Способ получения нефтяного топлива для газовой турбины (варианты), нефтяное топливо для газовой турбины и способ выработки электроэнергии с его использованием

Способ получения нефтяного топлива для газовой турбины (варианты), нефтяное топливо для газовой турбины и способ выработки электроэнергии с его использованием

Реферат

 

Использование: нефтепереработка. Исходную нефть подвергают атмосферной перегонке для разделения на легкие фракции нефти или легкий дистиллят и нефтяные остатки от атмосферной перегонки. Легкий дистиллят вводят в контакт со сжатым водородом в присутствии катализатора для выполнения первой операции гидроочистки. В этом случае разные фракции легкого дистиллята, полученного при атмосферной перегонке, подвергают гидроочистке совместно. Нефтяные остатки от атмосферной перегонки затем разделяют на легкое нефтяное вещество и тяжелое нефтяное вещество. Легкое вещество подвергают второй гидроочистке в присутствии катализатора для получения очищенного дистиллята, который смешивают с очищенным дистиллятом, полученным при первой гидроочистке, для приготовления смеси. Смесь используют в качестве нефтяного топлива для газовой турбины. Технический результат - упрощение технологии проведения способов. 6 с. и 13 з.п.ф-лы, 13 ил.

Область техники Изобретение относится к нефтяному топливу для газовой турбины и более конкретно - способу получения нефтяного топлива для газовой турбины, используемого для выработки электроэнергии газовой турбиной, способу выработки электроэнергии с использованием нефтяного топлива для газовой турбины и нефтяному топливу для газовой турбины.

Предпосылки изобретения В целом, тепловая выработка электроэнергии с использованием нефтяного топлива предусматривает генерирование пара высокого давления в котле с применением сырой нефти и/или тяжелой нефти в качестве топлива для котла для вращения паровой турбины при помощи выработанного пара и генерирования электроэнергии. Однако такая система обладает низкой эффективностью выработки электроэнергии. В настоящее время разработан высокоэффективный крупногабаритный котел на нефтяном топливе, однако эффективность генерирования электроэнергии такого котла составляет всего 40%. Таким образом, это приводит к выбросу большого количества энергии в виде парникового газа без ее извлечения. Кроме того, это приводит к наличию некоторого количества SОх в газообразных продуктах сгорания или дымовом газе, выпускаемом из системы. Хотя газообразные продукты сгорания подвергают десульфурации дымового газа, SОх частично выбрасываются в окружающую атмосферу, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Кроме того, была создана газотурбинная система выработки электроэнергии с комбинированным циклом, которая приспособлена для приведения в действие газовой турбины для генерирования электроэнергии с использованием для этого природного газа в качестве источника тепла и извлечения отбросного тепла из высокотемпературного дымового газа. или газообразных продуктов сгорания, выходящих из газовой турбины, для получения пара для приведения в действие паровой турбины, вырабатывающей электроэнергию. Система получила известность в данной области техники, поскольку она отличается повышенной эффективностью выработки электроэнергии, уменьшенным количеством СO₂, генерируемым на единицу выработанной электроэнергии, и значительно уменьшенным содержанием SОх и NOx в дымовом газе. Когда в системе используют в качестве топливного газа природный газ, требуется транспортировать его от газового месторождения к электростанции по трубопроводу или хранить сжиженный природный газ и превращать его в газообразное состояние и после этого сжигать его в газовой турбине. К сожалению это приводит к повышению стоимости оборудования.

Был также разработан способ получения нефтяного топлива для газовой турбины, описанный в публикациях заявок на патент Японии 207170/1994 и 209600/1994. Способ, изложенный в первой японской публикации, предусматривает обработку низкосернистой сырой нефти, имеющей содержание солей, доведенное до 0,5 частей на миллион или менее, атмосферной перегонкой или вакуумной перегонкой для получения нефтяного топлива для газовой турбины, составляющего низкокипящую фракцию с содержанием 0,05 вес.% серы. Способ, изложенный в последней японской публикации, предусматривает нагрев низкосернистой сырой нефти отбросным теплом, полученным из газовой турбины, и последующее воздействие водородом на низкосернистую сырую нефть для уменьшения, таким образом, содержания серы и тяжелых металлов в сырой нефти, затем следует извлечение таким образом очищенной сырой нефти, которую далее используют в качестве нефтяного топлива для газовой турбины.

