СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТЯЖЕЛОГО НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ Советский патент 1996 года по МПК C10G11/18 

Изобретение относится к способу переработки тяжелого нефтяного сырья каталитическим крекингом и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение выхода и улучшение качества целевых продуктов.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Принципиальная схема проведения способа представлена на фиг. 1 и 2.

Способ возможно проводить по двум вариантам; первый с отделением продуктов реакции отработанного катализатора первой ступени и раздельной подачей последнего на вторую ступень (фиг. 1), второй без отделения продуктов реакции и частично отработанного катализатора первой ступени с совместной подачей продуктов реакции и катализатора на вторую ступень (фиг. 2).

По первому ваpианту согласно фиг. 1 исходное сырье подают по линии 1 в лифт-реактор 2, где подвергают глубокому крекингу в восходящем потоке мелкодисперсного цеолитсодержащего регенерированного катализатора. Продукты реакции после отделения от катализатора по линии 3 направляют либо в сепаратор 4, откуда по линии 5 отводят газ, а жидкие продукты по линии 6 направляют на вторую ступень крекинга, либо непосредственно на вторую ступень крекинга. На вторую ступень крекинга по линии 8 подают частично отработанный катализатор с первой ступени после десорбции водяным паром и проводят облагораживание продуктов первой ступени последовательно в восходящем потоке и кипящем слое катализатора в лифт-реакторе 9 и реакторе 10 соответственно. В восходящий поток и кипящий слой раздельно по линиям 11 и 12 подают холодный теплоноситель. Продукты второй ступени крекинга после очистки от катализатора в циклоне 13 по линии 14 направляют на ректификацию. Отработанный катализатор с первой ступени крекинга по линии 15 и со второй ступени по линии 16 после десорбции водяным паром направляют в регенератор 17 на окислительную регенерацию. В регенератор подают кислородосодержащий газ по линии 18. Дымовые газы после очистки от катализатора в циклоне 19 выводят по линии 20. Регенерированный катализатор по линии 21 направляют в лифт-реактор 2 первой ступени.

По второму варианту согласно фиг. 2 исходное сырье подают по линии 1 в лифт-реактор 2, где подвергают глубокому крекингу в восходящем потоке мелкодисперсного цеолитсодержащего регенерированного катализатора. Продукты реакции и частично отработанный катализатор с первой ступени без разделения подают на вторую ступень крекинга, где проводят облагораживание продуктов первой ступени последовательно в восходящем потоке и кипящем слое катализатора в лифт-реакторе 9 и реакторе 10 соответственно. В восходящий поток и кипящий слой раздельно по линиям 11 и 12 подают холодный теплоноситель. Продукты второй ступени крекинга после очистки от катализатора в циклоне 13 по линии 14 направляют на ректификацию. Отработанный катализатор со второй ступени крекинга по линии 16 после десорбции водяным паром направляют в регенератор 17 на окислительную регенерацию. В регенератор подают кислородсодержащий газ по линии 18. Дымовые газы после очистки от катализатора в циклоне 19 выводят по линии 20. Регенерированный катализатор по линии 21 направляют в лифт-реактор 2 первой ступени.

В качестве исходного сырья каталитического крекинга используют мазут, смесь мазута с вакуумным газойлем, утяжеленный вакуумный газойль.

В качестве катализатора крекинга используют мелкодисперсный алюмосиликатный цеолитсодержащий катализатор.

Каталитический крекинг тяжелого нефтяного сырья осуществляют в две ступени. На первой ступени исходное сырье подвергают глубокому крекингу в восходящем потоке регенерированного катализатора при температуре 530 560^оС, массовой скорости подачи сырья 350-550 ч^-1, кратности циркуляции катализатора 4-12, концентрации катализатора 40-60 кг/м³, избыточном давлении 0,05-0,30 МПа. Температуру и массовую скорость процесса регулируют изменением температуры подогрева сырья и скорости циркуляции катализатора. На второй ступени продукты реакции первой ступени подвергают облагораживанию контактированием с частично отработанным катализатором последовательно в восходящем потоке и кипящем слое. Контактирование в восходящем потоке проводят при температуре 505-525^оС, массовой скорости подачи сырья 650-950 ч^-1, кратности циркуляции катализатора 2-10, концентрации катализатора 20-40 кг/м³, избыточном давлении 0,05-0,30 МПа.

