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. Эта 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 улучшенный способ производства бензина.
На фиг. 3 представлен один вариант осуществления способа настоящего изобретения.
На фиг. 4 представлен другой 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 потока 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 потока 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 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 и снижает крекинг парафинов, 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 других 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. 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 метилциклогексана в диметилциклопентаны процентная доля испарившегося бензина при 100°C 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.
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. По меньшей мере часть продукта изомеризации C5–C6 подвергают деизогексанизации в колонне деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые углеводороды. 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 объединяют с потоком нижнего продукта из колонны деизогексанизации с образованием объединенного потока. Объединенный поток 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, второго продукта изомеризации C7 или продукта риформинга смешивают с образованием бензинового компаунда.
В некоторых вариантах осуществления деизогептанизация 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, включает деизогептанизацию по меньшей мере части первого продукта изомеризации C7 в колонне деизогептанизации с разделением на по меньшей мере поток верхнего продукта, содержащий парафины C6, первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C7, и поток нижнего продукта, содержащий парафины н-C7 и циклоалканы C7; и дополнительно включает: рециркуляцию потока верхнего продукта из колонны деизогептанизации в зону изомеризации C5–C6.
В некоторых вариантах осуществления деизогексанизация продукта изомеризации C5–C6 в колонне деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые углеводороды, включает деизогексанизацию продукта изомеризации C5–C6 в колонне деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые углеводороды, и поток нижнего бокового погона, содержащий парафины н-C6 и моноразветвленные парафины C6; и дополнительно включает: рециркуляцию потока нижнего бокового погона из колонны деизогексанизации в зону изомеризации C5–C6.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает подачу потока, содержащего ароматические углеводороды, содержащего по меньшей мере один ароматический углеводород, во вторую зону изомеризации C7.
В некоторых вариантах осуществления условия первой зоны изомеризации C7 включают в себя температуру в диапазоне 40–235°C (104–455°F), или условия второй зоны изомеризации C7 включают в себя температуру в диапазоне 175–325°C (347–617°F), 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 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 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: первого потока из колонны деизогексанизации, первого потока из колонны деизогептанизации, второго продукта изомеризации C7 или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда включает смешивание одного или более из: первого потока из колонны деизогексанизации, 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 по меньшей мере третий поток верхнего продукта, содержащий углеводороды C4 и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и поток изомеризованных углеводородов C5–C6, содержащий углеводороды C5 и более тяжелые углеводороды, и при этом деизогексанизация по меньшей мере части продукта изомеризации C5–C6 включает деизогексанизацию потока изомеризованных углеводородов C5–C6.
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 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. По меньшей мере часть продукта изомеризации C5–C6 подвергают деизогексанизации в колонне деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые углеводороды. 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 поток верхнего продукта, содержащий парафины C6, поток бокового погона, содержащий мультиразветвленные парафины C7, и поток нижнего продукта, содержащий парафины н-C7 и циклоалканы C7. Поток верхнего продукта из колонны деизогептанизации рециркулируют в зону изомеризации C5–C6. Поток нижнего продукта из колонны деизогептанизации объединяют с потоком нижнего продукта из колонны деизогексанизации с образованием объединенного потока. Объединенный поток 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: первого потока из колонны деизогексанизации, потока бокового погона из колонны деизогептанизации, второго продукта изомеризации C7 или продукта риформинга смешивают с образованием бензинового компаунда.
В некоторых вариантах осуществления деизогексанизация продукта изомеризации C5–C6 в колонне деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые фракции, включает деизогексанизацию продукта изомеризации C5–C6 в колонне деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые фракции, и поток нижнего бокового погона, содержащий парафины н-C6 и моноразветвленные углеводороды C6, и дополнительно включает рециркуляцию потока нижнего бокового погона из колонны деизогексанизации в зону изомеризации C5–C6.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает подачу потока, содержащего ароматические углеводороды, содержащего по меньшей мере один ароматический углеводород, во вторую зону изомеризации C7.
