СПОСОБ КОНВЕРСИИ ТЯЖЕЛЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ШИХТ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ В СЕБЯ ЭТАПЫ ГИДРОКОНВЕРСИИ В УВЛЕКАЕМОМ И РЕЦИРКУЛИРУЕМОМ СЛОЕ ДЕАСФАЛЬТИЗИРОВАННОЙ НЕФТИ Российский патент 2023 года по МПК C10G45/08 C10G65/04 

Область техники

Настоящее изобретение относится к переработке и конверсии тяжелых углеводородных шихт, полученных из сырой нефти, либо в результате дистилляции сырой нефти, причем упомянутые шихты включают в себя фракцию, по меньшей мере, 50%, с температурой кипения, по меньшей мере, 300°C, и содержат, среди прочего, асфальтены, серосодержащие и азотосодержащие примеси и металлы. Предлагается конверсия этих шихт в более легкие продукты, которые можно использовать в качестве горючего, например, для получения бензинов или дизельного топлива, или сырья для нефтехимии.

В частности, изобретение относится к способу конверсии такой тяжелой шихты, включающему в себя этапы гидроконверсии в трехфазном реакторе, функционирующем на увлекаемом слое, и деасфальтизации фракции продукта, полученного в результате гидроконверсии, в котором деасфальтизированная нефть (DAO, Deasphalted Oil, англ.), полученная в результате деасфальтизации, рециркулируется во время гидроконверсии.

Общий контекст

Шихты, обработка которых желательна в рамках настоящего изобретения, представляют собой сырую нефть, либо тяжелые фракции углеводородов, полученные в результате дистилляции сырой нефти, также называемые нефтяными остатками, и содержащие фракцию, по меньшей мере, 50%, обладающую температурой кипения, по меньшей мере, 300°C, предпочтительно, по меньшей мере, 350°C, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 375°C. Это преимущественно вакуумные остатки, содержащие фракцию, по меньшей мере, 50%, обладающую температурой кипения, по меньшей мере, 450°C, а предпочтительно, по меньшей мере, 500°C.

Эти шихты, как правило, имеют содержание серы, по меньшей мере, 0,1 мас.%, иногда, по меньшей мере, 1 мас.-даже, по меньшей мере, 2 мас.%, содержание углерода по Конрадсону, по меньшей мере, 0,5 мас.%, а предпочтительно, по меньшей мере, 5 мас.%, содержание асфальтенов C₇, по меньшей мере, 1 мас.%, а предпочтительно, по меньшей мере, 3 мас.%, содержание металлов, по меньшей мере, 20 массовых миллионных долей, а предпочтительно, по меньшей мере, 100 массовых миллионных долей.

Оценка этих тяжелых шихт относительно сложна, как с технической, так и с экономической точки зрения.

На самом деле, на рынке в основном имеется спрос на горючее, которое можно дистиллировать при атмосферном давлении при температуре ниже 380°C, и даже 320°C. В случае сырой нефти, ее дистилляция в условиях атмосферного давления приводит к переменным содержаниям атмосферных остатков, которые зависят от происхождения обрабатываемой сырой нефти. Это содержание, как правило, колеблется от 20% до 50% для стандартной сырой нефти, но может достигать и 50-80% для тяжелой и сверхтяжелой сырой нефти, как например, сырая нефть, полученная в Венесуэле или в области Атабаска на севере Канады. Таким образом, необходимо осуществлять конверсию этих остатков путем преобразования тяжелых молекул остатков, с получением очищенных продуктов, состоящих из более легких молекул. Эти очищенные продукты, как правило, имеют гораздо более высокое отношение углерода к водороду, чем исходные тяжелые фракции. Поэтому, ряд процессов, используемых для получения легких очищенных фракций, таких как процессы гидрокрекинга, гидропереработки и гидроконверсии, основан на добавлении водорода к молекулам, предпочтительно, одновременно с крекингом этих тяжелых молекул.

Конверсия тяжелых шихт зависит в значительной степени от таких параметров, как состав шихты, технология используемого реактора, строгость рабочих условий (температура, давление, парциальное давление водорода, время пребывания, и т.д.), тип используемого катализатора и его активность. При повышении строгих условий работы, конверсия тяжелых шихт в легкие продукты повышается, но в значительной мере за счет вторичных реакций начинают формироваться побочные продукты, такие как предшественники кокса и осадки. Таким образом, конверсия, осуществляемая с тяжелыми шихтами, очень часто приводит к образованию твердых частиц, - очень вязких и/или клейких, образованных из асфальтенов, из кокса и/или мелких частиц катализатора. Избыточное присутствие продуктов приводит к коксообразованию и к дезактивации катализатора, к загрязнению рабочего оборудования, и в частности, оборудования для разделения и дистилляции. Из-за этого, оператор нефтеперерабатывающей установки вынужден снижать конверсию тяжелых шихт, во избежание остановки блока гидроконверсии.

Таким образом, формирование этих осадков в процессах гидрообработки и гидроконверсии сильно зависит от качества шихты и строгости рабочих условий. Точнее, асфальтены, присутствующие в шихте, подвергаются конверсии в основном за счет дезалкилирования в жестких условиях гидроконверсии и образуют в результате этого молекулы, включающий в себя очень уплотненные ароматические ядра, которые осаждаются в форме отложений.

Способы гидроконверсии тяжелых углеводородных шихт хорошо известны специалистам в данной области техники. В частности, стандартные схемы конверсии тяжелых шихт включают в себя этап деасфальтизации в растворителе (SDA, Solvent DeAsphalting англ.) и этап гидроконверсии, осуществляемый в фиксированном слое, в подвижном слое, в кипящем слое, в увлекаемом слое (называемом «взвесью» согласно англосаксонской терминологии) и/или в гибридном слое. Этапы гидроконверсии, которые осуществляют в фиксированном слое, в подвижном слое, в кипящем слое и/или в гибридном слое, в зависимости от обрабатываемой шихты, всегда содержат, таким образом, по меньшей мере, один катализатор, который поддерживается в реакторе во время работы. Этот случай не относится к этапам гидроконверсии, которые осуществляют в увлекаемом слое, причем такой увлекаемый слой включает в себя катализатор гидроконверсии, называемый увлекаемым (или взвесь), который попадает в реактор с шихтой, и который увлекается за пределы реактора с отходящими потоками. Это увлечение, в частности, допускает наличие плотности и гранулометрии, адаптированную для катализатора. Термин «гибридный слой» относится к смешанному слою катализаторов с очень разной гранулометрией, включающих в себя одновременно, по меньшей мере, один катализатор, который поддерживается в реакторе, и, по меньшей мере, один увлекаемый катализатор, который попадает в реактор с шихтой, и который увлекается за пределы реактора с отходящими потоками. Деасфальтизацию и гидроконверсию обычно осуществляют последовательно. В частности, различают два типа процессов конверсии тяжелых шихт, связанных с деасфальтизацией и гидроконверсией:

- в первом типе процесса, известном под названием «непрямой способ», воплощен блок деасфальтизации, размещенный выше по потоку относительно блока гидроконверсии. Согласно этому способу шихту обрабатывают, по меньшей мере, частично, в блоке деасфальтизации, перед отправкой, по меньшей мере, частично, в блок гидроконверсии, включающий в себя один или несколько реакторов гидроконверсии, в присутствии водорода. Таким образом, в Патенте US 7 691 256 описан способ конверсии тяжелых углеводородных фракций, таких как атмосферный или вакуумный остаток, полученный в результате дистилляции тяжелой сырой нефти, в котором остаток сразу направляют в блок деасфальтизации, в растворитель, с получением потока DAO и потока асфальта, причем два потока затем обрабатывают по отдельности в реакторах, функционирующих на увлекаемом слое. Отходящие потоки двух блоков гидроконверсии на увлекаемом слое затем направляют в общие секции разделения, а их остаток направляют во вторую установку для деасфальтизации. Часть этого второго потока DAO и часть этого второго потока асфальт затем снова направляют в блоки гидроконверсии на увлекаемом слое. Этот способ, таким образом, допускает более высокую степень конверсии остатка, поскольку отдельными блоками гидроконверсии потока DAO и потока асфальта можно управлять таким образом, чтобы можно было достичь более глубокой конверсии. Основное неудобство непрямого способа состоит в крупном размере, требуемом для установки для деасфальтизации, что приводит к большим капитальным затратам и себестоимости процесса;

- во втором типе процесса, известном под названием «прямой способ», воплощен блок деасфальтизации, размещенный ниже по потоку относительно блока гидроконверсии. Как правило, в этом типе способа этап атмосферной дистилляции, а по необходимости и этап вакуумной дистилляции, следующий за этапом атмосферной дистилляции, осуществляют между двумя единичными этапами, составляющими гидроконверсию и деасфальтизацию. Этот случай, например, относится к способу, описанному в патенте US 8,057,660, в котором тяжелую шихту сразу направляют вместе с водородом в секцию гидроконверсии, включающую в себя, по меньшей мере, один реактор на увлекаемом слое. Отходящий поток, полученный в этой секции гидроконверсии на увлекаемом слое, затем разделяют на несколько фракций, а одну или несколько тяжелых фракций затем направляют, по меньшей мере, частично, в секцию деасфальтизации, в которой воплощен экстрактор типа жидкость-жидкость, работающий с помощью растворителя, в условиях деасфальтизации, известных специалистам в данной области техники, позволяющих получать DAO и остаточный асфальт. DAO, полученную указанным образом, затем подают в секцию гидроконверсии на увлекаемом слое, при условиях, позволяющих снижать, в частности, имеющееся у нее содержание металлов, серы, азота и углерода по Конрадсону и получать, после новогое разделения путем дистилляции, газообразную фракцию, фракцию бензина, фракцию газойля и более тяжелую фракцию для гидрообработки. Эту более тяжелую фракцию затем снова направляют вместе с DAO во вторую секция гидроконверсии на увлекаемом слое.

В документах WO 2004/058922, US 2010/320122A, US 2012/061293A, US 3,905,892, US 4,176,048, US 6,017,441, US 8,017,000 и US 8,287,720 описаны различные возможные конфигурации для прямого способа, в которых осуществляют первый этап гидроконверсии, вслед за этапом деасфальтизации тяжелой фракции, полученной в результате промежуточного разделения гидроконвертированного отходящего потока, затем осуществляют второй этап гидроконверсии, гидрообработки или гидрокрекинга DAO. В этих конфигурациях, в ходе второго этапа гидроконверсии образование кокса и отложений всегда может происходить в случае, когда DAO обрабатывают совместно с шихтой, содержащей асфальтены. Более того, большое количество асфальта получается в ходе этапа деасфальтизации после первого этапа гидроконверсии, при слабой конверсии асфальтаенов, как в случае схемы, предложенной в патенте US 4,176,048. Этот асфальт получается в малых количествах, и его более сложно преобразовать в горючее.

Другая конфигурация согласно прямому способу состоит в осуществлении этапа деасфальтизации тяжелых фракций после этапа гидроконверсии, позволяя, таким образом, минимизировать количество полученного асфальта, затем рециркулировать DAO на вход первой зоны гидроконверсии или в зоны фракционирования выше по потоку относительно первой зоны гидроконверсии, как описано в заявках на патент FR 2 964 388 и FR 2 999 599. Эта конфигурация требует серьезного повышения объема реакционных зон, а также зон разделения, с повышением требуемых затрат и себестоимости, по сравнению со способом конверсии без рециркуляции DAO. Кроме того, в этой конфигурации могут всегда встречаться проблемы, связанные с образованием кокса и отложений, в ходе этапа гидроконверсии, когда DAO подвергают рециркуляции и совместной обработке с тяжелой шихтой, содержащей асфальтены.

Задачи и сущность изобретения

Настоящее изобретение предназначено для решения, по меньшей мере, частично, вышеупомянутых проблем, применительно к способам конверсии тяжелых шихт согласно уровню техники, объединяющим в себе этапы гидроконверсии и деасфальтизации.

В частности, одна из задач изобретения состоит в обеспечении способа конверсии тяжелых шихт углеводородов, объединяющего в себе этапы гидроконверсии на увлекаемом слое и деасфальтизации, в котором стабильность отходящих потоков повышена для данного уровня конверсии тяжелых шихт, что, таким образом, позволяет осуществлять более глубокую конверсию в способе, т.е., управлять гидроконверсией так, чтобы достигать более высокого выхода конверсии.

Другая задача изобретения состоит в обеспечении такого спооба, в котором образование кокса и отложений в ходе гидроконверсии ограничено, с ослаблением, таким образом, проблем, связанных с засорением оборудования, воплощенного в способе, что позволяет достигать высокого общего уровня гидроконверсии при высоких эксплуатационных качествах оборудования, в частности, в оборудовании, подверженном засорению, таком как секции фракционирования.

Другая задача изобретения, кроме того, состоит в придании DAO высокого качества, т.е., в обеспечении пониженного содержания азота, серы, металлов и углерода по Конрадсону.

Таким образом, для досиижения, по меньшей мере, одной из вышеуказанных задач среди прочих, в настоящем изобретении предложен способ конверсии шихты тяжелых углеводородов, содержащей фракцию, по меньшей мере, 50%, обладающую температурой кипения, по меньшей мере, 300°C, и содержащую серу, углерод по Конрадсону, металлы и азот, включающий в себя следующие последовательные этапы:

- исходный этап гидроконверсии (a₁), по меньшей мере, части упомянутой шихты тяжелых углеводородов в присутствии водорода в секции исходной гидроконверсии, осуществляемый в условиях, позволяющих получать жидкий отходящий поток с пониженным содержанием серы, углерода по Конрадсону, металлов и азота;

- (n-1) дополнительный (дополнительные) этап (этапы) гидроконверсии (a_i) в (n-1) дополнительной (дополнительных) секции (секциях) гидроконверсии, в присутствии водорода, по меньшей мере, части или весь жидкий отходящий поток, полученный на предыдущем этапе гидроконверсии (a_i-1) или, по необходимости, тяжелой фракции, полученной в результате необязательного промежуточного этапа разделения (b_j), в промежуточной секции разделения между двумя этапа гидроконверсии последовательные, с разделением части или всего жидкого отходящего потока, полученного на предыдущем этапе гидроконверсии (a_i-1), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции, кипящей в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C, причем (n-1) дополнительный (дополнительные) этап (этапы) гидроконверсии (a_i) осуществляют таким образом, чтобы можно было получить гидроконвертированный жидкий отходящий поток с пониженным содержанием серы, углерода по Конрадсону, металлов и азота;

причем n представляет собой общее число этапов гидроконверсии, где n больше или равно 2, i - целое число, составляющее от 2 до n, а j - целое число, составляющее от 1 до (n-1), а секции исходной гидроконверсии и дополнительная (дополнительные) содержат каждая, по меньшей мере, один трехфазный реактор, функционирующий на увлекаемом слое, содержащем, по меньшей мере, один увлекаемый катализатор гидроконверсии;

- первый (c) этап фракционирования в первой секции фракционирования части или всего гидроконвертированного жидкого отходящего потока, полученного в результате последнего дополнительного этапа гидроконверсии (a_n), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции, кипящей в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C, причем упомянутая тяжелая фракция содержит остаточную фракцию, кипящую при температуре, большей или равной 540°C;

- этап (d) деасфальтизации в установке для деасфальтизации части или всей упомянутой тяжелой фракции, полученной на этапе (c) фракционирования, по меньшей мере, с одним углеводородным растворителем, для получения деасфальтизированной нефти DAO и остаточного асфальта;

- по необходимости, второй (e) этап фракционирования во второй секции фракционирования части или всей DAO, полученной на этапе деасфальтизации (d), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции DAO и легкой фракции DAO;

- этап (f) рециркуляции, по меньшей мере, одной части DAO, полученной на этапе (d), и/или, по меньшей мере, одной части тяжелой фракции DAO, полученной на этапе (e) на дополнительном этапе гидроконверсии (a_i) и/или на промежуточный этап разделения (b_j).

Является предпочтительным, чтобы шихта тяжелых углеводородов имела содержание серы, по меньшей мере, 0,1 мас.%, содержание углерода по Конрадсону, по меньшей мере, 0,5 мас.%, содержание асфальтенов C₇, по меньшей мере, 1 мас.-содержание металлов, по меньшей мере, 20 массовых миллионных долей.

Шихта тяжелых углеводородов может представлять собой сырую нефть или может быть образована из атмосферных остатков и/или из вакуумных остатков, полученных в результате атмосферной и/или вакуумной дистилляции сырой нефти, или остатков, полученных в результате процесса прямого сжижения угля, а предпочтительно, образована из вакуумных остатков, полученных в результате вакуумной дистилляции сырой нефти.

Согласно воплощению изобретения этап исходной гидроконверсии (a₁) осуществляют при абсолютном давлении, составляющем 2-38 МПа, при температуре, составляющей 300-550°C, при почасовой пространственной скорости VVH применительно к объему каждого трехфазного реактора, составляющей 0,05-10 ч^-1, при количестве водорода, смешанного с шихтой тяжелых углеводородов, составляющем 50-5000 нормальных метров в кубе (Нм³) на метр в кубе (м³) шихты тяжелых углеводородов.

Согласно воплощению изобретения один или несколько дополнительных этапов гидроконверсии (a_n), осуществляют при температуре, составляющей 300-550°C, и превышающей температуру, используемую на этапе исходной гидроконверсии (a₁), при количестве водорода, смешанного с шихтой тяжелых углеводородов, составляющем 50-5000 нормальных метров в кубе (Нм³) на метр в кубе (м³) шихты тяжелых углеводородов и ниже количества водорода, применяемого на этапе исходной гидроконверсии (a₁), при абсолютном давлении, составляющем 2-38 МПа, и при почасовой пространственной скорости VVH применительно к объему каждого трехфазного реактора, составляющей 0,05-10 ч^-1.

Согласно воплощению изобретения промежуточная секция разделения включает в себя один или несколько испарительных баллонов, расположенных последовательно, и/или одну или несколько ректификационных колонн для пара и/или для водорода и/или колонну атмосферной дистилляции и/или колонну вакуумной дистилляции, и предпочтительно образована одним испарительным баллоном.

Согласно воплощению изобретения первая секция фракционирования включает в себя один или несколько испарительных баллонов, расположенных последовательно, и/или одну или несколько ректификационных колонн для пара и/или для водорода и/или колонну атмосферной дистилляции и/или колонну вакуумной дистилляции, и предпочтительно образована комплектом из нескольких последовательно расположенных испарительных баллонов и колонн атмосферной и вакуумной дистилляции.

Согласно воплощению изобретения этап (d) деасфальтизации, осуществляют в экстракционной колонне при температуре, составляющей 60-250°C, по меньшей мере, с одним углеводородным растворителем, имеющим 3-7 атомов углерода, а соотношение растворитель/шихта (объем/объем) составляет 3/1-16/1, а предпочтительно, 4/1-8/1.

Согласно воплощению изобретения часть шихты тяжелых углеводородов направляют, по меньшей мере, в одну дополнительную секцию гидроконверсии и/или, по меньшей мере, в одну промежуточную секцию разделения и/или в первой секции фракционирования и/или в установке для деасфальтизации.

Согласно воплощению изобретения углеводородную шихту, внешнюю по отношению к процессу, направляют в секцию исходной гидроконверсии и/или, по меньшей мере, в одну дополнительную секцию гидроконверсии и/или, по меньшей мере, в одну промежуточную секцию разделения и/или в первой секции фракционирования и/или в установке для деасфальтизации.

