СПОСОБ ГИДРОИЗОМЕРИЗАЦИИ Российский патент 2012 года по МПК C10G45/58 C10G65/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение в целом относится к способу конверсии углеводородов для улучшения характеристик холодной текучести (текучести на холоду) углеводородных потоков и, в частности, к способу гидроизомеризации для улучшения характеристик холодной текучести углеводородных потоков.

Уровень техники

Дистилляты, получаемые в процессе Фишера-Тропша или в процессе гидрообработки растительных масел, могут состоять из нормальных, или линейных парафинов (н-парафинов) в пределах от C₈ до С₃₀, которые имеют относительно высокие температуры плавления. Хотя эти дистилляты могут иметь прекрасные цетановые числа, в некоторых случаях, однако, они могут обладать плохими характеристиками холодной текучести. Например, при низких температурах такие длинноцепочечные парафины могут кристаллизоваться в воскообразные твёрдые вещества, что приводит к плохим характеристикам текучести. Свойства холодной текучести углеводородного потока часто характеризуют измерением температуры помутнения, температуры потери текучести и температуры закупоривания фильтра на холоду (CFPP). Такие дистилляты, как те, что указаны выше, могут иметь высокие значения температуры помутнения, по меньшей мере 4,4°С (40°F), высокие значения температуры каплепадения, по меньшей мере 4,4°С (40°F), и высокие значения CFPP, по меньшей мере 4,4°С (40°F). Чтобы улучшить эти характеристики, углеводородный поток может быть подвергнут гидроизомеризации, в процессе которой н-парафины превращаются в разветвлённые парафины (изопарафины), которые имеют лучшие характеристики холодной текучести.

Существующие способы гидроизомеризации, предназначенные для превращения н-парафинов в изопарафины, как правило, включают в себя трехфазную систему (газ/жидкость/твердый катализатор) типа традиционной технологии с орошаемым слоем. В этих системах непрерывной фазой по всему объему реактора является газовая фаза и для поддержания этой непрерывной газовой фазы по всему объему реакторов обычно необходимы большие объемы газообразного водорода. Однако подача таких больших количеств газообразного водорода в необходимых для изомеризации рабочих условиях повышает сложность системы и затраты на такую систему.

Например, чтобы подавать и поддерживать необходимые количества водорода в непрерывной газовой фазе, выходящий из реактора гидроизомеризации поток обычно разделяют на водородсодержащий газообразный компонент и жидкий компонент. Газообразный компонент часто направляют на компрессор и возвращают назад на вход в реактор с целью облегчения подачи больших количеств водорода, необходимых для поддержания в реакторе непрерывной газообразной фазы. Традиционные установки гидроизомеризации дистиллята, как правило, работают при давлении от 3,45 (500 фунт/дюйм² изб.) до 8,27 МПа (1200 фунт/дюйм² изб.) и по этой причине требуют использования компрессора для рециркулируемого газа, чтобы подавать рециркулируемый водород при высоких давлениях в реакторе. Обычно такая рециркуляция составляет от 34 до 142 станд.м³/баррель (от 1200 до 5000 станд.фут³/баррель или примерно от 214 до 893 станд.м³/м³), и пропускание таких количеств водорода через компрессор высокого давления увеличивает сложность установки гидроизомеризации и повышает расходы.

С другой стороны, хотя трехфазные системы обычно требуют для поддержания непрерывной газовой фазы больших количеств водорода, значительных количеств водорода в реакции гидроизомеризации, как правило, не расходуется. Хотя водород, как правило, необходим для протекания изомеризации, в самой реакции, как правило, водород не участвует. Однако некоторое количество водорода может расходоваться по той причине, что в зонах реакции изомеризации может также в небольшой степени происходить крекинг, в котором расходуется водород. В результате этого при проведении процесса в непрерывной газовой фазе во всей системе изомеризации имеется большой избыток водорода, который, как правило, для реакций изомеризации не нужен. Этот избыток водорода, как правило, отделяется от выходящих потоков перед последующей переработкой, для чего необходимы дополнительные зоны разделения и аппараты. Как было указано выше, если указанный избыток водорода возвращается к входу на гидроизомеризацию для облегчения подачи газа в систему, водород при этом должен быть пропущен через компрессоры высокого давления, чтобы он подавался при необходимых высоких давлениях реакционного аппарата. В результате этого при традиционной трехфазной гидроизомеризации не только возникает потребность в дорогостоящих компрессорах высокого давления, но, кроме того, в системах присутствует избыток водорода, который, как правило, в процессе не расходуется.

