RU2267516C2 - Получение этилена в результате парового крекинга нормальных парафинов - Google Patents
Получение этилена в результате парового крекинга нормальных парафинов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267516C2 RU2267516C2 RU2003116051/04A RU2003116051A RU2267516C2 RU 2267516 C2 RU2267516 C2 RU 2267516C2 RU 2003116051/04 A RU2003116051/04 A RU 2003116051/04A RU 2003116051 A RU2003116051 A RU 2003116051A RU 2267516 C2 RU2267516 C2 RU 2267516C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stream
- zone
- hydrocarbons
- raffinate
- extract
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 107
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 title abstract description 8
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 title abstract 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 66
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 72
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 52
- -1 C 6 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 26
- 238000004230 steam cracking Methods 0.000 claims description 20
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 12
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims description 10
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 abstract 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 22
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 16
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 6
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002015 acyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910002026 crystalline silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021488 crystalline silicon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000002352 steam pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G57/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one cracking process or refining process and at least one other conversion process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G25/00—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, with solid sorbents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G55/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process
- C10G55/02—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only
- C10G55/04—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only including at least one thermal cracking step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G61/00—Treatment of naphtha by at least one reforming process and at least one process of refining in the absence of hydrogen
- C10G61/02—Treatment of naphtha by at least one reforming process and at least one process of refining in the absence of hydrogen plural serial stages only
- C10G61/06—Treatment of naphtha by at least one reforming process and at least one process of refining in the absence of hydrogen plural serial stages only the refining step being a sorption process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу адсорбционного разделения для получения раздельных потоков исходного сырья, загружаемых в установку парового крекинга для получения этилена. Способ включает пропускание потока исходного сырья технологического процесса, содержащего С5-С9 углеводороды, в том числе С5-С9 нормальные парафины, в первую зону фракционирования и разделение углеводородов, поступающих в первую зону фракционирования, на первый поток технологического процесса, обогащенный С5 парафинами, и второй поток технологического процесса, содержащий С6-С9 углеводороды. Второй поток технологического процесса подают в зону адсорбции зоны адсорбционного разделения и селективно удерживают нормальные парафины на адсорбенте, расположенном в зоне адсорбции, с получением потока рафината, содержащего С6-С9 углеводороды, имеющие нелинейное строение, и C5 парафины. Первый поток подают в зону десорбции в зоне адсорбционного разделения в виде, по меньшей мере, части потока десорбирующего агента и удаляют нормальные парафины с адсорбента, присутствующего в зоне десорбции, с получением потока экстракта, содержащего С6-С9 нормальные парафины. По меньшей мере, часть потока рафината разделяют в зоне фракционирования рафината на первую фракцию рафината, содержащую C5 парафины, и вторую фракцию рафината, содержащую С6-С9 углеводороды, имеющие нелинейное строение. По меньшей мере, часть потока экстракта подают в зону крекинга для получения этилена. Изобретение улучшает выходы этилена, а также сырья для каталитического реформинга. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу адсорбционного разделения, используемому для получения потока исходного сырья для установки парового крекинга. В частности, данное изобретение относится к адсорбционному способу, используемому для получения потока высокочистых нормальных парафинов, применяемых в качестве потока исходного сырья в способе парового крекинга.
Уровень техники
Паровой крекинг, который является термическим крекингом углеводородов в присутствии пара, в коммерческих масштабах используется в крупнотоннажных промышленных установках для получения этилена и в меньшей степени пропилена. В данные пиролизные установки часто загружают поток исходного сырья с диапазоном кипения бензино-лигроиновой фракции (нафта). Обычная бензино-лигроиновая фракция, полученная из нефти, содержит широкий спектр различных типов углеводородов, в том числе нормальные парафины, разветвленные парафины, олефины, нафтены, бензол и алкилароматические соединения. Из уровня техники известно, что легче всего проходит крекинг парафинов, в результате которого обеспечивается наиболее высокий выход этилена, также известно, что некоторые соединения, такие как бензол, относительно трудно поддаются крекингу в обычных условиях его проведения. Известно, что по сравнению с крекингом изопарафинов крекинг нормальных парафинов приводит к более высокому выходу продуктов. В докладе, озаглавленном Separation of Normal Paraffins from Isoparaffins, представленном авторами I.A.Reddock et al. на Одиннадцатой австралийской конференции по химической технологии, Брисбен, 4-7 сентября, 1983 года (the Eleventh Australian Conference on Chemical Engineering, Brisbane, 4-7 September, 1983), сообщается, что выход этилена в установке для крекинга можно увеличить, если в нее загружать С5-С9 поток нормальных парафинов, а не обычный С5-С9 бензин из промысловых газов (газоконденсатный бензин).
Разделение несметного числа компонентов бензино-лигроиновой фракции нефти на конкретные структурные типы при помощи фракционной перегонки - своего рода фракционирование - непомерно дорого и сложно, и поэтому любые попытки усовершенствования состава бензино-лигроиновой фракции, используемой в качестве исходного сырья для парового крекинга, должны основываться на использовании других средств, которые оказывают воздействие на тип структуры, таких как экстракция.
Преимущества от разделения различных классов углеводородов, входящих в состав фракций нефти, стали причиной разработки нескольких методик, в соответствии с которыми которых происходит разделение углеводородов по типу, а не по индивидуальной молекулярной массе или летучести. Например, для удаления ароматических углеводородов из смеси ароматических и парафиновых углеводородов можно использовать различные виды жидкостной экстракции. Для отделения олефинов от парафинов и для отделения нормальных (прямоцепочечных) парафинов от не являющихся нормальными, то есть от разветвленных парафинов и ароматических соединений, были разработаны методики адсорбционного разделения. Пример такого способа описывается в патентной заявке U.K. 2119398, в которой для селективной адсорбции прямоцепочечных углеводородов за исключением непрямоцепочечных углеводородов и соединений серы используют цеолит 5А, имеющий кристаллы с размерами больше 5 ангстрем.
Большие экономические преимущества в случае крупнотоннажной установки будут достигаться, если адсорбционное разделение осуществлять в непрерывном режиме, поэтому и были разработаны способы, обеспечивающие такое разделение. В патентах US-A-4006197, принадлежащем Н.J.Bieser, и 4455444, принадлежащем S.Kulprathipanja et al., описана методика реализации непрерывного способа адсорбционного разделения с моделированным подвижным слоем (SMB) для извлечения нормальных парафинов, который является предпочтительным для работы зоны абсорбционного разделения заявленного изобретения. Bieser описывает фракционирование потоков рафината и экстракта для извлечения десорбирующего агента, который используется в способе повторно.
US-A-3291726, принадлежащий автору D.В.Broughton, также описывает использование технологии с моделированным подвижным слоем для выделения нормальных парафинов из фракции, полученной из нефти. В данном патенте дополнительно сообщается, что десорбирующий агент, подходящий для использования в способе, можно получить в результате фракционной перегонки исходного сырья для установки, а рафинат и экстракт можно удалить из зоны адсорбции.