Согласно воплощению изобретения способ включает в себя дополнительно, по меньшей мере, один следующий этап рециркуляции:

- рециркуляцию (r₁) части или всей легкой фракции DAO, полученной на этапе (e), в секцию исходной гидроконверсии и/или, по меньшей мере, в одну дополнительную секцию гидроконверсии и/или, по меньшей мере, в одну промежуточную секцию разделения и/или в первой секции фракционирования;

- рециркуляцию (r₂) части тяжелой фракции DAO, полученной на этапе (f), в первую секцию фракционирования;

- рециркуляцию (r₃) части DAO, полученной на этапе (d), в первую секцию фракционирования;

- рециркуляцию (r₄) части или всего остаточного асфальта, полученного на этапе (d), в секцию исходной гидроконверсии и/или, по меньшей мере, в одну дополнительную секцию гидроконверсии;

- рециркуляцию (r₅) части гидроконвертированного жидкого потока, вытекающего из данной дополнительной секции гидроконверсии:

- в секцию исходной гидроконверсии, и/или

- в другую дополнительную секцию гидроконверсии, расположенную выше по потоку относительно данной упомянутой секции, и/или

- в промежуточную секцию разделения, расположенную выше по потоку относительно данной упомянутой секции;

- рециркуляцию (r₆) части тяжелой фракции и/или части или всей одной или нескольких промежуточных фракций, полученных в данной промежуточной секции:

- в секцию исходной гидроконверсии, и/или

- в дополнительную секцию гидроконверсии, расположенную выше по потоку относительно упомянутой данной промежуточной секции, и/или

- в другую промежуточную секцию разделения, расположенную выше по потоку относительно данной упомянутой секции;

- рециркуляцию (r₇) части тяжелой фракции и/или части или всей одной или нескольких промежуточных фракций, полученных в первой секции фракционирования:

- в секцию исходной гидроконверсии, и/или

- в дополнительную секцию гидроконверсии, и/или

- в промежуточную секцию разделения.

Согласно воплощению изобретения n равно 2.

Согласно воплощению изобретения способ включает в себя рециркуляцию (f) всей DAO, полученной на этапе (d), или всей тяжелой фракции, полученной на втором этапе фракционирования (e), на последние дополнительные этапы гидроконверсии (a_i), а предпочтительно, на дополнительный этап гидроконверсии (a₂), когда n равно 2, и, кроме того, весь жидкий отходящий поток, полученный на этапе (a₁), направляют на этап (b₁), всю тяжелую фракцию, полученную на этапе (b₁), направляют на этап (a₂), весь гидроконвертированный жидкий отходящий поток, полученный на этапе (a₂), направляют на этап (c), а всю тяжелую фракцию, полученную на этапе (c), направляют на этап (d).

Согласно воплощению изобретения способ включает в себя рециркуляцию (f) всей DAO, полученной на этапе (d), или всей тяжелой фракции, полученной на втором этапе фракционирования (e), на промежуточный этап разделения (b_j), а предпочтительно, на промежуточный этап разделения (b₁) между этапом исходной гидроконверсии (a₁) и дополнительным этапом гидроконверсии (a₂), когда n равно 2, и, кроме того, весь жидкий отходящий поток, полученный на этапе (a₁), направляют на этап (b₁), всю тяжелую фракцию, полученную на этапе (b₁), направляют на этап (a₂), весь гидроконвертированный жидкий отходящий поток, полученный на этапе (a₂), направляют на этап (c), а всю тяжелую фракцию, полученную на этапе (c), направляют на этап (d).

Согласно воплощению изобретения способ не включает в себя промежуточный этап разделения (b_j), но включает в себя рециркуляцию (f) всей DAO, полученной на этапе (d), на последние дополнительные этапы гидроконверсии (a_i), а предпочтительно, на дополнительный этап гидроконверсии (a₂), когда n равно 2, и, кроме того, весь жидкий отходящий поток, полученный на этапе (a₁), направляют на этап (a₂), весь гидроконвертированный жидкий отходящий поток, полученный на этапе (a₂), направляют на этап (c), а всю тяжелую фракцию, полученную на этапе (c), направляют на этап (d).

Согласно воплощению изобретения увлекаемый катализатор гидроконверсии упомянутого, по меньшей мере, одного трехфазного реактора секции исходной гидроконверсии и одной или нескольких дополнительной (дополнительных) секций гидроконверсии включает в себя носитель и активную фазу, содержащую, по меньшей мере, один металл группы VIB, выбранный из молибдена и вольфрама, а предпочтительно, металл группы VIB представляет собой молибден, причем является предпочтительным, чтобы упомянутый металл группы VIB присутствовал в сочетании, по меньшей мере, с одним не благородным металлом группы VIII, выбранным из никеля, кобальта, рутения и железа, а предпочтительно, не благородный металл группы VIII представляет собой никель.

Согласно воплощению изобретения увлекаемый катализатор гидроконверсии упомянутого, по меньшей мере, одного трехфазного реактора секции исходной гидроконверсии и одной или нескольких дополнительной (дополнительных) секций гидроконверсии получают из соединения-предшественника, растворимого в органической фазе, причем является предпочтительным, чтобы упомянутое соединение-предшественник было выбрано из группы металлоорганических соединений, образованных из нафтенатов Mo, Co, Fe, ни и соединений с несколькими карбонильными группами Mo, Co, Fe, Ni, а предпочтительно, соединение-предшественник представляет собой нафтенат Mo.

Другие задачи и преимущества изобретения станут ясными при прочтении следующего подробного описания способа, а также конкретных вариантов воплощения изобретения, приведенных в качестве не ограничивающих примеров, причем описание частично снабжено ссылками на прилагаемые Фигуры, описанные ниже.

Краткое описание Фигур

Фигура 1 представляет собой принципиальную схему применения способа конверсии согласно изобретению.

Фигура 2 представляет собой схему способа согласно первому варианту воплощения, в котором, по меньшей мере, часть тяжелой фракции DAO подвергают рециркуляции во вторую секцию гидроконверсии.

Фигура 3 представляет собой схему способа согласно третьему варианту воплощения, в котором, по меньшей мере, часть DAO подвергают рециркуляции в секцию разделения, расположенную между двумя секциями гидроконверсии.

Фигура 4 представляет собой схему способа согласно второму варианту воплощения, в котором, по меньшей мере, часть DAO подвергают рециркуляции во вторую секцию гидроконверсии.

Фигура 5 представляет собой схему способа согласно четвертому варианту воплощения, в котором, по меньшей мере, часть DAO подвергают рециркуляции во вторую секцию гидроконверсии, последующую за первой секция гидроконверсии, без промежуточного разделения.

На Фигурах одни и те же ссылочные обозначения означают идентичные или аналогичные элементы.

Описание изобретения

Способ конверсии тяжелых шихт углеводородов согласно изобретению объединяет в себе гидроконверсию в увлекаемом слое упомянутых шихт и деасфальтизацию, по меньшей мере, части гидроконвертированного отходящего потока в форме последовательности конкретных этапов.

В дальнейшем описании обратимся к Фигуре 1, которая иллюстрирует общее применение способа конверсии согласно изобретению.

В настоящем изобретении предложено повышение одновременно степени конверсии и стабильности жидких отходящих потоков, с помощью цепочки, включающей в себя, по меньшей мере, два поледовательных этапа гидроконверсии на увлекаемом слое, которые могут быть разделены промежуточным этапом разделения, и, по меньшей мере, один этап деасфальтизации тяжелой фракции отходящего потока, полученной в результате гидроконверсии, с рециркуляцией, по меньшей мере, части DAO ниже по потоку относительно первого этапа гидроконверсии. DAO подвергают рециркуляции, когда она покинула установку для деасфальтизации, либо когда она была подвергнута этапу фракционирования, с получением тяжелой фракции DAO, которая, таким образом, составляет часть рециркулированной DAO. Эта конфигурация позволяет досиигать конверсии шихты тяжелых углеводородов, превышающей 80%, предпочтительно, превышающей 90%, а предпочтительно, превышающей 95%, причем эта степень конверсии не всегда может быть достигнута с хорошими эксплуатационными качествами оборудования при использовании стардартных способов, которые ограничены стабильностью жидких отходящих потоков, в частности, в оборудовании, подверженном засорению, таком как секции фракционирования.

Надлежащая конверсия определяется как отношение (расход остатка в шихте - расход остатка в продукте)/(расход остатка в шихте), для одной и той же точки разделения шихта-продукт; обычно эта точка разделения находится между 450°C и 550°C, а чаще примерно при 540°C; в этом определении остаток представляет собой фракцию, кипящую начиная с этой точки разделения, например, фракцию 540°C+.

Таким образом, предложен способ конверсии шихты тяжелых углеводородов, например, сырой нефти или фракции тяжелых углеводородов, полученной в результате атмосферной или вакуумной дистилляции сырой нефти, причем упомянутая шихта содержит фракцию, по меньшей мере, 50%, обладающую температурой кипения, по меньшей мере, 300°C, включающий в себя следующие последовательные этапы:

- исходный этап гидроконверсии (a₁), по меньшей мере, части упомянутой шихты тяжелых углеводородов в присутствии водорода в секции исходной гидроконверсии A₁, осуществляемый в условиях, позволяющих получать жидкий отходящий поток с пониженным содержанием серы, углерода по Конрадсону, металлов и азота;

- (n-1) дополнительный (дополнительные) этап (этапы) гидроконверсии (a_i) в (n-1) дополнительной (дополнительных) секции (секциях) гидроконверсии A_i, в присутствии водорода, по меньшей мере, части или всего жидкого отходящего потока, полученного на предыдущем этапе гидроконверсии (a_i-1) или, по необходимости, тяжелой фракции, полученной в результате необязательного промежуточного этапа разделения (b_j), между двумя последовательными этапами гидроконверсии, с выделением части или всего жидкого отходящего потока, полученного на предыдущем этапе гидроконверсии (a_i-1), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции, кипящей в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C, причем (n-1) дополнительный (дополнительные) этап (этапы) гидроконверсии (a_i) осуществляют таким образом, чтобы можно было получить гидроконвертированный жидкий отходящий поток с пониженным содержанием серы, углерода по Конрадсону, металлов и азота;

причем n представляет собой общее число этапов гидроконверсии, где n больше или равно 2, i - целое число, составляющее от 2 до n, а j - целое число, составляющее от 1 до (n-1), а секция исходной гидроконверсии A₁ и дополнительная (дополнительные) секции A_i содержат каждая, по меньшей мере, один трехфазный реактор, функционирующий на увлекаемом слое, содержащем, по меньшей мере, один увлекаемый катализатор гидроконверсии;

- первый (c) этап фракционирования в первой C секции фракционирования части или всего гидроконвертированного жидкого отходящего потока, полученного в результате последнего дополнительного этапа гидроконверсии (a_n), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции, кипящей в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C, причем упомянутая тяжелая фракция содержит остаточную фракцию, кипящую при температуре, большей или равной 540°C;

- этап (d) деасфальтизации в установке D для деасфальтизации части или всей упомянутой тяжелой фракции, полученной на этапе (c) фракционирования, по меньшей мере, с одним углеводородным растворителем, для получения деасфальтизированной нефти DAO и остаточного асфальта;

- по необходимости, второй (e) этап фракционирования во второй E секции фракционирования части или всей DAO, полученной на этапе деасфальтизации (d), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции DAO и легкой фракции DAO;

- этап (f) рециркуляции, по меньшей мере, части DAO, полученной на этапе (d), и/или, по меньшей мере, части тяжелой фракции DAO, полученной на этапе (e), на дополнительный этап гидроконверсии (a_i) и/или на промежуточный этап разделения (b_j).

Согласно предпочтительному воплощению способ согласно изобретению содержит два этапа гидроконверсии, а также не обязательный этап разделения, находящийся между этими двумя этапами гидроконверсии. Согласно этому воплощению n равно 2, и способ, таким образом, включает в себя:

- исходный этап гидроконверсии (a₁), по меньшей мере, части упомянутой шихты тяжелых углеводородов в присутствии водорода в секции исходной гидроконверсии A₁, осуществляемый в условиях, позволяющих получать жидкий отходящий поток, с пониженным содержанием серы, углерода по Конрадсону, металлов и азота;

- дополнительный этап гидроконверсии (a₂) в дополнительной секции гидроконверсии A₂, в присутствии водорода, по меньшей мере, части или всего жидкого отходящего потока, полученного на этапе исходной гидроконверсии (a₁), или, по необходимости, тяжелой фракции, полученной в результате необязательного промежуточного этапа разделения (b₁) между этапами исходной (a₁) и дополнительной (a₂) гидроконверсии, с разделением части или всего жидкого отходящего потока, полученного на этапе исходной гидроконверсии (a₁), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции, кипящей в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C, причем дополнительный этап гидроконверсии (a₂) осуществляют таким образом, чтобы можно было получить гидроконвертированный жидкий отходящий поток с пониженным содержанием серы, углерода по Конрадсону, металлов и азота,

Секции исходной A₁ и дополнительной A₂ гидроконверсии содержат каждая, по меньшей мере, один трехфазный реактор, функционирующий на увлекаемом слое, содержащем, по меньшей мере, один увлекаемый катализатор гидроконверсии;

- первый (c) этап фракционирования в первой C секции фракционирования части или всего гидроконвертированного жидкого отходящего потока, полученного в результате дополнительного этапа гидроконверсии (a₂), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции, кипящей в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C, причем упомянутая тяжелая фракция содержит остаточную фракцию, кипящую при температуре, большей или равной 540°C;

- этап (d) деасфальтизации в установке D для деасфальтизации части или всей упомянутой тяжелой фракции, полученной на этапе (c) фракционирования, по меньшей мере, с одним углеводородным растворителем, для получения деасфальтизированной нефти DAO и остаточного асфальта;

- по необходимости, второй (e) этап фракционирования во второй E секции фракционирования части или всей DAO, полученной на этапе деасфальтизации (d), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции DAO и легкой фракции DAO;

- этап (f) рециркуляции, по меньшей мере, части DAO, полученной на этапе (d), и/или, по меньшей мере, части тяжелой фракции DAO, полученной на этапе (e), на дополнительный этап гидроконверсии (a₂) и/или на промежуточный этап разделения (b₁).

DAO, полученная способом согласно изобретению, не содержит или содержит очень мало асфальтенов C₇, - соединений, известных для замедления конверсии остаточных фракций, как благодаря их способности образовывать тяжелые углеводородные остатки, обычно называемые коксом, так и их способности к образованию отложений, которые сильно ограничивают эксплуатационные качества оборудования блоков гидрообработки и гидроконверсии. DAO, полученная способом согласно изобретению, также является более ароматической, чем DAO, полученная из тяжелой нефтяной шихты, полученной в результате первичного фракционирования сырой нефти (называемой «straight run» или «продуктом прямой перегонки» согласно англосаксонской терминологии), поскольку ее получают из отходящего потока, который предварительно был подвергнут высокому уровню гидроконверсии.

Смесь, по меньшей мере, части DAO и отходящего потока, полученная в одной или нескольких первых секциях гидроконверсии в способе согласно изобретению, позволяет подавать на один или несколько последующих этапов гидроконверсии шихту, обладающую пониженным содержанием асфальтенов C₇ и более высоким содержанием ароматических соединений, по сравнению со способом, включающим в себя блок гидроконверсии без рециркуляции DAO, и по сравнению со способом, включающим в себя блок гидроконверсии с рециркуляцией DAO выше по потоку относительно первого этапа гидроконверсии или гидрообработки. Исходя из этого, в способе согласно изобретению можно можно наложить более строгие рабочие условия, в частности, для дополнительных этапов гидроконверсии и, таким образом, досиигать более высоких степеней конверсии шихта, сдерживая образование отложений.

Отходящий поток, выходящий из последнего дополнительного этапа гидроконверсии, разделяют на несколько фракций. Деасфальтизацию затем осуществляют для одной или нескольких тяжелых фракций, полученных на этом этапе разделения. Использование этих фракций, полученных при более высокой степени конверсии, позволяет, таким образом, минимизировать размер, требуемый для установки для деасфальтизации, и минимизировать количество получаемого асфальта. Согласно изобретению DAO, извлеченную путем деасфальтизации, всегда подвергают рециркуляции после исходного этапа гидроконверсии на входе одной из промежуточных секций разделения, либо на входе одной из дополнительных секций гидроконверсии, предпочтительно, на входе секции последнего дополнительного этапа гидроконверсии. Согласно этим двум воплощениям размер реакторов первых секций гидроконверсии не изменяется, а согласно второму воплощению не изменяется ни размер промежуточного оборудования для разделения, ни размер реакторов предварительных этапов гидроконверсии. Впрыскивание DAO ниже по потоку относительно исходной секция гидроконверсии позволяет избежать преждевременного гидрирования DAO, что позволяет, таким образом, сохранять ее ароматический характер (характеризуемый содержанием ароматических соединений углерода, измеряемым методом ASTM D 5292), что обеспечивает выигрыш в стабильности жидких отходящих потоков зон, где достигаются более высокие степени конверсии. Таким образом, в способе согласно изобретению может быть предусмотрена операция для досиижения более высоких степеней конверсии.

Шихта

Шихта, обрабатываемая в способе согласно изобретению, представляет собой шихту тяжелых углеводородов, содержащую фракцию, по меньшей мере, 50%, обладающую температурой кипения, по меньшей мере, 300°C, предпочтительно, по меньшей мере, 350°C, а еще более предпочтительно, по меньшей мере, 375°C.

Эта шихта тяжелых углеводородов может представлять собой сырую нефть, или может быть получена в результате переработки сырой нефти или обработки другого источника углеводородов на нефтеперерабатывающей установке.

Является предпочтительным, чтобы шихта представляла собой сырую нефть или была образована из атмосферных остатков и/или из вакуумных остатков, полученных в результате атмосферной и/или вакуумной дистилляции сырой нефти.

Шихта тяжелых углеводородов также может быть образована из атмосферных и/или вакуумных остатков, полученных в результате атмосферной и/или вакуумной дистилляции отходящих потоков, полученных в блоках термической конверсии, гидрообработки, гидрокрекинга и/или гидроконверсии.

Является предпочтительным, чтобы шихта была образована из вакуумных остатков. Эти вакуумные остатки, как правило, содержат фракцию, составляющую, по меньшей мере, 50%, обладающую температурой кипения, по меньшей мере, 450°C, а чаще, по меньшей мере, 500°C, и даже по меньшей мере, 540°C. Вакуумные остатки могут поступать непосредственно из сырой нефти, либо из других блоков нефтепереработки, такой как, среди прочих, гидрообработка остатков, гидрокрекинг остатков и уменьшение вязкости остатков. Является предпочтительным, чтобы вакуумные остатки представляли собой вакуумные остатки, полученные из колонны вакуумной дистилляции первичного фракционирования сырой нефти (называемой «straight run», «продуктом прямой перегонки» согласно англосаксонской терминологии).

Шихта еще может быть образована из вакуумных дистиллятов, полученных либо непосредственно из сырой нефти, либо из фракций, полученных в других нефтеперерабатывающих блоках, таких как, среди прочих, блоки крекинг, каталитический крекинг в псевдоожиженном слое (FCC, «Fluid Catalytic Cracking», «каталитический крекинг в псевдоожиженном слое, англ.) и гидрокрекинг, и из блоков термической конверсии, таких как блоки коксования или блоки уменьшения вязкости.

Она также может быть образована из ароматических фракций, извлеченных из блока получения смазок, деасфальтизированной нефти, полученной в блоке деасфальтизации (очищенные нефтепродукты блока деасфальтизации), асфальтов, полученных из блока деасфальтизации (остатки из блока деасфальтизации).

Шихта тяжелых углеводородов также может представлять собой остаточную фракцию, полученную из прямого сжижения угля (атмосферный остаток и/или вакуумный остаток, полученный, например, из способа H-Coal^TM), вакуумный дистиллят, полученный из прямого сжижения угля, как например, способ H-Coal^TM, или, кроме того, остаточную фракцию, полученную из прямого сжижения лигноцеллюлозной биомассы, - самой по себе или в смеси с углем и/или нефтяной фракцией.

Все эти шихты могут быть использованы для образования шихты тяжелых углеводородов, обрабатываемых согласно изобретению, - самих по себе или в смеси.

