SU1391503A3

SU1391503A3 - Способ декарбонизации и деметаллизации сырой нефти или ее остаточной фракции

Info

Publication number: SU1391503A3
Application number: SU813289552A
Authority: SU
Inventors: Бруц Бартолик Дэвид
Original assignee: Энгельхард Минералз Энд Кемикалз Корпорейшн (Фирма)
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1988-04-23

Abstract

Изобретение относитс к нефтехимии , в частности к декарбонизации и деметаллизации сырой нефти или ее остаточной фракции. Цель - повышение качества получаемых продуктов. Декарбонизацию и деметаллизацию ведут контактированием сырь в течение 0,66- 0,97 с при 498,89-548, с инертным твердым контактным материалом в зоне избирательного испарени замкнутой подъемной колонны. Испаренную часть сырь отдел ют от контактного .материала, несущего на себе неиспаренную часть сырь в виде осадка. Последний сжигают при контактировании с окисл ющим газом в зоне горени с выделением тепла и последующей рециркул цией нагретого контактного материала в зону избирательного испарени . Процесс ведут при динамическом регулировании скорости рециркул ции нагретого контактного материала в зависимости от измер емой температуры зоны избирательного испарени в замкнутой подъемной колонне с одновременным поддержанием минимального уровн температуры в зоне избирательного испарени . При этом обеспечиваетс такое количество осадка на контактном материале, при сгорании которого температура зоны горени поддерживаетс на заданном уровне. 2 ил., 4 табл. СО оо ) СП О оо

Description

ы

Изобретение относитс к нефтеперработке .

Целью изобретени вл етс повышние качества получаемых продуктов.

На фиг. 1 показана установка дл осуществлени предлагаемого способа на фиг. 2 - схема управлени .

Способ осуществл етс следующим образом.

Длина колонны 1 дл подъема паро выбираетс так, чтобы врем контакт сырь с контактным агентом (длительность обработки углеводородов) оказлось очень коротким - достаточное дл обеспечени хорошей равномерности контакта сырь с контактным матриалом , т.е. 0,66-0,97 с.

В верхней части колонны над точкой ввода контактного агента из тру 2 испаренные углеводороды с максимальной быстротой отдел ютс от измельченного твердого материала, на котором наход тс осадки с высоким

содержанием СС (углерода) и металло

Это можно осуществить путем выброса газов из колонны в большую зону отделени - резервуар 3. Однако предпочтительнее , чтобы пары выбрасывались непосредственно в циклонные сепара- торы 4, откуда они поступают в канал 5. Захваченный парами твердый материал попадает в зону отделени через спускные каналы 6 и поступает далее в отпарную секцию 7, куда по трубе 8 вводитс пар, отпаривающий остатки летучих углеводородов с твердого материала . Смесь пара и углеводородов вместе с захваченными частицами попадает в циклонный сепаратор 9 через входное отверстие 10, где взвешенный твердый материал отдел етс и возвращаетс в отпарную секцию 7 по спускному каналу 11. Циклонных сепараторов 4 и 9 может быть несколько, а цикло- ны - многоступенчатыми, так что газова фаза из циклона первой ступени поступает в циклон второй ступени.

Испарившиес углеводороды из циклонов 4 и 9 смещиваютс с холодным жидким углеводородом, вводимым по каналу 12 дл прекращени термокрекинга . Продукт с остановленным крекингом охлаждаетс в конденсаторе 13 и подаетс в накопитель 14, откуда газы за

бираютс на горючее, а вода, если она есть, отводитс через сток.15; предпочтительно - дл возвращени в контактор с целью выработки пара, способни потока,

ствующего испарению сырь в нижней части стакана и/или служащего дл отвода тепла от горелки. Конденсатор 13 удобно выполн ть в виде теплообменника , предварительно подогревающего сырье, поступающее в контактор, или сырье, подаваемое в блок FCC.

Прекращение крекинга выполн ют в колонне, имеющей зоны контакта пар - жидкость, например дисковые тарелки, а также клапанные тарелки. Нижний выход такой колонны может быть непосредственно подключен к блоку каталитического крекинга, а верхний выход должен соедин тьс с конденсатором 13 и накопителем 14 или с каналом 8 в нижней части колонны 1.

Дл снижени давлени паров в нижней части колонны 1 можно использовать рециркулируемые легкие углеводороды . Использование дл этой цели воды из накопител 14 требует охлажде25 ни потока,

30 5 0 j

0

5

вытекающего из контактора , до точки конденсации воды, котора в данной системе вод ных паров (паров углеводорода)составл ет около 66 С. После использовани углеводородов дл снижени давлени паров и в качестве отпаривающей среды в канале 8 конденсаци становитс ненужной и охлажденный выходной поток из колонны (за вычетом количества, рецир- кулированного в цел х снижени давлени паров и/или отпаривани ) может подаватьс непосредственно в реактор каталитического крекинга. В этом случае контакторный стакан работает как печь предварительного разогрева дл каталитического крекинга.

