ИНТЕГРИРОВАННЫЙ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЕНЗИНА Российский патент 2021 года по МПК C10G69/08 C10G63/00 C07C5/22 

Предпосылки создания изобретения

Технические характеристики бензина становятся более жесткими, и нефтеперерабатывающим заводам становится все сложнее им соответствовать. Например, НПЗ, использующим технологии гидрокрекинга, сложно соблюдать требования стандарта по содержанию ароматических углеводородов в бензине марки Евро-5, при этом поддерживая значение числа RONC (октановое число по исследовательскому методу) на уровне не ниже 95 без получения экспортного потока тяжелого лигроина. Например, некоторые стандарты могут ограничивать концентрации ароматических углеводородов в бензине до уровня не более 35 об.% жидкости; концентрацию бензола до уровня не более 1,0 об.% жидкости; характеристики отгонки и предельное давление паров по Рейду (RVP) и т.п. Поток тяжелого лигроина имеет более низкую стоимость, что, таким образом, снижает рентабельность НПЗ.

Типичная секция переработки лигроина на НПЗ, использующем технологии гидрокрекинга, включает в себя зону изомеризации C₅–C₆ и зону каталитического риформинга. Чтобы свести к минимуму производство ароматических углеводородов, необходимо удалять соединения C₇ из сырья и направлять их в зону каталитического риформинга. Это можно осуществлять, например, посредством использования второй колонны разделения лигроина или отбора бокового погона из колонны разделения лигроина. Хотя этот подход сводит к минимуму количество ароматических углеводородов, получаемых из соединений С₇, он не позволяет получать бензин с числом RONC 95 из-за низких октановых чисел смешения компонентов в потоке C₇ при смешивании непосредственно в парке смешения бензина.

Решение состоит в использовании зоны одноступенчатой изомеризации C₇ с большим рециркуляционным потоком с целью максимального увеличения октанового числа изомеризата. Для максимального увеличения октанового числа используют колонну деизогептанизации (DIHP) с получением потока верхнего продукта, потока бокового погона и потока нижнего продукта. Поток верхнего продукта преимущественно содержит мультиразветвленные углеводороды C₇ с высоким октановым числом. Поток бокового погона представляет собой смесь моноразветвленных, нормальных и циклоалканов C₇. Он представляет собой поток с более низким октановым числом и возвращается в реактор для конверсии в мультиразветвленные соединения C₇. Поток нижнего продукта содержит н-гептан, циклоалканы C₇ и тяжелые углеводороды. Конфигурация зоны изомеризации C₇, которая необходима для получения высокой доли бензина с числом RONC 95, приводит к очень высоким эксплуатационным затратам из-за большого рециркуляционного потока и недостаточной эксплуатационной гибкости, что обусловливается одноступенчатой изомеризацией.

Таким образом, существует потребность в более гибком способе получения бензина с увеличенной фракцией с числом RONC 95.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 представлен способ производства бензина.

На фиг. 2 представлен один вариант осуществления способа настоящего изобретения.

Краткое описание и подробное описание изобретения

Был разработан интегрированный способ производства бензина с числом RONC 95. Способ включает зону изомеризации C₅–C₆, две зоны изомеризации C₇ и зону риформинга. Применение двух зон изомеризации C₇ устраняет необходимость в большом рециркуляционном потоке из колонны деизогептанизации. Такая конфигурация приводит к значительной экономии эксплуатационных расходов и способствует увеличению общего выхода бензина из комплекса.

Первая зона изомеризации C₇ выполнена с возможностью изомеризации парафинов C₇. Продукт из первой зоны изомеризации C₇ направляют в колонну деизогептанизации для отделения потока, содержащего изопарафины C₇ (обычно 20–100 мол.% изопарафинов или 30–100 мол.%), в виде верхнего продукта и потока, содержащего циклоалканы C₇ (обычно 20–100 мол.% циклоалканов, или 30–100 мол.%, или 40–100 мол.%, или 50–100 мол.%), в виде нижнего продукта. Поток, содержащий циклоалканы C₇, подают во вторую зону изомеризации C₇. Вторая зона изомеризации C₇ выполнена с возможностью максимальной изомеризации циклоалканов C₇ до циклоалканов с более высокими октановыми числами. Включение второй зоны изомеризации C₇ обеспечивает улучшенное управление молекулярной структурой и повышает общую эффективность способа.

Условия подачи и рабочие условия в двух зонах изомеризации C₇ отличаются друг от друга, чтобы увеличивать октановое число и селективность способа. Первая зона изомеризации C₇ оптимизирована в расчете на увеличение степени изомеризации парафинов C₇ и повышения сохранения C₅⁺. Это достигается посредством работы при более низкой температуре, что способствует образованию мультиразветвленных парафинов C₇, которые имеют более высокие октановые числа смешения. Выбор низкой температуры также снижает крекинг и, следовательно, повышает сохранение C₅⁺. Поскольку в первую зону изомеризации C₇ подают максимальный объем сырья, а работу осуществляют при мягких условиях, это оказывает существенное влияние на сохранение общего выхода C₅⁺.

Наличие циклоалкановых соединений C₇ в сырье, подаваемом в первую зону изомеризации C₇, также ингибирует крекинг парафина, увеличивая выход C₅⁺. Более низкие температуры в первой зоне изомеризации C₇ также способствуют образованию метилциклогексана, что облегчает отделение друг от друга мультиразветвленных парафинов C₇ и циклоалканов C₇ в расположенной ниже по потоку колонне деизогептанизации. Метилциклогексан имеет температуру кипения 100,4°C (213,7°F), что намного выше, чем температуры кипения мультиразветвленных парафинов C₇ и циклопентанов C₇. В частности, диметилциклопентаны имеют температуры кипения в диапазоне 87,8–91,7°C (190,1–197°F), а мультиразветвленные парафины C₇ имеют температуры кипения в диапазоне 79,2–89,8°C (174,6–193,6°F). Диметилциклопентаны включают в себя 1,1-диметилциклопентан, транс-1,3-диметилциклопентан и транс-1,2-диметилциклопентан.

Содержание ароматических углеводородов в первой зоне изомеризации C₇ должно быть как можно ниже для предотвращения протекания интенсивных экзотермических реакций, связанных с насыщением ароматических углеводородов. В отношении потоков C₇ с высоким содержанием бензола (например, более 2,5 мас.%), желательно осуществлять насыщение некоторых или всех ароматических соединений до изомеризации потока C₇ в первой зоне изомеризации C₇. Поток C₇ с высоким содержанием бензола сначала будет направлен в зону гидрогенизации с катализатором гидрогенизации, где бензол конвертируется в циклогексан при очень низких потерях в выходе C₅⁺. Затем полученный поток C₇ с циклогексаном подают в первую зону изомеризации C₇. Часть циклогексана, образованного из бензола, изомеризуется до метилциклопентана с более высоким октановым числом в первой зоне изомеризации C₇.

Сырье, подаваемое во вторую зону изомеризации C₇, представляет собой преимущественно циклоалканы C₇, обычно 20–100 мол.% циклоалканов, или 30–100 мол.%, или 40–100 мол.%, или 50–100 мол.%. Циклоалканы содержат атомы водорода и углерода, организованные в структуру, содержащую одно кольцо, причем в этом кольце все связи C–C являются одинарными. К этому кольцу могут быть присоединены углеводородные боковые цепи. Циклопентаны представляют собой циклоалканы (также известные как нафтены), которые содержат 5-членные углеродные кольца и некоторое число боковых цепей какого-либо типа, например метилциклопентан, 1,2-диметилциклопентан, этилциклопентан и т.п. Циклогексаны представляют собой циклоалканы (также известные как нафтены), которые содержат 6-членные углеродные кольца и некоторое число боковых цепей какого-либо типа, например циклогексан, метилциклогексан, этилциклогексан и т.п.

Вторая зона изомеризации C₇ работает в условиях, способствующих повышенному образованию циклопентанов по сравнению с циклогексанами. Вторая зона изомеризации C₇ оптимизирована с учетом максимальной изомеризации циклоалканов C₇ путем работы при более высокой температуре. Циклоалканы более устойчивы к крекингу, чем парафины, поэтому во второй зоне изомеризации C₇ можно поддерживать более высокие рабочие температуры без значительных потерь на легкие фракции. Кроме того, при более высоких температурах термодинамическое равновесие способствует образованию диметилциклопентанов, у которых октановое число по исследовательскому методу более чем на 10 единиц выше, чем у метилциклогексана.

Более высокая температура второй реакционной зоны изомеризации способствует тому, чтобы продукт соответствовал конечным требованиям к компаундированному бензину. Это может быть особенно важно при соблюдении технических требований к бензину марки Евро-5 в отношении числа RONC и E100 (об.% испарившегося бензина при 100°С). Для лигроинового сырья, обедненного С₅ и С₆, сложно получить достаточное количество легких компонентов, чтобы обеспечить соответствие техническим характеристикам отгонки E100 (например, ≥ 46 об.%) для бензина Евро-5. В результате конверсии метилциклогексанов в диметилциклопентаны процентная доля испарившегося бензина при 100°С будет увеличиваться. Эти реакции изомеризации приводят к увеличению числа RONC потока и снижению температур кипения компонентов в продукте.