Температуру в восходящем потоке регулируют путем подачи холодного теплоносителя, варьируя либо расход, либо температуру теплоносителя. В качестве холодного теплоносителя могут быть использованы рециркулирующие фракции продуктов каталитического крекинга бензин, легкий газойль, тяжелый газойль, шлам, вода, водяной пар. Массовую скорость в восходящем потоке регулируют в первом варианте изменением скорости циркуляции частично отработанного катализатора, во втором варианте изменением расхода холодного теплоносителя. Контактирование в кипящем слое проводят при температуре 460-500^оС, массовой скорости 10-70 ч^-1, концентрации катализатора 100-400 кгм³, избыточном давлении 0,05-0,30 МПа. Температуру в восходящем потоке регулируют путем подачи холодного теплоносителя, варьируя либо расход, либо температуру теплоносителя.

Десорбцию легколетучих углеводородов с поверхности отработанного катализатора осуществляют путем обработки водяным паром при температуре 450 555^оС.

Регенерацию отработанного катализатора осуществляют путем обработки кислородсодержащим газом в кипящем слое при температуре 590-730^оС, концентрации катализатора 400-700 кг/м³, избыточном давлении 0,005-0,30 МПа, содержании кокса на регенерированном катализаторе 0,05-0,30 мас.

П р и м е р 1. В качестве сырья крекинга используют смесь вакуумного газойля (60 мас.) с мазутом (40 мас.). Плотность сырья 990 кг/м³, коксуемость по Конрадсону 6 мас. содержание тяжелых металлов 50 ppm.

В качестве катализатора крекинга используют микросферический алюмосиликатный цеолитсодержащий катализатор, содержащий 20% цеолита v в редкоземельной форме. Насыпная плотность катализатора 940 кг/м³, износоустойчивость 93 мас. Фракционный состав катализатора, мас. крупнее 0,160 мм 1,8; мельче 0,100 мм 89; мельче 0,040 мм 16,4, мельче 0,020 мм 3,1.

Каталитический крекинг 130 т/сут сырья осуществляют в две ступени. На первой ступени исходное сырье, подогреваемое до температуры 320^оС, подвергают глубокому крекингу в восходящем потоке регенерированного катализатора при температуре 545^оС, массовой скорости 450 ч^-1, кратности циркуляции катализатора 7, концентрации катализатора 50 кг/м³. Продукты реакции отделяют от катализатора и направляют на вторую степень на облагораживание. Частично отработанный катализатор с первой ступени подвергают десорбции в токе водяного пара при 540^оС, после чего разделяют на два потока, один из которых подают на вторую ступень, другой на окислительную регенерацию. На второй ступени контактирование проводят последовательно в восходящем потоке при температуре 515^оС, массовой скорости 800^оС, кратности циркуляции катализатора 5, концентрации катализатора 30 кг/м³ и далее в кипящем слое при температуре 480^оС, массовой скорости 20 ч^-1, концентрации катализатора 250 кг/м³. Для регулирования температуры и массовой скорости в восходящий поток и кипящий слой раздельно подают холодный теплоноситель с температурой 200^оС и расходом соответственно 15 и 18 т/ч. В качестве холодного теплоносителя используют рециркулирующий тяжелый газойль. Абсолютное давление на первой и второй ступенях 0,17 МПа.

Отработанный катализатор подвергают десорбции в токе водяного пара при температуре 475^оС и окислительной регенерации в токе кислородсодержащего газа при температуре 700^оС. Содержание остаточного кокса на регенерированном катализаторе 0,1 мас.

Выход целевых продуктов крекинга (бензина и легкого газойля составляет 59 мас. при выходе газа 16 мас.