Сущность изобретения
Изобретение относится к способу адсорбционного разделения, который уменьшает затраты на разделение нормальных парафинов из бензино-лигроиновой углеводородной фракции с широким диапазоном температур кипения. Таким образом, изобретение относится к улучшенному способу извлечения смеси нормальных парафинов с широким диапазоном температур кипения, которая в высшей степени пригодна в качестве исходного сырья для установки парового крекинга, предназначенной для получения этилена. Одновременно способ приводит к получению наиболее желательного исходного сырья для каталитического реформинга. В результате использования для извлечения нормальных парафинов селективной адсорбции отчасти добиваются снижения общих затрат и упрощения способа, при этом десорбирующий агент, используемый в зоне адсорбции, получают из потока исходного сырья, являющегося бензино-лигроиновой фракцией, для всего способа. Это уменьшает необходимость извлечения десорбирующего агента для отправления на рецикл.
В общем случае вариант реализации изобретения можно охарактеризовать как способ получения потока исходного сырья, загружаемого в установку парового крекинга, который включает пропускание потока исходного сырья, содержащего С5-С9 углеводороды, в том числе С5-С9 нормальные парафины, в первую зону фракционирования и разделение углеводородов, поступающих в первую зону фракционирования, на первый поток технологического процесса, обогащенный С5 парафинами, и второй поток технологического процесса, содержащий С6-С9 углеводороды; пропускание второго потока технологического процесса в зону адсорбции зоны адсорбционного разделения и селективное удерживание нормальных парафинов на адсорбенте, расположенном в зоне адсорбции, с получением потока рафината, содержащего С6-С9 углеводороды, не являющиеся нормальными; пропускание первого потока технологического процесса в зону десорбции в зоне адсорбционного разделения в виде, по меньшей мере, части потока десорбирующего агента и удаление нормальных парафинов из адсорбента, присутствующего в зоне десорбции, с получением потока экстракта, содержащего С6-С9 нормальные парафины и С5 парафины; разделение, по меньшей мере, части потока экстракта во второй зоне фракционирования на третий поток технологического процесса, содержащий С5 парафины, и четвертый поток технологического процесса, содержащий С6-С9 нормальные парафины; пропускание четвертого потока технологического процесса в зону крекинга и получение этилена.
Краткое описание чертежа
Чертеж представляет собой упрощенную блок-схему технологического процесса, показывающую разделение исходной бензино-лигроиновой фракции линии 1 на поток исходного сырья для зоны адсорбции 4 и на десорбирующий агент линии 16.
Предпочтительные варианты реализации и подробное описание
Большую долю этилена, потребляемого при производстве различных пластиков и нефтехимических продуктов, таких как полиэтилен, получают в результате термического крекинга более высокомолекулярных углеводородов. Для уменьшения парциального давления углеводородов и увеличения выхода олефинов, а также для уменьшения эффективности образования и отложения углеродистых материалов в реакторах для крекинга к потоку исходного сырья, направляемого в реактор для крекинга, обычно примешивают водяной пар. Поэтому способ часто называют паровым крекингом или пиролизом.
Известно, что на результаты будет оказывать влияние состав исходного сырья, направляемого в реактор для парового крекинга. Основной причиной этого является то, что одни углеводороды подвергаются крекингу намного легче, чем другие. Ряд, определяемый склонностью углеводородов к крекингу с получением легких олефинов, обычно выглядит следующим образом: нормальные парафины, изопарафины, олефины, нафтены и ароматические соединения. Бензол и другие ароматические соединения в особенности трудно подвергаются крекингу, и они нежелательны в качестве исходного сырья для крекинга, так как с получением желательного продукта крекингу будут подвергаться только алкильные боковые цепи. Исходное сырье, направляемое в установку парового крекинга, обычно представляет собой смесь углеводородов, различающихся как по типу углеводородов, так и по количеству углеродных атомов. Данное разнообразие вызывает очень большие трудности с отделением от потока исходного сырья менее желательных компонентов исходного сырья, таких как ароматические соединения, при помощи фракционной перегонки. Ароматические соединения можно удалить при помощи экстракции растворителем или адсорбции. Целью рассматриваемого изобретения является создание способа облагораживания (получения) исходного сырья, направляемого в установку для способа парового крекинга. Специальной целью рассматриваемого способа является уменьшение затрат на удаление углеводородов, не являющихся нормальными, из потока исходного сырья для способа парового крекинга при помощи адсорбционного разделения.
Данные цели достигаются в результате использования адсорбционного разделения для фракционирования потока исходного сырья на фракцию нормальных парафинов для установки парового крекинга и на фракцию углеводородов, не являющихся нормальными, которую перепускают в другую зону конверсии или выводят из технологического процесса. Цели также достигаются в результате использования легких углеводородов, предпочтительно С5 парафинов, извлеченных из первоначального потока исходного сырья, в качестве десорбирующего агента в зоне адсорбционного разделения.
Потоки исходного сырья, направляемые в установку парового крекинга, могут быть достаточно разнообразными, и их можно выбирать из различных фракций нефти. Поток исходного сырья для рассматриваемого способа предпочтительно характеризуется диапазоном температур кипения, соответствующим диапазону температур кипения бензино-лигроиновой фракции или диапазону приблизительно от 36 до 195°С. В особенности предпочтительно загружать в зону парового крекинга С6-плюс фракцию, означающую, что поток исходного сырья по существу не содержит углеводородов, имеющих пять или менее углеродных атомов в молекуле. Также предпочтительно, чтобы поток исходного сырья не содержал бы значительных количеств, то есть более 5% (мол.), C12 углеводородов. Представительным потоком исходного сырья для рассматриваемого способа является С5-C11 фракция, полученная в результате фракционной перегонки фракции нефти, подвергнутой обработке в установке для гидроочистки. Обработка в установке для гидроочистки желательна для уменьшения содержания в исходном сырье серы и азота до приемлемых уровней. Вторым представительным исходным сырьем является подобная фракция, содержащая С5-С9 углеводороды. Диапазон количеств углеродных атомов в молекулах в исходном сырье предпочтительно равен, по меньшей мере, трем. В объем рассматриваемого изобретения входит также и случай, когда поток исходного сырья для способа содержит только более тяжелые С6-плюс углеводороды. В данном случае самые легкие (наиболее летучие) углеводороды - С6 углеводороды - концентрируют в потоке, который используют в качестве десорбента в зоне адсорбционного разделения. Легкая фракция, используемая в качестве десорбента, предпочтительно содержит по существу только углеводороды с одинаковым количеством углеродных атомов, например С5 или С6 углеводороды. Данная легкая фракция будет содержать широкий спектр типов углеводородов, но предпочтительно она содержит, по меньшей мере, 90% (мол.) молекул с одинаковым количеством углеродных атомов.