Более высокие температуры во второй зоне изомеризации C₇ приводят к смещению равновесия между циклоалканами, в результате чего часть циклогексанов конвертируется в циклопентаны; эти реакции изомеризации являются эндотермическими. Если концентрация циклоалканов во второй зоне изомеризации C₇ превышает 65 мол.%, наблюдается снижение температуры вдоль слоев катализатора во второй зоне изомеризации C₇, что ограничивает конверсию циклогексанов в циклопентаны. Если удастся смягчить падение температуры во второй зоне изомеризации C₇, то можно достичь повышенного уровня равновесия циклопентанов с более высокими октановыми числами. Этого результата помогает достичь добавление потока, содержащего ароматические углеводороды, во вторую зону изомеризации C₇. Поток, содержащий ароматические углеводороды, содержит по меньшей мере одно ароматическое соединение, такое как, без ограничений, бензол и/или толуол. Он содержит ароматические соединения в диапазоне 0,1–100 мас.%, или 0,1–90 мас.%, или 0,1–80 мас.%, или 0,1–70 мас.%, или 0,1–60 мас.%, или 0,1–50 мас.%, или 1–100 мас.%, или 1–90 мас.%, или 1–80 мас.%, или 1–70 мас.%, или 1–60 мас.%, или 1–50 мас.%, или 5–100 мас.%, или 5–90 мас.%, или 5–80 мас.%, или 5–70 мас.%, или 5–60 мас.%, или 5–50 мас.%, или 10–100 мас.%, или 10–90 мас.%, или 10–80 мас.%, или 10–70 мас.%, или 10–60 мас.%, или 10–50 мас.%, или 15–100 мас.%, или 15–90 мас.%, или 15–80 мас.%, или 15–70 мас.%, или 15–60 мас.%, или 15–50 мас.%, или 20–100 мас.%, или 20–90 мас.%, или 20–80 мас.%, или 20–70 мас.%, или 20–60 мас.%, или 20–50 мас.%. Насыщение ароматических соединений в условиях второй зоны изомеризации C₇ сопровождается выделением тепла. Выделяемое тепло смягчает падение температуры или приводит к увеличению итоговой температуры во второй зоне изомеризации C₇. Поскольку на выходе из реактора достигается более высокая температура, это приводит к усилению равновесной конверсии циклогексанов в циклопентаны с более высокими октановыми числами. Поток, содержащий ароматические углеводороды, можно также добавлять при относительно небольшом выделении тепла в реакторах для получения содержания циклоалканов 55–65 мол.%, если суммарный экзотермический эффект не превышает 55°С (100°F).

Дополнительные преимущества добавления потока, содержащего ароматические углеводороды, во вторую зону изомеризации C₇ включают в себя: возможность снижения энергии, необходимой для нагрева сырья второй зоны изомеризации C₇, за счет теплоты, выделяющейся при насыщении ароматических углеводородов; снижение содержания ароматических углеводородов в комплексе переработки лигроина, что позволяет обеспечивать соответствие техническим характеристикам бензинового пула, таким как технические характеристики марки Евро-5; и конверсию ароматических соединений в насыщенные циклогексаны и изомеризацию некоторой их части в циклопентаны с более высокими октановыми числами. Например, бензол насыщается с образованием циклогексана (RONC 83,0), а часть затем подвергается изомеризации с образованием метилциклопентана (RONC 91,3). Поток, содержащий ароматические углеводороды, можно получать, например, из колонны разделения риформата или дополнительного фракционирования в колонне разделения лигроина или из любых других подходящих источников.

Улучшенный способ позволяет значительно снизить эксплуатационные и капитальные затраты, снизить первоначальную загрузку катализатора и увеличить выход. Например, в некоторых вариантах осуществления благодаря улучшенной конфигурации способа эксплуатационные затраты снижаются на 57%, капитальные затраты сокращаются на 11%, октан-баррели повышаются на 4% и, кроме того, повышается эксплуатационная гибкость по сравнению с существующим способом. Повышенная эксплуатационная гибкость обусловлена тем фактом, что каждую зону изомеризации C₇ можно независимо контролировать для достижения максимальной эффективности различных реакций изомеризации и выхода.

Один аспект настоящего изобретения представляет собой интегрированный способ производства бензина. В одном варианте осуществления способ включает разделение лигроинового сырья в колонне разделения лигроина на поток легкой фракции, содержащий C₆ и более легкокипящие углеводороды, поток C₇, содержащий углеводороды C₇, и поток тяжелой фракции, содержащий С₈ и более тяжелые углеводороды. По меньшей мере часть потока легкой фракции из колонны разделения лигроина изомеризуют в зоне изомеризации C₅–C₆ в условиях изомеризации с образованием продукта изомеризации C₅–C₆. Поток C₇ из колонны разделения лигроина изомеризуют в первой зоне изомеризации C₇ при первых условиях изомеризации, способствующих образованию мультиразветвленных парафинов и циклогексанов C₇, с образованием первого продукта изомеризации C₇. По меньшей мере часть первого продукта изомеризации C₇ подвергают деизогептанизации в колонне деизогептанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C₇, и поток нижнего продукта, содержащий парафины н-C₇ и циклоалканы C₇. Поток нижнего продукта из колонны деизогептанизации и поток, содержащий ароматические углеводороды, содержащий по меньшей мере одно ароматическое соединение, подают во вторую зону изомеризации C₇, а расход потока, содержащего ароматические углеводороды, регулируют с целью регулирования температуры во второй зоне изомеризации C₇. Поток нижнего продукта из колонны деизогептанизации и поток, содержащий ароматические углеводороды, подвергают изомеризации во второй зоне изомеризации C₇ в условиях изомеризации, способствующих повышенному образованию циклопентанов по сравнению с циклогексанами, с образованием второго продукта изомеризации C₇. Поток тяжелой фракции из колонны разделения лигроина подвергают риформингу в зоне риформинга в условиях риформинга с образованием продукта риформинга. Одно или более из: по меньшей мере части продукта изомеризации C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга смешивают с образованием бензинового компаунда.

В некоторых вариантах осуществления поток, содержащий ароматические углеводороды, содержит по меньшей мере одно из бензола или толуола.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает подачу потока циклоалканов, содержащего по меньшей мере один циклоалкан, во вторую зону изомеризации C₇.

В некоторых вариантах осуществления молярное соотношение циклопентанов/циклоалканов в потоке, содержащем циклоалканы, составляет 1 : 2 или менее.

В некоторых вариантах осуществления вторая зона изомеризации C₇ содержит катализатор, содержащий металлсодержащий катализатор.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает гидропереработку лигроинового сырья перед разделением лигроинового сырья.

В некоторых вариантах осуществления поток C₇ из колонны разделения лигроина дополнительно содержит по меньшей мере одно ароматическое соединение, и способ дополнительно включает гидрогенизацию по меньшей мере части ароматических соединений из потока C₇ из колонны разделения лигроина перед изомеризацией потока C₇ из колонны разделения лигроина.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает разделение первого продукта изомеризации C₇ на поток верхнего продукта, содержащий водород, C₄ и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и второй поток тяжелой фракции, содержащий C₅ и более тяжелые углеводороды, перед деизогептанизацией по меньшей мере части первого продукта изомеризации C₇, и при этом деизогептанизация по меньшей мере части первого продукта изомеризации C₇ включает деизогептанизацию второго потока тяжелой фракции.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает разделение второго продукта изомеризации C₇ на второй поток верхнего продукта, содержащий водород, C₄ и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и поток изомеризованных углеводородов C₇, содержащий C₅ и более тяжелые углеводороды, и при этом смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта изомеризации C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда включает смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта изомеризации C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, потока изомеризованных углеводородов C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает разделение продукта изомеризации C₅–C₆ на третий поток верхнего продукта, содержащий водород, C₄ и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и поток изомеризованных углеводородов C₅–C₆, содержащий C₅ и более тяжелые углеводороды, и при этом смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта изомеризации C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда включает смешивание одного или более из: по меньшей мере части потока изомеризованных углеводородов C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда.

В некоторых вариантах осуществления условия первой зоны изомеризации C₇ включают в себя температуру в диапазоне 40–235°C, или при этом условия второй зоны изомеризации C₇ включают в себя температуру в диапазоне 150–350°C, или выполняются оба условия.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает смешивание по меньшей мере одного дополнительного потока с бензиновым компаундом.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает по меньшей мере одно из: определения по меньшей мере одного параметра способа и формирования сигнала или данных по результатам такого определения; формирования и передачи сигнала; или формирования и передачи данных.

Другой аспект настоящего изобретения представляет собой интегрированный способ производства бензина. В некоторых вариантах осуществления способ включает разделение лигроинового сырья в колонне разделения лигроина на поток легкой фракции, содержащий C₆ и более легкокипящие углеводороды, поток C₇, содержащий углеводороды C₇, и поток тяжелой фракции, содержащий С₈ и более тяжелые углеводороды. По меньшей мере часть потока легкой фракции из колонны разделения лигроина изомеризуют в зоне изомеризации C₅–C₆ в условиях изомеризации с образованием продукта изомеризации C₅–C₆. Поток C₇ из колонны разделения лигроина изомеризуют в первой зоне изомеризации C₇ при первых условиях изомеризации, способствующих образованию мультиразветвленных парафинов и циклогексанов C₇, с образованием первого продукта изомеризации C₇. Первый продукт изомеризации C₇ разделяют на поток верхнего продукта, содержащий водород, C₄ и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и второй поток тяжелой фракции, содержащий C₅ и более тяжелые углеводороды. Второй поток тяжелой фракции подвергают деизогептанизации в колонне деизогептанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C₇, и поток нижнего продукта, содержащий парафины н-C₇ и циклоалканы C₇. Поток нижнего продукта из колонны деизогептанизации и поток, содержащий ароматические углеводороды, содержащий по меньшей мере одно ароматическое соединение, подают во вторую зону изомеризации C₇, а расход потока, содержащего ароматические углеводороды, регулируют с целью регулирования температуры во второй зоне изомеризации C₇. Поток нижнего продукта из колонны деизогептанизации и поток, содержащий ароматические углеводороды, подвергают изомеризации во второй зоне изомеризации C₇ при вторых условиях изомеризации, способствующих повышенному образованию циклопентанов по сравнению с циклогексанами, с образованием второго продукта изомеризации C₇. Поток тяжелой фракции из колонны разделения лигроина подвергают риформингу в зоне риформинга в условиях риформинга с образованием продукта риформинга. Одно или более из: потока изомеризованных углеводородов C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга смешивают с образованием бензинового компаунда.

В некоторых вариантах осуществления поток, содержащий ароматические углеводороды, содержит по меньшей мере одно ароматическое соединение, представляющее собой по меньшей мере одно из бензола или толуола.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает подачу потока циклоалканов, содержащего по меньшей мере одно циклоалкановое соединение, во вторую зону изомеризации C₇.

