RU2588121C2 - Method of hydrocracking hydrocarbon feedstock - Google Patents
Method of hydrocracking hydrocarbon feedstock Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588121C2 RU2588121C2 RU2013122685/04A RU2013122685A RU2588121C2 RU 2588121 C2 RU2588121 C2 RU 2588121C2 RU 2013122685/04 A RU2013122685/04 A RU 2013122685/04A RU 2013122685 A RU2013122685 A RU 2013122685A RU 2588121 C2 RU2588121 C2 RU 2588121C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stream
- stripping
- heavy
- hydrocracking
- liquid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims description 24
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 24
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 60
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 45
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 20
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 52
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 7
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 28
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 51
- 239000000047 product Substances 0.000 description 36
- VPUGDVKSAQVFFS-UHFFFAOYSA-N coronene Chemical compound C1=C(C2=C34)C=CC3=CC=C(C=C3)C4=C4C3=CC=C(C=C3)C4=C2C3=C1 VPUGDVKSAQVFFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 10
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- NYAQPDBIWGCXLE-UHFFFAOYSA-N 1-methylcoronene Chemical compound C1=C2C(C)=CC3=CC=C(C=C4)C5=C3C2=C2C3=C5C4=CC=C3C=CC2=C1 NYAQPDBIWGCXLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical group 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 2
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 naphtha (naphtha) Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000009420 retrofitting Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000006965 reversible inhibition Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001256 steam distillation Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способу гидрокрекинга исходного углеводородного сырья для получения более ценных низкокипящих продуктов, таких как сжиженный нефтяной газ (СНГ), лигроин (нафта), керосин и дизельное топливо. В частности, это изобретение относится к процессу, посредством которого тяжелые полиядерные ароматические соединения концентрируют в части неконвертированной нефти так, чтобы они могли быть удалены, что приводит к повышенным конверсии и выходу продуктов.The invention relates to a method for hydrocracking a hydrocarbon feedstock to produce more valuable low boiling products such as liquefied petroleum gas (LPG), naphtha (naphtha), kerosene and diesel fuel. In particular, this invention relates to a process by which heavy polynuclear aromatic compounds are concentrated in a portion of unconverted oil so that they can be removed, resulting in increased conversion and yield of products.
Полная конверсия нефти или синтетических тяжелых газойлей в дистиллированные продукты, такие как бензин, реактивное и дизельное топливо, в установке гидрокрекинга фактически ограничена формированием тяжелых полиядерных ароматических (ТПЯА) соединений. Эти соединения, формируемые нежелательными побочными реакциями, являются устойчивыми и фактически недоступными для гидрокрекинга. ТПЯА представляют собой конденсированные полициклические ароматические соединения, имеющие число колец более 7 (7+), например коронены C24H12, бензокоронены C28H14, дибензокоронены C32H16 и овалены C32H14.The complete conversion of oil or synthetic heavy gas oils to distilled products such as gasoline, jet and diesel fuels in a hydrocracker is actually limited to the formation of heavy polynuclear aromatic compounds (TPNA). These compounds, formed by undesirable side reactions, are stable and virtually inaccessible for hydrocracking. TPNA are condensed polycyclic aromatic compounds having a ring number of more than 7 (7+), for example, C 24 H 12 coronene, C 28 H 14 benzorone, C 32 H 16 dibenzo and C 32 H 14 oval.
ТПЯА с более чем 7 ароматическими кольцами представляют собой побочные продукты реакций гидрокрекинга, которые могут потенциально вызывать существенные проблемы в установках гидрокрекинга. Когда превышен предел растворимости для ТПЯА, формируются твердые частицы в транспортировочных линиях, клапанах и на поверхностях теплообменников. Кроме того, ТПЯА могут вносить вклад в дезактивацию катализатора обратимым ингибированием и формированием кокса. Проблемы ТПЯА особенно часто возникают при обработке тяжелых видов исходного сырья с высокими конечными точками дистилляции и большим содержанием ароматических соединений в сырье, подвергаемом крекингу в установках с рециркуляцией высокой конверсии.TPNA with more than 7 aromatic rings are by-products of hydrocracking reactions that can potentially cause significant problems in hydrocracking units. When the solubility limit for TPNA is exceeded, solid particles form in the transport lines, valves and on the surfaces of the heat exchangers. In addition, TPNA can contribute to catalyst deactivation by reversible inhibition and coke formation. TPNA problems arise especially often when processing heavy types of feedstock with high end distillation points and a high aromatic content in the feedstock subjected to cracking in high conversion recycling plants.
Следовательно, содержание ТПЯА растет до высоких уровней в потоках рециркуляции, обычно используемых в процессах с высокой конверсией, что приводит к засорению катализаторов и оборудования.Consequently, the TPNA content rises to high levels in the recycle streams commonly used in high conversion processes, which leads to clogging of the catalysts and equipment.
Обычное решение этой проблемы состоит в удалении части потока рециркуляции нефти в виде потока неконвертированной нефти, чтобы удалять ТПЯА соединения из системы, эффективно балансируя скорость выдувания ТПЯА со скоростью их формирования при реакции. Этот подход ограничивает уровень полной конверсии, достигаемый в установке гидрокрекинга.The usual solution to this problem is to remove part of the oil recirculation stream in the form of an unconverted oil stream in order to remove the TPJA compounds from the system, effectively balancing the speed of blowing TPNA with the rate of their formation during the reaction. This approach limits the level of total conversion achieved in a hydrocracker.
В обычном процессе гидрокрекинга с высокой конверсией исходное тяжелое углеводородное сырье газойля объединяется с обогащенным водородом газом и реагирует в присутствии катализатора с получением отходящих продуктов гидрокрекинга, содержащих менее плотные, более низкомолекулярные продукты. Продукты гидрокрекинга, выходящие из реактора, конденсируют и отделяют в зоне разделения на жидкую часть, содержащую, прежде всего, углеводороды, и паровую часть, содержащую, прежде всего, непрореагировавший водород. Паровая часть из этого разделения может быть объединена с подпиточным водородом для компенсирования водорода, потребляемого реакцией, и она затем может быть сжата и возвращена в цикл в бак реактора. Первую жидкую часть из зоны разделения затем направляют в секцию фракционирования, где более легкие продукты отделяют от тяжелых неконвертированных продуктов в секции фракционирования, например в ректификационной колонне или ряде ректификационных колонн. В эту операцию рекуперации обычно вводят тепло, чтобы обеспечивать необходимую энергию для разделения.In a typical high conversion hydrocracking process, the heavy gas oil feedstock is combined with hydrogen-rich gas and reacts in the presence of a catalyst to produce hydrocracking effluents containing less dense, lower molecular weight products. Hydrocracking products leaving the reactor are condensed and separated in the separation zone into a liquid part containing, first of all, hydrocarbons, and a vapor part, containing, first of all, unreacted hydrogen. The vapor portion of this separation can be combined with make-up hydrogen to compensate for the hydrogen consumed by the reaction, and it can then be compressed and recycled to the reactor tank. The first liquid portion from the separation zone is then sent to the fractionation section, where lighter products are separated from the heavy unconverted products in the fractionation section, for example in a distillation column or a series of distillation columns. Heat is usually added to this recovery operation to provide the necessary energy for separation.