Для превращения некоторых углеводородсодержащих потоков в более ценные углеводородные потоки в некоторых случаях была также предложена двухфазная гидропереработка. Например, при восстановлении серы в некоторых углеводородных потоках может использоваться не традиционная трехфазная система, а двухфазный реактор с предварительным насыщением водородом. См., например, Schmitz, С. et al., "Deep Desulfurization of Diesel Oil: Kinetic Studies and Process-Improvement by the Use of a Two-Phase Reactor with Pre-Saturator" (Глубокое обессеривание дизельного масла: кинетические исследования и усовершенствование процесса путем использования двухфазного реактора с предварительным сатуратором), Снем. Eng, ScI, 59:2821-2829 (2004). В таких двухфазных системах водород используется лишь в количествах, достаточных для насыщения жидкой фазы в реакторе. По этой причине реакционные системы Schmitz et al. не принимают меры против снижения уровней водорода, обусловленного участием водорода в реакционном процессе и, таким образом, скорость реакции в таких системах снижается из-за уменьшения количества растворенного водорода. Гидрообессеривание является процессом, который требует большого количества водорода и характеризуется большим расходом водорода, необходимым для обеспечения желаемого восстановления серы.

Другими применениями жидкофазных реакторов являются гидрокрекинг и гидроочистка углеводородсодержащих потоков. Однако гидроочистка и гидрокрекинг также, как правило, требуют больших количеств водорода для протекающих в них процессов и, следовательно, даже если названные реакции осуществляются в жидкофазных системах, все еще имеется большая потребность в водороде. Как следствие этого для проведения такой жидкофазной реакции гидроочистки или гидрокрекинга и обеспечения при этом необходимых уровней водорода, существующие жидкофазные системы требуют ввода в сырье дополнительных разбавителей или растворителей с целью разбавления реакционноспособных компонентов сырья по отношению к количеству растворенного водорода. В результате этого разбавители и растворители повышают концентрацию растворенного водорода по отношению к сырью для обеспечения подходящих степеней конверсии в жидкой фазе. Для достижения желаемой конверсии необходимы большие по размеру, более сложные и более дорогие жидкофазные реакторы.

Хотя в промышленных процессах конверсии нефтяных углеводородов используется большое разнообразие технологических схем процессов, по-прежнему существует потребность в новых способах и технологических схемах, которые бы позволили получать более полезные продукты и улучшенные характеристики продуктов. Во многих случаях даже незначительные изменения в последовательности технологических операций или в рабочих условиях могут оказывать большое влияние как на качество, так и на выбор продуктов. Обычно существует необходимость сбалансировать экономические соображения, такие, например, как капитальные затраты и расходы, связанные с эффективностью работы, с желаемым качеством производимых продуктов.

Краткое раскрытие изобретения

В одном из аспектов предложен способ улучшения характеристик холодной текучести потока углеводородного сырья путем превращения части нормальных, или линейных парафинов (н-парафинов) в разветвленные парафины (изопарафины) при уменьшении количества водорода, которое необходимо в системе для осуществления такого рода превращения. В названном аспекте для изомеризации потока углеводородного сырья со значительным содержанием н-парафинов в процессе используется не трехфазная система, требующая для поддержания в реакторе непрерывной газовой фазы больших количеств дополнительного водорода под высоким давлением, а зона по существу жидкофазной реакции. В этом случае по существу жидкофазные системы отдают в поток углеводородного сырья или по крайней мере в его часть некоторое количество водорода, достаточное для достижения по существу постоянной скорости реакции по всей зоне гидроизомеризации, поддерживая в то же время по существу жидкофазные условия.

