Способ и установка для извлечения гидрообработанных углеводородов с использованием двух отпарных колонн

Способ и установка для извлечения гидрообработанных углеводородов с использованием двух отпарных колонн

Реферат

По данной заявке испрашивается приоритет заявок на патент США 13/213310 и 13/213319, дата подачи указанных заявок - 19 августа 2011 г.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к извлечению потоков гидрообработанных углеводородов.

Уровень техники

Гидрообработка может включать процессы, которые превращают углеводороды в присутствии катализаторов гидрообработки и водорода в более ценные продукты.

Гидрокрекинг относится к процессу гидрообработки, в котором углеводороды подвергают крекингу в присутствии водорода и катализатора гидрокрекинга для уменьшения молекулярного веса углеводородов. В зависимости от желаемой производительности аппарат для проведения гидрокрекинга может содержать один или большее число слоев одного и того же катализатора или различных катализаторов. Гидрокрекинг со взвешенным слоем представляет собой процесс с катализаторной суспензией для крекирования сырья, содержащего остаток перегонки, в газойли и топлива.

По экологическим соображениям и согласно вновь узаконенным правилам и нормативным требованиям товарное дизельное топливо должно удовлетворять все более низким нормативным пределам по загрязнениям такими веществами, как сера и азот. Новые нормативы требуют по существу полного удаления из дизельного топлива серы. Например, требованием для дизтоплива с ультранизким содержанием серы (ULSD) обычно является содержание серы менее 10 wppm (весовые промилле).

Гидроочистка представляет собой процесс гидрообработки, используемый для удаления гетероатомов, таких как сера и азот, из потоков углеводородов для удовлетворения технических требований к топливу и насыщения олефиновых соединений. Гидрообработка может быть осуществлена при высоких или низких давлениях, но обычно ее проводят при давлениях более низких, чем при проведении гидрокрекинга.

Установки для гидрообработки и извлечения обычно содержат отпарную колонну для отпаривания (освобождения от легких фракций) гидрообработанного эффлюента с помощью отпаривающего агента, такого как водяной пар, с целью удаления нежелательного сероводорода. Отпаренный эффлюент нагревают в огневом нагревателе до температуры фракционирования перед вводом в колонну конечного фракционирования, предназначенную для извлечения продуктов, таких как нафта, керосин и дизельное топливо.

Гидрообработка и, в частности, гидрокрекинг является весьма энергоемким технологическим процессом из-за жестких условий его проведения, таких как используемые высокая температура и давление. В течение продолжительного времени затрачивались усилия на улучшение энергетической эффективности проведения гидрокрекинга, причем усилия были сконцентрированы на снижении потребления мощности нагревателя. Однако для нагревания отпариваемого эффлюента перед его вводом в колонну конечного фракционирования необходима большая тепловая мощность нагревателя.

В связи с этим существует постоянная необходимость в усовершенствовании способов извлечения из гидрообработанных эффлюентов топливных продуктов. Такие способы должны быть энергетически более эффективными для удовлетворения возрастающих нужд нефтеперерабатывающих предприятий.

Сущность изобретения

В части способа изобретение включает способ гидрообработки, включающий гидрообработку углеводородного сырья в реакторе гидрообработки с получением потока эффлюента гидрообработки. Относительно холодный поток полученного в процессе гидрообработки эффлюента, который является частью указанного потока эффлюента гидрообработки, подвергают отпариванию в холодной отпарной колонне с получением холодного отпаренного, освобожденного от легких компонент, потока. Наконец, относительно горячий поток эффлюента гидрообработки, который является частью потока эффлюента гидрообработки, отпаривают в горячей отпарной колонне и получают горячий отпаренный поток.

В соответствии с другим воплощением способа изобретение включает способ извлечения продукта гидрообработки, направленный на извлечение продукта из холодного потока эффлюента гидрообработки и горячего потока эффлюента гидрообработки, включающий отпаривание относительно холодного потока эффлюента гидрообработки в холодной отпарной колонне с получением холодного отпаренного потока. Относительно горячий поток эффлюента гидрообработки отпаривают в горячей отпарной колонне с получением горячего отпаренного потока. Наконец, холодный отпаренный поток и горячий отпаренный поток подвергают фракционированию в колонне конечного фракционирования с получением потоков продукта.