Обычный подход к контролю выделения ТПЯА соединений в рециркулируемой нефти состоит в извлечении выдуваемого продукта из рециркулируемой в установке нефти в виде неконвертированной нефти. Скорость продувки можно регулировать для балансировки отвода ТПЯА с чистой продукцией. Такая продувка, по существу, снижает достигаемый полный уровень конверсии гидрокрекингом до менее 100 процентов. В зависимости от качества сырья и условий процесса скорость продувки может быть от одного или двух процентов до столь высокого, как 10 процентов, от скорости подачи свежего сырья. Выход ценных продуктов дистилляции, соответственно, снижается при существенной экономической потере для нефтепереработчика.A common approach to controlling the release of TPNA compounds in recirculated oil is to extract the blown product from the recirculated oil in the unit in the form of unconverted oil. The purge rate can be adjusted to balance the retraction TPNA with clean products. Such a purge substantially reduces the total hydrocracking conversion achieved to less than 100 percent. Depending on the quality of the raw materials and the process conditions, the purge rate can be from one or two percent to as high as 10 percent of the feed rate of fresh raw materials. The yield of valuable distillation products, respectively, decreases with a significant economic loss for the refinery.
Патент США номер 6,361,683 раскрывает способ гидрокрекинга, при котором отходящий продукт гидрокрекинга представляет собой водород, отгоняемый в зоне отгонки для производства потока газообразных углеводородов, который пропускают через зону последующей обработки гидрированием для насыщения ароматических соединений. Зона фракционирования связана с зоной отгонки, в которую подают отогнанные жидкие углеводороды, полученные при отгонке отходящих продуктов гидрокрекинга. Рассматривают также отгонку, чтобы удалять ТПЯА.U.S. Patent No. 6,361,683 discloses a hydrocracking process in which the hydrocracking effluent is hydrogen distilled off in a stripping zone to produce a stream of gaseous hydrocarbons that is passed through a hydrogenation post-treatment zone to saturate the aromatics. The fractionation zone is associated with the distillation zone, into which distilled liquid hydrocarbons obtained by distillation of the hydrocracked waste products are fed. Distillation is also considered to remove TPNA.
Патент США номер 6,858,128 раскрывает способ гидрокрекинга, который использует зону фракционирования, имеющую нижнюю секцию с перегородкой для включения секций, подходящих для отгонки пара для концентрации ТПЯА.US Pat. No. 6,858,128 discloses a hydrocracking method that uses a fractionation zone having a lower section with a baffle to include sections suitable for stripping steam for the concentration of TPNA.
Патенты США номера 4,961,839 и 5,120,427 раскрывают способ гидрокрекинга, в котором всю нижнюю фракцию подают в колонну отгонки, представленную укороченной колонной в нижней части зоны фракционирования. В зону фракционирования подают испаренный поток для извлечения большей части легких углеводородов, в то же время давая возможность продувки жидкого суммарного нижнего потока, обогащенного ТПЯА. Этот патент использует высокую степень испарения подаваемого на фракционирование, чтобы минимизировать продуваемый поток и гарантировать, что рециркулируют только свободную от ТПЯА фракцию, но эта высокая степень испарения связана с нежелательным расходом энергии.U.S. Patent Numbers 4,961,839 and 5,120,427 disclose a hydrocracking process in which the entire lower fraction is fed to a stripping column represented by a shortened column at the bottom of the fractionation zone. An evaporated stream is fed into the fractionation zone to extract most of the light hydrocarbons, while at the same time allowing the total liquid bottom stream enriched with TPNA to be purged. This patent uses a high degree of evaporation of the fractionation fed to minimize the purge flow and to ensure that only the TPNA-free fraction is recirculated, but this high degree of evaporation is associated with an undesired energy consumption.
Имеется реальный экономический стимул максимизировать конверсию тяжелого подаваемого сырья, и ключевая особенность большинства таких процессов состоит в рециркуляции неконвертированной нефти обратно в реакционную систему, тем самым контролируя жесткость условий крекинга и улучшение селективности реакций гидрокрекинга для наиболее желательных конечных продуктов, таких как бензин, реактивное топливо и дизельное топливо. Все известные процессы гидрокрекинга и катализаторы являются, однако, причиной нежелательных побочных реакций, приводящих к формированию тяжелых полиядерных ароматических (ТПЯА) соединений, которые накапливаются в неконвертированной нефти, в рециркулируемом потоке. Эти соединения фактически невозможно превратить реакциями гидрокрекинга, и они показывают сильную тенденцию давать высокие степени концентрации в потоке рециркулируемой нефти. Когда их концентрация растет, характеристика реакционной системы непрерывно падает, приводя к экономически неоправданным условиям.There is a real economic incentive to maximize the conversion of heavy feedstock, and a key feature of most of these processes is the recycling of unconverted oil back to the reaction system, thereby controlling the severity of cracking conditions and improving the selectivity of hydrocracking reactions for the most desirable end products, such as gasoline, jet fuel and diesel fuel. All known hydrocracking processes and catalysts are, however, the cause of undesirable side reactions leading to the formation of heavy polynuclear aromatic compounds (TPNA), which accumulate in unconverted oil in a recycle stream. These compounds are virtually impossible to convert by hydrocracking reactions, and they show a strong tendency to give high degrees of concentration in the recycle oil stream. When their concentration increases, the characteristics of the reaction system continuously decrease, leading to economically unjustified conditions.
Задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ гидрокрекинга, посредством которого конверсия самых тяжелых и самых высокомолекулярных материалов в продукты возрастает, приводя к пониженному массовому выходу неконвертированной нефти.The objective of the invention is to provide a hydrocracking method by which the conversion of the heaviest and highest molecular weight materials to products increases, leading to a reduced mass yield of unconverted oil.
Следующая задача способа гидрокрекинга состоит в том, чтобы минимизировать необходимость в продувке концентрированием ТПЯА соединений в части потока неконвертированной нефти.The next objective of the hydrocracking method is to minimize the need for purification by concentrating with a TNRN of the compounds in the portion of the unconverted oil stream.
Эти задачи достигают способом гидрокрекинга, содержащим стадии:These tasks are achieved by a hydrocracking method comprising the steps of:
(a) объединения углеводородного исходного сырья и тяжелой нижней фракции отгонки потока рециркуляции с обогащенным водородом газом для получения смеси, содержащей углеводородное исходное сырье и водород;(a) combining the hydrocarbon feedstock and a heavy bottoms fraction of the distillation of the recycle stream with hydrogen-rich gas to form a mixture containing the hydrocarbon feedstock and hydrogen;
(b) каталитического гидрокрекинга смеси, содержащей углеводородное исходное сырье и водород, в зоне гидрокрекинга для получения выходящего потока гидрокрекинга;(b) catalytic hydrocracking of a mixture containing hydrocarbon feedstock and hydrogen in a hydrocracking zone to produce a hydrocracking effluent;
(c) разделения выходящего потока гидрокрекинга на первую паровую часть и первую жидкую часть в зоне разделения;(c) separating the hydrocracking effluent into a first vapor portion and a first liquid portion in a separation zone;
(d) нагревания первой жидкой части для формирования испаренной первой жидкой части;(d) heating the first liquid portion to form an evaporated first liquid portion;
(e) подачи испаренной первой жидкой части в секцию фракционирования, производя фракции отдельного продукта, включающие тяжелую нижнюю фракцию, содержащую неконвертированную нефть, в нижней зоне секции фракционирования;(e) feeding the vaporized first liquid portion to the fractionation section, producing individual product fractions including a heavy lower fraction containing unconverted oil in the lower zone of the fractionation section;
(f) извлечения из секции фракционирования тяжелой нижней фракции;(f) recovering a heavy bottom fraction from the fractionation section;
(g) расщепления тяжелой нижней фракции на поток для отгонки и поток рециркуляции нижней нижней фракции;(g) splitting the heavy bottom fraction into a stripping stream and a recycle stream of the bottom bottom fraction;
(h) отгонки потока для отгонки с помощью средства отгонки в противоточной отгоночной колонне для формирования пара верхнего погона и отогнанной жидкости;(h) stripping the stripping stream using stripping means in a countercurrent stripping column to form overhead vapor and distilled liquid;
(i) подачи пара верхнего погона в секцию фракционирования, в поток рециркуляции тяжелой нижней фракции или в местоположение выше по ходу секции фракционирования и(i) supplying overhead steam to the fractionation section, to the heavy bottom fraction recirculation stream, or to a location upstream of the fractionation section; and
(j) удаления по меньшей мере части отогнанной жидкости из противоточной отгоночной колонны в виде суммарной продувки неконвертированной нефти.(j) removing at least a portion of the distilled liquid from the countercurrent stripping column as a total purge of unconverted oil.
