RS59510B1 - Obrada vakuumskih ostataka i vakuumskog gasnog ulja u sistemima fluo-solid reaktora - Google Patents

Description

Opis

Oblast pronalaska

[0001] Ovde otkriveni oblici realizacije uglavnom se odnose na procese hidroobrade, uključujući procese za poboljšanja vakuumskog ostatka, vakuumskih gasnog ulja i drugih teških frakcija ugljovodonika. Tačnije, ovde opisane realizacije odnose se na preradu vakuumskog ostatka i vakuumskih gasnih ulja u hidroobradi ostataka u fluosolid reaktoru i jedinica hidrokrekovanim u fluo-solid reaktoru.

Stanje tehnike

[0002] Kako se svetska potražnja za benzinom i drugim proizvodima rafinisanja destilata, kao što su kerozin, mlazno i dizel gorivo, neprestano povećava, postoji značajan trend ka konverziji jedinjenja sa višim tačkama ključanja u one sa nižim tačkama ključanja. Kako bi zadovoljili sve veću potražnju za destilatnim gorivima, rafinerije su istraživale različite reakcije, poput hidrokrekovanja kako bi se pretvorio ostatak, vakuumsko gasno ulje (VGO) i druga teška naftna sirovina u mlazna i dizel goriva.

[0003] Fazni reaktori sa pakovanim slojem katalizatora (TBR) gde je reaktor napunjen heterogenim česticama katalizatora i istovremeno punjen tečnim ugljovodonicima i gasovitim vodonikom predstavljaju jedan od ključnih tipova reaktora koji se koriste u industriji rafinerije nafte i petrohemijskoj industriji. Reaktori sa pakovanim slojem katalizatora imaju ograničenja brzine difuzije gasovite faze bogate vodonikom u tečnu ugljovodoničnu fazu i difuzije tečne ugljovodonične faze koja sadrži rastvoreni vodonik u čvrstu katalitičku fazu. Takođe postoje poteškoće u kontroli rasta temperature, unošenja katalizatora i različitih kvaliteta proizvoda kao rezultat kontinuirane deaktivacije katalizatora tokom ciklusa. Takođe može doći do zaprljanja/začepljenja katalizatora u ulaznim zonama, slabljenja čestica katalizatora zbog kinetičkih energija ulazećih tečnih i gasovitih struja zajedno sa začepljenjem ulazniha pora mesta aktivnih katalizatora.

[0004] Fluo-solid reaktori su prerasli tehnologiju hidrokrekovanja suspenzije za sirovine iz ostataka. Razvijeni su katalizatori koji su pokazali odličnu selektivnost destilata, prihvatljivu aktivnost konverzije i stabilnost za teže sirovine. Međutim, ograničene su brzine konverzije koje se mogu postići različitim procesima. Ipak, poželjni su ekonomski procesi za postizanje brzih konverzija ugljovodonika.

[0005] US 2009/288986 A1 opisuje integrisani postupak hidroobrade za pretvaranje teških atmosferskih ili vakuumskih ostataka i pretvaranje i smanjenje nečistoća u tečni proizvod vakuumsko gasnog ulja. Ovo se postiže korišćenjem dve faze reakcije hidroobrade, dva separatora para-tečnost i najmanje dve dodatne faze reakcija hidrokrekovanja / hidrotretiranja destilata, čime se obezbeđuje visokabrzina konverzije rezidualnih sirovina.

[0006] US 2009/118556 Al opisuje dopirane katalizatore na mešovitom nosaču zeolit / aluminosilikat sa malim sadržajem makropora i hidrokrovanja/ hidroobrade i procese hidrotretiranja koji ih koriste.

[0007] U jednom aspektu, ovde opisane realizacije odnose se na postupak poboljšanja rezidualnih ugljovodonika i sirovina za teški destilat. Proces uključuje kontaktiranje ostataka ugljenih ugljovodonika i vodonika sa ne-zeolitnim katalizatorom u prvom sistemu fluo-solid reaktora da bi se proizveo prvi elfuent. Prvi efluent iz prvog sistema fluo-solid reaktora za hidroobradu je frakcioniran da bi se dobio tečni proizvod i prvi proizvod u obliku pare (proizvod isparenja). Prvi proizvod isparenja je povezan sa protokom ugljovodonika u koloni za apsorpciju u suprotnom smeru, da bi se stvorio drugi proizvod isparenja i drugi tečni proizvod. Drugi proizvod isparenja i sirovina teškog destilata su u kontaktu sa zeolitinim selektivnim katalizatorom hidrokrekovanja u drugom sistemu fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje, da bi se stvorio drugi efluent. Drugi efluent iz drugog sistema fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje je rekuperaovan i frakcionisan da bi dobila jedna ili više frakcija ugljovodonika. Tok ugljovodonika ključa u atmosferskom opsegu ili opsegu vakuumskog gasnog ulja.

