Способ переработки бензиновых фракций

 

Сущность изобретения: бензиновую фракцию подают на стабилизацию в колонну стабилизации, остаток стабилизации, отделяют головку стабилизации, остаток стабилизации и боковым погоном легкие компоненты бензина. Головку стабилизации подают на газофракционирующую установку с получением газовых компонентов и газового бензина. Остаток колонны стабилизации подают на установку риформинга. Полученный нестабильный риформат подают в колонну стабилизации с выделением головки стабилизации и стабильного риформата. Стабильный риформат разделяют на легкую и тяжелую фракции с последующим смешиванием легкой фракций с частью тяжелой фракции с получением среднеоктанового бензина. Оставшуюся част тяжелой фракций смешивают с газовым бензином и получают высокооктановый неэтилированный бензин. 1 ил., 6 табл.

Изобретение относится к области химической, нефтехимической промышленности, конкретно к способам переработки бензиновых фракций.

Известен способ переработки бензиновых фракций, включающий их ввод в колонну стабилизации с выводом в качестве дистиллята газа и головки стабилизаций и в качестве остатка стабильного бензина, направляемого на риформинг [1] Прототипом предлагаемого изобретения является способ переработки бензиновых фракций, включающий их стабилизацию в колонне стабилизации, отделение головки стабилизаций и остатка стабилизации, подачу головки стабилизации на газофракционирующую установку с получением газовых компонентов и газового бензина, подачу остатка колонны стабилизации на установку риформинга, направление полученного нестабильного риформата в колонну стабилизации с выделением головки стабилизации и стабильного риформата [2] При таком способе переработки бензиновых фракций наблюдаются низкое качество сырья для установок газофракционирования и риформинга, недостаточная производительность этих установок вследствие значительного содержания нежелательных углеводородов С₆ (фр. 65-85^oС) как в головке стабилизации, так и в остатке колонны сырье риформинга. Наличие балластных углеводородов С₆ в сырье риформинга увеличивает выработку сырья риформинга, что в случае недостатка производственной мощности приводит к невозможности выработки высокооктановых бензинов и, как следствие, к необходимости организации производства этилированного бензина. Кроме того, наличие балластных фракций в сырье риформинга сдерживает замену катализатора АП-64 на более активные полиметаллические катализаторы. Невозможность выработки высокооктановых неэтилированных бензинов также связана со значительным содержанием среднеоктановой легкой фракции (фр. 65-105^oС) в стабильном риформате, который вследствие этого невозможно использовать для получения высокооктановых бензинов без добавления высокооктановых компонентов и этиловой жидкости.

Цель изобретения улучшение качества сырья для установок газофракционирования и риформинга, увеличение их производительности и обеспечение получения высокооктанового неэтилированного бензина.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки бензиновых фракций, включающем их стабилизацию в колонне стабилизации, отделение головки стабилизации и остатка стабилизации, подачу головки стабилизации на газофракционирующую установку с получением газовых компонентов и газового бензина, подачу остатка колонны стабилизации на установку риформинга, направление полученного нестабильного риформата в колонну стабилизации с выделением головки стабилизации и стабильного риформата, согласно предлагаемому изобретению из колонны стабилизации бензиновых фракций дополнительно боковым погоном выводят легкие компоненты бензина, стабильный риформат разделяют на легкую и тяжелую фракции с последующим смешиванием легкой фракции с частью тяжелой фракции с получением среднеоктанового бензина и смешиванием оставшейся части тяжелой фракции с газовым бензином с получением высокооктанового неэтилированного бензина.

Отличием предлагаемого изобретения является то, что из колонны стабилизации бензиновых фракций дополнительно боковым погоном выводят легкие компоненты бензина, стабильный риформат разделяют на легкую и тяжелую фракции с последующим смешиванием легкой фракции с частью тяжелой фракции с получением среднеоктанового бензина и смешиванием оставшейся части тяжелой фракции с газовым бензином с получением высокооктанового неэтилированного бензина.