В одном варианте выполнения изобретения испаренная первая жидкая часть составляет по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 75%, еще более предпочтительно по меньшей мере 85% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90% испаренного, и максимум 95%, предпочтительно максимум 90%, еще более предпочтительно максимум 85% и наиболее предпочтительно максимум 75% испаренного, со связанными эффектами возрастающего разделения ТПЯА и продукта в зоне фракционирования с повышением степени испарения и увеличенной энергетической эффективностью при уменьшении испарения, поскольку любые рециркулируемые испаренные фракции будут подвергаться дополнительному фазовому переходу перед рециркуляцией.In one embodiment, the vaporized first liquid portion is at least 50%, preferably at least 75%, even more preferably at least 85%, and most preferably at least 90%, and a maximum of 95%, preferably a maximum of 90% , even more preferably, a maximum of 85% and most preferably a maximum of 75% evaporated, with associated effects of increasing separation of TPNA and the product in the fractionation zone with an increase in the degree of evaporation and increased energy efficiency and reduction of evaporation, since any recirculated vaporized fractions will undergo an additional phase transition before recirculation.
В одном варианте выполнения изобретения часть отогнанной жидкости рециркулируют, объединяя с потоком для отгонки и направляя к входу в противоточную отгоночную колонну, что приводит к повышенной концентрации ТПЯА в суммарной продувке.In one embodiment, a portion of the distilled liquid is recirculated by combining with the stripping stream and directed to the inlet of the countercurrent stripping column, which leads to an increased concentration of TPNA in the total purge.
В одном варианте выполнения изобретения рециркулируемую часть отогнанной жидкости и/или потока для отгонки нагревают посредством теплообмена с тяжелой нижней фракцией, успешно повышая рекуперацию отходящего тепла и улучшая течение и разделение жидкости в устройстве для отгонки.In one embodiment of the invention, the recirculated portion of the distilled liquid and / or the stripping stream is heated by heat exchange with a heavy bottom fraction, successfully increasing the recovery of waste heat and improving the flow and separation of the liquid in the stripping device.
В следующем варианте выполнения изобретения поток для отгонки нагревают перед процессом отгонки, чтобы поднять его температуру выше его температуры кипения, в частности выше 300°, предпочтительно выше 320°C и наиболее предпочтительно выше 330°C, что еще более влияет на концентрацию ТПЯА, облегчая испарение других составных частей.In a further embodiment of the invention, the stripping stream is heated before the stripping process in order to raise its temperature above its boiling point, in particular above 300 °, preferably above 320 ° C and most preferably above 330 ° C, which further affects the concentration of TPNA, facilitating evaporation of other components.
В следующем варианте выполнения изобретения тепловую энергию переносят от тяжелой нижней фракции в среду для отгонки теплообменом, что дает возможность теплообмена с потоками, которые далее не были сконцентрированы в тяжелую неконвертированную нефть при отгонке.In a further embodiment of the invention, heat energy is transferred from the heavy bottom fraction to a heat-stripping medium, which allows heat exchange with streams that were not further concentrated in heavy non-converted oil during stripping.
В следующем варианте выполнения изобретения среда для отгонки представляет собой водяной пар, предпочтительно пар среднего давления, имеющий давление между 1 и 20 бар (избыточных), более предпочтительно между 3,5 и 10 бар (избыточных) и наиболее предпочтительно между 3,5 и 6 бар (избыточных).In a further embodiment, the stripping medium is water vapor, preferably medium pressure steam, having a pressure between 1 and 20 bar (excess), more preferably between 3.5 and 10 bar (excess), and most preferably between 3.5 and 6 bar (redundant).
В варианте выполнения изобретения первая часть пара содержит более легкие низкомолекулярные продукты и непрореагировавший водород.In an embodiment of the invention, the first portion of the vapor contains lighter low molecular weight products and unreacted hydrogen.
Другой вариант выполнения изобретения предоставляет в качестве тяжелой нижней фракции самую высокую нормально кипящую фракцию из секции фракционирования, содержащую углеводородный материал.Another embodiment of the invention provides, as a heavy bottom fraction, the highest normally boiling fraction from the fractionation section containing hydrocarbon material.
В одном варианте выполнения изобретения улучшенное разделение получают в противоточной отгоночной колонне, когда она содержит несколько равновесных ступеней в форме тарелок или насадочного материала.In one embodiment of the invention, improved separation is obtained in a countercurrent stripping column when it contains several equilibrium steps in the form of plates or packing material.
В следующем варианте выполнения изобретения часть тяжелой нижней фракции направляют в поток тяжелой нижней фракции для рециркуляции и объединяют с исходным углеводородным сырьем для ввода в зону гидрокрекинга, чтобы обеспечить гидрокрекинг неконвертированной нефти.In a further embodiment of the invention, a portion of the heavy bottom fraction is sent to the heavy bottom stream for recycling and combined with the hydrocarbon feed to enter the hydrocracking zone to provide hydrocracking of the unconverted oil.
В варианте выполнения изобретения скорость течения потока для отгонки контролируют с помощью устройства регулирования расхода согласно желаемой скорости потока суммарной продувки неконвертированной нефти так, чтобы суммарный поток продувки мог быть оптимизирован.In an embodiment of the invention, the flow rate of the stripping stream is controlled by a flow control device according to the desired flow rate of the total purge of unconverted oil so that the total purge stream can be optimized.
Исходное углеводородное сырье может быть подвергнуто гидрообработке перед гидрокрекингом.The hydrocarbon feed may be hydrotreated prior to hydrocracking.
В варианте выполнения изобретения часть или всю энергию для нагревания потока для отгонки обеспечивают за счет теплообмена с одним или несколькими потоками из процесса гидрокрекинга, например, за счет отходящих продуктов реактора, или за счет теплообмена с внешним источником нагревающей среды, таким как водяной пар высокого давления, горячий дымовой газ от огневого подогревателя, или электрическим нагреванием.In an embodiment of the invention, part or all of the energy for heating the stripping stream is provided by heat exchange with one or more streams from the hydrocracking process, for example, by reactor waste products, or by heat exchange with an external source of a heating medium, such as high pressure water vapor , hot flue gas from a fire heater, or electric heating.