Обратимся теперь к чертежу, где поток исходного сырья с диапазоном температур кипения бензино-лигроиновой фракции подают в общий технологический процесс через линию 1. Поток исходного сырья пропускают в первую зону фракционирования 2. Данную зону фракционной перегонки спроектировали и эксплуатируют в качестве зоны удаления пентана, разделяющей поступающие углеводороды на результирующий поток верхнего погона, который в основном содержит С5 углеводороды, удаляемые через линию 16, и результирующий кубовый поток, net bottoms stream, который удаляют через линию 3 и который содержит остальные углеводороды потока исходного сырья. Нежелательно, чтобы С5 углеводороды были бы частью кубового потока, поскольку это будет препятствовать использованию С5 углеводородов в качестве десорбента, и также довольно нежелательно, чтобы частью потока верхнего погона были бы С6-плюс углеводороды.
Поэтому в первой зоне фракционирования желательно добиться хорошего разделения данных соединений. Полный результирующий поток верхнего погона через линию 16 можно пропустить в зону адсорбционного разделения 4 в качестве десорбента, но непрерывное извлечение и отправление на рецикл десорбента из потоков, выходящих из зоны адсорбционного разделения, означает то, что некоторая часть С5 углеводородов должна быть выведена из технологического процесса для того, чтобы нейтрализовать результирующее добавление С5 из потока исходного сырья. Один необязательный способ того, как это сделать, заключается в выведении из технологического процесса части обогащенного С5 потока верхнего погона линии 16 через линию 17. Остающуюся часть после этого пропускают через линию 19 и используют в качестве десорбента. В альтернативном варианте из технологического процесса можно выводить С5 углеводороды, извлеченные либо из потока экстракта, либо из потока рафината зоны адсорбционного разделения 4, несмотря на то, что данное вещество могут дополнять другие соединения, такие как изопарафины, которые предпочтительно из технологического процесса не выводить.
Результирующий кубовый поток линии 3 образует поток исходного сырья для зоны адсорбционного разделения 4. Зона адсорбционного разделения может относиться к любому подходящему типу, то есть быть с подвижным слоем или моделированным подвижным слоем, которые подходят для конкретной ситуации в способе. В зоне адсорбционного разделения результирующий кубовый поток разделяют при помощи селективного удерживания нормальных парафинов на селективном адсорбенте, расположенном в той части общей зоны адсорбционного разделения, которая предназначена для адсорбции, которая в настоящем описании называется зоной адсорбции. Нормальные парафины остаются на адсорбенте до тех пор, пока через адсорбент не пройдет поток десорбента, подаваемый через линию 18. Десорбент обладает свойствами, которые позволяют ему вытеснять более тяжелые нормальные парафины, что в результате приводит к образованию потока, который в настоящем описании называется потоком экстракта. Поток экстракта содержит нормальные парафины, которые ранее были селективно удержаны на адсорбенте, и определенное количество десорбента. Поток экстракта удаляют из зоны адсорбционного разделения 4 через линию 5 и пропускают во вторую зону фракционирования 6, называемую в уровне техники экстракционной колонной. Данную зону фракционирования разработали и эксплуатируют для разделения поступающих углеводородов на результирующий поток верхнего погона, обогащенный С5 десорбирующим агентом, и результирующий кубовый поток, обогащенный С6-С11 нормальными парафинами потока экстракта. Данные нормальные парафины пропускают через линию 7 в зону парового крекинга 8, эксплуатируемую в условиях парового крекинга, эффективных для превращения парафинов главным образом в этилен, выводимый из технологического процесса в виде потока продукта линии 9.
В данном варианте реализации более летучие С5 углеводороды потока экстракта концентрируют в результирующем потоке верхнего погона, удаляемом из зоны фракционирования 6 через линию 14. С5 поток примешивают ко второму потоку отправленных на рецикл С5 углеводородов по линии 13 и после этого пропускают через линию 15. После этого к смеси дополнительно прибавляют С5 углеводороды, поступающие через линию 19. Полный поток С5 углеводородов, образованных таким образом, пропускают в зону адсорбционного разделения 4 в качестве потока десорбента через линию 18.
В ходе стадии адсорбции в зоне разделения 4 не являющиеся нормальными компоненты результирующего кубового потока линии 3 проходят через зону адсорбции, не подвергаясь никаким воздействиям, и их удаляют из зоны 4 через линию 10 в виде потока технологического процесса, называемого потоком рафината. Поток рафината также содержит С5 углеводороды, которые ранее занимали свободные промежутки в слое (слоях) адсорбента, через который он прошел. Это десорбент, оставшийся с предшествующей стадии в цикле разделения. Поток рафината пропускают в третью зону фракционирования 11, называемую в уровне техники колонной рафината. Поток рафината в колонне 11 разделяют на результирующий поток верхнего погона линии 13 и на кубовый поток линии 12, называемый потоком продукта рафината. Поток верхнего погона обогащен С5 углеводородами, и его отправляют на рецикл в зону адсорбционного разделения 4 в качестве десорбента. Кубоый поток содержит смесь парафинов нелинейного строения, ароматических соединений и нафтенов, и его пропускают в зону каталитического реформинга 17 для получения высокооктановых компонентов моторного топлива, удаляемых из технологического процесса через линию 20.
Как и в большинстве случаев с интегрированными в единое целое несколькими технологическими установками, существует много необязательных вариаций. Например, линию 22 можно использовать для пропускания всего или части потока экстракта зоны адсорбции 4 непосредственно в зону парового крекинга 8. Это - необязательная операция, но она очень выгодна, и ее предпочтительно реализовать на практике, если в потоке исходного сырья линии 1 имеется достаточно С5 вещества, чтобы позволить вывести С5 углеводороды таким образом. Проход полного потока экстракта непосредственно из зоны адсорбции в зону крекинга значительно уменьшает затраты на весь способ. Это исключает необходимость капиталовложений и эксплуатационных затрат, имевших место для колонны экстракта в случае зон адсорбционного разделения с SMB предшествующего уровня техники. Затраты на сооружение и эксплуатацию данной колонны значительны, и их устранение позволит создать способ с меньшим уровнем затрат. Проход всего или части экстракта непосредственно в зону крекинга для получения этилена возможен, потому что десорбент главным образом, обычно приблизительно на 85%, представляет собой нормальные парафины и, таким образом, представляет собой хороший материал исходного сырья для зоны крекинга.
Использование рассматриваемого изобретения на нефтеперерабатывающем заводе с существующими установками каталитического реформинга и крекинга, которые получают исходное сырье из одного источника, может привести к возникновению дисбаланса в используемом исходном сырье, направляемом в зону реформинга. Это объясняется тем, что необходимо компенсировать удаление соединений нелинейного строения из потока исходного сырья линии 1. То есть необходимо увеличить величину расхода в линии 1 для того, чтобы нейтрализовать удаление углеводородов, не являющихся нормальными, в зоне 4 и выдержать постоянство скорости загрузки в зону крекинга через линию 7. При нормальном распределении углеводородных соединений это увеличивает количество С6-плюс исходного сырья, образованного для установки реформинга. Для того чтобы это скомпенсировать, предпочтительно провести фракционирование потока рафината линии 12 для удаления С6 и С7 ациклических парафинов. Это можно осуществить, пропуская поток продукта рафината в необязательную колонну фракционной перегонки 24. Функция данной колонны заключается в удалении более легких С6 углеводородов и необязательно некоторых или всех С7 углеводородов. Таким образом удаляют все С6 углеводороды, но фракционирование предпочтительно регулируют таким образом, чтобы дать возможность С7 нафтенам остаться в исходном сырье для зоны реформинга. Данную степень удаления углеводородов определили как достаточную для обычной компенсации повышенной скорости образования исходного сырья для реформинг-установки в полном технологическом процессе. Дополнительное фракционирование оказывает синергетическое действие. С6-С7 соединения, которые удаляют, обычно и без дополнительной переработки представляют собой идущий на смешение с бензином продукт высокого качества. В дополнение к этому, по сравнению с С6-плюс веществом предшествующего уровня техники оставшееся С7-плюс вещество еще лучше в качестве исходного сырья для реформинга. Таким образом, общие эксплуатационные характеристики зоны реформинга также улучшаются в том, что касается октанового числа и снижения выхода.