Согласно еще одному воплощению способа изобретение включает процесс отпаривания, включающий отпаривание относительно холодного потока эффлюента гидрообработки в холодной отпарной колонне с получением холодного отпаренного потока. Наконец, относительно горячий поток эффлюента гидрообработки отпаривают в горячей отпарной колонне с получением горячего отпаренного потока.

В воплощении, относящемся к установке, изобретение включает установку для гидрообработки, содержащую реактор гидрообработки. С реактором гидрообработки сообщается холодная отпарная колонна для отпаривания относительно холодного потока эффлюента гидрообработки, а горячая отпарная колонна сообщается с реактором гидрообработки для отпаривания относительно горячего потока эффлюента гидрообработки.

В соответствии с еще одним воплощением установки изобретение дополнительно включает участок извлечения продукта гидрообработки, предназначенный для обработки холодного потока эффлюента гидрообработки и горячего потока эффлюента гидрообработки, содержащий холодную отпарную колонну, которая сообщается с холодным потоком эффлюента гидрообработки для отпаривания холодного потока эффлюента гидрообработки. С горячим потоком эффлюента гидрообработки сообщается горячая отпарная колонна, служащая для отпаривания горячего потока эффлюента гидрообработки. Наконец, с холодной отпарной колонной и горячей отпарной колонной сообщается колонна конечного фракционирования для разделения отпаренных потоков на потоки продукта.

Согласно другому воплощению установки изобретение включает холодную отпарную колонну и горячую отпарную колонну, при этом холодная отпарная колонна сообщается с реактором гидрообработки для отпаривания относительно холодного потока эффлюента гидрообработки, а горячая отпарная колонна сообщается с реактором гидрообработки для отпаривания относительно горячего потока эффлюента гидрообработки.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - упрощенная принципиальная технологическая схема воплощения настоящего изобретения.

Фиг.2 - упрощенная принципиальная технологическая схема альтернативного воплощения отпарных колонн, показанных на фиг.1.

Фиг.3 - упрощенная принципиальная технологическая схема другого альтернативного воплощения отпарных колонн, показанных на фиг.1.

Фиг.4 - упрощенная принципиальная технологическая схема еще одного альтернативного воплощения отпарных колонн, показанных на фиг.1.

Определения

Термин «сообщение» означает, что при функционировании установки между перечисленными компонентами схемы установки обеспечивается поток материала.

Термин «сообщение ниже по потоку» означает, что при функционировании установки, по меньшей мере, часть материала, проходящего к объекту взаимодействия, может при сообщении ниже по потоку проходить от субъекта взаимодействия, с которым сообщается указанный объект.

Термин «сообщение выше по потоку» означает, что при функционировании установки, по меньшей мере, часть материала, проходящего от субъекта взаимодействия, может при сообщении выше по потоку проходить к объекту взаимодействия, с которым сообщается указанный субъект.

Термин «колонна» означает ректификационную колонну или колонны, предназначенные для отделения от обрабатываемого материала одной или большего числа компонент с различной испаряемостью. Если не оговорено иное, каждая колонна наверху содержит конденсатор, служащий для конденсации и возврата части отводимого сверху потока обратно вверх колонны, а в нижней части колонны размещен кипятильник для испарения и направления части потока, отводимого снизу, обратно в нижнюю часть колонны. Сырье, направляемое в колонны, может быть предварительно нагрето. Давление вверху колонны представляет собой давление паров, отводимых с верха колонны. Кубовая температура представляет собой выходную температуру жидкого кубового продукта (кубового остатка). Трубопроводы для потока, отводимого с верха колонны (верхнего потока), и трубопроводы для потока кубового остатка относятся к сети трубопроводов, проходящих из колонны ниже по ходу движения потока от места возврата флегмы или возврата потока в колонну на кипячение. В отпарных колоннах ребойлер в нижней части колонны отсутствует, но они, вместе с тем, обеспечивают потребности в нагревании и извлечении подвижной инертной среды, например, водяного пара.

Используемый здесь термин «истинная точка кипения» (ТВР) относится к методу проведения испытаний для определения температуры кипения материала, который соответствует методу ASTM D-2892 для производства сжиженного газа, дистиллятных фракций и остатка стандартного качества, по результатам которых могут быть получены аналитические данные, и определению выхода вышеуказанных фракций по массе и объему. По результатам этих испытаний получают график температуры в зависимости от подвергнувшейся перегонке массы (в мас.%), из расчета пятнадцати теоретических тарелок в колонне с кратностью орошения 5:1.

