СПОСОБ КОНВЕРСИИ ТЯЖЕЛОЙ ФРАКЦИИ В СРЕДНИЙ ДИСТИЛЛЯТ Российский патент 2015 года по МПК C10G11/18 C10G50/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу конверсии тяжелой углеводородной фракции, имеющему улучшенную селективность по среднему дистилляту. Более конкретно, способ согласно настоящему изобретению позволяет одновременно достигать пониженную производительность по бензину и улучшать выход среднего дистиллята по меньшей мере на 2 масс.% по отношению к сырью - это увеличение, учитывая тоннаж, используемый в процессе, является очень значительным.

Исторически установки каталитического крекинга, известные под сокращенным обозначением FCC (аббревиатура от термина "Fluid Catalytic Cracking", что означает каталитический крекинг в псевдоожиженном слое), оптимизированы для получения легких продуктов, сжиженных газов (или LPG), легких олефинов и бензина, чтобы обеспечивать одновременно спрос рынка на полимеры, получаемые полимеризацией легких олефинов, и потребность в бензине автомобильного парка.

При работе в таком режиме получение базовых газойлей остается ограниченным. В настоящее время, в связи с тенденцией перехода автомобильного парка на дизельное топливо, значительно возрастает потребность в продуктах типа газойлей. Таким образом, становится все более необходимым переориентировать производство нефтеперерабатывающих заводов на получение базовых газойлей и ограничить выработку бензина.

Поскольку установки FCC, имеющиеся почти на каждом втором нефтеперерабатывающем заводе, являются, с одной стороны, основным источником бензина, а с другой стороны, важным источником легких олефинов, крайне важно иметь возможность обеспечивать получение газойлей с помощью этих установок.

Настоящее изобретение описывает одно решение, которое позволяет одновременно улучшить производительность базовых газойлей в установках каталитического крекинга в псевдоожиженном слое (FCC) и ограничить получение бензина.

Настоящее изобретение состоит по существу в том, чтобы сочетать установку FCC с одной или несколькими установками олигомеризации, ориентированными на получение среднего дистиллята, причем в этой комбинации применяется особый рецикл, позволяющий значительно улучшить выход по среднему дистилляту, а также селективность по этой фракции в сравнении с бензином, что отвечает, таким образом, цели снижения выработки бензина.

Согласно уровню техники, способ FCC позволяет превратить тяжелые углеводородные фракции, начальная температура кипения которых обычно выше 340°C, в более легкие углеводородные фракции, в частности фракцию бензина, путем крекинга молекул тяжелой фракции в присутствии кислотного катализатора.

Согласно уровню техники, при FCC всегда получают также значительное количество сжиженного нефтяного газа (LPG) с повышенным содержанием олефинов.

Способ по настоящему изобретению может также в целом рассматриваться как способ получения среднего дистиллята при снижении количества бензиновой фракции.

В настоящем изобретении применяется установка каталитического крекинга, совмещенная с одной или несколькими установками олигомеризации олефинов C₂-C₉, учитывая, что эта фракция может состоять из нескольких отдельных фракций, как, например, из фракции C₃-C₆ и фракции C₈-C₉, что позволяет предпочтительно получить фракцию среднего дистиллята. Для простоты далее в тексте будет говориться о широкой фракции, чтобы обозначить все различные фракции с числом атомов углерода от 2 до 9.

Изобретение заключается по существу в комбинации этих двух способов, а также в рецикле легкой фракции полученных олигомеров (которые не могут быть включены во фракцию среднего дистиллята) в реактор FCC с восходящим потоком для получения путем крекинга легких олефинов, которые возвращают в установки олигомеризации в дополнение сырьевому потоку олефинов, чтобы предпочтительно образовать тяжелые олигомеры, которые можно включить в указанную фракцию среднего дистиллята.

Этот особый рецикл позволяет значительно улучшить селективность способа по среднему дистилляту. Снижение выхода бензиновой фракции достигается, с одной стороны, благодаря получению средних дистиллятов олигомеризацией олефинов C₂-C₉, а с другой стороны, крекингом легких олигомеров в FCC с целью получения легких олефинов, которые направляют на одну или несколько установок олигомеризации.

Совокупность этих признаков определяет способ со значительно улучшенной селективностью по средним дистиллятам.

Настоящее изобретение совместимо со всеми технологиями реакторов каталитического крекинга, будь то технология с устойчивым восходящим потоком газа (называемая "riser") или технология с устойчивым нисходящим потоком газа (называемая "downer").

Установка каталитического крекинга, применяемая в настоящем способе, может отличаться несколькими характеристиками: с одним реактором или несколькими реакторами, причем каждый реактор может работать в режиме восходящего или нисходящего потока.

