи третьего сырьевого потока, помимо соединения непосредственно с третьей реакционной зоной реакционного блока (10), соединены с линиями подачи первого и второго сырьевого потока.
Реакторный блок устроен таким образом, что выход из одной реакционной зоны является входом для последующей реакционной зоны. Последовательное соединение трех реакционных зон выполнено перекрываемым. На представленной фигуре 1 возможность перекрытия отображается посредством вентелей (16, 17). Также, реакторный блок оборудован системой выходов, запорно-регулирующих устройств и байпасом: для возможности отключения любой из реакционных зон или любых двух реакционных зон. Для этого на выходе из третьей реакционной зоны предусмотрена запорно-регулирующая станция третьей реакционной зоны (14). Между первой и третьей реакционной зоной предусмотрен байпас реакторного блока (12). Байпас (12) позволяет исключить вторую реакционную зону из технологического процесса. А также есть выходы из первой и второй реакционной зоны, снабженные соответственно запорно-регулирующей станцией первой реакционной зоны (13) и запорно-регулирующей станцией второй реакционной зоны (15).
Все выходы из реакторного блока (10) подведены к технологической линии основного реакционного потока. Таким образом из реакторного блока (10) выходит один технологический трубопровод с основным реакционным потоком (потоком полупродукта). Трубопровод из реактора (10) проходит через ряд последовательно соединенных теплообменных аппаратов без контакта сред, при этом основной реакционный поток выступает в качестве отдающего тепло теплоносителя. Далее технологический трубопровод подводится к охладителю (6). В качестве охладителя (6) может быть использован, например, воздушный, водный, оросительный теплообменник или холодильная машина, в которой в качестве рабочего вещества может использоваться как хладагент, так и теплоноситель. Охладитель (6) соединен с сепаратором продуктов реакции (7), который имеет три выхода: выход реакционной воды, выход топливного газа, выход продукта на фракционирование. Выход топливного газа из сепаратора продуктов реакции (7) соединен с сепаратором топливного газа (8), из которого выход жидкой фазы предназначен для отведения конденсата топливного газа, а выход газообразной фазы соединен с печью нагрева сырья, в которой отводимый из сепаратора топливного газа (8) газообразный продукт используется в качестве топлива печи. Важной конструктивной особенностью является то, что ряд последовательно соединенных теплообменников состоит не менее чем из трех теплообменных аппаратов, при этом наибольший перепад температур обеспечивается для третьей линии подачи сырья, наименьший для второй линии подачи сырья. При прохождении первой, второй и третьей линий подачи сырья возможно исполнение с байпасом с запорно-регулирующими устройствами, для обеспечения линий обхода теплообменных аппаратов.
По одному из вариантов осуществления изобретения, возможно исполнение с семью теплообменными аппаратами. На фигуре 1 отображено как Т1 – Т7. Т1 – самый дальний от реакторного блока (10), Т7 – первый в линии после реакторного блока (10). Теплообменные аппараты также выполнены последовательно, таким образом, что выход одного по линии подачи теплоносителя является входом для последующего. При этом первая линия подачи сырья проходит третий и шестой теплообменные аппараты, вторая линия подачи сырья проходит через второй и пятый теплообменные аппараты, а третья линия подачи сырья проходит через первый, четвертый и седьмой теплообменные аппараты, при этом на линиях через четвертый и пятый теплообменные аппараты предусмотрены байпасы (11).
Установка работает следующим образом:
Для обеспечения равномерности прокачки исходного сырья предусмотрено не менее трех резервуаров, а именно сырьевой резервуар УВФ (1), сырьевой резервуар оксигената (2), сырьевой резервуар олефинсодержащей фракции (3), в каждом из которых находится сырье. Сырье из резервуаров (1 – 3) посредством нагнетательного оборудования (5) направляется в теплообменные аппараты. Сырье из резервуаров (2, 3) при необходимости, в зависимости от технологического режима, смешивается в определенной пропорции перед подачей на нагрев в теплообменные аппараты. Из каждого резервуара идет независимая технологическая линия (технологический трубопровод), транспортирующая через аппараты первый сырьевой поток, второй сырьевой поток и третий сырьевой поток.