[0008] U drugom aspektu, ovde opisane realizacije odnose se na sistem za poboljšanje rezidualnih ugljovodonika i sirovina za teški destilat. Sistem uključuje prvi sistem fluosolid reaktora za hidroobradu koji sadrži ne-zeolitni katalizator hidroobrade baznog metala za reakciju ostataka sirovine i vodonika da bi se proizveo prvi efluent, prvi separator za odvajanje prvog eluenta i rekuperaciju tečne frakcije i frakcije pare, apsorpciona kolona suprotnog toka koja koristi gasni ugljenikovodni tok za rekuperaciju druge frakcije pare i druge tečne frakcije iz frakcije pare, drugi sistem fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje koji sadrži zeolitni selektivni katalizator za hidrokrekovanj za reakciju sirovine teškog destilata, druga frakcija pare i vodonika da bi se proizveo drugi efluent, prva jedinica za frakcioniranje drugog efluenta da bi se dobila jedna ili više frakcija ugljovodonika.

[0009] Realizacije procesa i sistema su definisane u zavisnim patentnim zahtevima.

[0010] Ostali aspekti i prednosti biće očigledni i iz opisa i dodatih zahteva koji slede.

Kratak opis crteža

[0011] Slika 1 je pojednostavljeni dijagram toka procesa za poboljšanje ostataka i sirovina teških destilata ugljovodonika u skladu sa ovde prikazanim realizacijama.

Detaljan opis

[0012] U jednom aspektu, ovde opisane realizacije uglavnom se odnose na procese hidroobrade, uključujući procese za hidrokrekovanja ostataka, vakuumskog gasnog ulja i drugih teških ugljovodoničnih frakcija. Tačnije, ovde opisane realizacije odnose se na preradu rezidualnih ugljikovodičnih sirovina u prvoj jedinici hidroobrade u fluo-solid reaktoru koja sadrži katalizatore hidroobrade baznog metala, odvajanje efluenta za rekuperaciju parnog proizvoda i obradu proizvoda pare i vakuumskog gasnog ulja u drugoj jedinici fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje koja sadrži selektivne katalizatore za hidrokrekovanje.

[0013] Ovde otkriveni procesi hidroobrade mogu se koristiti za reakciju ostataka ugljovodoničnih sirovina i vakuumskih gasnih ulja pod uslovima povišene temperature i pritiska u prisustvu vodonika i jednog ili više katalizatora hidroobrade za pretvaranje sirovine u proizvode sa nižom molekularnom težinom sa smanjenim nivoima kontaminanta (kao što su sumpor i / ili azot). Procesi hidroobrade mogu da uključuju, na primer, hidrogenizaciju, hidrodesulfurizaciju, hidrodenitrogenizaciju, hidrokrekovanje, hidrodezoksigenaciju, hidrodemetalizaciju, hidroDe Conradson ostataka ugljenika (hydroDe Conradson Carbon Residue) ili hidrodeasfaltizaciju itd.

[0014] Kao što je ovde korišćeno, frakcije rezidualnih ugljovodonika ili slični izrazi koji se odnose na ostataka ugljovodonika, definisani su kao frakcija ugljovodonika koja ima tačke ključanja ili opseg ključanja iznad oko 340 °C, ali mogu uključivati i čitavu obradu teških sirovina. Sirovine od ostataka ugljovodonika koje se mogu koristiti u ovde opisanim postupcima mogu obuhvatati razne rafinerije i druge tokove ugljovodonika, kao što su naftni atmosferski ili vakuumski ostaci, deasfaltirana ulja, deasfaltna smola, hidrokrekovanii atmosferski toranj ili dno vakuumskog tornja, gusta ulja dobijena tečnim katalitičkim krekovanjem (FCC), ostaci nastali iz jednog ili više uljnih škriljaca, bitumen iz katranskog peska, visoke uljane frakcije, sirovih ulja biološkog porekla, crnih ulja, kao i drugih sličnih tokova ugljovodonika ili njihovih kombinacija, od kojih svako može da bude direktnim postupkom, izvedenim postupkom, hidrokrekovanjem, delimično desulfurizovani i / ili delimično demetalovani tokovi. U nekim realizacijama, zaostale frakcije ugljovodonika mogu da sadrže ugljovodonike sa normalnom tačkom ključanja od najmanje 480 ° C, najmanje 524 ° C ili najmanje 565 ° C. Kao što se ovde koristi, sirovine teških destilata ili slični izrazi koji se odnose na destilatne ugljovodonike, definisani su kao frakcija ugljovodonika koja ima tačke ključanja ili opseg ključanja ispod oko 565 ° C. Sirovine teških destilata koje se mogu koristiti sa ovde opisanim postupcima mogu obuhvatati različitih rafinerisanja i druge tokove ugljovodonika kao što su naftna gasna ulja, vakuumska gasa sa direktnim punjenjem, petrolejska gasna ulja, vakuumska gasna ulja iz direktnog postupka, vakumska gasna ulja iz procesa hidrokrekovanja, vakuumska gasna ulja dobijena postupkom hidroobrade u fluo-solid reaktoru, jedno ili više ulja dobijenih iz škriljaca, ulja dobijenih iz uglja, bitumena iz katranskog peska, talna ulja, sirova ulja dobijena iz bio-derivata sirovih ulja, crna ulja kao i drugi slični tokovi ugljovodonika ili kombinacije ovih, od kojih svaka može da bude podvrgnuta direktanom postupku, postupku derivatizacije, hidrokrekovanju, delimičnoj desulfatizovanom i/ili delimično demetalisanom toku.