Предлагаемый способ в отличие от известных в науке и технике позволяет получать на установке риформинга высокооктановый неэтилированный бензин без существенного ужесточения работы реакторного блока. При этом вывод бокового погона из колонны стабилизации бензина позволяет снизить содержание нежелательных углеводородов C₆ как в головке стабилизации, так и в остатке. Эти углеводороды являются балластными как для газофракционирующей установки, в качестве сырья которой используется головка стабилизации, так и риформинга, в качестве сырья которого используется остаток колонны стабилизации бензина. Уменьшение содержания балластных фракций в сырье этих установок, то есть улучшение его качества, позволяет увеличить их производительность, повысить октановые характеристики риформата и газового бензина. Улучшение октановой характеристики риформата позволяет увеличить октановое число тяжелой фракции стабильного риформата. Улучшение качества газового бензина позволяет более эффективно использовать его в качестве низкокипящего компонента для достижения необходимых показателей по фракционному составу и давлению насыщенных паров высокооктанового неэтилированного бензина, а повышение октановых характеристик газового бензина и тяжелой фракции стабильного риформата приводит я увеличению октанового числа бензина после их смешения. Кроме того, предлагаемый способ дает возможность на риформинге заменить катализатор АП-64 на полиметаллические катализаторы для производства высокооктанового бензина АИ-93, а на ГФУ использовать газовый бензин в качестве сырья процесса изомеризации (углеводороды С₆: бензол, циклогексан, метилциклопентан отравляют катализатор изомеризации). Все это позволит обеспечить производство высокооктановых и неэтилированных бензинов и отказаться от производства низкооктановых и этилированных бензинов. Боковой погон колонны стабилизации бензиновых фракций можно использовать в качестве компонента бензина без облагораживания либо направлять на установку пиролиза бензина.

На чертеже представлена схема, иллюстрирующая способ переработки бензиновых фракций. Исходное сырье бензиновые фракции по линии 1 вводят в колонну стабилизации бензина 2. Пары с верха колонны 2 поступают в конденсатор 3. Часть конденсата по линии 4 возвращают на орошение колонны 2, а остальную часть выводят в качестве дистиллята головки стабилизации и по линии 5 направляют на газофракционирующую установку 6, из которой по линии 7 отводят газовые компоненты, а по линии 8 газовый бензин. Из колонны 2 боковым погоном по линии 9 выводят легкие компоненты бензина (фр. 65-85^oС), а с низа колонны по линии 10 выводят стабильный бензин. Часть его нагревают в нагревателе 11 и по линии 12 возвращают в низ колонны 2. Стабильный бензин по линии 13 направляют на установку риформинга бензина 14. Нестабильный риформат с установки риформинга по линии 15 вводят в колонну стабилизации риформата 16. Пары с верха колонны по линии 17 подают в конденсатор 18. Часть конденсата по линии 19 выводят в качестве дистиллята головки стабилизации, а часть его по линии 20 возвращают на орошение колонны 16. Из колонны 16 в качестве бокового погона по линии 21 выводят легкую фракцию стабильного риформата (фр. 65-105°С). Из колонны 16 в качестве остатка по линии 22 выводят тяжелую фракцию стабильного риформата. Часть ее нагревают в печи 23 и по линии 24 возвращают в низ колонны 16, оставшуюся часть охлаждают в холодильнике 25, разделяют на 2 потока, один из которых смешивают с частью газового бензина и выводят по линии 26 в качестве высокооктанового неэтилированного бензина, а другой смешивают с легкой фракцией стабильного риформата и выводят по линий 27 в качестве среднеоктанового бензина. Оставшуюся часть газового бензина отводят по линий 28.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Были проведены расчеты колонн по предлагаемому способу и прототипу. В колонне стабилизации бензина установлено 60 тарелок. Диаметр этой колонны 3,6 м, давление верха колонны 1,08 МПа. В колонне стабилизации риформата расположено 39 тарелок. Давление верха этой колонны 1,3 МПа; диаметр верхней секции колонны 2,2 м, нижней 3,2 м. Массо- и теплообменный коэффициент полезного действия тарелок колонн принят равным 0,65, что соответствует КПД относительно теоретической тарелки 0,50.