Зона 17 представляет собой зону каталитического реформинга, но в альтернативном варианте она может быть и зоной ароматизации. Каталитический реформинг описывается в части 4 в Handbook of Petroleum Refining, 2nd edition, by Robert A.Meyers, McGraw Hill, 1996. В зоне реформинга можно использовать катализатор, содержащий платину и олово на оксиде алюминия или платину на цеолите, таком как L-цеолит. Данный катализатор может удерживаться в неподвижном, подвижном или псевдоожиженном слоях или в комбинации данных типов реакторов. Дополнительная информация приводится в US-A-6001241; 6013173 и 6036845. Все четыре указанные ссылки включены в настоящее описание в связи с описанием в них каталитического реформинга.
Предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения, включающий непосредственное пропускание экстракта в зону крекинга, можно охарактеризовать как способ конверсии углеводородов с получением этилена, где способ включает пропускание потока исходного сырья технологического процесса, содержащего С5-С11 углеводороды, в том числе С5-C11 нормальные парафины и С5-С11 парафины, не являющиеся нормальными, в первую зону фракционирования и разделение углеводородов, поступающих в первую зону фракционирования на первый поток технологического процесса, обогащенный С5 парафинами, и второй поток технологического процесса, содержащий С6-С11 углеводороды; пропускание второго потока технологического процесса в зону адсорбции зоны адсорбционного разделения, работающую в условиях протекания адсорбции, и селективное удерживание парафинов нормального строения на определенном количестве адсорбента, расположенного в зоне адсорбции, с получением потока рафината, содержащего С5 парафины нормального строения и С6-С11 углеводороды, имеющие нелинейное строение; пропускание первого потока технологического процесса в зону десорбции зоны адсорбционного разделения, работающую в условиях протекания десорбции, в виде, по меньшей мере, части потока десорбента и удаление парафинов нормального строения с адсорбента, присутствующего в зоне десорбции, с получением потока экстракта, содержащего С6-С11 парафины нормального строения и С5 парафины; разделение потока рафината во второй зоне фракционирования на третий поток технологического процесса, содержащий С5 парафины, и четвертый поток технологического процесса, содержащий С6-С11 парафины, имеющие нелинейное строение и пропускание, по меньшей мере, части потока экстракта непосредственно в зону парового крекинга, работающую в условиях парового крекинга, и получение этилена.
Каждая из зон фракционирования, использованная в способе, предпочтительно включает одну колонну фракционной перегонки. Однако фракционирование или разделение различных потоков технологического процесса при желании можно проводить и на другом подходящем оборудовании. Как уже упоминалось ранее, полное извлечение С5 углеводородов или другого легкого углеводорода, представляющего собой верхний погон из всех трех зон фракционирования, приведет в результате к появлению избытка С5 углеводородов и к необходимости отвода некоторого их количества из технологического процесса. Альтернативным вариантом является непрепятствование уходу определенного количества С5 углеводородов из технологического процесса с потоками экстракта и/или рафината. Это можно сделать, либо проведя регулировку работы зон фракционирования, либо прибегая к использованию разделения, менее точного в своей основе. Использование простых зон с мгновенным однократным равновесным испарением или зон с мгновенным однократным равновесным испарением с дефлегмацией представляет собой один пример данной необязательной альтернативной методики отвода С5. В результате не только происходит направление данных легких соединений в подходящий технологический процесс, расходующий углеводороды, но также и уменьшаются общие капиталовложения и эксплуатационные затраты, необходимые для получения сырья, что, таким образом, содействует достижению целей настоящего изобретения.
Стадию разделения рассматриваемого способа можно реализовать в одном большом слое адсорбента или в нескольких параллельных слоях, воспользовавшись методикой для подвижного слоя. Однако было обнаружено, что адсорбционное разделение с моделированным подвижным слоем позволяет добиться нескольких преимуществ, таких как высокая чистота и извлечение. Поэтому во многих случаях разделение нефтехимических продуктов в коммерческих масштабах, в особенности для извлечения смешанных парафинов, осуществляют с использованием технологии моделированного противоточного подвижного слоя (SMB). Процитированные ранее ссылки включены в настоящее описание в связи с описанием в них эксплуатационных характеристик способа. Дополнительные подробности в отношении оборудования и методик реализации способа с SMB можно найти в US-A-3208833, US-A-3214247, US-A-3392113, US-A-3455815, US-A-3523762, US-A-3617504, US-A-4006197, US-A-4133842 и US-A-4434051. Другой тип эксплуатации моделированного подвижного слоя, который можно реализовать при использовании подобного оборудования, адсорбента и условий, но который моделирует прямоточное течение адсорбента и жидкости в адсорбционных камерах, описывается в US-A-4402832 и 4498991.
Условия эксплуатации адсорбционной камеры, используемой в рассматриваемом изобретении, включают в общем случае температурный диапазон от приблизительно 20 до приблизительно 250°С, при этом предпочтителен диапазон от приблизительно 60 до приблизительно 200°С. В высшей степени предпочтительны температуры от 90°С до 160°С. Условия адсорбции также предпочтительно включают давление, достаточное для удерживания текучих сред технологического процесса в жидкой фазе; давление может находиться в диапазоне от приблизительно атмосферного до приблизительно 87 кПа (600 фунт/дюйм2 (избыточное). Условия десорбции в общем случае включают те же самые температуру и давление, что и использованные для условий адсорбции. В общем случае предпочитается реализовать способ с использованием SMB при величине расхода А:F через зону адсорбции в широком диапазоне приблизительно от 1:1 до 5:0,5, где А представляет собой объемную скорость «циркуляции» для объема селективных пор, а F представляет собой расход исходного сырья. Применение изобретения не требует использования значительных вариаций рабочих условий или состава десорбента в камерах адсорбента. То есть адсорбент предпочтительно остается при одной и той же температуре в ходе всего технологического процесса как во время адсорбции, так и во время десорбции.
Адсорбент, использованный в первой зоне адсорбции, предпочтительно содержит молекулярные сита на основе диоксида кремния - оксида алюминия с относительно однородными диаметрами пор, приблизительно равными 5 ангстремам. Это обеспечивается использованием молекулярных сит коммерчески доступного типа 5А, выпускаемых группой, занимающейся адсорбентами, компании UOP LLC, ранее компания Linde Division of Union Carbide Corporation.