В случае нескольких установок олигомеризации, комбинируемых с установкой каталитического крекинга, установки олигомеризации могут соединяться последовательно или параллельно.

Обсуждение уровня техники

Патентная заявка FR 2935377 относится к способу конверсии углеводородного сырья, называемого тяжелым, в целях совместного получения пропилена и бензина с минимальным выходом. Способ согласно этому изобретению содержит по меньшей мере два реакционных этапа: первый этап каталитического крекинга и второй этап олигомеризации олефинов C₃ и C₄, или олефинов C₄, или олефинов C₄ и C₅, полученных при каталитическом крекинге. В некоторых случаях перед олигомеризацией может потребоваться третий реакционный этап селективного гидрирования олефинов.

Способ согласно настоящему изобретению позволяет реализовать два типа производства, соответствующих двум разным режимам:

- режим, называемый "макси-пропилен", соответствующий максимальной производительности по пропилену, даже чуть выше, чем потенциальный выход с единственной установки каталитического крекинга, при сохранении минимального выхода по бензину, или

- режим, называемый "макси-бензин", соответствующий максимальной производительности по бензину без получения пропилена.

Патент WO 03/078547 описывает способ каталитического крекинга основного сырья с температурой кипения выше 350°C и относительно легкого вторичного сырья с температурой кипения ниже 320°C, причем указанное вторичное сырье состоит из олефинов с по меньшей мере 8 атомами углерода, полученных олигомеризацией легких олефинов с 4 или 5 атомами углерода.

Патент WO 03/078364 описывает способ получения олигомеров из олефинов C₄, причем указанные олигомеры позднее крекируют в установке каталитического крекинга в целях максимального повышения выработки пропилена.

Существенным отличием настоящего изобретения от указанных выше способов уровня техники следует считать рецикл легкой фракции олигомеров, полученных на установке олигомеризации, т.е. фракции, которую нельзя включить во фракцию среднего дистиллята. Эта легкая фракция олигомеров повторно подвергается крекингу в реакторе с восходящим потоком установки FCC с получением легких олефинов, которые возвращают на установку олигомеризации в дополнение к олефинам сырья, чтобы предпочтительно получить тяжелые олигомеры, которые можно включать во фракцию среднего дистиллята.

Этот особый рецикл, не описанный в уровне техники, позволяет, как следствие, значительно улучшить селективность способа по средним дистиллятам.

Снижение выхода бензиновой фракции получается как результат получения среднего дистиллята, с одной стороны, путем олигомеризации олефинов, включенных в широкую фракцию C₂-C₉ (учитывая, что эта последняя может состоять из нескольких отдельных фракций, например, из фракции C₃-C₆ и фракции C₈-C₉), а с другой стороны, путем крекинга легких олигомеров в установке FCC.

Краткое описание фигуры

Фиг.1 показывает схему способа согласно изобретению, на которой показана установка FCC (2), одна или несколько установок олигомеризации (12) и одна или несколько факультативных установок гидрообработки (8).

Краткое описание изобретения

Изобретение относится к способу конверсии углеводородного сырья, называемого тяжелым, то есть состоящего из углеводородов с температурой кипения выше примерно 340°C, с целью улучшения производительности среднего дистиллята и снижения производительности бензина.

Способ согласно изобретению содержит по меньшей мере два реакционных этапа: первый этап каталитического крекинга (2) и второй этап олигомеризации олефинов (12), входящих в широкую фракцию с диапазоном C₂-C₉.

Под широкой фракцией с диапазоном C₂-C₉ понимают фракцию, состоящую в основном из олефинов, причем указанная фракция может быть образована из нескольких отдельных фракций, как, например, из фракции C₃-C₆ и фракции C₈-C₉, полученных в каталитическом крекинге, или любая другая фракция с высоким содержанием олефинов C₂-C₉, полученная на других установках, как, например, установка коксования, "легкого крекинга", конверсии метанола в олефины (MTO), или в любом другом процессе конверсии спирта в олефины, паровым крекингом или же на установке синтеза Фишера-Тропша, отдельная или в смеси.

Под "преимущественно" понимается по меньшей мере 80 масс.%, предпочтительно по меньшей мере 90 масс.% олефинов.

Описание установок коксования, легкого крекинга и парового крекинга можно найти в справочнике P. Wuithier "Raffinage et génie chimique" (Переработка нефти и химическая технология), опубликованном в издательстве Technip.

Способ согласно изобретению позволяет достичь двух целей:

- улучшить производительность дистиллята,

- снизить производительность бензина.

Фракция среднего дистиллята соответствует углеводородной фракции с интервалом кипения от 130°C до 410°C, предпочтительно от 150°C до 390°C.