[0015] Ovde prikazane realizacije mogu da koriste selektivne katalizatore hidrokrekovanja u sistemima fluo-solid reaktora koji se napajaju destilatom, da bi se hidrokrekovali tokovi vakuumskog gasnog ulja. Ovi sistemi fluo-solid reaktora mogu obuhvatati katalizatore hidrokrekovanja koji sadrže selektivni zeolit, napunjen komponentama hidrogenizacije metala. Katalizatori mogu da budu dizajnirani tako da imaju dobra svojstva otporna na fluidizaciju i usitnjavanje, kao i svojstva selektivnog izvođenja hidrokrekovanja. Sistemi fluo-solid reaktora apsorbuju toplotu reakcije kako entalpija ulaznih tokova gasnih ulja i fluo-solid reaktor deluje u suštini kao izotermalni uslov zbog pojačanog prenosa toplote (i mase) obezbeđenog energijom pumpi za fluosolid reaktor. Dozvoljeni raspon temperature između dovoda gasnog ulja i temperature izotermalnog sloja fluo-solid reaktora može biti u opsegu od oko 50 do oko 150 ° C, od oko 75 do oko 125 ° C, ili od oko 90 do oko 100° C. Pored toga, fluo-solid reaktora može da radi na suštinski uniformnim temperaturama katalizatora tokom radnog ciklusa, za razliku od tipičnih reaktora hidrokrekovanja u fiksnom sloju.

[0016] U nekim realizacijama, sistem fluo-solid reaktora hidroobrade sa ushodnim punjenjem ostataka može da proizvede protok pare visoke temperature / visokog pritiska koji može da se uvede u sistem fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje koji se napaja destilatom. U alternativnim realizacijama, više sistema fluo-solid reaktora može da se napaja zajednički sistem za rekuperaciju proizvoda.

[0017] U nekim realizacijama, sistem fluo-solid reaktora selektivnog hidrokrekovanja omogućava uklanjanje egzotermnih toplota hidrogenizacije bez potrebe za ponovnim komprimovanjem i recirkulacijom gasa bogatog vodonikom za upotrebu u hladnom gašenju kao što je to slučaj u reaktorima za hidrokrekovanje sa pakovanim slojem katalizatora. Sistem selektivnog hidrokrekovanja u fluo-solid reaktoru takođe može da koristi selektivne katalizatore za hidrokrekovanje koji mogu da budu fluidizovani i otporni na oštećenja.

[0018] Ovde opisane realizacije uglavnom se odnose na postupak povećanja ugljovodoničnih ostataka i teških destilatnih sirovina. Postupak može da uključi dovođenje u kontakt ostataka ugljovodonika i vodonika sa ne-zeolitskim katalizatorom hidroobrade baznog metala u sistemu prvog fluo-solid reaktora za hidroobradu da bi se proizveo prvi elfuent. Prvi efluent iz prvog fluo-solid reaktora za može da se frakcioniše kako bi se dobio tečni proizvod i proizvod isparenja. Proizvod isparenja i sirovine teškog destilata mogu da se dovedu u kontakt sa zeolitnim selektivnim katalizatorom hidrokrekovanja u drugom sistemu fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje da bi se stvorio drugi efluent. Drugi efluent može da se regeneriše iz drugog sistema fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje i eluira tako da se dobije jedna ili više frakcija ugljovodonika. U drugoj realizaciji, regenerisani proizvod isparenja može da se preradi u apsorpcionoj koloni da bi se uklonili srednji proizvodi destilata pre dalje prerade u drugom sistemu fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje.