Второй адсорбент, который можно использовать в зоне адсорбции, содержит силикалит. Силикалит хорошо описан в литературе. Он описан и защищен в патенте US-A-4061724, принадлежащем Grose et al. Более подробное описание содержится в статье "Silicalite, A New Hydrophobic Crystalline Silica Molecular Sieve", Nature, Vol.271, Feb.9, 1979, которая включена в настоящее описание для справки в связи с описанием и приведением в ней характеристик силикалита. Силикалит представляет собой гидрофобное молекулярное сито на основе кристаллического диоксида кремния с пересекающимися изогнутыми под прямым углом каналами, образованными с двумя геометриями поперечного сечения: круглым 6 Å и эллиптическим 5,1-5,7 Å для большой оси. Это обеспечивает наличие у силикалита высокой селективности как молекулярного сита для селекции по размерам. Вследствие наличия у него структуры, не содержащей алюминия и образованной из диоксида кремния, силикалит не проявляет ионообменных свойств. Таким образом, силикалит не является цеолитом. Силикалит также описывается в US-A-5262144, 5276246 и 5292900. Эти документы в основном относятся к обработке, которая уменьшает каталитическую активность силикалита, что дает возможность использовать его в качестве адсорбента. Использование силикалита не является предпочтительным.
Активный компонент адсорбента обычно используют в виде агломератов частиц с высокими физической прочностью и стойкостью к истиранию. Агломераты содержат активный адсорбирующий материал, диспергированный в аморфной неорганической матрице или связующем, которые в себе содержат каналы и полости, что делает возможным доступ текучей среды к адсорбирующему материалу. Способы формования кристаллических порошков в такие агломераты включают добавление неорганического связующего, в общем случае глины, содержащей диоксид кремния и оксид алюминия, к высокочистому порошку адсорбента во влажной смеси. Связующее способствует формованию или агломерации кристаллических частиц. Перемешанную смесь глина - адсорбент можно экструдировать в виде цилиндрических гранул или формовать в шарики, которые впоследствии кальцинируют для того, чтобы превратить глину в аморфное связующее со значительной механической прочностью. Адсорбент также можно связать с получением частиц с нерегулярной формой, образованных в результате распылительной сушки или же измельчения более крупных масс с последующей сортировкой по размерам на ситах. Таким образом, частицы адсорбента могут иметь форму экструдатов, таблеток, сфер или гранул с желательным диапазоном размеров частиц, предпочтительно от приблизительно 1,9 мм до 250 мкм (от 16 до приблизительно 60 номера сита (Standard U.S.Mesh)). В общем случае в качестве связующих используют глины типа каолина, водопроницаемые органические полимеры или диоксид кремния.
Являющийся молекулярным ситом активный компонент адсорбента обычно будет иметь форму небольших кристаллов, присутствующих в частицах адсорбента в количествах в диапазоне от приблизительно 75 до приблизительно 98% (мас.) от частицы, в расчете на композицию, не содержащую летучих компонентов. В общем случае определения для не содержащих летучих компонентов композиций компонентов проводят после кальцинирования адсорбента при 900°С для отгона всех летучих соединений. Оставшейся частью адсорбента в общем случае будет неорганическая матрица связующего, находящегося в однородной смеси с небольшими частицами материала силикалита. Данный материал матрицы может представлять собой дополнительный продукт процесса получения силикалита, например, со стадии намеренно неполной очистки силикалита во время его получения.
Специалисты в соответствующей области признают, что на эксплуатационные характеристики адсорбента часто оказывают очень сильное влияние некоторые факторы, не связанные с его составом, такие как рабочие условия, состав потока исходного сырья и содержание воды в адсорбенте. Поэтому оптимальные для данного способа состав адсорбента и рабочие условия зависят от нескольких связанных между собой переменных. Одной такой переменной является содержание воды в адсорбенте, которое выражают в настоящем описании через величины, определяемые в признанном тесте на потери после прокаливания (LOI). В тесте LOI содержание летучих веществ в цеолитовом адсорбенте определяют по разнице массы, полученной до и после высушивания образца адсорбента при 500°С в условиях продувки инертным газом, таким как азот, в течение периода времени, достаточного для достижения постоянной массы. Для рассматриваемого способа предпочтительно, чтобы в результате проведения теста LOI при 900°С содержание воды в адсорбенте давало бы величину менее 7,0%, предпочтительно в диапазоне от 0 до 4,0% (мас.).
Важной характеристикой адсорбента является скорость обмена экстрагированного из исходного сырья компонента на десорбенте или, другими словами, относительная скорость десорбции экстрагированного компонента. Данная характеристика непосредственно связана с количеством десорбента, которое должно быть использовано в способе для извлечения из адсорбента экстрагированного компонента. Более высокие скорости обмена уменьшают количество десорбента, необходимое для удаления экстрагированного компонента, и поэтому позволяют уменьшить эксплуатационные затраты способа. При более высоких скоростях обмена меньше десорбента необходимо прокачивать через технологический процесс и выделять из потока экстракта для повторного использования в способе. Скорости обмена зачастую зависят от температуры. В идеальном случае соединения десорбента должны иметь селективность, равную приблизительно 1 или несколько меньшую 1, в отношении всех компонентов экстракта так, чтобы все компоненты экстракта можно было бы десорбировать как класс при разумных расходах десорбента, и так, чтобы впоследствии компоненты экстракта смогли бы вытеснить десорбент на последующей стадии адсорбции.
Для извлечения парафинов нормального строения US-A-4992618, принадлежащий S.Kulprathipanja, описывает использование «предварительного импульса» компонента десорбента в способе с SMB. Предварительный импульс предназначен для улучшения извлечения нормальных парафинов из экстракта в пределах диапазона количеств углеродных атомов в молекулах исходного сырья. Предварительный импульс поступает в камеру адсорбента в точке перед (ниже на технологической схеме) точкой введения исходной смеси. Соответствующая методика технологического процесса с SMB представляет собой использование «промывки зоны». Промывка зоны образует буферную зону между линиями исходного сырья и слоя экстракта для того, чтобы не допускать попадания десорбента, например нормального пентана, в зону адсорбции. Поскольку для промывки зоны требуется использование более сложного и, таким образом, более дорогостоящего поворотного клапана, использование промывки зоны предпочтительно в зонах адсорбции, когда желателен продукт - экстракт с высокой чистотой. На практике количество смешанного компонента - десорбента, извлеченного в виде верхнего погона из колонн экстракционной и/или рафината, пропускают в отдельную разделительную колонну. Поток высокой чистоты компонента с меньшей концентрацией в смешанном компоненте - десорбенте извлекают и используют в качестве потока для промывки зоны. Дополнительную информацию об использовании десорбентов, состоящих из двух компонентов, и о методиках улучшения чистоты продукта, таких как использование потоков для промывки, можно получить в US-A-3201491, US-A-3274099, US-A-3715409, US-A-4006197 и US-A-4036745, которые включены в настоящее описание для справки в связи с описанием в них указанных аспектов технологии с использованием SMB.
