RU4746U1 - Установка каталитического получения высокооктанового бензина из углеводородного сырья - Google Patents

Abstract

1. Установка каталитического получения высокооктанового бензина из углеводородного сырья, включающая печи, рекуперативные теплообменники, каталитические реакторы, газосепаратор, ректификационную колонну с пароподогревателем кубовой части и дефлегматором верхней части, а также теплообменники и соединительные трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, отличающаяся тем, что она содержит холодильник нестабильного катализата, соединенный с каталитическими реакторами и с газосепаратором.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена блоком подготовки регенерирующего газа, подключенным к каталитическим реакторам через печи и содержащим воздушный компрессор, мембранную установку разделения воздуха и ресиверы.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена в виде отдельных блоков, представляющих собой жесткую конструкцию, состоящую из рамных оснований и каркаса, в котором закреплено оборудование, при этом один из блоков включает каталитические реакторы и рекуперативные теплообменники с соединительными трубопроводами и запорно-регулирующей арматурой, а другой блок - холодильник нестабильного катализата, газосепаратор и ректификационную колонну с пароподогревателем кубовой части и дефлегматором верхней части, соединительные трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой.4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что кубовая часть ректификационной колонны подключена к ее входу через дополнительно установленные насос и пароподогреватель.5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в ректификационной колонне пароподогреватель выполнен встроенным в кубовой части.6. Установка по п.1, отличающая�

Description

yCTAIiOBKA КАТМИТШЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТМОВОГО БЕНЗИНА ИЗ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

Полезная модель относится к устройствам для получения высокооктанового бензина из газовых конденсатов, прямогонных бензиновых фракций нефтей, конденсатов попутных газов,углеводородных компрессатов и . путем каталитической конверсии углеводородов. Установка предназначена преи1 щественно для автономного использования на объектах первичной переработки нефти и газового конденсата , а также может применяться в составе НПЗ и ГПЗ.

Известна установка каталитического получения бензина из углеводородного сырья, пат.А I806I7I A3, С1063ф4 опуб.Х.03.93, содержащая ректификационные колонны сырья и про,1С7ктов реакции, соединенные с конденсаторами и сепараторами дистиллятов,устройства каталитической переработки сырья и обеспечения теплом процессов ре ктификации, выполненные в виде реакторно- тепловых блоков. Кавдый из блоков представляет из себя циркуляционный газоход, состоящий из дымососа и установленных последовательно по ходу движения газа - теплоносителя теплогенератора и реакторного блока, содержащего установленные последовательно по ходу движения газа - теплоносителя перегреватель сырьевой фракции, каталитический реактор, испаритель сырьевой фракции, подогреватели кубовых продуктов ректификационнных колонн, подогреватель сырья, и между реакторным блоком и дымососом установлен патрубок отвода избыточного отработанного газа - теплононосителя.

О 10635/04

Признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются сле.чующие:

- установка каталитического получения бензина из углеводородного сырья содержит ректификационную колонну продуктов реакции, конденсатор - холодильник, сепаратор и устройства каталитической переработки сырья, выполнение в виде реакторнотепловых блоков, а также узел получения регенерирующего газа.

Недостатком такой установки является сложность конструкции. ,

Кроме того, использование в качестве регенерирующего

газа дымовых газов, удаляемых из реакторно-тепловых блоков, создает проблемы, связанные с выводом из системы воды, образующейся в результате сжигания углеводородного газа с кислородом воздуха , и приводит к загрязнению оборудования и снижению его проходимости вследствие отложения сажи на внутренней поверхности технологического оборудования,

К недостаткам следует также отнести сложность приготовления регенерирующего газа, получаемого путем сжигания отходящих с установки углеводородных газов.