Вариант выполнения изобретения включает способ, где отгоняемая жидкость содержит тяжелые полиядерные ароматические соединения в количестве большем, нежели количество, содержащееся в тяжелой нижней фракции, извлекаемой из ректификационной колонны, таким образом снижая долю неконвертированной нефти в суммарном потоке продувки.An embodiment of the invention includes a method where the distilled liquid contains heavy polynuclear aromatic compounds in an amount greater than the amount contained in the heavy bottom fraction recovered from the distillation column, thereby reducing the proportion of unconverted oil in the total purge stream.
В следующем варианте выполнения изобретения отгоняемая среда из установки отгонки может быть добавлена в секцию фракционирования, что приводит к экономии потребления средства отгонки.In a further embodiment of the invention, the distillation medium from the distillation unit can be added to the fractionation section, which leads to savings in the consumption of the distillation means.
В следующем варианте выполнения изобретения способ далее содержит стадию рециркуляции части отогнанной жидкости из противоточной отгоночной колонны и смешивание ее с потоком для отгонки для подачи его в противоточную отгоночную колонну со связанным эффектом обеспечения еще более высокой концентрации ТПЯА в неконвертированной нефти. В этом случае может быть необходимо далее подавать тепло в процесс противоточной отгонки, чтобы гарантировать температуру жидкости выше температуры ее кипения в ходе отгонки.In a further embodiment of the invention, the method further comprises the step of recirculating a portion of the distilled liquid from the countercurrent stripping column and mixing it with a stripping stream to supply it to a countercurrent stripping column with the associated effect of providing an even higher concentration of TPNA in unconverted oil. In this case, it may be necessary to further supply heat to the countercurrent distillation process in order to guarantee the temperature of the liquid above its boiling point during distillation.
В следующем варианте выполнения изобретения ТПЯА экстрагируют из суммарной продувки при поглощении адсорбентом, чтобы способствовать возврату суммарной продувки в процесс с преимуществом повышенного выхода.In a further embodiment, the TPNA is extracted from the total purge when absorbed by the adsorbent in order to facilitate the return of the total purge to the process with the advantage of increased yield.
Фиг.1 иллюстрирует вариант выполнения способа по изобретению, в котором контроль расхода используют в потоке для отгонки и часть тяжелой нижней фракции рециркулируют.Figure 1 illustrates an embodiment of the method according to the invention, in which flow control is used in the distillation stream and a portion of the heavy bottom fraction is recycled.
Раскрытый способ использует специфические стадии процесса, чтобы снизить суммарную продувку неконвертированной нефти из установки гидрокрекинга. Это снижение может быть выполнено отбором потока нижней фракции из нижней части секции фракционирования продукта, такой как ректификационная колонна, нагреванием его до температуры, по существу, выше температуры его кипения и затем отгонки с водяным паром в противоточной колонне с тарелками ректификационной колонны или насадочным материалом. На стадии отгонки при повышенной температуре испаряют существенное количество потока нижней фракции по сравнению с просто отгонкой тяжелой нижней фракции при температуре ее кипения без нагревания. Пар верхнего погона тяжелой нижней фракции может быть возвращен в секцию фракционирования, например в ее нижнюю часть. Отгоняемая часть тяжелой нижней фракции остается жидкой, и ее собирают в нижней части колонны отгонки. Этот поток имеет, по существу, более высокую точку кипения, чем исходная неконвертированная нефть, и, следовательно, ТПЯА концентрируются в более тяжелой жидкости нижних частей, которая может затем быть удалена в качестве суммарной продувки из установки гидрокрекинга.The disclosed method uses specific process steps to reduce the total purge of unconverted oil from a hydrocracking unit. This reduction can be accomplished by withdrawing the bottom fraction stream from the bottom of the product fractionation section, such as a distillation column, heating it to a temperature substantially above its boiling point, and then stripping it with steam in a countercurrent column with distillation column plates or packing material. In the distillation step at elevated temperature, a substantial amount of the lower fraction stream is vaporized compared to simply distilling the heavy lower fraction at its boiling point without heating. The overhead steam of the heavy bottom fraction can be returned to the fractionation section, for example, to its lower part. The distilled portion of the heavy lower fraction remains liquid, and it is collected in the lower part of the distillation column. This stream has a substantially higher boiling point than the original unconverted oil, and therefore TPNA are concentrated in the heavier liquid in the lower parts, which can then be removed as a total purge from the hydrocracker.
Более высокая концентрация ТПЯА в отогнанной жидкости позволяет удалить желаемое количество ТПЯА при более низкой скорости продувки в потоке суммарной продувки. Сниженная скорость суммарной продувки приводит к более высокой полной конверсии в установке гидрокрекинга вместе с повышенным выходом ценных дистиллированных продуктов.A higher concentration of TPJA in the distilled liquid allows you to remove the desired amount of TPJA at a lower purge rate in the total purge stream. The reduced rate of total purge leads to a higher total conversion in the hydrocracking unit along with an increased yield of valuable distilled products.
Концентрация ТПЯА в суммарной продувке может даже быть далее увеличена рециркуляцией части отогнанной жидкости тяжелой нижней фракции к входу отгоночной секции. Рециркулированный поток может быть нагрет теплообменом, например, с тяжелой нижней фракцией, чтобы оптимизировать расход тепла этого процесса.The concentration of TPNA in the total purge can even be further increased by recirculation of part of the distilled liquid of the heavy lower fraction to the inlet of the stripping section. The recycled stream may be heated by heat exchange, for example, with a heavy bottom fraction, in order to optimize the heat consumption of this process.
В этой публикации используется простой способ концентрирования ТПЯА соединений в части потока неконвертированной нефти и тем самым минимизации требуемой скорости потока продувки. Требуемая скорость потока продувки снижается, по существу, приводя к более высокой конверсии и лучшим выходам конечных продуктов.This publication uses a simple method for concentrating TPNA compounds in a portion of an unconverted oil stream and thereby minimizing the required purge flow rate. The required purge flow rate is reduced, essentially leading to a higher conversion and better yields of the final products.
В этой публикации используются специфические стадии процесса, чтобы понизить требуемую продувку неконвертированной нефти из установки гидрокрекинга, по существу, на такую величину, как по меньшей мере 25 процентов и предпочтительно 50 процентов или больше. Этого снижения достигают извлечением нижней фракции, содержащей неконвертированную нефть в первом потоке продувки из секции фракционирования, нагреванием, по существу, выше температуры его кипения и затем отгонки с водяным паром в противоточной колонне с тарелками (ректификационной колонны) или насадочным материалом. Стадия отгонки испаряет существенное количество, такое как по меньшей мере 25 процентов и предпочтительно 50 процентов или больше, потока нижней фракции, возвращая этот пар верхнего погона в нижнюю часть секции фракционирования. Остаточный поток нижней фракции остается в качестве отгоняемой жидкости, и его собирают в нижней части колонны отгонки. Эта жидкость, по существу, имеет температуру кипения выше, чем исходная неконвертированная нефть, и из-за очень высокой нормальной точки кипения ТПЯА соединений физическое разделение концентрирует ТПЯА в более тяжелой жидкости нижней части, которую затем удаляют в качестве суммарной продувки из установки гидрокрекинга. Более высокая концентрация ТПЯА в отогнанной жидкости способствует удалению требуемой ТПЯА при более низкой скорости потока продувки. Пониженная скорость продувки приводит к более высокой полной конверсии в установке гидрокрекинга вместе с повышенными выходами ценных дистиллированных продуктов.This publication uses specific process steps to reduce the required purge of unconverted oil from a hydrocracker by substantially at least 25 percent and preferably 50 percent or more. This reduction is achieved by extracting the bottom fraction containing unconverted oil in the first purge stream from the fractionation section, heating it substantially above its boiling point and then stripping it with steam in a countercurrent column with trays (distillation column) or packing material. The stripping step vaporizes a substantial amount, such as at least 25 percent and preferably 50 percent or more, of the bottom stream, returning this overhead vapor to the bottom of the fractionation section. The residual stream of the lower fraction remains as a distillation liquid, and it is collected in the lower part of the distillation column. This liquid essentially has a boiling point higher than the original unconverted oil, and due to the very high normal boiling point of the TPJA of the compounds, the physical separation concentrates the TPJA in the heavier bottom liquid, which is then removed as a total purge from the hydrocracker. A higher concentration of TPJA in the distilled liquid helps to remove the desired TPJA at a lower purge flow rate. A reduced purge rate leads to a higher total conversion in the hydrocracking unit along with higher yields of valuable distilled products.