При использовании для гидроизомеризации потока гидроизомеризации с по существу непрерывной жидкой фазой, предлагаемый способ позволяет снизить по меньшей мере одну из следующих характеристик потока: температуру помутнения, температуру потери текучести и значение CFPP углеводородного потока сырья. В такого рода аспектах водород смешивается с потоком углеводородного сырья (или по крайней мере его частью) в количестве и в форме, которые способны обеспечить по существу постоянное количество водорода по всей зоне гидроизомеризации с по существу непрерывной жидкой фазой, поддерживая при этом по существу жидкофазные условия. В другом аспекте водород смешивается с потоком углеводородного сырья (или по крайней мере его частью) в количестве, достаточном для насыщения потока углеводородного сырья водородом и, в еще одном аспекте, в количестве, превышающем количество, необходимое для насыщения. Поток углеводородного сырья направляется после этого к зоне гидроизомеризации с по существу непрерывной жидкой фазой без значительного разбавления (или полностью без разбавления) другими углеводородсодержащими потоками. Например, поток углеводородного сырья (или по крайней мере его часть), как правило, не содержит в значительной степени углеводородов, поступающих или возвращаемых из зоны реакции с по существу непрерывной жидкой фазой. В этой зоне поток углеводородного сырья (или его часть) вводится во взаимодействие с по меньшей мере катализатором гидроизомеризации в условиях гидроизомеризации, в результате чего образуется выходящий поток со значительным содержанием изопарафинов, имеющий по меньшей мере одну из следующих характеристик: температуру помутнения, температуру потери текучести и значение CFPP ниже соответствующих характеристик потока углеводородного сырья.

В еще одном аспекте поток углеводородного сырья (или по крайней мере его часть) смешивают с водородом в количестве, превышающем количество, необходимое для насыщения. В этом аспекте реакция преимущественно протекает в зоне гидроизомеризации с по существу непрерывной жидкой фазой без дополнительных источников водорода вне реакторов. Без таких дополнительных источников водорода жидкофазный поток в реакторе все же имеет по существу постоянное количество растворенного водорода по всей зоне реакции, достаточное для обеспечения по существу постоянной скорости реакции. Поскольку во всех реакциях в этом аспекте расходуется или используется растворенный водород, избыточное количество водорода в зоне жидкофазной реакции поставляет дополнительный водород в постоянно доступной форме из небольшой газовой фазы, захватываемой или каким-либо иным образом ассоциированной с жидкой фазой. Водород вновь растворяется в жидкой фазе, поддерживая тем самым практически постоянный уровень насыщения. В этом аспекте система поставляет лишь дополнительное количество водорода, достаточное для обеспечения желаемых практически постоянных скоростей реакции изомеризации и подходящего содержания изопарафинов.

В других аспектах жидкофазный поток с содержащимся в нем дополнительным газообразным водородом имеет в целом постоянный уровень растворенного водорода от одного конца зоны реактора до другого. Такие жидкофазные реакторы могут эксплуатироваться при по существу постоянной скорости реакции, обеспечивая, как правило, более высокие конверсии за проход, и позволяют использовать меньшие по размеру реакторные аппараты. В еще одном аспекте такие конверсия и скорости реакции делают возможной работу зоны реакции с непрерывной жидкой фазой без рециркуляции жидкости, обеспечивая при этом желаемую степень изомеризации линейных парафинов в потоке сырья.

В еще одном аспекте зона реакции с по существу непрерывной жидкой фазой также работает без рециркуляции водорода, других рециркуляционных потоков углеводородов (таких, например, как рецикл выходящего потока гидроизомеризации или рецикл каких-либо других гидроизомеризованных потоков) или примешивания других углеводородов к потоку углеводородного сырья. В таких аспектах в по существу жидкофазный реактор может подаваться достаточное количество водорода, что будет обеспечивать желаемые скорости реакции и подходящее содержание изопарафинов без разбавления реакционноспособных компонентов сырья или добавления в поток или зону изомеризации дополнительного водорода.

По этой причине для получения тех же степеней конверсии изомеризации, какие получают в более сложных системах существующего уровня техники, могут быть использованы меньшие по размеру и менее сложные реакционные системы при меньшем количестве выводимого избыточного водорода. В одном из аспектов способ устраняет, таким образом, необходимость в дорогостоящем компрессоре в зоне реакции для рециркуляции газа под высоким давлением, поскольку жидкофазные реакторы требуют меньше водорода, которое может быть получено из небольшой струи из системы подпитки водородом.

Другие варианты осуществления охватывают дополнительные детали способа, такие как предпочтительное сырье, предпочтительные жидкофазные катализаторы и предпочтительные рабочие условия, которые представлены лишь несколькими примерами. Эти другие варианты осуществления и детали раскрыты ниже в приведенном ниже обсуждении различных аспектов способа.