Наиболее близкой по совокупности признаков к заявляемой полезной модели и принятой за прототип является установка каталитической переработки прямогонных фракций газового конденсата в высокооктановые топлива (Л.Г.Агабалян и др.Химия и технология топлив и масел , )§ 5, 1988г. с 6-7) содержащая наса.цочную колонну с пароподогревателями и сепарирующей емкостью для подготовки сырья, печь, каталитические реакторы и рекуперативный теплообменник, а также блок стабилизации катализата, включающий газосепаратор, связанный технологическими трубопроводами через межтрубное пространство теплообменника и пароподогреватель с питательной частью первой ректификационной колонны имеющей в верхней части дефлегматор, представляющий собой холодильник - кокденсатор и рефлюксную емкость, а в кубовой части-пароподогреватель продуктов, Е бовая часть первой колонны связана технологическим трубопроводом через пароподогреватель с питательной частью второй ректификационной колонны,верх которой через трубное пространство теплообменника и воздущный холодильник связан с рефлюксной емкостью для осуществления холодного орошения верха колонны. Кубовая часть второй колонны снабжена пароподогревателем продуктов.

Признаками, общими с заявляемой полезной моделью, являются следующие:

установка каталитического получения высокооктанового бензина из углеводородного сырья содержит печь, рекуперативный теплообменник, каталитические раекторы, газосепаратор, ректификационную колонну с пароподогревателем вубовой части и дефлегматором верхней части, а также теплообменники и соединительные трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой.

Недостатком такой установки является сложность конструкции блока стабилизации катализата, содержащего две колонны со своими /серарирующими емкостями, нагревателями, холодильниками и трубопроводной обвязкой. Установка не имеет в своем составе самостоятельного блока под1:©1 овки газовой смеси для регех)ации катализатора, что затрудняет автономное применение такой установки на объектах первичной переработки нефти и газового конденсата в промысловых условиях , когда объекты зачастую находятся в отдаленных районах.

углеводородного сырья в автономных условиях.

Это достигается тем, что установка каталитического получения высооктанового бензина из углеводородного сырья, включающа г печи, рекуперативные теплообменники, каталитические реакторы, газосепаратор, ректификационную колонну с пароподогревателем кубовой части и дефлегматоров верхней части, а также теплообменники и соединительные трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, содержит холодильник нестабильного катализата, соединенный с каталитическими реакторами и с газосепаратором.

Кроме того, установка снабжена блоком подготовки регенерирующего газа, подключенныгл к каталитическим реакторам через печи и содерв|ащим воздушный компрессор, мембранную установку разделения воздуха и ресиверы.

Также установка вьшолнена в виде отдельных блоков, представляющих собой жесткую конструкцию, состоящую из рамных оснований и каркаса, в котором закреплено оборудование, при этом

один из блоков включает каталитические реакторы и рекуперативные теплообменники с соединительными трубопроводами и запорнорегулирующей арматурой, а другой блок- холодильник нестабильного катализата, газосепаратор и ректификационную колонну с пароподогревателем кубовой части и дефлегматором вершей части, соединенные трубопроводами с запорно-рехулирущей арматурой.

Кроме того, в установке кубовая часть ректификационной колонны подключена к её входу через дополнительно установленные насос и пароподогреватель.

Также в ректификационной колонне установки пароподогреватель выполнен встроенным в кубовой части, а Дефлегматор выполнен встроенным в верхней части.

Наличие холодильш1ш нестабильного катализага, соединенного с кагалигическшм реакторами и с газосепаратором, позволяет повысить эффективность работы установки и добиться пол чения качественного целевого продукта высокооктанового бензина-без использования дополнительной ректификационной колонны, что упрощает установку.

Выполнение установки в виде отдельных блоков с закреплением оборудования в жестком каркасе позволяет легко транспортировать и быстро осуществлять монта к установки даже в отдаленных районах, гарантируя быстрый ввод в действие и надежную работу.

Нажчие блока подготовки регенерирующего газа, подключенного к каталитическим реакторам, обеспечивает автономность установи, т.к. технический азот, необходимы для технологических продувок оборудования и окислительной регенерации цеолитсодержащего катализатора, готовится непосредственно на установке, при этом благодаря использованию мембранной установки разделения воздуха достигается компактность блока и простота эксплуатации.