[0019] U nekim realizacijama je opisan postupak poboljšanja sirovina teških destilata, proces može da obuhvati kontaktiranje vodonika i sirovina teškog destilata sa zeolitnim selektivnim katalizatorom hidrokrekovanja u sistemu fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje da bi se stvorio efluent. Efluent iz sistema fluo-solid reaktora za

[0022] U sistemima fluo-solid reaktoraza hidroobradu, katalizatori su potopljeni u tečnost i neprestano se kreću i sudaraju jedan sa drugim. Kretanje katalizatora omogućava da spoljašnje površine katalizatora postanu dostupne reakcionoj tečnosti u kojoj su suspendovane. Sistemi fluo-solid reaktora za hidroobradu mogu da rade oko izotermalnih reakcionih temperatura. Izotermalne reakcione temperature mogu dovesti do većih selektivnosti za proizvode srednjeg destilata.

[0023] Ciljne konverzije u sistemu 20 reaktora hidroizolacionog sloja mogu da budu najmanje oko 50%, najmanje 60% ili najmanje oko 70%, zavisno od sirovine koja se obrađuje. U svakom slučaju, ciljne konverzije treba održavati ispod nivoa gde formiranje sedimenata postaje suvišno i na taj način sprečava kontinuitet rada. Konverzija se može definisati kao nestajanje materijala koji vri na višoj temperaturi od najmanje 480°C, ili najmanje 524 ° C, ili najmanje 565°C, u ASTM D1160 destilaciji za smeše teških ugljovodonika. Pored konverzije ugljovodoničnih ostakta u lakše ugljovodonike, uklanjanje sumpora može biti u opsegu od oko 40 tež.% do oko 80 tež.%, uklanjanje metala može biti u opsegu od oko 60 tež. do oko 85 tež.%, i uklanjanje ostataka Conradson Carbon Residue (CCR) može biti u opsegu od oko 30 tež.% do oko 65 tež.%.

[0024] Kompozicije katalizatora bez zeolitne hidroobrade koje se mogu koristiti u sistemu hidroobrade povog sistema 20 fluo-solid reaktora hidroobrade prema ovde opisanim rešenjima dobro su poznati stručnjacima i nekoliko ih je komercijalno dostupno, između ostalih od W.R. Grace & Co., Criterion Catalysts & Technologies, and Albemarle. Pogodni ne-zelolitni katalizatori za hidroobradu mogu da sadrže jedan ili više elemenata izabrana iz grupa 4-12 periodnog sistema elemenata. U nekim realizacijama, ne-zeolitski katalizatori hidroobrade u skladu sa ovde ostvarenim realizacijama mogu da obuhvate, da se sastoje ili u osnovi sadrže jednog ili više od: nikla, kobalta, volframa, molibdena i njihovih kombinacija, bilo podržanih ili ne na poroznoj podlozi kao što je silicijum dioksid, glinica, titanijum oksid ili njihove kombinacije. Kao što je proizvođač isporučio ili kao rezultat procesa rekuperacije, ne-zelolitni katalizatori hidroobrade mogu biti, na primer, u obliku metalnih oksida. U nekim rešenjima, nezeolitni katalizatori hidroobrade mogu da se prethodno sulfidovanii / ili prethodnokondicionirani pre uvođenja u fluo-solid reaktor(e) za hidrokobradu.

[0025] Nakon konverzije u prvom sistemu 20 fluo-solid reaktora hidroobrade, delimično konvertovani ugljovodonici mogu da se regenerišu preko linije 22 toka kao mešoviti para/tečni efluent i dodaju u sistem 46 frakcionisanja da bi se dobila jedna ili više frakcija ugljovodonika. Delimično konvertovani ugljovodonici u liniji 22 protoka mogu biti smeša vodonika, vodonik-sulfida i drugih kiselih gasova i širokog spektra hidrokrekovanih ugljovodonika, uključujući naftu, kerozin, mlazno gorivo, dizel i materijale reda lakog dizela. Kao što je prikazano, sistem 46 frakcionisanja može se koristiti za rekuperaciju frakcije 48 pare koja sadrži nekonvertovani vodonik, kisele gasove i isparljive ugljovodonike i tečni proizvod 50. U nekim rešenjima, tečni proizvod 50 može da se reciklira za dalju obradu, kao što je prvi sistem 20 za fluo-solid reaktore hidroobrade ili druge reakcione jedinice. U drugim rešenjima, tečni proizvod 50 može da se pomeša sa teškom frakcijom kako bi se dobilo lož ulje.

[0026] Sistem 46 frakcioniranja može, na primer, da sadrži separator visokog pritiska/visoke temperature (HP / HT) za razdvajanje pare efluentnih tečnosti. Odvojena para može da se usmerava kroz hlađenje gasom, prečišćavanje i recikliranje komprimovanjem gasa, ili, kao što je ilustrovano, može se prvo obraditi kroz apsorpcijski toranj 47 da bi se uklonili srednji destilatni proizvodi pre nego što se dodaju u drugi fluo-solid reaktor za hidrokrekovanje, koji sadrži selektivni zeolitske katalizatore za hidrokrekovanje.