В некоторых вариантах осуществления первые условия изомеризации включают в себя температуру в диапазоне 40–235°C (104–455°F), или вторые условия изомеризации включают в себя температуру в диапазоне 175–325°C (347–617°F), 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 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; или 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: первого потока из колонны деизогексанизации, первого потока из колонны деизогептанизации, второго продукта изомеризации C7 или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда включает смешивание одного или более из: первого потока из колонны деизогексанизации, первого потока из колонны деизогептанизации, потока изомеризованных углеводородов C7 или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда; или разделение продукта изомеризации C5–C6 на по меньшей мере третий поток верхнего продукта, содержащий углеводороды C4 и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и поток изомеризованных углеводородов C5–C6, содержащий углеводороды C5 и более тяжелые углеводороды, и при этом деизогексанизация по меньшей мере части продукта изомеризации C5–C6 включает деизогексанизацию потока изомеризованных углеводородов C5–C6.
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, содержащего две зоны изомеризации C7.
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, 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 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 около 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 применять 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 парафинов C7 и циклогексановых колец. 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 в этих диапазонах 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 (т.е. более 2,5 мас.%), 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 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 175–325°C (347–617°F), причем температуры на выходе реактора, как правило, превышают 200°C.
В 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.
При необходимости во вторую зону 285 изомеризации C7 также можно подавать поток 290, содержащий ароматические углеводороды. 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, поток, содержащий ароматические углеводороды, можно предпочтительно подавать в любой один или более реакторов. Как описано выше, при насыщении ароматических углеводородов в зоне 285 изомеризации C7 по меньшей мере частично выделяется тепло, что смягчает снижение температуры или даже приводит к повышению конечной 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, может составлять 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, 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.
На фиг. 3 показан один вариант осуществления интегрированного комплекса настоящего изобретения.
Сырье, оборудование и условия эксплуатации аналогичны описанным выше со ссылкой на фиг. 2.
Первый поток 405 лигроинового сырья подают в установку 410 гидроочистки лигроина. Гидроочищенный поток 415 лигроина подают в колонну 420 разделения лигроина, где его разделяют на поток 425 легкой фракции, поток 430 C7 и поток 435 тяжелой фракции. Поток 425 легкой фракции содержит C6 и более легкокипящие углеводороды, поток 430 C7 содержит углеводороды C7, а поток 435 тяжелой фракции содержит C8 и более тяжелые углеводороды.
Поток 425 легкой фракции из колонны 420 разделения лигроина и водород приводят в контакт с катализатором изомеризации в зоне 440 изомеризации C5–C6 с образованием продукта 445 изомеризации C5–C6.
Продукт 445 изомеризации C5–C6 направляют в колонну 450 деизогексанизации, где он разделяется на по меньшей мере первый поток 455, содержащий мультиразветвленные парафины C6, поток 460 нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые фракции, и поток 465 нижнего бокового погона, содержащий парафины н-C6 и моноразветвленные парафины C6. Поток 465 нижнего бокового погона может быть рециркулирован в зону 440 изомеризации C5–C6. В альтернативном варианте осуществления первый поток 455 может представлять собой верхний боковой погон, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и также может присутствовать поток верхнего продукта (не показан), содержащий парафины C5. В данном варианте осуществления поток верхнего продукта можно рециркулировать в колонну деизопентанизации (не показана).
Поток 435 тяжелой фракции из колонны 420 разделения лигроина направляют в установку 470 риформинга с образованием потока 475 риформата.
Поток 430 C7 подают в первую зону 480 изомеризации C7 с образованием первого продукта 485 изомеризации C7. Первая зона 480 изомеризации C7 работает в условиях, способствующих образованию мультиразветвленных циклогексанов и парафинов C7, как описано выше.
Первый продукт 485 изомеризации C7 подают в колонну 490 деизогептанизации, в которой он разделяется на поток 495 верхнего продукта и поток 500 нижнего продукта. Поток 495 верхнего продукта включает в себя мультиразветвленные парафины C7, а поток 500 нижнего продукта включает в себя н-C7 и циклоалканы C7.
Поток 500 нижнего продукта из колонны 490 деизогептанизации подают во вторую зону 505 изомеризации C7. Поток 460 нижнего продукта из колонны 450 деизогексанизации также подают во вторую зону 505 изомеризации C7. Поток 510, содержащий ароматические углеводороды, также можно подавать во вторую зону 505 изомеризации C7, чтобы обеспечить выделение тепла, которое смягчает падение температуры или приводит к увеличению конечной температуры во второй зоне 505 изомеризации C7 и способствует поддержанию более высокой температуры на выходе реактора, как описано выше.