Путем отгонки неконвертированной нефти в отдельной стадии процесса получают множественные выгодные эффекты. Становятся возможными независимые контроль температуры и потока, что допускает оптимизацию условий отгонки и дает возможность противоточного течения, что улучшает эффективность отгонки по сравнению с параллельным потоком.By distillation of the unconverted oil in a separate process step, multiple beneficial effects are obtained. Independent control of temperature and flow becomes possible, which allows optimization of the distillation conditions and enables countercurrent flow, which improves the efficiency of distillation compared to parallel flow.
Дана отсылка на фиг.1, которая иллюстрирует схематически потоки процесса и конфигурацию оборудования, как воплощено в этом изобретении.Reference is made to FIG. 1, which schematically illustrates process flows and equipment configuration, as embodied in this invention.
Свежее исходное сырье, состоящее из углеводородного сырья, такого как нефть или синтетические тяжелые газойли минерального или биологического происхождения 1, объединяют с обогащенным водородом газом 2 и возможным потоком рециркуляции неконвертированного продукта 16 и подают в зону гидрокрекинга 3, состоящую из одного или нескольких катализаторов, содержащихся в одном или нескольких баках реактора сосудах. Катализаторы активируют гидропереработку исходного углеводородного сырья, что может включать гидрирование до слегка подвергнутых гидрокрекингу отходящих продуктов. Эти отходящие продукты гидрокрекинга, содержащие углеводородные продукты вместе с избытком водорода, не использованным в реакции, существуют в зоне гидрокрекинга 4 и входят в зону разделения 5, состоящую из одного или нескольких баков, которые осуществляют разделение на первую паровую часть и первую жидкую часть. Первая паровая часть 6 из зоны разделения может быть объединена с подпиточным водородом 7 для пополнения водорода, затрачиваемого в реакции. Обогащенный водородом поток может затем быть сжат в компрессоре 8 для возвращения назад в зону гидрокрекинга.Fresh feedstocks consisting of hydrocarbon feedstocks, such as petroleum or synthetic heavy gas oils of mineral or
Первая жидкая часть 9 из стадии разделения поступает в промышленный нагреватель 10, обеспечивающий энергию главным образом для испарения жидкости 11 перед подачей продукта секции фракционирования 12. Секция фракционирования состоит из одной или нескольких башен или колонн с множеством ступеней равновесия в форме тарелок или насадочного материала, которые могут эксплуатироваться в противоточном режиме. В этих башнях обычно проводят отгонку с водяным паром или путем повторного кипячения, чтобы облегчать испарения продуктов. Секция фракционирования проводит разделение индивидуального продукта и промежуточных фракций 13, 14, таких как бензин, реактивное топливо и дизельное топливо, согласно разнице их нормальных точкек кипения. В нижней зоне секции фракционирования может быть собрана самая тяжелая нижняя фракция, то есть неконвертированная нефть 15, и удалена из нее в качестве неконвертированного нефтяного продукта или возвращена в реактор в линии 16 в качестве потока рециркуляции нефти для дальнейшей конверсии.The first liquid part 9 from the separation stage enters the
Цель процесса гидрокрекинга состоит в том, чтобы конвертировать все или как можно больше самых тяжелых и самых высокомолекулярных материалов в продукты, что приводит к отсутствию или минимальному выходу неконвертированной нефти 15. Однако первая продувка неконвертированной нефти или тяжелой нижней фракции 17 должна быть удалена из установки гидрокрекинга, по возможности, с учетом контроля потока 18, чтобы избежать повышения содержания ТПЯА в реакционной системе. В системе отгонки тяжелой нижней фракции поток тяжелой нижней фракции для отгонки направляют на промышленный нагреватель 19 так, чтобы температуру этого потока для отгонки 20 поднять, по существу, выше температуры кипения потока для отгонки и температуры нижней секции фракционирования. Этот нагретый поток для отгонки затем подают к вершине противоточной колонны отгонки 21, состоящей из множества равновесных ступеней в форме тарелок или насадочного материала. Водяной пар добавляют в нижнюю часть колонны отгонки 22, чтобы облегчить испарение неконвертированной нефти. Пар верхнего погона из вершины 23 колонны отгонки направляют в нижнюю часть ректификационной колонны 12. Отгоняемая жидкая часть потока для отгонки, которая остается не испаренной в секции отгонки, течет в нижнюю часть этой колонны, и затем ее удаляют из установки гидрокрекинга в виде суммарной продувки неконвертированной нефти 24.The purpose of the hydrocracking process is to convert all or as much as possible the heaviest and highest molecular weight materials into products, which results in the absence or minimum yield of
Рабочие условия в тяжелой нижней фракции отгоночной системы устанавливают так, чтобы суммарная продувка непрореагировавшей нефти 24 из нижней части секции отгонки была, по существу, меньше, чем тяжелая нижняя фракция, то есть неконвертированную нефть 17 удаляют из потока тяжелой нижней фракции для отгонки, в то же время в достаточной степени удаляя нежелательные ТПЯА.The operating conditions in the heavy bottom fraction of the stripping system are set so that the total purge of
Дана отсылка на фиг.2, которая иллюстрирует схематично технологические процессы и конфигурацию оборудования предпочтительного варианта выполнения изобретения, используя те же ссылочные номера, как и фиг.1, для подобных элементов в подобной функции.Reference is made to FIG. 2, which schematically illustrates the processes and equipment configuration of a preferred embodiment of the invention, using the same reference numbers as FIG. 1 for similar elements in a similar function.
Фиг.2 показывает технологическую схему потока на выходе секции фракционирования. Более ранние элементы процесса соответствуют таковым на фиг.1, как описано выше.Figure 2 shows the flow diagram of the output section of the fractionation. The earlier process elements correspond to those in FIG. 1, as described above.