В настоящее время проблема загрязнения окружающей среды стала насущной в данной отрасли. Таким образом, требуется свести к минимуму содержание соединений серы в дымовом газе. Эта проблема могла бы решаться использованием установки для десульфурации дымового газа. Однако при производстве электроэнергии с использованием нефтяного топлива для газовой турбины применение установки для десульфурации дымового газа вызывает потерю эффективности выработки электроэнергии вследствие потери давления, поэтому требуется свести к минимуму содержание серы в нефтяном топливе для газовой турбины. Таким образом, способ, описанный в первой японской публикации, приводит к значительному ограничению нагрева нефти при атмосферной перегонке или вакуумной перегонке чтобы, таким образом, не увеличивать количество легких фракций нефти или легкого дистиллята, подаваемого в газовую турбину, или количество нефтяного топлива для газовой турбины. Это приводит к тому, что степени извлечения нефтяного топлива для газовой турбины из сырой нефти находятся на уровне всего 40%, даже при использовании ближневосточной сырой нефти, которая имеет низкое содержание серы. Увеличение нагрева нефти для увеличения степени извлечения топлива приводит к увеличению производства серы.

Кроме того, когда способ применяют с сырой нефтью, которая более доступна и имеет увеличенное содержание серы, извлечение легких фракций нефти или легких остатков от перегонки в таком же количестве приводит к тому, что содержание серы в легких фракциях нефти превышает установленный уровень, и они непригодны для использования в качестве нефтяного топлива для газовой турбины. Таким образом, это вынуждает уменьшать извлечение легких фракций нефти, что приводит к тому, что применение способа с сырой нефтью является технически и экономически невыгодным.

Последняя японская публикация описывает способ получения водорода с использованием метанола в качестве исходного материала и осуществления гидроочистки сырой нефти полученным водородом. Однако способ предусматривает очистку сырой нефти с низким содержанием серы, и применение способа с сырой нефтью с высоким содержанием серы существенно ограничено. Кроме того, гидроочистку осуществляют преимущественно с сырой нефтью, а не с легкими фракциями нефти или с легким дистиллятом, полученными перегонкой сырой нефти, и, таким образом, она должна быть приспособлена к условиям обработки тяжелой нефти или остатков, содержащихся в сырой нефти. Это требует увеличения температуры реакции, давления реакции и времени реакции или периода времени, в течение которого тяжелая нефть находится в контакте с катализатором при реакции. Однако это вызывает избыточный крекинг легких фракций в сырой нефти, приводящий к тому, что сжиженный нефтяной газ или ему подобный содержится в большом количестве в нефтяном топливе для газовой турбины, и при хранении нефтяного топлива часть его переходит в газообразное состояние. Это требует увеличения устойчивости резервуара к давлению до существенно высокого уровня. Кроме того, температура реакции и давление реакции должны быть повышенными и, таким образом, реактор для гидроочистки имеет сложную конструкцию и повышенную стоимость производства. Кроме того, увеличение времени реакции требует больших размеров носителя катализатора, что приводит к увеличению размеров реактора и повышает расход катализатора.

Описание изобретения Настоящее изобретение было создано с учетом недостатков известного уровня техники.

Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание способа получения нефтяного топлива для газовой турбины, который с повышенной эффективностью обеспечивает производство нефтяного топлива для газовой турбины из исходной нефти.