Для сопоставимости предлагаемого способа и прототипа расход и состав нестабильного риформата были приняты одинаковыми, хотя исключение нежелательных углеводородов С₆ из сырья риформинга за счет вывода их боковым погоном из колонны стабилизации бензина при прочих равных условиях приводит к увеличению выхода и октанового числа стабильного риформата, что является дополнительным преимуществом предлагаемого способа. В связи с этим был рассчитан пример 2, который показывает, что организация вывода бокового погона из колонны стабилизации бензина приводит к изменению состава нестабильного риформата и увеличению его октанового числа.

Пример 1 (по предлагаемому способу). Сырье бензиновые фракции вводят в колонну стабилизации бензина на 18 (счет с низа) тарелку. Пары с верха этой колонны поступают в конденсатор-холодильник, где их конденсируют и охлаждают до 45^oС. Часть конденсата в количестве 92,3 т/ч возвращают на верх колонны в качестве орошения, а 60,8 т/ч выводят в качестве головки стабилизации и направляют на газофракционирующую установку, где из нее получают 34,9 т/ч газа и 25,9 т/ч газового бензина. С 41 тарелки (счет с низа) колонны стабилизации бензина выводят 77,6 т/ч бокового погона. В качестве остатка из этой колонны выводят стабильный бензин, в качестве горячей струи используют 312,3 т/ч стабильного бензина, нагретого до 225^oС. Стабильный бензин в количестве 134,3 т/ч направляют на установку риформинга.

Нестабильный риформат в количестве 120 т/ч с температурой 160^oС вводят на 16 (счет с низа) тарелку колонны стабилизации риформата. Пары с верха колонны направляют в конденсатор. Конденсат в количестве 5,7 т/ч отводят в качестве головки стабилизации а остальную часть в количестве 51,8 т/ч с температурой 60^oС возвращают на орошение колонны. В низ колонны стабилизации риформата в качестве горячей струи после нагрева в печи до 260^oС вводят 200 т/ч остатка (тяжелой фракции стабильного риформата). С 28 тарелки (счет с низа) этой колонны выводят 45,6 т/ч бокового погона - легкой фракции стабильного риформата фр. 65-105^oС (октановое число 71,6, моторный метод) и смешивают с 19 т/ч остатка (октановое число 88, моторный метод) с получением 64,4 т/ч среднеоктанового бензина (октановое число 76,4, моторный метод). Оставшуюся часть тяжелой фракции стабильного риформата в количестве 49,7 т/ч смешивают с 5 т/ч газового бензина (октановое число 74, моторный метод) о получением 54,7 т/ч высокооктанового неэтилированного бензина (октановое число 86,7, моторный метод).

Основные режимные параметры работы колонны стабилизации бензина приведены в табл. 1, колонны стабилизаций риформата в табл. 4, фракционный состав продуктов разделения этих колонн в табл.2 и 5 соответственно.

Пример 2. Процесс проводят в условиях примера 1, но учитывается влияние исключения нежелательных углеводородов C₆ из сырья риформинга на состав и октановое число нестабильного риформата.

Основные режимные параметры работы колонны стабилизации бензина приведены в табл. 1, колонны стабилизации риформата в табл.4, фракционный состав продуктов разделения колонн в табл. 2 и 6 соответственно.

Пример 3 (по прототипу). Процесс проводят в условиях примера 1 за исключением вывода из колонны стабилизации бензина легких компонентов бензина, а из колонны стабилизации риформата легкой части стабильного риформата и смешения его тяжелой части с газовым бензином. При этом из колонны стабилизации риформата отводят 114,3 т/ч стабильного риформата в качестве компонента среднеоктанового бензина.

Расход и состав нестабильного риформата в примерах 1 и 3 были приняты одинаковыми (не учитывалось влияние улучшения качества сырья риформинга на состав и расход нестабильного риформата).

Основные режимные параметры работы колонны стабилизации бензина по примеру 3 приведены в табл. 1, колонны стабилизации риформата в табл. 4, фракционный состав продуктов разделения этих колонн в табл. 3 и 5 соответственно.