В некоторых вариантах осуществления молярное соотношение циклопентанов/циклоалканов в потоке, содержащем циклоалканы, составляет 1 : 2 или менее.

В некоторых вариантах осуществления условия первой зоны изомеризации C7 включают в себя температуру в диапазоне 40–235°C, или при этом условия второй зоны изомеризации C₇ включают в себя температуру в диапазоне 150–350°C, или выполняются оба условия.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает гидропереработку лигроинового сырья перед разделением лигроинового сырья.

В некоторых вариантах осуществления поток C₇ из колонны разделения лигроина дополнительно содержит по меньшей мере одно ароматическое соединение, и способ дополнительно включает гидрогенизацию по меньшей мере части ароматических соединений из потока C₇ из колонны разделения лигроина перед изомеризацией потока C₇ из колонны разделения лигроина.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает разделение второго продукта изомеризации C₇ на второй поток верхнего продукта, содержащий водород, C₄ и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и поток изомеризованных углеводородов C₇, содержащий углеводороды C₅ и более тяжелые углеводороды, и при этом смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта изомеризации C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда включает смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта изомеризации C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, потока изомеризованных углеводородов C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает разделение продукта изомеризации C₅–C₆ на третий поток верхнего продукта, содержащий водород, C₄ и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и поток изомеризованных углеводородов C₅–C₆, содержащий C₅ и более тяжелые углеводороды, и при этом смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта изомеризации C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда включает смешивание одного или более из: по меньшей мере части потока изомеризованных углеводородов C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда.

В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает смешивание по меньшей мере одного дополнительного потока с бензиновым компаундом.

На фиг. 1 представлен один пример комплекса переработки лигроина на основе гидрокрекинга. Первый поток 105 лигроинового сырья подают в установку 110 гидроочистки лигроина. Гидроочищенный поток 115 лигроина подают в колонну 120 разделения лигроина, где его разделяют на поток 125 легкой фракции, поток 130 C₇ и поток 135 тяжелой фракции. Поток 125 легкой фракции содержит C₆ и более легкокипящие углеводороды, поток 130 C₇ содержит углеводороды C₇, а поток 135 тяжелой фракции содержит C₈ и более тяжелые углеводороды.

Поток 125 легкой фракции из колонны 120 разделения лигроина подают в зону 140 изомеризации C₅–C₆, в которой C₆ и более легкокипящие углеводороды, подвергают изомеризации до разветвленных углеводородов, образующих продукт 145 изомеризации C₅–C₆.

Поток 135 тяжелой фракции из колонны 120 разделения лигроина подвергают риформингу в установке 150 риформинга с образованием риформата 155.

Поток 130 C₇ подают в зону 160 изомеризации C₇ с образованием продукта 165 изомеризации C₇. Продукт 165 изомеризации C₇ подают в колонну 170 деизогептанизации, в которой он разделяется на поток 175 верхнего продукта, поток 180 нижнего продукта и рециркуляционный поток 185. Поток 175 верхнего продукта включает в себя мультиразветвленные углеводороды C₇, а поток 180 нижнего продукта включает в себя циклоалканы C₇ и тяжелые углеводороды.

Рециркуляционный поток 185 содержит н-гептан, моноразветвленные парафины C₇ и циклоалканы C₇ и его рециркулируют назад в зону 160 изомеризации C₇.

Продукт 145 изомеризации C₅–C₆, поток 175 верхнего продукта из колонны 170 деизогептанизации, поток 180 нижнего продукта из колонны 170 деизогептанизации и риформат 155 объединяют с образованием потока 190 бензина. В поток 190 бензина необязательно может быть включен поток 195 C₄, содержащий парафины н-C₄ и изо-C₄.

Однако такая конфигурация предполагает увеличение капитальных и эксплуатационных расходов для получения высокой процентной доли бензинов с числом RONC 95. Для получения более высоких октановых чисел рециркуляционный поток 185 обычно поддерживают большим или равным по скорости подачи потоку 130 C₇. В результате размер сосуда и количество катализатора в зоне 160 изомеризации C₇ и размер колонны 170 деизогептанизации приходится существенно увеличивать, чтобы перерабатывать объединенное сырье, состоящее из потока 130 C₇ и рециркуляционного потока 185. Такая конфигурация также приводит к значительному увеличению эксплуатационных расходов на колонну 170 деизогептанизации.

На фиг. 2 показан один вариант осуществления интегрированного комплекса настоящего изобретения.

Лигроиновое сырье для комплекса переработки лигроина, которое может быть использовано в настоящем документе, содержит углеводороды в диапазоне от C₄ до C₁₂, состоящие из нормальных парафинов, изопарафинов, циклоалканов и ароматических углеводородов. Лигроиновое сырье может также содержать низкие концентрации ненасыщенных углеводородов, серосодержащих углеводородов, азотсодержащих углеводородов, кислородсодержащих углеводородов, металлов и других примесей.

Первый поток 205 лигроинового сырья подают в установку 210 гидроочистки лигроина. Гидроочистка представляет собой процесс, в котором обеспечивают взаимодействие газообразного водорода и потока углеводорода в присутствии подходящих катализаторов, которые преимущественно проявляют активность в отношении удаления оксигенатов и гетероатомов, например серы и азота и металлов из углеводородного сырья. В процессе гидроочистки углеводороды, имеющие двойные и тройные связи, могут превращаться в насыщенные соединения. Ароматические углеводороды могут также быть насыщенными. Типовые условия реакции гидроочистки включают температуру от 290°C (550°F) до 455°C (850°F), давление от 3,4 МПа (500 фунтов на кв. дюйм изб.) до 6,2 МПа (900 фунтов на кв. дюйм изб.), часовую объемную скорость жидкости от 0,5 ч^-1 до 4 ч^-1 и скорость водорода от 168 до 1011 Нм³/м³ нефти (1000–6000 ст. куб. фут/баррель). Типовые катализаторы гидроочистки включают по меньшей мере один металл 8 группы, предпочтительно железо, кобальт и никель, и по меньшей мере один металл 6 группы, предпочтительно молибден и вольфрам, нанесенные на подложку из материала с высокой удельной площадью поверхности, предпочтительно из оксида алюминия. Другие типовые катализаторы гидроочистки включают цеолитные катализаторы, а также катализаторы из благородных металлов, причем благородный металл выбран из палладия и платины.

Гидроочищенный поток 215 лигроина подают в колонну 220 разделения лигроина, где его разделяют на поток 225 легкой фракции, поток 230 C₇ и поток 235 тяжелой фракции. Поток 225 легкой фракции содержит C₆ и более легкокипящие углеводороды, поток 230 C₇ содержит углеводороды C₇, а поток 235 тяжелой фракции содержит C₈ и более тяжелые углеводороды. Колонна 220 разделения лигроина может содержать, например, колонну с разделительной стенкой или две последовательно соединенные колонны.

Поток 225 легкой фракции из колонны 220 разделения лигроина подают в зону 240 изомеризации C₅–C₆. Зона 240 изомеризации C₅–C₆ может представлять собой зону изомеризации любого типа, которая принимает поток неразветвленных углеводородов C₅–C₆ или смесь неразветвленных, разветвленных и циклоалкановых углеводородов и в которой неразветвленные углеводороды из подаваемой смеси конвертируются в разветвленные углеводороды, а разветвленные углеводороды конвертируются в более сильно разветвленные углеводороды с образованием, таким образом, продукта, содержащего разветвленные и неразветвленные углеводороды. Зона 240 изомеризации C₅–C₆ может включать один или более реакторов изомеризации, теплообменников сырье/продукт, межреакторных теплообменников, осушителей, абсорберов для защиты от сернистых соединений, сепараторов, стабилизаторов, компрессоров, колонну деизопентанизации, колонну деизогексанизации, рециркуляционных потоков и другого оборудования, известного в данной области (не показано). Поток обогащенного водородом газа (не показан), как правило, смешивают с потоком 225 легкой фракции и нагревают до температур реакции. Поток обогащенного водородом газа, например, содержит 50–100 мол.% водорода. Водород может быть отделен от продукта реакции, компримирован и рециркулирован обратно для смешивания с потоком 225 легкой фракции.

Поток 225 легкой фракции и водород в зоне 240 изомеризации C₅–C₆ приводят в контакт с катализатором изомеризации, образующим продукт 245 изомеризации C₅–C₆. Каталитические композиты, которые можно применять в зоне 240 изомеризации C₅–C₆, включают в себя традиционные катализаторы изомеризации, включая платину, нанесенную на хлорированный оксид алюминия, кристаллические алюмосиликаты или цеолиты, и другие катализаторы на основе сильных твердых кислот, такие как вольфрамированный диоксид циркония, сульфатированный диоксид циркония и модифицированный сульфатированный диоксид циркония. Подходящие каталитические композиции этого типа будут демонстрировать селективность и значительную изомеризационную активность в рабочих условиях способа.

Другой подходящий катализатор изомеризации представляет собой катализатор на основе сильной твердой кислоты, который содержит сульфатированную подложку из оксида или гидроксида металла группы IVB (4 по номенклатуре ИЮПАК), предпочтительно оксида или гидроксида циркония, по меньшей мере первый компонент которого представляет собой лантаноидный или иттриевый компонент и по меньшей мере второй компонент которого представляет собой металлический компонент платиновой группы. Катализатор необязательно содержит связующее, представляющее собой неорганический оксид, в первую очередь, оксид алюминия.