Краткое описание чертежей

Приведенная фигура представляет типичную технологическую схему процесса для улучшения характеристик холодной текучести углеводородного потока.

Подробное раскрытие изобретения

В одном из аспектов подходящим углеводородным сырьем может быть выходящий поток процесса Фишера-Тропша или подвергнутое гидропереработке растительное масло, которые первоначально состояли из н-парафинов с числом атомов углерода в пределах от C₈ до С₃₀. Подходящее сырье, как правило, имеет температуру кипения от 149°С (300°F) до 399°С (750°F). Потоки такого сырья, как правило, имеют высокие значения температуры помутнения, по меньшей мере 4,4°С (40°F), высокие значения температуры каплепадения, по меньшей мере 4,4°С (40°F), и высокие значения CFPP, по меньшей мере 4,4°С (40°F). Однако в предлагаемых способах могут быть также использованы и другие потоки сырья, температуры кипения и характеристики холодной текучести, такие, например, как обычные дистиллятные топлива.

В еще одном аспекте выбранное углеводородное сырье или по крайней мере часть выбранного углеводородного сырья объединяют с богатым водородом потоком, поддерживая при этом жидкофазные условия, и после этого вводят в зону реакции гидроизомеризации с по существу непрерывной жидкой фазой. Например, исходное сырье (или его часть) вводится в зону реакции гидроизомеризации и контактирует с катализатором гидроизомеризации (или комбинации катализаторов гидроизомеризации) в условиях гидроизомеризации, способствующих превращению части н-парафинов в изопарафины, достаточному для образования выходящего потока с характеристиками холодной текучести, пониженными по сравнению с характеристиками холодной текучести исходного углеводородного сырья.

В одном из аспектов, например, в зоне реакции гидроизомеризации превращается по меньшей мере 10% (в другом аспекте по меньшей мере 50% и в еще одном аспекте от 10 до 90%) н-парафинов исходного углеводородного сырья в изопарафины, что является достаточным для образования выходящего потока с по меньшей мере одной из следующих характеристик: значение температуры помутнения 0°С (32°F) или ниже, значение температуры потери текучести 0°С (32°F) или ниже и/или значение CFPP 0°С (32°F) или ниже. Как правило, такие условия гидроизомеризации включают в себя температуру от 260°С (500°F) до 371°С (700°F), давление от 1,38 МПа (200 фунт/дюйм² изб.) до 8,27 МПа (1200 фунт/дюйм² изб.), часовую объемную скорость жидкости свежего углеводородного сырья от 0,1 час^-1 до 10 час^-1. Однако возможны и другие условия гидроизомеризации, которые зависят от конкретного обрабатываемого исходного сырья, составов исходного сырья, желаемых составов выходящих потоков и других факторов.

Подходящими катализаторами гидроизомеризации являются любые известные традиционные катализаторы гидроизомеризации. В число подходящих катализаторов, например, входят цеолитные компоненты, компоненты гидрирования/дегидрирования и/или кислотные компоненты. В некоторых своих формах катализаторы могут включать по меньшей мере один металл группы VIII, например благородный металл, (т.е. платину или палладий). В других формах катализатор может также включать силикоалюмофосфат и/или цеолитный алюмосиликат. Примеры подходящих катализаторов раскрыты в US 5976351 A, US 4960504, US 4788378 A, US 4683214 A, US 4501926 А и US 4419220 A. Однако, в зависимости от состава исходного сырья, рабочих условий, желаемого выхода и других факторов могут быть также использованы и другие катализаторы изомеризации.