Содержание изопарафинов в бензине составляет 25 мас. октановое число бензина с 0,82 г ТЭС/кг по моторному методу 84п, по исследовательскому методу 95п.

Показатели каталитического крекинга описываемого примера и для сравнения известного способа даны в таблице.

П р и м е р 2. Каталитический крекинг смеси вакуумного газойля (60 мас.) с мазутом (40 мас.) проводят в тех же условиях, что и в примере 1.

На первой ступени исходное сырье подвергают глубокому крекингу в восходящем потоке регенерированного катализатора при температуре 530^оС, массовой скорости 550 ч^-1, кратности циркуляции катализатора 6, концентрации катализатора 40 кг/м³. На второй ступени продукты реакции первой ступени подвергают облагораживанию при контактировании с частично отработанным катализатором последовательно с восходящем потоке при температуре 505^оС, массовой скорости 950 ч^-1, кратности циркуляции катализатора 4, концентрации катализатора 20 кг/м³ и далее в кипящем слое при температуре 460^оС, массовой скорости 20 ч^-1, концентрации катализатора 250 кг/м³. В восходящий поток и кипящий слой раздельно подают рециркулирующий тяжелый газойль с температурой 200^оС и расходом соответственно 10 и 20 т/ч.

Отработанный катализатор после первой и второй ступеней подвергают десорбции при температуре соответственно 525 и 455^оС и далее окислительной регенерации при температуре 700^оС.

Выход целевых продуктов крекинга составляет 58 мас. при выходе газа 14 мас.

Содержание изопарафинов в бензине составляет 23 мас. октановое число бензина с 0,82 г ТЭС/кг по моторному методу 83,5п, по исследовательскому 94,5п.

Показатели каталитического крекинга по описываемому примеру приведены в таблице.

П р и м е р 3. Каталитический крекинг смеси вакуумного газойля (60 мас.) с мазутом (40 мас.) проводят в тех же условиях, что и в примере 1.

На первой ступени исходное сырье подвергают глубокому крекингу в восходящем потоке регенерированного катализатора при температуре 560^оС, массовой скорости 350 ч^-1, кратности циркуляции катализатора 8, концентрации катализатора 60 кг/м³. На второй ступени продукты реакции первой ступени подвергают облагораживанию при контактировании с частично отработанным катализатором последовательно в восходящем потоке при температуре 525^оС, массовой скорости 650 ч^-1, кратности циркуляции катализатора 6, концентрации катализатора 40 кг/м³, и далее в кипящем слое при температуре 500^оС, массовой скорости 20 ч^-1, концентрации катализатора 250 кг/м³. В восходящий поток и кипящий слой раздельно подают рециркулирующий тяжелый газойль с температурой 200^оС и расходом соответственно 25 и 10 т/ч.

Отработанный катализатор после первой и второй ступеней подвергают десорбции при температуре соответственно 555^оС и 495^оС и далее окислительной регенерации при температуре 700^оС.

Выход целевых продуктов крекинга составляет 59 мас. при выходе газа 17 мас.

Содержание изопарафинов в бензине составляет 28 мас. октановое число бензина с 0,82 г ТЭС/кг по моторному методу 84,5п, по исследовательскому методу 95,5п.

Показатели каталитического крекинга по описываемому примеру приведены в таблице.

П р и м е р 4. Каталитический крекинг смеси вакуумного газойля (60 мас.) с мазутом (40 мас.) осуществляют в тех же условиях, что и в примере 1.

В качестве холодного теплоносителя используют воду, которую подают раздельно в восходящий поток и кипящий слой с температурой 40^оС и расходом соответственно 3 и 3,5 т/ч.

На второй ступени контактирование проводят при кратности циркуляции катализатора 6, массовой скорости и концентрации катализатора в кипящем слое соответственно 25 ч^-1 и 200 кг/м³.

Выход целевых продуктов крекинга составляет 57,5 мас. при выходе газа 16 мас.

Содержание изопарафинов в бензине составляет 25 мас. октановое число бензина с 0,82 г ТЭС/кг по моторному методу 84п, по исследовательскому методу 95п.