Поток 500 нижнего продукта, поток 460 нижнего продукта и необязательно поток 510, содержащий ароматические углеводороды, подвергаются изомеризации во второй зоне 505 изомеризации C7, которая работает в условиях, способствующих повышенному образованию циклопентанов по сравнению с циклогексанами, как описано выше, с образованием второго продукта 515 изомеризации C7.
Первый поток 455 из колонны 450 деизогексанизации поток 495 верхнего продукта из колонны 490 деизогептанизации, второй продукт 515 изомеризации C7 и риформат 475 объединяют с образованием потока 520 бензина. В поток 520 бензина необязательно может быть добавлен один или более дополнительных потоков 525.
Одно или более из установки 410 гидроочистки лигроина, колонны 420 разделения лигроина, зоны 440 изомеризации C5–C6, колонны 450 деизогексанизации, зоны 470 риформинга, первой зоны 480 изомеризации C7, колонны 490 деизогептанизации и второй зоны 505 изомеризации C7 могут быть подключены к контроллеру (не показан), который можно использовать для контроля и управления различными процессами, как описано выше со ссылкой на фиг. 2.
На фиг. 4 показан один вариант осуществления интегрированного комплекса настоящего изобретения.
Сырье, оборудование и условия эксплуатации аналогичны описанным выше со ссылкой на фиг. 2.
Первый поток 605 лигроинового сырья подают в установку 610 гидроочистки лигроина. Гидроочищенный поток 615 лигроина подают в колонну 620 разделения лигроина, где его разделяют на поток 625 легкой фракции, поток 630 C7 и поток 635 тяжелой фракции. Поток 625 легкой фракции содержит C6 и более легкокипящие углеводороды, поток 630 C7 содержит углеводороды C7, а поток 635 тяжелой фракции содержит C8 и более тяжелые углеводороды.
Поток 625 легкой фракции из колонны 620 разделения лигроина и водород приводят в контакт с катализатором изомеризации в зоне 640 изомеризации C5–C6 с образованием продукта 645 изомеризации C5–C6.
Продукт 645 изомеризации C5–C6 направляют в колонну 650 деизогексанизации, где он разделяется на по меньшей мере первый поток 655, содержащий мультиразветвленные парафины C6, поток 660 нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые фракции, и поток 665 нижнего бокового погона, содержащий парафины н-C6 и моноразветвленные парафины C6. Поток 665 нижнего бокового погона может быть рециркулирован в зону 640 изомеризации C5–C6. В альтернативном варианте осуществления первый поток 655 может представлять собой верхний боковой погон, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и также может присутствовать поток верхнего продукта (не показан), содержащий парафины C5. В этом варианте осуществления поток верхнего продукта можно рециркулировать в колонну деизопентанизации (не показана). Поток 635 тяжелой фракции из колонны 620 разделения лигроина направляют в установку 670 риформинга с образованием потока 675 риформата.
Поток 630 C7 подают в первую зону 680 изомеризации C7 с образованием первого продукта 685 изомеризации C7. Первая зона 680 изомеризации C7 работает в условиях, способствующих образованию мультиразветвленных циклогексанов и парафинов C7, как описано выше.
Первый продукт 685 изомеризации C7 подают в колонну 690 деизогептанизации, в которой он разделяется на поток 695 верхнего продукта, первый поток 700 нижнего продукта и поток 705 нижнего продукта. Поток 695 верхнего продукта содержит парафины C6, первый поток 700 содержит мультиразветвленные углеводороды C7, а поток 705 нижнего продукта содержит н-C7 и циклоалканы C7.
Поток 695 верхнего продукта рециркулируют в зону 640 изомеризации C5–C6.
Поток 705 нижнего продукта из колонны 690 деизогептанизации подают во вторую зону 710 изомеризации C7. Поток 660 нижнего продукта из колонны 650 деизогексанизации также подают во вторую зону 710 изомеризации C7. Поток 715, содержащий ароматические углеводороды, также можно подавать во вторую зону 710 изомеризации C7, чтобы обеспечить выделение тепла, которое смягчает падение температуры или приводит к увеличению конечной температуры во второй зоне 710 изомеризации C7, как описано выше.
Поток 705 нижнего продукта, поток 660 нижнего продукта и необязательно поток 715, содержащий ароматические углеводороды, подвергаются изомеризации во второй зоне 710 изомеризации C7, которая работает в условиях, способствующих повышенному образованию циклопентанов по сравнению с циклогексанами, как описано выше, с образованием второго продукта 720 изомеризации C7.