В другом аспекте поток, выходящий из зоны по существу жидкофазной гидроизомеризации, вводится в зону сепарации. В одном из аспектов выходящий из зоны гидроизомеризации поток может быть вначале введен в контакт с водным потоком или промывочной водой для растворения любых аммониевых солей и затем частично сконденсирован. После этого поток может быть введен в парожидкостной сепаратор высокого давления, работающий обычно со стравливанием потока инертных компонентов, таких как легкие углеводородные газы, метан, этан и т.п., которые удаляют из системы во избежание их накапливания в последующих процессах. Жидкий донный продукт из зоны разделения направляется далее в по меньшей мере одну зону стабилизации для дальнейшего удаления каких-либо легких углеводородов (т.е. пропана, бутана, пентана и т.п.) в виде мгновенно выделяющегося газа. Донный продукт из зоны стабилизации включает изомеризованные углеводороды с пониженными характеристиками холодной текучести. Этот донный поток может быть направлен в резервуар для хранения нефтепродуктов. В одном из вариантов сепаратор высокого давления работает при температуре от 29°С (85°F) до 149°С (300°F) и давлении от 1,38 МПа (200 фунт/дюйм² изб.) до 8,27 МПа (1200 фунт/дюйм² изб.) для разделения указанных потоков, а зона стабилизации работает при температуре от 38°С (100°F) до 177°С (350°F) и давлении от 0,07 МПа (10 фунт/дюйм² изб.) до 1,03 МПа (150 фунт/дюйм² изб.) для разделения указанных потоков.

В еще одном аспекте исходное углеводородное сырье (или по крайней мере его часть) для зоны гидроизомеризации с по существу непрерывной жидкой фазой насыщают некоторым количеством водорода. Предпочтительно водород добавлять в избытке по отношению к необходимому для насыщения количеству, в результате чего по всей зоне реакции образуется небольшая газовая фаза. В одном из аспектов жидкая фаза содержит дополнительное количество водорода, достаточное для поддержания во время протекания реакции по существу постоянного уровня растворенного водорода по всей зоне жидкофазной реакции.

Таким образом, при протекании реакции и расходе растворенного водорода в небольшой газовой фазе имеется достаточное количество дополнительного водорода для постоянной поставки дополнительного водорода для его обратного растворения в жидкой фазе и обеспечения по существу постоянного уровня растворенного водорода (как это, например, обычно происходит в соответствии с законом Генри). Благодаря этому жидкая фаза остается в значительной степени насыщенной водородом даже при расходе растворенного водорода на реакцию. Такой по существу постоянный уровень растворенного водорода выгоден, поскольку он обеспечивает в целом постоянную скорость реакции в жидкофазных реакторах или устойчивый уровень расхода водорода.

В одном из аспектов количество добавляемого к исходному углеводородному сырью водорода, как правило, должно находиться в пределах от количества, насыщающего поток, до количества (зависящего от рабочих условий), при котором поток обычно находится в переходном состоянии от жидкой фазы к газовой, но все еще содержит больше жидкой фазы, чем газовой. В одном из аспектов, например, количество водорода может изменяться от 125% до 150% от насыщения. В других аспектах предполагается, что количество водорода может доходить до 500-1000% по отношению к насыщению потока. В одном из таких примеров в описанных выше условиях зоны жидкофазной реакции предполагается, что от 0,85 до 23 станд.м³/баррель (от 30 до 800 станд.фут³/баррель или примерно от 5,3 станд.м³/м³ до 145 станд.м³/м³) водорода должны обеспечить такие дополнительные уровни водорода, которые бы поддерживали по существу постоянное насыщение водородом во всем жидкофазном реакторе. Этот уровень водорода может быть достигнут с использованием потока, стравливаемого из системы подпитки водородом, благодаря чему отпала бы необходимость использования дорогостоящих газорециркуляционных компрессоров высокого давления. В одном из примеров уровень избыточного водорода превышает на 10%, а в других примерах на 20% общий объем реактора.

В таком аспекте водород может содержать в себе небольшой пузырьковый поток из мелких или, как правило, хорошо диспергированных пузырьков газа, поднимающихся вверх через жидкую фазу в реакторе. В другом аспекте система с непрерывной жидкой фазой может меняться в пределах от паровой фазы в виде небольших дискретных пузырьков газа, тонко диспергированных в непрерывной жидкой фазе, до в основном пробкового режима течения, при котором паровая фаза выделяется в более крупные сегменты, или пробки газа, которые проходят через жидкость. В любом случае непрерывной фазой по всему объему реакторов является жидкость.

Следует, однако, иметь в виду, что относительное количество водорода, необходимого для поддержания системы с по существу непрерывной жидкой фазой, и предпочтительные дополнительные его количества зависят от конкретного состава исходного углеводородсодержащего сырья, желаемой изомеризации, объема крекинга, протекающего в зоне реакции и/или температуры, и давления в зоне реакции. Подходящее количество необходимого водорода будет зависеть от количества, необходимого для обеспечения системы с непрерывной жидкой фазой, и предпочтительных дополнительных количеств водорода после выбора всех указанных выше переменных.