Шихта тяжелых углеводородов, обрабатываемая согласно изобретению, содержит примеси, такие как металлы, сера, азот, углерод по Конрадсону. Она также может содержать примеси, нерастворимые в гептане, также называемые асфальтенами C₇. Содержания металлов могут быть большими или равными 20 массовых миллионных долей, предпочтительно, большими или равными 100 массовых миллионных долей. Содержание серы может быть больше или равно 0,1%, и даже больше или равно 1%, и может быть больше или равно 2 мас.%. Содержание асфальтенов C₇ (соединений, нерастворимых в гептане согласно стандарту NFT60-115 или стандарту ASTM D 6560) повышается минимум до 1-часто больше или равно 3 мас.%. Асфальтены C₇ являются соединениями, известными для замедления конверсии остаточных фракций, благодаря их способности к образованию остатков тяжелых углеводородов, обычно называемых коксом, и благодаря их тенденции к образованию отложений, которые сильно ограничивают эксплуатационные качества оборудования блоков гидрообработки и гидроконверсии. Содержание углерода по Конрадсону может быть больше или равнл 0,5%, и даже, по меньшей мере, 5 мас.%. Содержание углерода по Конрадсону задается стандартом ASTM D 482 и представляет для специалистов в данной области техники хорошо известную оценку количества остатков углерода, полученных после пиролиза при стандартных условиях температуры и давления.

Исходный этап гидроконверсии (a₁)

В соответствии с изобретением, шихту тяжелых углеводородов обрабатывают в присутствии водорода на первом этапе гидроконверсии (a₁), в секции исходной гидроконверсии A₁. Секция исходной гидроконверсии включает в себя один или несколько трехфазных реакторов, функционирующих на увлекаемом слое, содержащем, по меньшей мере, один увлекаемый катализатор гидроконверсии, причем реакторы могут быть расположены последовательно и/или параллельно.

Этот тип реактора хорошо известен специалистам в данной области техники.

Является предпочтительным, чтобы такой трехфазный реактор включал в себя восходящий поток жидкости и газа. Этап исходной гидроконверсии (a₁) реализован в секции исходной гидроконверсии A₁, включающей в себя один или несколько трехфазных реакторов гидроконверсии, функционирующих на увлекаемом слое, которые могут быть установлены последовательно и/или параллельно. Известны многочисленные способы, работающие с использованием увлекаемого слоя, которые различаются в основном своими катализаторами и рабочими условиями. Способы, работающие с использованием увлекаемого слоя, описаны, например, в патентах US 4,299,685 или US 6,660,158 или US 7,001,502 или US 7,223,713 или US 7,585,406 или US 7,651,604 или US 7,691,256 или US 7,892,416 или US 8,017,000 или US 8,105,482 или US 8,110,090, или в статье Кастанеда и др. ( и al.), «Текущая ситуация с прорывными технологиями для обогащения тяжелой нефти» ("Current situation of emerging technologies for upgrading of heavy oils", вышедшей в 2014 в Catalysis Today, том 220-222, страницы 248-273), или в главе 18 «Каталитическая гидрообработка и гидроконверсия: фиксированный слой, подвижный слой, псевдоожиженный слой и увлекаемый слой» ("Catalytic Hydrotreatment and Hydroconversion: Fixed Bed, Moving Bed, Ebullated Bed and Entrained Bed") работы «Тяжелая сырая нефть: от геологии до обогащения, обзор» ("Heavy Crude Oils: From Geology to Upgrading, An Overview"), изданной Éditions Technip в 2011 г. Согласно изобретению каждый трехфазный реактор работает на увлекаемом слое. Слой включает в себя, по меньшей мере, один увлекаемый катализатор гидроконверсии, т.е., катализатор, который попадает в реактор с шихтой, и который увлекается за пределы реактора с отходящими потоками. Это увлечение, в частности, допускает плотность и гранулометрию, адаптированную для катализатора.

Первый этап гидроконверсии (a₁) осуществляют в условиях, позволяющих получать жидкий отходящий поток с пониженным содержанием серы, углерода по Конрадсону, металлов и азота.

На этом этапе (a₁) является предпочтительным, чтобы шихта была преобразована в конкретных условиях гидроконверсии. Является предпочтительным, чтобы этап (a₁) осуществляли при абсолютном давлении, составляющем 2-38 МПа, более предпочтительно, 5-25 МПа а еще более предпочтительно, 6-20 МПа, при температуре, составляющей 300-550°C, более предпочтительно, 350-500, а предпочтительно, 370-450°C. Является предпочтительным, чтобы почасовая пространственная скорость (VVH) применительно к объему каждого трехфазного реактора составляла 0,05-10 ч^-1. Согласно предпочтительному воплощению VVH составляет 0,1-10 ч^-1, более предпочтительно, 0,1-5, а еще более предпочтительно, 0,15-2 ч^-1. Согласно другому воплощению VVH составляет 0,05-0,09 ч^-1. Является предпочтительным, чтобы количество водорода, смешанного с шихтрй составляло 50-5000 нормальных метров в кубе (Нм³) на метр в кубе (м³) жидкой шихты, предпочтительно, 100-2000 Нм³/м³, а наиболее предпочтительно, 500-1500 Нм³/м³.

Увлекаемый катализатор обладает гранулометрией и плотностью, адаптированной для его увлечения. Под увлечением катализатора понимают осуществление его циркуляции в одном или нескольких трехфазных реакторов посредством жидких потоков, причем упомянутый увлекаемый катализатор циркулирует с шихтой в одном (нескольких) умомянутом (упомянутых) трехфазном (трехфазных) реакторе (реакторах), и его откачивают из одного или нескольких упомянутых трехфазных реаторов с полученным жидким отходящим потоком. Из-за своего малого размера, который может различаться от нескольких нанометров до сотни микрометров (обычно 0,001-100 мкм), увлекаемый катализатор очень хорошо диспергируется в шихте, подлежащей конверсии, с сильным повышением, таким образом, скорости реакций гидрирования и гидроконверсии во всем реакторе, со значительным снижением коксообразования и значительным повышением конверсии тяжелой фракции шихты. Эти катализаторы хорошо известны специалистам в данной области техники.

Увлекаемый катализатор может быть получен и активирован снаружи, за пределы реактора в условиях, адаптированных для активации, затем впрыснут с шихтой. Увлекаемый катализатор также может быть получен и активирован на месте, в условиях реакции на одном из этапов гидроконверсии.

Увлекаемые катализаторы или их соединения-предшественники впрыскивают с шихтой, подлежащей конверсии, на вход реакторов. Катализаторы проходят через реакторы с шихтой и продуктами в ходе конверсии, затем они увлекаются с продуктами реакции за пределы реакторов. Эти катализаторы существуют в форме порошка (патент US 4,303,634), что составляет случай носителей увлекаемых катализаторов, описанных ниже, либо в форме катализатора, называемого растворимым (патент US 5,288,681). В реакторе увлекаемые катализаторы присутствуют в форме диспергированных твердых частиц, коллоидных частиц или молекулярных химических веществ, растворенных в шихте, в соответствии с природой катализатора. Такие соединения-предшественники и катализаторы, используемые в способе согласно изобретению, широко описаны в литературе.

Используемые увлекаемые катализаторы могут представлять собой порошки гетерогенных твердых частиц (таких как природные минералы, сульфат железа, и т.д.), диспергированные катализаторы, полученные в результате растворения соединений-предшественников в воде, таких как фосфорномолибденовая кислота, молибдат аммония или смесь оксида Mo или Ni с водным раствором аммиака, или полученные в результате растворения соединений-предшественников в органической фазе. Является предпочтительным, чтобы используемые катализаторы были получены в результате растворения соединений-предшественников в органической фазе. Является предпочтительным, чтобы соединения-предшественники, растворимые в органической фазе, были выбраны из группы металлоорганических соединений, образованных из нафтенатов Mo, Co, Fe или Ni, или соединений с несколькими карбонильными группами этих металлов, например, 2-этилгексаноатов Mo или Ni, ацетилацетонатов Mo или Ni, солей жирных кислот C₇-C₁₂ молибдена или вольфрама, и т.д. Является предпочтительным, чтобы соединение-предшественник представлял собой нафтенат Mo. Увлекаемые катализаторы можно использовать в присутствии поверхностно-активного серебра для повышения дисперсии металлов, в частности, когда катализатор является биметаллическим.

Согласно предпочтительному варианту воплощения используются катализаторы, называемые растворимыми в нефти, а соединение-предшественник смешивается с углеродсодержащей шихтой (которая может представлять собой часть обрабатываемой шихты, внешней шихты, и т.д.), смесь по необходимости высушивают, по меньшей мере, частично, затем или одновременно с этим сульфируют путем добавления серосодержащего соединения и нагревают. Приготовления этих катализаторов описаны в работах согласно уровню техники.

Добавки могут быть добавлены в ходе приготовления катализатора или к катализатору в виде взвеси, перед тем, как он будет впрыснут в реактор. Это, например, газойль, ароматическая добавка, твердых частиц, размер которых предпочтительно составляет менее 1 мм, и т.д. Предпочтительные добавки представляют собой минеральные оксиды, такие как глинозем, кремнезем, смешанные оксиды Al/Si, отработанные катализаторы с носителями (например, на глиноземе и/или кремнеземе), содержащие, по меньшей мере, один элемент группы VIII (такой как Ni, Co) и/или, по меньшей мере, один элемент группы VIB (такой как Mo, W). Следует привести, например, катализаторы, описанные в патенте US 2008/177124. Также можно использовать кокс, по необходимости предварительно обработанный. Эти добавки широко описаны в литературе.

Увлекаемый катализатор преимущественно можно получать путем впрыскивания, по меньшей мере, одного соединения-предшественника активной фазы непосредственно в один или несколько реакторов гидроконверсии и/или в шихту, перед введением упомянутой шихты на один или несколько этапы гидроконверсии. Добавление соединения-предшественника можно осуществлять непрерывно или прерывисто (в зависимости от операции, от типа обрабатываемых шихты, от характеристик искомых продуктов и от эксплуатационного качества оборудования). Согласно одному или нескольким вариатам воплощения соединение-предшественник (соединения-предшественники) увлекаемого катализатора предварительно смешивают с углеводородным компонентом нефти, например, с углеводородами, составляющими, по меньшей мере, 50 мас.% относительно общей массы углеводородов нефти, имеющих температуру кипения, составляющую 180-540°C, с образованием предварительной смеси разбавленного соединения-предшественника. Согласно одному или нескольким вариатам воплощения соединение-предшественник или предварительная смесь разбавленного соединения-предшественника диспергируется в шихте тяжелых углеводородов, например, с помощью динамической мешалки (например, с помощью ротора, смесителя, и т.д.), с помощью статичной мешалки (например, с помощью инжектора, устройства для подкачивания, через статический смеситель, и т.д.), или лишь путем добавления к шихте, с получением смеси. Любые технологии смешивания и перемешивания, известные специалистам в данной области техники, могут быть использованы для диспергирования соединения-предшественника или смесь соединений-предшественников, разбавленных в шихте, на одном или нескольких этапаъ гидроконверсии.

Одно или несколько упомянутых соединений-предшественников активной фазы катализатора, не содержащего носителя, может или могут присутствовать в форме жидкость, например, как соединения-предшественники металлов, растворимых в органических средах, как например, октоаты молибдена и/или нафтенаты молибдена, или водорастворимые соединения, как например, фосфорномолибденовые кислоты и/или гептамолибдаты аммония.

Согласно варианту воплощения упомянутый увлекаемый катализатор может иметь носитель, т.е., включать в себя носитель для активной фазы. В этом случае, катализатор на носителе преимущественно можно получать:

- путем измельчения катализатора гидроконверсии на носителе, - свежего или использованного, или путем измельчения смеси катализаторов, - свежей или использованной, или

- путем пропитывания, по меньшей мере, одного соединения-предшественника активной фазы носителем, обладающим гранулометрией, адаптированной для его увлечения, а предпочтительно, размером, составляющим 0,001-100 мкм.

Является предпочтительным, чтобы упомянутый увлекаемый катализатор на носителе включал в себя такой носитель, как кремнезем, глинозем, кремнезем-глинозем, диоксид титана, глины, углерод, каменный уголь, кокс, сажу, бурый уголь или сочетания этих структур, а наиболее предпочтительно, глинозем.

Активная фаза упомянутого увлекаемого катализатора на носителе содержит один или несколько элементов групп 4-12 Периодической системы элементов, которые могут осаждаться или не осаждаться на носителе. Активная фаза упомянутого увлекаемого катализатора преимущественно содержит, по меньшей мере, один металл группы VIB, выбранный из молибдена и вольфрама, а предпочтительно, металл группы VIB представляет собой молибден. Является предпочтительным, чтобы упомянутый металл группы VIB имел связь, по меньшей мере, с одним не благородным металлом группы VIII, выбранным из никеля, кобальта, железа, рутения, и предпочтительно, никеля.

В настоящем описании группы химических элементов приведены согласно классификации CAS (CRC Handbook of Chemistry and Physics (Руководство по химии и физике Научно-исследовательского совета по коррозии), издательство CRC press, главный редактор D.R. Lide, 81-е издание, 2000-2001 г.г.). Например, металлы группы VIII согласно классификации CAS соответствуют металлам подгруппы 8, 9 и 10 согласно новой классификации IUPAC.

В случае носителей увлекаемых катализаторов содержание не благородного металла группы VIII, в частности, никеля, преимущественно, составляет 0,5-10%, выраженное в пересчете на массу оксида металла (в частности, NiO), а предпочтительно, 1-6 мас.%. Металла группы VIB, в частности, молибдена, преимущественно составляет 1-30%, выраженное в пересчете на массу оксида металла (в частности, триоксида молибдена MoO₃), а предпочтительно, 4-20 мас.%. Содержания металлов выражены в массовых процентах оксида металла относительно массы увлекаемого катализатора на носителе. Увлекаемый катализатор на носителе преимущественно может содержать в себе дополнительно, по меньшей мере, один легирующий элемент, выбранный из фосфора, бора и галогенов (группа VIIA или группа 17 согласно новому представлению Периодической системы элементов), предпочтительно, фосфор.

Согласно одному или нескольким вариатам воплощения концентрация увлекаемого катализатора составляет 10-10000 массовых миллионных долей активного металла относительно шихты тяжелых углеводородов на входе в реактор, предпочтительно, 50-6000 массовых миллионных долей, предпочтительно, 100-1000 массовых миллионных долей, и особо предпочтительно, 100-800 массовых миллионных долей.

В одном из воплощений способа согласно изобретению в каждом реакторе применяют несколько типов увлекаемых катализаторов.

В одном из воплощений способа согласно изобретению каждый реактор содержит один или несколько увлекаемых катализаторов, адаптированных для функционирования в увлекаемом слое.

В одном из воплощений способа согласно изобретению увлекаемый катализатор или увлекаемые катализаторы частично или полностью представляют собой рециркулируемые катализаторы. Действительно, для ограничения потребления свежего увлекаемого катализатора, отработанный увлекаемый катализатор может быть восстановлен в секции фракционирования и повторно впрыснут в одну или несколько секций гидроконверсии на увлекаемом слое. Как правило, вместо рециркуляции непосредственно катализатора в реакторе на увлекаемом слое, он претерпевает одно или несколько разделений и по необходимости одну или несколько обработок, таких как, например, горение, промывка в растворителе, газификация или любая другая технология разделения, или сочетание этих этапов, для восстановления частиц, содержащих увлекаемый катализатор. Таким образом, их можно, по меньшей мере, частично подвергнуть рециркуляции непосредственно на этапе гидроконверсии или частично или полностью подвергнуть повторной обработке перед рециркуляцией к зоне приготовления катализатора.

Секция исходной гидроконверсии A₁ также может принимать, помимо шихты тяжелых углеводородов, по меньшей мере, один из следующих отходящих потоков:

- одной или нескольких внешних шихт углеводородов (в смысле внешних по отношению к процессу согласно изобретению и отличных от исходной шихты), предпочтительно, фракции углеводородов, внешних по отношению к процессу, такие как атмосферные дистилляты, вакуумные дистилляты, атмосферные остатки или вакуумные остатки;

- части тяжелой фракции, полученной на одном из или нескольких промежуточных этапов разделения (b_j), - между двумя дополнительными последовательными этапами гидроконверсии (a_i), и эти этапы (a_i) и (b_j) описаны ниже;

- части или всей из одной или нескольких промежуточных фракций, полученных на одном из или нескольких промежуточных этапах разделения (b_j), - между двумя дополнительными этапами гидроконверсии последовательные (a_i);

- части отходящего потока одного или нескольких дополнительных этапов гидроконверсии (a_i);

- части тяжелой фракции и/или одной или нескольких промежуточных фракций и/или одной из или нескольких легких фракций, полученных на первом (c) этапе фракционирования способа согласно изобретению;

- части или всего остаточного асфальта, полученного в установке D для деасфальтизации на этапе (d) деасфальтизации;

- части или всей легкой фракции DAO, полученной на втором (e) этапе фракционирования способа согласно изобретению.

Промежуточный этап разделения (b₁) - не обязательный.

Жидкий отходящий поток, полученный на исходном этапе гидроконверсии (a₁), может быть затем подвергнут промежуточному этапу разделения (b₁) в промежуточной секции разделения (B₁), - между исходным этапом гидроконверсии (a₁) и дополнительным этапом гидроконверсии, следующим за исходным этапом гидроконверсии. Этот дополнительный этап гидроконверсии описан ниже. Согласно изобретению этот промежуточный этап разделения (b₁) является предпочтительным, но он остается необязательным. Действительно, жидкий отходящий поток, полученный на исходном этапе гидроконверсии (a₁) может быть в качестве альтернативы подан непосредственно на дополнительный этап гидроконверсии.

Является предпочтительным, чтобы, по меньшей мере, часть жидкого отходящего потока, полученного на исходном этапе гидроконверсии (a₁), направляют на промежуточный этап разделения (b₁).

Промежуточный этап разделения (b₁) позволяет разделить часть или весь жидкий отходящий поток, полученный на исходном этапе гидроконверсии (a₁), с получением, по меньшей мере, одной жидкой фракции, называемой тяжелой, кипящей в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C.

Таким образом, этот первый промежуточный этап разделения дает, по меньшей мере, две фракции, одна из которых представляет собой тяжелую жидкую фракцию, такую как описанная выше, а одна или несколько других фракций представляет собой легкую и промежуточную (промежуточные) фракции.

Легкая фракция, отделенная указанным образом, содержит растворимые легкие газы (H₂ и C₁-C₄), нафту (фракция, кипящая при температуре ниже 150°C), керосин (фракция, кипящая при 150-250°C) и, по меньшей мере, часть газойля (фракция, кипящая при 250-375°C).

Легкая фракция может быть затем подана, по меньшей мере, частично, в блок фракционирования (не представленный на Фигурах), где легкие газы (H₂ и C₁-C₄) извлекают из упомянутой легкой фракции, например, путем пропускания в испарительный баллон. Газообразный водород, восстановленный указанным образом, может быть преимущественно подвергнут рециркуляции на вход исходного этапа гидроконверсии (a₁).

Блок фракционирования, куда может быть подана легкая фракция, также может включать в себя дистилляционную колонну. В этом случае, фракции нафты, керосина и газойля легкой фракции, подаваемой в упомянутую колонну, разделяют.

Тяжелая жидкая фракция, полученная на промежуточном этапе разделения (b₁), кипящая в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C, содержит, по меньшей мере, одну фракция, кипящую при температуре, большей или равной 540°C, называемой вакуумным остатком (который представляет собой не конвертируемую фракцию). Тяжелая жидкая фракция, полученная на промежуточном этапе разделения (b₁), кипящая в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C, также может содержать фракцию, кипящую при 375-540°C, называемую вакуумным дистиллятом. Она также может по необходимости содержать часть фракции газойля, кипящей при 250-375°C.

Эту тяжелую жидкую фракцию затем полностью или частично подают на второй этап гидроконверсии (a₂), описанный ниже.