Первый поток 655 из колонны 650 деизогексанизации, первый поток 700 из колонны 690 деизогептанизации, второй продукт 720 изомеризации C7 и риформат 675 объединяют с образованием потока 725 бензина. В поток 725 бензина необязательно может быть добавлен один или более дополнительных потоков 730.
Одно или более из установки 610 гидроочистки лигроина, колонны 620 разделения лигроина, зоны 640 изомеризации C5–C6, колонны 650 деизогексанизации, зоны 670 риформинга, первой зоны 680 изомеризации C7, колонны 690 деизогептанизации и второй зоны 710 изомеризации C7 могут быть подключены к контроллеру (не показан), который можно использовать для контроля и управления различными процессами, как описано выше со ссылкой на фиг. 2.
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. Пример 3 представляет собой улучшенную конфигурацию способа, в котором поток 460 нижнего продукта из колонны 450 деизогексанизации вместе с потоком 500 нижнего продукта из колонны 490 деизогептанизации подают во вторую зону 505 изомеризации C7, показанную на фиг. 3. Пример 4 представляет собой улучшенную конфигурацию способа, показанную на фиг. 4. Разница между примером 4 и примером 3 заключается в том, что в примере 4 поток 695 верхнего продукта из колонны 690 деизогептанизации рециркулируют обратно в зону 640 изомеризации C5–C6, что позволяет дополнительно повышать октановое число потока 695. Следует отметить, что во всех вышеуказанных случаях во вторую зону изомеризации C7 не добавляют поток ароматических углеводородов. Во всех примерах в зону изомеризации C5–C6 включена колонна деизопентанизации (не показана). Поток верхнего продукта из колонны деизопентанизации содержит изопентан и направляется на смешивание. Поток нижнего продукта из колонны деизопентанизации содержит н-пентан и компоненты C6, которые направляют в реакторы изомеризации C5–C6. Все исследования были разработаны с использованием подробных кинетических моделей и способов моделирования технологических процессов.
В таблице 1 показаны объемные расходы для примера 1 и примера 2, в которых применяют одинаковое свежее сырье, подаваемое 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 (показана на фиг. 2) была уменьшена на 55,9%, а объемная скорость подачи сырья в колонну 270 деизогептанизации была также уменьшается на 57,5%.
Способ по фиг. 2 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 по фиг. 2 демонстрирует увеличение октан-баррелей на 4,0%.
Секция изомеризации C7 (включая первую зону 260 изомеризации C7, вторую зону 285 изомеризации C7 и колонну 270 деизогептанизации) на фиг. 2 демонстрирует снижение капитальных затрат на 11% из-за исключения рециркуляционного потока 185, несмотря на добавление второй зоны 285 изомеризации C7. Более того, блок-схема на фиг. 2 (пример 2) демонстрирует снижение эксплуатационных затрат на 57% по сравнению с базовым случаем (пример 1).
Таблица 1
Сводные данные по исследованиям конкретных случаев изомеризации C7
(поток 130)
(поток 230)
(поток 185)
(поток в зону 160)
(поток в зону 260)
(поток 165)
(поток 265)
(поток 280)
(поток 175)
(поток 275)
(поток 180)
(поток 300)
Сводные данные по исследованиям конкретных случаев всего комплекса переработки лигроина представлены в таблице 2.
Таблица 2
Сводные данные по исследованиям конкретных случаев всего комплекса переработки лигроина
Как показано в таблице 1, процент полученного продукта с числом RONC 95 увеличился с 77 об.% жидкости в базовом случае (пример 1) до 83 об.% жидкости в примере 2, что обусловливалось увеличением октан-баррелей в секции изомеризации C7. Что еще более важно, общее количество полученного бензина также увеличилось на 0,6 об.% жидкости, при этом применительно ко всему комплексу переработки лигроина капитальные затраты уменьшились на 2%, а расходы на энергоресурсы сократились на 8%. При дальнейшей интеграции, показанной в примере 3, наблюдалось повышение процентной доли полученного продукта с числом RONC 95 до 85 об.% жидкости при пренебрежимо малом росте капитальных затрат и расходов на энергоресурсы. При полной интеграции, показанной в примере 4, можно получить 100 об.% жидкости бензина с числом RONC 95. Это приводит к дополнительному повышению октанового числа потока 695 верхнего продукта из колонны 690 деизогептанизации за счет рециркуляции в зону 640 изомеризации C5–C6, показанную на фиг. 4. Капитальные затраты и расходы на энергоресурсы увеличиваются за счет увеличения зоны 640 изомеризации C5–C6 и размеров колонны 650 деизогексанизации. По сравнению с конфигурацией, показанной на фиг. 1, в примерах 2–4 продемонстрирован более высокий выход бензина при более высокой процентной доле полученного продукта с числом RONC 95. Более высокая процентная доля бензина с числом RONC 95 может быть чрезвычайно выгодна, поскольку НПЗ переходят на выпуск бензина с более жесткими техническими характеристиками и более высокими требованиями к числам RONC.