[0027] Izdvojeni tečni proizvod 50 iz HP / HT separatora može se ispustiti i preusmeriti u atmosferski sistem za destilaciju (nije prikazan) zajedno sa ostalim proizvodima destilata regenerisanim iz dela za hlađenje gasom i prečišćavanje. Proizvodi sa dna atmosferskog tornja, poput ugljovodonika sa početnom tačkom ključanja od najmanje oko 340 ° C, kao što je početna tačka ključanja u opsegu od oko 340 ° C do oko 427 ° C, mogu se dalje obrađivati sistemom vakuum destilacije za regenraciju vakuum destilata.

[0028] Kao što je prikazano na slici 1, frakcije 48 pare poslate u apsorpcijski toranj 47, gde mogu da stupe u kontakt kao tok suprotnog smera, sa tokom 4 ulja sa gasnim ulje za apsorpciju srednjih destilatnih proizvoda proizvedenih u prvom sistemu 50 fluo-solid reaktora za hidroobradu i sadržan u frakciji 48 pare. Stvoren je drugi tok pare 49 koji se može da sadrži malo srednjeg destilata. Tok 54 gasnog ulja obogaćeno srednjim destilatom može da se pošalje u nishodno frakcioniranje, pri čemu srednji destilati mogu da se regenerišu kao proizvodi, a tok koji sadrži gasno ulje može da se reciklira i kombinuje sa tokom 4 koji sadrži gasno ulje. Aposrpcioni toranj 47 može da bude koji tip uređaja za prenos mase koji uključuje, ali ne isključivo, uređaj sa pakovanjim slojem, toranj za orošavanje, tornjeve sa nosačima, Scheibel-ove kolone, mikrokanalne kontaktore.

1

hidrokrekovanje deluje pod autogenim pritiskom, tj. pritisak bez pada pritiska između sistema 20 fluo-solid reaktora hidroobrade i sistema 40 fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje, osim onog koji se može dogoditi usled normalnih padova pritiska usled protoka u cevovodnom krugu između dva reaktorska sistema. U fluo-solid reaktorima 20 ili 40, katalizator se može ponovo promešati i održavati nasumičnim kretanjem recirkulacijom tečnog proizvoda. To se može postići tako što se prvo odvoji recirkulisano ulje od gasovitih proizvoda. Ulje se zatim može recirkulisati pomoću eksterne pumpe ili, kao što je prikazano, pumpom koja ima propeler postavljen u donjoj glavi reaktora. U nekim realizacijama, toplota reakcije se apsorbuje kao entalpija ulaska sirovine 52 teškog destilata, a drugi sistem 40 fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje, deluje u izotermalnim uslovima usled pojačanog prenosa toplote (i mase) obezbeđenog energijom pumpi.

[0031] Ciljne konverzije u drugom sistemu 40 fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje mogu biti najmanje oko 60%, najmanje oko 70% i najmanje oko 80%, zavisno od sirovine koja se obrađuje. Konverzija se može definisati kao formiranje materijala koji vru na temepraturi ispod 370 ° C tokom ASTM D1160 destilacije za teške smeše ugljovodonika. Pored pretvaranja teških ugljovodonika u lakše ugljovodonike, selektivnost destilata može se definisati kao procenat zapremine tečnosti (lv%) svakog od pet definisanih raspona goriva za destilate, podeljen sa ukupnim procentom zepremine tečnosti lakših ugljovodonika koji vru na temperaturi ispod oko 370 ° C i može se sastojati od selektivnosti raspona mlaza od oko 40 do 80 zaprem. tečnosti %; selektivnost dizela od oko 10 do oko 35 lv%; selektivnost nafte u rasponu od oko 5 do oko 18 lv%; i raspon selektivnosti za TNG od oko 0.5 do oko 4 lv%.

[0032] Zeolitski katalizatori korisni u drugom sistemu 40 fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje mogu obuhvatati bilo koji katalizator koji sadrži zeolit, koristan za hidroobradu i hidrokrekovanje ugljovodoničnih sirovina. Na primer, katalizator hidroobrade koji sadrži zeolit može da sadrži bilo koji sastav zeolitnog katalizatora koji se može koristiti za katalizaciju hidrogenizacije ugljovodoničnih sirovina radi povećanja sadržaja vodonika i / ili uklanjanja heteroatomnih nečistoća. Zeolitski katalizator hidrokrekovanjaa, na primer, može da sadrži bilo koji zeolitski katalizatorski sastav koji se može koristiti za katalizovanje dodavanja vodonika velikim ili složenim molekulama ugljovodonika, kao i krekovanje molekula da bi se dobili manji molekuli niže molekularne težine.

