Способ и установка для получения дизельного топлива

Способ и установка для получения дизельного топлива

Иллюстрации

Показать все

Реферат

По данной заявке испрашивается приоритет по заявке на патент США №13/929949, поданной 28.06.2013.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в получению дизельного топлива с помощью гидрокрекинга.

Уровень техники

Гидрокрекинг относится к технологическому процессу, в котором углеводороды расщепляются в присутствии водорода и катализатора до углеводородов с меньшим молекулярным весом. В зависимости от желаемого выхода продукта, зона гидрокрекинга может содержать один или большее число слоев одного и того же катализатора или различных катализаторов. Гидрокрекинг это процесс, используемый для расщепления углеводородного сырья, такого как вакуумный газойль (VGO), с получением дизельного топлива, включая также керосин и топлива для бензиновых двигателей.

Мягкий гидрокрекинг обычно проводят выше по ходу потока от установки для каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором (FCC) или других технологических установок, предназначенных для повышения качества непревращенной нефти, которая может быть направлена в расположенную ниже по ходу потока установку FCC при превращении части сырья в более легкие продукты, в частности в дизельное топливо.

Поскольку мировой спрос на топливо для дизельных двигателей увеличивается по сравнению с топливом для бензиновых двигателей, мягкий гидрокрекинг рассматривается в целях смещения выхода продукта в сторону дизельного топлива в ущерб выхода бензина. Мягкий гидрокрекинг может осуществляться в менее жестких условиях, чем гидрокрекинг с частичной или полной конверсией, для того чтобы привести в соответствие производство дизельного топлива с возможностями FCC установки, которая, в основном, используется для получения нафты. Гидрокрекинг с частичной или полной конверсией используется для производства дизельного топлива с меньшим выходом непревращенного масла, которое может быть направлено в установку ниже по ходу потока.

По экологическим соображениям и согласно вновь узаконенным правилам и нормативным требованиям товарное дизельное топливо должно удовлетворять все более низким пределам по содержанию загрязняющих примесей, таких как сера и азот. Новые нормативы требуют по существу полного удаления серы из дизельного топлива. Например, в соответствии с требованием к дизельному топливу с ультранизким содержанием серы (ULSD) содержание серы, как правило, составляет менее 10 wppm (массовых частей на миллион).

Цетановое число для дизельного топлива может быть повышено за счет насыщения ароматических колец. Катализаторами для насыщения ароматических колец обычно являются катализаторы на основе благородных металлов. Температура помутнения и температура застывания дизельного топлива могут быть повышены путем изомеризации парафинов для повышения доли разветвленных алкильных групп на парафинах. Катализаторами изомеризации также могут служить катализаторы на основе благородных металлов. Обычно катализаторы на основе благородных металлов подвержены отравлению соединениями серы. В связи с этим существует постоянная необходимость в усовершенствованных способах производства из исходного углеводородного сырья большего количества дизельного топлива, чем количество бензина. Такие способы должны обеспечить соответствие товарного дизельного топлива возрастающим строгим требованиям к этому продукту.

Раскрытие изобретения

При осуществлении мягкого гидрокрекинга обычно используется как катализатор гидроочистки, проводимой для удаления азотоорганических и сероорганических соединений, так и катализатор гидрокрекинга для осуществления конверсии до образования молекул меньшего размера. При типичных параметрах гидрокрекинга полученный дистиллят не удовлетворяет нормам для ULSD, в соответствии с которыми содержание серы составляет менее 10 wppm и, кроме того, цетановое число имеет меньшую величину, в пределах от 40 до 45. Для производства ULSD полученный дистиллят мягкого гидрокрекинга, который может содержать до 200 wppm серы, извлекают на участке фракционирования и перерабатывают в отдельном, но входящем в состав установки, реакторе гидроочистки дистиллята.

Во многих случаях в реактор для гидроочистки дистиллята дополнительно вводят также дистиллятное сырье с целью получения дополнительного продукта в виде ULSD. Хотя такая технологическая схема производит ULSD из дистиллята мягкого гидрокрекинга, она, как правило, не производит дизельное топливо с высоким цетановым числом. В то же время было бы предпочтительным производить дизельное топливо с высоким цетановым числом, и при этом вместо катализатора гидрокрекинга в реактсое гидроочистки дистиллята использовать катализатор насыщения из благородного металла для насыщения ароматических углеводородов и повышения цетанового числа.