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; деизогексанизацию по меньшей мере части первого продукта изомеризации C5–C6 в колонне деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые углеводороды; 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; объединение потока нижнего продукта из колонны деизогептанизации с потоком нижнего продукта из колонны деизогексанизации с образованием объединенного потока; изомеризацию объединенного потока 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: первого потока из колонны деизогексанизации, первого потока из колонны деизогептанизации, второго продукта изомеризации C7 или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда. 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, в которых деизогептанизация 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, включает деизогептанизацию по меньшей мере части первого продукта изомеризации C7 в колонне деизогептанизации с разделением на по меньшей мере поток верхнего продукта, содержащий парафины C6, первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C7, и поток нижнего продукта, содержащий парафины н-C7 и циклоалканы C7; и дополнительно включает рециркуляцию потока верхнего продукта из колонны деизогептанизации в зону изомеризации C5–C6. 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, в которых деизогексанизация продукта изомеризации C5–C6 в колонне деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые углеводороды, включает деизогексанизацию продукта изомеризации C5–C6 в колонне деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые углеводороды, и поток нижнего бокового погона, содержащий парафины н-C6 и моноразветвленные C6, и дополнительно включает рециркуляцию потока нижнего бокового погона из колонны деизогексанизации в зону изомеризации C5–C6. 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, содержащего ароматические углеводороды, содержащего по меньшей мере один ароматический углеводород, 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, в которых первые условия изомеризации включают в себя температуру в диапазоне 40–235°C, или в которых вторые условия изомеризации включают в себя температуру в диапазоне 175–325°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 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 углеводороды C5 и более тяжелые углеводороды, и при этом смешивание одного или более из: первого потока из колонны деизогексанизации, первого потока из колонны деизогептанизации, второго продукта изомеризации C7 или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда включает смешивание одного или более из: первого потока из колонны деизогексанизации, 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 по меньшей мере третий поток верхнего продукта, содержащий углеводороды C4 и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и поток изомеризованных углеводородов C5–C6, содержащий углеводороды C5 и более тяжелые углеводороды, и при этом деизогексанизация по меньшей мере части продукта изомеризации C5–C6 включает деизогексанизацию потока изомеризованных углеводородов C5–C6. 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; деизогексанизацию по меньшей мере части первого продукта изомеризации C5–C6 в колонне деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые углеводороды; 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 поток верхнего продукта, содержащий парафины C6, поток бокового погона, содержащий мультиразветвленные парафины C7, и поток нижнего продукта, содержащий парафины н-C7 и циклоалканы C7; рециркуляцию потока верхнего продукта из колонны деизогептанизации в зону изомеризации C5–C6; объединение потока нижнего продукта из колонны деизогептанизации с потоком нижнего продукта из колонны деизогексанизации с образованием объединенного потока; изомеризацию объединенного потока 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: первого потока из колонны деизогексанизации, потока бокового погона из колонны деизогептанизации, второго продукта изомеризации C7 или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда. Один вариант осуществления настоящего 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 деизогексанизация продукта изомеризации C5–C6 в колонне деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые углеводороды, включает деизогексанизацию продукта изомеризации C5–C6 в колонне деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток, содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые углеводороды, и поток нижнего бокового погона, содержащий парафины н-C6 и моноразветвленные C6, и дополнительно включает рециркуляцию потока нижнего бокового погона из колонны деизогексанизации в зону изомеризации C5–C6. 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, содержащего ароматические углеводороды, содержащего по меньшей мере один ароматический углеводород, 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, в которых первые условия изомеризации включают в себя температуру в диапазоне 40–235°C, или в которых вторые условия изомеризации включают в себя температуру в диапазоне 175–325°C, или выполняются оба условия. 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. 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. 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 по меньшей мере одно из разделения 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; или разделения 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: первого потока из колонны деизогексанизации, первого потока из колонны деизогептанизации, второго продукта изомеризации C7 или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда включает смешивание одного или более из: первого потока из колонны деизогексанизации, первого потока из колонны деизогептанизации, потока изомеризованных углеводородов C7 или продукта риформинга с образованием бензинового компаунда; или разделение продукта изомеризации C5–C6 на по меньшей мере третий поток верхнего продукта, содержащий углеводороды C4 и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и поток изомеризованных углеводородов C5–C6, содержащий углеводороды C5 и более тяжелые углеводороды, и при этом деизогексанизация по меньшей мере части продукта изомеризации C5–C6 включает деизогексанизацию потока изомеризованных углеводородов C5–C6.