Материал подложки катализатора на основе сильной твердой кислоты содержит оксид или гидроксид элемента группы IVB (4 по номенклатуре ИЮПАК). В одном варианте осуществления элемент группы IVB представляет собой цирконий или титан. Сульфат нанесен на материал подложки. Компонент элемента из семейства лантанидов вводится в композит любыми подходящими способами. Компонент элемента из семейства лантанидов может быть выбран из группы, состоящей из лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия и лютеция. Подходящие количества компонента элемента из семейства лантанидов находятся в диапазоне от 0,01 до 10 мас.% в расчете на элементный состав катализатора. Металлический компонент из платиновой группы добавляют к каталитическому композиту любыми известными в данной области способами для получения эффективного катализатора, например путем пропитки. Металлический компонент из платиновой группы может быть выбран из группы, состоящей из платины, палладия, рутения, родия, иридия или осмия. Приемлемыми являются количества в диапазоне от 0,01 до 2 мас.% металлического компонента из платиновой группы в расчете на элементный состав катализатора.

Катализатор необязательно связан огнеупорным неорганическим оксидом. Связующее, если его используют, обычно содержит от 0,1 до 50 мас.%, предпочтительно от 5 до 20 мас.% готового катализатора. Подложка, сульфат, металлические компоненты и необязательное связующее могут быть смешаны в любом порядке, обеспечивающем получение эффективного катализатора, подходящего для изомеризации углеводородов. Примерами подходящих атомных соотношений лантанида или иттрия к металлу платиновой группы для данного катализатора являются по меньшей мере 1 : 1; например 2 : 1 или более; например 5 : 1 или более. Катализатор может необязательно дополнительно включать третий компонент, представляющий собой железо, кобальт, никель, рений или их смеси. Например, железо может присутствовать в количествах в диапазоне от 0,1 до 5 мас.% в расчете на элементный состав катализатора. В одном примере осуществления катализатор изомеризации на основе сильной твердой кислоты представляет собой сульфатированный цирконий или модифицированный сульфатированный цирконий.

Другой класс катализаторов изомеризации, подходящих для применения в настоящем изобретении, включает в себя катализаторы на основе платины, нанесенной на хлорированный оксид алюминия. В одном варианте осуществления оксид алюминия представляет собой безводную γ-модификацию оксида алюминия с высокой степенью чистоты. Катализатор может также содержать другие металлы платиновой группы. Термин «металлы платиновой группы» относится к благородным металлам, за исключением серебра и золота, которые выбраны из группы, состоящей из платины, палладия, германия, рутения, родия, осмия и иридия. Эти металлы демонстрируют различия в активности и селективности, поэтому на текущий момент наиболее приемлемым для данного способа металлом является платина. Катализатор будет содержать от 0,1 до 0,25 мас.% платины. Другие металлы платиновой группы могут присутствовать в концентрации от 0,1 до 0,25 мас.%. Платиновый компонент может присутствовать в конечном каталитическом композите в виде оксида или галогенида или в виде элементарного металла. Оказалось, что наиболее подходящим для данного способа является присутствие платинового компонента в восстановленном состоянии. Хлоридный компонент, известный в данной области как «комбинированный хлорид», присутствует в количестве от 2 до 10 мас.% в расчете на сухой материал подложки. Оказалось, что наиболее благоприятным для данного способа является применение хлорида в количествах более 5 мас.%. Неорганический оксид предпочтительно содержит оксид алюминия и более предпочтительно γ-модификацию оксида алюминия, η-модификацию оксида алюминия и их смеси.

Общеизвестно, что катализаторы на основе платины, нанесенной на высокохлорированный оксид алюминия, такого типа очень чувствительны к серо- и кислородсодержащим соединениям. Таким образом, для применения таких катализаторов необходимо, чтобы сырье по существу не содержало таких соединений. Как правило, для применения катализаторов на основе платины, нанесенной на высокохлорированный оксид алюминия, необходимо, чтобы концентрация серы не превышала 0,5 ч.н.м. Присутствие серы в сырье приводит к временной деактивации катализатора в результате отравления платины. Активность катализатора можно восстановить путем отгонки серы из каталитического композита горячим водородом или путем снижения концентрации серы в поступающем сырье до уровня ниже 0,5 ч.н.м., в этом случае углеводород будет десорбировать серу, адсорбированную на катализаторе. Вода может приводить к необратимой деактивации катализатора вследствие удаления из катализатора высокоактивного хлорида и замены его неактивным гидроксидом алюминия. Таким образом, вода, а также оксигенаты, в частности оксигенаты C₁–C₅, которые могут разлагаться с образованием воды, допустимы только в очень низких концентрациях. Как правило, требуется ограничить содержание оксигенатов в сырье до 0,1 ч.н.м. Сырье можно обрабатывать любым способом, приводящим к удалению воды и соединений серы. Серу можно удалять из потока сырья посредством гидроочистки. Для удаления воды из компонентов сырья существует множество коммерческих осушителей. Способы адсорбции для удаления серы и воды из потоков углеводородов также хорошо известны специалистам в данной области.

Рабочие условия в зоне изомеризации выбирают таким образом, чтобы обеспечивать максимальное получение изоалканового продукта из компонентов сырья. Температуры в зоне изомеризации, как правило, находятся в диапазоне от 40°C до 235°C (от 104°F до 455°F). Более низкие температуры реакции обычно способствуют получению равновесных смесей изоалканов по сравнению с нормальными алканами. Более низкие температуры особенно полезны при переработке сырья, состоящего из алканов C₅ и C₆, причем более низкие температуры способствуют получению равновесных смесей с наивысшей концентрацией наиболее разветвленных изоалканов. Если подаваемая смесь преимущественно представляет собой алканы C₅ и C₆, подходящими являются температуры в диапазоне от 60°C до 160°C. В зоне изомеризации можно поддерживать широкий диапазон давлений. Условия давления при изомеризации парафинов C₄–C₆ находятся в диапазоне от 700 кПа абс. до 7000 кПа абс. В других вариантах осуществления значения давления для данного способа находятся в диапазоне от 2000 кПа изб. до 5000 кПа изб. Расход сырья, подаваемого в реакционную зону, также может варьироваться в широком диапазоне. Эти условия включают часовые объемные скорости жидкости в диапазоне от 0,5 до 12 ч^-1, однако в некоторых вариантах осуществления объемные скорости находятся в диапазоне от 1 до 6 ч^-1.

Поток 235 тяжелой фракции из колонны 220 разделения лигроина направляют в установку 250 риформинга с образованием риформата 255. В общем случае в процессе риформинга можно применять частицы катализатора, находящиеся в нескольких реакционных зонах, соединенных друг с другом в конфигурации последовательных потоков. Как правило, поток тяжелого лигроина и поток газообразного водорода предварительно нагревают и подают в зону риформинга, обычно содержащую от двух до пяти последовательных реакторов. Между реакторами обеспечены подходящие нагревательные средства для компенсации суммарной поглощенной теплоты эндотермической реакции в каждом из реакторов. Реагенты могут контактировать с катализатором в отдельных реакторах в восходящем, нисходящем или радиальном потоке, причем режим радиального потока является предпочтительным. Катализатор может содержаться в системе с неподвижным слоем или предпочтительно в системе с подвижным слоем с сопутствующим непрерывным восстановлением катализатора. Альтернативные подходы к реактивации деактивированного катализатора включают режим работы с периодическим восстановлением катализатора, который предусматривает отключение всей установки для восстановления и повторной активации катализатора, или режим работы с дополнительным реактором, который включает изоляцию одного реактора от системы, восстановление и повторную активацию, в то время как другие реакторы продолжают работать. В общем случае непрерывное восстановление катализатора в сочетании с системой с подвижным слоем описана, помимо прочего, например, в US 3,647,680; US 3,652,231; US 3,692,496; и US 4,832,921.

Как правило, продукт из зоны риформинга подают через охладитель в зону разделения, в которой часто поддерживают температуру 0–65°C, где поток газообразного водорода отделяют от потока жидкости, обычно называемого «нестабилизированным риформатом». Затем полученный поток водорода можно рециркулировать через подходящие средства компримирования назад в зону риформинга. Как правило, жидкую фазу из зоны разделения выводят и обрабатывают в системе фракционирования для регулирования концентрации бутана, тем самым контролируя испаряемость головной фракции полученного риформата.

Реакторы риформинга могут содержать любой подходящий катализатор. Частицы катализатора, как правило, состоят из одного или более благородных металлов группы VIII (8–10 по номенклатуре ИЮПАК) (напр., платины, иридия, родия и палладия) и галогена в комбинации с пористым носителем, таким как тугоплавкий неорганический оксид. Например, в US 2,479,110, описан катализатор риформинга на основе платины, нанесенной на галогенированный оксид алюминия. Хотя катализатор может содержать от 0,05 до 2,0 мас.% металла группы VIII, можно использовать менее дорогостоящий катализатор, такой как катализатор, содержащий от 0,05 до 0,5 мас.% металла группы VIII. Кроме того, катализатор может содержать индий и/или металл из семейства лантанидов, такой как церий. Частицы катализатора могут также содержать один или более металлов группы IVA (14 по номенклатуре ИЮПАК) (например, олово, германий и свинец), таких как описанные в US 4,929,333, 5,128,300 и приведенных в них ссылках. Галоген обычно представляет собой хлор, а носителем в общем случае является оксид алюминия. Подходящие материалы из оксида алюминия включают в себя, без ограничений, γ-модификацию, η-модификацию и θ-модификацию оксида алюминия. Одним из свойств, относящихся к эффективности катализатора, является площадь поверхности носителя. Предпочтительно площадь поверхности носителя должна составлять от 100 до 500 м²/г. Как правило, активность катализаторов с площадью поверхности менее 130 м²/г в результате закоксовывания катализаторов снижается сильнее, чем активность катализаторов, имеющих более высокую площадь поверхности. Как правило, частицы обычно имеют сфероидальную форму и диаметр от 1,6 до 3,1 мм (от 1/16 до 1/8 дюйма), хотя они могут увеличиваться до 6,35 мм (1/4 дюймов) или уменьшаться до 1,06 мм (1/24 дюйма). Однако в конкретной реакционной зоне риформинга желательно использовать частицы катализатора, размеры которых укладываются в относительно узкий диапазон.