К сожалению, присутствие сырья, совместно подаваемого в реактор гидроочистгл дистиллята, исключает такую альтернативу, поскольку совместно подаваемое сырье обычно имеет высокие концентрации серы, более 1000 wppm, обычно по меньшей мере 1 мас. % серы, что может привести к отравлению катализатора из благородного металла.

С другой стороны, при добавлении совместно подаваемого дистиллятного сырья в реактор предварительной гидроочистки выше по потоку от реактора для мягкого гидрокрекинга, совместно подаваемое дистиллятное сырье может подвергнуться значительной десульфуризации до такого содержания серы, при котором оно может быть подходящим в качестве сырья реактора гидроочистки дистиллята, в который загружен катализатор из благородного металла. Такой метод, хоть и является эффективным, может также уменьшить выход дистиллята, поскольку совместно подаваемое сырье может затем проходить от реактора предварительной гидроочистки в реактор гидрокрекинга и подвергаться нежелательному крекингу до нафты и более легких продуктов.

Для того чтобы избежать направления дистиллята из реактора предварительной гидроочистки в реактор гидрокрекинга с соответствующей потерей выхода дистиллята, предварительно гидроочищенных, выходящий поток разделяют на газообразный потек, содержащий дистиллят и легкие материалы, и жидкий поток. Сепаратор может быть размещен наверху реактора гидрокрекинга. Газообразный поток, содержащий дистиллят, отводится из головной части сепаратора и обходит по байпасу реактор гидрокрекинга, который, следовательно, работает и подвергает крекингу только желаемый тяжелый жидкий поток до получения дополнительных продуктов в интервале дистиллята. Подвергнутый гидрокрекингу выходящий поток и подвергнутый гидроочистке газообразный поток могут быть смешаны для дальнейшей переработки, в частности, для гидроочистки потока дистиллята с целью повышения его цетанового числа и/или снижения содержания серы и азота.

Одним воплощением изобретения является способ получения дизельного топлива из потока углеводородов, который может включать подачу потока углеводородов в реактор гидроочистки; гидроочистку указанного потока углеводородов в присутствии потока водорода и катализатора предварительной очистки с получением предварительно очищенного выходящего потока. Предварительно очищенный выходящий поток разделяют на парообразный предварительно очищенный поток и жидкий предварительно очищенный поток, и указанный жидкий предварительно очищенный поток подвергают гидрокрекингу в присутствии катализатора гидрокрекинга и водорода с получением выходящего потока гидрокрекинга. Парообразный предварительно очищенный поток смешивают с выходящим потоком гидрокрекинга с получением смешанного выходящего потока гидрокрекинга. По меньшей мере часть смешанного выходящего потока гидрокрекинга фракционируют с получением потока дизельного топлива, который подвергают гидроочистке в присутствии потока водорода гидроочистки и катализатора гидроочистки с получением выходящего потока гидроочистки.

Воплощением установки согласно изобретению является установка для получения дизельного топлива из потока углеводородов, которая может содержать реактор предварительной гидроочистки и сепаратор предварительной очистки для разделения предварительно очищенного выходящего потока на парообразный предварительно очищенный поток и жидкий предварительно очищенный поток. Головная линия предварительной очистки сообщается с сепаратором предварительной очистки, а зона гидрокрекинга сообщается с сепаратором предварительной очистки для обеспечения выходящего потока гидрокрекинга. Линия выходящего потока гидрокрекинга сообщается с зоной гидрокрекинга и линией парообразного предварительно очищенного выходящего потока.

Краткое описание чертежа

На фигуре представлена упрощенная технологическая схема осуществления, соответствующая настоящему изобретению.

Определения

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

Термин «сообщение ниже по потоку» означает, что при функционировании по меньшей мере часть материала, протекающего к объекту, находящемуся в сообщении ниже по потоку, может проходить от субъекта, с которым он сообщается.

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

Термин «непосредственное сообщение» означает, что поток от расположенного выше по потоку компонента, входит в компонент, находящийся ниже по потоку, не претерпевая изменения состава вследствие физического фракционирования или химической конверсии.

Термин «сообщение по жидкости» означает, что жидкость непрерывно протекает от компонента, находящегося выше по потоку, к компоненту, находящемуся ниже по потоку.

Термин «сообщение по пару» означает, что пар непрерывно протекает От компонента, находящегося выше по потоку, к компоненту, находящемуся ниже по потоку.

