способ каталитического риформинга

Формула изобретения

Способ каталитического риформинга путем пропускания гидроочищенной бензиновой фракции с циркулирующим водородсодержащим газом (ВСГ) при повышенных температуре и давлении через несколько реакторов, в которые загружен платиносодержащий катализатор, охлаждения газопродуктовой смеси, отделения в сепараторе высокого давления циркулирующего ВСГ, а в сепараторе второй ступени - растворенного водорода и углеводородом C_1-3 и стабилизации нестабильного катализатора в стабилизационной колонне, отличающийся тем, что отделение в сепараторе второй ступени проводят при давлении 1,1 - 1,3 МПа, а нестабильный катализат подвергают дебутанизации в стабилизационной колонне при температуре верха 55 - 75^oС, низа 185 - 195^oС и давлении 1,1 - 1,3 МПа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам каталитического риформинга прямогонных бензиновых фракций и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ каталитического риформинга бензиновых фракций путем контактирования гидроочищенной бензиновой фракции и циркулирующего водородсодержащего газа (ВСГ) при повышенных температуре и давлении с платиносодержащим катализатором в последовательно расположенных реакторах с промежуточным нагревом продуктов в печах. Жидкие продукты риформинга после охлаждения отделяют от циркулирующего ВСГ и подвергают стабилизации в две ступени. После прохождения реакторов газопродуктовая смесь осаждается в теплообменниках и холодильнике блока риформинга, после чего поступает в сепаратор высокого давления. В нем сверху удаляется ВСГ, направляемый на смешение с сырьем блока риформинга. Снизу выводится нестабильный катализат на блок стабилизации, состоящий из двух последовательно соединенных ректификационных колонн - фракционирующего абсорбера и стабилизационной (Маслянский Г.Н., Шапиро Р.Н. Каталитический риформинг бензинов. М., Химия, 1985, с. 127).

Недостатком известного способа является повышенные затраты энергоносителей (особенно водяного пара) на блоке стабилизации, работающей по двухколонной схеме.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемым результатам является способ каталитического риформинга бензиновых фракций (Гуляев В. А. и др. Промышленные установки каталитического риформинга. Л., Химия, 1984, стр. 63-71 (прототип)) путем пропускания гидроочищенной бензиновой фракции с циркулирующим водородсодержащим газом (ВСГ) при повышенных температуре и давлении через реакторный блок, включающий печь предварительного нагрева и несколько последовательно расположенных реакторов риформинга, в которые загружен платиносодержащий катализатор, с промежуточным подогревом реакционной смеси в радиантно-конвекционной трубчатой печи. После выхода из последнего реактора газопродуктовую смесь охлаждают сначала в теплообменнике, затем в холодильнике до 40^oC, после чего направляют в сепаратор высокого давления, где при давлении 2,7-3,2 МПа происходит разделение газожидкостной смеси на ВСГ и катализат. ВСГ циркуляционными компрессорами возвращается в систему риформинга на смешение с гидрогенизатом, а избыточный ВСГ направляют на блок гидроочистки сырья установки риформинга. В сепараторе второй ступени от катализата отделяют растворенный ВСГ и часть углеводородного газа, после чего нестабильный катализат направляют для дебутанизации в стабилизационную колонну (температура верха 67^oC, низа 217^oC, давлении 1,4 МПа).

Недостатком способа, принятого за прототип, является невысокий выход стабильного катализата.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение выхода стабильного катализата.

Поставленная цель достигается способом каталитического риформинга путем пропускания гидроочищенной бензиновой фракции с циркулирующим водородсодержащим газом при повышенных температуре и давлении через несколько реакторов, в которые загружен платиносодержащий катализатор. Газопродуктовую смесь после охлаждения направляют в сепаратор высокого давления, где в известных условиях происходит разделение газожидкостной смеси на ВСГ и катализат. Нестабильный катализат из сепаратора высокого давления направляют на сепарацию второй ступени в сепаратор среднего давления, где от него отделяют растворенный водород и углеводородные газы. Нестабильный катализат после нагрева в теплообменниках направляют для деизобутанизации в стабилизационную колонну, в которой поддерживают температуру низа 185-195^oC. Верхний продукт стабилизационной колонны проходит конденсатор - холодильник. Далее часть его используется для орошения стабилизационной колонны, а избыток выводится на газофракционирующую установку (ГФУ) для дальнейшего разделения, в частности - получения изобутана, являющегося сырьем установок алкилации. Стабильный катализат с низа стабилизационной колонны после охлаждения в теплообменниках и холодильнике поступает в парк готовой продукции на компаундирование для приготовления товарных бензинов.