Далее каждая линия, транспортирующая первый второй и третий сырьевой поток проходят через теплообменные аппараты и нагревается:
первый поток – до температуры 270 – 320 ºС;
второй поток – до температуры 200 – 260 ºС;
третий поток – до температуры 280 – 340 ºС;
Первый поток также дополнительно направляется в печь нагрева сырья (9) до температуры 330 – 390 ºС. После этого сырьевые потоки направляются в реакторный блок (10) следующим образом:
первый поток – в первую реакционную зону / реактор;
второй поток – во вторую реакционную зону / реактор;
третий поток – в третью реакционную зону / реактор.
При этом вариативно возможна подача части или полного объема нагретого сырья из каждой линии в две другие линии. То есть к первому сырьевому потоку (УВФ) можно при необходимости добавить в определенном технологией соотношении % (об./масс.), второй тип сырья (оксигенат) и третий тип сырья (олефинсодержащая фракция). Аналогично для второго и третьего сырьевого потока. Подача и регулирование такой подачи осуществляется через запорно-регулирующие станции (4), установленные на каждой линии перед входам в реактор.
Реакционные зоны (реакторы реакторного блока) (10) заполнены цеолитным катализатором.
В реакторном блоке происходит реакция при параметрах в диапазонах:
Первая реакционная зона / реактор.
Температура 330 – 390 ºС (по верху слоя катализатора)
Давление 21,5 – 24,0 бар.
Вторая реакционная зона / реактор.
Температура 330 – 390 ºС (по верху слоя катализатора)
Давление 21,3 – 23,8 бар.
Третья реакционная зона / реактор.
Температура 330 – 390 ºС (по верху слоя катализатора)
Давление 21,0 – 23,5 бар.
Продукт реакции выходит из реактора (10) и направляется в последовательно соединенные теплообменные аппараты, в которых используется в качестве теплоносителя, при этом наибольший перепад температур обеспечивается для третьей линии подачи сырья, наименьший для второй линии подачи сырья. В ряду теплообменных аппаратов – не менее трех аппаратов, для обеспечения независимого нагрева каждой технологической линии подачи первого, второго и третьего сырьевого потока. Далее реакционный поток направляется в охладитель (6), где охлаждается до температуры 30 - 40 ºС. После этого охлажденный реакционный поток подается в сепаратор продуктов реакции (7), из которого отводится реакционная вода, жидкая фаза отправляется в качестве продуктового потока на фракционирование, а газообразная фаза направляется в сепаратор топливного газа (8), откуда газовая фаза направляется в качестве топлива в печь (9), а жидкая выводится в виде конденсата топливного газа.
Также реализация в динамике и подтверждение осуществления изобретения приведено далее в примере. Широкий перечень различных режимов работы и массовые балансы реализации подобных технологических способов известны из уровня техники и не являются предметом настоящего изобретения.
В случаях, предусмотренных различными вариантами осуществления технологического процесса, например, в связи с изменением объема подаваемого сырья, состава подаваемых фракций и их загрязнением серой и другими веществами, возможно осуществление изобретения с отключением любой одной или двух реакционных зон. Таким образом возможно семь вариантов осуществления
В случае отключения первой реакционной зоны, все сырье может быть подано через запорно-регулирующие станции (4) во вторую и третью реакционные зоны. Продукт реакции из второй реакционной зоны попадет на вход в третью реакционную зону, соединение между первой и второй реакционной зоной будет перекрыто.
Пример осуществления.
Установка реализует процесс синтеза бензина при совместной переработке нафты, метанола, СГКК в реакторах (реакционных зонах) реакторного блока. В результате реакций, протекающих на цеолитных катализаторах, происходят глубокие изменения углеводородного состава. Превращения углеводородного сырья на цеолитах включает ряд последовательно-параллельных реакций кислотно-основного типа. При превращениях парафиновых углеводородов первый этап состоит в разрыве С-С связи (крекинг) с образованием ненасыщенных углеводородов с последующим перераспределением водорода между олефинами и образованием парафинов меньшей молекулярной массы, а также ароматических углеводородов при реакции дегидроциклизации олефинов.
Кроме основных реакций, на кислотных центрах цеолита также протекают дополнительные реакции изомеризации парафинов, алкилирования ароматических и парафиновых углеводородов, диспропорционирования ароматических углеводородов и олигомеризация олефинов.
В результате протекания реакций ароматизации промежуточных олефинов, алкилирования и диспропорционирования ароматических углеводородов образуются углеводородные фракции, выкипающие при температуре > 150 °С. Возможность утяжеления фракционного состава бензиновой фракции, позволяет в перерабатывать относительно низкокипящие углеводородные фракции (T конца кипения = 100...180 °С) и получать при этом бензины, выкипающие в пределах 35...215 °С.