Таким образом, на промежуточном этапе разделения (b₁) можно разделять жидкий отходящий поток, полученный на исходном этапе гидроконверсии (a₁), на более чем две жидкие фракции, с помощью воплощенных средств разделения.

Промежуточная секция разделения (B₁) включает в себя любое средство разделения, известное специалистам в данной области техники.

Промежуточная секция разделения (B₁), таким образом, может включать в себя одно или несколько следующих установок для разделения: один или несколько испарительных баллонов, расположенных последовательно, одну или несколько ректификационных колонн для пара и/или для водорода, колонну атмосферной дистилляции, колонну вакуумной дистилляции.

Является предпочтительным, чтобы этот промежуточный этап разделения (b₁) был осуществлен с помощью одного или нескольких испарительных баллонов, расположенных последовательно.

Согласно предпочтительному воплощению промежуточный этап разделения (b₁) осуществляют с помощью одного испарительного баллона. Является предпочтительным, чтобы испарительный баллон находился при давлении и температуре, близким к рабочим условиям последнего реактора исходного этапа гидроконверсии (a₁). Это воплощение является предпочтительным, в частности, потому что оно позволяет снижать количество устройств и, таким образом, капитальные затраты.

Согласно другому воплощению промежуточный этап разделения (b₁) осуществляют с помощью последовательности из нескольких испарительных баллонов, функционирующих при рабочих условиях, отличные от рабочих условий последнего реактора исходного этапа гидроконверсии (a₁), и это приводит к получению, по меньшей мере, легкой жидкой фракции, которую затем можно подавать, по меньшей мере, частично, в блок фракционирования, и, по меньшей мере, тяжелой жидкой фракции, которую затем подают, по меньшей мере, частично, на второй этап гидроконверсии (a₂).

В другом воплощении промежуточный этап разделения (b₁) осуществляют с помощью одной или нескольких ректификационных колонн для пара и/или для водорода. С помощью этого средства, отходящий поток, полученный на исходном этапе гидроконверсии (a₁), разделяют, по меньшей мере, на легкую жидкую фракцию и, по меньшей мере, тяжелую жидкую фракцию. Тяжелую жидкую фракцию затем подают, по меньшей мере, частично, на второй этап гидроконверсии (a₂).

В другом воплощении промежуточный этап разделения (b₁) осуществляют в колонне атмосферной дистилляции, с разделением жидкого отходящего потока, полученного на исходном этапе гидроконверсии (a₁). Тяжелую жидкую фракцию, восстановленную из колонны атмосферной дистилляции, затем подают, по меньшей мере, частично, на второй этап гидроконверсии (a₂).

В другом воплощении промежуточный этап разделения (b₁) осуществляют с помощью колонны атмосферной дистилляции, с разделением жидкого отходящего потока, полученного на исходном этапе гидроконверсии (a₁), и с помощью колонны вакуумной дистилляции, принимающей остаток из колонны атмосферной дистилляции и генерирующей тяжелую жидкую фракцию, которую затем подают, по меньшей мере, частично, на второй этап гидроконверсии (a₂).

Промежуточный этап разделения (b₁) также может быть образован путем комбинирования различных воплощений, описанные выше, в порядке, отличном от порядка, описанного выше.

Перед подачей на второй этап гидроконверсии (a₂) согласно изобретению, тяжелую жидкую фракцию можно подвергнуть (не обязательно) этапу de отгонки пара и/или водорода с помощью одной из или нескольких ректификационных колонн, для устранения тяжелой фракции соединения, имеющей точку кипения ниже 540°C.

Промежуточная секция разделения (B₁) также может принимать дополнительно части или весь жидкий отходящий поток, полученный на исходном этапе гидроконверсии (a₁), из которых, по меньшей мере, один из отходящих потоков является следующим:

- часть шихты тяжелых углеводородов, поданная на этап гидроконверсии (байпасный поток);

- одна или несколько внешних углеводородных шихт, предпочтительно, фракции углеводородов, внешние по отношению к процессу, такие как атмосферные дистилляты, вакуумные дистилляты, атмосферные остатки, вакуумные остатки;

- часть тяжелой фракции, полученной на одном из или нескольких промежуточных этапах разделения (B_j), находящихся между двумя дополнительными последовательными этапами гидроконверсии (a_i), следующими за этапом (a₁), как более подробно описано ниже;

- часть или вся из одной из или несколько промежуточных фракций, полученных на одном из или нескольких промежуточных этапах разделения (b_j), находящихся между двумя дополнительными последовательными этапами гидроконверсии (a_i);

- часть жидкого отходящего потока с одного или нескольких дополнительных этапов гидроконверсии (a_i), описанных ниже;

- часть тяжелой фракции и/или одной из или нескольких промежуточных фракций и/или одной или нескольких легких фракций, полученных на первом (c) этапе фракционирования, подробно описанном ниже;

- часть или вся DAO, полученная в установке (D) для деасфальтизации на этапе (d) деасфальтизации;

- часть или вся тяжелая фракция DAO, полученная на втором (e) этапе фракционирования;

- часть или вся легкая фракция DAO, полученная на втором (e) этапе фракционирования.

В этом случае, дополнительный отходящий поток можно подавать на вход промежуточной секции разделения или между двумя различными промежуточными установками секции разделения, например, между испарительными баллонами, ректификационными колоннами и/или дистилляционными колоннами.

Дополнительный (дополнительные) этап (этапы) гидроконверсии (a_i) и необязательный (необязательные) промежуточный (промежуточные) этап (этапы) разделения (b_j)

В соответствии с изобретением, часть или весь отходящий поток, полученный на исходном этапе гидроконверсии (a₁), или предпочтительно, часть или всю тяжелую фракцию, полученную в результате промежуточного этапа разделения (b₁), обрабатывают в присутствии водорода на дополнительном этапе гидроконверсии (a₂), осуществляемом в дополнительной секции гидроконверсии A₂, который следует за исходным этапом гидроконверсии (a₁) или по необходимости за промежуточным этапом разделения (b₁).

Способ согласно изобретению может включать в себя еще дополнительный этап гидроконверсии (a_i), а также еще промежуточный этап разделения (b_j) между двумя дополнительными последовательными этапами гидроконверсии (a_i).

Таким образом, способ согласно изобретению включает в себя (n-1) дополнительный (дополнительные) этап (этапы) гидроконверсии (a_i) в (n-1) дополнительной (дополнительных) секции (секциях) гидроконверсии (A_i), в присутствии водорода, по меньшей мере, части или всего жидкого отходящего потока, полученного на предыдущем этапе гидроконверсии (a_i-1), или по необходимости тяжелой фракции, полученной на необязательном промежуточном этапе разделения (b_j), между двумя последовательными этапами гидроконверсии, с выделением части или всего жидкого отходящего потока, полученного на предыдущем этапе гидроконверсии (a_i-1), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции, кипящей в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C, причем (n-1) дополнительный (дополнительные) этап (этапы) гидроконверсии (a_i) осуществляют таким образом, чтобы можно было получить гидроконвертированный жидкий отходящий поток с пониженным содержанием серы, углерода по Конрадсону, металлов и азота.

n представляет собой общее число этапов гидроконверсии, где n больше или равно 2.

i и j представляют собой коэффициенты. i представляет собой целое число, составляющее от 2 до n, а j - целое число, составляющее от 1 до (n-1).

Одна дополнительная или несколько дополнительных секций гидроконверсии A_i включают в себя каждая, по меньшей мере, один трехфазный реактор, функционирующий на увлекаемом слое, содержащем, по меньшей мере, один увлекаемый катализатор гидроконверсии, как описано для секции исходной гидроконверсии A₁.

Этап исходной гидроконверсии и один дополнительный или несколько дополнительных этапов гидроконверсии, представляющие собой отдельные этапы, осуществляют в различных секциях гидроконверсии.

(n-1) дополнительный (дополнительные) этап (этапы) гидроконверсии (a_i) аналогично представляют собой воплощения этапа, который был описан для исходного этапа гидроконверсии, и их описание, таким образом, здесь не повторяется. Это относится, в частности, для рабочих условий, воплощенного оборудования, используемых увлекаемых катализаторов гидроконверсии, за исключением точных данных, приведенных ниже.

Как и для этапа исходной гидроконверсии (a₁), (n-1) дополнительный (дополнительные) этап (этапы) гидроконверсии (a_i) преимущественно осуществляют в секциях исходной гидроконверсии (A₁), включающей в себя один или несколько трехфазных реакторов гидроконверсии, функционирующих на увлекаемом слое, которые могут быть установлены последовательно и/или параллельно, как описано выше для этапа исходной гидроконверсии (a₁).

В этих дополнительных этапах гидроконверсии рабочие условия могут быть более строгими, чем на исходном этапе гидроконверсии, в частности, при использовании более высокой температуры реакции, находящейся в диапазоне, составляющем 300-550°C, предпочтительно, 350-500°C, и наиболее предпочтительно, 370-450°C, или при снижении количества водорода, вводимого в реактор, находящегося в диапазоне, составляющем 50-5000 Нм³/м³ жидкой шихты, предпочтительно, 100-2000 Нм³/м³, и еще более предпочтительно, 500-1500 Нм³/м³. Другие параметры давления и VVH находятся в диапазонах, идентичных диапазонам, описанным для исходного этапа гидроконверсии.

Увлекаемый катализатор, используемый в одном или нескольких реакторах дополнительного этапа гидроконверсии, может быть тем же, что и увлекаемый катализатор, воплощенный в одном или нескольких реакторах исходного этапа гидроконверсии, или также может представлять собой увлекаемый катализатор, более адаптированный для гидроконверсии остаточных фракций, содержащих DAO. В этом случае, увлекаемый катализатор может иметь пористость носителя или содержать металлы, адаптированные для гидроконверсии шихты, содержащих фракции DAO.

Другие промежуточные этапы разделения (b_j) можно осуществлять каждый между двумя дополнительными последовательными этапами гидроконверсии (A_i), которые также осуществляют аналогично этапу, который был описан для промежуточного этапа разделения (b₁), и описание этих этапов (b_j), таким образом, здесь не повторяется.

В предпочтительном воплощении способ согласно изобретению всегда включает в себя промежуточный этап разделения (b_j) между двумя дополнительными последовательными этапами гидроконверсии (a_i). Согласно альтернативному воплощению отходящий поток, поступающий из дополнительного этапа гидроконверсии (a_i), подают непосредственно на другой дополнительный этап гидроконверсии (a_i+1), следующий за этапом (a_i).

Согласно предпочтительному воплощению способ включает в себя один дополнительный этап гидроконверсии (a₂) и промежуточный этап разделения (b₁). В частности, применительно к Фигурем речь идет о случае, где n равно 2, где i принимает единственное значение, равное 2, а j - единственное значение, равное 1.

В соответствии с изобретением, по меньшей мере, часть DAO, полученную на этапе деасфальтизации (d), подробно описанного ниже, и/или, по меньшей мере, часть тяжелой фракции DAO, поступающую со второго (e) этапа фракционирования, также подробно описанного ниже, подвергают рециркуляции, с подачей на дополнительный этап гидроконверсии (a_i) и/или на промежуточный этап разделения (b_j). Способ согласно изобретению, таким образом, исключает рециркуляцию DAO или тяжелой фракции DAO на исходный этап гидроконверсии.

DAO или тяжелую фракцию DAO, подвергаемую, таким образом, рециркуляции, можно, таким образом, совместно обрабатывать в дополнительной секции гидроконверсии A_i, где, по меньшей мере, часть отходящего потока поступает с исходного этапа гидроконверсии (a₁) или с дополнительного этапа гидроконверсии (a_i), или более предпочтительно, совместно обрабатывается, по меньшей мере, с частью тяжелой фракции, поступающей с промежуточного этапа разделения (b_j).

Каждая дополнительная секция гидроконверсии A_i также может принимать, помимо отходящего потока, полученного на исходном этапе гидроконверсии или на предыдущем дополнительном этапе гидроконверсии (a_i-1), или еще предпочтительно, помимо тяжелых фракций, полученных на промежуточном этапе разделения (b_j), по меньшей мере, один из следующих отходящих потоков:

- часть шихты тяжелых углеводородов поданной на исходный этап гидроконверсии (байпас);

- одну или несколько внешних шихт углеводородов, предпочтительно, фракций углеводородов, внешних по отношению к процессу, таких как атмосферные дистилляты, вакуумные дистилляты, атмосферные остатки или вакуумные остатки;

- часть тяжелой фракции, полученной на одном или нескольких дальнейших промежуточных этапах разделения (B_j), осуществляемых между двумя последовательными дополнительными этапами гидроконверсии (a_i);

- часть или всю одну из или несколько промежуточных фракций, полученных на одном или нескольких последующих промежуточных этапах разделения (b_j), осуществляемых между двумя последовательными дополнительными этапами гидроконверсии (a_i);

- часть отходящего потока одного из или нескольких последующих дополнительных этапов гидроконверсии (a_i+1);

- часть тяжелой фракции и/или одной из или нескольких промежуточных фракций и/или одной из или нескольких легких фракций, полученных на первом (c) этапе фракционирования способа согласно изобретению;

- часть или всей DAO, полученной в установке (D) для деасфальтизации на этапе (d) деасфальтизации;

- часть или всю тяжелую фракцию DAO, полученную на втором (e) этапе фракционирования способа согласно изобретению;

- часть или всю легкую фракцию DAO, полученную на втором (e) этапе фракционирования;

- часть или весь остаточный асфальт, полученный в установке (D) для деасфальтизации на этапе (d) деасфальтизации.

Каждая промежуточная секция разделения B_j также может принимать, помимо части или всего гидроконвертированного жидкого отходящего поток, полученного на исходном этапе гидроконверсии (a₁) или на предыдущем дополнительном этапе гидроконверсии (a_i-1), по меньшей мере, один из следующих отходящих потоков:

- часть шихты тяжелых углеводородов, поданной на этап гидроконверсии (байпас);

- одну или несколько внешних шихт углеводородов, предпочтительно, фракций углеводородов, внешних по отношению к процессу, таких как атмосферные дистилляты, вакуумные дистилляты, атмосферные остатки, вакуумные остатки;

- часть тяжелой фракции, полученной на одном или нескольких последующих промежуточных этапах разделения (B_j), осуществляемых между двумя последовательными дополнительными этапами гидроконверсии (a_i);

- часть или всю одну или несколько промежуточных фракций, полученных на одном или нескольких последующих промежуточных этапах разделения (b_j), осуществляемых между двумя последовательными дополнительными этапами гидроконверсии (a_i);

- часть жидкого отходящего потока одного или нескольких последующих дополнительных этапов гидроконверсии (a_i);

- часть тяжелой фракции и/или одной или нескольких промежуточных фракций и/или одной или нескольких легких фракций, полученных на первом (c) этапе фракционирования;

- часть или всю DAO, полученную в установке D для деасфальтизации на этапе (d) деасфальтизации;

- часть или всю тяжелую фракцию DAO, полученную на втором (e) этапе фракционирования;

- часть или всю легкую фракцию DAO, полученную на втором (e) этапе фракционирования.

В этом случае, дополнительный отходящий поток можно подавать на вход промежуточной секции разделения B_j или между двумя различными установками промежуточной секции разделения B_j, например, между испарительными баллонами, отгоночными колоннами и/или дистилляционными колоннами.

Первый (c) этап фракционирования

Гидроконвертированный жидкий отходящий поток, полученный в результате последнего дополнительного этапа гидроконверсии (a_n), затем подвергают, по меньшей мере, частично, этапу фракционирования (c) в первой C секции фракционирования.

Этот первый (c) этап фракционирования позволяет разделять часть или весь отходящий поток, полученный на этапе (a_n), на несколько фракций, из которых, по меньшей мере, одна тяжелая жидкая фракция кипит в большинстве своем при температуре, превышающей 350°C, предпочтительно, превышающей 500°C, и предпочтительно, превышающей 540°C. Тяжелая жидкая фракция содержит фракцию, кипящую при температуре, превышающей 540°C, называемую вакуумным остатком (который представляет собой неконвертируемую фракцию). Она может содержать часть фракции газойля, кипящей при 250-375°C, и фракцию, кипящую при 375-540°C, называемую вакуумным дистиллятом.

Таким образом, этот первый этап фракционирования дает, по меньшей мере, две фракции которого представляют собой тяжелую жидкую фракцию, такую как описанная выше, а одна или несколько других фракций представляют собой легкие фракции и промежуточную (промежуточные) фракции.

Первая C секция фракционирования включает в себя любое средство разделения, известное специалистам в данной области техники.

Первая C секция фракционирования, таким образом, может включать в себя одну или несколько следующих установок для разделения: один или несколько испарительных баллонов, расположенных последовательно, а предпочтительно, цепочку, по меньшей мере, двух последовательно расположенных испарительных баллонов, одну или несколько колонны для отгонки пара и/или водорода, колонну атмосферной дистилляции, колонну вакуумной дистилляции.

Согласно воплощению этот первый (c) этап фракционирования осуществляют с помощью цепочки, по меньшей мере, из двух последовательно расположенных испарительных баллонов.

Согласно другому воплощению этот первый (c) этап фракционирования осуществляют с помощью одной или нескольких ректификационных колонн для пара и/или для водорода.

Согласно другому предпочтительному воплощению этот первый (c) этап фракционирования осуществляют с помощью колонны атмосферной дистилляции, а более предпочтительно, с помощью колонны атмосферной дистилляции и колонны вакуумной дистилляции, принимающей атмосферный остаток.

Согласно более предпочтительному воплощению этот первый (c) этап фракционирования осуществляют с помощью одного или нескольких испарительных баллонов, колонны атмосферной дистилляции и колонны вакуумной дистилляции, принимающей атмосферный остаток. Эта конфигурация позволяет уменьшить размер установки для деасфальтизации ниже по потоку, с минимизацией, таким образом, капитальные и производственные затраты.

Первая C секция фракционирования также может принимать, помимо части или всего гидроконвертированного жидкого отходящего потока, полученного в результате последнего дополнительного этапа гидроконверсии (a_n), по меньшей мере, один из следующих отходящих потоков:

- часть шихты тяжелых углеводородов, поданной на этап гидроконверсии (байпас);

- одну или несколько внешних шихт углеводородов, предпочтительно, фракций углеводородов, внешних по отношению к процессу, таких как атмосферные дистилляты, вакуумные дистилляты, атмосферные остатки, вакуумные остатки;

- часть тяжелой фракции, полученной на одном или нескольких промежуточных этапах разделения B_j, осуществляемых между двумя последовательными дополнительными этапами гидроконверсии (a_i);

- часть жидкого отходящего потока с одного или нескольких дополнительных этапов гидроконверсии (a_i);

- часть одной из или нескольких промежуточных фракций, полученных на первом (c) этапе фракционирования;

- часть DAO, полученной в установке D для деасфальтизации на этапе (d) деасфальтизации;

- часть тяжелой фракции DAO, полученной на втором (e) этапе фракционирования;

- часть или всю легкую фракцию DAO, полученную на втором (e) этапе фракционирования.

В этом случае, дополнительный отходящий поток можно подавать на вход промежуточной секции разделения или между двумя различными установками промежуточной секции разделения, например, между испарительными баллонами, ректификационными колоннами и/или дистилляционными колоннами.

Этап (d) деасфальтизации

Тяжелую фракцию, полученную на первом (c) этапе фракционирования, затем подвергают, в соответствии со способом согласно изобретению, частично или полностью этапу (d) деасфальтизации в установке D для деасфальтизации, по меньшей мере, с одним углеводородным растворителем, для извлечения DAO и остаточного асфальта.