Различные термины, использованные в настоящем описании, для целей данного изобретения определяют следующим образом. «Смесь исходного сырья» представляет собой смесь, содержащую один или несколько компонентов экстракта, и один или несколько компонентов рафината, разделяемую в данном способе. Термин «поток исходного сырья» обозначает поток смеси исходного сырья, который пропускают для контакта с адсорбентом, использованным в данном способе. «Компонент экстракта» представляет собой соединение или класс соединений, которые адсорбент адсорбирует более селективно, в то время как «компонент рафината» представляет собой соединение или тип соединения, который адсорбируется менее селективно. Термин «десорбент» в общем случае должен обозначать вещество, способное приводить к десорбции из адсорбента компонента экстракта. Термин «поток рафината» или «поток рафината на выходе» обозначает поток, в котором компонент рафината удаляют со слоя адсорбента после адсорбции соединений экстракта. Состав потока рафината может варьироваться от по существу 100% десорбента до по существу 100% компонентов рафината. Термин «поток экстракта» или «поток экстракта на выходе» обозначает поток, в котором вещество экстракта, которое было десорбировано с десорбента, удаляют со слоя адсорбента. Состав потока экстракта может варьироваться от по существу 100% десорбента до по существу 100% компонентов экстракта.
По меньшей мере, части потока экстракта и потока рафината пропускают в устройства разделения, обычно в колонны фракционной перегонки, где извлекают, по меньшей мере, часть десорбента и получают продукт - экстракт и продукт - рафинат. Термины «продукт - экстракт» и «продукт - рафинат» обозначают потоки, полученные в данном способе, содержащие соответственно компонент экстракта и компонент рафината, с более высокими концентрациями, по сравнению с теми, которые имеют поток экстракта и поток рафината, выводимые из камеры адсорбента. Поток экстракта может быть обогащен желательным соединением или же может содержать только увеличенную концентрацию. Термин «обогащен» предполагает указание на концентрацию указанного соединения или класса соединений, превышающую 50 мол.%.
В уровне техники обычным делом является группирование многочисленных слоев в адсорбционной камере (камерах) с SMB в несколько зон. Обычно технологический процесс описывают с учетом 4 или 5 зон. Первый контакт между потоком исходного сырья и адсорбентом происходит в зоне I - зоне адсорбции. Адсорбент или стационарная фаза в зоне I окружены жидкостью, которая содержит нежелательный изомер (изомеры), то есть рафинатом. Данную жидкость удаляют из адсорбента в зоне II, называемой зоной очистки. В зоне очистки нежелательные компоненты рафината вымывают из объема пустот слоя адсорбента при помощи вещества, которое легко отделить от желательного компонента при помощи фракционной перегонки. В зоне III камеры (камер) адсорбента желательный изомер высвобождают из адсорбента, воздействуя на адсорбент и промывая его при помощи десорбента (подвижная фаза). Высвобожденный желательный изомер и сопутствующий десорбент удаляют из адсорбента в виде потока экстракта. Зона IV представляет собой часть адсорбента, расположенного между зонами I и III, которую используют для разделения зон I и III. В зоне IV десорбирующий агент частично удаляют из адсорбента под действием текущей смеси десорбента и нежелательных компонентов потока исходного сырья. Поток жидкости через зону IV предотвращает загрязнение зоны III жидкостью зоны I в результате наличия потока, прямоточного с моделированным перемещением адсорбента от зоны III по направлению к зоне I. Более детальное объяснение для способов с моделированным подвижным слоем приводится в разделе «Адсорбционное разделение» в работе Kirk - Othmer Encyclopedia of Chemical Technology на странице 563. Термины «выше на технологической схеме» и «ниже на технологической схеме» используются в настоящем описании в их обычном значении, и их интерпретируют, основываясь на общем направлении, в котором жидкость течет в камере адсорбента. То есть, если в общем случае жидкость течет через вертикальную камеру адсорбента по направлению вниз, то тогда «выше на технологической схеме» эквивалентно позиции в камере вверху или выше.
В способе с SMB несколько стадий, например адсорбцию и десорбцию, проводят одновременно на различных частях массы адсорбента, удерживаемого в камере (камерах) адсорбента технологического процесса. Если способ реализуют с более значительным количеством слоев адсорбента в системе с подвижным слоем, то тогда стадии можно проводить и с некоторыми перерывами, но наиболее вероятно, что адсорбция и десорбция будут происходить в одно и то же время.
Claims (9)
1. Способ получения потока исходного сырья для загрузки в установку парового крекинга для получения этилена, включающий:
a) пропускание потока исходного сырья технологического процесса, содержащего C5-C9, углеводороды, в том числе С5-C9 нормальные парафины, в первую зону фракционирования и разделение углеводородов, поступающих в первую зону фракционирования на первый поток технологического процесса, обогащенный C5 парафинами, и второй поток технологического процесса, содержащий С6-C9 углеводороды;
b) пропускание второго потока технологического процесса в зону адсорбции зоны адсорбционного разделения и селективное удерживание нормальных парафинов на адсорбенте, расположенном в зоне адсорбции, с получением потока рафината, содержащего С6-С9 углеводороды, имеющие нелинейное строение, и C5 парафины;
c) пропускание первого потока технологического процесса в зону десорбции в зоне адсорбционного разделения в виде, по меньшей мере, части потока десорбирующего агента и удаление нормальных парафинов с адсорбента, присутствующего в зоне десорбции, с получением потока экстракта, содержащего С6-C9 нормальные парафины;
d) разделение, по меньшей мере, части потока рафината в зоне фракционирования рафината на первую фракцию рафината, содержащую С5 парафины, и вторую фракцию рафината, содержащую С6-C9 углеводороды, имеющие нелинейное строение;
е) пропускание, по меньшей мере, части потока экстракта в зону крекинга и получение этилена.
2. Способ по п.1, где поток исходного сырья технологического процесса содержит С5-С11 углеводороды, в том числе С5-С11 нормальные парафины, второй поток технологического процесса содержит С6-С11 углеводороды, поток рафината содержит С6-С11 углеводороды, имеющие нелинейное строение, поток экстракта содержит С6-С11 нормальные парафины, а вторая фракция рафината содержит С6-С11 углеводороды, имеющие нелинейное строение.
3. Способ по п.1 или 2, где, по меньшей мере, часть первой фракции рафината отправляют на рецикл в зону адсорбционного разделения в виде, по меньшей мере, части упомянутого потока десорбента.
4. Способ по п.1 или 2, где, по меньшей мере, часть второй фракции рафината пропускают в зону реформинга.
5. Способ по п.1 или 2, где еще одну часть потока рафината пропускают непосредственно в зону реформинга.
6. Способ по п.1 или 2, где вторую фракцию рафината разделяют на третий поток технологического процесса, содержащий С6 углеводороды, и четвертый поток технологического процесса, содержащий С7-C9 углеводороды, имеющие нелинейное строение, и четвертый поток технологического процесса пропускают в зону реформинга.
