Евразийский сервер публикаций

Евразийский патент № 039642

   Библиографические данные
(11)039642    (13) B1
(21)201700020

 A ]   B ]   C ]   D ]   E ]   F ]   G ]   H ] 

Текущий раздел: C     


Документ опубликован 2022.02.21
Текущий бюллетень: 2022-02  
Все публикации: 039642  
Реестр евразийского патента: 039642  

(22)2017.01.13
(51) C10G 50/00 (2006.01)
B01J 29/40 (2006.01)
B01J 29/42 (2006.01)
C10L 1/06 (2006.01)
C10L 1/08(2006.01)
(43)A1 2018.07.31 Бюллетень № 07  тит.лист, описание 
(45)B1 2022.02.21 Бюллетень № 02  тит.лист, описание 
(71)БАРИЛЬЧУК МИХАЙЛО (UA)
(72)Барильчук Михайло (UA), Ростанин Николай Николаевич, Шлейникова Елизавета Леонидовна (RU)
(73)БАРИЛЬЧУК МИХАЙЛО (UA)
(74)Рыбина Н.А., Рыбин В.Н. (RU)
(54)СПОСОБ ОЛИГОМЕРИЗАЦИИ ОЛЕФИНОВ C2-C10 И КОМПЛЕКСНАЯ УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВЫХ БЕНЗИНОВ, ДИЗЕЛЬНЫХ ФРАКЦИЙ ИЛИ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФРАКЦИЙ C1-C10 РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА И КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ C1-C6 С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
   Формула 
(57) 1. Способ каталитической олигомеризации индивидуальных олефинов С2-C10 или их смесей между собой в любом соотношении и/или с парафинами C1-C10, и/или с водородом в присутствии кислородсодержащих соединений C1-C6, выбранных из C1-C6 спиртов или их простых эфиров, в бензиновые углеводороды при повышенных температуре и давлении, выбранных из интервалов температуры 250-450°C и давления 0,1-4,0 МПа, в котором осуществляют контакт сырья с цеолитным катализатором олигомеризации состава, мас.%: цеолит - 40,0-80,0, промотор (промоторы) - 1,0-4,0, связующий компонент - остальное до 100, содержащим цеолит группы пентасилов, выбранный из ZSM-5, ZSM-11, с мольным отношением SiO2/Al2O3=20-80 моль/моль и остаточным содержанием оксида натрия не более 0,2 мас.%, содержащим связующий компонент, выбранный из g-оксида алюминия, диоксида кремния, синтетического алюмосиликата, диоксида циркония, содержащим промотор (промоторы) оксид цинка, либо смесь оксида цинка и одного или нескольких элементов или их оксидов, выбранных из железа(III), магния, кальция, галлия, церия, лантана, неодима, празеодима, платины, кобальта, хрома, меди, бора, фтора, фосфора, отличающийся тем, что в поток сырья дополнительно вводят изобутан в количестве (0,5-5,0):1 по отношению к олефинсодержащей фракции (по объему) при отношении олефинсодержащей фракции к кислородсодержащей фракции (по объему) 1,0:(0,05-0,5).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс олигомеризации олефинсодержащего сырья осуществляют при температуре 250-450°C, давлении 0,1-4,0 МПа, объемной скорости подачи сырья (по жидкости) 0,1-10,0 ч-1 в адиабатических или изотермических условиях.