Первая цель - улучшение производительности среднего дистиллята - обеспечивается:

- проведением олефинов широкой фракции C₂-C₉, полученных каталитическим крекингом (7), на одну или несколько установок олигомеризации (12), работающих в особых рабочих режимах, чтобы получить средний дистиллят,

- возвратом в реактор с восходящим потоком установки FCC (2) легкой фракции олигомеров, полученных в процессе олигомеризации, которые соответствуют олефинам с температурой кипения ниже 180°C, предпочтительно ниже 150°C. Таким образом, эта легкая фракция, не входящая во фракцию среднего дистиллята, может быть повторно крекирована в установке FCC (2) до легких олефинов, которые возвращают на установки олигомеризации (12) в дополнение к олефинам сырья, чтобы предпочтительно получить тяжелые олигомеры (14) с температурой кипения выше 130°C, предпочтительно выше 150°C.

Эти тяжелые олигомеры (14) можно включить во фракцию среднего дистиллята.

В настоящем изобретении можно также вернуть на установку каталитического крекинга (2) всю фракцию с высоким содержанием олефинов C₂-C₉, которая может состоять из нескольких отдельных фракций, например из фракции C₃-C₆ и фракции C₈-C₉, полученных на других установках, таких, например, как установка коксования, легкого крекинга, конверсии метанола в олефины (MTO), или любым другим способом превращения спирта в олефины, паровым крекингом или же на установке синтеза Фишера-Тропша, отдельно или в смеси. Эти олефины, поступающие с внешней установки, представлены на фиг.1 потоком (17).

Вторая цель - снижение производительности бензина - обеспечивается:

- рециклом фракции легких олигомеров (15) в реактор с восходящим потоком установки FCC, чтобы превратить их в легкие олефины - фракцию олигомеров, которые, согласно уровню техники, были бы включены в бензиновую фракцию.

Тяжелую фракцию (1) крекируют в реакторе каталитического крекинга в псевдоожиженном слое в присутствии катализатора крекинга.

Легкую фракцию (15) олигомеров, выходящую с олигомеризации олефинов (12) C₂-C₉, крекируют на том же катализаторе крекинга, отдельно или в смеси с тяжелой фракцией (1). Это второе сырье, называемое вторичным сырьем (15), имеет температуру кипения ниже 180°C, предпочтительно ниже 150°C. Третья фракция (17) олефинов C₂-C₉, поступающая с внешних установок в настоящий процесс, может быть крекирована в смеси с вторичным сырьем (15).

Потоки, выходящие с каталитического крекинга (2), проводятся в зону фракционирования, а катализатор, использовавшийся для каталитического крекинга, регенерируют в зоне регенерации. Когда установка каталитического крекинга состоит из нескольких реакторов с восходящим потоком (riser) или, возможно, с нисходящим потоком (downer), указанная зона регенерации катализатора является общей.

Фракцию (7) с высоким содержанием олефинов, состоящую в основном из олефинов, имеющих от 2 до 9 атомов углерода, и полученную каталитическим крекингом (2), проводят частично или полностью на одну или несколько установок олигомеризации (12). До установки олигомеризации может потребоваться предварительная обработка (8) для удаления примесей, таких как соединения азота или диолефины. Равным образом, до проведения на установку олигомеризации (12) можно модифицировать всю или часть богатой олефинами фракции (7) способами конверсии олефинов, например этерификацией, алкилированием, парциальной олигомеризацией.

В таком случае говорят о частичной олигомеризации, чтобы отличить ее от основной олигомеризации (12), составляющей часть способа по изобретению.

Образованные олигомеры разделяют дистилляцией на фракцию, называемую легкими олигомерами (15), и фракцию, называемую тяжелыми олигомерами (14). Фракция легких олигомеров (15) имеет температуру кипения ниже 180°C, предпочтительно ниже 150°C.

Эта фракция легких олигомеров (15) состоит из вторичного сырья, которое возвращают в реакционную зону FCC (2). Фракцию тяжелых олигомеров (14), имеющую температуру кипения выше 130°C, предпочтительно выше 150°C, вводят в средний дистиллят. Как излагается в следующем разделе, установка каталитического крекинга (2) может отличаться несколькими характеристиками: с одним реактором, обрабатывающим тяжелую фракцию (1), и рециклом легких олигомеров (15) и олефинов (17), поступающих с внешних установок, или с двумя реакторами, один из которых обрабатывает тяжелую фракцию (1), а другой - легкие фракции (15) и (17).

Кроме того, каждый реактор может работать в режиме восходящего потока или нисходящего потока.

В случае нескольких установок олигомеризации (12), сочетающихся с установкой каталитического крекинга (2), установки олигомеризации могут быть соединены последовательно или параллельно.