Другой задачей настоящего изобретения является создание способа выработки электроэнергии с использованием таким образом произведенного нефтяного топлива для газовой турбины.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, создан способ получения нефтяного топлива для газовой турбины из исходной нефти с повышенными степенями его извлечения. Способ включает операцию атмосферной перегонки, в процессе которой сырую нефть, являющуюся исходной нефтью, подвергают атмосферной перегонке для разделения сырой нефти на легкие фракции нефти и нефтяные остатки от атмосферной перегонки, первую операцию гидроочистки, в процессе которой легкие фракции нефти, полученные в ходе операции атмосферной перегонки, совместно вводят в контакт со сжатым водородом в присутствии катализатора для осуществления удаления примесей для получения очищенного дистиллята, и первую операцию сепарации, в процессе которой осуществляют разделение нефтяных остатков от атмосферной перегонки на легкое нефтяное вещество и тяжелое нефтяное вещество. Первую операцию сепарации выбирают из группы, состоящей из вакуумной перегонки, деасфальтизации растворителем, термического крекинга и перегонки с паром. Способ также включает вторую операцию гидроочистки, в процессе которой легкое нефтяное вещество, полученное в процессе первой операции сепарации, вводят в контакт со сжатым водородом в присутствии катализатора для осуществления удаления примесей для получения очищенного дистиллята. Нефтяное топливо для газовой турбины, полученное в процессе первой и второй операций гидроочистки, имеет вязкость, составляющую 4 сСт или менее при температуре 100^oС, содержит щелочной металл в количестве 1 части на миллион, или менее, свинец (Рb) в количестве 1 части на миллион или менее, V в количестве 0,5 частей на миллион или менее, Са в количестве 2 частей на миллион или менее и серу в количестве 500 частей на миллион или полученное со степенью извлечения, составляющей 65% или более от количества исходной нефти.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, способ также включает вторую операцию сепарации, в процессе которой тяжелое нефтяное вещество, полученное в процессе первой операции сепарации, разделяют на легкое нефтяное вещество и тяжелое нефтяное вещество. Вторую операцию сепарации выбирают из группы, состоящей из деасфальтизации растворителем и термического крекинга. Способ также включает третью операцию гидроочистки, в процессе которой осуществляют очищение легкого нефтяного вещества, полученного в процессе второй операции сепарации, для получения очищенного дистиллята, который используют в качестве нефтяного топлива для газовой турбины.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере две из первой, второй и третьей операций гидроочистки выполняют как совместную операцию.

Таким образом, согласно настоящему изобретению, первую гидроочистку осуществляют после атмосферной перегонки и, таким образом, атмосферную перегонку можно осуществлять, не принимая во внимание количество серы и металла, входящее в легкое нефтяное вещество. Кроме того, осуществление второй операции гидроочистки после первой операции сепарации позволяет задавать такие условия для первой операции сепарации, чтобы производить большее количество легкого нефтяного вещества независимо от серы и металла и, таким образом, нефтяное топливо для газовой турбины может производиться с увеличенными степенями извлечения относительно количества исходной нефти. Настоящее изобретение направлено на получение нефтяного топлива для газовой турбины, при этом первую гидроочистку осуществляют просто посредством гидроочистки совместно множества легких фракций нефти, полученных в атмосферной ректификационной колонне, в результате чего стоимость оборудования снижается.

Нефтяное топливо для газовой турбины, обладающее вязкостью 4 сСт при температуре 100^oС, имеет удовлетворительные характеристики сгорания. Кроме того, металл и сера содержатся в нефтяном топливе для газовой турбины в незначительном количестве и, таким образом, сгорание нефтяного топлива может происходить при высокой температуре, достигающей около 1300^oС.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, способ также включает четвертую операцию гидроочистки, в процессе которой тяжелое нефтяное вещество, полученное в процессе первой операции сепарации, вводят в контакт со сжатым водородом в присутствии катализатора для осуществления удаления примесей и крекинга части тяжелого нефтяного вещества для получения очищенного дистиллята и тяжелого нефтяного вещества. Очищенный дистиллят, полученный в процессе четвертой операции гидроочистки, используют в качестве нефтяного топлива для газовой турбины.

Первую операцию сепарации можно заменить операцией гидроочистки (пятой операцией гидроочистки). В этом случае способ может дополнительно включать третью операцию сепарации, в процессе которой тяжелое нефтяное вещество, полученное в процессе пятой операции сепарации, разделяют на легкое нефтяное вещество и тяжелое нефтяное вещество. Третью операцию сепарации выбирают из группы, состоящей из вакуумной перегонки, деасфальтизации растворителем и термического крекинга. Легкое нефтяное вещество, полученное в процессе третьей операции сепарации, используют в качестве нефтяного топлива для газовой турбины.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, нефтяное топливо для газовой турбины дополнительно подвергают атмосферной перегонке для получения легкого нефтяного топлива для газовой турбины и тяжелого нефтяного топлива для газовой турбины, которое тяжелее, чем легкое нефтяное топливо для газовой турбины. Тяжелое нефтяное вещество, полученное в процессе последней операции сепарации, или тяжелое нефтяное вещество, полученное в процессе четвертой операции гидроочистки, может использоваться в качестве нефтяного топлива для котла.