Подключение кубовой части ректификационной колонны к ее входу через дополнительно установленные насос и пароподогреватель позволяет организовать циркуляцию углеводородного сырья с целью разогрева колонны и вывода ее на рабочий режим до поступления нестабильного катализата из блока каталитической конверсии сырья. Это дает возможность углеводородным сырьем автономно вывести блок стабилизации катализата на необходимый режж и принимать поступающий нестабильный катализат в колонну, находящуюся уже в рабочем состоянии,что повышает эффективность работы установки и практически рюключает получение некондиционной продукции.

Шпользование в верхней части ректификационной колонны встроенного дефлегматора, а в кубовой части ветроенного пароподогревателя повышает кокшактность блока стабилизации катализата.

На фиг,1 приведена принципиальная схема установки каталитического получения высооктанового бензина из углеводородного сырья, на фиг.2 - строительный блок с каталитическими реакторами, на фиг.З,- -строительный блок с ректификационной колонной.

Установка содержит четыре реакторных модуля, каадый из Которых включает соединенные между собой каталитический реактор I, рекуперативный теплообменник 2 и печь 3. Модули подключены к .сырьевому насосу 4 и холодильнику нестабильного катализата 5,т.е. в каждом модуле сырьевой насос 4 через рекуперативный теплообменник 2 и печь 3 подключен к каталитическому реактору I, который, в свою очередь, соединен с холодильником нестабильного катализата 5 через рекуперативный теплообменник 2. Холодальник нестабильного катализата 5 соединен с газосепаратором 6, низ которого связан со входом ректификационной колонны 7 через пароподогреватель 8. Ректификационная колонна 7 снабжена в верхней части встроенным дефлегматором 9, а в кубовой части - встроенным пароподогревателем 10. дубовая часть колонны 7 соединена с водяным холодильником стабильного катализата II и, кроме того, подключена ко входу колонны 7 через циркуляционный насос 12 и пароподогреватель В . Оборудование установки снабжено соединительными трубопроводами с запорно-регулирующей арматурой.

Блок ПОДГОТОВКЕ регенерирующего газа 13 содержит воздушный компрессор 14, подключенный через ресиверы 15 к мембранной установке разделения воздуха 16, которая через ресиверы для

обогащенного азотом вознуха 17 подключена к каталитическим реакторам I через печи 3.

Установка выполнена в виде строительных блоков заводской готовности и трансЕортшх габаритов, предотавлягщих собоий жёсткую конструкщю, состоящую из ршшйх оснований 18 и каркаса 19, в котором закреплено оборудование Одан блок (фиг.И) включает вертикально установленные каталитические реакторы I, рекуперативные теплообменники 2 и другое вспомогательное оборудование, соеданительные трубопровода с запорно-регулирущей арматурой, а .другой: блок (фиг.3,4) включает холо.цильник 6табильного катализата 5, сырьевой насос 4, газосепараторы 6, ректификационную колонну 7, состоящую из нескольких частей, монтируемую на месте эксплуатации, пароподогреватель 8, холодальник стабильного катализята II, цирку..т1яционннй насос 12, а также другое вспомогательНОЕ оборудование и соединнтелыше трубоироводн с запорно-регулирующей арматурой.

На схеме (фиг) показаны технологические потоки: углеводородное сырьё 2С, газообразные про.дукты реакции 21, воздух 22, технический азот 23, газы стабилизации катализата 24, стабильный катализат 25, приро.щшй газ 26, кислородная фракция 27, газы регенерации 28, некондшщоннн про.чукт 29,

Установка работает сле.дуодим образом. Углеводородное сырьё 20 сырьевым насосом 4 направляется дврлн параллельны1ш потоками в соответствующую пару реакторных мо цулей. В каждом из модулей сырьё сначала подогревается в рекуперативном теплообменнике 2, а затем в печи 3 и в виде парогазовой смеси поступает в катажтический ректор I, В это время два ректора другой пары мо.дулей находятся в стадии регенерации катализатора. Попеременно в цикле реакции и в цикле регенерации всегда

Процесс переработки исходного сырья. В реакционном цикле мо.цули каждой пары включаются в работу параллельно, а в цикле регенерации катализатора - последовательно.