Установка D для деасфальтизации также может принимать, по меньшей мере, один из следующих отходящих потоков:

- часть шихты тяжелых углеводородов, поданной на этап гидроконверсии (байпас);

- одну или несколько внешних шихт углеводородов предпочтительно, фракций углеводородов, внешних по отношению к процессу, таких как атмосферные дистилляты, вакуумные дистилляты, атмосферные остатки, вакуумные остатки;

- часть тяжелой фракции, полученной на одном или нескольких промежуточных этапах разделения (b_j), осуществляемых между двумя последовательными дополнительными этапами гидроконверсии (a_i) (не представленными на Фигуре 1);

- часть жидкого отходящего потока исходного этапа гидроконверсии (a₁) или одного или нескольких дополнительных этапов гидроконверсии (a_i) (не представленных на Фигуре 1);

причем этап (d) деасфальтизации с помощью растворителя (или SDA, Solvent DeAsphalting, англ.) осуществляют в условиях, хорошо известных специалистам в данной области техники. Таким образом, можно обратиться к статье Биллона (Billon) и других, опубликованной в 1994 в томе 49, N°5 Журнала Французского института нефти (Revue de Institut du Pétrole), стр. 495-507, в томе «Переработка и конверсия тяжелых нефтяных продуктов» ("Raffinage et conversion des produits lourds du pétrole") под авторством J F Page, SG Chatila и M Davidson, издание Technip, стр. 17-32, или в патентах US 4,239,616; US 4,354,922; US 4,354,928; US 4,440,633; US 4,536,283; и US 4,715,946.

Деасфальтизацию можно осуществлять в одном или нескольких смесителях-отстойниках или в одной или нескольких экстракционных колоннах. Установка D для деасфальтизации, таким образом, включает в себя, по меньшей мере, один смеситель-отстойник или, по меньшей мере, одну экстракционную колонну.

Деасфальтизация представляет собой экстракцию жидкость-жидкость, как правило, осуществляемую при средней температуре, составляющей 60-250°C, по меньшей мере, с одним углеводородным растворителем. Растворители, используемые для деасфальтизации, представляют собой растворители с низкой точкой кипения, предпочтительно, парафиновые растворители, и предпочтительно, более тяжелые, чем пропан, а предпочтительно, имеющие 3-7 атомов углерода. Предпочтительные растворители содержат пропан, бутан, изобутан, пентан, изопентан, неопентан, гексан, изогексаны, углеводороды типа C₆, гептан, углеводороды типа C₇, легкие бензины, более или менее аполярные, а также смеси, полученные из перечисленных растворителей. Является предпочтительным, чтобы растворитель представлял собой бутан, пентан или гексан, а также их смеси. В один или несколько растворителей по необходимости добавляют, по меньшей мере, одну добавку. Применяемые растворители и добавки широко описаны в литературе. Соотношения растворитель/шихта (объем/объем), применяемые в установке D для деасфальтизации, как правило, составляют 3/1-16/1, а предпочтительно, 4/1-8/1. Также возможно и является предпочтительным осуществлять восстановление растворителя согласно оптикритическому способу, т.е., с использованием растворителя при сверхкритических условиях в секции разделения. Этот способ позволяет, в частности, значительно повысить общую экономию процесса.

В рамках настоящего изобретения является предпочтительным осуществление технологии, с использованием, по меньшей мере, одной экстракционной колонны, а предпочтительно, одной (например, способ Solvahl^TM). Преимущественно, например, как в способе Solvahl^TM с единственной экстракционной колонной, соотношения растворитель/шихта (объем/объем), применяемые в установке D для деасфальтизации, являются низкими, и обычно составляет 4/1-8/1, и даже между 4/1-6/1.

Согласно предпочтительному воплощению деасфальтизацию осуществляют в экстракционной колонне при температуре, составляющей 60-250°C, по меньшей мере, с одним углеводородным растворителем, имеющим 3-7 атомов углерода, а соотношение растворитель/шихта (объем/объем) составляет 4/1-6/1.

Установка D для деасфальтизации дает DAO, практически лишенную асфальтенов C₇ и остаточного асфальта, сосредотачивающего в себе большую часть примесей остатка, причем упомянутый остаточный асфальт сцеживают.

Выход по DAO, как правило, составляет 40-95 мас.% согласно рабочим условиям и используемому растворителю, а также в соответствии с шихтой, поданной на установку D для деасфальтизации, и в частности, в соответствии с качеством тяжелой жидкой фракции, полученной на первом (c) этапе фракционирования.

В следующей Таблице 1 приведены диапазоны рабочих условий, характерных для деасфальтизации, в зависимости от растворителя:

Растворитель Пропан Бутан Пентан Гексан Гептан Давление, МПа 3-5 3-4 2-4 2-4 2-4 Температура, °C 45-110 80-160 140-210 150-230 160-280 Соотношение Растворитель/шихта, объем/объем 6-10 5-8 3-6 3-6 3-6

Таблица 1

Условия деасфальтизации адаптированы для качества извлекаемой DAO и для шихты, поступающей в установку (D) для деасфальтизации.

Эти условия позволяют значительно снизить содержание серы, углерода по Конрадсону и содержание асфальтенов C₇.

Полученная DAO демонстрирует преимущественное содержание асфальтенов C₇ ниже 2 мас.% как правило, предпочтительно, ниже 0,5 мас.%, предпочтительно, ниже 0,05 мас.%, измеренное по нерастворимым C₇.

В соответствии с изобретением, DAO, полученную указанным образом, поданют на второй (e) этап фракционирования способа согласно изобретению, либо подвергают рециркуляции, по меньшей мере, частично, на один или несколько промежуточных этапов разделения (b_j) и/или непосредственно на вход одного или нескольких дополнительных этапов гидроконверсии (a_i), а наиболее предпочтительно, на вход последнего дополнительного этапа гидроконверсии (a_n).

Второй (e) этап фракционирования - не обязательный

DAO, полученная на этапе деасфальтизации (d) может быть подвергнута, по меньшей мере, частично, второму фракционированию во второй E секции фракционирования, для получения, по меньшей мере, двух фракций.

Является предпочтительным, чтобы часть или всей DAO, полученной на этапе деасфальтизации (d), была направлена на этот второй (e) этап фракционирования.

Вторая E секция фракционирования включает в себя любое средство разделения, известное специалистам в данной области техники.

Вторая E секция фракционирования, таким образом, может включать в себя одно или несколько следующих устройств разделения: один или несколько испарительных баллонов, расположенных последовательно, а предпочтительно, цепочку, по меньшей мере, из двух последовательно расположенных испарительных баллонов, одной или нескольких ректификационных колонн для пара и/или для водорода, колонны атмосферной дистилляции, колонны вакуумной дистилляции.

Согласно воплощению этот второй (e) этап фракционирования осуществляют с помощью цепочки, по меньшей мере, из двух последовательно расположенных испарительных баллонов.

Согласно другому воплощению этот второй (e) этап фракционирования осуществляют с помощью одной или нескольких ректификационных колонн для пара и/или для водорода.

Согласно другому предпочтительному воплощению этот второй (e) этап фракционирования осуществляют с помощью колонны атмосферной дистилляции, а более предпочтительно, с помощью колонны атмосферной дистилляции и вакуумной колонны, принимающей атмосферный остаток.

Согласно другому предпочтительному воплощению этот второй (e) этап фракционирования осуществляют с помощью одного или нескольких испарительных баллонов, колонны атмосферной дистилляции и вакуумной колонны, принимающей атмосферный остаток.

Согласно другому предпочтительному воплощению этот второй (e) этап фракционирования осуществляют с помощью вакуумной колонны.

Является предпочтительным, чтобы выбор оборудования секции E фракционирования зависел от выбора оборудования первой C секции фракционирования и шихт, вводимых в установку D для деасфальтизации.

Согласно способу изобретения тяжелую фракцию DAO, полученную указанным образом во второй E секции E фракционирования, затем подвергают рециркуляции, по меньшей мере, частично, на один или несколько промежуточных этапов разделения и/или непосредственно на вход одного или нескольких дополнительных этапов гидроконверсии (a_i), а наиболее предпочтительно, на вход последних дополнительных этапов гидроконверсии (a_n).

Согласно предпочтительному воплощению тяжелая фракция, полученная в первой C секции фракционирования способа согласно изобретению, представляет собой атмосферный остаток, который выходит из колонны атмосферной дистилляции. Отсутствие колонны вакуумной дистилляции позволяет избежать накопления отложений и быстрое засорение колонны вакуумной дистилляции. Атмосферный остаток, полученный указанным образом, затем подают на установку D для деасфальтизации для осуществления этапа (d) деасфальтизации, с получением остаточного асфальта и DAO, почти не содержащей асфальтенов C₇ и отложений, но содержащей сразу фракцию вакуумного дистиллята и фракцию вакуумного остатка. Эту DAO, полученную указанным образом, затем можно подавать на вторую E секцию фракционирования способа согласно изобретению, состоящую из колонны вакуумной дистилляции и выполняющую задачу разделения DAO, по меньшей мере, на одну легкую фракцию DAO, точка кипения которой в большинстве своем находится ниже 500°C, и по меньшей мере, одну тяжелую фракцию DAO, точка кипения которой в большинстве своем находится выше 500°C. Как DAO, полученная в установке D для деасфальтизации избавлена от отложений, и почти не содержит больше асфальтенов C₇, так и колонна вакуумной дистилляции будет загрязняться лишь очень медленно, с предотвращением, таким образом, простоев и частым выходом из строя, для промывки колонны вакуумной дистилляции. Тяжелую фракцию DAO, полученную указанным образом, затем преимущественно подвергают рециркуляции, по меньшей мере, частично, на вход последнего дополнительного этапа гидроконверсии (a_n).

Способ согласно изобретению, таким образом, повышает стабильность жидких отходящих потоков, обрабатываемых в ходе гидроконверсии, а точнее, в ходе дополнительных этапов гидроконверсии, с получением, по меньшей мере, части DAO и/или тяжелой фракции DAO, со значительным повышением, таким образом, конверсии шихты тяжелых углеводородов.

Этап (f) рециркуляции DAO или тяжелой фракции DAO

Способ согласно изобретению включает в себя рециркуляцию, по меньшей мере, части DAO, полученной на этапе (d), и/или, по меньшей мере, части тяжелой фракции DAO, полученной на этапе (e), на дополнительный этап гидроконверсии (a_i) и/или на промежуточный этап разделения (b_j).

Эта рециркуляция была описана ранее применительно к этапам деасфальтизации (d) и второго фракционирования (e).

Этап рециркуляции (r₁-r₇) других отходящих потоков, полученных на этапе (e)

Способ согласно изобретению может включать в себя другую рециркуляцию, причем рециркулируемые отходящие потоки могут быть получены на втором (e) этапе фракционирования, на этапе (d) деасфальтизации, на дополнительном этапе гидроконверсии (a_i) или на промежуточном этапе разделения (b_j).

Согласно воплощению способ включает в себя рециркуляцию (r₁) части или всей легкой фракции DAO, полученной на этапе (e), в секцию исходной гидроконверсии A₁ и/или, по меньшей мере, в одну дополнительную секцию гидроконверсии A_i и/или, по меньшей мере, в одну промежуточную секцию разделения B_j и/или в первую C секцию фракционирования.

Согласно воплощению способ включает в себя рециркуляцию (r₂) части тяжелой фракции DAO, полученной на этапе (e), в первую C секцию фракционирования.

Согласно воплощению способ включает в себя рециркуляцию (r₃) части DAO, полученной на этапе (d), в первую C секцию фракционирования.

Согласно воплощению способ включает в себя рециркуляцию (r₄) части или всего остаточного асфальта, полученного на этапе (d), в секцию исходной гидроконверсии A₁ и/или, по меньшей мере, в одну дополнительную секцию гидроконверсии A_i, что позволяет, таким образом, осуществлять рециркуляцию увлекаемого катализатора в секции гидроконверсии. Является предпочтительным, чтобы остаточный асфальт был подвергнут рециркуляции в секцию гидроконверсии, отличную от той, которая принимает DAO или тяжелую фракцию DAO.

Согласно воплощению способ включает в себя рециркуляцию (r₅) части гидроконвертированного жидкого потока, вытекающего из данной дополнительной секции гидроконверсии A_i:

- в секцию исходной гидроконверсии A₁, и/или

- в другую дополнительную секцию гидроконверсии A_i, расположенную выше по потоку относительно данной упомянутой секции A_i, и/или

- в промежуточную секцию разделения B_j, расположенную выше по потоку относительно данной упомянутой секции A_i.

Согласно воплощению способ включает в себя рециркуляцию (r₆) части тяжелой фракции и/или части или всей одной или нескольких промежуточных фракций, полученных в данной промежуточной секции B_j:

- в секцию исходной гидроконверсии A₁, и/или

- в дополнительную секцию гидроконверсии A_i, расположенную выше по потоку относительно данной упомянутой промежуточной секции B_j, и/или

- в другую промежуточную секцию разделения B_j, расположенную выше по потоку относительно данной упомянутой секции B_j.

Согласно воплощению способ включает в себя рециркуляцию (r₇) части тяжелой фракции и/или части или всей одной или нескольких промежуточных фракций, полученных в первой C секции фракционирования:

- в секцию исходной гидроконверсии A₁, и/или

- в дополнительную секцию гидроконверсии A_i, и/или

- в промежуточную секцию разделения B_j.

Следующие варианты воплощения описаны со ссылкой на соответствующие Фигуры.

Фигура 1 схематически отображает общий случай способа согласно изобретению, включая различные варианты, соответствующие различным вариантам воплощения.

Согласно способу, проиллюстрированному на Фигуре 1, шихту тяжелых углеводородов 1 направляют по трубопроводу в секцию исходный гидроконверсии A₁, образованную из одного или нескольких трехфазных реакторов, функционирующих на увлекаемом слое, которые могут быть установлены последовательно и/или параллельно.

Исходный этап гидроконверсии, осуществляемый в секции A₁, представляет первый этап гидроконверсии шихты тяжелых углеводородов 1 и может включать в себя совместную обработку одной или нескольких внешних 2 шихт и/или одного или нескольких отходящих потоков рециркуляции, полученных на других этапах способа.

Различные отходящие потоки рециркуляции, которые можно впрыскивать в секции A₁, являются следующими:

- часть общего отходящего потока (6, 10), полученного на одной или нескольких дополнительных секциях гидроконверсии A_i;

- часть или вся из одной или нескольких промежуточных фракций, полученных в одной или нескольких промежуточных секциях разделения B_j (не представленных на Фигуре 1);

- часть тяжелой фракции, полученной на одной или нескольких промежуточных секциях разделения B_j;

- часть или вся из одной или нескольких промежуточных фракций 12, полученных в первой C секции фракционирования;

- часть тяжелой 13 фракции, полученной в первой C секции фракционирования;

- часть или весь остаточный асфальт 14, полученный в установке D для деасфальтизации;

- часть или вся легкая 16 фракция DAO, полученная во второй E секции фракционирования.

Жидкий 3 отходящий поток, полученный в секции исходный гидроконверсии A₁, можно подавать непосредственно в дополнительную секцию гидроконверсии A₂, либо в промежуточную секцию разделения B₁ по трубопроводу. Этот трубопровод дает возможность пропускать фракцию этого отходящего потока 3 и, таким образом, подавать весь, либо лишь часть жидкого отходящего потока, полученного в секции исходной гидроконверсии A₁, в промежуточную секция разделения B₁.

Секция B₁ представляет первую промежуточную секцию разделения, где осуществляют промежуточный этап разделения (b₁). Она принимает часть или весь жидкий отходящий поток, полученный с этапа гидроконверсии предыдущий A₁, с впрыскиванием по необходимости шихты тяжелых углеводородов 1 и/или с впрыскиванием одной из или нескольких внешних 2 шихты и/или с впрыскиванием одного или нескольких отходящих потоков рециркуляции. Различные отходящие потоки рециркуляции, которые можно впрыскивать в секцию B₁, являются следующими:

- часть общего отходящего потока (6, 10), полученного в одной или нескольких дополнительных секциях гидроконверсии A_i;

- часть или вся из одной из или нескольких промежуточных фракций, полученных в одной или нескольких промежуточных секциях разделения B_j (не представленных на Фигуре 1);

- часть тяжелой фракции 9, полученной в одной или нескольких промежуточных секциях разделения B_j ниже по потоку;

- часть или вся из одной или нескольких промежуточных фракций 12, полученных в первой C секции фракционирования;

- часть тяжелой 13 фракции, полученной в первой C секции фракционирования;

- часть или вся DAO 15, полученная в установке D для деасфальтизации;

- часть или вся легкая 16 фракция DAO, полученная во второй E секции фракционирования;

- часть или вся тяжелая 17 фракция DAO, полученная во второй E секции фракционирования.

Тяжелую фракцию 5, полученную в первой промежуточной секции разделения B₁, затем подают, по меньшей мере, частично, в дополнительную секцию гидроконверсии A₂ по трубопроводу, тогда как легкую фракцию 4, полученную в секции B₁, пропускать по другому трубопроводу. Пропускание тяжелой фракции 5 можно осуществлять в виде части, либо в виде всей тяжелой фракции 5, которую подают в дополнительную секцию гидроконверсии A₂. Часть отходящего потока 5 также можно подвергать рециркуляции в секцию исходной гидроконверсии A₁.

Секция A₂ представляет вторую секцию гидроконверсии, где осуществляют дополнительный этап гидроконверсии (a₂). Секция A₂ состоит из одного или нескольких трехфазных реакторов, функционирующих на увлекаемом слое, которые могут быть установлены последовательно и/или параллельно.

Эта секция A₂ может принимать часть или весь жидкий отходящий поток, полученный в секции исходной гидроконверсии A₁, и/или, по меньшей мере, часть тяжелой фракции, полученной в первой промежуточной секции разделения B₁. Эта секция A₂ также может принимать для совместной обработки часть шихты тяжелых углеводородов 1 и/или одну или несколько дополнительных 2 шихт и/или один или несколько отходящих потоков рециркуляции. Различные отходящие потоки рециркуляции, которые можно впрыскивать в секцию A₂, следующие:

- часть общего отходящего потока 10 из одной или нескольких дополнительных секций гидроконверсии A_i, расположенных ниже по потоку;

- часть или вся из одной или нескольких промежуточных фракций, полученных в одной или нескольких промежуточных секциях разделения B_j, расположенных ниже по потоку (не представленных на Фигуре 1);

- часть тяжелой фракции 9, полученной в одной или нескольких промежуточных секциях разделения B_j, расположенных ниже по потоку;

- часть или вся из одной или нескольких промежуточных фракций 12, полученных в первой C секции фракционирования;

- часть тяжелой 13 фракции, полученной в первой C секции фракционирования;

- часть или вся DAO 15, полученная в установке для деасфальтизации D;

- часть или весь остаточный асфальт 14, полученный в установке для деасфальтизации D;

- часть или вся легкая 16 фракция DAO, полученная во второй E секции фракционирования;

- часть или вся тяжелая 17 фракция DAO, полученная во второй E секции фракционирования.

Жидкий отходящий поток 6, полученный во второй секции гидроконверсии A₂ можно подавать в третью секцию гидроконверсии, либо во вторую промежуточную секцию разделения по трубопроводу, который дает возможность очищать фракцию упомянутого отходящего потока и, таким образом, подавать весь, либо лишь часть упомянутого отходящего потока, полученного в секции A₂, во вторую промежуточную секцию разделения B₂ (не представленную), а также осуществлять рециркуляцию части упомянутого отходящего потока в одну или несколько секций гидроконверсии, расположенных выше по потоку относительно секции A₂, или в промежуточную секцию разделения B₁, находящуюся между секциями A_1-A₂.

Способ согласно изобретению, таким образом, может включать в себя n этапов гидроконверсии и (n-1) промежуточных этапов разделения.

Секция B_j=n-1 представляет собой последнюю промежуточную секцию разделения. Она принимает часть или весь жидкий отходящий поток 7, полученный на промежуточном этапе гидроконверсии A_i=n-1, и по необходимости впрыскиваемую шихту тяжелых углеводородов 1 и/или впрыскиваемую одну или несколько внешних 2 шихт и/или впрыскиваемый один или несколько отходящих потоков рециркуляции. Различные отходящие потоки рециркуляции, которые можно впрыскивать в секции B_j=n-1, являются следующими:

- часть отходящего потока 10, выходящего из последней секции гидроконверсии A_n;

- часть или вся из одной или нескольких промежуточных фракций (12), выходящих из первой C секции фракционирования;

- часть тяжелой фракции, полученной в первой C секции фракционирования;

- часть или вся DAO 15, полученная в установке для деасфальтизации D;

- часть или вся легкая 16 фракция DAO, полученная во второй E секции фракционирования;

- часть или вся тяжелая 17 фракция DAO, полученная во второй E секции фракционирования.