Если дл снижени давлени паров используетс вода, то ее целесообразно эмульгировать на начальном этапе с вводимым сырьем. При использовании таких эмульсий вода испар етс с взрывной силой в колонне 1, способству диспергированию нефти.

Жидка углеводородна фаза из накопител 14 вл етс обессоленной, декарбонизированной и деметаллизиро- ванной остаточной фракцией, пригодной в качестве сырь дл каталитического крекинга. Этот продукт контакта в колонне 1 может частично использоватьс как охладительна жидкость в канапе 12. Остаток целесообразно передавать непосредственно на каталитический крекинг.

10

15

20

После возвращени в отпарную секцию 7 инертные твердые частицы, несущие осадки с высоким содержанием СС и металлических соединений, проход т по трубе 17 к входу горелки 18. Труба 17 подведена к нижнему входу 19 горелки, где поднимаетс столб воздуха , вводимого по каналу 19, и происходит смешивание с гор чими инертными частицами, возвращенными из горелки по каналу 20 рециркул ции, в результате чего смесь быстро нагреваетс до температуры сгорани осадков, оставшихс после обработки, т.е. до 650-815°С. Смесь попадает в зону 21 расширени , образу небольшой псевдо- ожиженный слой, где она полностью перемешиваетс и где происходит начальное сгорание осадка. Поднимающийс поток воздуха несет гор щую массу через замкнутый стакан 22 и выбрасывает ее через выход 23 в расширенную зону разделени системы 24, Гор чие обгоревшие частицы, большей частью свободные от сгораемого осадка , падают на дно зоны разделени , откуда часть поступает в канал 20 рециркул ции, а друга часть попадает в трубу 2 дл подачи в колонну 1 пос- 30 ле отпаривани .

В горелке газообразные продукты сгорани , содержащие углекислый газ, некоторое количество остаточного кислорода , азот, окиси серы и возможно следы СО, ввод тс в циклон 25, где захваченные твердые частицы отдел ютс и выбрасываютс через канал 26 сброса. Очищенные газы направл ютс в нагнетательную систему 27, откуда 40 они выход т через выпускное отверстие 28. В результате работы контактора 1 из сырь выводитс часть, не превосход ща значительно содержание углерода по Конрадсону в этом сырье. Этим данный процесс отличаетс от обычного преобразовани в методе

териале, в 3-А раза превышает по весу содержание углерода по Конрадсону в сырье. Этот результат достигаетс благодар весьма низкой интенсивности крекинга, св занной с инертностью твердого материала и кратковременностью пребывани при температуре крекинга . Интенсивность крекинга вл етс функцией времени и температуры. Рост температуры можно скомпенсировать снижением времени обработки и наоборот.

Предлагаемый способ позвол ет осуществл ть управление процессом путем подачи углеводородов или пара в контактный стакан, что невозможно в установках FCC. При обработке сырь с высоким содержанием СС температура в горелке увеличиваетс из-за увеличивающейс подачи топлива. Это можно скомпенсировать путем увеличени количества или снижени температуры углеводородов или пара, подаваемых 35 дл снижени парциального давлени углеводородов в колонне, или путем рециркул ции воды из расположенного выше приемника в стакан дл создани пара.

Контакт с инертным твердым веществом приводит, таким образом, к созданию нового сорбционного способа удалени полициклических ароматических соединений из остатков (с высоким содержанием СС и металлов), в то врем как последние перенос тс потоком с низким парциальным давлением углеводородов , определ емым добавлением в контактор углеводородов или пара.

Декарбонизированные, обессоленные и/или деметаллизированные остатки вл ютс высококачественным сырьем дл флюид-каталитического крекинга и перенос тс по каналу 16 к линии 29 , g подачи реактора 30 дл FCC, работающего известным образом, гор чий регенерированный катализатор переноситс из регенератора 31 FCC по трубе 32 дл добавлени к загрузке реактора.

35

FCC, составл ющего 50-70% и определ емого как процентное содержание продуктов флюид-каталитического кре- 50 Отработанный катализатор из реактора кинга, не кип щих в диапазоне кипени 30 проходит по трубе 33 к регенератосырь . Процентное содержание продуктов , удал емых в указанном процессе, составл ет 10-20% от загрузки, зти продукты представл ют собой газ и осадок на твердом контактном материале . В редком случае количество продуктов , удал емых в виде газа, бензина и осадка на инертном твердом ма10

15

20

, т 30

40 915034

35

50 Отработанный катализатор из реактора 30 проходит по трубе 33 к регенератору 31, а продукты крекинга покидают реактор 30 по линии 34 передачи и раздел ютс на фракции дл восстановлени бензина и других продуктов преобразовани .

