Способ каталитической переработки легкого углеводородного сырья

Способ каталитической переработки легкого углеводородного сырья

Реферат

Изобретение относится к способам переработки легкого углеводородного сырья, в частности к каталитической переработке углеводородных фракций C₃₊, и может найти применение в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Известен способ получения высокооктановых бензиновых фракций и ароматических углеводородов [RU 2186089, C10G 35/095, 27.07.2002] путем переработки легких углеводородных фракций при повышенной температуре и давлении на цеолитсодержащем катализаторе в одном или последовательно в нескольких адиабатических реакторах с промежуточным подводом тепла и последующим разделением продуктов на газовые и жидкие фракции. Окислительную регенерацию катализатора осуществляют при температуре 450-540°C и давлении 0,1-4 МПа регенерирующим газом с содержанием кислорода сначала 0,3-5% об., а затем 15-21% об.

Недостатками известного способа являются его сложность из-за использования регенерирующего газа с различной концентрацией кислорода и необходимости использования последовательности нескольких адиабатических реакторов с устройствами промежуточного подогрева при высокой концентрации превращаемых компонентов в сырье и большом поглощении тепла при каталитическом превращении сырья. Кроме того, способ не предусматривает очистки отработанного газа регенерации, который содержит продукты неполного сгорания катализаторного кокса.

Наиболее близким по технической сущности является способ переработки газового конденсата (легкого углеводородного сырья) [RU 2426767, C10G 35/095, B01J 38/12, B01J 29/40, 20.08.2011], включающий его предварительный нагрев и контактирование с катализатором в адиабатическом реакторе при повышенной температуре и давлении, охлаждение и разделение продуктов реакции на газообразную и жидкую части, а также периодическую двухстадийную регенерацию катализатора, на первой стадии - вакуумированием катализатора в адиабатическом реакторе, на второй стадии - окислительной регенерацией воздухом в отдельном аппарате-регенераторе.

Недостатками данного способа являются:

- сложность способа, связанная с необходимостью перегрузки катализатора в регенератор для окислительной регенерации,

- снижение температуры по ходу адиабатического реактора вследствие поглощения тепла при каталитической переработке, что приводит к снижению выхода целевого продукта,

- отсутствие утилизации газа регенерации, что приводит к загрязнению атмосферы окисью углерода и продуктами неполного сгорания катализаторного кокса.

Задачей изобретения является упрощение способа, осуществление переработки в условиях, близких к изотермическим, исключение загрязнения атмосферы окисью углерода и продуктами неполного сгорания катализаторного кокса.

Техническим результатом является:

- упрощение способа за счет осуществления окислительной регенерации в реакторе, без перегрузки катализатора,

- осуществление переработки в условиях, близких к изотермическим, за счет использования реактора со слоем катализатора, обогреваемым/охлаждаемым теплоносителем,

- утилизация газа регенерации путем его использования для получения теплоносителя.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем каталитическую переработку легкого углеводородного сырья при повышенных температуре и давлении, охлаждение и разделение продуктов реакции, а также окислительную регенерацию катализатора, особенностью является то, что каталитическую переработку осуществляют по меньшей мере в двух изотермических реакторах, один из которых находится в режиме переработки, а другой - в режиме регенерации, при этом используют реакторы, оборудованные устройствами для подачи/отвода тепла в/из слоя катализатора теплоносителем, в качестве которого используют газ окисления воздухом смеси топлива с отходящим газом окислительной регенерации.

При необходимости, например, для увеличения глубины превращения сырья или дополнительного увеличения межрегенерационного периода, сырье предварительно смешивают с циркулирующим потоком, по меньшей мере, части продукта реакции или с водородом.

Осуществление окислительной регенерации катализатора непосредственно в реакторе позволяет исключить перегрузку катализатора в регенератор и упростить способ.

Осуществление переработки в оптимальных условиях, близких к изотермическим, за счет использования реактора со слоем катализатора, обогреваемым/охлаждаемым теплоносителем, позволяет увеличить выход целевого продукта.

Утилизация газа регенерации путем его использования для получения теплоносителя позволяет исключить загрязнение атмосферы окисью углерода и продуктами неполного сгорания катализаторного кокса.

На чертеже представлена схема осуществления способа каталитической переработки легкого углеводородного сырья.

Способ осуществляют следующим образом.

Легкое углеводородное сырье (I) нагревают, например, в рекуперативном теплообменнике 1 и нагревателе 2 и направляют в каталитический реактор 3 (условно показана подача снизу) со слоем катализатора, обогреваемым теплоносителем (II), продукты реакции (III) охлаждают, например, в рекуперативном теплообменнике 1 и разделяют на блоке 4 на жидкий продукт (IV) и газ (V), выводимые с установки. При необходимости осуществляют рециркуляцию части газа (IX) или смешивают сырье (I) с водородом (X).

Теплоноситель (II) получают путем окисления воздухом (VI) топлива (VII) и газа регенерации (VIII) в устройстве 5. При необходимости осуществляют рециркуляцию части газа (IX) или смешивают сырье (I) с водородом (X).

Газ регенерации (VIII) получают при окислительной регенерации катализатора, осуществляемой в реакторе 6 путем продувки катализатора кислородсодержащим газом (XI). Для обеспечения непрерывности по меньшей мере один из реакторов находится на стадии переработки и по меньшей мере один из реакторов - на стадии регенерации.

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером.

Пример

Смесь газов стабилизации конденсата в количестве 5234 нм³/час при 0,4 МПа и 20°C нагревают продуктами реакции до 470°C и в огневом нагревателе до 560°C и подвергают каталитическому превращению в присутствии промотированного цинком цеолитсодержащего катализатора в изотермическом реакторе, обогреваемом газом окисления с температурой 850°C, полученным окислением 150 кг/ч топлива и 3000 нм³/ч газа регенерации. Продукты реакции охлаждают до 90°C и сепарируют при 30°C и 1,3 МПа с получением 2,2 т/ч жидкого продукта и 5700 нм³/час газа. Окислительную регенерацию осуществляют продувкой катализатора кислородсодержащим газом с концентрацией кислорода 2-3% об. при 350-620°C, газ регенерации направляют на получение теплоносителя.

Из приведенного примера следует, что предлагаемое изобретение позволяет упростить переработку и осуществить ее в условиях, близких к изотермическим, исключить загрязнение атмосферы окисью углерода и продуктами неполного сгорания катализаторного кокса и может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

1. Способ каталитической переработки легкого углеводородного сырья, включающий каталитическую переработку при повышенных температуре и давлении, охлаждение и разделение продуктов реакции, а также окислительную регенерацию катализатора, отличающийся тем, что каталитическую переработку осуществляют по меньшей мере в двух изотермических реакторах, один из которых находится в режиме переработки, а другой - в режиме регенерации, при этом используют реакторы, оборудованные устройствами для подачи/отвода тепла в/из слоя катализатора теплоносителем, в качестве которого используют газ окисления воздухом смеси топлива с отходящим газом окислительной регенерации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сырье предварительно смешивают с циркулирующим потоком, по меньшей мере, части продукта реакции или с водородом.