Подробное описание изобретения

Согласно изобретению, суммарно сырье для крекинга содержит более 50 масс.% углеводородов с температурой кипения выше 340°C. Обычно сырье (1) состоит из вакуумного дистиллята или, возможно, остатка атмосферной дистилляции. Суммарное крекированное сырье может содержать до 100 масс.% углеводородов с температурой кипения выше 340°C.

Вторичное сырье (15), называемое легкими олигомерами, поступающее с установки олигомеризации (12), содержит обычно от 2 до 40 масс.%, чаще всего от 4 до 30 масс.% и предпочтительно от 6 до 25 масс.% фракции с высоким содержанием олефинов, состоящей в основном из олефинов, содержащих от 2 до 9 атомов углерода, причем эта обогащенная олефинами фракция может состоять из нескольких отдельных фракций, например из фракции C₃-C₆ и фракции C₈-C₉, которые были получены олигомеризацией олефинов с 2-9 атомами углерода.

Вторичное сырье (15) может также содержать другие олигомеры (17), образованные в основном из олефинов C₂-C₉, а также любую другую фракцию с высоким содержанием олефинов C₂-C₉, поступающую, например, с установки коксования, легкого крекинга, конверсии метанола в олефины (MTO) или с любого другого процесса превращения спирта в олефины, с парового крекинга.

Согласно изобретению, катализатор каталитического крекинга состоит из матрицы оксида алюминия, оксида кремния или силикоалюминия с или без цеолита типа Y ультрастабильного, диспергированного в этой же матрице. Можно также предусмотреть добавление присадки на основе цеолита ZSM5, причем полное количество кристаллов ZSM5 в установке крекинга ниже 30 масс.%.

Таким образом, изобретение можно определить как способ, позволяющий улучшить выработку фракции среднего дистиллята и снизить выработку бензиновой фракции, исходя из тяжелой углеводородной фракции (1) с начальной температурой кипения, больше или равной 340°C, причем в указанном способе применяется установка каталитического крекинга (2), совмещенная с одной или несколькими установками олигомеризации (12), работающими в режиме среднего дистиллята, способ, в котором сырье ((7), обозначенное (11) после возможной гидрообработки) для установки олигомеризации состоит из фракции, содержащей от 2 до 9 атомов углерода, которая может быть образована из нескольких отдельных фракций, как, например, из фракции C₃-C₆ и фракции C₈-C₉, поступающей с установки FCC.

Потоки с установки олигомеризации (12) разделяют перегонкой или любым другим способом на три фракции:

- фракцию (13), называемую рафинатом, которая соответствует не вступившим в реакцию олефинам и парафинам из сырья (11),

- фракцию, называемую легкими олигомерами (15), и

- фракцию, называемую тяжелыми олигомерами (14).

Фракция легких олигомеров (15) имеет температуру кипения ниже 180°C, предпочтительно ниже 150°C. Эта фракция состоит из вторичного сырья, которое возвращают в реактор с восходящим потоком установки FCC. Указанная фракция легких олигомеров (15) может быть также дополнена любой фракцией с высоким содержанием олефинов C₂-C₉ (17), которая может состоять из нескольких отдельных фракций, например из фракции C₃-C₆ и фракции C₈-C₉, имеющих температуру кипения ниже 180°C, предпочтительно ниже 150°C, полученной другими способами, такими, например, как способ коксования, легкого крекинга, способ MTO (или любой другой способ превращения спирта в олефины), парового крекинга или же способ синтеза Фишера-Тропша, причем эти различные фракции (17) могут возвращаться по отдельности или в смеси. Эти различные фракции легких олигомеров, поступающие с других установок, отличных от олигомеризации (12), представлены потоком (17).

Фракция тяжелых олигомеров (14) имеет температуру кипения выше 130°C, предпочтительно выше 150°C. Эта фракция, называемая тяжелыми олигомерами, вводится в средний дистиллят, полученный на установке каталитического крекинга.

Установка каталитического крекинга (2) может содержать единственный реактор, обрабатывающий одновременно тяжелую фракцию и вторичное сырье, или два разных реактора, обрабатывающих один тяжелую фракцию (1), а другой легкую фракцию (15) и (17). Кроме того, каждый реактор может быть реактором с восходящим потоком или с нисходящим потоком. Чаще всего, оба реактора имеют один и тот же режим течения.

Когда каталитический крекинг осуществляют в единственном реакторе с восходящим потоком, температура на выходе реактора (ROT) составляет от 450°C до 650°C, предпочтительно от 470°C до 620°C, и отношение C/O составляет от 2 до 20, предпочтительно от 4 до 15.

Когда реактор является реактором с нисходящим потоком, температура на выходе реактора (ROT) составляет от 480°C до 650°C, а отношение C/O составляет от 10 до 50.