Из представленных данных следует, что пример 1 по сравнению с примером 3 позволяет улучшить качество сырья газофракционирующей установки. Содержание в головке стабилизации фр. С₆.к.к. снижается с 24,02 до 2,31 мас. Кроме того, расход головки стабилизации уменьшается с 84,0 до 60,8 т/ч, что позволяет снизить энергозатраты на газофракционирующей установке, улучшить качество продуктов разделения (октановое число газового бензина увеличивается с 70,5 до 74, моторный метод) и дает возможность увеличить производительность установки. Содержание в головке стабилизации метилциклопентана, циклогексана и бензола снижается с 1,18 до 0,32 мас. что дает возможность использовать получаемый газовый бензин в качестве сырья изомеризации.

Способ по примеру 1 по сравнению о примером 3 также улучшает качество сырья риформинга. Содержание в стабильном бензине балластных фракций н.к.C₆ снижается с 26,84 до 19,06 мас. что позволяет увеличить октановую характеристику риформата, производительность риформинга и заменить катализатор АП-64 да более активные полиметаллические катализаторы.

Способ по примеру 1 по сравнению с примером 3 позволяет также увеличить производительность колонны стабилизации бензина с 218,3 до 272,7 т/ч, то есть на 24,9 и снизить энергозатраты тепловая нагрузка печи для нагрева горячей струи снижается с 78,14 до 65,64 ГДж/ч, то есть на 16 конденсаторов-холодильников с 90,53 до 72,72 ГДж/ч, то есть на 19,8 Кроме того, пример 1 по сравнению с примером 3 при меньших затратах на процесс позволяет обеспечить получение высокооктанового бензина. Смешение 5 т/ч газового бензина с 49,7 т/ч тяжелой фракции стабильного риформата дает возможность получать на установке 54,7 т/ч неэтилированного бензина с октановым числом по исследовательскому методу 95.

Способ по примеру З не позволяет получать бензин такого качества. Расчетный анализ предлагаемого способа также показывает, что в примере 2 по сравнению с примером 3 вследствие улучшения качества сырья риформинга октановое число нестабильного риформата повышается с 82 до 86,5 (по моторному методу). При этом смешение 45,3 т/ч легкой фракции стабильного риформата (октановое число 74,4, моторный метод) с 19 т/ч тяжелой фракции стабильного риформата (октановое число 94, моторный метод) позволяет получать 64,3 т/ч среднеоктанового бензина А-80 (октановое число 80,2, моторный метод). Смешение оставшейся части тяжелой фракций стабильного риформата в количестве 50 т/ч с 5 т/ч газового бензина (октановое число 74, моторный метод) позволяет получать 55 т/ч высокооктанового бензина с октановым числом по исследовательскому методу более 100 (октановое число по моторному методу 92,2).

Улучшение качества сырья для установок газофракционирования и риформинга, увеличение их производительности и обеспечение получения высокооктанового неэтилированного бензина без существенного ужесточения работы реакторного блока делает целесообразным использование заявляемого изобретения "Способ переработки бензиновых фракций при переработке бензиновых фракций путем вывода из колонны стабилизации боковым погоном легких компонентов бензина, разделения стабильного риформата на легкую и тяжелую фракции, смешения легкой фракции с частью тяжелой фракции для получения среднеоктанового бензина, а оставшейся части тяжелой фракции с газовым бензином для получения высокооктанового неэтилированного бензина".

Например, организация работы только одной установки ЛК-6У по предлагаемому способу позволяет получать до 438 тыс. тонн/год высокооктанового неэтилированного бензина АИ-95 вместо А-76. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3 ТТТ4

Формула изобретения

Способ переработки бензиновых фракций, включающий их стабилизацию в колонне стабилизации, отделение головки стабилизации и остатка стабилизации, подачу головки стабилизации на газофракционирующую установку с получением газовых компонентов и газового бензина, подачу остатка колонны стабилизации на установку риформинга, направление полученного нестабильного риформата в колонну стабилизации с выделением головки стабилизации и стабильного риформата, отличающийся тем, что из колонны стабилизации бензиновых фракций дополнительно боковым погоном выводят легкие компоненты бензина, стабильный риформинг разделяют на легкую и тяжелую фракции с последующим смешиванием легкой фракции с частью тяжелой фракции с получением среднеоктанового бензина и смешиванием оставшейся части тяжелой фракции с газовым бензином с получением высокооктанового неэтилированного бензина.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7