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.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ИНТЕГРИРОВАННЫЙ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЕНЗИНА | 2019 |
|
RU2753530C1 |
| СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОМЕРИЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ | 2019 |
|
RU2753532C1 |
| СПОСОБЫ ИЗОМЕРИЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ | 2019 |
|
RU2757769C1 |
| СПОСОБ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ИСХОДНОГО СЫРЬЯ, СОДЕРЖАЩЕГО БЕНЗОЛ, И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2008 |
|
RU2374216C1 |
| СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИНТЕГРИРОВАННОГО ПРОЦЕССА ИЗОМЕРИЗАЦИИ И ПЛАТФОРМИНГА | 2016 |
|
RU2708613C2 |
| ИНТЕГРИРОВАННЫЙ СПОСОБ РИФОРМИНГА И ИЗОМЕРИЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2015 |
|
RU2691971C2 |
| ИНТЕГРИРОВАННЫЙ ПРОЦЕСС ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЖИЖЕННОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА | 2020 |
|
RU2782829C1 |
| СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОМЕРИЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ | 2018 |
|
RU2748268C1 |
| ИНТЕГРИРОВАННЫЙ ПРОЦЕСС ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОДОРОДА | 2020 |
|
RU2772646C1 |
| СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ УГЛЕВОДОРОДОВ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА | 2013 |
|
RU2664543C2 |
Изобретение касается интегрированного способа 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; 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 и деизогексанизацию по меньшей мере части продукта; две зоны изомеризации C7, разделенные колонной деизогептанизации, и зону риформинга С8 и более тяжелых углеводородов; смешивание одного или более из: первого потока из колонны деизогексанизации, первого потока из колонны деизогептанизации, 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, 4 ил., 2 табл., 4 пр.
1. Интегрированный способ производства бензина, включающий:
разделение лигроинового сырья (405) в колонне (420) разделения лигроина на поток (425) легкой фракции, содержащий C6 и более легкокипящие углеводороды, поток (430) C7, содержащий углеводороды C7, и поток (435) тяжелой фракции, содержащий С8 и более тяжелые углеводороды;
изомеризацию по меньшей мере части потока (425) легкой фракции из колонны (420) разделения лигроина в зоне (440) изомеризации C5-C6 в условиях изомеризации с образованием продукта (445) изомеризации C5-C6;
деизогексанизацию по меньшей мере части продукта (445) изомеризации C5-C6 в колонне (450) деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток (455), содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток (460) нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые углеводороды;
изомеризацию потока (430) C7 из колонны (420) разделения лигроина в первой зоне (480) изомеризации C7 при первых условиях изомеризации, способствующих образованию мультиразветвленных парафинов и циклогексанов C7 с образованием первого продукта (485) изомеризации C7;
деизогептанизацию по меньшей мере части первого продукта (485) изомеризации C7 в колонне (490) деизогептанизации с разделением на по меньшей мере первый поток (495), содержащий мультиразветвленные парафины C7, и поток (500) нижнего продукта, содержащий парафины н-C7 и циклоалканы C7;
объединение потока (500) нижнего продукта из колонны (490) деизогептанизации с потоком (460) нижнего продукта из колонны (450) деизогексанизации с образованием объединенного потока;
изомеризацию объединенного потока во второй зоне (505) изомеризации C7 при вторых условиях изомеризации, способствующих повышенному образованию циклопентанов по сравнению с циклогексанами, с образованием второго продукта (515) изомеризации C7;
риформинг потока (435) тяжелой фракции из колонны (420) разделения лигроина в зоне (470) риформинга в условиях риформинга с образованием продукта (475) риформинга;
смешивание одного или более из: первого потока (455) из колонны (450) деизогексанизации, первого потока (495) из колонны (490) деизогептанизации, второго продукта (515) изомеризации C7 или продукта риформинга (475) с образованием бензинового компаунда (520).