Типичная температура сырья на входе в установки риформинга составляет 440–580°C (от 824–1076°F), или 500–580°C (от 932–1076°F), или 540–580°C (от 1004–1076°F), или по меньшей мере выше 540°C (932°F). В реакторах риформинга можно использовать различные рабочие температуры, например, в первом реакторе риформинга температура может составлять 500–540°C (932–1004°F), а во втором и последующих реакторах риформинга температура может превышать 540°C (1004°F). Как правило, установки риформинга можно эксплуатировать в диапазоне давлений от атмосферного давления, т.е. от 0, до 6895 кПа изб. (от 0 фунтов/кв. дюйм изб. до 1000 фунтов/кв. дюйм изб.) или от 276 до 1379 кПа изб. (от 40 до 200 фунтов/кв. дюйм изб.). Условия реакции также включают в себя часовую объемную скорость жидкости (LHSV) в диапазоне от 0,6 ч^-1 до 10 ч^-1. Предпочтительно значение LHSV находится в диапазоне от 0,6 ч^-1 до 5 ч^-1, более предпочтительно в диапазоне от 1 ч^-1 до 5 ч^-1, а наиболее предпочтительно в диапазоне от 2 ч^-1 до 5 ч^-1. При использовании более высоких температур особенно предпочтительно меньшее время выдержки. Время выдержки катализатора в установке риформинга также составляет от 0,5 часов до 36 часов.

Поток 230 C₇ подают в первую зону 260 изомеризации C₇ с образованием первого продукта 265 изомеризации C₇. Первая зона 260 изомеризации C₇ работает в условиях, способствующих образованию мультиразветвленных циклогексанов и парафинов C₇.

Каталитические композиты, которые можно применяться в первой зоне 260 изомеризации C₇, включают в себя традиционные катализаторы изомеризации, включая платину, нанесенную на хлорированный оксид алюминия, кристаллические алюмосиликаты или цеолиты, и другие катализаторы на основе сильных твердых кислот, такие как вольфрамированный диоксид циркония, сульфатированный диоксид циркония и модифицированный сульфатированный диоксид циркония. Подходящие каталитические композиции этого типа будут демонстрировать селективность и значительную изомеризационную активность в рабочих условиях способа.

Рабочие условия в первой зоне 260 изомеризации C₇ выбирают таким образом, чтобы они способствовали образованию мультиразветвленных циклогексанов и парафинов C₇. Температуры в первой зоне 260 изомеризации C₇, как правило, находятся в диапазоне 40°C–235°C (104°F–455°F), при этом температуры на входе в реактор находятся в диапазоне 80°C–130°C или 90°C–120°C. Более низкие температуры реакции будут способствовать более высокому выходу равновесных смесей мультиразветвленных парафинов C₇, снижению гидрокрекинга парафинов C₇ до нежелательных легких фракций C₅ и будут способствовать образованию циклогексанов. В некоторых вариантах осуществления преимущество дает поддержание температуры в зоне 260 изомеризации C₇ на уровне менее 55°C с целью предотвращения чрезмерного гидрокрекинга парафинов C₇, который приводит к образованию легких фракций и потерям в выходе бензина C₅⁺. Концентрации бензола и толуола в потоке 230 C₇ следует поддерживать как можно ниже с целью предотвращения интенсивного выделения тепла в зоне 260 изомеризации C₇. Если сырье имеет высокое содержание ароматических углеводородов, поток 230 C₇ можно смешивать с потоком обогащенного водородом газа (как описано выше) и обрабатывать его в установке гидрогенизации ароматических углеводородов, в которой применяют подходящий катализатор гидрогенизации ароматических углеводородов, что приводит к насыщению ароматических углеводородов при незначительной активности гидрокрекинга или ее отсутствии, предотвращая тем самым потери в выходе на легкие фракции C₅. Исключение насыщения ароматических углеводородов из первой зоны 260 изомеризации C₇ позволяет устранить интенсивное выделение тепла, обусловленное высоким содержанием ароматических углеводородов, в результате чего первая зона 260 изомеризации C₇ может работать при необходимых более низких температурах. Затем продукт из установки гидрогенизации ароматических углеводородов подают в первую зону 260 изомеризации C₇.

В первой зоне 260 изомеризации C₇ можно поддерживать широкий диапазон давлений. Условия давления находятся в диапазоне от 700 кПа абс до 7000 кПа абс. В других вариантах осуществления значения давления находятся в диапазоне от 1800 кПа абс до 3200 кПа абс. Расход сырья, подаваемого в первую зону 260 изомеризации C₇, может также изменяться в широком диапазоне. Эти условия включают часовые объемные скорости жидкости в диапазоне от 0,5 до 12 ч^-1, при этом в некоторых вариантах осуществления часовые объемные скорости жидкости находятся в диапазоне от 1 до 6 ч^-1. Первый продукт 265 изомеризации C₇ подают в колонну 270 деизогептанизации, в которой он разделяется на поток 275 верхнего продукта и поток 280 нижнего продукта. Поток 275 верхнего продукта включает в себя мультиразветвленные углеводороды C₇, а поток 280 нижнего продукта включает в себя н-C₇ и циклоалканы C₇.

Поток 280 нижнего продукта подают во вторую зону 285 изомеризации C₇. Вторая зона 285 изомеризации C₇ работает в условиях, способствующих повышенному образованию циклопентанов по сравнению с циклогексанами.

Каталитические композиты, которые можно применять во второй зоне 285 изомеризации C₇, включают в себя традиционные катализаторы изомеризации, включая платину, нанесенную на хлорированный оксид алюминия, кристаллические алюмосиликаты или цеолиты, и другие катализаторы на основе сильных твердых кислот, такие как вольфрамированный диоксид циркония, сульфатированный диоксид циркония и модифицированный сульфатированный диоксид циркония. Подходящие каталитические композиции этого типа будут демонстрировать селективность и значительную изомеризационную активность в рабочих условиях способа.

Рабочие условия во второй зоне 285 изомеризации C₇ выбирают таким образом, чтобы они способствовали образованию циклопентанов по сравнению с циклогексанами. Температуры во второй зоне 285 изомеризации C₇ обычно будут варьироваться в диапазоне 150°C–350°C, причем температуры на выходе реактора, как правило, превышают 200°C.

Во второй зоне 285 изомеризации C₇ можно поддерживать широкий диапазон давлений. Условия давления находятся в диапазоне от 700 кПа абс до 7000 кПа абс. В других вариантах осуществления значения давления находятся в диапазоне от 1800 кПа абс до 3200 кПа абс. Расход сырья, подаваемого в зону 285 изомеризации C₇, может также изменяться в широком диапазоне. Эти условия включают часовые объемные скорости жидкости в диапазоне от 0,5 до 12 ч^-1, при этом в некоторых вариантах осуществления часовые объемные скорости жидкости находятся в диапазоне от 1 до 6 ч^-1.

Поток 290, содержащий ароматические углеводороды, подают во вторую зону 285 изомеризации C₇. Поток, содержащий ароматические углеводороды, содержит по меньшей мере одно ароматическое соединение, как правило, в диапазоне 0,1–100 мас.%, или 0,1–90 мас.%, или 0,1–80 мас.%, или 0,1–70 мас.%, или 0,1–60 мас.%, или 0,1–50 мас.%, или 1–100 мас.%, или 1–90 мас.%, или 1–80 мас.%, или 1–70 мас.%, или 1–60 мас.%, или 1–50 мас.%, или 5–100 мас.%, или 5–90 мас.%, или 5–80 мас.%, или 5–70 мас.%, или 5–60 мас.%, или 5–50 мас.%, или 10–100 мас.%, или 10–90 мас.%, или 10–80 мас.%, или 10–70 мас.%, или 10–60 мас.%, или 10–50 мас.%, или 15–100 мас.%, или 15–90 мас.%, или 15–80 мас.%, или 15–70 мас.%, или 15–60 мас.%, или 15–50 мас.%, или 20–100 мас.%, или 20–90 мас.%, или 20–80 мас.%, или 20–70 мас.%, или 20–60 мас.%, или 20–50 мас.%. В вариантах осуществления, включающих более одного реактора изомеризации во второй зоне 285 изомеризации C₇, поток ароматических углеводородов можно предпочтительно подавать в любой один или более реакторов. Как описано выше, при насыщении ароматических углеводородов во второй зоне 285 изомеризации C₇ выделяется тепло, что смягчает снижение температуры в реакторах изомеризации и способствует поддержанию более высокой температуры на выходе реактора. Это приводит к повышению степени равновесной конверсии в циклопентаны с более высокими октановыми числами. Поток 290, содержащий ароматические углеводороды, может представлять собой любой содержащий ароматические углеводороды поток, включая, без ограничений, легкую фракцию риформата из колонны разделения риформата (не показана) в установке 250 риформинга, содержащий бензол поток, фракционированный из колонны 220 разделения лигроина, содержащий толуол поток, фракционированный из колонны 220 разделения лигроина, или другие источники.

При необходимости во вторую зону 285 изомеризации C₇ также можно подавать поток 295, содержащий циклоалканы. Поток, содержащий циклоалканы, содержит по меньшей мере один циклоалкан, как правило, в диапазоне 0,1–100 мас.%, или 0,1–90 мас.%, или 0,1–80 мас.%, или 0,1–70 мас.%, или 0,1–60 мас.%, или 0,1–50 мас.%, или 1–100 мас.%, или 1–90 мас.%, или 1–80 мас.%, или 1–70 мас.%, или 1–60 мас.%, или 1–50 мас.%, или 5–100 мас.%, или 5–90 мас.%, или 5–80 мас.%, или 5–70 мас.%, или 5–60 мас.%, или 5–50 мас.%, или 10–100 мас.%, или 10–90 мас.%, или 10–80 мас.%, или 10–70 мас.%, или 10–60 мас.%, или 10–50 мас.%, или 15–100 мас.%, или 15–90 мас.%, или 15–80 мас.%, или 15–70 мас.%, или 15–60 мас.%, или 15–50 мас.%, или 20–100 мас.%, или 20–90 мас.%, или 20–80 мас.%, или 20–70 мас.%, или 20–60 мас.%, или 20–50 мас.%. Молярное соотношение циклопентанов/циклоалканов в потоке, содержащем циклоалканы, предпочтительно составляет 1 : 2 или менее. Потоки с более высокими молярными соотношениями уже содержат высокие концентрации циклопентанов, и поэтому их, как правило, смешивают непосредственно с потоком бензина. Поток 295, содержащий циклоалканы, может представлять собой любой подходящий поток, содержащий циклоалканы, включая, без ограничений, нижний погон из колонны деизогексанизации или содержащий циклоалканы поток прямогонного лигроина.