Используемый здесь термин «конверсия» означает конверсию сырья в материал, который кипит при температуре в интервале температур кипения дизельного топлива или при более низких температурах. Граница кипения фракции из интервала кипения дизельного топлива находится в интервале от 343° до 399°С (от 650° до 750°F), используя метод определения фракционного состава по «истинным температурам кипения».

Приведенный термин «интервал кипения дизельного топлива» охватывает углеводороды, кипящие в интервале от 132° до 399°С (от 270° до 750°F), и при определении этого интервала используют метод определения фракционного состава по «истинным температурам кипения».

Используемый термин «сепаратор» означает емкость, которая имеет вход и, по меньшей мере, выходы для отводимых сверху паров и отводимой снизу жидкости, и может также содержать выход для водного потока из отстойника сепаратора. Одним типом сепаратора является испарительная емкость, которая находится ниже по потоку от сепаратора, который может работать при более высоком давлении.

Подробное описание

Традиционная технологическая схема для осуществления гидрообработки характеризуется наличием одной отпарной колонны, в которую поступает два сырьевых потока, относительно холодный поток эффлюента гидрообработки, которым может быть поток из холодной испарительной емкости, и относительно горячий поток эффлюента гидрообработки, которым может быть поток из горячей испарительной емкости. Хотя составы этих двух сырьевых потоков весьма различные, они могут быть возвращены обратно из реактора гидрообработки в одно и то же место, возможно, в горячий сепаратор. Поток, отводимый из горячего сепаратора сверху, может поступать в холодный сепаратор, а жидкость из холодного сепаратора может поступать в холодную испарительную емкость, в то время как кубовый остаток горячего сепаратора может быть направлен в горячую испарительную емкость. Обычно жидкость из горячей и холодной испарительных емкостей направляют в единственную отпарную колонну. Поток кубового остатка (кубового продукта) отпарной колонны может стать сырьем для колонны конечного фракционирования. Неэффективность описанной технологической схемы с одной отпарной колонной связана со смешиванием жидкостей горячей испарительной емкости и холодной испарительной емкости в одной и той же отпарной колонне, что частично ухудшает результат разделения, предварительно произведенного в горячем сепараторе, и, таким образом, для колонны конечного фракционирования требуется повторное нагревание в огневом нагревателе.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается использовать две отпарные колонны, а именно горячую отпарную колонну для горячего потока эффлюента гидрообработки, которым может быть жидкость из горячей испарительной емкости, и холодную отпарную колонну, используемую для холодного потока эффлюента гидрообработки, которым может быть жидкость из холодной испарительной емкости. Кубовый остаток из холодной отпарной колонны не проходит через нагреватель сырья для конечного фракционирования, а направляется непосредственно в колонну конечного фракционирования после нагревания с помощью менее энергозатратного процесса теплообмена. Кубовый остаток, полученный в горячей отпарной колонне, может поступать в нагреватель сырья для конечного фракционирования. В такой схеме расход сырья, поступающего в нагреватель, значительно уменьшается и, таким образом, соответственно уменьшаются мощность и габариты нагревателя сырья конечного фракционирования. За счет уменьшения расхода сырья, поступающего в нагреватель сырья конечного фракционирования, количество топлива, используемого в нагревателе, для типичной установки гидрокрекинга снижается на 40 процентов. Установка и способ 10 гидрообработки углеводородов включает участок 12 гидрообработки и участок 14 извлечения продукта. Поток углеводородов в трубопроводе 16 для углеводородов и поток подпиточного водорода в трубопроводе 18 подпиточного водорода направляют на участок 12 гидрообработки. Эффлюент гидрообработки фракционируют на участке 14 извлечения продукта.

Поток водорода в трубопроводе 76 водорода, пополняемый подпиточным водородом из трубопровода 18, может объединяться с сырьевым потоком углеводородов, транспортируемым через сырьевой трубопровод 16, с получением в сырьевом трубопроводе 20 потока сырья для гидрообработки. Поток сырья для гидрообработки, транспортируемый через трубопровод 20, может быть нагрет за счет теплообмена в огневом нагревателе 22 и направлен в реактор 24 гидрообработки.