Многие остаточные фракции имеют высокое содержание серы, в особенности в т желых компонентах. Сера окисл етс до серных окислов (50) в горелке 18, эти вредные газы вл ютс частью газообразных продуктов сгорани , выбрасываемых через выход 28, В предлагаемом способе установка FCC работает на катализаторе, предназначенном дл снижени сернокислых выделений . Несколько таких катализаторов известны, они поглощают 50 в окисл ющей атмосфере регенератора. Катализатор, содержащий поглощенную серу, поступает в востановительную атмосферу реактора. В этой среде в присутствии воды сера преобразуетс в сероводород, легко отдел емый от продуктов, получаемых в реакторе, известными способами.

Выносимый поток катализатора из регенератора 31 проходит по трубе 35 дл смешивани с охлажденными дымовыми газами, поступающими из горелки 18 через теплообменник 36 (фиг. 1). Затем смесь передаетс в контактор 37 с псевдоожиженным слоем, в результате чего 50 сорбируетс из дымовых газов горелки 18. Катализатор, несущий сорбированные (прореагировавшие SO у, поступает по трубе 38 обратно в регенератор 31 дл окончательной реакции в реакторе 30. После циклонного отделени захваченного катализатора , дымовые газы, из которых удалены окислы серы 50, вывод тс по каналу 39 дл использовани запасен- ного в них тепла с помощью газовых турбин, привод щих в движение воздуходувки дл регенератора 31 и горелк 18, или путем применени кип тильников , работающих на избыточном тепле, и т.п.

Сходство оборудовани , пригодного дл использовани в изобретении, с примен емым FCC (флюид-каталитического крекинга) очевидно из схемы соединений резервуаров и труб (фиг. 1). Кроме того, горелку 18 и колонну 1 в предлагаемом способе целесообразно использовать в режиме балансировки тепла, как и в современных установках FCC. Этот режим осуществл етс с помощью управл емого клапана в трубе 2 подачи гор чего контактного материала, управление которым ве- детс в соответствии с температурой в зоне избирательного испарени .

г

0 5 5

0

0 5

Несмотр на аппаратурное сходство с FCC насто щее изобретение отличаетс от способа FCC характеристиками процесса. Целью FCC вл етс преобразование т желых фракций дистилл тора, газойл и другие продукты в первую очередь в бензин. Поэтому эффективность метода FCC оцениваетс как преобразование, измер емое процентным содержанием сырь , преобразованного в газ, бензин и кокс.

Блок-схема управлени (фиг. 2) поддерживает минимальную температуру выпаривани . Температура в зоне избирательного испарени измер етс , например, термопарой 40, а результирующий сигнал посылаетс на терморегул тор 41, который приводит в действие клапан 42, установленный в трубе 2 передачи гор чего твердого материала , по которой этот материал возвращаетс из горелки 18 в колонну 1. Таким образом, скорость подачи гор чего твердого материала к стакану контактора регулируетс , в результа-. те чего температура в зоне избирательного испарени остаетс посто н-. ной.

В предлагаемом способе селективного испарени требуетс , чтобы температура , устанавливаема в зоне избирательного испарени , имела минимальное значение, при котором поддерживаетс режим теплового баланса в пределах горелки, причем в горелке обычно сохран ют максимальную температуру , которую может выдерживать металл горелки. Дл этого задают определенную температуру горелки. Температура горелки замер етс термопарой 43 и полученный сигнал используетс дл установки терморегул тора 41. Установка последнего может выполн тьс вручную или автоматически с помощью установочного устройства 44. В любом случае повышение температуры компенсируетс путем повышени установки регул тора 41, пока в колонне 1 не создастс баланс тепла и горелка 18 не стабилизируетс при заданной тем пературе. И наоборот, тенденци к снижению температуры горелки 18 компенсируетс снижением установки температуры контакта в терморегул торе 4 1 .

Результаты введени в контакт предлагаемым способом продемонстрированы на лабораторном оборудовании. Используют опытную установку с циркулирующим псевдоожиженным слоем, имитирующую промышленные реакторы дл флюид-каталитического крекинга. Реактор приспособлен дл создани потока азота в стакане, подъема газов и вве дени катализатора и сырь . Стакан теплоизолируетс и нагреваетс дл достижени изотермичности процесса. Поток азота предназначен дл того же что и углеводороды или пар в указан- ном процессе - дл снижени парциального давлени углеводородов. В испытани -х остаточное сьфье и микросферы ввод т в контакт в указанных услови х. Там, где используетс ди- намическое регулирование, температу- ра зоны избирательного испарени может быть увеличена, что приводит в результате к уменьшению количества кокса, осажденного на циркул рных частицах, а температура зоны горени под ;ерживаетс на желаемом уровне.

