Способ регенерации и необязательного возвращения на рецикл катализатора в способе гидрокрекинга с взвешенным слоем

Авторы патента:

C10G47/00 - Крекинг углеводородных масел в присутствии водорода или соединений, выделяющих водород, для получения более низкокипящих фракций (C10G 15/00 имеет преимущество; деструктивная гидрогенизация неплавких твердых углеродсодержащих или подобных материалов C10G 1/06)

B01J38/68 - включая по существу растворение или химическое осаждение каталитического компонента в конечной стадии перестройки катализатора

B01J38/60 - с использованием кислот

B01J23/90 - регенерация или реактивация

Владельцы патента RU 2594157:

ЮОП ЛЛК (US)

Изобретение относится к способу регенерации катализатора гидрокрекинга с взвешенным слоем, который включает: разделение (120) отходящего потока (100) из зоны (35) гидрокрекинга с взвешенным слоем на первую часть (125), включающую растворитель и осветленную смолу, и вторую часть (130), включающую смолу и катализатор; контактирование (140) второй части (130) с кислотой (145) для выщелачивания катализатора из смолы для получения водного раствора (170) и остатка (165) смолы; и контактирование (200) водного раствора (170) с анионом (205) для получения нерастворимой соли (225) и второго водного раствора (220), где нерастворимая соль (225) является катализатором. Технический результат изобретения заключается в усовершенствовании способа регенерации катализатора гидрокрекинга с взвешенным слоем. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Испрашивание приоритета по предшествующей заявке

Для настоящего изобретения испрашивается приоритет по заявке US №13/568 473, поданной 7 августа 2012.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в целом, относится к способам гидрокрекинга с взвешенным слоем и более конкретно к способу регенерации катализатора и необязательного возвращения этого катализатора на рецикл.

Предпосылки создания изобретения

Способы гидрокрекинга с взвешенным слоем включают обработку смеси остатка и мелкодисперсных частиц катализатора в реакторе с восходящим потоком в среде, богатой водородом. Эти условия реакции способствуют очень высокой конверсии остатка в жидкие продукты, в частности в компоненты, характерные для дистиллята в области кипения. Один пример процесса гидрокрекинга с взвешенным слоем показан на фиг. 1. Жидкий поток 5 и газ рециркуляции 10 нагревают до заданной температуры в отдельных нагревателях 15, 20, причем небольшая часть потока газа рециркуляции и необходимое количество катализатора направляются через нефтеподогреватель. Выходящие потоки 25, 30 из обоих нагревателей 15, 20 подаются в нижнюю часть зоны 35 суспензионного реактора. Отходящий поток 40 реактора охлаждают на выходе из реактора, чтобы остановить реакцию, и затем подают в ряд сепараторов 45, 50, 55, 60 с возвратом газа 10 в реактор на рецикл. Жидкие фракции подают в секцию 65, 70 фракционирования установки для извлечения легких фракций 75 нефти, нафты 80, дизельного топлива 85, легкого и тяжелого вакуумного газойля 90, 95, и непрореагировавшего сырья (смола) 100. Тяжелый вакуумный газойль 105 частично возвращают в реактор для дальнейшей конверсии.

Катализатор теряется в процессе, и поэтому необходимо добавление свежего катализатора. В некоторых процессах количество добавляемого свежего катализатора может составлять до 1% масс. или более. Кроме того, в процессе может получаться 2-20% масс. смолы. Содержание катализатора в смоле и малый размер частиц катализатора, например менее 1 мкм, затрудняют регенерацию частиц катализатора с помощью простых методов разделения.

Существует потребность в способе регенерации катализатора, используемого в процессе гидрокрекинга с взвешенным слоем.

Краткое изложение существа изобретения

Один аспект настоящего изобретения относится к способу регенерации катализатора гидрокрекинга с взвешенным слоем. В одном варианте осуществления способ включает разделение потока, выходящего из зоны гидрокрекинга с взвешенным слоем, на первую часть, включающую растворитель и осветленную смолу, и вторую часть, включающую смолу и катализатор. Вторую часть приводят в контакт с кислотой с целью выщелачивания катализатора из смолы для формирования водного раствора и остатка смолы. Водный раствор вводят в контакт с анионом для формирования нерастворимой соли и второго водного раствора, где нерастворимая соль является катализатором.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 иллюстрирует один из вариантов осуществления процесса гидрокрекинга с взвешенным слоем.