Показатели каталитического крекинга по данному примеру приведены в таблице.

П р и м е р 5. Каталитический крекинг смеси вакуумного газойля (60 мас.) с мазутом (40 мас.) осуществляют в тех же условиях, что и в примере 1.

Продукты реакции и частично отработанный катализатор с первой ступени без разделения подают на вторую ступень крекинга, где проводят облагораживание продуктов реакции при кратности циркуляции 7, массовой скорости и концентрации катализатора в кипящем слое соответственно 23 ч^-1 и 230 кг/м³. В восходящий поток и кипящий слой раздельно подают рециркулирующий тяжелый газойль: в восходящий поток с температурой 350^оС и расходом 28 т/ч, в кипящий слой с температурой 200^оС и расходом 20 т/ч.

Отработанный катализатор после второй ступени подвергают десорбции при температуре 475^оС и окислительной регенерации при температуре 700^оС.

Выход целевых продуктов крекинга составляет 59 мас. при выходе газа 16 мас.

Содержание изопарафинов в бензине составляет 25 мас. октановое число бензина с 0,82 г ТЭС/кг по моторному методу 84п, по исследовательскому методу 95п.

П р и м е р 6. Каталитический крекинг смеси вакуумного газойля (60 мас.) с мазутом (40 мас.) осуществляют в тех же условиях, что и в примере 1.

На первой ступени проводят контактирование исходного сырья с регенерированным катализатором в восходящем потоке при температуре 520^оС, массовой скорости 600 ч^-1, кратности циркуляции катализатора 5, концентрации катализатора 30 кг/м³. На второй ступени осуществляют контактирование продуктов реакции и частично отработанного катализатора с первой ступени последовательно в восходящем потоке при температуре 500^оС, массовой скорости 1000 ч^-1, кратности циркуляции катализатора 3, концентрации катализатора 10 кг/м³, и далее в кипящем слое при температуре 450^оС, массовой скорости 20 ч^-1, концентрации катализатора 250 кг/м³. В восходящий поток и кипящий слой раздельно подают рециркулирующий тяжелый газойль с температурой 200^оС и расходом соответственно 8 и 22 т/ч.

Отработанный катализатор после первой и второй ступеней подвергают десорбции при температуре соответственно 515 и 445^оС и далее окислительной регенерации при температуре 700^оС.

Условия проведения каталитического крекинга по данному примеру не обеспечивают глубокого крекинга исходного сырья на первой ступени и последовательно протекания реакции селективной изомеризации низкомолекулярных олефинов в восходящем потоке и селективного превращения изоолефинов в изопарафины бензиновой фракции посредством биомолекулярной реакции переноса водорода.

В результате выход целевых продуктов снижается до 56 мас. Содержание изопарафинов в бензине снижается до 20 мас. при снижении октанового числа бензина с 0,82 г ТЭС/кг по моторному методу до 82,5 п и по исследовательскому методу до 94,5п.

Показатели каталитического крекинга приведены в таблице.

П р и м е р 7. Каталитический крекинг смеси вакуумного газойля (60 мас.) с мазутом (40 мас.) осуществляют в тех же условиях, что и в примере 1.

На первой ступени проводят контактирование исходного сырья с регенерированным катализатором в восходящем потоке при температуре 570^оС, массовой скорости 300 ч^-1, кратности циркуляции катализатора 9, концентрации катализатора 70 кг/м³. На второй ступени осуществляют контактирование продуктов реакции и частично отработанного катализатора с первой ступени последовательно в восходящем потоке при температуре 530^оС, массовой скорости 600 ч^-1, кратности циркуляции катализатора 7, концентрации катализатора 50 кг/м³ и далее в кипящем слое при температуре 510^оС, массовой скорости 22 ч^-1, концентрации катализатора 240 кг/м³. В восходящий поток и кипящий слой раздельно подают рециркулирующий тяжелый газойль с температурой 200^оС и расходом соответственно 30 и 8 т/ч.

Отработанный катализатор после первой и второй ступеней подвергают десорбции при температуре соответственно 565^оС и 505^оС и далее окислительной регенерации при температуре 700^оС.