Термин «преобладающий» означает по меньшей мере 50 мас.% и предпочтительно по меньшей мере 70 мас.%.

Термин «колонна» означает дистилляционную колонну (колонну фракционирования) или колонны, предназначенные для разделения одного или большего числа компонентов с различной летучестью. Если не оговорено иное, каждая колонна содержит конденсатор на верху колонны, служащий для конденсирования и возврата части отводимого сверху потока обратно в верх колонны, и кипятильник в нижней части колонны для испарения и направления части отводимого снизу потока обратно в нижнюю часть колонны. Сырье, направляемое в колонны, может быть предварительно нагрето. Давление вверху колонны представляет собой давление паров, отводимых с верха колонны. Температура отводимого снизу потока представляет собой выходную температуру отводимой снизу жидкости. Головные линии и нижние линии относятся к результирующим линиям ниже по ходу потока от места возврата флегмы или возврата повторного кипячения в колонну.

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 «общая конверсия» означает конверсию материала сырья, который выкипает выше температур интервала температур кипения дизельного топлива в установке для гидрокрекинга и последующей установке для гидроочистки, до материала-продукта, кипящего в интервале температур кипения дизельного топлива или при более низких температурах. В иных случаях используемый здесь термин «конверсия» означает конверсию исходного материала, выкипающего выше интервала температур кипения дизельного топлива в единственной установке до получения материала-продукта, который кипит 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 здесь термин «интервал кипения дизельного топлива» подразумевает углеводороды, кипящие в интервале от 132° до 399°С (от 270° до 750°F), при нахождении которого используют метод определения фракционного состава по «истинным температурам кипения».

Используемые здесь термины «дистиллят» и «дизельное топливо» могут быть использованы взаимозаменяемым образом.

Осуществление изобретения

Фигура иллюстрирует способ и установку 8 для производства дизельного топлива, которая содержит секцию 10 обеспечения водородом, блок 12 гидрокрекинга, блок 14 гидроочистки и зону 16 фракционирования. Углеводородное сырье первоначально направляется в блок 12 гидрокрекинга, где осуществляется его конверсия до более низкокипящих углеводородов, включающих дизельное топливо. Дизельное топливо подвергают фракционированию в секции фракционирования и направляют в блок 14 гидроочистки с получением дизельного топлива, имеющего пониженное содержание серы и более высокое цетановое число.

Поток подпиточного водорода по линии 20 подпиточного водорода направляется в один компрессор или ряд из большего количества компрессоров 22, установленных в секции 10 обеспечения водородом для повышения давления потока подпиточного водорода и обеспечения сжатого подпиточного потока в линии 26. Сжатый подпиточный поток в линии 26 сжатого подпиточного потока водорода может объединяться с парообразным выходящим потоком гирокрекинга, содержащим водород в линии 51 сжатого потока, для обеспечения потока сжатого водорода в линии 28. Поток сжатого подпиточного водорода может быть добавлен в парообразный выходящий поток гирокрекинга ниже по ходу потока компрессора 50 рециркулирующего газа, причем добавлен в определенной точке, выбранной так, что по отношению к линии 26 сжатого подпиточного водорода компрессор 50 рециркулирующего газа находится выше по потоку от любого реактора гидропереработки, в частности, реактора 31 предварительной очистки, реактора 36 гидрокрекинга или реактора 92 гидроочистки.

Поток сжатого водорода в линии 28 может быть поделен на два потока водорода в делителе 54 потока. Первый поток водорода для гидрокрекинга может быть отведен из вводимого потока водорода в линии 28 сжатого водорода в разделителе 54 потока в первую линию 30 ответвления водорода. Второй поток водорода для гидроочистки может быть отобран из вводимого потока водорода в линии 28 сжатого водорода в делителе 54 потока во вторую линию 56 ответвления водорода. Первая линия 30 ответвления водорода может сообщаться выше по потоку с реактором 36 гидрокрекинга и реактором 31 предварительной очистки, а второй поток водорода во второй линии 56 ответвления может сообщаться выше по потоку с реактором 92 гидроочистки дистилята.

Первый поток водорода для гидрокрекинга в первой линии 30 ответвления водорода, отведенный из потока сжатого водорода в линии 28 может быть объединен с сырьевым потоком углеводородов, возможно, посредством буферной емкости, размещенной на линии 27, для обеспечения сырьевого потока углеводородов для гидрокрекинга в линии 34.