7. Способ по п.1 или 2, где поток экстракта дополнительно содержит С5 углеводороды, а часть потока экстракта разделяют в зоне фракционирования экстракта на первую фракцию экстракта, содержащую С5 парафины, и вторую фракцию экстракта, содержащую С6+ нормальные парафины.
8. Способ по п.7, где, по меньшей мере, часть первой фракции экстракта отправляют на рецикл в зону адсорбционного разделения в виде, по меньшей мере, части упомянутого потока десорбента.
9. Способ по п.7, где зона фракционирования экстракта включает зону с мгновенным однократным равновесным испарением или зону с мгновенным однократным равновесным испарением с ректификацией.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IB09/698948 | 2000-10-30 | ||
| IB09/698,948 | 2000-10-30 | ||
| US09/698,948 US6407301B1 (en) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | Ethylene production by steam cracking of normal paraffins |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003116051A RU2003116051A (ru) | 2004-12-10 |
| RU2267516C2 true RU2267516C2 (ru) | 2006-01-10 |
Family
ID=24807288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003116051/04A RU2267516C2 (ru) | 2000-10-30 | 2001-10-26 | Получение этилена в результате парового крекинга нормальных парафинов |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6407301B1 (ru) |
| EP (1) | EP1335961B1 (ru) |
| KR (1) | KR100777861B1 (ru) |
| CN (1) | CN1262626C (ru) |
| AT (1) | ATE359346T1 (ru) |
| AU (1) | AU2002210825A1 (ru) |
| DE (1) | DE60127855T2 (ru) |
| ES (1) | ES2283438T3 (ru) |
| NO (1) | NO20031924L (ru) |
| RU (1) | RU2267516C2 (ru) |
| TW (1) | TW574360B (ru) |
| WO (1) | WO2002036716A1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2554511C2 (ru) * | 2009-11-10 | 2015-06-27 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Способ получения олефинов |
| RU2560185C2 (ru) * | 2009-11-10 | 2015-08-20 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Способ и интегрированная система для приготовления низшего олефинового продукта |
| RU2786677C1 (ru) * | 2019-04-05 | 2022-12-23 | ЛАММУС ТЕКНОЛОДЖИ ЭлЭлСи | Способ преобразования сырых нефтей и конденсатов в химические продукты с использованием комбинации добавления водорода и удаления углерода |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7255848B2 (en) * | 2002-10-01 | 2007-08-14 | Regents Of The Univeristy Of Minnesota | Production of hydrogen from alcohols |
| US7262334B2 (en) * | 2002-11-13 | 2007-08-28 | Regents Of The University Of Minnesota | Catalytic partial oxidation of hydrocarbons |
| US20050038304A1 (en) * | 2003-08-15 | 2005-02-17 | Van Egmond Cor F. | Integrating a methanol to olefin reaction system with a steam cracking system |
| US20050101814A1 (en) * | 2003-11-07 | 2005-05-12 | Foley Timothy D. | Ring opening for increased olefin production |
| US7235172B2 (en) * | 2004-02-25 | 2007-06-26 | Conocophillips Company | Olefin production from steam cracking using process water as steam |
| US7683232B2 (en) | 2004-05-25 | 2010-03-23 | Regents Of The University Of Minnesota | Production of olefins having a functional group |
| US7846322B2 (en) * | 2005-03-11 | 2010-12-07 | Uop Llc | Integrated refinery with enhanced olefin and reformate production |
| EP1856232A4 (en) * | 2005-03-11 | 2012-12-12 | Uop Llc | INTEGRATED REFINERY WITH PRODUCTION OF OLEFINS AND IMPROVEMENT AND REFORMATS |
| US20060205988A1 (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-14 | Rice Lynn H | Ethylene production by steam cracking of normal paraffins |
| US20070251861A1 (en) * | 2006-04-26 | 2007-11-01 | Fina Technology, Inc. | Petrochemical processes |
| KR100849987B1 (ko) | 2007-05-30 | 2008-08-04 | 한국에너지기술연구원 | 유동층접촉분해 배가스로부터 에틸렌 농축 기술 |
| US7638675B2 (en) * | 2007-09-07 | 2009-12-29 | Uop Llc | Processes for the isomerization of normal butane to isobutane |
| US7638674B2 (en) * | 2007-09-07 | 2009-12-29 | Uop Llc | Processes for the isomerization of paraffins of 5 and 6 carbon atoms with methylcyclopentane recovery |
| US7812207B2 (en) * | 2007-09-07 | 2010-10-12 | Uop Llc | Membrane separation processes and systems for enhanced permeant recovery |
| US7638676B2 (en) * | 2007-09-07 | 2009-12-29 | Uop Llc | Processes for the isomerization of feedstocks comprising paraffins of 5 to 7 carbon atoms |
| US8273938B2 (en) * | 2008-11-17 | 2012-09-25 | Uop Llc | Heavy olefin production process |
| US8211312B2 (en) * | 2009-03-27 | 2012-07-03 | Uop Llc | Separation system and method |
| US8283511B2 (en) * | 2010-03-30 | 2012-10-09 | Uop Llc | Ethylene production by steam cracking of normal paraffins |
| TWI544067B (zh) | 2011-05-27 | 2016-08-01 | China Petrochemical Technology Co Ltd | A Method for Catalytic Recombination of Naphtha |
| JP2015516867A (ja) | 2012-03-16 | 2015-06-18 | トリッシュラー、クリスツィアンＴＲＩＳＣＨＬＥＲ，Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ | 触媒、触媒の調製方法、ならびにオレフィン調製のための方法および装置における触媒の使用 |
| US20140171704A1 (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-19 | Uop Llc | Methods and apparatuses for producing ethylene and propylene from naphtha feedstock |
| CN104031680B (zh) * | 2013-03-05 | 2016-04-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种由石脑油生产烯烃和低苯含量汽油的方法 |
| CN104031679B (zh) * | 2013-03-05 | 2016-05-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种由石脑油生产烯烃和芳烃的方法 |
| US20150045597A1 (en) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Uop Llc | Integrated process for gasoline or aromatics production |
| CN104927919B (zh) * | 2014-03-18 | 2017-02-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 由石脑油生产烯烃和低苯含量汽油组分的方法 |
| CN106318459A (zh) * | 2015-07-01 | 2017-01-11 | 中国石化扬子石油化工有限公司 | 一种轻石脑油优化利用的方法 |
| WO2017196556A1 (en) * | 2016-05-11 | 2017-11-16 | Uop Llc | Flow control to meet e70 gasoline specifications |
| CN108463539B (zh) * | 2016-05-11 | 2020-07-24 | 环球油品公司 | 使用铂重整方法来异构化轻链烷烃 |
| FI128378B (en) * | 2019-04-03 | 2020-04-15 | Neste Oyj | Process and input material for the production of hydrocarbons |
| US11021422B1 (en) * | 2019-12-04 | 2021-06-01 | Saudi Arabian Oil Company | Integrated processes to produce gasoline blending components from light naphtha |
| KR102376990B1 (ko) * | 2020-01-20 | 2022-03-18 | 한화토탈 주식회사 | 노말파라핀 생산 흡착 공정의 증류탑 배열 개선에 따른 노말파라핀 제조방법 |
| US20210277316A1 (en) * | 2020-03-07 | 2021-09-09 | Uop Llc | Process for increasing the concentration of normal hydrocarbons in a stream |
| US20230365876A1 (en) * | 2022-05-16 | 2023-11-16 | Saudi Arabian Oil Company | Systems and processes to maximize aromatics and olefin production |