Согласно одному аспекту описанные здесь способ и установка являются, в частности, полезными для гидрообработки углеводородного исходного сырья. Примеры углеводородного исходного сырья включают потоки углеводородов, содержащих компоненты, кипящие при температуре выше 288°С (550°F), такие как атмосферные газойли, вакуумный газойль (ВГО), кипящий в интервале от 315°С (600°F) до 565°С (1050°F), деасфальтированное масло, дистилляты коксования, дистилляты прямой перегонки, масла пиролиза, высококипящие синтетические масла, рецикловые газойли, нефтяное сырье гидрокрекинговой очистки, дистилляты установки каталитического крекинга, остаток атмосферной перегонки, кипящие при температуре 343°С (650°F) или выше, и остатки вакуумной перегонки, кипящие при температуре выше 510°С (950°F).

Гидрообработкой, которая осуществляется на участке гидрообработки, может быть гидрокрекинг или гидроочистка. Гидрокрекинг относится к процессу, в котором в присутствии водорода происходит разрыв связей в молекулах углеводородов со снижением их молекулярного веса. Гидрокрекинг является предпочтительным процессом для проведения на участке 12 гидрообработки. Соответственно, термин «гидрообработка» будет здесь включать в себя термин «гидрокрекинг». Гидрокрекинг включает также гидрокрекинг со взвешенным слоем, в котором сырье, содержащее остатки перегонки, смешивают с катализатором и водородом с образованием суспензии и крекируют до получения продуктов, имеющих более низкие температуры кипения. Содержащийся в этих продуктах вакуумный газойль (VGO) может быть направлен на рециркуляцию с тем, чтобы контролировать образование предшественников кокса, называемых мезофазой.

Гидрообработка, которая проводится на участке гидрообработки, может представлять собой гидроочистку. Гидроочистка является процессом, в котором водород приводят в контакт с углеводородом в присутствии подходящих катализаторов, которые являются активными, главным образом, для удаления из углеводородного исходного сырья гетероатомов, таких как сера, азот и металлы. В процессе гидроочистки углеводороды с двойной и тройной связями могут быть насыщены. Могут быть также насыщены ароматические углеводороды. Некоторые процессы гидроочистки специально предназначены для насыщения ароматических углеводородов. Температура помутнения гидроочищенного продукта также может быть уменьшена.

В качестве реактора 24 гидрообработки может быть использован реактор с неподвижным слоем, который содержит одну или большее число камер, один или некоторое количество слоев катализатора в каждой из этих камер, и различные комбинации катализатора гидроочистки и/или катализатора гидрокрекинга в одной или большем числе камер. Предполагается в качестве реактора 24 гидроочистки использовать реактор, работающий с непрерывной жидкой фазой, в которой объем жидкого углеводородного сырья больше объема водородсодержащего газа. Реактором 24 гидроочистки может быть также реактор, работающий в условиях традиционной непрерывной газовой фазы, реактор гидрообработки с подвижным или псевдоожиженным слоем.

Если реактор 24 гидрообработки работает как реактор гидрокрекинга, он может обеспечить общую конверсию, по меньшей мере, 20 объем.% и, как правило, более 60 объем.% углеводородного сырья с получением продуктов, кипящих ниже границы кипения фракций дизельного топлива. Реактор гидрокрекинга может функционировать с частичной конверсией - более 50 объем.% или с глубокой конверсией, составляющей, по меньшей мере, 90 объем.% сырья, исходя из полной конверсии. Реактор гидрокрекинга может работать в мягких условиях проведения гидрокрекинга, которые будут обеспечивать от 20 до 60 объем.%, предпочтительно от 20 до 50 объем.% полной конверсии углеводородного сырья с получением продукта, кипящего при температуре ниже границы кипения фракций дизельного топлива. Если реактор 24 гидрообработки работает как реактор гидрокрекинга, он может за один проход сырья обеспечить конверсию от 10 до 30 объем.%.