Как указано, цель процесса гидрокрекинга состоит в том, чтобы конвертировать все или как можно больше самых тяжелых и самых высокомолекулярных материалов в продукты, что приводит к отсутствию или минимальному суммарному выходу неконвертированной нефти 15. Однако первая продувка неконвертированной нефти или тяжелой нижней фракции 17 должна быть удалена из установки гидрокрекинга, по возможности, с учетом контроля потока 18, чтобы избежать повышения содержания ТПЯА в реакционной системе. В тяжелой нижней фракции системы отгонки по настоящему описанию удаленный поток тяжелой нижней фракции направляют в качестве потока для отгонки, и он может быть направлен на промышленный нагреватель 19 так, чтобы поднять, по существу, температуру этого потока для отгонки 20 выше температуры кипения потока тяжелой нижней фракции для отгонки и температуры нижней секции фракционирования. Этот нагретый поток для отгонки затем подают в вершину противоточной колонны отгонки 21, состоящей из множества равновесных ступеней в форме тарелок или насадочного материала. Водяной пар добавляют в нижнюю часть колонны отгонки 22, чтобы облегчить испарение неконвертированной нефти. Пар верхнего погона из вершины колонны отгонки 23 направляют в нижнюю часть секции фракционирования 12. Отгоняемая жидкость из потока для отгонки, которая остается не испаренной в секции отгонки, будет течь в нижнюю часть колонны. Часть этой отгоняемой жидкости удаляют из установки гидрокрекинга в виде суммарной продувки неконвертированной нефти 24, а другую часть 25 рециркулируют во вход в колону отгонки 22, который может быть либо тем же, либо отличным от входа, через который подают поток для отгонки из секции фракционирования. На фиг.2 рециркулируемую жидкость 27 нагревают посредством теплообмена 26 с тяжелой нижней фракцией 15 секции фракционирования.As indicated, the purpose of the hydrocracking process is to convert all or as much as possible the heaviest and highest molecular weight materials into products, which leads to the absence or minimum total yield of
Рабочие условия в тяжелой нижней фракции отгоночной системы устанавливают так, чтобы суммарная продувка неконвертированной нефти 24 из нижней части колонны отгонки была, по существу, меньше, чем тяжелая нижняя фракция, то есть неконвертированную нефть 17 удаляют из потока тяжелой нижней фракции для отгонки, в то же время в достаточной степени удаляя нежелательные ТПЯА.The operating conditions in the heavy bottom fraction of the stripping system are set so that the total purge of
В альтернативном варианте выполнения изобретения, показанном на фиг.3, часть 25 отгоняемой жидкости 24 рециркулируют и подают в верхнюю часть колонны отгонки 21 после нагревания посредством теплообмена с потоком тяжелой нижней фракции 24. Нагревание этой рециркулируемой отгоняемой жидкости требуется из-за падения температуры, вызванного контактом с большим объемом отгоняющего водяного пара. По существу, тепловая энергия может быть направлена к отгоняемой жидкости и неконвертированной нефти без чрезмерного повышения температуры выше температуры, направляемой в колонну отгонки. Преимуществом этого является снижение термической деструкции неконвертированной нефти по сравнению с подачей тяжелой нижней фракции в колонну отгонки при более высокой температуре. Далее в варианте выполнения изобретения на фиг.3 пар верхнего погона 23 направляют в положение выше по ходу потока секции фракционирования 12 и не прямо в секцию фракционирования, которая может требовать меньшей модификации в случае переоборудования существующей установки по сравнению с вариантами выполнения изобретения, где пар верхнего погона направляют прямо в секцию фракционирования 12.In the alternative embodiment of FIG. 3, a
При определенных условиях процесса может быть выгодно избегать направления высококипящей рециркулируемой отгоняемой жидкости в теплообменник. Следовательно, при таких условиях процесса может быть предпочтительным использовать вариант выполнения изобретения по фиг.4, в котором тепло тяжелой нижней фракции 15 рекуперируют посредством теплообмена в теплообменнике 30 с паровой линией 22, обеспечивая перегретый пар 31, который подают в колонну отгонки 21. В таком случае остаточное количество водяного пара низкого давления с температурой 170°C может быть нагрето до перегретого пара с температурой 330°C при снижении температуры тяжелой нижней фракции на величину только около 5°C.Under certain process conditions, it may be advantageous to avoid directing a high boiling recirculated distilled liquid into the heat exchanger. Therefore, under such process conditions, it may be preferable to use the embodiment of FIG. 4, in which the heat of the heavy
В зависимости от конфигурации установки гидроочистки и секции фракционирования существуют альтернативные конфигурации колонны отгонки.Depending on the configuration of the hydrotreatment unit and fractionation section, alternative distillation column configurations exist.
В альтернативных случаях, где секция фракционирования 12 представляет собой колонну дистилляции в вакууме или представляет собой главную фракционирующую колонну с огневым ребойлером, таким, что он не работает с водяным паром, концентратор ТПЯА не конфигурируют для возвращения производимого водяного пара во фракционирующую колонну. В этих случаях концентратор ТПЯА может быть сконфигурирован с конденсатором для конденсации водяного пара и высших углеводородов. Вода верхнего погона из пара может быть повторно использована в качестве промывочной воды, а высшие углеводороды могут быть поданы во фракционирующую колонну, в рециркулируемый поток или в место выше по ходу потока фракционирующей колонны, такое как уравнительная емкость сырья.In alternative cases, where
В таких альтернативных вариантах выполнения изобретения тяжелая фракция из колонны фракционирования еще может быть использована, чтобы подогревать рециркулируемый отгоняемый жидкий поток.In such alternative embodiments of the invention, the heavy fraction from the fractionation column can still be used to preheat the recirculated distilled liquid stream.
Режим давления колонны отгонки может быть сконфигурирован соответствующим образом, например, чтобы, если потребуется, работать в вакууме или при низком давлении, путем присоединения к вакуумной системе и с использованием только малого количества водяного пара низкого давления для отгонки неконвертированной нефти.The pressure mode of the stripping column can be configured appropriately, for example, to operate under vacuum or low pressure if necessary by connecting to a vacuum system and using only a small amount of low pressure water vapor to distill off the unconverted oil.
В альтернативных вариантах выполнения изобретения в качестве альтернативы водяному пару как средству отгонки также могут быть использованы метан или другие газы.In alternative embodiments of the invention, methane or other gases can also be used as an alternative to steam as a stripping means.
Дальнейшие альтернативные места подачи пара верхнего погона из колонны отгонки могут включать любое положение выше по ходу секции фракционирования, включая вход в нагреватель процесса 10.Further alternative supply points for the overhead steam from the stripping column may include any position upstream of the fractionation section, including entering the
Для дальнейшей оптимизации выхода также возможно извлекать ТПЯА при поглощении слоем активированного угля или другого абсорбента, как это раскрыто в патенте США US 4,447,315. Такой слой будет работать особенно хорошо в случае высокой концентрации ТПЯА в потоке продувки, так как размер слоя может быть меньше. Операция может включать работу двух чередующихся параллельных слоев так, чтобы один слой мог быть обновлен или заменен без прерывания работы установки.To further optimize the yield, it is also possible to recover TPNA by absorbing a layer of activated carbon or another absorbent, as disclosed in US Pat. No. 4,447,315. Such a layer will work especially well in the case of a high concentration of TPNA in the purge stream, since the size of the layer may be smaller. The operation may include the operation of two alternating parallel layers so that one layer can be updated or replaced without interrupting the installation.
ПримерыExamples
Пример 1Example 1
Чтобы проверить потенциальное расщепление ТПЯА в предложенном изобретении, образец подвергнутой гидрокрекингу неконвертированной нефти, полученной из коммерчески работающей установки гидрокрекинга, со свойствами, показанными в таблице 1, дистиллировали в установке ASTM D-1160. Так как эта установка не использует обратный поток, она генерируют физическое разделение с существенным перекрытием между верхним погоном и продуктом нижней части и хорошо соответствует разделению пар/жидкость в простой установке для отгонки с водяным паром.To test the potential TPNA cleavage in the proposed invention, a hydrocracked unconverted oil sample obtained from a commercially available hydrocracker with the properties shown in Table 1 was distilled in ASTM D-1160. Since this unit does not use a reverse flow, it generates a physical separation with a substantial overlap between the overhead and the bottom product and corresponds well to the vapor / liquid separation in a simple steam distillation unit.