2. Способ по п. 1, в котором деизогептанизация по меньшей мере части первого продукта (485) изомеризации C7 в колонне (490) деизогептанизации с разделением на по меньшей мере первый поток (495), содержащий мультиразветвленные парафины C7, и поток нижнего продукта (500), содержащий парафины н-C7 и циклоалканы C7, включает деизогептанизацию по меньшей мере части первого продукта (665) изомеризации C7 в колонне (690) деизогептанизации с разделением на по меньшей мере поток (695) верхнего продукта, содержащий парафины C6, первый поток (700), содержащий мультиразветвленные парафины C7, и поток (705) нижнего продукта, содержащий парафины н-C7 и циклоалканы C7; и дополнительно включает
рециркуляцию потока (695) верхнего продукта из колонны (690) деизогептанизации в зону (640) изомеризации C5-C6.
3. Способ по любому одному из пп. 1, 2, в котором деизогексанизация продукта (445) изомеризации C5-C6 в колонне (450) деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток (455), содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток (460) нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые углеводороды, включает деизогексанизацию продукта (645) изомеризации C5-C6 в колонне (650) деизогексанизации с разделением на по меньшей мере первый поток (655), содержащий мультиразветвленные парафины C6, и поток (66) нижнего продукта, содержащий циклоалканы C6 и тяжелые углеводороды, и поток (665) нижнего бокового погона, содержащий парафины н-C6 и моноразветвленные парафины C6, и дополнительно включает
рециркуляцию потока (665) нижнего бокового погона из колонны (650) деизогексанизации в зону (640) изомеризации C5-C6.
4. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий
подачу потока (510), содержащего ароматические углеводороды, содержащего по меньшей мере один ароматический углеводород, во вторую зону (505) изомеризации C7.
5. 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 175-325°C, или выполняются оба условия.
6. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий
смешивание по меньшей мере одного дополнительного потока (525) с бензиновым компаундом (520).
7. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий
гидропереработку лигроинового сырья (405) перед разделением лигроинового сырья (405).
8. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором поток (430) C7 из колонны (420) разделения лигроина дополнительно содержит по меньшей мере одно ароматическое соединение, и способ дополнительно включает
гидрогенизацию по меньшей мере части ароматических соединений в потоке (430) C7 из колонны (420) разделения лигроина перед изомеризацией потока (430) C7 из колонны (420) разделения лигроина.
9. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий одно или более из:
разделения первого продукта (485) 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 (485) изомеризации C7, и при этом деизогептанизация по меньшей мере части первого продукта (485) изомеризации C7 включает деизогептанизацию второго потока тяжелой фракции; или
разделения второго продукта (515) 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: первого потока (455) из колонны (450) деизогексанизации, первого потока (495) из колонны (490) деизогептанизации, второго продукта (515) изомеризации C7 или продукта (475) риформинга с образованием бензинового компаунда (520) включает смешивание одного или более из: первого потока (455) из колонны (450) деизогексанизации, первого потока (495) из колонны (490) деизогептанизации, потока изомеризованных углеводородов C7 или продукта (475) риформинга с образованием бензинового компаунда (520); или
разделения продукта (445) изомеризации C5-C6 на по меньшей мере третий поток верхнего продукта, содержащий углеводороды C4 и углеводороды, кипящие при более низкой температуре, и поток изомеризованных углеводородов C5-C6, содержащий углеводороды C5 и более тяжелые углеводороды, и при этом деизогексанизация по меньшей мере части продукта (445) изомеризации C5-C6 включает деизогексанизацию потока изомеризованных углеводородов C5-C6.
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.
| US 20060270885 A1, 30.11.2006 | |||
| US 20140171704 A1, 19.06.2014 | |||
| US 20150166438 A1, 18.06.2015 | |||
| US 2905619 A1, 22.09.1959 | |||
| СПОСОБ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ЛЕГКИХ БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ, СОДЕРЖАЩИХ C-C ПАРАФИНОВЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ | 2009 |
|
RU2408659C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВОГО БЕНЗИНА | 2006 |
|
RU2333937C2 |