| US12365839B2 (en) | 2022-09-08 | 2025-07-22 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Integration of polymeric waste co-processing in cokers to produce circular chemical products from coker gas |
| US12391892B2 (en) | 2022-09-08 | 2025-08-19 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Integration of polymeric waste co-processing in cokers to produce circular chemical products from coker gas oil |
| CN117987171B (zh) * | 2022-11-01 | 2025-11-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种石脑油的吸附分离方法和系统 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2945804A (en) * | 1957-03-11 | 1960-07-19 | Exxon Research Engineering Co | Hydroformate feed improved by adsorption of normal paraffins |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3007863A (en) * | 1959-04-24 | 1961-11-07 | Texaco Inc | Method of treating a petroleum fraction using molecular sieve aluminosilicate selective adsorbents |
| US3291726A (en) | 1964-05-04 | 1966-12-13 | Universal Oil Prod Co | Continuous simulated countercurrent sorption process employing desorbent made in said process |
| US4006197A (en) | 1975-11-19 | 1977-02-01 | Uop Inc. | Process for separating normal paraffins |
| US4184943A (en) * | 1978-12-21 | 1980-01-22 | Uop Inc. | Fractionation in an adsorptive hydrocarbon separation process |
| US4455444A (en) | 1981-07-30 | 1984-06-19 | Uop Inc. | Low temperature process for separating hydrocarbons |
| US4394254A (en) | 1982-04-26 | 1983-07-19 | Texaco Inc. | Method for separating straight chain hydrocarbons using zeolites having large crystals |
| KR930011927B1 (ko) * | 1986-01-21 | 1993-12-22 | 다이호오 고오교오 가부시끼가이샤 | 연료 첨가제 |
| KR950005682B1 (ko) * | 1989-03-20 | 1995-05-29 | 가부시끼가이샤 자팬에너지 | 방향족의 함량이 높은 용매의 생산방법 |
| US5026951A (en) * | 1990-01-09 | 1991-06-25 | Uop | Process for paraffin isomerization with liquid phase adsorptive product separation |
| US5132486A (en) * | 1990-10-09 | 1992-07-21 | Wylie Engineering & Construction, Inc. | Adsorption-desorption separation process for the separation of low and high octane components in virgin naphthas |
| US5107052A (en) * | 1990-12-31 | 1992-04-21 | Uop | Extraction of dimethyl paraffins from isomerates |
| KR930006393B1 (ko) * | 1991-02-11 | 1993-07-14 | 유오피 | 비-노르말 탄화수소프리펄스 스트림(pre-pulse stream)을 이용한 개선된 노르말 파라핀 흡착분리방법 |
-
2000
- 2000-10-30 US US09/698,948 patent/US6407301B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-10-26 AU AU2002210825A patent/AU2002210825A1/en not_active Abandoned
- 2001-10-26 RU RU2003116051/04A patent/RU2267516C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-10-26 KR KR1020037005929A patent/KR100777861B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-26 ES ES01978736T patent/ES2283438T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-26 DE DE60127855T patent/DE60127855T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-26 CN CNB018180124A patent/CN1262626C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-26 WO PCT/IB2001/002012 patent/WO2002036716A1/en not_active Ceased
- 2001-10-26 EP EP01978736A patent/EP1335961B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-26 AT AT01978736T patent/ATE359346T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-10-30 TW TW090126897A patent/TW574360B/zh not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-04-29 NO NO20031924A patent/NO20031924L/no not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2945804A (en) * | 1957-03-11 | 1960-07-19 | Exxon Research Engineering Co | Hydroformate feed improved by adsorption of normal paraffins |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2554511C2 (ru) * | 2009-11-10 | 2015-06-27 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Способ получения олефинов |
| RU2560185C2 (ru) * | 2009-11-10 | 2015-08-20 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Способ и интегрированная система для приготовления низшего олефинового продукта |
| RU2786677C1 (ru) * | 2019-04-05 | 2022-12-23 | ЛАММУС ТЕКНОЛОДЖИ ЭлЭлСи | Способ преобразования сырых нефтей и конденсатов в химические продукты с использованием комбинации добавления водорода и удаления углерода |
| RU2833339C2 (ru) * | 2019-07-17 | 2025-01-17 | Ифп Энержи Нувелль | Способ получения олефинов, включающий гидроочистку, деасфальтизацию, гидрокрекинг и паровой крекинг |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1476474A (zh) | 2004-02-18 |
| KR20030096229A (ko) | 2003-12-24 |
| WO2002036716B1 (en) | 2002-08-15 |
| DE60127855T2 (de) | 2007-11-29 |
| EP1335961B1 (en) | 2007-04-11 |
| TW574360B (en) | 2004-02-01 |
| NO20031924D0 (no) | 2003-04-29 |
| ES2283438T3 (es) | 2007-11-01 |
| DE60127855D1 (de) | 2007-05-24 |
| AU2002210825A1 (en) | 2002-05-15 |
| CN1262626C (zh) | 2006-07-05 |
| WO2002036716A1 (en) | 2002-05-10 |
| KR100777861B1 (ko) | 2007-11-27 |
| NO20031924L (no) | 2003-06-23 |
| WO2002036716A8 (en) | 2004-03-04 |
| US6407301B1 (en) | 2002-06-18 |
| EP1335961A1 (en) | 2003-08-20 |
| ATE359346T1 (de) | 2007-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2267516C2 (ru) | Получение этилена в результате парового крекинга нормальных парафинов | |
| US8283511B2 (en) | Ethylene production by steam cracking of normal paraffins | |
| US6483002B1 (en) | Integrated fractional distillation for adsorptive separation process | |
| US6472578B1 (en) | Isomerization with adsorptive separation and dividing wall fractional distillation | |
| US6348637B1 (en) | Multifunction fractionation column for adsorptive separation processes | |
| US6395951B1 (en) | Adsorptive separation product recovery by fractional distillation | |
| KR100845198B1 (ko) | 파라-크실렌의 회수를 위한 흡착 분리 방법 | |
| US9302958B2 (en) | Process for increasing the yield of an isomerization zone | |
| US9302960B2 (en) | Process for producing a feed stream for a steam cracker | |
| KR100909642B1 (ko) | 노르말 파라핀의 스팀 크래킹에 의한 에틸렌의 제조법 | |
| US9302956B2 (en) | Process for increasing the yield of an isomerization zone fractionation | |
| RU2675242C1 (ru) | Способ увеличения выхода из зоны изомеризации | |
| US5510564A (en) | N-paraffin purification process with removal of aromatics | |
| US9302957B2 (en) | Process for controlling the yield of an isomerization zone | |
| US20150045602A1 (en) | Process for promoting disproportionation reactions and ring opening reactions within an isomerization zone |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101027 |