Существенным отличительным признаком предлагаемого способа по сравнению со способом, принятым за прототип, является то, что нестабильный катализат подвергают деизобутанизации в стабилизационной колонне при температуре низа 185-195^oC, обеспечивающей отделение от него изобутана (сырья установки алкилации) без существенного удаления н-бутана и более тяжелых углеводородов, что ведет к повышению выхода стабильного катализата и сохранению в нем высокооктановых легкокипящих фракций. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Способ осуществляют следующим образом. Высокооктановый компонент автомобильных бензинов получают путем пропускания гидроочищенной бензиновой фракции с циркулирующим ВСГ через три последовательно расположенных реактора с промежуточным подогревом реакционной смеси в печи. Риформинг протекает при 480 - 525^oC и давлении не выше 3,5 МПа в присутствии известного промышленного платиносодержащего катализатора типа КР-108, КР-108у, КР-110, R-56 или другого.

После выхода из третьего реактора газопродуктовую смесь охлаждают в теплообменниках и холодильнике блока риформинга, после чего она поступает в сепаратор высокого давления, где при давлении 1,4-2,5 МПа сверху удаляют ВСГ, направляемый на смешение с сырьем блока риформинга, а снизу выводят нестабильный катализат, который далее поступает на сепарацию второй ступени в сепаратор среднего давления, где при давлении 1,1 - 1,3 МПа от него отделяют растворенный водород и углеводородные газы.

Катализат после нагрева в теплообменниках направляют для деизобутанизации без существенного удаления н-бутана и более тяжелых углеводородов в стабилизационную колонну (температура верха 55-75^oC, низа 185-195^oC, давление 1,1 - 1,3 МПа). Часть верхнего продукта стабилизационной колонны после охлаждения используют для орошения стабилизационной колонны, а избыток выводят на газофракционирующую установку (ГФУ) для дальнейшего разделения, в частности - получения изобутана, являющегося сырьем установок алкилации. Стабильный катализат с низа стабилизационной колонны после охлаждения в теплообменниках и холодильнике поступает в парк готовой продукции на компаундирование для приготовления товарных бензинов.

Дополнительное преимущество проведения стабилизации согласно предлагаемым условиям - повышение качества верхнего продукта стабилизационной колонны - рефлюкса (головки стабилизации): содержание углеводородов C₅₊ в нем снижается с 20-25 до менее 10 % об., содержание н-бутана снижается с 33-36 до 25-28% об. , а содержание изобутана повышается с 20-25 до 30- 35% об., что улучшает показатели работы ГФУ.

Анализ известных технических решений по способам каталитического риформинга позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявленного способа, то есть о соответствии заявляемого способа требованиям изобретательского уровня.

Преимущества предлагаемого способа иллюстрируются приведенными ниже примерами.

Пример 1. Риформингу подвергают гидроочищенную бензиновую фракцию 85-180^oC, полученную на установке вторичной подготовки сырья выделением из широкой бензиновой фракции (н. к. - 200^oC), в свою очередь полученной при атмосферной перегонке западно-сибирских нефтей. Сырье с циркулирующим водородсодержащим газом проходит через три последовательно расположенных реактора с промежуточным подогревом реакционной смеси в радиантно-конвекционной трубчатой печи.

Риформинг протекает в присутствии промышленного полиметаллического платиносодержащего катализатора типа R-56, состава, % мас.: платина 0,25, рений 0,40, хлор 1,05, остальное оксид алюминия, при температуре 495^oC в начале цикла, 520^oC в конце цикла, объемной скорости подачи сырья 1,7 ч^-1 и давлении 2,5 МПа.

После выхода из третьего реактора газопродуктовая смесь охлаждается в теплообменниках и холодильнике блока риформинга, после чего поступает в сепаратор высокого давления, где при давлении 2,5 МПа сверху удаляется ВСГ, направляемый на смешение с сырьем блока риформинга, а снизу выводится нестабильный катализат. Нестабильный катализат из сепаратора высокого давления направляется на сепарацию второй ступени в сепаратор среднего давления, где при давлении 1,3 МПа от него отделяется растворенный водород и углеводородные газы.

Катализат после нагрева в печи и теплообменнике направляют в стабилизационную колонну (температура верха 60^oC, низа 185^oC, давление 1,3 МПа). С верха стабилизационной колонны рефлюкс (пропан-бутановая фракция) после охлаждения в конденсаторе-холодильнике конденсируется и направляется в емкость. Из этой емкости часть рефлюкса подается на орошение в стабилизационную колонну, а балансовое количество (состав, % об.: C₂-C₃ - 34, н-бутан - 25, изобутан - 30, C₅₊-9) откачивается на газофракционирующую установку (ГФУ) для дальнейшего разделения. Сухой газ из емкости поступает в заводскую линию топливного газа.

Стабильный катализат C₅₊ имеющий величину ОЧ и.м. 95,3 пункта (выход 81,7% мас. ), с низа стабилизационной колонны после охлаждения в теплообменнике и холодильнике до температуры 30^oC поступает в парк готовой продукции на компаундирование для приготовления товарных бензинов.