Когда каталитический крекинг осуществляют в двух разных реакторах FCC с восходящим потоком, первый реактор FCC, осуществляющий крекинг тяжелой фракции (1), работает при температуре на выходе реактора (ROT1) от 450°C до 650°C, предпочтительно от 470°C до 620°C, и при отношении C/O от 2 до 20, предпочтительно от 4 до 15. Второй реактор FCC, осуществляющий крекинг фракции легких олигомеров с установки олигомеризации (15) или внешних установок (17), работает при температуре на выходе реактора (ROT2) от 500°C до 750°C, предпочтительно от 570°C до 650°C, и при отношении C/O от 8 до 40.

Когда каталитический крекинг осуществляют в двух разных реакторах FCC с нисходящим потоком, первый реактор FCC, осуществляющий крекинг тяжелой фракции (1), работает при температуре на выходе реактора (ROT1) от 480°C до 650°C и при отношении C/O от 10 до 50, а второй реактор FCC, осуществляющий крекинг фракции легких олигомеров, полученных на установке олигомеризации (15) или внешних установках (17), работает при температуре на выходе реактора (ROT2) от 570°C до 750°C, при отношении C/O от 10 до 50.

Поток отработанного катализатора, выходящий с обоих реакторов FCC, отделяют от продуктов крекинга любой системой разделения газ/твердое вещество, известной специалисту, и регенерируют в общей зоне регенерации.

Ниже подробнее описываются конкретные условия в разных установках способа согласно изобретению.

1) Каталитический крекинг (FCC)

Катализатор в реакторе FCC обычно состоит из частиц со средним диаметром, обычно составляющим от 40 до 140 микрон (1 микрон=10^-6 метра), чаще всего от 50 до 120 микрон.

Катализатор каталитического крекинга содержит по меньшей мере одну подходящую матрицу, такую как оксид алюминия, оксид кремния или силикоалюминий, в присутствии или отсутствие цеолита типа Y, диспергированного в этой матрице.

Катализатор может дополнительно содержать по меньшей мере один цеолит, обладающий селективностью по форме молекулы, одного из следующих структурных типов: MEL (например, ZSM-11), MFI (например, ZSM-5), NES, EUO, FER, CHA (например, SAPO-34), MFS, MWW. Он может также содержать следующие цеолиты: NU-85, NU-86, NU-88 и IM-5, которые также обладают селективностью по форме молекулы.

Преимуществом этих цеолитов, обладающих селективностью по форме молекулы, является получение лучшей селективности пропилен/изобутен, то есть более высокое отношение пропилен/изобутен в потоках, выходящих с крекинга.

Доля цеолита, имеющего селективность по форме молекулы, от общего количества цеолита может варьироваться в зависимости от используемого сырья и структуры искомых продуктов. Часто используется от 0,1 до 60%, предпочтительно от 0,1 до 40% и, в частности, от 0,1 до 30 масс.% цеолита, имеющего селективность по форме молекулы.

Цеолит или цеолиты могут быть распределены в матрице на основе оксида кремния, оксида алюминия или силикоалюминия, причем доля цеолита (всех смешанных цеолитов) от массы катализатора часто составляет от 0,7 до 80 масс.%, предпочтительно от 1 до 50 масс.%, еще более предпочтительно от 5 до 40 масс.%.

В случае использования нескольких цеолитов они могут быть введены в единственную матрицу или в несколько разных матриц. Содержание цеолита, обладающего селективностью по форме молекулы, составляет менее 30 масс.% от полного количества.

Катализатор, используемый в реакторе каталитического крекинга, может состоять из цеолита типа Y ультрастабильного, распределенного в матрице оксида алюминия, оксида кремния или силикоалюминия, к которому добавляют присадку на основе цеолита ZSM5, причем количество кристаллов ZSM5 в полном составе ниже 30 масс.%.

Установка разделения потоков из реактора установки каталитического крекинга (FCC) содержит обычно первичное разделение потоков с FCC, секцию сжатия и фракционирования газов, а также дистилляции для фракционирования различных жидких фракций. Этот тип установки фракционирования хорошо знаком специалисту.

2) Олигомеризация

Целью этого этапа является олигомеризация олефинов C₂-C₉, которые могут состоять из нескольких отдельных фракций, например из фракции C₃-C₆ и фракции C₈-C₉, чтобы получить смесь углеводородов, содержащую моноолефины с числом атомов углерода, преимущественно больше или равным 9. Типично, исходя из олефинов C₄, получают олигомеры, число атомов углерода которых, как правило, меньше или равно 30, а по большей части составляет от 8 до 20.

Олигомеризация отличается от полимеризации присоединением ограниченного числа молекул. В контексте изобретения число присоединенных молекул составляет от 2 до 10, границы включены, обычно от 2 до 5, в частности, от 2 до 4.

Однако олигомеры могут содержать следовые количества олигомеризованных олефинов с числом молекул более 10. Чаще всего эти следовые количества составляют менее 5 масс.% образованных олигомеров.