Первая и вторая зоны 260, 285 изомеризации C₇ могут включать один или более реакторов изомеризации, теплообменников сырье/продукт, межреакторных теплообменников, осушителей, абсорберов для защиты от сернистых соединений, сепараторов, стабилизаторов, компрессоров и другого оборудования, известного в данной области (не показано). Поток обогащенного водородом газа (не показан) (как описано выше) обычно смешивают с потоком 230 и потоком 280 и нагревают до температур реакции. Водород может быть отделен от продуктов реакции, компримирован и рециркулирован обратно для смешивания с потоками 230 и/или 280.

Катализаторы, используемые в первой и второй зонах 260, 285 изомеризации C₇, могут представлять собой катализаторы, описанные выше в отношении зоны 240 изомеризации C₅–C₆.

Продукт 245 зоны изомеризации C₅–C₆, поток 275 верхнего продукта из колонны деизогептанизации 270, второй продукт 300 изомеризации C₇ и риформат 255 объединяют с образованием потока 305 бензина. В поток 305 бензина также необязательно может быть включен один или более дополнительных потоков 310. Например, дополнительный поток 310 может представлять собой поток C₄, содержащий парафины н-C₄ и изо-C₄.

Одно или более из установки 210 гидроочистки лигроина, колонны 220 разделения лигроина, зоны 240 изомеризации C₅–C₆, зоны 250 риформинга, первой зоны 260 изомеризации C₇, колонны 270 деизогексанизации и второй зоны 285 изомеризации C₇ могут быть подключены к контроллеру 315, который можно использовать для контроля и управления различными процессами.

Любые из упомянутых выше трубопроводов, каналов, блоков, отдельных устройств, сосудов, окружающего пространства, зон и т.п. могут быть оборудованы одним или более компонентами мониторинга, включая датчики, измерительные устройства, устройства считывания данных или устройства передачи данных. Результаты измерения сигналов, процесса или состояния, а также данные от компонентов мониторинга можно использовать для отслеживания условий внутри технологического оборудования, а также вокруг него и на его поверхности. Сигналы, результаты измерений и/или данные, сформированные или зарегистрированные компонентами мониторинга, могут быть собраны, обработаны и/или переданы через одну или более сетей или соединений, которые могут быть защищенными или открытыми, общими или выделенными, прямыми или непрямыми, проводными или беспроводными, шифрованными или без шифрования и/или могут представлять собой их комбинацию (-и); данное описание не устанавливает никаких ограничений в этом отношении.

Сигналы, измерения и/или данные, сформированные или зарегистрированные компонентами мониторинга, могут быть переданы на одно или более вычислительных устройств или систем. Вычислительные устройства или системы могут включать в себя по меньшей мере один процессор и память, хранящую машиночитаемые инструкции, которые при исполнении по меньшей мере одним процессором приводят к выполнению одним или более вычислительными устройствами процесса, который может включать одну или более стадий. Например, одно или более вычислительных устройств могут быть выполнены с возможностью приема от одного или более компонентов мониторинга данных, относящихся к по меньшей мере одному компоненту оборудования, связанного со способом. Одно или более вычислительных устройств или систем могут быть выполнены с возможностью анализа данных. На основании анализа данных одно или более вычислительных устройств или систем могут быть выполнены с возможностью определения одной или более рекомендуемых корректировок для одного или более параметров одного или более способов, описанных в настоящем документе. Одно или более вычислительных устройств или систем могут быть выполнены с возможностью передачи зашифрованных или незашифрованных данных, которые включают в себя одну или более рекомендуемых корректировок для одного или более параметров одного или более способов, описанных в настоящем документе.

Примеры

Исследование конкретных случаев проводили на НПЗ, использующем технологии гидрокрекинга, с применением потока 105 лигроинового сырья, подаваемого в количестве 57 400 баррелей в сутки в установку 110 гидроочистки. Лигроиновое сырье было получено из сырой нефти марки Saharan Blend, включающей в себя прямогонный лигроин с полным фракционным составом и лигроин с полным фракционным составом из установки гидрокрекинга. Во всех случаях использовали одно и то же сырье. Пример 1 представлял собой базовый случай, разработанный с применением конфигурации, показанной на фиг. 1. Пример 2 представляет собой улучшенную конфигурацию способа, показанную на фиг. 2. Все исследования были разработаны с использованием подробных кинетических моделей и способов моделирования технологических процессов. Сводные результаты данного исследования показаны в таблице 1. В таблице 1 показаны расходы для примера 1 и примера 2 одного и того же свежего сырья, подаваемого в первую зону изомеризации C₇ (поток 130 на фиг. 1 и поток 230 на фиг. 2). Как описано выше, в изобретении из колонны 170 деизогептанизации был исключен рециркуляционный поток 185, показанный на фиг. 1. В результате объемная скорость подачи сырья в первую зону 260 изомеризации C₇ была уменьшена на 55,9%, а объемная скорость подачи сырья в колонну 270 деизогептанизации была уменьшена на 57,5%.

Способ в соответствии с изобретением демонстрирует увеличение на 3,5 об.% жидкости содержания продукта изомеризата C₇ (потоки 275 и 300) на фиг. 2 по сравнению с базовым случаем (потоки 175 и 180) на фиг. 1. Способ в соответствии с изобретением демонстрирует увеличение октан-баррелей на 4,0%. В результате процент полученного продукта с числом RONC 95 увеличивается с 77 об.% жидкости до 83 об.% жидкости по сравнению с базовым случаем. И что еще более важно, общее количество полученного бензина также увеличилось на 0,6 об.% жидкости.

Секция изомеризации C₇ (включая первую зону 260 изомеризации C₇, вторую зону 285 изомеризации C₇ и колонну 270 деизогептанизации) на фиг. 2 в соответствии с изобретением демонстрирует снижение капитальных затрат на 11% из-за исключения рециркуляционного потока 185, несмотря на добавление второй зоны 285 изомеризации C₇. Более того, блок-схема в соответствии с изобретением (пример 2) демонстрирует снижение эксплуатационных затрат на 57% по сравнению с базовым случаем (пример 1).

Таблица 1. Сводные результаты исследования конкретных случаев без ароматических соединений в зоне 285

Пример 1 Пример 2 % изменения Информация о потоке Фиг. 1 Фиг. 2 Свежее сырье в первую зону изомеризации C₇, баррелей в сутки 12 332
(поток 130) 12 332
(поток 230) Рециркуляционный поток из колонны деизогептанизации, баррелей в сутки 15 641
(поток 185) 0 Углеводородное сырье в первую зону изомеризации C₇, баррелей в сутки 27 972
(поток в зону 160) 12 332
(поток в зону 260) -55,9% Сырье в колонну деизогептанизации, баррелей в сутки 26 524
(поток 165) 11 260
(поток 265) -57,5% Сырье во вторую зону изомеризации C₇, баррелей в сутки 0 3492
(поток 280) Продукты изомеризации C₇ Верхний продукт из колонны деизогептанизации, баррелей в сутки 8510
(поток 175) 7768
(поток 275) Нижний продукт из колонны деизогептанизации или второй продукт изомеризации C₇, баррелей в сутки 2373
(поток 180) 3492
(поток 300) Всего продукта C₇, баррелей в сутки 10 883 11 260 +3,5% Число RONC верхнего продукта из колонны деизогептанизации 79,7 78,6 Число RONC нижнего продукта из колонны деизогептанизации или второго продукта изомеризации C₇ 71,8 77,8 Всего октан-баррелей 100% (базовый) 104% (относительно базового) +4,0% Готовые бензиновые продукты Число RONC 91, баррелей в сутки 11 707 8582 Число RONC 95, баррелей в сутки 39 205 42 638 Процентное содержание бензина с числом RONC 95 77 об.% жидкости 83 об.% жидкости Общее количество полученного бензина, баррелей в сутки 50 912 51 220 +0,6% Стоимость EEC Первая зона изомеризации C₇ и колонна деизогептанизации 100% (базовый) 67% (относительно базового) Вторая зона изомеризации C₇ 0 22% (относительно базового) Всего на реактор и колонну деизогептанизации 100% (базовый) 89% (относительно базового) -11% Эксплуатационные затраты при изомеризации C₇ 100% (базовый) 43% (относительно базового) -57%

Другое исследование конкретного случая проводили с целью изучения влияния добавления ароматических углеводородов во вторую зону 285 изомеризации C₇. Результаты приведены в таблице 2. Поток 280 содержит 76 мол.% метилциклогексана и 12,5 мол.% н-гептана. Молярное соотношение диметилциклопентанов и циклоалканов C₇ в потоке 280 составляет только 0,014. Следовательно, число RONC потока 280 составляет только 65,8. В примере 3 показано, что отношение октана и диметилциклопентанов к циклоалканам C₇ в потоке 280 было изменено за счет введения второй зоны 285 изомеризации C₇ без добавления каких-либо ароматических углеводородов. В примере 4 используют такие же расход и композицию потока 280, но с потоком 290 толуола, который подают во вторую зону 285 изомеризации C₇. В примере 3 и примере 4 использовали ту же температуру на входе во вторую зону 285 изомеризации C₇.