Секция A_n представляет последний этап гидроконверсии, где осуществляют дополнительный этап гидроконверсии (a_n). Секция A_n состоит из одного или нескольких трехфазных реакторов, функционирующих на увлекаемом слое, которые могут быть установлены последовательно и/или параллельно.

Эта секция A_n может принимать часть или весь отходящий поток, полученный на предыдущем этапе гидроконверсии A_n-1, и/или тяжелую фракцию, полученную в предыдущей промежуточной секции разделения B_j=n-1. Эта секция A_n также может принимать для совместной обработки часть шихты тяжелых углеводородов 1 и/или одну или несколько внешних 2 шихт и/или один или несколько отходящих потоков рециркуляции. Различные отходящие потоки рециркуляции, которые можно впрыскивать в секцию A_n, являются следующими:

- часть или всю из одной или нескольких промежуточных фракций 12, полученных в первой C секции фракционирования;

- часть тяжелой 13 фракции, полученной в первой C секции фракционирования;

- часть или весь остаточный асфальт 14, полученный в установке для деасфальтизации D;

- часть или вся DAO 15, полученная в установке для деасфальтизации D;

- часть или вся легкая 16 фракция DAO, полученная во второй E секции фракционирования;

- часть или вся тяжелая 17 фракция DAO, полученная во второй E секции фракционирования.

Секция C представляет первую секцию фракционирования, в которой весь или, по меньшей мере, часть гидроконвертированного жидкого отходящего потока 10, полученного в последней секции гидроконверсии A_n, направляют по трубопроводу для разделения на несколько фракций. В качестве примера, Фигура 1 демонстрирует три фракции, - легкую 11 фракцию, которая выходит из процесса согласно изобретению, и которую по необходимости подают на дополнительную обработку, промежуточную 12 фракцию и тяжелую 13 фракцию. Эти две последние фракции можно частично или полностью подавать на другие процессы и/или подвергать рециркуляции на один или несколько этапов гидроконверсии способа согласно изобретению и/или подвергают рециркуляции в одну или несколько промежуточных секций разделения способа согласно изобретению.

Первая C секция фракционирования также может принимать на входе, либо между двумя различными установками, составляющими эту секция C, часть шихт 1 тяжелых углеводородов и/или внешних 2 шихт и/или один из следующих отходящих рециркулируемых потоков:

- часть тяжелой фракции, полученную на одном или нескольких промежуточных этапах разделения B_j (не представленных на Фигуре 1);

- часть жидкого отходящего потока одного или нескольких этапов гидроконверсии (a_1-a_i) (не представленных на Фигуре 1);

- часть DAO 15, полученную в установке D для деасфальтизации;

- часть тяжелой фракции DAO 17, полученную во второй E секции фракционирования;

- часть или всю легкую 16 фракцию DAO, полученную на втором E этапе фракционирования.

Секция D представляет собой установку для деасфальтизации, осуществляющую этап (d) деасфальтизации, в которой DAO 15 и остаточный асфальт 14 извлекают, по меньшей мере, из части тяжелой 13 фракции, полученной в первой C секции фракционирования. Установка D для деасфальтизации также может принимать часть шихты тяжелых углеводородов 1 и/или дополнительных 2 шихт и/или один из следующих отходящих потоков рециркуляции:

- часть тяжелой фракции, полученную в одной или нескольких промежуточных секциях разделения B (не представленных на Фигуре 1);

- часть жидкого отходящего потока, полученную в секции исходной гидроконверсии A₁ или в одной из или нескольких дополнительных секциях гидроконверсии A_i (не представленных на Фигуре 1);

DAO, полученную в установке D для деасфальтизации, можно подавать частично или полностью во вторую E секцию фракционирования, либо подвергать частичной или полной рециркуляции в одну или несколько дополнительных секций гидроконверсии A_i и/или в одну или несколько промежуточных секций разделения B_j.

Секция E представляет собой вторую секцию фракционирования способа согласно изобретению, в которой осуществляют этап фракционирования (e) всей или, по меньшей мере, части DAO, по меньшей мере, на две фракции. В качестве примера, способ, проиллюстрированный на Фигуре 1, демонстрирует две фракции, - легкую 16 фракцию, которая может покидать процесс согласно изобретению, и/или которую можно подвергать рециркуляции в различных секциях способа, как было описано ранее, и тяжелую 17 фракцию. Эту последнюю можно затем частично или полностью подвергать рециркуляции в одной или нескольких дополнительных секциях гидроконверсии A_i и/или подвергать рециркуляции в одну или несколько промежуточных секциях разделения B_j.

Легкую 16 фракцию, например, можно частично или полностью утилизировать, для получения тяжелого топлива, такого как бункерное топливо. Легкую 16 фракцию также можно частично или полностью подавать на этап конверсии, функционирующий со способом, выбранным из группы, образованной гидрокрекингом в фиксированном слое, каталитическим крекингом в псевдоожиженном слое, гидроконверсией в кипящем слое, причем эти способы могут включать в себя предварительную гидрообработку.

Согласно предпочтительному варианту воплощения часть или всю легкую 16 фракция деасфальтизированной фракции DAO подвергают гидрокрекингу в фиксированном слое в присутствии водорода, при абсолютном давлении, составляющем 5-35 МПа, при температуре, составляющей преимущественно 300-500°C, VVH, составляющей 0,1-5 ч^-1, и при количестве водорода, составляющем 100-1000 Нм³/м³ (нормальных метров в кубе (Нм³) на метр в кубе (м³) жидкой шихты), и в присутствии катализатора, содержащего, по меньшей мере, один не благородный элемент группы VIII и, по меньшей мере, один элемент группы VIB, и включающий в себя носитель, содержащий, по меньшей мере, один цеолит.

Согласно другому предпочтительному варианту воплощения часть или всю легкую 16 фракцию деасфальтизированной фракции DAO подвергают каталитическому крекингу в псевдоожиженном слое FCC в присутствии катализатора, предпочтительно, лишенного металлов, включающего в себя глинозем, кремнезем, кремнезем-глинозем, а предпочтительно, включающего в себя, по меньшей мере, один цеолит.

Согласно другому предпочтительному варианту воплощения часть или всю легкую 16 фракцию деасфальтизированной фракции DAO подвергают гидроконверсии в кипящем слое, осуществляемой в присутствии водорода, при абсолютном давлении, составляющем 2-35 МПа, при температуре, составляющей 300-550°C, при количестве водорода, составляющем 50-5000 Нм³/м³ (нормальных метров в кубе (Нм³) на метр в кубе (м³) жидкой шихты), VVH, составляющей 0,1-10 ч^-1, и в присутствии катализатора содержащего носитель и, по меньшей мере, один металл группы VIII, выбранный из никеля и кобальта, и, по меньшей мере, один металл группы VIB, выбранный из молибдена и вольфрама.

Контур 18, изображенный пунктиром на Фигуре 1, представляет собой несколько возможных точек впрыскивания увлекаемого катализатора, с жидкостями, поступающими на различные этапы гидроконверсии.

Четыре предпочтительных воплощения общей схемы Фигуры 1 проиллюстрированы на Фигурах 2-5, с дополнительным ограничением количества установок, а следовательно, и капитальных затрат.

Фигура 2 иллюстрирует изобретение согласно предпочтительному воплощению, включающему в себя рециркуляцию тяжелой фракции DAO на вход последнего этапа гидроконверсии.

Согласно этому воплощению способ включает в себя следующие последовательные этапы: этап исходной гидроконверсии (a₁), промежуточный этап разделения (b₁), второй этап гидроконверсии (a₂), который является единственным дополнительным этапом гидроконверсии, первый (c) этап фракционирования, этап (d) деасфальтизации и второй (e) этап фракционирования.

Шихту тяжелых углеводородов 1 направляют по трубопроводу в исходную секцию гидроконверсии A₁ при высоком давлении водорода 19. Секция A₁ идентична секции, описанной применительно к Фигуре 1.

Жидкий 3 отходящий поток, полученный в секции A₁, разделяют в промежуточной секции разделения B₁. В секции разделения B₁, условия, как правило, выбирают так, чтобы можно было получить две жидкие фракции, - легкую 4 фракцию и тяжелую 5 фракцию. Секция может включать в себя любое средство разделения, известное специалистам в данной области техники, а предпочтительно, не включает в себя ни колонну атмосферной дистилляции, ни колонну вакуумной дистилляции, но включает в себя ректификационную колонну, работающую на паре или на водороде, а более предпочтительно, образована из последовательности испарительных баллонов, а еще более предпочтительно, из одного испарительного баллона.

Тяжелую 5 жидкую фракцию на выходе промежуточной секции разделения B₁ затем подают по трубопроводу на второй этап гидроконверсии A₂ при высоком давлении водорода 20. Эта секция A₂ соответствует описанию секции исходной гидроконверсии A₁ по Фигуре 1.

Гидроконвертированный жидкий отходящий поток 6, полученный в результате этого второго этапа гидроконверсии, разделяют в первой C секции фракционирования. В этой секции C условия выбирают так, чтобы можно было получить, по меньшей мере, две жидкие фракции, - легкую 11 фракцию и тяжелую 13 фракцию. Является предпочтительным, чтобы секция включала в себя комплект испарительных баллонов и колонну атмосферной дистилляции.

Тяжелую 13 фракцию затем подают по трубопроводу в установку D для деасфальтизации, для получения DAO 15, которую направляют во вторую E секцию фракционирования по трубопроводу, и остаточный асфальт 14, который прокачивают через другой трубопровод.

Фракцию DAO затем разделяют во второй E секции фракционирования, где условия выбирают так, чтобы можно было получить, по меньшей мере, две жидкие фракции, - легкую 16 фракцию DAO и тяжелую 17 фракцию DAO. Является предпочтительным, чтобы секция E включала в себя комплект испарительных баллонов и колонну вакуумной дистилляции.

Тяжелую 17 фракцию DAO затем частично или полностью смешивают, как представлено, с тяжелой 5 жидкой фракцией, полученной в промежуточной секции разделения B₁, а смесь затем подают во вторую секцию гидроконверсии A₂.

Фигура 3 иллюстрирует изобретение в другом воплощении, включающем в себя рециркуляцию DAO в промежуточную секцию разделения.

Согласно этому воплощению способ включает в себя следующие последовательные этапы: этап исходной гидроконверсии (a₁), промежуточный этап разделения (b₁), второй этап гидроконверсии (a₂), который является единственным дополнительным этапом гидроконверсии, первый (c) этап фракционирования и этап (d) деасфальтизации. Второй (e) этап фракционирования отсутствует.

Шихту 1 тяжелых углеводородов направляют по трубопроводу в исходную секцию гидроконверсии A₁ при высоком давлении водорода 19. Секция A₁ идентична секции, описанной применительно к Фигуре 1.

Жидкий 3 отходящий поток, полученный в секции A₁, разделяют в промежуточной секции разделения B₁ в то же время, когда DAO 15 подвергают рециркуляции на выходе из установки D для деасфальтизации. В промежуточной секции разделения B₁ условия выбирают так, чтобы можно было получить две жидкие фракции, - легкую 4 фракцию и тяжелую 5 фракцию. Секция B₁ может включать в себя любое средство разделения, известное специалистам в данной области техники, а предпочтительно, не включает в себя ни колонну атмосферной дистилляции, ни колонну вакуумной дистилляции, но включает в себя ректификационную колонну, работающую на паре или на водороде, и является предпочтительным, чтобы она была образована из последовательности испарительных баллонов, а еще более предпочтительно, из одного испарительного баллона.

Тяжелую 5 жидкую фракцию на выходе из промежуточной секции разделения B₁ затем подают во вторую секцию гидроконверсии A₂ при высоком давлении водорода 20. Эта секция A₂ соответствует описанию секции исходной гидроконверсии A₁ по Фигуре 1.

Гидроконвертированный жидкий отходящий поток 6, полученный в результате этого второго этапа гидроконверсии, разделяют в первой C секции фракционирования. В этой секции C условия выбирают так, чтобы можно было получить, по меньшей мере, две жидкие фракции, - легкую 11 фракцию и тяжелую 13 фракцию. Является предпочтительным, чтобы секция включала в себя комплект испарительных баллонов и колонну атмосферной дистилляции.

Тяжелую 13 фракцию затем подают по трубопроводу в установку D для деасфальтизации, для получения DAO, которую подвергают рециркуляции в промежуточную секцию разделения B₁, и остаточного асфальта 14, который прокачивают через другой трубопровод.

DAO затем частично или полностью смешивают, как представлено, с жидким 3 отходящим потоком, полученным в секции исходной гидроконверсии A₁, и смесь затем подают в промежуточную секцию разделения B₁.

Фигура 4 иллюстрирует изобретение согласно другому предпочтительному воплощению, включающему в себя рециркуляцию DAO на вход последнего этапа гидроконверсии.

Согласно этому воплощению способ включает в себя следующие последовательные этапы: этап исходной гидроконверсии (a₁), промежуточный этап разделения (b₁), второй этап гидроконверсии (a₂), который является единственным дополнительным этапом гидроконверсии, первый (c) этап фракционирования и этап (d) деасфальтизации. Второй (e) этап фракционирования отсутствует.

Шихту 1 тяжелых углеводородов направляют по трубопроводу в исходную секцию гидроконверсии A₁ при высоком давлении водорода 19. Секция A₁ идентична секции, описанной применительно к Фигуре 1.

Жидкий 3 отходящий поток, полученный в секции A₁, разделяют в промежуточной секции разделения B₁. В секции разделения B₁ условия выбирают так, чтобы можно было получить две жидкие фракции, - легкую 4 фракцию и тяжелую 5 фракцию. Секция может включать в себя любое средство разделения, известное специалистам в данной области техники, а предпочтительно, не включает в себя ни колонну атмосферной дистилляции, ни колонну вакуумной дистилляции, но включает в себя ректификационную колонну, работающую на паре или на водороде, и является более предпочтительным, чтобы она была образована из последовательности испарительных баллонов, а еще более предпочтительно, из одного испарительного баллона.

Тяжелую 5 жидкую фракцию на выходе из промежуточной секции разделения B₁ затем подают по трубопроводу на второй этап гидроконверсии A₂ при высоком давлении водорода 20. Эта секция A₂ соответствует описанию секции исходной гидроконверсии A₁ по Фигуре 1.

Гидроконвертированный жидкий отходящий поток 6, полученный в результате этого второго этапа гидроконверсии, разделяют в первой C секции фракционирования. В этой секции C условия выбирают так, чтобы можно было получить, по меньшей мере, две жидкие фракции, - легкую 11 фракцию и тяжелую 13 фракцию. Является предпочтительным, чтобы секция включала в себя комплект испарительных баллонов и колонн атмосферной и вакуумной дистилляции.

Тяжелую 13 фракцию затем подают по трубопроводу в установку D для деасфальтизации, для получения DAO 15, которую подвергают рециркуляции по трубопроводу во вторую секцию гидроконверсии A₂, и остаточного асфальта 14, который прокачивают через другой трубопровод.

DAO затем частично или полностью смешивают, как представлено, с тяжелой 5 жидкой фракцией, полученной в промежуточной секции разделения B₁, а смесь затем подают во вторую секцию гидроконверсии A₂.

Фигура 5 иллюстрирует изобретение согласно другому воплощению, не включающему в себя промежуточный этап разделения.

Согласно этому воплощению способ включает в себя следующие последовательные этапы: этап исходной гидроконверсии (a₁), второй этап гидроконверсии (a₂), который является единственным дополнительным этапом гидроконверсии, первый (c) этап фракционирования и этап (d) деасфальтизации. Второй (e) этап фракционирования отсутствует.

Шихту 1 тяжелых углеводородов направляют по трубопроводу в исходную секцию гидроконверсии A₁ при высоком давлении водорода 19. Секция A₁ идентична секции, описанной применительно к Фигуре 1.

Жидкий 3 отходящий поток, полученный в секции A₁, затем подают по трубопроводу во вторую секцию гидроконверсии A₂ при высоком давлении водорода 20. Эта секция A₂ соответствует описанию секции исходной гидроконверсии A₁ по Фигуре 1.

Гидроконвертированный жидкий отходящий поток 6, полученный в результате этого второго этапа гидроконверсии, разделяют в первой C секции фракционирования. В этой секции C условия выбирают так, чтобы можно было получить, по меньшей мере, две жидкие фракции, - легкую 11 фракцию и тяжелую 13 фракцию. Является предпочтительным, чтобы секция включала в себя комплект испарительных баллонов и колонн атмосферной и вакуумной дистилляции.

Тяжелую 13 фракцию затем подают по трубопроводу в установку D для деасфальтизации, для получения DAO 15, которую подвергают рециркуляции по трубопроводу во вторую секцию гидроконверсии A₂, и остаточного асфальта 14, который прокачивают через другой трубопровод.

DAO 15 частично или полностью смешивают, как представлено, с жидким 3 отходящим потоком, полученным в секции исходной гидроконверсии A₁, а смесь направляют во вторую секцию гидроконверсии A₂.

Примеры

Следующие примеры иллюстрируют примерные воплощения способа согласно изобретению, без каких-либо ограничений, и некоторыми их характеристиками, в сравнении со способами согласно уровню техники.

Пример 1 не соответствует изобретению. Пример 2 соответствует изобретению.

Шихта

Шихта тяжелых углеводородов представляет собой вакуумный остаток (résidu sous vide, RSV), полученный из сырой нефти Урал, и основные характеристики которойй представлены в Таблице 2 ниже.

Шихта по первому этапу гидроконверсии (a₁)/(a'₁) Шихта RSV Урал Содержание фракции 540°C+ мас.% 84,7 Вязкость при 100°C сантистокс 880 Плотность 1,0090 Углерод по Конрадсону мас.% 17,0 Асфальтены C₇ мас.% 5,5 Никель+ванадий массовых миллионных долей 254 Азот мас.% 0,615 Сера мас.% 2,715

Таблица 2

Эта тяжелая шихта RSV представляет собой одну и ту же свежую шихту для различных примеров.

Пример 1: Эталонный способ без рециркуляции DAO (не соответствует изобретению)

Этот пример иллюстрирует способ гидроконверсии шихты тяжелых углеводородов согласно уровню техники, включающий в себя два последовательных этапа гидроконверсии, каждый из которых включает в себя реактор, функционирующий на увлекаемом слое, с последующим этапом деасфальтизации без рециркуляции DAO.

Первый этап гидроконверсии

Свежую шихту согласно Таблице 2 целиком направляют в первую секцию гидроконверсии A'₁ в присутствии водорода и нафтената молибдена, концентрация которого в шихте составляет 250 массовых миллионных долей молибдена, для проведения ее через первый этап гидроконверсии (a'₁), причем упомянутая секция включает в себя трехфазный реактор. Реактор работает на увлекаемом слое, функционирующем при восходящем потоке жидкости и газа.

Рабочие условия, применяемые на первом этапе гидроконверсии, представлены в Таблице 3 ниже.

Первый этап гидроконверсии (a'₁) VVH-реактор ч^-1 0,20 Общее P МПа 16 Температура °C 425 Количество водорода Нм³/м³ 1000

Таблица 3

Эти рабочие условия позволяют получать отходящий поток с пониженным содержанием углерода по Конрадсону, металлов и серы. Конверсия фракции 540°C+ на выходе из первого этапа гидроконверсии составляет 75,8 мас.%. Степень десульфуризации составляет 92,8 мас.%, степень деазотирования составляет 66,6 мас.%, а степень деметаллизации составляет 96 мас.%. Содержание углерода по Конрадсону было снижено на 80,4 мас.%, а содержание асфальтенов C₇ - на 82,9 мас.%. Состав отходящего потока, выходящего из первого этапа гидроконверсии, представлен в Таблице 4.