Согласно настоящему изобретению, вещество для получения водорода не ограничено каким-либо определенным веществом. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, тяжелое нефтяное вещество, полученное из исходной нефти, может частично окисляться кислородом для получения водорода, который может использоваться в процессе операций гидроочистки. Для этой цели может использоваться тяжелое нефтяное вещество, полученное в процессе первой операции сепарации.

Кроме того, согласно этому аспекту настоящего изобретения, создан способ получения нефтяного топлива для газовой турбины из исходной нефти с увеличенными степенями его извлечения. Способ включает первую операцию сепарации, в процессе которой осуществляют разделение тяжелой нефти, состоящей из нефтяных остатков от атмосферной перегонки, полученных при атмосферной перегонке сырой нефти, и/или тяжелой нефти на легкое нефтяное вещество и тяжелое нефтяное вещество. Первая операция сепарации может выбираться из группы, состоящей из вакуумной перегонки, деасфальтизации растворителем, термического крекинга и перегонки с паром. Кроме того, способ включает вторую операцию гидроочистки, в процессе которой легкое нефтяное вещество, полученное в процессе первой операции сепарации, вводят в контакт со сжатым водородом в присутствии катализатора для осуществления удаления примесей для получения очищенного дистиллята. Нефтяное топливо для газовой турбины, которым является таким образом полученный очищенный дистиллят, имеет вязкость, составляющую 4 сСт при 100^oС, содержит щелочной металл в количестве 1 части на миллион или менее, свинец в количестве 1 части на миллион или менее, V в количестве 0,5 частей на миллион или менее, Са в количестве 2 частей на миллион или менее и серу в количестве 500 частей на миллион или менее, полученное со степенями извлечения 40% или более от количества тяжелой исходной нефти.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, способ может дополнительно включать вторую операцию сепарации, в процессе которой осуществляют разделение тяжелого нефтяного вещества, полученного в процессе первой операции сепарации, на легкое нефтяное вещество и тяжелое нефтяное вещество. Вторую операцию сепарации выбирают из группы, состоящей из деасфальтизации растворителем и термического крекинга. Способ дополнительно включает третью операции гидроочистки, в процессе которой осуществляют очистку легкого нефтяного вещества, полученного в процессе второй операции сепарации, для получения очищенного дистиллята, который используют в качестве нефтяного топлива для газовой турбины.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, способ может включать четвертую операцию гидроочистки, в процессе которой тяжелое нефтяное вещество, полученное в процессе первой операции сепарации, вводят в контакт со сжатым водородом в присутствии катализатора для удаления примесей и осуществления крекинга части тяжелого нефтяного вещества для получения очищенного дистиллята и тяжелого нефтяного вещества, причем очищенный дистиллят, полученный в процессе четвертой операции гидроочистки, используют в качестве нефтяного топлива для газовой турбины.