В примере 3 показано, что температура во второй зоне 285 изомеризации C₇ снизилась на 19,8 °F. Отношение диметилциклопентанов к циклоалканам C₇ увеличилось с 1,4 до 46,8%, что привело к значительному увеличению числа RONC потока 280 до и после второй зоны 285 изомеризации C₇. В примере 4 были проведены исследования двух соотношений объемных расходов толуола (поток 290) и углеводородов (поток 280), равных 0,075 и 0,15. Как показано в таблице 2, при насыщении ароматических углеводородов во второй зоне 285 изомеризации C₇ выделяется тепло, что приводит к более высоким температурам на выходе реактора. При соотношении объемных расходов толуола и углеводородов, равном 0,075, вместо падения температуры наблюдалось повышение температуры вследствие выделения тепла в процессе насыщения ароматических углеводородов. Это привело к повышению степени равновесной конверсии в циклопентаны с более высокими октановыми числами, содержащими углеводородный продукт с более высокими значениями числа RONC продукта из-за более высокой температуры на выходе второй зоны 285 изомеризации C₇.

Таблица 2. Исследование конкретного случая с добавлением ароматических соединений во вторую зону 285 изомеризации C₇, как показано на фиг. 2

Поток 280
сырья Пример 3 Пример 4 Соотношение объемных расходов толуола/углеводородов – 0,0 0,075 0,150 Разность температур в реакторе (выход — вход), °F – -19,8 34,1 52,4 Число RONC потока 280 сырья 65,8 65,8 65,8 65,8 Число RONC потока 300, выходящего из зоны 285 – 78,1 79,9 81,9 Молярное соотношение диметилциклопентанов/циклоалканов C₇ в потоке 280 сырья 0,014 0,014 0,014 0,014 Молярное соотношение диметилциклопентанов/циклоалканов C₇ в потоке 300 – 0,468 0,545 0,562

Было проведено другое исследование с целью определения влияния содержания циклоалканов в потоке 280 на изменения температуры во второй зоне 285 изомеризации C₇. Каждая из зон 260 и 285 изомеризации C₇ состояла из двух последовательных реакторов, содержащих катализатор на основе платины, нанесенной на хлорированный оксид алюминия. В таблице 3 показано молярное соотношение циклопентанов/циклоалканов на входах реактора 1 и выходах реактора 2. Условия, сырье и продукты, подаваемые в зону 260 и отводимые из этой зоны, поддерживали постоянными, а условия разделения в зоне 270 деизогептанизации изменяли. Условия разделения в зоне 270 корректировали так, чтобы повысить извлечение мультиразветвленных парафинов C₇ в поток 275.

В таблице 3 для первой зоны 260 изомеризации C₇ показано, что соотношение циклопентанов/циклоалканов уменьшается с 47 мол.% в сырье, подаваемом в реактор 1, до 36 мол.% в продукте, отводимом из реактора 2. Это упрощает разделение в зоне 270 деизогептанизации из-за более высокой температуры кипения метилциклогексана по сравнению с мультиразветвленными парафинами C₇ и диметилциклопентанами.

По мере увеличения степени извлечения мультиразветвленного парафина C₇ в потоке 275 из зоны 270 деизогептанизации с 0,65 до 0,99 молярных долей, общее содержание циклоалканов увеличивается с 56 мол.% до 78 мол.% в потоке 280 (см. параметры входов в реактор 1 для зоны 285 в таблице 3), а соотношение циклопентанов/циклоалканов на входах в реактор 1 в зоне 285 уменьшается с 23 мол.% до 3 мол.%. В таблице 3 показано, что при коэффициенте извлечения 0,65 в реакторах 1 и 2 происходило изменение чистой разности температур на +11°F и +5°F, тогда как при коэффициенте извлечения 0,99 в реакторах 1 и 2 происходило изменение чистой разности температур на –22°F и –10°F. На основании этих изменений температуры добавление потока, содержащего ароматические углеводороды, в зону 285 на входы реактора 1 и/или реактора 2 будет давать преимущество при содержании циклоалканов 65 мол.% и выше, т.е. когда происходит поглощение тепла. Однако и в случаях с относительно небольшим выделением тепла добавление потока, содержащего ароматические углеводороды, также может давать преимущество при содержании циклоалканов более 56 мол.%, если суммарный эффект от выделения тепла ограничивается температурой 55°C (100°F).

Таблица 3. Исследование содержания циклоалканов и температур в реакторах

Извлечение мультиразветвленных парафинов C₇, мольная доля в потоке 275 Зона изомеризации C₇ Общее содержание циклоалканов в сырье, подаваемом в каждый реактор, мол.% Реакторы в зоне изомеризации Мол.% циклопентанов/циклоалканов Реактор Темп. Rx на входе в реактор, °F Темп. Rx на выходе из реактора, °F Разность темп., °F 260 43% Вход Rx1 47% 1 248 356 +108 46% Выход Rx2 36% 2 257 276 +19 0,65 285 56% Вход Rx1 23% 1 350 361 +11 63% Выход Rx2 55% 2 450 455 +5 0,80 285 61% Вход Rx1 18% 1 350 356 +6 67% Выход Rx2 54% 2 450 450 0 0,85 285 63% Вход Rx1 15% 1 350 353 +3 68% Выход Rx2 53% 2 450 448 -2 0,90 285 66% Вход Rx1 11% 1 350 347 -3 70% Выход Rx2 53% 2 450 444 -6 0,95 285 71% Вход Rx1 8% 1 350 340 -10 74% Выход Rx2 52% 2 450 440 -10 0,99 285 78% Вход Rx1 3% 1 350 328 -22 80% Выход Rx2 51% 2 450 440 -10

В приведенном выше подробном описании изобретения был представлен по меньшей мере один пример осуществления, но следует понимать, что существует большое число его вариантов. Следует также понимать, что пример осуществления или примеры осуществления являются лишь примерами и не предназначены для ограничения каким-либо образом объема, применимости или конфигурации изобретения. Наоборот, приведенное выше подробное описание предоставит специалистам в данной области удобную концепцию для реализации примера осуществления изобретения, при этом следует понимать, что функции и расположения элементов, описанные в примере осуществления, могут быть различным образом изменены без отступления от объема изобретения, изложенного в прилагаемой формуле изобретения и ее правовых эквивалентах.

Конкретные варианты осуществления

Хотя приведенное ниже описание относится к конкретным вариантам осуществления, следует понимать, что настоящее описание предназначено для иллюстрации, а не ограничения объема предшествующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

Первый вариант осуществления изобретения представляет собой интегрированный способ производства бензина, включающий разделение лигроинового сырья в колонне разделения лигроина на поток легкой фракции, содержащий C₆ и более легкокипящие углеводороды, поток C₇, содержащий углеводороды C₇, и поток тяжелой фракции, содержащий С₈ и более тяжелые углеводороды; изомеризацию по меньшей мере части потока легкой фракции из колонны разделения лигроина в зоне изомеризации C₅–C₆ в условиях изомеризации с образованием продукта изомеризации C₅–C₆; изомеризацию потока C₇ из колонны разделения лигроина в первой зоне изомеризации C₇ при первых условиях изомеризации, способствующих образованию мультиразветвленных парафинов и циклогексанов C₇, с образованием первого продукта изомеризации C₇; деизогептанизацию по меньшей мере части первого продукта изомеризации C₇ в колонне деизогептанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C₇, и поток нижнего продукта, содержащий парафины н-C₇ и циклоалканы C₇; подачу потока нижнего продукта из колонны деизогептанизации и потока, содержащего ароматические углеводороды, содержащего по меньшей мере одно ароматическое соединение, во вторую зону изомеризации C₇ и регулирование расхода потока, содержащего ароматические углеводороды, для регулирования температуры во второй зоне изомеризации C₇; изомеризацию потока нижнего продукта из колонны деизогептанизации и потока, содержащего ароматические углеводороды, во второй зоне изомеризации C₇ при вторых условиях изомеризации, способствующих повышенному образованию циклопентанов по сравнению с циклогексанами, с образованием второго продукта изомеризации C₇; риформинг потока тяжелой фракции из колонны разделения лигроина в зоне риформинга в условиях риформинга с образованием продукта риформинга; смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта изомеризации C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых поток, содержащий ароматические углеводороды, содержит по меньшей мере одно из бензола или толуола. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих подачу потока циклоалканов, содержащего по меньшей мере одно циклоалкановое соединение, во вторую зону изомеризации C₇. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых молярное соотношение циклопентанов/циклоалканов в потоке, содержащем циклоалканы, составляет 1 : 2 или менее. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих гидропереработку лигроинового сырья перед разделением лигроинового сырья. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых поток C₇ из колонны разделения лигроина дополнительно содержит по меньшей мере одно ароматическое соединение и которые дополнительно включают гидрогенизацию по меньшей мере части ароматических соединений из потока C₇ из колонны разделения лигроина перед изомеризацией потока C₇ из колонны разделения лигроина. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих разделение первого продукта изомеризации C₇ на поток верхнего продукта, содержащий водород, C₄ и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и второй поток тяжелой фракции, содержащий C₅ и более тяжелые углеводороды, перед деизогептанизацией по меньшей мере части первого продукта изомеризации C₇, и при этом деизогептанизация по меньшей мере части первого продукта изомеризации C₇ включает деизогептанизацию второго потока тяжелой фракции. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих разделение второго продукта изомеризации C₇ на второй поток верхнего продукта, содержащий водород, C₄ и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и поток изомеризованных углеводородов C₇, содержащий C₅ и более тяжелые углеводороды, и при этом смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта изомеризации C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда включает смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта изомеризации C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, потока изомеризованных углеводородов C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих разделение продукта изомеризации C₅–C₆ на третий поток верхнего продукта, содержащий водород, C₄ и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и поток изомеризованных углеводородов C₅–C₆, содержащий C₅ и более тяжелые углеводороды, и при этом смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта изомеризации C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда включает смешивание одного или более из: по меньшей мере части потока изомеризованных углеводородов C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, в которых первые условия изомеризации включают в себя температуру в диапазоне 40–235°C, или в которых вторые условия зоны изомеризации включают в себя температуру в диапазоне 150–350°C, или выполняются оба условия. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих смешивание по меньшей мере одного дополнительного потока с бензиновым компаундом. Один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих по меньшей мере одно из: определения по меньшей мере одного параметра способа и формирования сигнала или данных по результатам определения; формирования и передачи сигнала; или формирования и передачи данных.