В еще одном аспекте исходное углеводородное сырье для зоны по существу жидкофазной гидроизомеризации является предпочтительно по существу неразбавленным другими углеводородными потоками перед зоной реакции с непрерывной жидкой фазой. Иными словами, в зоне реакции с непрерывной жидкой фазой преимущественно отсутствует рециркуляция углеводородов (такая, например, как рециркуляция выходящего потока гидроизомеризации или рециркуляция любых других подвергнутых гидроизомеризации потоков), другие углеводородные потоки не примешиваются к потоку углеводородного сырья и не применяется рециркуляция водорода. Разбавление потока углеводородного сырья для жидкофазных реакторов обычно не является необходимым, поскольку для достаточной изомеризации углеводородов в сырье в неразбавленном потоке может быть растворено достаточное количество водорода. Как было указано выше, разбавление, примешивание и образование смесей с другими потоками сырья для по существу жидкофазных реакторов должно было бы снижать степени конверсии за проход. В результате этого по существу неразбавленное сырье позволяет иметь менее сложную и меньшую по размерам реакторную систему.

Детальное описание чертежей На фигуре иллюстрируется типичная установка переработки углеводородов, предназначенная для гидроизомеризации потока углеводородного сырья с целью снижения характеристик холодной текучести. Специалисту следует принять во внимание, что различные признаки описанного выше способа, такие как насосы, приборное оборудование, теплообменные и утилизационные блоки, конденсаторы, компрессоры, испарительные барабаны, сырьевые баки и другое вспомогательное оборудование процесса или оборудование хозяйственного типа, которые традиционно используются в промышленных вариантах осуществления в процессах превращения углеводородов, не описываются и не иллюстрируются. Следует принять во внимание, что такое сопутствующее оборудование может использоваться в промышленных вариантах осуществления описанных в заявке технологических схем. Такое вспомогательное или хозяйственное оборудование может быть получено или спроектировано специалистом без излишнего в этом случае экспериментирования.

Как следует из фигуры, предложена комплексная перерабатывающая установка 10, которая включает зону 12 гидроизомеризации с по существу непрерывной жидкой фазой, предназначенную для снижения по меньшей мере одной из следующих характеристик:

температуры помутнения, температуры потери текучести и значения температуры закупоривания фильтра на холоду (CFPP) сырьевого потока. В одном из аспектов поток углеводородного сырья, предпочтительно содержащий дистиллят процесса Фишера-Тропша или подвергнутое гидропереработке растительное масло, вводится в комплексный процесс 10 по линии 14. Богатый водородом газообразный поток подается по линии 16 и объединяется с сырьевым потоком 14 с получением смеси, которая по линии 15 подается к зоне 12 гидроизомеризации, в которой преимущественно происходит снижение по меньшей мере одной из характеристик: значения температуры помутнения до 0°С (32°F) или ниже, значения температуры потери текучести до 0°С (32°F) или ниже и/или значения CFPP до 0°С (32°F) или ниже. Образующийся в результате этого выходящий поток удаляется из зоны 12 гидроизомеризации по линии 18.

Образовавшийся выходящий поток 18 может быть охлажден (не показано) и направлен в зону 20 сепаратора высокого давления, где жидкий углеводородсодержащий поток отделяется от стравливаемого потока с целью удаления газообразных легких углеводородов, таких как метан, этан и т.п. Стравливаемый углеводородный поток удаляется из зоны 20 сепаратора высокого давления по линии 22. Донный продукт зоны 20 сепаратора высокого давления включает поток жидких углеводородов, который направляется по линии 24 к зоне 26 стабилизации, где по линии 28 дополнительно удаляются оставшиеся легкие углеводороды (т.е. пропан, бутан, пентан и т.п.). Донный продукт из зоны 26 стабилизации выводится по линии 30 и включает поток жидких углеводородов с пониженными характеристиками холодной текучести. При желании этот поток может быть направлен в резервуар для хранения нефтепродуктов для последующего использования.

Преимущества и варианты осуществления описанных в заявке способа и катализатора дополнительно иллюстрируются приведенным ниже примером. Однако конкретные условия, схемы потоков, материалы и их количества, приведенные в этом примере, так же как и другие условия и детали, не должны приниматься как неуместное ограничение настоящего способа. Если не указано иначе, все процентные содержания даются по весу.