Кроме того, согласно этому аспекту настоящего изобретения, создан способ получения нефтяного топлива для газовой турбины из исходной нефти с увеличенными степенями его извлечения. Способ включает пятую операцию гидроочистки, в процессе которой тяжелую исходную нефть, состоящую из нефтяных остатков от атмосферной перегонки, полученных атмосферной перегонкой сырой нефти, и/или тяжелой нефти, вводят в контакт со сжатым водородом в присутствии катализатора для удаления примесей и осуществления крекинга части тяжелого нефтяного вещества для получения очищенного дистиллята и тяжелого нефтяного вещества. Нефтяное топливо для газовой турбины, которым является таким образом полученный в процессе пятой операции гидроочистки очищенный дистиллят, имеет вязкость, составляющую 4 сСт или менее при 100^oС, содержит щелочной металл в количестве 1 части на миллион или менее, свинец в количестве 1 части на миллион или менее, V в количестве 0,5 частей на миллион или менее, Са в количестве 2 частей на миллион или менее и серу в количестве 500 частей на миллион или менее, или полученное со степенями извлечения, составляющими 40% или более от количества тяжелой исходной нефти. В этом случае способ может дополнительно включать третью операцию сепарации, в процессе которой тяжелое нефтяное вещество, полученное в процессе пятой операции гидроочистки, разделяют на легкое нефтяное вещество и тяжелое нефтяное вещество. Третью операцию сепарации выбирают из группы, состоящей из вакуумной перегонки, деасфальтизации растворителем и термического крекинга. Легкое нефтяное вещество, полученное в процессе третьей операции сепарации, используют в качестве нефтяного топлива для газовой турбины.

Таким образом, согласно настоящему изобретению, сырую нефть подвергают атмосферной перегонке для ее разделения на легкие фракции нефти или легкий дистиллят и нефтяные остатки от атмосферной перегонки. Легкие фракции нефти затем подвергают гидроочистке, и нефтяные остатки от атмосферной перегонки подвергают разделению или гидроочистке для получения легкого нефтяного вещества. Таким образом полученное легкое нефтяное вещество затем подвергают гидроочистке для получения очищенного дистиллята, который используют в качестве нефтяного топлива для газовой турбины. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает получение нефтяного топлива для газовой турбины с увеличенными степенями его извлечения с одновременным обеспечением высокого качества нефтяного топлива.

Согласно другой задаче настоящего изобретения, обеспечено получение нефтяного топлива для газовой турбины, которое получают в соответствии со способом, описанным выше.

Кроме того, согласно другому аспекту настоящего изобретения, создан способ выработки электроэнергии. Способ выработки электроэнергии включает операции приведения в действие газовой турбины с использованием нефтяного топлива для газовой турбины, производимого как описано выше, для выработки электроэнергии, и использование высокотемпературных газообразных продуктов сгорания, выходящих из газовой турбины, в качестве источника тепла для котла-утилизатора отбросного тепла и приведения в действие паровой турбины паром, генерируемым в котле-утилизаторе отбросного тепла, для осуществления выработки электроэнергии.

Краткое описание чертежей На фиг. 1 показана блок-схема, системы для осуществления способа получения нефтяного топлива для газовой турбины, соответствующего настоящему изобретению в качестве примера.

На фиг. 2 показан схематический вид другого примера извлечения легких фракций нефти или легкого дистиллята из атмосферной ректификационной колонны в системе, показанной на фиг.1.

На фиг.3 показана блок-схема установки для гидроочистки в качестве примера.

На фиг. 4 показан схематический вид существенной части водородной установки в качестве примера.

На фиг. 5 показана блок-схема другого примера системы для осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению.

На фиг. 6 показана блок-схема другого примера системы для осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению.

На фиг. 7 показана блок-схема еще одного примера системы для осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению.

На фиг. 8 показана блок-схема еще одного примера системы для осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению.

На фиг. 9 показана блок-схема еще одного примера системы для осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению.

На фиг. 10 показана блок-схема еще одного примера системы для осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению.

На фиг. 11 показана блок-схема еще одного примера системы для осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению.

На фиг.12 показан схематический вид установки для частичного окисления, включенной в систему, показанную на фиг.10 в качестве примера.

На фиг.13 показан схематический вид примера способа получения нефтяного топлива для газовой турбины, произведенного согласно настоящему изобретению.

Лучший вариант осуществления изобретения На фиг. 1 показан пример системы для осуществления способа получения нефтяного топлива для газовой турбины согласно настоящему изобретению. В каждом из описанных далее вариантов осуществления изобретения выполняют гидроочистку. В нижеследующем описании с первой по пятую операции гидроочистки будут выполняться в зависимости от стадий гидроочистки. Нефтяные топлива для газовой турбины, полученные в процессе операций гидроочистки, в целом, используются смешанными друг с другом. Таким образом, нижеследующие варианты осуществления изобретения будут описаны со смешанным нефтяным топливом для газовой турбины. Тем не менее, настоящее изобретение может осуществляться без смешивания нефтяных топлив, при этом нефтяные топлива используют отдельно друг от друга.