Второй вариант осуществления изобретения представляет собой интегрированный способ производства бензина, включающий разделение лигроинового сырья в колонне разделения лигроина на поток легкой фракции, содержащий C₆ и более легкокипящие углеводороды, поток C₇, содержащий углеводороды C₇, и поток тяжелой фракции, содержащий С₈ и более тяжелые углеводороды; изомеризацию по меньшей мере части потока легкой фракции из колонны разделения лигроина в зоне изомеризации C₅–C₆ в условиях изомеризации с образованием продукта изомеризации C₅–C₆; изомеризацию потока C₇ из колонны разделения лигроина в первой зоне изомеризации C₇ при первых условиях изомеризации, способствующих образованию мультиразветвленных парафинов и циклогексанов C₇, с образованием первого продукта изомеризации C₇; разделение первого продукта изомеризации C₇ на поток верхнего продукта, содержащий водород, C₄ и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и второй поток тяжелой фракции, содержащий C₅ и более тяжелые углеводороды; деизогептанизацию второго потока тяжелой фракции в колонне деизогептанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C₇, и поток нижнего продукта, содержащий парафины н-C₇ и циклоалканы C₇; подачу потока нижнего продукта из колонны деизогептанизации и потока, содержащего ароматические углеводороды, содержащего по меньшей мере одно ароматическое соединение, во вторую зону изомеризации C₇ и регулирование расхода потока, содержащего ароматические углеводороды, для регулирования температуры во второй зоне изомеризации C₇; изомеризацию потока нижнего продукта из колонны деизогептанизации и потока, содержащего ароматические углеводороды, во второй зоне изомеризации C₇ при вторых условиях изомеризации, способствующих повышенному образованию циклопентанов по сравнению с циклогексанами, с образованием второго продукта изомеризации C₇; риформинг потока тяжелой фракции из колонны разделения лигроина в зоне риформинга в условиях риформинга с образованием продукта риформинга; смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта изомеризации C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых по меньшей мере одно ароматическое соединение содержит по меньшей мере одно из бензола или толуола. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих подачу потока циклоалканов, содержащего по меньшей мере одно циклоалкановое соединение, во вторую зону изомеризации C₇. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых молярное соотношение циклопентанов/циклоалканов в потоке, содержащем циклоалканы, составляет 1 : 2 или менее. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, в которых первые условия изомеризации включают в себя температуру в диапазоне 40–235°C, или в которых вторые условия зоны изомеризации включают в себя температуру в диапазоне 150–350°C, или выполняются оба условия. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих гидропереработку лигроинового сырья перед разделением лигроинового сырья. Один вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в которых поток C₇ из колонны разделения лигроина дополнительно содержит по меньшей мере одно ароматическое соединение и которые дополнительно включают гидрогенизацию по меньшей мере части ароматических соединений из потока C₇ из колонны разделения лигроина перед изомеризацией потока C₇ из колонны разделения лигроина. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, дополнительно включающих смешивание по меньшей мере одного дополнительного потока с бензиновым компаундом.

Без дополнительной проработки считается, что с использованием предшествующего описания специалист в данной области может в полной мере использовать настоящее изобретение и легко устанавливать основные характеристики настоящего изобретения, чтобы без отступления от его сущности и объема вносить в изобретение различные изменения и модификации и адаптировать его к различным вариантам применения и условиям. Таким образом, предшествующие предпочтительные конкретные варианты осуществления следует рассматривать как исключительно иллюстративные, не накладывающие каких-либо ограничений на остальную часть описания и охватывающие различные модификации и эквивалентные конструкции, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.

Если не указано иное, в приведенном выше описании все температуры представлены в градусах по шкале Цельсия, а все доли и процентные значения даны по массе.

Описан интегрированный способ производства бензина. Способ включает разделение лигроинового сырья в колонне разделения лигроина на поток легкой фракции, содержащий C₆ и более легкокипящие углеводороды, поток C₇, содержащий углеводороды C₇, и поток тяжелой фракции, содержащий С₈ и более тяжелые углеводороды; включает зону изомеризации C₅–C₆, две зоны изомеризации C₇, разделенные колонной деизогептанизации, и зону риформинга тяжелой фракции С₈ и более тяжелых углеводородов; смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта изомеризации C₅–C₆, первого потока из колонны деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта изомеризации C₇ или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда. Технический результат - гибкий способ получения бензина с увеличенной фракцией с числом RONC 95. 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 4 пр.

1. Интегрированный способ производства бензина, включающий:

разделение лигроинового сырья (205) в колонне (220) разделения лигроина на поток (225) легкой фракции, содержащий C₆ и более легкокипящие углеводороды, поток (230) C₇, содержащий углеводороды C₇, и поток (235) тяжелой фракции, содержащий С₈ и более тяжелые углеводороды;

изомеризацию по меньшей мере части потока (225) легкой фракции из колонны (220) разделения лигроина в зоне изомеризации C₅–C₆ в условиях изомеризации с образованием продукта (245) изомеризации C₅–C₆;

изомеризацию потока (230) C₇ из колонны (220) разделения лигроина в первой зоне (260) изомеризации C₇ при первых условиях изомеризации, способствующих образованию мультиразветвленных парафинов и циклогексанов C₇ с образованием первого продукта (265) изомеризации C₇;

деизогептанизацию по меньшей мере части первого продукта (265) изомеризации C₇ в колонне (270) деизогептанизации с разделением на по меньшей мере первый поток (275), содержащий мультиразветвленные парафины C₇, и поток (280) нижнего продукта, содержащий парафины н-C₇ и циклоалканы C₇;

подачу потока (280) нижнего продукта из колонны (270) деизогептанизации и потока (290) ароматических углеводородов, содержащего по меньшей мере одно ароматическое соединение, во вторую зону (285) изомеризации C₇ и регулирование расхода потока (290), содержащего ароматические углеводороды, для регулирования температуры во второй зоне (285) изомеризации C₇;

изомеризацию потока (280) нижнего продукта из колонны (270) деизогептанизации и потока (290), содержащего ароматические углеводороды, во второй зоне (285) изомеризации C₇ при вторых условиях изомеризации, способствующих повышенному образованию циклопентанов по сравнению с циклогексанами, с образованием второго продукта (300) изомеризации C₇;

риформинг потока (235) тяжелой фракции из колонны (220) разделения лигроина в зоне (250) риформинга в условиях риформинга с образованием продукта (255) риформинга;

смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта (245) изомеризации C₅–C₆, первого потока (275) из колонны (270) деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта (300) изомеризации C₇ или продукта (255) риформинга с образованием бензинового компаунда (305).

2. Способ по п. 1, в котором поток (290), содержащий ароматические углеводороды, содержит по меньшей мере одно из бензола или толуола.

3. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий:

подачу потока (295), содержащего циклоалканы, содержащего по меньшей мере одно циклоалкановое соединение, во вторую зону (285) изомеризации C₇.

4. Способ по п. 3, в котором молярное соотношение циклопентанов/циклоалканов в потоке (295), содержащем циклоалканы, составляет 1:2 или менее.

5. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий:

гидропереработку лигроинового сырья (205) перед разделением лигроинового сырья (205).

6. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором поток (230) C₇ из колонны (220) разделения лигроина дополнительно содержит по меньшей мере одно ароматическое соединение, и способ дополнительно включает:

гидрогенизацию по меньшей мере части ароматических соединений в потоке (230) C₇ из колонны (220) разделения лигроина перед изомеризацией потока (230) C₇ из колонны (220) разделения лигроина.

7. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий одно или более из:

разделения первого продукта (265) изомеризации C₇ на поток верхнего продукта, содержащий водород, C₄ и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и второй поток тяжелой фракции, содержащий C₅ и более тяжелые углеводороды, перед деизогептанизацией по меньшей мере части первого продукта (265) изомеризации C₇, и при этом деизогептанизация по меньшей мере части первого продукта (265) изомеризации C₇ включает деизогептанизацию второго потока тяжелой фракции; или

разделения второго продукта (300) изомеризации C₇ на второй поток верхнего продукта, содержащий водород, C₄ и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и поток изомеризованных углеводородов C₇, содержащий C₅ и более тяжелые углеводороды, и при этом смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта (245) изомеризации C₅–C₆, первого потока (275) из колонны (270) деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта (300) изомеризации C₇ и продукта (255) риформинга с образованием бензинового компаунда (300) включает смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта (245) изомеризации C₅–C₆, первого потока (275) из колонны (270) деизогептанизации, потока изомеризованных углеводородов C₇ и продукта (255) риформинга с образованием бензинового компаунда (305); или

разделения продукта (245) изомеризации C₅–C₆ на третий поток верхнего продукта, содержащий водород, C₄ и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и поток изомеризованных углеводородов C₅–C₆, содержащий C₅ и более тяжелые углеводороды, и при этом смешивание одного или более из: по меньшей мере части продукта (245) изомеризации C₅–C₆, первого потока (275) из колонны (270) деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта (300) изомеризации C₇ или продукта (255) риформинга с образованием бензинового компаунда (300) включает смешивание одного или более из: по меньшей мере части потока изомеризованных углеводородов C₅–C₆, первого (275) потока из колонны (270) деизогептанизации, по меньшей мере части второго продукта (300) изомеризации C₇ или продукта (255) риформинга с образованием бензинового компаунда (305).

8. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором первые условия изомеризации включают в себя температуру в диапазоне 40–235°C, или вторые условия изомеризации включают в себя температуру в диапазоне 150–350°C, или выполняются оба условия.

9. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий:

смешивание по меньшей мере одного дополнительного потока (310) с бензиновым компаундом (305).

10. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий по меньшей мере одно из:

определения по меньшей мере одного параметра способа и формирования сигнала или данных по результатам определения;

формирования и передачи сигнала; или

формирования и передачи данных.