[0033] Sastavi katalizatora za hidroobradu i hidrokrekovanje koji sadrže zeolit za upotrebu u postupku hidrokrekovanja gasnog ulja prema ovde opisanim rešenjima dobro su poznati stručnjacima i nekoliko ih je komercijalno dostupnih, ismeđu ostalih, od W.R. Grace & Co., Criterion Catalysts & Technologies, i Albemarle. Dostupnost i izbor robustnih, aktivnih i selektivnih katalizatora za hidrokrekovanje vakuumskih ostataka nasuprot hidrokrekovanju atmosferskih i vakuumskih destilata predstavlja izazovnu oblast za rafinerije nafte sa dve tačke gledišta. Prvo, iako većina katalizatora za hidroobradu i hidrokrekovanje koji sadrže zeolit imaju visoku aktivnost i selektivnost, oni nisu dovoljno robustni i osetljivi su na mnoge nečistoće koji sadrže ugljovodonike što dovodi do trovanja njihovih aktivnih mesta katalizatora. Dakle, takvi katalizatori hidroobrade koji sadrže zeolit nisu komercijalno korišćeni za hidroobradu vakuumskih ostataka, gde poslednji imaju relativno visoke koncentracije otrova za katalizator, kao što su organometalini i koks prekursori. Iako vakuumski ostaci predstavljaju sirovine sa relativno niskom ekonomskom vrednošću, njihova hidroobrada, posebno hidrokrekovanje preko katalizatora koji sadrže zeolit, dovela bi do neekonomske situacije po pitanju troškova katalizatora za hidroobrade po barelu vakuumskih ostataka koji se prerađuju. Da bi mogli efikasno da se nose sa nečistoćama u sirovinama vakuumskih ostataka, rafinerije su pribegle upotrebi ne-zelolitskih hidroobradskih katalizatora amorfnog tipa, koji su relativno jeftini i mogu uhvatiti veći deo metala dobijenih od organotametala i koks prekursora, npr. Conradson Carbon Residues i na taj način stvaraju vakuumska gasna ulja, atmosferska gasna ulja i srednje destilate. Čak i sa takvim početnim korakom hidroobrade vakuumskih ostataka, neka vakuumska gasna ulja, posebno teška vakuumska gasna ulja i ona koja su dobijena iz termičkih jedinica za obradu, kao što su koksna gasna ulja, i dalje sadrže male količine metalnih nečistoća, kao i prekursore koksa, gde su potonji definisani sadržaj teških polinuklearnih aromatičnih jedinjenja.

[0034] Drugo, hidroobrada ovih teških destilatnih sirovina u konvencionalnim reaktorima za hidrokrekovanje u fiksnom sloju može i dalje biti problematična u pogledu raspadanja / začepljenja čestica katalizatora u ulaznim zonama reaktora. Ovde opisani sistem koristi niskobudžetni amorfni tip, ne-zelolitni katalizator za hidroobradu katalizatori za hidroobradu vakuumskih istataka koji sadrže nečistoće u prvom sistemu reakcije u fluo-solid reaktoru, kako bi se proizveli destilati gasnih ulja, koji se hidrokroksuju preko aktivnog, selektivnog i fluidizacionog katalizatora hidrokrekovanja koji sadrže zeolite u drugom reakcionom sistemu fluo-solid reaktora hidrokrekovanja, pri čemu reakcioni uslovi efikasno promovišu željene reakcije hidrokrekovanja na ekonomičniji način nego što bi se to moglo postići u reakcionim sistemima u fluo-solid reaktorima koji koriste ne-zeleolitne katalizatore hidroobrade.

[0035] Prikladni katalizatori hidrokrekovanja koji sadrže zeolit mogu obuhvatati jedan ili više elemenata izabranih iz Grupa 4-12 iz periodnog sistema elemenata. U nekim rešenjima, katalizatori hidrokrekovanja koji sadrže zeolit, prema ovde otkrićenim rešenjima, mogu da sadrže, sastoje se od ili se sastoje od jednog ili više od nikla, kobalta, volframa, molibdena, platine, paladijuma i njihovih kombinacija, bilo da nisu podržani ili podržani na poroznom supstratu kao što je H Y-zeolit; H ZSM-5, mordenit, erionit ili ultrastabllni faujasit, Beta zeolit, ZSM-11, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-57, ZSM-34, REY molekulsko sito, REHY molekulsko sito ili njihove kombinacije. Dobavljeni od proizvođača ili kao rezultat procesa rekuperacije, katalizatori hidrokrekovanja mogu biti, na primer, u obliku metalnih oksida. Primeri pogodnih katalizatora za hidrokovanje vakuumskog gasnog ulja mogu se naći u US 5073530; US 5141909; US5277793; US5366615; US5340563; US6860986; i US5069890. U nekim realizacijama, katalizatori hidrokrekovanja koji sadrže zeolit mogu biti prethodno sulfidovani i / ili pred-kondicionirani pre uvođenja u reaktore hidrokrekovanja. U nekim realizacijama, katalizatori hidrokrekovanja koji sadrže zeolit mogu imati ekonomski održivu otpornost na propadanje pod uslovima selektivnog hidrokrekovanja u fluo-solid reaktoru.