Исходная нефть 1 может представлять собой сырую нефть. Исходную нефть 1 в первую очередь, подвергают операции обессоливания в секции 11 обессоливания в таких условиях, которые обычно используют при очистке нефти. Обработку проводят таким образом, чтобы исходная нефть и вода смешивались друг с другом для перевода, таким образом, соли и бурового раствора в водную фазу, в результате щелочной металл, который неблагоприятно воздействует на газовую турбину, удаляется. Затем обессоленную исходную нефть подают в атмосферную ректификационную колонну 2, где она разделяется, например, на легкие фракции нефти или легкий дистиллят 21, имеющий точку кипения ниже 340-370^oС, и нефтяные остатки (нефтяные остатки от атмосферной перегонки) 22 с точкой кипения выше 340-370^oС. Извлеченные таким образом легкие фракции 21 нефти затем подают в первую установку 3 гидроочистки.

Известная атмосферная ректификационная колонна 2 для очистки нефти обычно выполнена таким образом, что множество окон для отвода фракций расположены так, что они распределены последовательно от верхней части атмосферной ректификационной колонны до нижней ее части, в соответствии с точками кипения фракций, таких как керосин, бензин и т.п., поскольку легкие фракции нефти или легкий дистиллят содержат фракции, имеющие от высокой точки кипения до низкой точки кипения. В результате этого, легкие фракции нефти выводятся соответственно через окна для отвода, если необходимо. В отличие от этого, показанный вариант осуществления изобретения выполнен так, что он позволяет выводить легкие фракции нефти или легкий дистиллят совместно, например, из верхней части атмосферной ректификационной колонны 2, оставляя легкие фракции нефти смешанными друг с другом, затем осуществляют подачу легких фракций нефти в установку 3 для гидроочистки. Альтернативный вариант, показанный на фиг.2, может иметь такую конструкцию, чтобы фракции в областях соответствующих точек кипения выводились через множество окон атмосферной ректификационной колонны 2, как в устройствах известного уровня техники, соответственно. Затем фракции смешивают друг с другом и далее их подают в установку 3 для гидроочистки, в которой фракции одновременно подвергают гидроочистке. Показанная на фиг.2 атмосферная ректификационная колонна снабжена четырьмя такими окнами для вывода.

Более конкретно, производство автомобильного нефтяного топлива, подвергающегося одновременной или групповой десульфурации, обычно требует изменения рабочих условий, таких как температура, давление, катализатор и т.п., поскольку бензин, керосин и газойль отличаются друг от друга по уровню десульфурации. В отличие от этого, при получении нефтяного топлива для газовой турбины, когда легкие фракции нефти или легкий дистиллят, имеющий точку кипения, например, ниже 350^oС, подвергают одновременной десульфурации, требуется только приводить рабочие условия согласно техническим требованиям получения нефтяного топлива для газовых турбин в целом и, таким образом, рабочие условия значительно отличаются от применяемых на нефтеперегонном заводе. Это позволяет одновременно подвергать легкие фракции нефти или легкий дистиллят в атмосферной ректификационной колонне 2 гидроочистке в общей установке, как описано выше.

В процессе атмосферной перегонки получают легкие фракции нефти или легкий дистиллят, содержащий множество фракций, отличающихся друг от друга точками кипения. Показанный вариант осуществления изобретения предназначен для получения нефтяного топлива для газовой турбины и, таким образом, фракции легкой нефти могут обрабатываться в установке для гидроочистки совместно или в совокупности. Такая совместная обработка позволяет свести к минимуму стоимость оборудования. Техника гидроочистки, которая может применяться в показанном варианте системы, допускает работу при высокой температуре, поскольку оттенок нефтяного топлива для газовой турбины не имеет значения в отличие от операции гидроочистки, выполняемой на нефтеперегонном заводе при производстве автомобильного нефтяного топлива, когда работа ведется при низкой температуре и высоком давлении для того, чтобы избежать окрашивания автомобильного нефтяного топлива в процессе операции гидроочистки. Это позволяет снизить стоимость реактора, поскольку он работает при низком давлении, что обеспечивает дополнительное уменьшение стоимости оборудования.