Поток основного углеводородного сырья вводят по линии 32 основного углеводородного сырья. Согласно одному аспекту описанный здесь способ является, в частности, эффективным для гидропереработки углеводородного исходного сырья. Подходящее углеводородное исходное сырье включает углеводородные потоки, содержащие компоненты с начальной температурой кипения, в подходящем случае, не менее 150°С (302°F) и предпочтительно не менее 288°С (550°F), такие как атмосферные газойли, VGO, деасфальтированные остатки, остатки вакуумной и атмосферной перегонки, дистилляты коксования, дистилляты прямой перегонки, деасфальтированные растворителем масла, масла пиролиза, высококипящие синтетические масла, рецикловые газойли, подвергнутое гидрокрекингу сырье, дистилляты каталитического крекинга и тому подобное. Походящее сырье имеет конечную температуру кипения не более 621°С (1150°F). Такое углеводородное сырье может содержать серу в количестве от 0,1 до 4 мас.% и азот в количестве от 300 до 1800 wppm. Подходящим углеводородным сырьем является VGO или другая подходящая углеводородная фракция, содержащая по меньшей мере 50 мас.% и, как правило, по меньшей мере 75 мас.% компонентов, выкипающих при температуре выше 399°С (750°F). Типичный VGO обычно имеет температуру кипения в интервале от 315°С (600°F) до 621°С (1150°F).

Одним аспектом настоящего изобретения может быть обеспечение отдельного потока совместно подаваемого углеводородного сырья в дополнение к потоку основного углеводородного сырья в блок 12 гидрокрекинга. Совместно подаваемый сырьевой поток может быть подмешан в линию 32 основного углеводородного сырья посредством линии 29 совместно подаваемого сырья. Поток совместно подаваемого сырья может представлять собой поток дизельной фракции. Поток совместно подаваемого углеводородного сырья предпочтительно имеет начальную температуру кипения в интервале от 121°С (250°F) до 288°С (550°F) и конечную температуру не более 399°С (750°F).

Гидрокрекинг относится к процессу, в котором углеводороды расщепляются в присутствии водорода до углеводородов с меньшим молекулярным весом. Реактор 36 гидрокрекинга сообщается ниже по потоку с одним или большим числом компрессоров 22 на линии 20 подпиточного водорода, линией 29 совместно подаваемого сырья и линией 32 углеводородного сырья. Поток углеводородов для гидрокрекинга в линии 34, содержащий смешанные поток основного углеводородного сырья и поток совместно подаваемого углеводородного сырья, может быть нагрет в огневом нагревателе перед входом в реактор 36 гидрокрекинга для гидрокрекинга указанного потока углеводородов до более низкокипящих углеводородов.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения реактору 36 гидрокрекинга предшествует реактор 31 предварительной гидроочистки, служащий для удаления соединений азота и серы, присутствующих в потоке углеводородного сырья. Поток углеводородного сырья для гидрокрекинга, содержащий предварительно нагретые поток основного углеводородного сырья и поток совместно подаваемого углеводородного сырья в линии 34, направляется в реактор 31 предварительной гидроочистки. В указанном реакторе 31 предварительной гидроочистки поток углеводородов для гидрокрекинга подвергают гидроочистке в присутствии водорода для гидрокрекинга и катализатора предварительной гидроочистки, находящегося в одном или большем числе слоев 33 катализатора, с обеспечением предварительно очищенного выходящего потока в линии 35 предварительно очищенного выходящего потока. Предварительно очищенный выходящий поток в линии 35 предварительно очищенного выходящего потока, содержит продукты гидроочистки потока основного углеводородного сырья и продукты гидроочистки потока совместно подаваемого углеводородного сырья, оба из которых могут содержать дизельное топливо и не использованный водород из потока водорода для гидрокрекинга. Во избежание крекинга дизельного продукта до более легких продуктов указанный предварительно очищенный выходящий поток предпочтительно транспортируется по линии 35 в сепаратор 60 предварительной очистки после регулирования его температуры, предпочтительно охлаждения, в теплообменнике. Для удовлетворения требований по содержанию водорода и/или для охлаждения потока, выходящего из слоев катализатора, потоки водорода могут быть инжектированы между или после слоев 33 катализатора.

