способ переработки нефтяного сырья

Формула изобретения

1. Способ переработки нефтяного сырья, включающий высокотемпературный каталитический крекинг вакуумного газойля в присутствии низкооктановой бензиновой фракции в лифт-реакторе, отличающийся тем, что процесс проводят при температуре 700-705^oС и времени контакта 3,5 с, причем в зону смешения с катализатором подают в паровой фазе прямогонную бензиновую фракцию при температуре 460^oС, а вакуумный газойль подают в зону смешения в парожидкостном состоянии при температуре 360^oС при соотношении вакуумного газойля к прямогонной бензиновой фракции 1:2,33 и объемной скорости подачи сырья не выше 0,3 ч^-1.

2. Способ переработки нефтяного сырья по п.1, отличающийся тем, что для снижения выбросов NO_х и уменьшения образования дымовых газов, последние непрерывно циркулируют в системе с отводом балансового количества, причем в циркулирующие дымовые газы непрерывно добавляют кислород в количестве, необходимом для выжигания кокса.

3. Способ переработки нефтяного сырья по п.2, отличающийся тем, что дымовые газы, состоящие преимущественно из двуокиси углерода в смеси с кислородом, используют также для регенерации катализатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам термокаталитической переработки нефтяного сырья и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. В частности, оно может быть использовано в нефтепереработке в качестве способа переработки нефтяного сырья с целью получения олефинов и высокооктанового бензина.

Известен способ переработки вакуумного дистиллята путем каталитического крекинга на полупромышленной установке, на которой подбором соответствующего режима работы было достигнуто увеличение выхода олефинов до 13,37 мас.% при практически неизменном выходе бензина.

Существенным недостатком данного способа является низкий выход жирного газа крекинга, небольшое содержание в нем низших олефинов и, в частности, практически отсутствие в газах крекинга этилена. (Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. - М.: Химия, 1973. с. 132).

Известен также способ получения олефинов крекингом прямогонной фракции 73-193^oС (²⁰₄ = 0,739). В отличие от предыдущего аналога в данном способе достигается более высокий выход олефинов (30,8 мас.%). При этом жидкий продукт отличается от исходного сырья значительно большим содержанием ароматических углеводородов - 20,5 мас.%. Условия проведения крекинга следующие: температура в реакторе 618^oС, объемная скорость подачи сырья 3,0 ч^-1.

Данный способ имеет преимущество перед первым: он позволяет проводить процесс высокотемпературного крекинга с большим выходом целевой продукции. Однако данному способу присущ следующий недостаток - низкий выход этилена (4,2 мас.%). (Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. - М.: Химия, 1973. с. 133).

Ближайшим к изобретению по технической сущности (прототипом) является способ переработки вакуумного газойля путем каталитического крекинга, описанный в патенте RU 4773457 С1, 26.12.89. "Способ переработки вакуумного газойля".

Каталитический крекинг сырья по прототипу осуществляется в трубе лифт-реактора в присутствии низкооктановой бензиновой фракции термического происхождения с получением в качестве целевых продуктов бензина, бутан-бутиленовой и пропан-пропиленовой фракций. С целью увеличения выхода бензина и бутан-бутиленовой фракции используют низкооктановую бензиновую фракцию термического происхождения, содержащую не менее 30 мас.% олефиновых углеводородов, которую подают в лифт-реактор в жидкой фазе в точку выше точки ввода вакуумного газойля, и процесс проводят при выдержке бензиновой фракции в лифт-реакторе 0,3-0,5 с. Однако в данном случае также наблюдаются недостаточно высокие выходы этилена, пропилена и бутиленов.

Предлагаемое изобретение решает задачу одновременного увеличения выхода основных низкомолекулярных олефиновых углеводородов: этилена, пропилена и бутиленов.

Указанная задача решается тем, что способ переработки нефтяного сырья, включающий каталитический крекинг вакуумного газойля в качестве тяжелого сырья в присутствии низкооктановой бензиновой фракции в качестве транспортирующего агента и одновременно сырья в лифт-реакторе, согласно изобретению проводят при температуре 700-705^oС и времени контакта 3,5 с, причем в зону смешения с катализатором подают прямогонную бензиновую фракцию в паровой фазе при температуре 460^oС, а вакуумный газойль подают в зону смешения в парожидкостном состоянии при температуре 360^oС в массовом соотношении вакуумного газойля и прямогонной бензиновой фракции 1:2,33 и объемной скорости подачи сырья не выше 0,3 ч^-1. Кроме того, для снижения выбросов NO_x и уменьшения образования дымовых газов последние непрерывно циркулируют в системе с отводом балансового количества, причем в циркулирующие дымовые газы, состоящие преимущественно из двуокиси углерода в смеси с кислородом, используют также для регенерации катализатора.