Отходящий поток этапа (a'₁) Содержание фракции 540°C + мас.% 35,8 Углерод по Конрадсону мас.% 5,84 Асфальтены C₇ мас.% 1,7 Никель+ванадий массовых миллионных долей 16 Азот мас.% 0,309 Сера мас.% 0,310

Таблица 4

Второй этап гидроконверсии (a'₂).

Гидроконвертированный жидкий отходящий поток, полученный в результате первого этапа гидроконверсии (a'₁), затем подают непосредственно во вторую секцию гидроконверсии A'₂, для проведения второго этапа гидроконверсии (a'₂), причем упомянутая секция включающий в себя трехфазный реактор. Реактор работает на увлекаемом слое, функционирующем при восходящем потоке жидкости и газа.

Рабочие условия, применяемые на втором этапе гидроконверсии (a'₂), представлены в Таблице 5 ниже.

Этап (a'₂) VVH-реактор ч^-1 0,200 Общее P МПа 15,6 Температура °C 425

Таблица 5

Эти рабочие условия позволяют получать гидроконвертированный жидкий отходящий поток с пониженным содержанием углерода по Конрадсону, металлов и серы. Состав отходящего потока второго этапа гидроконверсии представлен в Таблице 6.

Отходящий поток этапа (a'₂) Содержание фракции 540°C + мас.% 17,1 Углерод по Конрадсону мас.% 2,11 Асфальтены C₇ мас.% 0,4 Никель+ванадий массовых миллионных долей 1 Азот мас.% 0,150 Сера мас.% 0,045

Таблица 6

Что касается шихты этапа гидроконверсии (a'₂), конверсия фракции 540°C+ составляет 70,3 мас.%. Общая степень десульфуризации составляет 90,2 мас.%, степень деазотизации составляет 65,7 мас.%, и общая степень деметаллизации составляет 98 мас.%. Содержание углерода по Конрадсону было снижено на 77,5 мас.%, по сравнению с шихтой этапа гидроконверсии (a'₂), а содержание асфальтенов C₇ - на 86,0 мас.%, по сравнению с шихтой этапа гидроконверсии (a'₂).

Что касается свежей шихты, конверсия фракции 540°C+ составляет 92,8 мас.%. Общая степень десульфуризации составляет 98,7 мас.%, общая степень деазотизации составляет 85,5 мас.%, а общая степень деметаллизации превышает 99,5 мас.%. Содержание углерода по Конрадсону было снижено на 95,6 мас.%, по сравнению со свежей шихтой, а содержание асфальтенов C₇ - на 97,6 мас.%, по сравнению со свежей шихтой.

Первая секция фракционирования

Гидроконвертированный жидкий отходящий поток, полученный на этапе гидроконверсии (a'₂), направляют на этап фракционирования (c'), осуществляемый в секции фракционирования C', образованный цепью испарителей, колонной атмосферной дистилляции и колонной вакуумной дистилляции, после прохождения которых восстанавливается фракция вакуумного дистиллята, кипящая при температуре, составляющей в основном 350-540°C (DSV), и фракция неконвертированного вакуумного остатка, кипящая при температуре, большей или равной 540°C (RSV), выходы которых относительно свежей шихты, а также качественные характеристики продуктов приведены в Таблице 7 ниже.

DSV RSV Выход по отношению к свежей шихте мас.% 27,06 6,09 Плотность 0,9231 0,9753 Углерод по Конрадсону мас.% < 0,1 12,02 Асфальтены C₇ мас.% < 0,05 2,2 Никель+ванадий массовых миллионных долей < 4 5,6 Молибден массовых миллионных долей < 1 4100 Азот мас.% 0,186 0,312 Сера мас.% 0,060 0,178

Таблица 7

Этап деасфальтизации

RSV, полученный в зоне дистилляции секции фракционирования C', затем преимущественно отправляют на этап деасфальтизации (d') в установке D, для проведения деасфальтизации', в которой его обрабатывают в экстракторе с помощью растворителя, представляющего собой бутан, в условиях деасфальтизации, позволяющих получать DAO и остаточный асфальт.

Рабочие условия, применяемые в установке для деасфальтизации, являются следующими:

- Общее давление=4 МПа;

- Средняя температура=115°C;

- Соотношение растворитель/шихта=8 объемн.%.

На выходе установки для деасфальтизации получают DAO и остаточный асфальт, обладающие характеристиками, приведенными в Таблице 8 ниже.

DAO Остаточный асфальт Выход мас.% шихты SDA 77 23 Плотность 0,9139 1,258 Углерод по Конрадсону мас.% 3,9 > 30 Асфальтены C₇ мас.% < 0,05 9,3 Никель+ванадий массовых миллионных долей < 4 24 Молибден массовых миллионных долей не измерено 17700 Азот мас.% 0,161 0,819 Сера мас.% 0,141 0,302

Таблица 8

Общие характеристики

С помощью этого стандартного способа, не соответствующего изобретению, общая конверсия фракции 540°C+ свежей шихты достигает 92,8 мас.%.

Пример 2: Способ согласно изобретению, предназначенный для снижения содержания отложений не конвертированного вакуумного остатка

В этом примере проиллюстрирован способ согласно изобретению согласно воплощению, включающему в себя два последовательных этапа гидроконверсии, каждый из которых включает в себя реактор, функционирующий на увлекаемом слое, с последующим этапом деасфальтизации, с рециркуляцией DAO на вход последнего реактора гидроконверсии.

Первый этап гидроконверсии

Свежую шихту согласно Таблице 2 целиком направляют в первую секцию гидроконверсии A₁ в присутствии водорода и нафтената молибдена, концентрация которого в шихте составляет 250 массовых миллионных долей молибдена, для проведения первого этапа гидроконверсии (a₁). Эта секция A₁ идентична секции, описанной в примере 1.

Рабочие условия, применяемые на этом первом этапе гидроконверсии (a₁), представлены в Таблице 9 ниже.

Этап (a₁) VVH-реактор ч^-1 0,20 Общее P МПа 16 Температура °C 425 Количество водорода Нм³/м³ 1000

Таблица 9

Эти рабочие условия позволяют получать жидкий отходящий поток с пониженным содержанием углерода по Конрадсону, металлов и серы. Конверсия фракции 540°C+ на выходе первого этапа гидроконверсии составляет 75,8 мас.%. Степень десульфуризации составляет 92,8 мас.%, степень деазотизации составляет 66,6 мас.%, а степень деметаллизации составляет 96 мас.%. Содержание углерода по Конрадсону было снижено на 80,4 мас.%, а содержание асфальтенов C₇ - на 82,9 мас.%. Состав отходящего потока первого этапа гидроконверсии представлен в Таблице 10.

Отходящий поток этапа (a₁) Содержание фракции 540°C + мас.% 35,8 Углерод по Конрадсону мас.% 5,84 Асфальтены C₇ мас.% 1,7 Никель+ванадий массовых миллионных долей 16 Азот мас.% 0,309 Сера мас.% 0,310

Таблица 10

Второй этап гидроконверсии

В этом примере способа согласно изобретению гидроконвертированный жидкий отходящий поток затем целиком смешивают с DAO, полученной на этапе деасфальтизации (d). Состав этой шихты представлен в Таблице 11. По сравнению с Таблицей 4, следует отметить, что шихта второго этапа гидроконверсии (a₂) обладает пониженными содержаниями примесей.

Шихта этапа (a₂) Содержание фракции 540°C+ мас.% 39,1 Углерод по Конрадсону мас.% 5,72 Асфальтены C₇ мас.% 1,6 Никель+ванадий массовых миллионных долей 16 Азот мас.% 0,302 Сера мас.% 0,301

Таблица 11

В этом примере согласно изобретению эту смесь целиком направляют во вторую секцию гидроконверсии A₂ для проведения второго этапа гидроконверсии (a₂). Упомянутая секция A₂ идентична секции, описанной в примере 1.

Рабочие условия, применяемые на этапе гидроконверсии (a₂), представлены в Таблице 12 ниже.

Этап (a₂) VVH-реактор ч^-1 0,211 Общее P МПа 15,6 Температура °C 425

Таблица 12

Эти рабочие условия позволяют получать гидроконвертированный жидкий отходящий поток с пониженным содержанием углерода по Конрадсону, металлов и серы. Состав отходящего потока второго этапа гидроконверсии представлен в Таблице 13.

Отходящий поток этапа (a₂) Содержание фракции 540°C + мас.% 18,3 Углерод по Конрадсону мас.% 2,14 Асфальтены C₇ мас.% 0,4 Никель+ванадий массовых миллионных долей < 4 Азот мас.% 0,151 Сера мас.% 0,046

Таблица 13

Что касается шихты этапа гидроконверсии (a₂), то конверсия фракции 540°C+ составляет 71,2 мас.%. Общая степень десульфуризации составляет 89,9 мас.%, степень деазотизации составляет 64,9 мас.%, а общая степень деметаллизации составляет 98 мас.%. Содержание углерода по Конрадсону было снижено на 77,0 мас.%, по сравнению с шихтой этапа гидроконверсии (a₂), а содержание асфальтенов C₇ - на 85,5 мас.%, по сравнению с шихтой этапа гидроконверсии (a₂). Таким образом, рециркуляция DAO на вход этапа гидроконверсии (a₂) не влияет значительно на состав отходящего потока этого этапа, за исключением содержания фракции 540°C+.

Что касается свежей шихты, конверсия при пропускании фракции 540°C+ составляет 92,0 мас.%. Общая степень десульфуризации составляет 98,7 мас.%, общая степень деазотизации составляет 85,0 мас.%, а общая степень деметаллизации превышает 99,5 мас.%. Содержание углерода по Конрадсону было снижено на 95,3 мас.%, по сравнению со свежей шихтой, а содержание асфальтенов C₇ - на 97,5 мас.%, по сравнению со свежей шихтой.

Первая секция фракционирования

Гидроконвертированный жидкий отходящий поток, полученный на этапе гидроконверсии (a₂), направляют на этап фракционирования (c), осуществляемый в секции фракционирования C, состоящей из цепи испарителей, колонны атмосферной дистилляции и колонны вакуумной дистилляции, после прохождения которых восстанавливается фракция вакуумного дистиллята, кипящая при температуре, составляющей в основном 350-540°C (DSV), и фракция неконвертированного вакуумного остатка, кипящая при температуре, большей или равной 540°C (RSV). Выходы относительно свежей шихты и качественные характеристики продуктов, полученных в этой первой секции фракционирования, указаны в Таблице 14 ниже.

DSV RSV Выход по отношению к свежей шихте мас.% 27,23 6,81 Плотность 0,9229 0,9728 Углерод по Конрадсону мас.% < 0,1 11,40 Асфальтены C₇ мас.% < 0,05 2,0 Никель+ванадий массовых миллионных долей < 4 5,3 Молибден массовых миллионных долей < 1 3670 Азот мас.% 0,187 0,316 Сера мас.% 0,059 0,177

Таблица 14

По сравнению с примером 1, заметен чуть более высокий выход по вакуумному дистилляту, с очень близкими свойствами. Таким образом, достигается прирост вакуумного дистиллята, без ухудшения его качества. Что касается вакуумного остатка, то его выход повышен, но он обладает более низкими содержаниями металлов, асфальтенов и углерода по Конрадсону, в частности, благодаря рециркуляции DAO выше по потоку относительно последнего этапа гидроконверсии.

Этап деасфальтизации

RSV, полученный в первой секции фракционирования, затем в основном отправляют на этап (d) деасфальтизации в установку для деасфальтизации, в которой его обрабатывают, как описано в примере 1 (с помощью того же оборудования и при тех же условиях).

На выходе установки для деасфальтизации получают DAO и остаточный асфальт, обладающие характеристиками, приведенными в Таблице 15 ниже.

DAO Остаточный асфальт Выход мас.% шихты SDA 73 27 Плотность 0,9018 1,233 Углерод по Конрадсону мас.% 3,5 >30 Асфальтены C₇ мас.% < 0,05 7,3 Никель+ванадий массовых миллионных долей < 4 19 Молибден массовых миллионных долей не измерено 13400 Азот мас.% 0,173 0,701 Сера мас.% 0,144 0,264

Таблица 15

Фракцию DAO, полученную на этапе деасфальтизации (d), целиком направляют на второй этап гидроконверсии.

Общие характеристики

Согласно способу изобретения, проиллюстрированному в этом примере, включающему в себя рециркуляцию DAO на последний этап гидроконверсии, конверсия достигается за счет пропускания фракции 540°C+ свежей шихты, составляющая 93,0 мас.%, что составляет величину, сходную с конверсией, полученной в примере 1. Благодаря рециркуляции DAO на вход последнего реактора, получают общую конверсию фракции 540°C+ свежей шихты, составляющую 97,6 мас.% для идентичных рабочих условий.

Таким образом, следует отметить, что применительно к примеру 1, общая конверсия является более высокой (почти 5 дополнительных точек конверсии).

Пример 3: Способ согласно изобретению, предназначенный для снижения содержания отложений неконвертированного вакуумного остатка

В этом примере проиллюстрирован способ согласно изобретению, в соответствии с воплощением, включающим в себя два поледовательных этапа гидроконверсии, каждый из которых включает в себя реактор, функционирующий на увлекаемом слое, с последующим этапом деасфальтизации и фракционирования, с рециркуляцией тяжелой фракции DAO на вход последнего реактора гидроконверсии. Легкую фракцию DAO направляют в блок FCC.

Первый этап гидроконверсии

Свежую шихту согласно Таблице 2 целиком направляют в первую секцию гидроконверсии A₁ в присутствии водорода и нафтената молибдена, концентрация которого в шихте составляет 250 массовых миллионных долей молибдена, для проведения первого этапа гидроконверсии (a₁). Эта секция A₁ идентична секции, описанной в примере 1.

Рабочие условия, применяемые на этом первом этапе гидроконверсии (a₁), представлены в Таблице 16 ниже.

Этап (a₁) VVH-реактор ч^-1 0,20 Общее P МПа 16 Температура °C 425 Количество водорода Нм³/м³ 1000

Таблица 16

Эти рабочие условия позволяют получать жидкий отходящий поток с пониженным содержанием углерода по Конрадсону, металлов и серы. Конверсия фракции 540°C+ на выходе первого этапа гидроконверсии составляет 75,8 мас.%. Степень десульфуризации составляет 92,8 мас.%, степень деазотизации составляет 66,6 мас.%, а степень деметаллизации составляет 96 мас.%. Содержание углерода по Конрадсону было снижено на 80,4 мас.%, а содержание асфальтенов C₇ - на 82,9 мас.%. Состав отходящего потока первого этапа гидроконверсии представлен в Таблице 17.

Отходящий поток этапа (a₁) Содержание фракции 540°C + мас.% 35,8 Углерод по Конрадсону мас.% 5,84 Асфальтены C₇ мас.% 1,7 Никель+ванадий массовых миллионных долей 16 Азот мас.% 0,309 Сера мас.% 0,310

Таблица 17

Второй этап гидроконверсии (a₂)

В этом примере способа согласно изобретению гидроконвертированный жидкий отходящий поток затем целиком смешивают с тяжелой DAO, полученной на этапе фракционирования (e) фракции DAO. Состав этой шихты представлен в Таблице 18. При сравнении с Таблицей 4 следует отметить, что шихта второго этапа гидроконверсии (a₂) обладает пониженными содержаниями примесей. При сравнении с Таблицей 11 следует отметить, что шихта второго этапа гидроконверсии (a₂) обладает очень сходными характеристиками с теми, которые представлены в примере 2.

Шихта этапа (a₂) Содержание фракции 540°C+ мас.% 37,8 Углерод по Конрадсону мас.% 5,76 Асфальтены C₇ мас.% 1,6 Никель+ванадий массовых миллионных долей 16 Азот мас.% 0,305 Сера мас.% 0,305

Таблица 18

В этом примере согласно изобретению, эту смесь целиком направляют во вторую секцию гидроконверсии A₂ для проведения второго этапа гидроконверсии (a₂). Упомянутая секция A₂ идентична секции, описанной в примере 1.

Рабочие условия, применяемые на этапе гидроконверсии (a₂), представлены в Таблице 19 ниже.

Этап (a₂) VVH-реактор ч^-1 0,206 Общее P МПа 15,6 Температура °C 425

Таблица 19

Эти рабочие условия позволяют получать гидроконвертированный жидкий отходящий поток с пониженным содержанием углерода по Конрадсону, металлов и серы, по сравнению со стандартной цепью. Состав отходящего потока второго этапа гидроконверсии представлен в Таблице 20.

Отходящий поток этапа (a₂) Содержание фракции 540°C+ мас.% 17,8 Углерод по Конрадсону мас.% 2,13 Асфальтены C₇ мас.% 0,4 Никель+ванадий массовых миллионных долей < 4 Азот мас.% 0,151 Сера мас.% 0,045

Таблица 20

Что касается шихты этапа гидроконверсии (a₂), конверсия фракции 540°C+ составляет 70,8 мас.%. Общая степень десульфуризации составляет 90,0 мас.%, степень деазотизации составляет 65,2 мас.%, а общая степень деметаллизации составляет 98 мас.%. Содержание углерода по Конрадсону было снижено на 77,2 мас.%, по сравнению с шихтой этапа гидроконверсии (a₂), а содержание асфальтенов C₇ - на 85,7 мас.%, по сравнению с шихтой этапа гидроконверсии (a₂). Таким образом, рециркуляция DAO на вход этап гидроконверсии (a₂) существенно не влияет на состав отходящего потока этого этапа, за исключением содержания фракции 540°C+.

Что касается свежей шихты, конверсия, осуществляемая за счет пропускания фракции 540°C+, составляет 92,3 мас.%. Общая степень десульфуризации составляет 98,7 мас.%, общая степень деазотизации составляет 85,2 мас.%, а общая степень деметаллизации превышает 99,5 мас.%. Содержание углерода по Конрадсону было снижено на 95,4 мас.%, по сравнению со свежей шихтой, а содержание асфальтенов C₇ - на 97,6 мас.%, по сравнению со свежей шихтой.

Первая секция фракционирования

Гидроконвертированный жидкий отходящий поток, полученный на этапе гидроконверсии (a₂), направляют на этап фракционирования (c), осуществляемый в секции фракционирования C, состоящей из цепи испарителей, колонны атмосферной дистилляции и колонны вакуумной дистилляции, после прохождения которых восстанавливается фракция вакуумного дистиллята, кипящая при температуре, составляющей в основном 350-540°C (DSV), и фракция неконвертированного вакуумного остатка, кипящая при температуре, большей или равной 540°C (RSV). Выходы относительно свежей шихты, а также качественные характеристики продуктов, характерные для этой первой секции фракционирования, указаны в Таблице 21 ниже.

DSV RSV Выход по отношению к свежей шихте мас.% 27,16 6,51 Плотность 0,9230 0,9738 Углерод по Конрадсону мас.% < 0,1 11,64 Асфальтены C₇ мас.% < 0,05 2,1 Никель+ванадий массовых миллионных долей < 4 5,4 Молибден массовых миллионных долей < 1 3850 Азот мас.% 0,187 0,314 Сера мас.% 0,059 0,177

Таблица 21

По сравнению с примером 1, отмечают чуть более высокий выход вакуумного дистиллята, с очень близкими свойствами. Таким образом, достигается прирост вакуумного дистиллята, без ухудшения его качества. Что касается вакуумного остатка, его выход слегка повышается, но в нем снижаются содержания металлов, асфальтенов и углерода по Конрадсону, в частности, благодаря рециркуляции тяжелой фракции DAO выше по потоку относительно последнего этапа гидроконверсии.