Сепаратор 60 предварительной очистки выполнен с возможностью отделения дизельного топлива и более легких материалов в предварительно очищенном парообразном потоке в головной линии 63 предварительной очистки, от материалов, более тяжелых, чем дизельное топливо, в предварительно очищенном жидком потоке, подлежащем подаче в слой 37 катализатора гидрокрекинга. Сепаратор 60 предварительной очистки работает при температуре 177°С (350°F) и предпочтительно в интервале от 232°С (450°F) до 343°С (650°F) для того, чтобы обеспечить, что по меньшей мере 80 мас.% и предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% дизельной фракции, содержащейся в предварительно очищенном выходящем потоке в линии 35 предварительно очищенного выходящего потока переходит в предварительно очищенный парообразный поток в головной линии 63 предварительной очистки. Сепаратор 60 предварительной очистки может работать при слегка более низком давлении, чем реактор 31 предварительной гидроочистки, которое предпочтительно связано только с потерями давления в линии 35. Температура в сепараторе 60 предварительной очистки может быть дополнительно понижена для достижения желаемого разделения, но дополнительное снижение давления может быть нежелательным, в одном аспекте, поскольку поддерживается давление для блока 14 гидроочистки при отсутствии необходимости в дополнительном сжатии потока. Зона 62 гидрокрекинга сообщается по жидкости с сепаратором 60 предварительной очистки.

Как показано на фигуре, реактор 36 гидрокрекинга содержит единый сосуд, в котором размещен сепаратор 60 предварительной очистки и находится зона 62 гидрокрекинга. Разделение предварительно очищенного выходящего потока в линии 35 и гидрокрекинг предварительно очищенного жидкого потока осуществляются в одном и том же сосуде, в реакторе 36 гидрокрекинга. Соответственно, предварительно очищенный выходящий поток в линии 35, подвергается однократному испарению в сепараторе 60 предварительной очистки, расположенном в верхнем конце реактора 36 гидрокрекинга. Между сепаратором 60 предварительной очистки и зоной 62 гидрокрекинга установлена плита 64. В плите образованы отверстия 66, на которых установлены колпачковые переливы 68. Жидкость поддерживается на плите 64 на определенном уровне, и колпачковые переливы 68 на плите 64 регулируют расход предварительно очищенного жидкого потока, проходящего через отверстия 66 в плите 64 в находящуюся ниже плиты 64 зону 62 гидрокрекинга. Контроллер уровнемера, который измеряет уровень жидкости в сепараторе 60 предварительной очистки, может управлять работой регулирующего клапана на головной линии 63 предварительной очистки для обеспечения желаемого уровня жидкости над плитой 64 в сепараторе 60 предварительной очистки. Более детальное описание реактора 36 гидрокрекинга приведено в патентном документе US 7803334. Предполагается также, что сепаратор предварительной очистки может быть размещен в одном сосуде или в сосудах, отдельно от зоны 62 гидрокрекинга. Зона 62 гидрокрекинга находится ниже по ходу потока и сообщается по жидкости с сепаратором 60 предварительной очистки, но не сообщается по пару с сепаратором 60 предварительной очистки. Согласно одному аспекту зона 62 гидрокрекинга по вертикали рассоложена ниже сепаратора 60 предварительной обработки.

Реактор 36 гидрокрекинга может содержать один или большее число сосудов, множество слоев катализатора в каждом сосуде и различные комбинации катализатора гидроочистки и катализатора гидрокрекинга в одном или большем количестве сосудов. В некоторых аспектах реакция гидрокрекинга обеспечивает общую конверсию по меньшей мере 20 об.% и, как правило, более 60 об.% углеводородного сырья с получением продуктов, кипящих при температурах ниже границы кипения фракции дизельного топлива. Реактор 36 гидрокрекинга может работать при частичной конверсии более 50 об.% или при полной конверсии по меньшей мере 90 об.% сырья, в расчете на общую конверсию. Получение максимального выхода дизельного топлива обеспечивается посредством полной конверсии.

В соответствии с фигурой реактор 36 гидрокрекинга содержит зону 62 гидрокрекинга, которая изолирована от сепаратора 60 предварительной очистки посредством плиты 64. Другими словами, газ в сепараторе предварительной очистки, который может содержать аммиак и сероводород, не поступает в зону 62 гидрокрекинга, поскольку уровень жидкости на плите 64, созданный колпачковыми переливами 68, предотвращает нисходящее движение газа через отверстия 66 в зону 62 гидрокрекинга.