Если реактор 24 гидрообработки функционирует в качестве реактора гидрокрекинга, первая камера или слой в реакторе 24 гидрокрекинга может содержать катализатор гидроочистки для целей насыщения, деметаллизации, обессеривания или деазотирования углеводородного сырья перед проведением гидрокрекинга в реакторе 24 гидрокрекинга с использованием катализатора гидрокрекинга в последовательно расположенных камерах или слоях загрузок. Если реактор гидрокрекинга представляет собой реактор мягкого гидрокрекинга, он может содержать несколько слоев катализатора гидроочистки, за которыми размещено меньшее количество слоев катализатора гидрокрекинга. Если реактор 24 гидрообработки представляет собой реактор мягкого гидрокрекинга, он может функционировать в режиме восходящего потока с непрерывной жидкой фазой и будет отличаться от реактора с неподвижным слоем, отображенного на фиг.1. Если реактор 24 гидрообработки представляет собой реактор гидроочистки, он может содержать более чем одну камеру и ряд слоев катализатора гидроочистки. Реактор гидроочистки может также содержать катализатор гидроочистки, подходящий для насыщения ароматических углеводородов, гидродепарафинизации и гидроизомеризации.

В катализаторе гидрокрекинга могут быть использованы аморфные алюмосиликатные основы или основы с низким содержанием цеолита, скомбинированные с одним или большим количеством металлических гидрирующих компонент Группы VIII или Группы VIB (Периодической таблицы Менделеева), если желательно проведение мягкого гидрокрекинга для получения баланса между средними дистиллятами и бензином (легкими дистиллятами). Согласно другому аспекту, если средний дистиллят в продукте конверсии является в значительной степени предпочтительным при производстве бензина, в первом реакторе 24 гидрокрекинга может быть осуществлена частичная или глубокая конверсия с использованием катализатора, который содержит, вообще говоря, любую основу из кристаллического цеолита для катализатора крекинга, на который осаждена гидрирующая компонента металла Группы VIII. Дополнительные гидрирующие компоненты могут быть выбраны из Группы VIB для объединения с цеолитной основной.

Цеолитные основы катализатора крекинга в уровне техники иногда называют молекулярными ситами, и обычно они образованы из оксида кремния, оксида алюминия и одного или большего числа обменных катионов, таких как натрий, магний, кальций, редкоземельные металлы и т.п. Эти основы, кроме того, характеризуются наличием в кристаллической структуре пор относительно однородного диаметра в интервале от 4 до 14 ангстрем (10^-10 м). Предпочтительно использовать цеолиты, имеющие относительно высокое мольное отношение оксид кремния/оксид алюминия, в интервале от 3 до 12. Подходящими природными цеолитами являются, например, морденит, стильбит, гейландит, феррьерит, дакиардит, шабазит, эриоцит и фожазит. Подходящие синтетические цеолиты включают, например, типы В, X, Y и L кристаллических цеолитов, например, синтетические фожазит и морденит. Предпочтительно использовать цеолиты, кристаллы которых имеют диаметры пор в интервале от 8 до 12 Ангстрем (10^-10 м), при этом мольное отношение оксид кремния/оксид алюминия составляет от 4 до 6. Показательным примером цеолита предпочтительной группы является синтетическое молекулярное сито типа Y.

Встречающиеся в природе цеолиты обычно находятся в натриевой форме, в форме щелочно-земельного металла и в смешанной форме. Синтетические цеолиты почти всегда приготавливают сначала в натриевой форме. В любом случае для использования в качестве основы катализатора крекинга предпочтительно, чтобы большинство или все одновалентные металлы - источники получения цеолитов были замещены на ионы многовалентного металла и/или соль аммония с последующим нагреванием для расщепления ионов аммония, связанных с цеолитом, оставляя на их месте ионы водорода и/или ионообменные участки, которые были бы практически декатионированы при последующем удалении воды. Водородные или «декатионированные» цеолиты типа Y данной природы более подробно описаны в патентном документе US 3130006.

Смешанные поливалентный металл-водородные цеолиты могут быть приготовлены путем ионообмена, сначала с солью аммония, затем частично обратным обменом с солью поливалентного металла и затем кальцинированием. В некоторых случаях, как в случае синтетического морденита, водородные формы могут быть приготовлены прямой обработкой кислотой цеолитов, содержащих щелочной металл. Согласно одному аспекту предпочтительными основами для катализатора крекинга являются те, которые, по меньшей мере, на 10 процентов, и предпочтительно, по меньшей мере, на 20 процентов дефицитные по катиону металла, исходя из начальной емкости ионного обмена. Согласно другому аспекту желаемым и стабильным классом цеолитов является такой, в котором, по меньшей мере, 20 процентов емкости ионного обмена насыщено ионами водорода.