В каадом реакторе регулируется расход сырья, а также TetmepaTypa по зонам реатора и перепад давленш в слое катализатора. Давление в реакторах регулируется отводом газообразных про.1огктов реакции 21 . 11ро.цукты реакции - катализат-из реакторов I проходят рекуперативные теплообменники 2, нагревая поступающее сырье 20,охлаждаются в водяном холодильнике нестабильного катализата 5. Охлажденный нестабильный катализат из .холодиильника 5 через дроссель - задвижку поступает в jгазосепаратор 6, где из катализата ввделяются газообразные продукты реакции 21. Давление в газосепараторе регулируется отводом газов. Нестабильный катализат из газосепаратора 6 через клапан регулятор уровня, пройдя через пароподогреватель 8, подается в ректификационную колонну 7. Давление в колонне регулируется отводом газов стабилизации катализата 24. Температура верха колонны 7 регулируется расходом охлаждающей воды во встроенный дефлегматор 9. Температура кубовой части колонны регулируется подачей водяного пара в змеевик встроенного пароподогревателя 10. С низа колонны 7 стабильный катализат 25 через холодильник, стабильного катализата II выводится с установки в товарный парк.

При пуске установки для разогрева колонны 7 организуется циркуляция углеводородного сырья из кубовой части колонны через цирвуляционный насос 12 и пароподогреватель 10 на вход колонны. При этом предварительно запитывается паром встроенный пароподогреватель 10. При достияшнии необходимой температуры верха колонны циркуляционный насос 12 останавливают и организуют переток кубовой жвдкости через холодиильник стабильного катализата II

на выход из установки.

Для про.цувки каталитических реакторов I перед пуском установки в эксплуатацию, а таклш для регенерации катализатора через определеншй период эксплуатащи реакторов используют азотновоздушнуго смесь. Для этого из возду:ха 22, поступающего в блок подготовки регенерирующего газа 13, через воздогшный компрессор 14 и ресиверы 15 на поливолоконных мембранных элементах мембранной установки разделения воздуха 16 происходит разделение атмосферного воздуха под давлением 0,6 - 0,8 МПа с получением технического азота 23 (инертной газовой среды, обогащенной азотом с концентрацией азота не менее 98 об.). Технический азот 23 направляется в реакторные модули через ресиверы 17.

Перед подачей углеводородного сырья 20 на цеолитсодержащий катализатор в соответствующей паререакторов I создается рабочее давление 1,0 - 1,5 Ша при те шературе начало цикла реакции 340 - 380оС с помощью природного газа 26(концентрация метана не менее 95 % об.), используемого на установке в качестве топлива для технологической печи. При подаче углеводородного сырья в реакторы I, на цеолитеодерсащий катализатор пары сырья постепенно вытесняют природный газ, что приводат к резкому снижению закоксовывания свежего или отрегенеЦИрованного катализатора на начальной стадии реакции и увеличению межрегенерационного пробега катализатора, Пример .

Углеводородное сырье 20 - прямогонный бензин нефти (фр.35-150оС) следующего фракционного состава, оС: н.к. - 35,10 % oS -62, 50 of - 93 , 90 0 -129, к.к. - 150 и содержащий углеводороды, % мае.: ароматические -5,33, нефтеновые - 37,09, парофиновые 57,58 ( в том числе изостроения 19,35), массовое содержание серы до 0,02, растворимой влаги - 0,02 % и имеющий октановое число - 61 Mvl, с температурой 25-ЗОоС насосом4 подают в соответствующие реакторные модули . В каждом из реакторны)с мо.цулей сырье на1 равается сначала в теплообменнике Z. до 190 210оС, а затем в печи 3 и с температурой 350-420оС (на протяжении реакционного цикла осуществляется постепенный подъем температуры с целью коьшенсации падения активности катализатора) сырье в ввде парогазовой смеси поступает в реактор I адиабатического типа с объемом катализатора 0,. В работе постоянно находится 0,56 мЗ загрузки катализатора (2 реактора) другие два реактора находятся в стадии регенерации. TeRmepaTypa реакции регулируется подачей топливного газа на форсунки печи 3.