Реактор 36 гидрокрекинга может функционировать в условиях мягкого гидрокрекинга. Условия мягкого гидрокрекинга будут обеспечивать от 20 до 60 об.%, предпочтительно от 20 до 50 об.% общей конверсии углеводородного сырья в продукт, кипящий ниже границы кипения фракции дизельного топлива. При мягком гидрокрекинге продукты конверсии смещаются в сторону получения дизельного топлива. При проведении мягкого гидрокрекинга катализатор гидроочистки может играть такую же или большую роль в конверсии, чем катализатор гидрокрекинга. Конверсия на катализаторе гидроочистки может составлять значительную часть полной, общей конверсии. Если реактор 36 гидрокрекинга предназначен для мягкого гидрокрекинга, предполагается, что реактор 36 мягкого гидрокрекинга может быть загружен полностью катализатором гидроочистки, полностью катализатором гидрокрекинга или некоторым количеством слоев катализатора гидроочистки и слоев катализатора гидрокрекинга. В последнем случае слои катализатора гидрокрекинга обычно могут быть расположены вслед за слоями катализатора гидроочистки. В большинстве случаев в зоне 62 гидрокрекинга может быть размещено от нуля до двух слоев катализатора гидроочистки, за которыми следуют один или два слоя катализатора гидрокрекинга, или же слой катализатора гидрокрекинга отсутствует.

Реактор 36 гидрокрекинга, иллюстрируемый на фигуре, может содержать два слоя в одном корпусе реактора. Если желательно проведение мягкого гидрокрекинга, предполагается, что первый слой 37 катализатора содержит катализатор гидроочистки, а последующий слой 39 катализатора содержит катализатор гидрокрекинга. В одном воплощении, в котором используется реактор 31 предварительной гидроочистки, может быть предпочтительным, чтобы оба слоя 37 и 39 содержали катализатор гидрокрекинга. Если предпочтительно проведение частичного или полного гидрокрекинга, большее количество слоев катализатора гидрокрекинга, может быть использовано в реакторе 36 гидрокрекинга по сравнению со случаем, когда желателен мягкий гидрокрекинг. Один или более последующих слоев 39 в реакторе 36 могут содержать катализатор гидрокрекинга.

Отрегулированный по температуре поток водорода для гидрокрекинга 24, отведенный из первого потока водорода для гидрокрекинга первой линии 30 ответвления, может быть инжектирован выше по потоку от первого слоя 37 катализатора и ниже по потоку от сепаратора 60 предварительной очистки для смешивания с предварительно очищенным жидким потоком для обеспечения потребности в водороде и регулирования температуры сырья в первом слое 37. Поток водорода для гидрокрекинга также может быть инжектирован между слоями 37, 39 катализатора гидрокрекинга или после них для обеспечения потребности в водороде и/или для охлаждения выходящего потока гидрокрекинга.

В условиях мягкого гидрокрекинга происходит селективная конверсия предварительно очищенного жидкого потока в тяжелые продукты, такие как дизельное топливо и керосин с низким выходом более легких углеводородов, таких как нафта или газ. Давление также является умеренным для ограничения гидрогенизации отводимого снизу (кубового) продукта до оптимального уровня, необходимого для его переработки ниже по потоку. Предварительно очищенный жидкий поток подвергают гидрокрекингу в присутствии катализатора гидрокрекинга и потока водорода гидрокрекинга с получением выходящего потока гидрокрекинга в линии 38 выходящего потока гидрокрекинга.

Согласно одному аспекту, например, когда в продукте конверсии предпочтительным является баланс среднего дистиллята и бензина, мягкий гидрокрекинг может быть осуществлен в реакторе 36 гидрокрекинга с использованием катализаторов гидрокрекинга, которые используют носители из аморфного диоксида кремния-оксида алюминия или носители с низким содержанием цеолита, в комбинации с одним или большим числом гидрирующих компонентов из металла Группы VIII или Группы VIB Периодической таблицы Менделеева. Согласно другому аспекту, если в продукте конверсии средний дистиллят является в значительной степени предпочтительным над выходом бензина, в реакторе 36 гидрокрекинга может быть осуществлен частичный или полный гидрокрекинг с использованием катализатора, который содержит, в общем случае, любой носитель из крекирующего кристаллического цеолита, на который осажден гидрирующий компонент из металла Группы VIII. Дополнительные гидрирующие компоненты могут быть выбраны из элементов Группы VIB для объединения с цеолитным носителем.