Активными металлами, используемыми согласно настоящему изобретению в предпочтительных катализаторах гидрокрекинга в качестве гидрирующих компонент, являются металлы Группы VIII, то есть железо, кобальт, никель, рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платина. В дополнение к данным металлам в соединении с ними могут также использоваться другие промоторы, включая металлы Группы VIB, например, молибден и вольфрам. Количество гидрирующего металла в катализаторе может изменяться в широких пределах. В общем случае может быть использовано любое количество в интервале от 0,05 до 30 мас.%. В случае благородных металлов обычно предпочтительно использовать от 0,05 до 2 мас.% гидрирующего металла.

Способ присоединения гидрирующего металла заключается в контактировании материала цеолитной основы с водным раствором подходящего соединения желаемого металла, в котором металл присутствует в катионной форме. После добавления выбранного гидрирующего металла или металлов полученный порошок катализатора затем фильтруют, сушат, таблетируют с добавленными смазочными материалами, связующими или подобными веществами, если это желательно, и кальцинируют на воздухе при температуре, например, в интервале от 371°С до 649°С (от 700° до 1200°F) для активации катализатора и разложения ионов аммония. В качестве альтернативы, сначала может быть таблетирована цеолитная компонента с последующим добавлением гидрирующей компоненты и активацией путем кальцинирования.

Вышеупомянутые катализаторы могут быть использованы в неразбавленной форме, или же порошкообразный цеолитный катализатор может смешиваться и таблетироваться совместно с другими относительно менее активными катализаторами, разбавителями или связующими веществами, такими как оксид алюминия, силикагель, алюмосиликатные когели, активированные глины и т.п. в соотношениях, находящихся в интервале от 5 до 90 мас.%. Указанные разбавители могут быть использованы как таковые или могут содержать незначительную долю добавленного гидрирующего металла, такого как металл Группы VIB и/или Группы VIII. Катализаторы гидрокрекинга, промотированные дополнительным металлом, также могут быть использованы в способе и установке согласно настоящему изобретению, которые предполагают, например, использование алюмофосфатных молекулярных сит, кристаллических хромосиликатов и других кристаллических силикатов. Кристаллические хромосиликаты более подробно описаны в патентном документе US 4363718.

В соответствии с одним методом расчета режимные параметры гидрокрекинга могут включать температуру от 290°С (550°F) до 468°С (875°F), предпочтительно от 343°С (650°F) до 435°С (815°F), избыточное давление в интервале от 4,8 МПа (500 psig) до 20,7 МПа (3000 psig), часовую объемную скорость жидкости (LHSV) от 1,0 до менее 2,5 час^-1 и скорость циркуляции водорода от 421 до 2527 нормальных м³/м³ нефти (от 2500 до 15000 стандартных кубических футов на баррель). Если желательно проведение гидрокрекинга, режимные параметры могут включать температуру от 315°С (600°F) до 441°С (825°F), избыточное давление в интервале от 5,5 до 13,8 МПа (от 800 до 2000 psig) или более типично от 6, 9 до 11,0 МПа (от 1000 до 1600 psig), часовую объемную скорость жидкости (LHSV) от 0,5 до 2 час^-1 и предпочтительно от 0,7 до 1,5 час^-1, и скорость циркуляции водорода от 421 до 1685 нормальных м³/м³ нефти (от 2500 до 10000 стандартных кубических футов на баррель).

Катализатором гидрокрекинга во взвешенном слое обычно являются гидраты сульфата железа, имеющие размеры частиц менее 45 мкм, при этом основная их часть, т.е., по меньшей мере 50 мас.%, в одном аспекте имеет размеры частиц менее 10 мкм. Подходящим катализатором является моногидрат сульфата железа. Катализатор из боксита также является подходящим катализатором. В одном аспекте в углеводородное сырье добавляют от 0,01 до 4,0 мас.% катализатора, исходя из свежего исходного сырья. В качестве альтернативы или дополнительно могут быть использованы катализаторы, растворимые в нефти. Растворимые в нефти катализаторы включают нафтенат металла или октаноат металла с содержанием в интервале 50-1000 wppm (весовых промилле), исходя из свежего исходного сырья. Металлом в этом случае может быть молибден, вольфрам, рутений, никель, кобальт или железо.