Кратность циркуляции катализатора равна 11. Продукты переработки вакуумного газойля и бензиновых фракций далее фракционируют. При этом получают газы, в составе которых превалируют олефины С₂-С₄, высокооктановый благороженный бензин, тяжелые фракции >195^oС и выше. В качестве катализатора используется микросферический цеолитсодержащий катализатор каталитического крекинга "Спектр-943П" фирмы "Grace-Davison" (США).

Схема реакторно-регенераторного блока включает лифт-реактор, состоящий из зоны смешения, стояка для выгрузки закоксованного катализатора, отпарной секции, циклонов, верхней части, регенератор, выносной циклон, теплообменник, котел-утилизатор, компрессор, печь для нагрева вакуумного газойля, печь для нагрева прямогонной бензиновой фракции, закалочно-испарительный аппарат, барабан с водой.

Прямогонный бензин подается во время пусковых работ в печь во время остальной работы в аппаратуру утилизации избытка тепла регенератора в теплообменник, установленный на линии выхода дымовых газов из регенератора, и змеевик отвода излишка тепла, монтируемый в регенераторе. Прямогонный бензин нагревается до 460^oС и в паровой фазе поступает в зону смешения лифт-реактора, куда подается также водяной пар для снижения коксообразования и диспергирования реакционного потока. В зону смешения подается также вакуумный газойль, предварительно нагреваемый в печи до 360^oС. В лифт-реактор на смешение с сырьем из регенератора поступает регенерированный катализатор с кратностью циркуляции, равной 11. Пройдя "узел ввода" пары сырья подвергаются термокаталитическим превращениям путем контактирования с регенерированным катализатором. Верхняя часть лифт-реактора специальной конструкции представляет собой реактор-сепаратор. Газокатализаторный поток из лифт-реакторов вводится через циклоны в реактор-сепаратор - верхнюю часть лифт-реактора над уровнем псевдоожиженного слоя катализатора. Отработанный катализатор из спускных стояков циклонов реактора-сепаратора поступает в отпарную зону, где с помощью водяного пара адсорбированные тяжелые углеводороды отпариваются из катализатора. После десорбции закоксованный катализатор подается по наклонному стояку в регенератор, в котором производится выжиг кокса и дожит образующегося оксида углерода в диоксид.

Регенерация катализатора проводится в псевдоожиженном слое смесью СО₂ и O₂. Таким образом, дымовые газы, состоящие преимущественно из СО₂, непрерывно циркулируют в системе с отводом балансового количества. В циркулирующие дымовые газы компрессором непрерывно добавляется определенное количество кислорода, необходимого для выжига кокса в регенераторе. Внутренние циклоны регенератора в сочетании с выносным циклоном обеспечивают эффективную очистку дымовых газов регенерации от катализаторной пыли и уносимого катализатора. Выходящие после регенератора газы охлаждаются, нагревая исходное сырье в теплообменнике или утилизируя тепло в котле-утилизаторе с получением пара высокого давления. Регенерация катализатора проводится при температуре 800^oС, что позволяет поддерживать высокую температуру в реакторе пиролиза.

Газообразные продукты, отделившиеся в сепараторе от катализатора, проходят внутренние циклоны, отделяясь от катализаторной пыли, покидают реактор. Пирогаз с выхода реактора направляется в закалочно-испарительный аппарат, где охлаждается за счет испарения питательной воды в межтрубном пространстве. Закалочно-испарительный аппарат работает полностью залитый водой, поступающей из барабана. За счет резкого охлаждения пирогаза прекращается протекание всех вторичных и побочных реакций. Образующийся в межтрубном пространстве закалочно-испарительного аппарата водяной пар отделяется от воды в барабане высокого давления и направляется в коллектор пара высокого давления.

После закалочно-испарительного аппарата пирогаз с температурой 350-450^oС отправляется на фракционирование и дальнейшее разделение. После выхода установки на режим прямогонный бензин нагревается за счет тепла, утилизируемого в регенераторе, и печь используется для пиролиза этана и пропана, образующихся в процессе и используемых в качестве рециркулята.

Пример. Высокотемпературному крекингу подвергают прямогонный бензин и вакуумный газойль Арланской нефти. Физико-химические характеристики данных фракций представлены соответственно в табл. 1 и 2.

Процесс проводится в условиях, приведенных в табл. 3.

Материальный баланс процесса приведен в табл. 4.

Характеристика фракции C₅ - 195^oC представлена в табл. 5.

Как видно из данных этой таблицы, применение способа согласно изобретению позволяет значительно повысить выходы низкомолекулярных олефинов C₂-C₄ в процессе высокотемпературного крекинга.

Предлагаемое изобретение соответствует критерию "промышленная применимость" и может быть использовано на нефтеперерабатывающих заводах и заводах нефтехимических производств для получения низкомолекулярных олефинов и высокооктанового бензина.