Олигомеризация может проводиться в один или несколько этапов, с одним или несколькими реакторами, соединенными параллельно или последовательно, и с одним или несколькими катализаторами. Следующее описание катализатора и рабочих условий может применяться к любому из этапов и/или к любому из реакторов.

Используемый катализатор олигомеризации предпочтительно является катализатором на основе алюмосиликата или цеолита. Рабочая температура составляет от 100°C до 350°C, предпочтительно от 150°C до 270°C. Рабочее давление составляет от 1 до 10 МПа (1 МПа=10⁶ Паскаль=10 бар).

Изобретение разъясняется более подробно посредством описания фиг.1, на которой схематично показан способ по изобретению.

Сырье (1) вводят в установку FCC (2), как и альтернативное сырье (17) с начальной температурой кипения 220°C, предпочтительно 150°C, которое может составлять до 30% от загрузки FCC, предпочтительно менее 20%. Это сырье (17) является факультативным, так как способ согласно изобретению вполне может функционировать только с сырьем (1).

Классически с установок FCC (2) получают, в порядке возрастания молекулярной массы:

- фракцию сухого газа (3), состоящую из водорода (H₂), метана и, возможно, этана, этилена и пропана,

- фракцию (7), образованную молекулами C₂-C₉, обработка которых является объектом настоящего изобретения,

- бензиновую фракцию (16) с интервалом кипения от 25 до 150°C, даже до 220°C,

- фракцию (4), называемую "дистиллятом", часто обозначаемую LCO (сокращение от Light Cycle Oil - легкий рецикловый газойль),

- фракцию (5), называемую "суспензия", которую присоединяют к топливному пулу.

Фракцию (7) можно в некоторых случаях проводить на всех установках (8) (обычно на установках селективного гидрирования, чтобы устранить диолефины или азотсодержащие соединения), которые соединяют с сырьем (11), питающим установку олигомеризации (12).

Дополнительные олефиновые фракции (9), происходящие из других установок, могут добавляться в поток (7) и/или в поток (11), в зависимости от необходимости подвергать их гидрообработке в установке (8).

Из установок олигомеризации (12) отбирают 3 фракции:

- фракцию (13), называемую рафинатом, которая соответствует не вступавшим в реакцию олефинам и парафинам из сырья (11), которую можно направить в бензиновый пул,

- фракцию, называемую легкими олигомерами (15), верхняя температура кипения которой является температурой кипения ниже 150°C, предпочтительно ниже 170°C. Именно эта фракция представляет собой особый рецикл на установку FCC,

- фракцию (14), называемую тяжелыми олигомерами, которая имеет температуру кипения выше 130°C, предпочтительно выше 150°C, и которая включается в средний дистиллят (4).

ПРИМЕРЫ

Ниже приводятся 3 примера для иллюстрации улучшенных характеристик способа согласно настоящему изобретению (примеры 2 и 3) в сравнении со способом согласно уровню техники (пример 1).

Пример 1 (уровень техники): базовый вариант

Этот первый пример образует базовый вариант и соответствует установке FCC с одним реактором восходящего потока с производительностью 40000 BPSD, то есть 265 м³/ч, (сокращение BPSD означает баррелей в сутки), обрабатывающим смесь 70% гидрообработанного VGO и 30% прямогонного VGO (то есть сразу с установки вакуумной дистилляции). Установка FCC работает с каталитической системой, состоящей из оксида кремния.

Основные характеристики сырья, а также рассматриваемые рабочие условия представлены ниже в таблицах 1 и 2 соответственно.

Таблица 1
Основные характеристики сырья VGO Плотность 15/4°C   0,91 Сера масс.% 0,65 Азот в.ч./млн 900 Коксовый остаток по Конрадсону масс.% <0,1 Никель в.ч./млн <0,1 Ванадий в.ч./млн <0,1 Водород масс.% 12,7

Таблица 2
Рабочие условия в FCC, пример 1   Пример 1 Производительность установки FCC сырья VGO баррель/сут 400000 Расход сырья VGO т/ч 241 Давление на выходе реактора с восходящим потоком бар(изб.) 1,4 Температура на выходе реактора с восходящим потоком °C 500 Температура предварительного нагрева сырья °C 280 Расход пара т/ч 16,8 Массовое отношение расхода катализатора к расходу сырья   6,4

В этих условиях выходы, в расчете на сырье, продуктов, выходящих из установки, приведены в таблице 3.