3. Комплексная установка для осуществления способов по пп.1, 2 для получения высокооктановых бензинов, дизельных фракций или ароматических углеводородов из смеси углеводородов C1-C10 различного состава, выбранных из низкооктановых бензиновых фракции н.к. - 180°C, 90-160°C или более узких фракций, пентан-гептановых или гексановых фракций, пропан-бутановых фракций, широкой фракции легких углеводородов - продукта газоперерабатывающих заводов (ШФЛУ), и/или олефинов С2-C10, и/или их смеси друг с другом, и/или с парафинами C1-C10, и/или с водородом в присутствии кислородсодержащих соединений, выбранных из спиртов C1-C6 и/или их простых эфиров, включающая один или более параллельно расположенных секционированных адиабатических реакторов, состоящих из одного или более стационарных слоев (секций) цеолитсодержащего катализатора с подводом или отводом тепла между слоями (секциями) катализатора, или одного или более параллельно расположенных изотермических реакторов с тепловыми трубами, и/или змеевиками, и/или трубными теплообменными устройствами, и/или панелями с подводом или отводом тепла с цеолитсодержащим катализатором и возможностью подачи в сырьевую смесь, а также во второй и каждый последующий слой (секцию) с цеолитсодержащим катализатором в адиабатическом реакторе нагретой в огневом или электронагревателе части газа (H2 и углеводороды C14), выделенной в трехфазном сепараторе (С-1) из потока продуктов реакции после их частичной конденсации, с целью ее циркуляции через катализатор для подвода или отвода тепла в адиабатическом реакторе (Р-1 или Р-2), превращения содержащихся в ней непредельных углеводородов и увеличения межрегенерационного пробега катализатора, технологически обвязанные с реактором (реакторами) трубопроводами печи для нагревания сырья, огневой или электронагреватель для нагревания циркулирующих продуктов реакции, теплообменники для нагревания сырья и продуктов, холодильники для охлаждения продуктов, сепараторы, в том числе трехфазный (С-1), для частичной конденсации и сепарации продуктов, емкости, насосы, компрессоры, ректификационные колонны для ректификации продуктов реакции, отличающаяся тем, что включает блок, состоящий хотя бы из одного реактора (Р-3), для удаления соединений серы с использованием водорода, в том числе собственного, образовавшегося в процессе водородсодержащего газа, из хотя бы части углеводородного сырья C1-C10, в который направляют нагретое сырье, из реактора (Р-3) выводят поток очищенного от серы сырья и направляют его в нагреватель сырья изотермического реактора (Р-1 или Р-2) или первого слоя (секции) адиабатического реактора (Р-1 или Р-2), включает ректификационную колонну (К-2) для выделения компонентов C5+ из углеводородного сырья в случае ароматизации этого сырья и в нагреватель сырья изотермического реактора или первого слоя (секции) адиабатического реактора (Р-1 или Р-2) направляют содержащий углеводороды C14 парофазный поток с верха колонны (К-2) после выделения рефлюкса, при этом ректификацией из ШФЛУ выделяют фракции C3, С4, С5-C6 или С5-C7 и эти фракции направляют на ароматизацию раздельно друг от друга в разные изотермические реакторы или на разные полки (секции) с цеолитсодержащим катализатором в адиабатическом реакторе при разных температурных условиях, включает хотя бы один адсорбер (А-1), заполненный адсорбентом и селективно адсорбирующий углеводороды C5+, в том числе ароматические углеводороды, в который направляют парофазный поток, выделенный в трехфазном сепараторе (С-1) из потока продуктов, и выводят обедненный С5+-углеводородами парофазный поток, содержащий водород и углеводороды C1-C4, при этом в качестве потока сырья используют также изобутан, который предварительно нагретый подается один и/или в смеси с кислородсодержащими соединениями C1-C6 и/или в смеси с олефинсодержащим сырьем, содержащим в своем составе олефины C2-C10, как на вход в реакционную часть изотермического реактора или в первый слой (секцию) адиабатического реактора, так и во второй и/или каждый последующий слой (секцию) адиабатического реактора, при этом последовательность соединения технологических аппаратов трубопроводами в установке такая, что сырьё - сырьевая углеводородная фракция C1-C10 и изобутан - из сырьевой ёмкости (Е-1) поступает на приём сырьевого насоса (Н-1), куда подаётся другим насосом (Н-2) сырьевая кислородсодержащая фракция C1-C6 из второй сырьевой ёмкости (Е-2), при этом ШФЛУ предварительно разделяется в ректификационной колонне разделения ШФЛУ (К-2) на фракции C14, С57, С56, С5+, С6+ или С7+, и в качестве сырья установки может быть использована любая из этих фракций, установка включает в себя реактор (реактора) сероочистки (Р-3) сырьевой углеводородной фракции C1-C10, расположенный до ректификационной колонны разделения ШФЛУ (К-2), с использованием полученного в процессе водородсодержащего газа, далее сырьевая смесь проходит трубное пространство двух теплообменников (Т-1, Т-3), где нагревается газопродуктовым потоком, поступающим из каталитического реактора установки (Р-1 или Р-2), работающего в режиме синтеза, далее сырьевой поток нагревается в печи (П-1) до требуемой температуры начала реакции (250-510°C) и поступает в каталитический реактор (Р-1 или Р-2), работающий в режиме синтеза, одновременно с этим в первый или каждый последующий