[0036] Drugi sistem 40 fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje može da obuhvata zeolitske katalizatore napunjene katalizatorima baznog metala za hidrokrekovanje koji imaju veću selektivnost u rasponu srednjih destilata. Lista proizvoda iz sistema 40 fluosolid reaktora može da sadrži, na primer, od oko 57 zapr. % mlaznog goriva, oko 20 zapr. % dizela, oko 20 zapr.% nafte i oko 3 zapr.% tečnog naftnog gasa (TNG).

[0037] Nakon konverzije u drugom sistemu 40 fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje mogu da se regenerišu barem delimično pretvoreni ugljovodonici preko protočne linije 68 kao mešoviti parni / tečni efluent i pošalju na dalju rekuperaciju proizvoda.

[0038] U nekim realizacijama, elfluent 66 može da se uvede u sistem 146 za frakcionisanje da bi se dobila jedna ili više frakcija ugljovodonika. U nekim realizacijama, razdvojeni tečni proizvod 50 može takođe da bude ispušten i doveden u

1

sistem 146 za frakcionisanje. Kao što je ilustrovano, sistem 146 za frakcionisanje može da se koristi za rekuperaciju otpadnog 148 gasa koji sadrži lake ugljovodonične gasove i vodonik sulfid (H2S), laku frakciju 150 nafte, tešku frakciju 152 nafte, frakciju 154 kerozina, dizel frakciju 156, frakciju 158 lakog vakuumskog gasnog ulja i frakciju 160 teškog gasnog ulja. Frakcija 158 lakog vakuumskog gasnog ulja ili frakcija 160 teškog gasnog ulja, kao što su ugljovodonici koji imaju početnu tačku ključanja u opsegu od oko 340 ° C do oko 427 ° C, mogu se dalje obrađivati vakuum destilacijom, da bi se dobili vakuumski destilati.

[0039] Kao što je gore opisano, ovde opisane realizacije efikasno integrišu hidroobradu vakuumskih ostatka i hidrokrekovanje vakuumskog ulja, povećavajući prinose hidroobrađenih srednjih destilatnih proizvoda iznad onih koji se mogu postići samo hidroobradom ostatka. Dalje, veći prinosi mogu se postići korišćenjem manje zapremine katalitičkog reaktora u poređenju sa drugim šemama predloženim za postizanje sličnih konverzija. Kao rezultat, ovde opisane realizacije mogu obezbediti uporedive ili veće konverzije izabranih proizvoda, a istovremeno zahtevaju niža kapitalna ulaganja. Dalje, ovde opisane realizacije mogu se koristiti za proizvodnju lož-ulja koje ima manje od 1 tež. % sumpora iz ostatka materijala sa visokim sumporom, dok se maksimalno povećava ukupna konverzija. Realizacije mogu smanjiti potrošnju vodonika i omogućiti dodavanje katalizatora za dopunu bez isključivanja postrojenja, što dovodi do dužeg trajanja ciklusa.

[0040] Iako otkriće uključuje ograničen broj realizacija, prosečan stručnjak, koji ima koristi od ovog otkrića, razumeće da mogu da budu osmišljene i druge realizacije koje ne odstupaju od obima ovog otkrića. Shodno tome, obim treba da bude ograničen samo priloženim zahtevima.

Claims (12)

Patentni zahtevi

1. Postupak za poboljšanje rezidualnih ugljovodonika i sirovih teških destilata, pri čemu postupak obuhvata:

kontakt rezidualnih ugljovodonika (10) i vodonika (16) sa ne-zelolitnim katalizatorom hidroobrade baznog metala u prvom sistemu (20) fluo-solid reaktora za hidroobradu, da bi se proizveo prvi efluent (22);

frakcioniranje prvog efluenta (22) iz prvog sistema(20) fluo-solid reaktora za hidroobradu da se dobije tečno proizvod (50) i prvi proizvod (48) pare;

kontakt prvog proizvoda (48) pare sa strujom (4) ugljovodonika u koloni za apsorpciju (47) u suprotnom toku da bi se stvorio drugi proizvod (49) pare i drugi tečni proizvod (54);

kontakt drugog proizvoda (49) pare i sirovine teških destilata (52) sa zeolitnim selektivnim katalizatorom hidrokrekovanja u drugom sistemu (40) fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje, da se dobije drugi efluent (66);

rekuperacija drugog efluenta (66) iz drugog sistema (40) fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje; i

frakcioniranje drugog efluenta (66) iz drugog sistema (40) fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje da bi se dobila jedna ili više frakcija ugljovodonika (148-160),

pri čemu tok (4) ugljovodonika ključa u rasponu atmosferskog ili vakuumskog gasnog ulja.