Таблица 3
Выход продуктов, пример 1   Базовый вариант Сухие газы 1,80 LPG 16,15 C₃ 1,34 C₃= 4,79 C₄ всего 10,11 Бензин (PI-150°C) 39,14 LCO (150-370°C) 30,35 Суспензия (370+°C) 7,66 Кокс 4,81 ВСЕГО 100

Пример 2: Комбинация установки FCC с установкой олигомеризации олефинов C₄-C₆ без рецикла легких олигомеров

В примере 2 установка FCC работает в тех же условиях, какие описаны для примера 1, но на этот раз фракции C₄ и C₅-C₆ проводятся на установку олигомеризации, работающую на цеолитном катализаторе в рабочих условиях, приведенных в таблице 4, без рецикла легких олигомеров.

Таблица 4
Рабочие условия в установке олигомеризации, пример 2 Установка олигомеризации     Расход сырья C₄, C₅ и C₆ т/ч 115 Температура °C 250 Давление Бар (изб.) 15

В этих условиях выходы продуктов, в расчете на тяжелую фракцию FCC, изменяются так, как показано в таблице 5.

Таблица 5
Выработка продуктов, пример 2   FCC плюс олигомеризация без рецикла легких олигомеров Сухие газы 1,86 LPG 11,46 C₃ 1,34 C₃= 4,78 C₄ всего 5,34 Бензин (PI-150°C) 33,17 LCO (150-370°C) 41,06 Суспензия (370+°C) 7,65 Кокс 4,8 ВСЕГО 100

Комбинация установки FCC с установкой олигомеризации, работающей в режиме, позволяющем ориентировать показатели на средний дистиллят, значительно улучшает полную выработку LCO.

В базовом варианте этот выход LCO составляет 30,3 масс.% от сырья, загружаемого в FCC, по сравнению с 41,1 масс.% в новой конфигурации согласно настоящему изобретению, то есть получается повышение на 36%.

Что касается бензиновой фракции, она снижается на 15%, меняясь с 39,1 масс.% в базовом варианте до 33,2 масс.%.

Таким образом, селективность LCO в сравнении с бензином (отношение LCO/бензин) улучшается, меняясь от 0,77 до 1,24, что является значительным улучшением, учитывая эволюцию на рынке топлива.

Пример 3 (согласно изобретению): Комбинация установки FCC и установки олигомеризации олефинов C₄-C₆ с рециклом легких олигомеров

Пример 3 воспроизводит пример 2, но с возвратом легких олигомеров в реактор с восходящим потоком установки FCC до введения сырья. Так как этот рецикл влияет на выход кокса, тепловой баланс установки FCC изменяется и, как следствие, изменяются ее рабочие условия. Эти условия указаны в таблице 6.

Таблица 6
Рабочие условия в FCC, пример 3 Производительность установки FCC, сырье VGO баррель/сут 400000 Расход сырья VGO т/ч 241 Расход рецикла легких олигомеров т/ч 21,7 Давление на выходе реактора с восходящим потоком бар(изб.) 1,4 Температура на выходе реактора с восходящим потоком °C 500 Температура предварительного нагрева тяжелого сырья °C 280 Расход пара т/ч 16,8 Массовое отношение расхода катализатора к расходу сырья   6,9

В этих условиях выходы продуктов в расчете на тяжелую фракцию FCC изменяются так, как показано в таблице 7.

Таблица 7
Выработка продуктов, пример 3 вес.% FCC плюс олигомеризация с рециклом легких олигомеров Сухие газы 2,46 LPG 14,06 C₃ 1,59 C₃= 7,13 C₄ всего 5,34 Бензин (PI-150°C) 27,57 LCO (150-370°C) 43,09 Суспензия (370+°C) 7,61 Кокс 5,21 ВСЕГО 100

Возврат легких олигомеров позволяет получить 2 дополнительных пункта LCO, что изменяет выход этой фракции с 41,1 до 43,1 масс.%. Это позволяет также значительно снизить выработку бензина на 5,6 пункта. Таким образом, селективность по LCO относительно бензина оказывается улучшенной, изменяясь с 1,24 до 1,56.

В сравнении с примером 2 согласно уровню техники, сочетание установки FCC и установки олигомеризации с рециклом легких олигомеров (15) позволяет повысить LCO на 12,7 пункта, уменьшить фракцию бензина на 11,6 пункта и значительно улучшить селективность по LCO относительно бензина (1,56 против 1,24).

Изобретение относится к способу конверсии тяжелой углеводородной фракции с начальной температурой кипения больше или равной 340°C в средний дистиллят с интервалом кипения от 130 до 410°C. В указанном способе применяется установка каталитического крекинга, совмещенная с одной или несколькими установками олигомеризации, а сырье для установки олигомеризации состоит из широкой фракции, содержащей от 2 до 9 атомов углерода, полученной на установке каталитического крекинга, возможно подвергнутой гидрообработке на установке гидрообработки. Потоки, выходящие из установки олигомеризации, разделяют на три фракции: фракцию, называемую рафинатом, которая соответствует не вступившим в реакцию олефинам и парафинам из сырья установки олигомеризации, которую можно направить в бензиновый пул, фракцию легких олигомеров (15), имеющую температуру кипения ниже 180°C, предпочтительно 150°C, которая образует вторичное сырье, возвращаемое на установку FCC, фракцию тяжелых олигомеров, имеющую температуру кипения выше 130°C, предпочтительно выше 150°C, которую вводят в средний дистиллят, полученный на установке каталитического крекинга. Технический результат - улучшение производительности дистиллята и снижение производительности бензина. 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 табл., 3 пр.