Этап деасфальтизации

RSV, полученный в первой секции фракционирования, затем в основном отправляют на этап (d) деасфальтизации, в установку для деасфальтизации, в которой его обрабатывают, как описано в примере 1 (с помощью того же оборудования и при тех же условиях).

На выходе установки для деасфальтизации получают DAO и остаточный асфальт, обладающие характеристиками, приведенными в Таблице 22 ниже.

DAO Остаточный асфальт Выход мас.% шихты SDA 75 25 Плотность 0,9086 1,242 Углерод по Конрадсону мас.% 3,7 >30 Асфальтены C₇ мас.% < 0,05 8,3 Никель+ванадий массовых миллионных долей < 4 22 Молибден массовых миллионных долей не измерено 15400 Азот мас.% 0,167 0,759 Сера мас.% 0,143 0,280

Таблица 22

Вторая секция фракционирования

Фракцию DAO, полученная на этапе деасфальтизации в растворителе (d), направляют на второй (e) этап фракционирования, осуществляемый в секции E фракционирования, состоящей из цепи испарителей, колонны атмосферной дистилляции и колонны вакуумной дистилляции, после прохождения которых восстанавливается легкая фракция DAO (DAO-), кипящая при температуре, как правило, ниже 580°C, и тяжелая фракция DAO (DAO+), кипящая в большинстве своем при температуре, большей или равной 580°C. Выходы по отношению к свежей шихте, а также качественные характеристики продуктов, характерные для этой второй секции фракционирования, указаны в Таблице 23 ниже.

DAO- DAO+ Выход по отношению к свежей шихте мас.% 1,97 3,22 Плотность 0,8914 0,9195 Углерод по Конрадсону мас.% 1,06 5,32 Асфальтены C₇ мас.% < 0,05 не измерено Никель+ванадий массовых миллионных долей < 4 < 4 Молибден массовых миллионных долей < 1 не измерено Азот мас.% 0,149 0,178 Сера мас.% 0,132 0,150

Таблица 23

Тяжелую фракцию DAO (DAO+), полученную на этапе фракции (e), целиком направляют на второй этап гидроконверсии, тогда как легкую фракцию DAO (DAO-) направляют в блок каталитического крекинга FCC, для дополнительной конверсии.

Этап конверсии в блоке FCC

Легкую фракцию DAO (DAO-), полученную во второй (E) секции фракционирования, осуществляемого в секции E фракционирования, затем подают в блок каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, также называемый FCC. Этот блок конверсии позволяет преобразовывать фракцию DAO, которая представляет собой фракцию 540°C+, в более легкие фракции. Таким образом, это позволяет усиливать общую конверсию исходной шихты. Напротив, жидкая фракция, полученная в блоке FCC, еще содержит неконвертированную фракцию 540°C+, выход которой составляет 1,6 мас.%, по сравнению с шихтой FCC, как указано в Таблице 24. Использование блока FCC для конверсии легкой фракции DAO позволяет получать больше бензина и меньше газойля.

Блок FCC Выход бензина (C5-220°C) мас.% 31,8 Выход газойля (220-360°C) мас.% 12,7 Выход вакуумного дистиллята (360-540°C) мас.% 20,1 Выход вакуумного остатка (540°C+) мас.% 1,6

Таблица 24

Общие характеристики

Согласно способу изобретения, проиллюстрированному в этом примере, включающему в себя рециркуляцию тяжелой фракции DAO на последний этап гидроконверсии, достигается конверсия, за счет пропускания фракции 540°C+ свежей шихты, составляющая 92,9 мас.%, что является сходной величиной для конверсии, полученной в примере 1. Благодаря конверсии легкой фракции DAO в блоке FCC и рециркуляции тяжелой фракции DAO на вход последнего реактора, получают общую конверсию фракции 540°C+ свежей шихты, составляющую 97,9 мас.% для идентичных рабочих условий.

Таким образом, следует отметить, что общая конверсия в этой схеме согласно изобретению, поскольку получают более 5 дополнительных точек конверсии, по сравнению с примером 1 согласно уровню техники (97,9 мас.% против 92,8 мас.% в примере 1).

Изобретение касается способа конверсии шихты тяжелых углеводородов, содержащей фракцию, по меньшей мере, 50%, обладающую температурой кипения, по меньшей мере, 300°C и содержащую серу, углерод по Конрадсону, металлы и азот, включающего в себя, по меньшей мере, два последовательных этапа гидроконверсии на увлекаемом слое, которые могут быть разделены промежуточным этапом разделения, и, по меньшей мере, один этап деасфальтизации тяжелой фракции отходящего потока, полученной в результате гидроконверсии, с рециркуляцией всей фракции деасфальтизированной нефти (DAO) на последний дополнительный этап гидроконверсии и/или на промежуточный этап разделения. DAO подвергают рециркуляции, когда она покинула установку для деасфальтизации либо когда она была подвергнута этапу фракционирования, с получением тяжелой фракции DAO, которая, таким образом, составляет рециркулированную DAO. Технически результат - повышение одновременно степени конверсии и стабильности жидких отходящих потоков. 17 з.п. ф-лы, 3 пр., 24 табл., 5 ил.

1. Способ конверсии шихты тяжелых углеводородов, содержащей фракцию, по меньшей мере, 50%, обладающую температурой кипения, по меньшей мере, 300°C, и содержащую серу, углерод по Конрадсону, металлы и азот, включающий в себя следующие последовательные этапы:

- исходный этап гидроконверсии (a₁), по меньшей мере, части упомянутой шихты тяжелых углеводородов в присутствии водорода в секции исходной гидроконверсии (A₁), осуществляемый в условиях, позволяющих получать жидкий отходящий поток с пониженным содержанием серы, углерода по Конрадсону, металлов и азота;

- (n-1) дополнительный (дополнительные) этап (этапы) гидроконверсии (a_i) в (n-1) дополнительной (дополнительных) секции (секциях) гидроконверсии (A_i), в присутствии водорода, по меньшей мере, части или всего жидкого отходящего потока, полученного на предыдущем этапе гидроконверсии (a_i-1), или, по необходимости, тяжелой фракции, полученной в результате необязательного промежуточного этапа разделения (b_j), в промежуточной секции разделения (B_j), между двумя последовательными этапами гидроконверсии, с выделением части или всего жидкого отходящего потока, полученного на предыдущем этапе гидроконверсии (a_i-1), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции, кипящей в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C, причем (n-1) дополнительный (дополнительные) этап (этапы) гидроконверсии (a_i) осуществляют таким образом, чтобы можно было получить гидроконвертированный жидкий отходящий поток с пониженным содержанием серы, углерода по Конрадсону, металлов и азота,

причем n представляет собой общее число этапов гидроконверсии, где n больше или равно 2, i - целое число, составляющее от 2 до n, а j - целое число, составляющее от 1 до (n-1), и секции исходной гидроконверсии (A₁) и дополнительная (дополнительные) секции гидроконверсии (A_i) содержат, каждая, по меньшей мере, один трехфазный реактор, функционирующий на увлекаемом слое, содержащем, по меньшей мере, один увлекаемый катализатор гидроконверсии;

- первый (c) этап фракционирования в первой (C) секции фракционирования части или всего гидроконвертированного жидкого отходящего потока, полученного в результате последнего дополнительного этапа гидроконверсии (a_n), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции, кипящей в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C, причем упомянутая тяжелая фракция содержит остаточную фракцию, кипящую при температуре, большей или равной 540°C;

- этап (d) деасфальтизации в установке (D) для деасфальтизации части или всей упомянутой тяжелой фракции, полученной на этапе (c) фракционирования, по меньшей мере, с одним углеводородным растворителем, для получения деасфальтизированной нефти DAO и остаточного асфальта;

- по необходимости, второй (e) этап фракционирования во второй (E) секции фракционирования, осуществляемый для части или всей DAO, полученной на этапе деасфальтизации (d), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции DAO и легкой фракции DAO;

- этап (f) рециркуляции, всей фракции DAO, полученной на этапе (d), или всей тяжелой фракции DAO, полученной на этапе (e), на последний дополнительный этап гидроконверсии (a_i) и/или на промежуточный этап разделения (b_j).

2. Способ по п. 1, в котором упомянутая шихта тяжелых углеводородов имеет содержание серы, по меньшей мере, 0,1 мас.%, содержание углерода по Конрадсону, по меньшей мере, 0,5 мас.%, содержание асфальтенов C₇, по меньшей мере, 1 мас.%, содержание металлов, по меньшей мере, 20 массовых миллионных долей.

3. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутая шихта тяжелых углеводородов представляет собой сырую нефть или образована из атмосферных остатков и/или из вакуумных остатков, полученных в результате атмосферной и/или вакуумной дистилляции сырой нефти, или остатков, полученных в результате процесса прямого сжижения угля, а предпочтительно образована из вакуумных остатков, полученных в результате вакуумной дистилляции сырой нефти.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором этап исходной гидроконверсии (a₁) осуществляют при абсолютном давлении, составляющем 2-38 МПа, при температуре, составляющей 300-550°C, при почасовой пространственной скорости VVH применительно к объему каждого трехфазного реактора, составляющей 0,05-10 ч^-1, и при количестве водорода, смешанного с шихтой тяжелых углеводородов, составляющем 50-5000 нормальных метров в кубе (Нм³) на метр в кубе (м³) шихты тяжелых углеводородов.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором один или несколько дополнительных этапов гидроконверсии (a_n) осуществляют при температуре, составляющей 300-550°C, и превышающей температуру, используемую на этапе исходной гидроконверсии (a₁), при количестве водорода, смешанного с шихтой тяжелых углеводородов, составляющем 50-5000 нормальных метров в кубе (Нм³) на метр в кубе (м³) шихты тяжелых углеводородов, и более низком, чем количество водорода, используемое на этапе исходной гидроконверсии (a₁), при абсолютном давлении, составляющем 2-38 МПа, и при почасовой пространственной скорости VVH применительно к объему каждого трехфазного реактора, составляющей 0,05-10 ч^-1.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором промежуточная секция разделения (B_j) включает в себя один или несколько испарительных баллонов, расположенных последовательно, и/или одну или несколько ректификационных колонн для пара и/или для водорода, и/или колонну атмосферной дистилляции, и/или колонну вакуумной дистилляции и предпочтительно образована одним испарительным баллоном.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором первая (C) секция фракционирования включает в себя один или несколько испарительных баллонов, расположенных последовательно, и/или одну или несколько ректификационных колонн для пара и/или для водорода, и/или колонну атмосферной дистилляции, и/или колонну вакуумной дистилляции и предпочтительно образована комплектом из нескольких последовательно расположенных испарительных баллонов и колонн атмосферной и вакуумной дистилляции.

8. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором вторая (E) секция фракционирования включает в себя один или несколько испарительных баллонов, расположенных последовательно, и/или одну или несколько ректификационных колонн для пара и/или для водорода, и/или колонну атмосферной дистилляции, и/или колонну вакуумной дистилляции и предпочтительно образована комплектом из нескольких последовательно расположенных испарительных баллонов и колонны вакуумной дистилляции.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором этап (d) деасфальтизации, осуществляют в экстракционной колонне при температуре, составляющей 60-250°C, по меньшей мере, с одним углеводородным растворителем, имеющим 3-7 атомов углерода, а соотношение растворитель/шихта (объем/объем) составляет 3/1-16/1, а предпочтительно 4/1-8/1.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором часть шихты тяжелых углеводородов направляют, по меньшей мере, в одну дополнительную секцию гидроконверсии (A_i), и/или, по меньшей мере, в одну промежуточную секцию разделения (B_j), и/или в первую (C) секцию фракционирования, и/или в установку (D) для деасфальтизации.

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором углеводородную шихту, внешнюю по отношению к процессу, направляют в секцию (A₁) исходной гидроконверсии, и/или, по меньшей мере, в одну (A_i) дополнительную секцию гидроконверсии, и/или, по меньшей мере, в одну промежуточную (B_j) секцию разделения, и/или в первую (C) секцию фракционирования, и/или в установку (D) для деасфальтизации.

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, включающий в себя дополнительно, по меньшей мере, один следующий этап рециркуляции:

- рециркуляцию (r₁) части или всей легкой фракции DAO, полученной на этапе (e), в секцию исходной (A₁) гидроконверсии, и/или, по меньшей мере, в одной дополнительной (A_i) секции гидроконверсии, и/или, по меньшей мере, в одной промежуточной (B_j) секции разделения, и/или в первой (C) секции фракционирования;

- рециркуляцию (r₄) части или всего остаточного асфальта, полученного на этапе (d), в секцию (A₁) исходной гидроконверсии, и/или, по меньшей мере, в одну дополнительную (A_i) секцию гидроконверсии;

- рециркуляцию (r₅) части гидроконвертированного жидкого потока, вытекающего из данной дополнительной секции гидроконверсии (A_i):

- в секцию исходной (A₁) гидроконверсии, и/или

- в другую дополнительную (A_i) секцию гидроконверсии, расположенную выше по потоку относительно данной упомянутой секции (A_i), и/или

- в промежуточную секцию разделения (B_j), расположенную выше по потоку относительно данной упомянутой секции (A_i);

- рециркуляцию (r₆) части тяжелой фракции и/или части или всей одной или нескольких промежуточных фракций, полученных в данной промежуточной секции (B_j):

- в секцию исходной (A₁) гидроконверсии, и/или

- в дополнительную секцию гидроконверсии (A_i), расположенную выше по потоку относительно данной упомянутой промежуточной (B_j) секции, и/или

- в другую промежуточную секцию разделения (B_j), расположенную выше по потоку относительно данной упомянутой секции (B_j);

- рециркуляцию (r₇) части тяжелой фракции и/или части или всей одной или нескольких промежуточных фракций, полученных в первой (C) секции фракционирования:

- в секцию исходной (A₁) гидроконверсии, и/или

- в дополнительную (A_i) секцию гидроконверсии, и/или

- в промежуточную (B_j) секцию разделения.

13. Способ конверсии по любому из предыдущих пунктов, в котором n равно 2 и включающий в себя следующие последовательные этапы:

- исходный этап гидроконверсии (a₁), по меньшей мере, части упомянутой шихты тяжелых углеводородов в присутствии водорода в секции исходной (A₁) гидроконверсии, осуществляемый в условиях, позволяющих получать жидкий отходящий поток с пониженным содержанием серы, углерода по Конрадсону, металлов и азота;

- дополнительный этап гидроконверсии (a₂) в дополнительной (A₂) секции гидроконверсии, в присутствии водорода, по меньшей мере, части или всего жидкого отходящего потока, полученного на этапе исходной гидроконверсии (a₁), или, по необходимости, тяжелой фракции, полученной в результате необязательного промежуточного этапа разделения (b₁), в промежуточной (B₁) секции разделения между этапами исходной (a₁) и дополнительной (a₂) гидроконверсии, с разделением части или всего жидкого отходящего потока, полученного на этапе исходной гидроконверсии (a₁), по меньшей мере, на одну легкую фракцию, кипящую в большинстве своем при температуре ниже 350°C, и, по меньшей мере, одну тяжелую фракцию, кипящую в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C, причем дополнительный этап гидроконверсии (a₂) осуществляют таким образом, чтобы можно было получить гидроконвертированный жидкий отходящий поток с пониженным содержанием серы, углерода по Конрадсону, металлов и азота,

причем секции исходной (A₁) и дополнительной (A₂) гидроконверсии содержат, каждая, по меньшей мере, один трехфазный реактор, функционирующий на увлекаемом слое, содержащем, по меньшей мере, один увлекаемый катализатор гидроконверсии;

- первый (c) этап фракционирования в первой (C) секции фракционирования части или всего гидроконвертированного жидкого отходящего потока, полученного в результате дополнительного этапа гидроконверсии (a₂), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции, кипящей в большинстве своем при температуре, большей или равной 350°C, причем упомянутая тяжелая фракция содержит остаточную фракцию, кипящую при температуре, большей или равной 540°C;

- этап (d) деасфальтизации в установке (D) для деасфальтизации части или всей упомянутой тяжелой фракции, полученной на этапе (c) фракционирования, по меньшей мере, с одним углеводородным растворителем, для получения деасфальтизированной нефти DAO и остаточного асфальта;

- по необходимости, второй (e) этап фракционирования во второй (E) секции фракционирования, осуществляемый для части или всей DAO, полученной на этапе деасфальтизации (d), с получением, по меньшей мере, одной тяжелой фракции DAO и легкой фракции DAO;

- этап (f) рециркуляции всей фракции DAO, полученной на этапе (d), или всей тяжелой фракции DAO, полученной на этапе (e), на дополнительный этап гидроконверсии (a₂) и/или на промежуточный этап разделения (b₁).

14. Способ по любому из предыдущих пунктов, включающий в себя рециркуляцию (f) всей DAO, полученной на этапе (d), или всей тяжелой фракции, полученной на втором этапе фракционирования (e), на дополнительный этап гидроконверсии (a₂), когда n равно 2, и, кроме того, весь жидкий отходящий поток, полученный на этапе (a₁), направляют на этап (b₁), всю тяжелую фракцию, полученную на этапе (b₁), направляют на этап (a₂), весь гидроконвертированный жидкий отходящий поток, полученный на этапе (a₂), направляют на этап (c), а всю тяжелую фракцию, полученную на этапе (c), направляют на этап (d).

15. Способ по любому из пп. 1-13, включающий в себя рециркуляцию (f) всей DAO, полученной на этапе (d), или всей тяжелой фракции, полученной на втором этапе фракционирования (e), на промежуточный этап разделения (b₁) между этапом исходной (a₁) гидроконверсии и этапом дополнительной (a₂) гидроконверсии, когда n равно 2, и, кроме того, весь жидкий отходящий поток, полученный на этапе (a₁), направляют на этап (b₁), всю тяжелую фракцию, полученную на этапе (b₁), направляют на этап (a₂), весь гидроконвертированный жидкий отходящий поток, полученный на этапе (a₂), направляют на этап (c), а всю тяжелую фракцию, полученную на этапе (c), направляют на этап (d).

16. Способ по любому из пп. 1-13, не включающий в себя промежуточный этап разделения (b_j) и включающий в себя рециркуляцию (f) всей DAO, полученной на этапе (d), на последние дополнительные этапы гидроконверсии (a_i), а предпочтительно, на дополнительный этап гидроконверсии (a₂), когда n равно 2, и, кроме того, весь жидкий отходящий поток, полученный на этапе (a₁), направляют на этап (a₂), весь гидроконвертированный жидкий отходящий поток, полученный на этапе (a₂), направляют на этап (c), а всю тяжелую фракцию, полученную на этапе (c), направляют на этап (d).

17. Способ по любому из пп. 1-16, в котором упомянутый увлекаемый катализатор гидроконверсии упомянутого, по меньшей мере, одного трехфазного реактора секции исходной (A₁) гидроконверсии и одной или нескольких дополнительной (дополнительных) (A_i) секций гидроконверсии включает в себя носитель и активную фазу, содержащую, по меньшей мере, один металл группы VIB, выбранный из молибдена и вольфрама, а предпочтительно металл группы VIB представляет собой молибден, причем является предпочтительным, чтобы упомянутый металл группы VIB присутствовал в сочетании, по меньшей мере, с одним неблагородным металлом группы VIII, выбранным из никеля, кобальта, рутения и железа, а предпочтительно неблагородный металл группы VIII представляет собой никель.

18. Способ по любому из пп. 1-16, в котором упомянутый увлекаемый катализатор гидроконверсии упомянутого, по меньшей мере, одного трехфазного реактора секции исходной (A₁) гидроконверсии и одной или нескольких дополнительной (дополнительных) (A_i) секций гидроконверсии получают из соединения-предшественника, растворимого в органической фазе, причем является предпочтительным, чтобы упомянутое соединение-предшественник было выбрано из группы металлоорганических соединений, образованных из нафтенатов Mo, Co, Fe, и соединений с несколькими карбонильными группами Mo, Co, Fe, Ni, а предпочтительно упомянутое соединение-предшественник представляет собой нафтенат Mo.