Реактор крекинга во взвешенном слое может работать при избыточном давлении, составляющем в одном аспекте от 3,5 МПа (508 psig) до 24 МПа (3,481 psig) при отсутствии коксообразования в реакторе. Температура в реакторе может находиться в интервале от 350° до 600°С, причем типичная температура составляет от 400° до 500°С. Типичная величина часовой объемной скорости жидкости (LHSV) составляет 4 час^-1, исходя из свежего сырья, при этом подходящий интервал - от 0,1 до 3 час^-1, и в особенности подходящий интервал - от 0,2 до 1 час^-1. Конверсия сырья за один проход может составлять от 50 до 95 мас.%. Скорость циркуляции водорода может составлять от 674 до 3370 нормальных м³/м³ нефти (от 4000 до 20000 стандартных кубических футов на баррель). В реактор 24 гидрокрекинга во взвешенном слое может быть добавлена противовспенивающая присадка, в одном аспекте добавлена сверху, для снижения тенденции к пенообразованию в реакторе.

Катализаторами гидроочистки, подходящими для использования в настоящем изобретении, являются любые известные традиционные катализаторы гидроочистки, которые включают катализаторы, образованные, по меньшей мере, из одного металла Группы VIII, предпочтительно использовать железо, кобальт и никель, более предпочтительно кобальт и/или никель, по меньшей мере, один металл Группы VI, предпочтительно молибден и вольфрам, на большой площади поверхности материала носителя, предпочтительно оксида алюминия. Другие подходящие катализаторы гидроочистки включают цеолитные катализаторы, а также катализаторы из драгоценных металлов, для которых драгоценный металл выбирают из палладия и платины. В пределах объема настоящего изобретения в одном и том же реакторе 96 гидроочистки в одной и той же камере может быть использован более чем один тип катализатора гидроочистки. Металл Группы VIII обычно присутствует в количестве от 2 до 20 мас.%, предпочтительно в интервале от 4 до 12 мас.%. Металл Группы VI обычно присутствует в количестве от 1 до 25 мас.%, предпочтительно в интервале от 2 до 25 мас.%.

Предпочтительные режимные параметры гидроочистки могут включать температуру от 290°С (550°F) до 455°С (850°F), приемлемо от 316°С (600°F) до 427°С (800°F) и предпочтительно от 343°С (650°F) до 399°С (750°F), избыточное давление в интервале от 2,1 МПа (300 psig), предпочтительно от 4,1 МПа (600 psig) до 20,6 МПа (3000 psig), приемлемо избыточное давление 12,4 МПа (1800 psig), предпочтительно 6.9 МПа (1000 psig), часовую объемную скорость свежего углеводородного сырья от 0,1 час^-1, приемлемо от 0,5 час^-1 до 4 час^-1, предпочтительно от 1,5 до 3,5 час^-1, скорость циркуляции водорода от 168 до 1011 нормальных м³/м³ нефти (от 1000 до 6000 стандартных кубических футов на баррель), предпочтительно от 168 до 674 нормальных м³/м³ нефти (от 1000 до 4000 стандартных кубических футов на баррель), с использованием катализатора гидроочистки или комбинации катализаторов гидроочистки.

Эффлюент гидрообработки выходит из реактора 24 гидрообработки и направляется в трубопровод 26 для эффлюента гидрообработки. Указанный эффлюент гидрообработки содержит материал, который затем становится потоком относительно холодного эффлюента гидрообработки и потоком относительно горячего эффлюента гидрообработки. Участок гидрообработки установки может содержать один или большее число сепараторов для разделения потока эффлюента гидрообработки на поток относительно холодного эффлюента гидрообработки и поток относительно горячего эффлюента гидрообработки.

Эффлюент гидрообработки, транспортируемый через трубопровод 26 для эффлюента гидрообработки, в одном аспекте может быть использован для теплообмена с потоком сырья гидрообработки, проходящего по трубопроводу 20, с целью охлаждения перед входом в горячий сепаратор 30. В горячем сепараторе осуществляется разделение эффлюента гидрообработки с получением потока парообразных углеводородов, содержащего часть потока холодного гидрообработанного эффлюента, отводимого из горячего сепаратора сверху через трубопровод 32 для верхнего потока, и жидкого углеводородсодержащего потока кубового остатка, отводимого из горячего сепаратора 30 снизу по трубопроводу 34 для кубового остатка, содержащего часть потока холодного гидрообработанного эффлюента и еще часть потока горячего гидрообработанного эффлюента. Горячий сепаратор 30 на участке 12 гидрообработки ниже по потоку сообщается с реактором 24 гидрообработки. При этом горячий сепаратор 30 работает при температуре в интервале от 177°С (350°F) до 371°С (700°F) и предпочтительно в интервале от 232°С (450°F) до 315°С (600°F). Горячий сепаратор может функционировать при немного меньшем давлении, чем давление в реакторе 24 гидрообработки, учитывая потери давления в размещенном между ними оборудовании. Горячий сепаратор может функционировать при избыточном давлении в интервале от 3,4 МПа (493 psig) до 20.4 МПа (2959 psig).