1. Способ конверсии тяжелой углеводородной фракции с начальной температурой кипения больше или равной 340°C в средний дистиллят с интервалом кипения от 130 до 410°C, предпочтительно от 150 до 390°C, причем в указанном способе применяется установка (2) каталитического крекинга, совмещенная с одной или несколькими установками (12) олигомеризации, работающими в следующих условиях: температура от 100°C до 350°C, предпочтительно от 150°C до 270°C, давление от 1 до 10 МПа, причем в этом способе сырье для установки олигомеризации (12) состоит из широкой фракции (7), содержащей от 2 до 9 атомов углерода, полученной на установке каталитического крекинга (2), возможно, подвергнутой гидрообработке на установке гидрообработки (8), причем потоки, выходящие из установки олигомеризации (2), разделяют на три фракции:
- фракция (13), называемая рафинатом, которая соответствует не вступившим в реакцию олефинам и парафинам из сырья (7) установки олигомеризации (12), которую можно направить в бензиновый пул,
- фракция легких олигомеров (15), имеющая температуру кипения ниже 180°C, предпочтительно 150°C, которая образует вторичное сырье, возвращаемое на установку FCC,
- фракция тяжелых олигомеров (14), имеющая температуру кипения выше 130°C, предпочтительно выше 150°C, которую вводят в средний дистиллят, полученный на установке каталитического крекинга (2).

2. Способ конверсии тяжелой фракции с начальной температурой кипения больше или равной 340°C в средний дистиллят по п. 1, в котором фракцию, называемую легкими олигомерами (15), возвращаемую на установку FCC, смешивают с фракцией (17), обогащенной олефинами C₂-C₉, которая может состоять из нескольких отдельных фракций, как, например, из фракции C₃-C₆ и фракции C₈-C₉, полученной другими способами, такими, например, как способ коксования, легкого крекинга, конверсии метанола в олефины (MTO) или любой другой способ конверсии спирта в олефины, паровой крекинг или же синтез Фишера-Тропша, причем эти фракции могут возвращать по отдельности или в смеси.

3. Способ конверсии тяжелой фракции с начальной температурой кипения больше или равной 340°C в средний дистиллят по п. 1, в котором установка каталитического крекинга (2) состоит из единственного реактора, работающего в режиме восходящего потока, причем температура на выходе реактора (ROT) составляет от 450°C до 650°C, предпочтительно от 470°C до 620°C, и отношение C/O составляет от 2 до 20, предпочтительно от 4 до 15.

4. Способ конверсии тяжелой фракции с начальной температурой кипения больше или равной 340°C в средний дистиллят по п. 1, в котором установка каталитического крекинга состоит из двух разных реакторов, работающих в режиме восходящего потока, причем
- один обрабатывает основную тяжелую фракцию в следующих условиях: температура на выходе реактора (ROT1) составляет от 450°C до 640°C, предпочтительно от 470°C до 620°C, и отношение C/O составляет от 2 до 20, предпочтительно от 4 до 15,
- второй обрабатывает фракцию легких олигомеров в следующих условиях: температура на выходе реактора (ROT2) от 500°C до 750°C, предпочтительно от 570°C до 650°C, и отношение C/O от 8 до 40.

5. Способ конверсии тяжелой фракции с начальной температурой кипения больше или равной 340°C в средний дистиллят по п. 1, в котором в установке каталитического крекинга используют катализатор, имеющий некоторую долю цеолита с селективностью по форме молекулы, выбранного из следующей первой группы: MEL (например, ZSM-11), MFI (например, ZSM-5), NES, EUO, FER, CHA (например, SAPO-34), MFS, MWW.

6. Способ конверсии тяжелой фракции с начальной температурой кипения больше или равной 340°C в средний дистиллят по п. 1, в котором в установке каталитического крекинга применяется катализатор, имеющий некоторую долю цеолита с селективностью по форме молекулы, выбранного из следующей второй группы: NU-85, NU-86, NU-88 и IM-5.

7. Способ конверсии тяжелой фракции с начальной температурой кипения больше или равной 340°C в средний дистиллят по п. 1, в котором доля цеолита с селективностью по форме молекулы составляет от 5% до 40% от массы катализатора.