Пример 2. Риформинг проводят согласно примеру 1 в присутствии промышленного полиметаллического катализатора КР-110, содержащего, % мас.: платины - 0,36, рения - 0,20, кадмия - 0,25, остальное - хлорированный гамма-оксид алюминия. Параметры проведения процесса риформинга: температура в начале цикла 505^oC, в конце цикла 525^oC, давление 2,4 МПа, кратность циркуляции ВСГ 1500 нм³/м³ сырья. Давление в сепараторе высокого давления 2,2 МПа, в сепараторе среднего давления 1,1 МПа. Параметры работы стабилизационной колонны: температура верха 75^oC, низа 188^oC, давление 1,1 МПа.

С верха стабилизационной колонны рефлюкс (пропан-бутановая фракция) после охлаждения в конденсаторе-холодильнике конденсируется и направляется в емкость. Из этой емкости часть рефлюкса подается на орошение в стабилизационную колонну, а балансовое количество (состав,% об.: C₂-C₃ - 31, н-бутан - 28, изобутан - 35, C₅₊ - 6) откачивается на газофракционирующую установку (ГФУ) для дальнейшего разделения. Сухой газ из емкости поступает в заводскую линию топливного газа.

Стабильный катализат С₅₊, имеющий величину ОЧ и.м. 93,2 пункта (выход 83,8% мас. ) с низа стабилизационной колонны после охлаждения в теплообменнике и холодильнике до 30^oC поступает в парк готовой продукции на компаундирование для приготовления товарных бензинов.

Пример 3. Риформинг проводят согласно примеру 1 в присутствии промышленного полиметаллического катализатора КР-108у, содержащего, % мас.: платину - 0,36, рений - 0,36, хлор - 1,30, остальное - гамма-оксид алюминия. Параметры проведения процесса риформинга: температура в начале цикла 490^oC, в конце цикла 520^oC, давление 1,4 МПа, кратность циркуляции ВСГ 1500 нм³/м³ сырья, давление в сепараторе второй ступени 1,3 МПа. Параметры работы стабилизационной колонны: температура верха 55^oC, низа 195^oC, давление 1,2 МПа.

С верха стабилизационной колонны рефлюкс (пропан-бутановая фракция) после охлаждения в конденсаторе-холодильнике конденсируется и направляется в емкость. Из этой емкости часть рефлюкса подается на орошение в стабилизационную колонну, а балансовое количество (состав.% об.: С₂-С₃ - 32, н-бутан - 27, изобутан - 33, С₅₊ - 8) откачивается на газофракционирующую установку (ГФУ) для дальнейшего разделения. Сухой газ из емкости поступает в заводскую линию топливного газа.

Стабильный катализат С₅₊, имеющий величину ОЧ и.м. 92,8 пункта (выход 85,9% мас.), с низа стабилизационной колонны после охлаждения в теплообменнике и холодильнике до 30^oC поступает в парк готовой продукции на компаундирование для приготовления товарных бензинов.

Пример 4 (согласно прототипу). Риформинг проводят согласно примеру 2 в присутствии промышленного полиметаллического катализатора КР-110, содержащего, % мас.: платины - 0,36, рения - 0,20, кадмия - 0,25, остальное - хлорированный гамма-оксид алюминия. Параметры проведения процесса риформинга: температура в начале цикла 503^oC, в конце цикла 520^oC, давление 2,3 МПа, кратность циркуляции ВСГ 1500 нм³/м³ сырья. Давление в сепараторе высокого давления 2,1 МПа, в сепараторе среднего давления 1,1 МПа. Параметры работы стабилизационной колонны: температура верха 65^oC, низа 215^oC, давление 1,4 МПа.

С верха стабилизационной колонны рефлюкс (пропан-бутановая фракция) после охлаждения в конденсаторе-холодильнике конденсируется и направляется в емкость. Из этой емкости часть рефлюкса подается на орошение в стабилизационную колонну, а балансовое количество (состав, % об.: C₂-C₃ - 23, н-бутан - 35, изобутан - 20, C₅₊ - 22) откачивается на газофракционирующую установку (ГФУ) для дальнейшего разделения. Сухой газ из емкости поступает в заводскую линию топливного газа.

Стабильный катализат C₅₊, имеющий величину ОЧ и.м. 93,2 пункта (выход 81% мас.), с низа стабилизационной колонны после охлаждения в теплообменнике и холодильнике до 30^oC поступает в парк готовой продукции на компаундирование для приготовления товарных бензинов.

Таким образом, проведение процесса согласно прилагаемому способу позволяет на 2,8% мас. (если сравнивать примеры 2 и 4) увеличить выход стабильного катализата по сравнению с прототипом. Кроме того, качество рефлюкса (головки стабилизации) улучшилось: содержание углеводородов C₅₊ снижается на 16% отн. , содержание н-бутана снижается на 7% отн., а содержание изобутана повышается на 15% отн., что улучшает показатели работы ГФУ.