Пример

Исходный углеводородный поток с 95% нормальных С₁₄-С₁₆-углеводородов, как это подробнее указано в приведенной ниже таблице 1, отдельно подвергают гидроизомеризации в реакторе с по существу непрерывной жидкой фазой и в реакторе с непрерывной газовой фазой с целью сравнении составов выходящих потоков из обоих реакторов. Каждый реактор содержит катализатор гидроизомеризации, содержащий благородный метал на кислом носителе.

Таблица 1 Состав исходного сырья Компонент сырья вес.% н-С₁₁ 0,01 н-C₁₂ 0,02 н-C₁₃ 0,19 н-С₁₄ 31,7 н-C₁₅ 50,7 н-C₁₆ 12,9 н-С₁₇ 2,75 н-C₁₈ 0,54 н-C₁₉ 0,12 н-С₂₀ 0,04 н-C₂₁ 0,02 н-C₂₂ 0,01

Исходное сырье таблицы 1 вводят в реакцию в условиях таблицы 2 для получения выходящего потока с характеристиками, приведенными в таблице 3. В условиях по существу жидкофазного реактора непрерывного действия в данном примере количество водорода в реакторе составляет 600% сверх количества, необходимого для насыщения исходного углеводородного сырья.

Таблица 2 Условия в реакторе   По существу непрерывная жидкая фаза Непрерывная газовая фаза с орошаемым слоем Давление 3,4 МПа (500 фунт/дюйм² изб.) 3,4 МПа (495 фунт/дюйм² изб.) Температура 310°C (590°F) 316°C (600°F) Часовая объемная скорость жидкости, час^-1 1.0 1,0 Н₂/углеводородное сырье 5,7 станд.м³/баррель (202 станд. фут³/баррель) (35,9 станд. м³/м³) 56 станд.м³/баррель (1985 станд.фут³/баррель) (352 станд. м³/м³)

Таблица 3 Характеристики выходящего потока Характеристики состава выходящего потока По существу непрерывная жидкая фаза Непрерывная газовая фаза с орошаемым слоем Выход н-C₁₄-н-C₁₆, вес.% 37,4 38,9 Выход изо-С₁₄-изо-С₁₆, вес.% 52,1 52,0 (изо-C₁₄-изо-С₁₆)/(н-С₁₄-н-С₁₆) 1,39 1,34 Конверсия н-С₁₄-н-C₁₆*, % 60,8 59,2 Отношение селективности изо-C₁₄-изо-С₁₆** 89,9 92,0 *Конверсия_{н-С14-н-С16}=(сырье_{н-C14-н-С16} - выходящий поток_{н-C14-н-С16})/(сырье_{н-C14-н-C16}) **Отношение селективности=(100× выходящий поток_{изо-C14-изо-C16}/сырье_{н-C14-н-C16})/Конверсия_{н-С14-н-С16})

В данном примере в условиях реактора с по существу непрерывной жидкой фазой получают выходящий поток с приблизительно теми же выходами, конверсией и отношением селективности, как и те, которые получают на традиционном реакторе с непрерывной газовой фазой с орошаемым слоем, но с на 90% меньшим количеством водорода, используемого для достижения таких уровней конверсии. Следует принять во внимание, однако, что состав выходящего потока, выходы, уровни конверсии и отношение селективности могут меняться в зависимости от состава исходного сырья, катализаторов, условий реакции и других переменных.