Теперь со ссылкой на фиг.3 будет описана установка 3 для гидроочистки и гидроочистка, осуществляемая в ней. Легкие фракции нефти или легкий дистиллят 21 смешивают со сжатым газообразным водородом и затем подают в верхнюю часть реакционной колонны 31. Реакционная колонна 31 снабжена расположенным в ней слоем 32 катализатора, который включает носитель и катализатор, расположенный на носителе. В результате этого легкие фракции нефти или легкий дистиллят 21 и газообразный водород проходят через слой 32 катализатора и подаются через нижнюю часть реакционной колонны 31 по подводящей трубе 33 в емкость 34 высокого давления. Небольшое количество тяжелых металлов, таких как ванадий, никель, свинец и т.п., которые включены в легкие фракции нефти 21 или удерживаются в углеводородных молекулах, а также сера и азот вступают в реакцию с водородом в течение периода времени прохождения через слой 32 катализатора и, таким образом, отделяются или извлекаются из углеводородных молекул. В результате этого тяжелые металлы поглощаются поверхностью катализатора, а сера и азот вступают в реакцию с водородом и образуют сероводород и аммиак соответственно. Щелочные металлы, которые растворены в воде, в небольшом количестве содержащейся в нефтяном веществе, или присутствуют в форме солей, поглощаются поверхностью катализатора. Металлы обычно содержатся в тяжелой нефти или нефтяном остатке, поэтому они присутствуют в незначительном количестве в легких нефтяных фракциях 21.

Из нижней части реакционной колонны 31 выходит смешанная текучая среда из нефти и газа при высоком давлении, составляющем от 30 до 80 кг/см², которую затем подают в резервуар 34 высокого давления, где газообразный водород отделяют от смеси. Давление газообразного водорода повышают посредством компрессора СР, и затем его подают в режиме циркуляции в реакционную колонну 31. Жидкое вещество, отделенное от водорода в резервуаре 34 высокого давления, подают через регулятор PV давления в резервуар 35 низкого давления, в результате чего его давление понижается, например, на 10-30%. Это приводит к тому, что сжиженный газ, такой как сероводород, аммиак и т.п. , растворенный в жидком веществе или нефти, испаряется. Таким образом отделенный очищенный дистиллят представляет собой нефтяное топливо для газовой турбины. Ссылочным номером 35а обозначен насос. Газ, выделенный в резервуаре 35 низкого давления, содержит не вступивший в реакцию газообразный водород и гидрогенизированные соединения, такие как сероводород, аммиак и т.п., а также метан, полученный отбором части углеводородных молекул, и легкое нефтяное вещество, находящееся в диапазоне от фракции сжиженного нефтяного газа до легкой нефти. Используемый здесь термин "легкое нефтяное вещество" означает ингредиент, который легче легких фракций нефти или легкого дистиллята 21. Газ, выделенный в резервуаре 35, подают в секцию 36 удаления примесей, где удаляются содержащиеся в газе сероводород и аммиак.

Секция 36 удаления примесей может быть снабжена расположенным в ней абсорбционным жидким слоем для поглощения примесей, таких как, например, сероводород и аммиак, и, таким образом, прохождение газа через абсорбционный жидкий слой обеспечивает удаление из газа примесей. Газ, из которого таким образом удалены примеси, является смешанным газом 42, состоящим из не вступившего в реакцию газообразного водорода и легкого нефтяного вещества с уменьшенным количеством атомов углерода, такого как метан или ему подобного. Смешанный газ 42 подают в водородную установку 4, в которой легкое нефтяное вещество, содержащееся в смешанном газе 42, используют в качестве материала для получения газообразного водорода. Часть легких нефтяных фракций 21, выделенных в атмосферной ректификационной колонне 2, также подают в водородную установку 4 для использования в качестве материала для получения газообразного водорода. Когда применение исходной нефти для получения газообразного водорода ограничено тяжелой нефтью, нефть может подаваться снаружи в водородную установку 4 только в момент начала работы установки 4.