слой катализатора между этими слоями в адиабатическом реакторе, а также на вход в изотермический реактор циркуляционным компрессором (ПК-1) подают циркуляционный газ, нагретый в рекуперационном теплообменнике (Т-2) и печи (П-3) до 410-480°C, а также горячий рецикловый поток из ректификационной колонны, при этом в реакторе (Р-1 или Р-2) при температуре 250-510°C и давлении 0,1-10,0 МПа осуществляется процесс превращения сырья, из реактора выводят поток продуктов, который последовательно проходит межтрубное пространство трех последовательно расположенных теплообменников (Т-1), (Т-2) и (Т-3), где отдает тепло сырьевому потоку и циркулирующему газу, затем еще один теплообменник (Т-4), где отдаёт тепло потоку нестабильного продукта, затем охлаждается в воздушном холодильнике (ХВ-1) до температуры 55°C и затем охлаждается оборотной водой в водяном холодильнике (Х-1) до температуры 35°C, далее газожидкостная смесь продуктов поступает в трёхфазный сепаратор (С-1), где разделяется на газовый поток, водный конденсат и нестабильный жидкий продукт, затем основная часть выделенного в трехфазном сепараторе газового потока поступает в блок циркуляционного компрессора (ПК-1) и при давлении 1,9-2,0 МПа при получении высокооктановых бензинов и 4,0-7,0 МПа при получении дизельных фракций из олефинсодержащего сырья поступает в змеевик теплообменника (Т-2), далее в печь нагрева циркуляционного газа (П-3) и затем в реактор (Р-1 или Р-2), работающий в режиме синтеза, водный конденсат, содержащий кислые компоненты, и непрореагировавший спирт или эфир направляются в систему водоочистки или на установку обессоливания нефти, а нестабильный продукт, представляющий собой бензиновую или дизельную фракцию, или концентрат ароматических углеводородов, насосом (Н-3) подаются в змеевик теплообменника (Т-4), затем в змеевик теплообменника (Т-5), где он нагревается теплом стабильного продукта и далее поступает на стабилизацию в основную ректификационную колонну процесса (К-1), с верха которой выводят пары, которые охлаждают и конденсируют в воздушном холодильнике (ХВ-2) и водяном холодильнике (Х-2), а затем в сепараторе (С-2) выделяют несконденсированный газ, который направляют в топливную сеть, и сжиженный газ, часть которого насосом (Н-4) направляют в основную ректификационную колонну (К-1) в качестве орошения, а балансовую часть выводят с установки, кубовой продукт этой колонны поступает в ребойлер (РБ), где из него отпариваются лёгкие фракции, которые далее поступают под нижнюю тарелку колонны, а стабильный продукт, представляющий собой высокооктановый бензин или дизельную фракцию, охлаждается в межтрубном пространстве теплообменника (Т-5) и далее поступает на товарный склад, в случае получения в качестве целевого стабильного продукта ректификационной колонны (К-1) дизельной фракции, полученной олигомеризацией олефинсодержащего сырья, образующаяся в процессе олефинсодержащая бензиновая фракция выводится боковым погоном ректификационной колонны (К-1) и направляется на рецикл в реакторы синтеза (Р-1 или Р-2), в случае получения в качестве стабильного продукта колонны (К-1) концентрата ароматических углеводородов в процессе ароматизации углеводородного сырья ароматические и неароматические углеводороды разделяют методами абсорбции, и/или адсорбции, и/или экстрактивной ректификации (дистилляции) в соответствующем блоке (А-2), в который направляется продуктовая фракция, причем содержание неароматических углеводородов в составе ароматических углеводородов после блока разделения не превышает 1000 ppm, после блока разделения ароматические углеводороды могут быть разделены в еще одной ректификационной колонне (К-3) на индивидуальные углеводороды, такие как бензол, толуол, ксилолы, этилбензол, ароматические углеводороды C9+, нафталин и его производные, а жидкие неароматические углеводороды выводятся из установки как товар или могут быть направлены на рецикл процесса ароматизации.
4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что по мере закоксования катализатора в реакторах синтеза температура входящего потока сырья повышается, после достижения максимальной температуры переработки каждого вида сырья реактор с потерявшим активность катализатором отключается от сырьевого потока и переводится в режим окислительной регенерации азото-воздушной смесью через контур регенерации, запускается схема подачи азота и воздуха в первый сепаратор блока регенерации (С-4) и линию азото-воздушной смеси из этого сепаратора на прием циркуляционного компрессора (ПК-2), в начале регенерации производится продувка реактора от "горючих" соединений чистым азотом, который после циркуляционного компрессора, трубного пространства двух теплообменников блока регенерации (Т-6, Т-7) и через печь блока регенерации (П-2) поступает в реактор с закоксованным катализатором, после выхода из реактора азот, а в последствии азото-воздушная смесь проходят межтрубное пространство двух теплообменников блока регенерации (Т-7, Т-6), где отдают тепло свежей азото-воздушной смеси, далее азот или азото-воздушная смесь через еще один холодильник блока регенерации (ХВ-3) поступает во второй сепаратор блока регенерации (С-3), где часть этих газов сдувается на свечу, а другая часть через первый сепаратор блока регенерации (С-4) поступает опять в контур регенерации.