В табл. 1-4 приведены данные, полученные на экспериментальной установке .

Там, где регулирование осуществл етс за счет отвода тепла, дл обеспечени теплового баланса системы должен сжигатьс дополнительный кокс Это приводит к снижению образовани ценных промьпиленных продуктов по сравнению со случаем динамического регулировани (табл. 2). Постепенно нарастающий кокс образуетс дл под- держани той же температуры зоны горени за счет отвода тепла при более низкой температуре зоны избирательного испарени .

Газообразные фракции, полученные в указанных примерах, содержат значи тельное количество пропана, имеющего ценность как сжиженный газ, в смеси с пропиленом и бутиленом, ценными как апкилированное топливо и химичес кое сырье.

, |j 20 25

30

. 45

50

При сравнении предлагаемого и известного способов следует, что каталитическа гидрообработка обычно снижает содержание металлов примерно на 70%. Така гидрообработка представл ет собой операцию со смешанными фазами. Остаток металлов в продукте находитс главным образом в тех со- ставл юпиих, которые остаютс в жидкой фазе во врем каталитической гидрообработки . В данном способе продукт состоит из тех компонентов, которые испарились в зоне избирательного испарени . Это свойство процесса отражаетс в очень низком содержании металлов в продукте (табл. 2).

Claims

Формула изобретени

Способ декарбонизации и деметалли- зации сырой нефти или ее остаточной фракции путем контактировани ее в течение 0,66-0,97 с при 498,89 - 548,33 С с инертным твердым контактным материалом в зоне избирательного испарени замкнутой подъемной колонны с последующим отделением испаренной части сырь от контактногр материала , несущего на себе неиспаренную часть сырь в виде осадка, и сжиганием последнего при контактировании с окисл ющим газом в зоне горени с выделением тепла и последующей рециркул цией нагретого контактного материала в зону избирательного испарени , отличающийс тем, что, с целью повьшени качества получаемых продуктов, процесс ведут при динамическом регулировании скорости рециркул ции нагретого контактного материала в зависимости от измер емой температуры зоны избирательного испарени в замкнутой подъемной колонне с одновременным поддержанием минимального уровн температуры в зоне избирательного испарени , при котором обеспечиваетс такое количество осадка на контактном материале, при сгорании которого температура зоны горени поддерживаетс на заданном уровне.

1391503,0

Таблица 1

Температура зоны избирательного испарени , С

Отношение твердые вещества/ /жидкий нефтепродукт

Врем контакта, с

Дельта-кокс (1 ч кокса на 100 ч твердых веществ)

Выход кокса (мас.% от сырь )

Характеристика

Отношение твердые вещества/

/жидкий нефтепродукт

Дельта-кокс (1 ч кокса на 100 ч

твердых веществ)

Выход кокса (мас.% от сьфь )

Характеристика

Удельный вес, API

Углерод по Рэмсбот- тому, %

530,56 548,33

5,7 0,97

1,62 9,6

Таблица 2

Показатели по примеру

Таблица 3

Показатели по примеру

zii:

27,9 23 0,35 2,5

Металлы, ч/мл Ni

Си V Перегонка, °С

Начало кипени , 10

30 50 70 76 90 94

Характеристика

Температура в зоне избирательного испарени ,°С

Врем контакта, с

Температура твердого контактного материала,с

Температура предварительного нагрева нефти, С

Весовое отношение твердый материал/нефть

Nj/нефть (мол рное отношение)

Продукты, мас.% Газ

Жидкость

Осадки на твердом материале

Жидкие продукты: Металлы, ч/мл Ni

Си V

Продолжение табл.3

1

1

10 1

1 20 225,56 215,56

290,0 2А7,78 ЗД8,33 377,22 398,89 442,78 452,78 470,56 563,33 532,78 565,56

Таблица 4

Показатели по примеру

-,-- -498 ,89498,89

0,660,97

648,89648,89

337,78346,11

6,9

1,5 1,0 1,0

13

Характеристика

Углерод по Рэмсботтому, Перегонка, С

Начало кипени , % 10

30 50 70 90 93 Конец кипени

1391503

Продолжение табл.4

Показатели по примеру 1 I 2

I

1,6 78,33

246,11

321,11

373,33

428,33

519,44

556

Пар mamonHOf

Ф1лг.2