Газообразный водород, подаваемый в реакционную колонну 31, как описано выше, используют в режиме циркуляции, при этом количество газообразного водорода, содержащегося в газе в циркуляционном канале 37, постепенно уменьшается, тогда как количество легкого нефтяного вещества, такого как метан и ему подобного, постепенно увеличивается. Это приводит к относительному уменьшению количества газообразного водорода. Для исключения такой ситуации и, таким образом, обеспечения гидроочистки, из водородной установки 4 в циркуляционный канал 37 подается газообразный водород 41.

Водородная установка 4 может иметь конструкцию, показанную на фиг.4. Водородная установка 4 включает печь 43, в которой горит топливный газ, а также реакционные трубы 44, расположенные в печи 44. Легкое нефтяное вещество, такое как метан, и пар вводят в реакционные трубы 44 таким образом, что легкое нефтяное вещество подвергают паровому риформингу для производства водорода и побочного угарного газа. Затем угарный газ и не вступившее в реакцию легкое нефтяное вещество модифицируют или удаляют из газа для получения газообразного водорода. Обработка удалением или очистка может осуществляться, например, посредством адсорбции отклонением давления (PSA), адсорбции отклонением температуры (TSA), низкотемпературной сепарацией, пленочной сепарацией или подобными способами.

Согласно настоящему изобретению, в ходе 1-5 операций гидрогенизации легкие нефтяные фракции или легкое нефтяное вещество могут вводиться в контакт со сжатым водородом в присутствии катализатора для осуществления любой из таких операций, как (1) гидродесульфурация или гидроочистка для десульфурации или удаления таких примесей, как соединения серы и им подобные, (2) гидроочистка для улучшения качеств легких фракций нефти или легкого нефтяного вещества вследствие насыщения ненасыщенных углеводородов или подобных веществ и (3) гидрокрекинг для преобразования нефти или нефтяного вещества в более легкое нефтяное вещество. Основной целью первой операции гидроочистки является достижение описанной выше десульфурации (1), целью каждой из второй и третьей операций гидроочистки является осуществление описанных выше десульфурации (1) и гидроочистки (2), а целью каждой из четвертой и пятой операций является выполнение описанных выше десульфурации (1), гидроочистки (2) и гидрокрекинга (3).

Далее будет описан процесс, осуществляемый в первой установке 3 гидроочистки. При обычной перегонке нефти отдельной обработке подвергают лигроин, керосин, газойль и т. п., содержащиеся в легких фракциях нефти или легком дистилляте, и каждую фракцию, соответствующую узкому диапазону точек кипения, подвергают гидроочистке. В отличие от этого, согласно настоящему изобретению, все фракции, полученные атмосферной перегонкой, подвергают гидроочистке совместно или в совокупности. Таким образом, настоящее изобретение допускает существенное увеличение, по сравнению с известным уровнем техники, количества материала, подвергаемого гидроочистке. Условия гидроочистки, такие как давление сжатого газообразного водорода, температура реакции и т.п., могут изменяться в зависимости от типа нефти, подвергаемой гидроочистке, цели гидроочистки и т. п. Более конкретно, температура и давление газообразного водорода могут подбираться в диапазоне от 330 до 380^oС и в диапазоне от 20 до 80 кг/см² соответственно. В частности, давление газообразного водорода, предпочтительно, устанавливают в диапазоне от 30 до 70 кг/см². Кроме того, катализатор может подбираться из тех катализаторов, которые обычно используют согласно известному уровню техники. Предпочтительно, катализатор получают посредством нанесения сульфида Ni, Mo или Со на оксид алюминия в качестве носителя. Когда необходимо перерабатывать арабскую легкую нефть, давление газообразного водорода может устанавливаться в пределах от 30 кг/см² до 50 кг/см², что приводит к получению нефтяного топлива для газовой турбины, которое имеет концентрацию серы, составляющую 450 частей на миллион или менее и концентрацию азота, составляющую 30 частей на миллион или менее. В этом случае, увеличение давления газообразного водорода до 40-70 кг/см² обеспечивает увеличение