Поток парообразных углеводородов, отводимый из горячего сепаратора сверху через трубопровод 32 для верхнего потока перед вводом в сепаратор 36, может быть охлажден. В результате реакций, протекающих в реакторе 24 гидрообработки, в которой из сырья удаляется азот, хлор и сера, образуются аммиак и сероводород. При определенной температуре аммиак и сероводород соединяются с образованием гидросульфида аммония, а аммиак и хлор будут соединяться с образованием хлорида аммония. Каждое соединение имеет характерную температуру сублимации, при которой это соединение может покрыть поверхности оборудования, в частности оборудования для теплообмена, ухудшая его характеристики. Для предотвращения осаждения солей гидросульфида аммония или хлорида аммония в трубопроводе 32, транспортирующем поток, отведенный с верха горячего сепаратора, в трубопровод 32 может быть введено подходящее количество промывочной воды (не показано), причем ввод воды может быть произведен выше по потоку от места в трубопроводе 32, в котором температура превышает характерную температуру сублимации каждого из соединений.

Холодный сепаратор 36 служит для отделения водорода от углеводорода, содержащегося в эффлюенте гидрообработки, с тем, чтобы направить его обратно в реактор 24 гидрообработки по трубопроводу 38 для отвода верхнего потока. Поток парообразных углеводородов, отводимый из горячего сепаратора сверху, может быть разделен в холодном сепараторе 36 с получением потока паров, отводимого из холодного сепаратора сверху через трубопровод 38 для верхнего потока и содержащего поток газа богатого водородом и потока жидкости, отводимого снизу холодного сепаратора через трубопровод 40, содержащего часть указанного холодного потока эффлюента гидрообработки. Соответственно, холодный сепаратор 36 сообщается ниже по потоку с трубопроводом 32 для отвода верхнего потока из горячего сепаратора 30 и реактором 24 гидрообработки. Холодный сепаратор 36 может функционировать при температуре в интервале от 38°С (100°F) до 66°С (150°F), приемлемо - от 46°С (115°F) до 63°С (145°F), и давлении, которое немного ниже давления в реакторе 24 гидрообработки и горячем сепараторе 30, принимая во внимание гидравлические потери давления в промежуточном оборудовании, для того, чтобы в отводимом сверху потоке постоянно находился водород и легкие газы, а в отводимом снизу потоке кубового остатка - обычно жидкие углеводороды. Холодный сепаратор может функционировать в интервале избыточного давления от 3 МПа (435 psig) до 20 МПа (2,901 psig). Холодный сепаратор 36, кроме того, может быть снабжен отстойником для сбора водяной фазы, отводимой через трубопровод 42.

Поток жидких углеводородов, транспортируемый из горячего сепаратора через трубопровод 34 для отвода кубового остатка, может быть фракционирован в качестве потока горячего эффлюента гидрообработки на участке 14 извлечения продукта. Согласно одному аспекту давление потока жидких углеводородов, транспортируемого в трубопроводе 34 для кубового остатка, может быть понижено, и поток может быть подвергнут быстрому испарению в горячей испарительной емкости 44 с получением отводимого сверху горячего потока легких хвостовых фракций, образовавшихся при быстром испарении, в трубопроводе 46 для отводимого сверху потока, содержащего часть потока холодного потока эффлюента гидрообработки, и потока тяжелой жидкости в трубопроводе 48 для кубового остатка, содержащего, по меньшей мере, часть указанного потока горячего эффлюента гидрообработки. Горячей испарительной емкостью 44 может быть какой-либо сепаратор, который разделяет жидкий эффлюент гидрообработки на парообразную и жидкую фракции. Горячая испарительная емкость 44 может функционировать при такой же температуре, что и горячий сепаратор 30, но при более низком избыточном давлении, находящемся в интервале от 2,1 МПа (300 psig) до 6,9 МПа (1000 psig), приемлемо пр