5. Установка по пп.3, 4, отличающаяся тем, что процесс переработки сырья, содержащего углеводороды C1-C10, кислородсодержащие соединения C1-C6 и изобутан, осуществляют в присутствии катализаторов на основе цеолитов группы пентасилов в водородной форме, выбранных из ZSM-5, ZSM-11 с мольным отношением SiO2/Al2O3=20-80 моль/моль и содержанием Na2O не более 0,2 мас.% при температуре 250-600°C, давлении 0,1-10,0 МПа, объемной скорости подачи сырья (по жидкости) 0,1-10 ч-1.
6. Установка по пп.3-5, отличающаяся тем, что секционированный адиабатический реактор, состоящий из двух или более слоев (секций) катализатора, имеет возрастающее по слоям (секциям) от первого к последнему объемное распределение катализатора, а именно 1:2:3:4:6 и так далее.
7. Установка по пп.3-6, отличающаяся тем, что имеет отдельный независимый циркуляционный контур для регенерации цеолитсодержащего катализатора с циркуляционным компрессором, теплообменом обратных потоков, сепарационным оборудованием, огневым или электронагревателем для циркуляции через реакторы азото-воздушной смеси с подпиткой азота и воздуха с расходом смеси 60-1800 нм33 катализатора и сдувом газов регенерации.
8. Установка по пп.3-7, отличающаяся тем, что для повышения селективности процесса по жидким продуктам, выбранным из ароматических углеводородов или дизельной фракции, в сырьевую смесь после реактора сероочистки адиабатического или изотермического реакторов, а также во второй и/или каждый последующий слой (секцию) цеолитсодержащего катализатора в адиабатическом реакторе подают с целью их циркуляции через катализатор нагретые в огневом или электронагревателе непрореагировавшие компоненты жидкого сырья, представляющие собой неароматические углеводороды в случае процесса ароматизации углеводородов или нецелевые жидкие продукты, представляющие собой олефинсодержащую бензиновую фракцию в случае получения дизельной фракции из олефинсодержащего сырья, выделенные из потока продуктов методами абсорбции, и/или адсорбции, и/или экстрактивной ректификации (дистилляции) или ректификации.
9. Установка по пп.3-8, отличающаяся тем, что для регулирования теплового режима процесса синтеза предусматривается раздельная подача углеводородного сырья, а именно: изобутана, парафинов C1-C10, и/или олефинов С2-C10 и кислородсодержащих соединений как непосредственно в начало слоев (секций) адиабатического и изотермического реакторов, так и по высоте каждого слоя (секции) адиабатического реактора через специальные распределительные устройства.
10. Установка по пп.3, 4, 6, 7, 9 для переработки олефинсодержащей сырьевой смеси, содержащей в своем составе индивидуальные олефины C2-C10, или их смеси между собой в любом соотношении, изобутан, кислородсодержащие соединения, выбранные из спиртов C1-C6 или их простых эфиров, и/или водород, и/или парафины C1-C10, в высокооктановый бензин, содержащий в своем составе не более 18 об.% олефиновых углеводородов и не более 35 об.% ароматических углеводородов, с использованием одного или более параллельно расположенных секционированных адиабатических реакторов конверсии, состоящих из двух и более стационарных слоев (секций) с цеолитсодержащим катализатором с отводом тепла между слоями (секциями) катализатора, отличающаяся тем, что в первую по ходу движения сырьевой смеси секцию (слой, полку), или в первую и вторую, или в первую, вторую и третью загружается цеолитсодержащий катализатор олигомеризации олефинсодержащих компонентов сырья, а в последнюю (последний) по ходу движения сырьевой смеси секцию (слой, полку) загружается цеолитсодержащий катализатор ароматизации алифатических углеводородов, причем секции (слои, полки) с цеолитсодержащими катализаторами олигомеризации и ароматизации могут чередоваться между собой, начиная с секции с катализатором олигомеризации.
11. Установка по п.10, отличающаяся тем, что слои (секции) с катализатором ароматизации оснащаются системой подвода тепла рецикловыми потоками для компенсации недостающего для реакций ароматизации сырья количества тепла.
12. Установка по пп.10, 11, отличающаяся тем, что температура сырьевой смеси на вход в каждую секцию (слой, полку) с цеолитсодержащим катализатором ароматизации по крайней мере на 15°C выше, чем на вход в предыдущую секцию (слой, полку) с цеолитсодержащим катализатором олигомеризации.