Цеолитные крекирующие носители иногда в уровне техники называют молекулярными ситами, и обычно они содержат оксид кремния, оксид алюминия и один или большее число обмениваемых катионов, таких как натрий, магний, кальций, редкоземельные металлы и т.п.Эти носители, кроме того, характеризуются наличием в кристаллической структуре пор относительно однородного диаметра размером в интервале от 4 до 14 ангстрем (10^-10 м). Предпочтительно использовать цеолиты, имеющие относительно высокое мольное отношение диоксид 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 диаметр пор в интервале от 8 до 12 Ангстрем (10^-10 м), при этом мольное отношение диоксид кремния/оксид алюминия составляет от 4 до 6. Иллюстративным 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 сначала приготавливают в натриевой форме. В любом случае для использования в качестве крекирующего носителя предпочтительно, чтобы большинство или все первоначальные одновалентные металлы в цеолите были замещены ионным обменом на многовалентный металл и/или на соль аммония с последующим нагреванием для разложения ионов аммония, связанных с цеолитом, оставляя на их месте ионы водорода и/или ионообменные участки, которые фактически были бы 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 ионного обмена, 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 цеолитов с щелочным металлом кислотой. Согласно одному аспекту предпочтительными крекирующими носителями являются те, которые по меньшей мере на 10 процентов, и предпочтительно по меньшей мере на 20 процентов дефицитны по катиону металла, исходя из начальной ионообменной емкости. Согласно другому аспекту желаемым и стабильным классом цеолитов является такой, в котором по меньшей мере 20 процентов ионообменной емкости насыщено ионами водорода.

Активными металлами, используемыми в предпочтительных катализаторах гидрокрекинга, соответствующих настоящему изобретению, в качестве гидрирующих компонентов, являются металлы Группы VIII, то есть железо, кобальт, никель, рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платина. В дополнение к данным металлам совместно с ними могут быть также использованы 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.%.

Предпочтительным способом включения гидрирующего металла является контактирование материала носителя 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 648°С (от 700° до 1200°F) для активации катализатора и разложения ионов аммония. В качестве альтернативы, сначала может таблетироваться носитель с последующим добавлением гидрирующего компонента и активацией путем кальцинирования.

Вышеупомянутые катализаторы могут быть использованы в неразбавленной форме, или же порошкообразный катализатор может быть смешан и таблетирован 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 согласно настоящему изобретению, который предполагает, 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 подходом, технологические условия 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 3,5 МПа (500 фунт/кв. дюйм. изб.) до 20,7 МПа (3000 фунт/кв. дюйм. изб.), часовую объемную скорость жидкости (LHSV) от 0,5 до менее 5,0 час^-1 и расход водорода от 421 до 2527 нормальных м /м нефти (от 2500 до 15000 стандартных кубических футов на баррель). Если желательно проведение мягкого гидрокрекинга, технологические условия 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 фунт/кв. дюйм. изб.) или более предпочтительно от 6, 9 до 11,0 МПа (от 1000 до 1600 фунт/кв. дюйм. изб.), часовую объемную скорость жидкости (LHSV) от 0,5 до 5 час^-1 и предпочтительно от 0,7 до 1,5 час^-1, и расход водорода от 421 до 1685 нормальных м³/м³ нефти (от 2500 до 10000 стандартных кубических футов на баррель).

Выходящий поток гидрокрекинга выходит из зоны 62 гидрокрекинга и/или реактора 36 гидрокрекинга в линии 38 выходящего потока гидрокрекинга, которая сообщается ниже по потоку с зоной 62 гидрокрекинга и/или реактором 36 гидрокрекинга. Линия 38 выходящего потока гидрокрекинга сообщается ниже по потоку с зоной 62 гидрокрекинга и головной линией 63 предварительной очистки. Выходящий поток гидрокрекинга в линии 38, смешивается с предварительно очищенным парообразным потоком в головной линии 63 предварительной очистки, которая обходит по байпасу реактор 36 гидрокрекинга и/или слои 37, 39 катализатора гидрокрекинга в зоне 62 гидрокрекинга, с получением смешанного выходящего потока гидрокрекинга в линии 69. В одном аспекте весь предварительно очищенный парообразный поток в головной линии 63 предварительной очистки смешивается с выходящим потоком гидрокрекинга в линии 38. Согласно другому аспекту предварительно очищенный парообразный поток в головной линии 63 предварительной очистки смешивается со всем выходящим потоком гидрокрекинга в линии 38. В дополнительном аспекте весь предварительно очище