В качестве катализатора в технологическом процессе используется цеолитсодержащий катализатор КОБ-1, предназначенный для переработки углеводородных фракций С1- С8 в высокооктановый компонент бензина. Катализатор представляет собой гранулы, состоящие из цеолита типа пентасила с дезактивированной внешней поверхностью кристаллов, оксида алюминия, с добавлением промотора. Характеристики катализатора, который в частности может быть применен для работы установки согласно изобретению, представлены в таблице 1.
Из известного уровня техники, особенно в части изобретений на способы, может быть приведено множество возможных параметров осуществления последовательности технологических операций, в том числе с задействованием одного или двух реакционных объемов. Однако предметом претензий настоящего изобретения является установка, то есть устройство, в связи с чем осуществление может быть ограничено приведением обобщающего примера с задействованными тремя реакционными зонами, основанного на опытно-промышленной эксплуатации образца заявленной установки.
В качестве исходного сырья используют:
| УВФ | Фракция 62-85 |
| Фракция нк-62 | |
| Олефинсодержация фракция | Сухой газ КК |
| Оксигенат | Метанол |
Соотношение подаваемого сырья, мас.:
Фракция 62-85 – 40 %
Фракция нк-62 – 30 %
Сухой газ КК – 26,5 %
Метанол – 3,5 %
Нагретые сырьевые потоки подают в реакторный блок. Температурное поле по слою катализатора:
Температура верхнего слоя катализатора Р-1/1 (Р-2/1) 350 ºС
Температура среднего слоя катализатора Р-1/1 (Р-2/1) 370 ºС
Температура нижнего слоя катализатора Р-1/1 (Р-2/1) 385 ºС
По прохождению процесса при давлении в первом реакторе 23 бар, во втором 22,8 бар, в третьем 22,5 бар, выход продуктов составляет (мас.) компонент бензина 51,47 %, СУГ 24,65 %, топливный газ 21,08 %, отвод реакционной воды и потери – остальное (незначительно). Более подробно параметры примеры приведены в таблице 2, в том числе с учетом расхода.
Таблица 1. Характеристики катализатора.
| Наименование показателя | Значение |
| 1. Химический состав в пересчете на прокаленный при 550 оС материал, %.: | |
| - оксид кремния | 62-67 |
| - оксид алюминия | 32-37 |
| - галлий | 0,5-1,0 |
| - оксид железа, не более | 0,05 |
| - оксид натрия, не более | 0,04 |
| 2. Массовая доля цеолита типа пентасила, %, не менее | 64 |
| 3. Потери при прокаливании при 650 оС, %, не менее | 5 |
| 4. Насыпная плотность, кг/м3, не менее |
600 |
| 5. Размер гранул, мм: | |
| - диаметр | 3,0-4,0 |
| - длина | 5-15 |
| 6. Прочность гранул на раздавливание, Н/мм, не менее | 17,1 |
| 7. Содержание частиц, размером менее 1 мм, %, не более | 0,1 |
Таблица 2. Баланс работы установки. Пример.
| Наименование сырья, продукции | кг/час | % (мас.) на сырье |
| Фракция 62-85 | 2383 | 40 |
| Фракция нк-62 | 1798 | 30 |
| Сухой газ КК | 1561 | 26,5 |
| Метанол | 210 | 3,5 |
| Итого приход: | 5952 | 100,00 |
| Продукция: | ||
| Компонент бензина | 3064 | 51,47 |
| СУГ | 1467 | 24,65 |
| Топливный газ | 1255 | 21,08 |
| Вода реакционная | 106 | 1,78 |
| Потери | 60 | 1,01 |
| Итого расход: | 5952 | 100,00 |
Claims (13)
1. Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон, включающая три линии подачи исходного сырья: первая линия – для подачи низкоароматизированной углеводородной фракции, вторая и третья – для подачи смеси олефинсодержащей фракции и оксигената, сырьевые резервуары, реакторный блок, реализованный в виде трех отдельных реакторов, содержащих первую, вторую и третью реакционные зоны соответственно, не менее трех последовательно расположенных теплообменных аппаратов, печь, запорно-регулирующие вентили, в которой технологическая линия реакционного потока из реакторного блока соединена с блоком теплообменных аппаратов, состоящим не менее чем из трех последовательных теплообменных аппаратов, а нагреваемые линии подачи исходного сырья проходят через теплообменные аппараты таким образом, что наибольший перепад температур обеспечивается для третьей линии подачи сырья, наименьший - для второй линии подачи сырья, каждая из линий подачи сырья через запорно-регулирующую аппаратуру соединена с первой, второй и третьей реакционной зоной, а реакционные зоны соединены между собой и с линией реакционного потока таким образом, что любая из реакционных зон может быть отключена без потери работоспособности установки.
2. Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон по п.1, включающая не менее трех сырьевых резервуаров, прокачка сырья из которых обеспечивается нагнетательным оборудованием, расположенным после сырьевых резервуаров.
3. Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон по п.1, в которой первая линия подачи сырья дополнительно направляется в печь нагрева сырья после теплообменного аппарата и перед подачей в реакторный блок.
4. Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон по п.1, в которой технологическая линия реакционного потока после теплообменных аппаратов подводится к охладителю, а далее к сепаратору продуктов реакции, который имеет три выхода: выход реакционной воды, выход топливного газа, выход продукта на фракционирование.
5. Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон по п.4, в которой технологический трубопровод для выхода топливного газа из сепаратора продуктов реакции соединен с сепаратором топливного газа, из которого выход жидкой фазы предназначен для отведения конденсата топливного газа, а выход газообразной фазы соединен с печью нагрева сырья, в которой отводимый из сепаратора топливного газа газообразный продукт используется в качестве топлива печи.
6. Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон по п.1, в которой первая, вторая и третья линии подачи сырья оборудованы байпасом с запорно-регулирующими устройствами в обход теплообменных аппаратов.
7. Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон по п.1, в которой линия реакционного потока проходит через семь теплообменных аппаратов, первая линия подачи сырья проходит третий и шестой теплообменные аппараты, вторая линия подачи сырья проходит через второй и пятый теплообменные аппараты, а третья линия подачи сырья проходит через первый, четвертый и седьмой теплообменные аппараты, при этом на линиях через четвертый и пятый теплообменные аппараты предусмотрены байпасы.
8. Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон по п.1, в которой реакционные зоны заполнены цеолитным катализатором.
9. Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон по п.1, в которой первая, вторая и третья линии подачи сырья до реакторного блока оснащены запорно-регулирующими станциями.
10. Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон по п.1, в которой запорно-регулирующие станции первой линии подачи сырья, помимо соединения непосредственно с первой реакционной зоной реакционного блока, соединены со второй и третьей линиями подачи сырья, запорно-регулирующие станции второй линии подачи сырья, помимо соединения непосредственно со второй реакционной зоной реакционного блока, соединены с первой и третьей линиями подачи сырья, запорно-регулирующие станции третьей линии подачи сырья, помимо соединения непосредственно с третьей реакционной зоной реакционного блока, соединены с первой и второй линиями подачи сырья.
11. Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон по п.1, в которой линии подачи продукта реакции с выхода первой реакционной зоны на вход второй реакционной зоны и с выхода второй реакционной зоны на вход третьей реакционной зоны снабжены вентилями для перекрытия.
12. Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон по п.1, в которой реакторный блок оборудован системой выходов, соединенных с технологической линией основного реакционного потока, запорно-регулирующих устройств и байпасом для возможности отключения любой из реакционных зон или любых двух реакционных зон.
13. Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон по п.1, в которой на выходе из третьей реакционной зоны предусмотрена запорно-регулирующая станция третьей реакционной зоны, между первой и третьей реакционной зоной предусмотрен байпас реакторного блока, а также есть выходы из первой и второй реакционной зоны, снабженные соответственно запорно-регулирующей станцией первой реакционной зоны и запорно-регулирующей станцией второй реакционной зоны.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2815841C1 true RU2815841C1 (ru) | 2024-03-22 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4879428A (en) * | 1988-03-03 | 1989-11-07 | Harandi Mohsen N | Upgrading lower olefins |
| RU138334U1 (ru) * | 2013-10-31 | 2014-03-10 | Михайло Барильчук | Установка получения высокооктанового бензина из бензиновых фракций и метанола |
| RU2550354C1 (ru) * | 2014-03-28 | 2015-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" | Способ получения концентрата ароматических углеводородов из легких алифатических углеводородов и установка для его осуществления |
| RU2671568C1 (ru) * | 2016-09-27 | 2018-11-02 | Михайло Барильчук | Комплексная установка для переработки смеси углеводородов с1-с10 различного состава и кислородсодержащих соединений |
| RU2698302C1 (ru) * | 2017-03-07 | 2019-08-26 | Михайло Барильчук | Установка для переработки алифатических углеводородов c2-c12 с использованием цеолитсодержащих катализаторов |
| RU2757120C1 (ru) * | 2020-06-29 | 2021-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые газовые технологии - синтез" (ООО "НГТ-Синтез") | Способ и установка для получения бензина из жидких углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих газов |
| WO2022005332A1 (ru) * | 2020-06-29 | 2022-01-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" | Способ получения бензинов или концентратов ароматических соединений |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4879428A (en) * | 1988-03-03 | 1989-11-07 | Harandi Mohsen N | Upgrading lower olefins |
| RU138334U1 (ru) * | 2013-10-31 | 2014-03-10 | Михайло Барильчук | Установка получения высокооктанового бензина из бензиновых фракций и метанола |
| RU2550354C1 (ru) * | 2014-03-28 | 2015-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" | Способ получения концентрата ароматических углеводородов из легких алифатических углеводородов и установка для его осуществления |
| RU2671568C1 (ru) * | 2016-09-27 | 2018-11-02 | Михайло Барильчук | Комплексная установка для переработки смеси углеводородов с1-с10 различного состава и кислородсодержащих соединений |
| RU2698302C1 (ru) * | 2017-03-07 | 2019-08-26 | Михайло Барильчук | Установка для переработки алифатических углеводородов c2-c12 с использованием цеолитсодержащих катализаторов |
| RU2757120C1 (ru) * | 2020-06-29 | 2021-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые газовые технологии - синтез" (ООО "НГТ-Синтез") | Способ и установка для получения бензина из жидких углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих газов |
| WO2022005332A1 (ru) * | 2020-06-29 | 2022-01-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" | Способ получения бензинов или концентратов ароматических соединений |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0099701B1 (en) | Process and apparatus for converting olefins into gasoline and distillate | |
| US11427770B2 (en) | Method for producing high-octane motor gasolines of low-octane hydrocarbon fractions, fractions of gaseous olefins and oxygenates and a plant for the method embodiment | |
| US8324441B2 (en) | Pentane catalytic cracking process | |
| RU2639160C2 (ru) | Способ олигомеризации бензина без дополнительного облагораживания | |
| RU2671568C1 (ru) | Комплексная установка для переработки смеси углеводородов с1-с10 различного состава и кислородсодержащих соединений | |
| RU138334U1 (ru) | Установка получения высокооктанового бензина из бензиновых фракций и метанола | |
| CN103429710B (zh) | 在蒸馏塔内的三个催化反应区上的粗汽油异构化 | |
| US7678954B2 (en) | Olefin oligomerization to produce hydrocarbon compositions useful as fuels | |
| US8313563B2 (en) | Apparatus and process for isomerizing a hydrocarbon stream | |
| CN101875851B (zh) | 一种液化气馏分的非临氢改质方法 | |
| RU2815841C1 (ru) | Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений с изменяемым количеством активных реакционных зон | |
| CN109609174A (zh) | 一种下行床反应器烃类催化转化方法及其装置 | |
| RU2815902C1 (ru) | Установка для получения бензинов или концентратов ароматических соединений | |
| CN103450928B (zh) | 一种芳构化改质汽油的生产方法 | |
| RU2646751C1 (ru) | Способ изомеризации легких бензиновых фракций | |
| RU2757120C1 (ru) | Способ и установка для получения бензина из жидких углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих газов | |
| RU2794676C1 (ru) | Способ получения бензиновых фракций и ароматических углеводородов | |
| CN205347342U (zh) | 一种轻石脑油异构化全循环系统 | |
| CN109336726B (zh) | 一种碳四、轻质油和甲醇耦合催化裂解制丙烯乙烯的工艺 | |
| EP0130673B1 (en) | Process for converting olefins into higher hydrocarbons | |
| US20230235236A1 (en) | Method for producing high-octane motor gasolines of low-octane hydrocarbon fractions, fractions of gaseous olefins and oxygenates and a plant for the method embodiment | |
| RU2753602C1 (ru) | Способ каталитической переработки легких углеводородных фракций и установка для его осуществления | |
| CN113710777B (zh) | 用于使液化石油气的回收最大化的整合方法 | |
| CN210825992U (zh) | 一种碳四、轻质油和甲醇耦合催化裂解制丙烯乙烯的装置 | |
| WO2023229485A1 (ru) | Способ получения бензиновых фракций и ароматических углеводородов |