Процесс проводится в стационарном слое СЕК - цеолитного катализатора и включает ряд последовательно-параллельных реакций крекинга, изомеризации, ароматизации, алкилирования и диспропорционирования,

В процессе превращения низкооктановых компонентов сырья в высокооктановые поддерживается температура 350-420оС и давление 1,0 - 1,5 Ша. Нестабильный катализат из реактора I с температурой 360-ЗЗОоС после охлаждения в теплообменнике 2 и холодильнике 5 поступает в газосепаратор 6 , где при давлении около 0,5 Ша и температуре 40-45оС из катализата выделяются газообразные продукты реакции 21, Нестабильный катализат из газосепаратора 6 через клапан-регулятор уровхчя пройдя пароподогреватель 10, с температурой 90 оС подается в колонну 7.

Давление в колонне подаерживаетоя около 0,48 Ша. С низа колонны стабильный каталиват через холодильник II с текшературой 35-40оС выводится с установке в качестве базового компонента автобензина А-76,

Процесс регенерации:, катализатора проводят через 280 ЗШ часов. Регенерация ос пцеств-лнется азотно воз.душной смесью при температуре 500 - 550оС. Расход азотно-воз.щгшной смеси на регенерацию составляет 25-35 мЗ/ч и определяется производительностью мембранной установки

Переход на регенерацию отработавших в реакционном цикле реакторных модулей производят следующим образом: прекращают подачу сырья и постепенно снижают давление до 0,2 -0,3 Ша, организуют продувку модулей природным газом при этом давлении и теьшературе ЗООоС со с.дувкой углеводородов, переводят регенери|)уегдую пару реакторных модулей на последовательную проду,вку техническим азотом от блока по.дготовки регенерирующего газа, а затем сбрасывают в дымовую трубу. Затем проводят проток окислительную регенерацию катализатора с осуществлением в конце этой стадии отжига катализатора в токе воздуха при температуре 520 - 550 оС,

В результате работы установки получают базовую основу автобензина А-76 следующего фракционного состава, оС: НК-40, 10 об - 70, 50 об - 109 90 об - 160,KK-2IO.Групповой углеводородный состав , % масс: ароматические - 30,00; нафтеновые - 36,07; парофиновые - 33,81 (в том числе изостроения - 23,70), непредельные - 0,12 с октановым числом 79,5

Claims (6)

1. Установка каталитического получения высокооктанового бензина из углеводородного сырья, включающая печи, рекуперативные теплообменники, каталитические реакторы, газосепаратор, ректификационную колонну с пароподогревателем кубовой части и дефлегматором верхней части, а также теплообменники и соединительные трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, отличающаяся тем, что она содержит холодильник нестабильного катализата, соединенный с каталитическими реакторами и с газосепаратором.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена блоком подготовки регенерирующего газа, подключенным к каталитическим реакторам через печи и содержащим воздушный компрессор, мембранную установку разделения воздуха и ресиверы.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена в виде отдельных блоков, представляющих собой жесткую конструкцию, состоящую из рамных оснований и каркаса, в котором закреплено оборудование, при этом один из блоков включает каталитические реакторы и рекуперативные теплообменники с соединительными трубопроводами и запорно-регулирующей арматурой, а другой блок - холодильник нестабильного катализата, газосепаратор и ректификационную колонну с пароподогревателем кубовой части и дефлегматором верхней части, соединительные трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что кубовая часть ректификационной колонны подключена к ее входу через дополнительно установленные насос и пароподогреватель.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в ректификационной колонне пароподогреватель выполнен встроенным в кубовой части.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в ректификационной колонне дефлегматор выполнен встроенным в верхней части.