Две лабораторные дистилляции проводили, используя метод и устройство ASTM D-1160, первый выход нижней фракции составлял 50 процентов по объему начальной загрузки, а второй выход нижней фракции составлял только 20 процентов по объему этой загрузки, в документе, как ТПЯА мог распределяться в верхней и нижней фракциях. Результаты анализа ТПЯА и анализа дистилляции как по нижней фракции, так и паровых фракций верхнего погона приведены в таблице 2.Two laboratory distillations were carried out using the ASTM D-1160 method and apparatus, the first yield of the lower fraction was 50 percent by volume of the initial charge, and the second yield of the lower fraction was only 20 percent by volume of this charge, in the document how TPNA could be distributed in the upper and lower fractions. The results of the analysis of TPNA and analysis of distillation for both the lower fraction and the vapor fractions of the overhead are shown in table 2.
Эти результаты ясно показывают, что дистилляция ASTM достигает существенного разделения ТПЯА между дистиллятом верхнего погона и нижней фракцией. Это является следствием очень низкой летучести соединений ТПЯА. В установке гидрокрекинга необходимо выдувать достаточно ТПЯА из системы, чтобы сохранять равновесие суммарного производства ТПЯА реакцией. В этом примере случай I приводит к увеличению общей концентрации ТПЯА на коэффициент от 744 млн. долей по весу до 1300 млн. долей по весу или 175 процентов. Случай II приводит к увеличению всей ТПЯА на коэффициент от 744 млн. долей по весу до 2200 млн. долей по весу или 295 процентов.These results clearly show that the distillation of ASTM achieves a significant separation of TPNA between the overhead distillate and the bottom fraction. This is a consequence of the very low volatility of TPNA compounds. In a hydrocracking unit, it is necessary to blow enough TPNA from the system in order to maintain the equilibrium of the total TPNA production by the reaction. In this example, case I leads to an increase in the total concentration of TPNA by a factor from 744 million shares by weight to 1300 million shares by weight or 175 percent. Case II leads to an increase in the total TNLA by a factor of 744 million shares by weight to 2,200 million shares by weight or 295 percent.
Пример 2Example 2
Реализацию изобретения оценивали на основе установки для отгонки с водяным паром при условиях, показанных в таблице 3 ниже.The implementation of the invention was evaluated based on the installation for stripping with steam under the conditions shown in table 3 below.
Эксперименты этого способа проводили при двух различных температурах подачи в колонну отгонки, 350°C и 380°C, чтобы показать разделение пара верхнего погона и нижних жидких продуктов. Молекула коронена ТПЯА также была включена в эксперимент, чтобы показать, как равновесие пара и жидкости могло бы определять распределение самых легких образцов ТПЯА. Результаты представлены на основании температуры подачи в колонну отгонки 350°C в таблице 4 ниже. При этой температуре подачи дистиллируют 50 процентов по весу верхнего погона и 50 процентов по весу возвращают в нижний жидкий продукт. Компонент коронен был сконцентрирован в нижней части колонны отгонки от 461 млн. долей по весу при подаче до 691 млн. долей по весу в нижних частях, что соответствует 150 процентам.The experiments of this method were carried out at two different feed temperatures to the stripping column, 350 ° C and 380 ° C, to show the separation of the overhead vapor and the lower liquid products. The TPNA coronene molecule was also included in the experiment to show how the equilibrium of vapor and liquid could determine the distribution of the lightest TPNA samples. The results are presented based on the temperature of the feed to the distillation column 350 ° C in table 4 below. At this feed temperature, 50 percent by weight of the overhead is distilled and 50 percent by weight is returned to the lower liquid product. The coronene component was concentrated in the lower part of the stripping column from 461 million shares by weight with a feed of up to 691 million shares by weight in the lower parts, which corresponds to 150 percent.
Результаты колонны отгонки на основе температуры подачи в нее 380°C представлены в таблице 5 ниже. При этой температуре подачи отгоняют 64 процентов по весу верхнего погона и 36 процента возвращают в продукт жидкой нижней части. Компонент коронен был сконцентрирован в нижней части колонны отгонки от 466 млн. долей по весу при подачи до 727 млн. долей по весу в нижней части, что соответствует 156 процентам. Большинство молекул ТПЯА в установке гидрокрекинга фактически более тяжелые и менее летучие, чем коронен, и можно ожидать, что они далее будут концентрироваться в потоке нижней части отгоночной секции.The results of the stripping column based on a feed temperature of 380 ° C are presented in table 5 below. At this feed temperature, 64 percent by weight of the overhead is distilled off and 36 percent is returned to the liquid bottom. The coronene component was concentrated in the lower part of the distillation column from 466 million shares by weight with a feed of up to 727 million shares by weight in the lower part, which corresponds to 156 percent. Most TPNA molecules in a hydrocracking unit are actually heavier and less volatile than coronene, and it can be expected that they will further be concentrated in the flow of the lower part of the stripping section.
Пример 3Example 3
Реализация варианта выполнения изобретения на основе рециркуляции нижней части колонны отгонки в том же количестве, как и поток подачи, и нагревание до той же температуры 350°C показаны в таблице 6. Сравнение кривой дистилляции потока суммарной продувки 24 в таблице 4 и таблице 6 показывает, что рециркуляция части выхода из колонны отгонки увеличивает в суммарной продувке количество высококипящих продуктов, то есть температура 10% самого высококипящего продукта увеличивается от 505°C до 527°C. При этой более высокой степени концентрации из таблицы 6 может быть понятно, что концентрация коронена в паре верхнего погона 23 только немного ниже таковой в тяжелой нижней фракции 15, что указывает на то, что большая часть этих следов ТПЯА улетучивается в фракцию пара верхнего погона. Однако другие соединения ТПЯА, которые являются более тяжелыми и кипящими при более высокой температуре, чем коронен, были бы преимущественно сконцентрированы в тяжелой фракции нижней части и были бы удалены из системы.An embodiment of the invention based on recirculation of the bottom of the stripping column in the same amount as the feed stream and heating to the same temperature of 350 ° C are shown in Table 6. A comparison of the distillation curve of the
Эти результаты демонстрируют, что при приемлемых и практических условиях температуры, давления и скорости потока поток неконвертированной нефти может быть расщеплен отгонкой с водяным паром и приведен к концентрации соединений ТПЯА в нижнем жидком потоке. Эта концентрация приведет к уменьшенным скоростям суммарной продувки из установки гидрокрекинга и соответствующим увеличенным конверсии и выходам дистиллированных продуктов.These results demonstrate that under acceptable and practical conditions of temperature, pressure and flow rate, the unconverted oil stream can be split by steam stripping and reduced to the concentration of TPNA compounds in the lower liquid stream. This concentration will lead to reduced rates of total purge from the hydrocracking unit and corresponding increased conversions and yields of distilled products.