2. Postupak prema zahtevu 1, koji dalje obuhvata zagrevanje rezidualnih ugljovodonika (10) i vodonika (16) pre kontakta sa katalizatorom.

3. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što su rezidualni ugljovodonici (10) odabrani od jednog ili više od naftnih sirovih proizvoda, ulja iz škriljaca, bitumena od katranskog peska, ulja dobijenih od uglja, talnih ulja, crnih ulja, organskih otpadaka, tečnosti dobijenih iz biomase ili bilo kakav tečni ostatak teškog ulja.

4. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što je sirovina (52) teškog destilata izabrana od jednog ili više od atmosferskih gasnih ulja; lakih vakuumskih gasnih ulja; teškog vakuumskog gasnog ulja, teškog koksnog gasnog ulja; ulja iz ciklusa FCC i deasfaltirano ulje koje se dobija iz izvora nafte, bitumena, kerogena, biomase ili organskog otpada.

5. Postupak prema zahtevu 4, naznačen time, što je sirovina (52) teškog destilata devično vakuumsko gasno ulje skinuto sa nafte iz koje su dobijeni rezidualni ugljovodonici (10).

6. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što rezidualni ugljovodonici (10) sadrže najmanje jedan naftni atmosferski ili vakuumski ostatak, deasfaltirana ulja, deasfaltnu smolu, hidrokrekovan atmosferski toranj ili vakuumska dna tornja, tečna katalitički krekovana (FCC) suspenzijska ulja, ostatak izvedena iz ulja škriljaca, ulja dobijenih od uglja, sirovih ulja iz biološkog izvora, bitumena od katranskog peska, talnih ulja, crnih ulja.

7. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što kontaktiranje u prvom sistemu (20) fluo-solid reaktora za hidroobradu obuhvata rad prvog sistema (20) fluo-solid reaktora za hidroobradu pri temperaturama u opsegu od 200 ° C do 600 ° C, parcijalnim pritiscima vodonika u opsegu od 0,5 MPaa do 25 MPaa (od 5 bara do 250 bara) i specifične zapreminske brzine u opsegu od 0,1 do 5.

8. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što kontaktiranje drugog sistema (40) fluosolid reaktora za hidrokrekovanje obuhvata radne temperature u opsegu od 200 ° C do 550 ° C, parcijalne pritiske vodonika u opsegu od 0,5 MPaa do 30 MPaa (od 5 do 300 bara) i specifičnu zapreminsku brzinu (LHSV) u opsegu od 0,1 do 4.

9. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što zeolitni selektivni katalizator hidrokrekovanja sadrži najmanje jedan od H Y-zeolita, H ZSM-5, mordenita, erionita ili ultrastabilni faujasit, USY zeolit, Beta zeolit, ZSM-11, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-57, ZSM-34, REY molekulsko sito, ili REHY molekulsko sito.

10. Postupak prema zahtevu 9, naznačen time, što zeolitni selektivni katalizator za hidrokrekovanje dalje sadrži jedan ili više od kobalta, molibdena, volframa, nikla, platine ili paladijuma.

11. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što tok (4) ugljovodonika je tok ugljovodonika dobijen iz jedne ili više frakcija ugljovodonika dobijenih u sistemu frakcionisanja.

12. Sistem za poboljšanje rezidualnih ugljovodonika i sirovih teških destilata, sistem koji obuhvata:

1

prvi sistem (20) fluo-solid reaktora za hidroobradu koji sadrži ne-zeolitni katalizator hidroobrade baznog metala za reakciju rezidualne sirovine (10) i vodonika (16) da bi se proizveo prvi efluent (22);

prvi separator (46) za odvajanje prvog efluenta (22) i rekuperaciju tečne frakcije (50) i frakcije pare (48);

apsorpcioni toranj (47) sa suprotnim tokom koji koristi tok (4) ugljovodonikas u rasponu gasnog ulja da bi se obnovila druga frakcija (49) pare i druga tečna frakcija (54) iz frakcije(48) pare;

drugi sistem (40) fluo-solid reaktora za hidrokrekovanje koji sadrži zeolitni selektivni katalizator za hidrokrekovanje za reakciju sirovina (52) teškog destilata, druge frakcije (49) pare i vodonika (60) da bi se stvorio drugi efluent (66); i

prvu jedinicu (146) za frakcioniranje drugog efluenta (66) da bi se dobila jedna ili više frakcija (148-160) ugljovodonika.

1