Условия проведения каталитического крекинга по данному примеру обуславливают повышение скорости протекания вторичных реакций крекинга, что приводит к перекрекированию сырья с увеличением газообразования.

В результате выход целевых продуктов снижается до 56,5 мас. при повышении выхода газа до 20 мас.

Содержание изопарафинов в бензине составляет 31 мас. октановое число бензина с 0,82 г ТЭС-кг по моторному методу 84,5п, по исследовательскому методу 95,5п.

Показатели каталитического крекинга приведены в таблице.

Таким образом, способ согласно изобретению (примеры 1-5) обеспечивает последовательное протекание вторичных реакций селективной изомеризации низкомолекулярных алифатических олефинов и селективного превращения изоолефинов в изопарафины бензиновой фракции посредством биомолекулярной реакции переноса водорода при торможении вторичных реакций крекинга, что позволяет повысить выход целевых продуктов на 3,4-4,9 мас. за счет исключения перекрекирования сырья и повысить октановое число бензина на 1,5-2,0n по моторному методу за счет увеличения содержания в нем изопарафинов.

Проведение каталитического крекинга тяжелого нефтяного сырья в две ступени при нарушении оптимальных условий, а именно с осуществлением контактирования в восходящем потоке регенерированного катализатора при температуре менее 530 или более 560^оС и массовой скорости более 550 или менее 350 ч^-1 на первой ступени с последующим контактированием продуктов реакции и частично отработанного катализатора в восходящем потоке при температуре менее 505 и 525^оС и массовой скорости более 950, и менее 650 ч^-1 и кипящем слое при температуре менее 460 или более 500^оС и подачей в восходящий поток и кипящий слой холодного теплоносителя на второй ступени (примеры 6, 7) с одной стороны, не обеспечивает глубокого крекинга исходного сырья и облагораживания продуктов реакции, а с другой стороны, обуславливает перекрекирование сырья с повышением газообразования, что приводит к снижению выхода и качества целевых продуктов.

Изобретение касается нефтепереработки, в частности переработки тяжелого нефтяного сырья для получения бензина. Цель - повышение выхода и качества целевых продуктов крекинга. Его ведут в присутствии мелкодисперсного цеолитсодержащего катализатора при контактировании исходного сырья и регенерированного катализатора в восходящем потоке на первой ступени при 530-560^oС и массовой скорости подачи сырья 350-550 ч^- 1. Полученные продукты последовательно контактируют во второй ступени с отработанным на первой ступени катализатором в восходящем потоке при 505-525^oС и скорости сырья 650-950 ч_- 1, а затем в восходящем потоке кипящего слоя катализатора при 460-500^oС, причем в восходящий поток и кипящий слой катализатора раздельно подают холодный теплоноситель. Эти условия повышают выход целевых продуктов на 3,4-4,9 мас.% за счет исключения перекрегирования сырья и повышают октановое число бензина на 1,5-2 n (по ММ) за счет увеличения в нем содержания изопарафинов. 2 ил., 1 табл.

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТЯЖЕЛОГО НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ путем каталитического крекинга сырья в присутствии мелкодисперсного целиотсодержащего катализатора при контактировании исходного сырья и регенерированного катализатора в восходящем потоке на первой ступени и продуктов первой ступени последовательно в восходящем потоке и кипящем слое катализатора на второй ступени, окислительной регенерации при повышенной температуре отработанного катализатора и возврата регенерированного катализатора в процесс, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и улучшения качества целевых продуктов крекинга, на первой ступени контактирование проводят при температуре 530-560^oС и массовой скорости подачи сырья 350-550ч^- 1, на второй ступени используют отработанный катализатор первой ступени и контактирование на второй ступени проводят при температуре 505-525^oС и массовой скорости подачи сырья 650-950 ч^- 1 в восходящем потоке второй ступени и температуре 460-500^oС в кипящем слое катализатора при подаче раздельно в восходящий поток и кипящий слой катализатора холодного теплоносителя.