Приведенные выше описание и пример четко иллюстрируют преимущества, которые заключают в себе описанные в заявке способы, и выгоды, которые может предоставить их применение. При этом приведенная «фигура» предназначена просто для того, чтобы проиллюстрировать лишь одну типичную технологическую схему описанных в заявке процессов, но возможны также и другие технологические схемы. Следует, кроме того, принять во внимание, что специалистами в данной области могут быть произведены изменения в деталях, материалах и расположениях частей и компонентов, которые описаны в заявке и проиллюстрированы в целях объяснения природы способа, в рамках принципа и объема способа, определенных в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к способу конверсии углеводородов для улучшения характеристик холодной текучести. Изобретение касается способа (10), включающего создание потока (14) углеводородного сырья с температурой помутнения, температурой потери текучести и температурой закупоривания фильтра на холоду (CFPP); отбор по меньшей мере части потока углеводородного сырья в качестве сырья (14) для гидропереработки, причем сырье (14) для гидропереработки по существу не содержит углеводороды из зоны гидроизомеризации с по существу непрерывной жидкой фазой; смешивание сырья (14) для гидропереработки с водородом (16), причем водород находится в форме, доступной для по существу постоянного расхода в зоне гидроизомеризации с по существу непрерывной жидкой фазой; направление сырья (14), смешанного с водородом, для гидропереработки в зону (12) гидроизомеризации с по существу непрерывной жидкой фазой; и осуществление реакции сырья (14) для гидропереработки в зоне (12) гидроизомеризации с по существу непрерывной жидкой фазой с использованием по меньшей мере одного катализатора гидроизомеризации в условиях гидроизомеризации, при которых образуется выходящий поток (18), имеющий по меньшей мере одну из следующих характеристик: температуру помутнения, температуру потери текучести и значение CFPP ниже соответствующих характеристик потока (14) углеводородного сырья. Технический результат - улучшение характеристик холодной текучести углеводородных потоков. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 1 пр.

1. Способ (10) улучшения характеристик холодной текучести углеводородного потока, включающий:
создание потока (14) углеводородного сырья с температурой помутнения, температурой потери текучести и температурой закупоривания фильтра на холоду (CFPP);
отбор по меньшей мере части потока углеводородного сырья в качестве сырья (14) для гидропереработки, причем сырье (14) для гидропереработки, по существу, не содержит углеводороды из зоны гидроизомеризации с, по существу, непрерывной жидкой фазой;
смешивание сырья (14) для гидропереработки с водородом (16), причем водород находится в форме, доступной для, по существу, постоянного расхода в зоне гидроизомеризации с, по существу, непрерывной жидкой фазой;
направление сырья (14), смешанного с водородом, для гидропереработки в зону (12) гидроизомеризации с, по существу, непрерывной жидкой фазой; и осуществление реакции сырья (14) для гидропереработки в зоне (12) гидроизомеризации с, по существу, непрерывной жидкой фазой с использованием по меньшей мере одного катализатора гидроизомеризации в условиях гидроизомеризации, при которых образуется выходящий поток (18), имеющий по меньшей мере одну из следующих характеристик:
температура помутнения, температура потери текучести и значение CFPP ниже соответствующих характеристик потока (14) углеводородного сырья.

2. Способ по п.1, в котором реакцию осуществляют в зоне (12) гидроизомеризации с, по существу, непрерывной жидкой фазой без дополнительных источников водорода, внешних по отношению к зоне (12) гидроизомеризации с, по существу, непрерывной жидкой фазой.

3. Способ по п.2, в котором зона (12) гидроизомеризации с, по существу, непрерывной жидкой фазой содержит, по существу, постоянное количество растворенного водорода по всей зоне реакции, которое обеспечивает, по существу, постоянную скорость реакции.

4. Способ по п.1, в котором количество водорода, смешанное к сырьем (14) для гидропереработки, является избыточным по отношению к количеству, необходимому для насыщения сырья (14) для гидропереработки.

5. Способ по п.4, в котором количество водорода, смешанное с сырьем (14) для гидропереработки, составляет до 1000% выше того, что требуется для насыщения сырья (15) для гидропереработки.

6. Способ по п.5, в котором водород поступает из системы подпитки водородом.

7. Способ по п.1, в котором поток (14) углеводородного сырья имеет температуру помутнения 4,4°С или выше, температуру потери текучести 4,4°С или выше и значение CFPP 4,4°С или выше.

8. Способ по п.1, в котором выходящий поток (18) имеет температуру помутнения 0°С или ниже, температуру потери текучести 0°С или ниже и значение CFPP 0°С или ниже.

9. Способ по п.1, в котором выходящий поток (18) из зоны (12) гидроизомеризации с, по существу, непрерывной жидкой фазой направляют к зоне (20) сепарации для отделения потока (22) газообразных углеводородов от потока (24) жидких углеводородов.

10. Способ по п.9, в котором поток (24) жидких углеводородов направляют в зону (26) стабилизации для удаления углеводородных продуктов (28) с более низкими температурами кипения из потока (30) изомеризованных жидких углеводородов.