Пример улучшения конверсии по сравнению со случаем с суммарной продувкой, равной трем объемным процентам подачи углеводородов, по сравнению со случаем с суммарной продувкой, равной 0,6 объемного процента подачи углеводородов, показан в таблице 7. Производство лигроина, керосина и дизельного топлива увеличивается от 107,45 до 109,84 процентов по объему подачи углеводородов.An example of improved conversion compared to the case with a total purge equal to three volume percent of the hydrocarbon supply, compared with the case with a total purge equal to 0.6 volume percent of the hydrocarbon supply, is shown in Table 7. The production of naphtha, kerosene and diesel fuel increases from 107 , 45 to 109.84 percent by volume of hydrocarbon supply.
Claims (14)
(a) объединения углеводородного исходного сырья и тяжелой нижней фракции отгонки потока рециркуляции с обогащенным водородом газом для получения смеси, содержащей углеводородное исходное сырье и водород;
(b) каталитического гидрокрекинга смеси, содержащей углеводородное исходное сырье и водород, в зоне гидрокрекинга для получения выходящего потока гидрокрекинга;
(c) разделения выходящего потока гидрокрекинга на первую паровую часть и первую жидкую часть в зоне разделения;
(d) нагревания первой жидкой части для формирования испаренной первой жидкой части;
(e) подачи испаренной первой жидкой части в секцию фракционирования, производя фракции отдельного продукта, включающие тяжелую нижнюю фракцию, содержащую неконвертированную нефть, в нижней зоне секции фракционирования;
(f) извлечения из секции фракционирования тяжелой нижней фракции;
(g) разделения тяжелой нижней фракции на поток для отгонки и поток рециркуляции нижней фракции;
(h) направления потока для отгонки в качестве первого потока, средства отгонки в качестве второго потока и рециркулируемой части отогнанной жидкости в качестве необязательного третьего потока в противоточную отгоночную колонну и извлечения из указанной отгоночной колонны пара верхнего погона и отогнанной жидкости;
(i) подачи пара верхнего погона в секцию фракционирования, в поток рециркуляции тяжелой нижней фракции или в местоположение выше по ходу секции фракционирования и
(j) удаления по меньшей мере части отогнанной жидкости из противоточной отгоночной колонны в виде суммарной продувки неконвертированной нефти,
отличающийся тем, что он дополнительно содержит стадию
(k) переноса тепловой энергии в один из указанных первого потока, второго потока или необязательного третьего потока перед направлением указанного потока в противоточную отгоночную колонну.1. A hydrocracking method comprising the steps of:
(a) combining the hydrocarbon feedstock and a heavy bottoms fraction of the distillation of the recycle stream with hydrogen-rich gas to form a mixture containing the hydrocarbon feedstock and hydrogen;
(b) catalytic hydrocracking of a mixture containing hydrocarbon feedstock and hydrogen in a hydrocracking zone to produce a hydrocracking effluent;
(c) separating the hydrocracking effluent into a first vapor portion and a first liquid portion in a separation zone;
(d) heating the first liquid portion to form an evaporated first liquid portion;
(e) feeding the vaporized first liquid portion to the fractionation section, producing individual product fractions including a heavy lower fraction containing unconverted oil in the lower zone of the fractionation section;
(f) recovering a heavy bottom fraction from the fractionation section;
(g) separating the heavy bottom fraction into a stripping stream and a bottom fraction recycle stream;
(h) flow directions for stripping as a first stream, stripping means as a second stream and a recirculated portion of the distilled liquid as an optional third stream to a countercurrent stripping column and recovering overhead vapor and distilled liquid from said stripping column;
(i) supplying overhead steam to the fractionation section, to the heavy bottom fraction recirculation stream, or to a location upstream of the fractionation section; and
(j) removing at least a portion of the distilled liquid from the countercurrent stripping column as a total purge of unconverted oil,
characterized in that it further comprises a step
(k) transferring thermal energy to one of said first stream, second stream or optional third stream before directing said stream to a countercurrent stripping column.
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EPPCT/EP2010/006411 | 2010-10-20 | ||
| PCT/EP2010/006411 WO2012052042A1 (en) | 2010-10-20 | 2010-10-20 | Process for hydrocracking a hydrocarbon feedstock |
| US42105810P | 2010-12-08 | 2010-12-08 | |
| US61/421,058 | 2010-12-08 | ||
| US201161436873P | 2011-01-27 | 2011-01-27 | |
| US61/436,873 | 2011-01-27 | ||
| PCT/EP2011/004949 WO2012052116A2 (en) | 2010-10-20 | 2011-10-05 | Process for hydrocracking a hydrocarbon feedstock |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013122685A RU2013122685A (en) | 2014-11-27 |
| RU2588121C2 true RU2588121C2 (en) | 2016-06-27 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1255055A3 (en) * | 1981-12-17 | 1986-08-30 | Феб Петрольхемишес Комбинат Шведт (Инопредприятие) | Method of hydrofining heavy petroleum fractions |
| US4961839A (en) * | 1988-05-23 | 1990-10-09 | Uop | High conversion hydrocracking process |
| US6361683B1 (en) * | 2000-02-22 | 2002-03-26 | Uop Llc | Hydrocracking process |
| US6858128B1 (en) * | 2000-04-25 | 2005-02-22 | Uop Llc | Hydrocracking process |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1255055A3 (en) * | 1981-12-17 | 1986-08-30 | Феб Петрольхемишес Комбинат Шведт (Инопредприятие) | Method of hydrofining heavy petroleum fractions |
| US4961839A (en) * | 1988-05-23 | 1990-10-09 | Uop | High conversion hydrocracking process |
| US6361683B1 (en) * | 2000-02-22 | 2002-03-26 | Uop Llc | Hydrocracking process |
| US6858128B1 (en) * | 2000-04-25 | 2005-02-22 | Uop Llc | Hydrocracking process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9580663B2 (en) | Process for hydrocracking a hydrocarbon feedstock | |
| US20210269721A1 (en) | Production of hydrocarbon fuels from waste plastic | |
| US5183556A (en) | Production of diesel fuel by hydrogenation of a diesel feed | |
| RU2543719C2 (en) | Hydrocarbon stock conversion procedure | |
| US9464240B2 (en) | Aromatics production process | |
| KR20070116074A (en) | How to produce lubricating base oil from waste oil | |
| US4239618A (en) | Twin tower distillation of crude oil | |
| EA019522B1 (en) | Method for producing liquid fuel products | |
| US8524070B2 (en) | Method for processing hydrocarbon pyrolysis effluent | |
| US9969662B2 (en) | Method for separating olefins with gentle cleavage | |
| WO2012052042A1 (en) | Process for hydrocracking a hydrocarbon feedstock | |
| EP2930225B1 (en) | Process for hydrocracking a hydrocarbon feedstock | |
| RU2588121C2 (en) | Method of hydrocracking hydrocarbon feedstock | |
| CN109328225B (en) | Hydrocracking method and apparatus with high conversion | |
| EP2630218B1 (en) | Process for hydrocracking a hydrocarbon feedstock | |
| EP3500653B1 (en) | High conversion hydrocracking process and plant | |
| EP4644510A1 (en) | Steam-environment chemical processing for purifying pyrolysis-based oil | |
| US20210324275A1 (en) | Method for fractionation of hydrocarbons | |
| TW202536156A (en) | Integrated process solution for maximizing crude to light olefins and chemicals | |
| WO2024187261A1 (en) | Process and apparatus for recovering liquid products from a pyrolysis stream | |
| BR112013008603B1 (en) | PROCESS FOR HYDROCRACKING A HYDROCARBON RAW MATERIAL | |
| WO2015094013A1 (en) | Multitonnage petrochemical cluster |