Фиг. 2 иллюстрирует один из вариантов осуществления регенерации катализатора и процесса возвращения в цикл.

Подробное описание изобретения

Регенерация катализатора и необязательное возвращение катализатора на рецикл включают процесс выщелачивания кислотой для извлечения катализатора. Извлеченный катализатор предпочтительно возвращают обратно в реактор гидрокрекинга с взвешенным слоем, уменьшая необходимое количество вновь добавляемого катализатора.

Регенерация катализатора и необязательный процесс возвращения катализатора на рецикл может иметь одно или несколько из следующих преимуществ. В некоторых вариантах осуществления могут снизиться капитальные затраты, потому что необходимо готовить меньше свежего катализатора и материалов системы обработки. В некоторых вариантах осуществления могут снижаться эксплуатационные расходы, поскольку снижается количество вновь добавляемого свежего катализатора. В некоторых вариантах осуществления описываемый способ может приводить к более высокой стоимости продукта, поскольку смола будет иметь более низкое содержание серы и золы. Например, такая смола могла бы быть использована во флотском мазуте или в качестве модификатора асфальта.

В одном варианте осуществления способа регенерации катализатора и возвращения катализатора на рецикл, как показано на фиг. 2, нижний поток 100 из ректификационной колонны 70 содержит смолу и HVGO (тяжелый вакуумный газойль). Необязательно, с нижним потоком 100 можно комбинировать ароматический растворитель с низкой вязкостью 115. Подходящие растворители включают, без ограничения, легкий рецикловый газойль (LCO) и осветленную суспензию нефтепродукта (CSO). Объединенный нижний поток 100/поток растворителя 115 направляют в сепаратор 120, где его разделяют на первую часть 125, содержащую растворитель и осветленную смолу, и вторую часть 130, содержащую смолу и катализатор. Подходящие способы разделения включают, без ограничения, центрифугирование, фильтрацию, осаждение или электростатическое осаждение. Первая часть 125, при необходимости, может быть дополнительно обработана, например, в блоке фракционирования 127.

Вторая часть 130 может быть необязательно направлена в дробилку 135 для уменьшения размера частиц материала, когда это необходимо. Вторую часть 130, содержащую смолу и катализатор (размолотую или нет), направляют в резервуар 140, где она контактирует с кислотой 145 для выщелачивания катализатора из смолы. Кислотное выщелачивание приводит к смеси водного раствора и остатка 155 смолы и, в некоторых случаях, газа 147. Газ 147 может быть направлен в скруббер 150. Могут быть использованы любые подходящие кислоты, включая, без ограничения, H₂SO₄, HCl и HNO₃.

Смесь водного раствора и остатка 155 смолы из резервуара кислотного выщелачивания 140 направляют в сепаратор 160, где остаток 165 смолы отделяют от водного раствора 170. В некоторых осуществлениях водный раствор 170 направляют в нейтрализатор 175, где его нейтрализуют нейтрализующим веществом 180. Может быть использовано любое подходящее нейтрализующее вещество, включая, без ограничения, NaOH и СаСО₃. Все газы 185, формирующиеся в нейтрализаторе 175, направляют в скруббер 190.

Нейтрализованный раствор 195 направляют в отстойник 200 и вводят в контакт с анионом 205, в результате чего осаждается нерастворимая соль. Анион 205 выбирается, исходя из извлекаемого катализатора. Может быть использован любой анион, который образует нерастворимую соль, включая, без ограничения, сульфиды, оксиды, гидроксиды, карбонаты и фосфаты. Осажденную смесь 210 подают в сепаратор 215, где второй водный раствор 220 отделяют от осажденной нерастворимой соли 225, которая является катализатором. Осажденная нерастворимая соль 225 может быть направлена в установку 230 подготовки катализатора. Стадия подготовки катализатора включает только физическую обработку без каких-либо изменений химической природы катализатора и может включать, без ограничения, одну или несколько промывок, сушку и измельчение.

Извлеченный катализатор 235 может быть возвращен в зону гидрокрекинга с взвешенным слоем, что уменьшает потребность в добавлении нового катализатора.

В одном варианте осуществления катализатором гидрокрекинга с взвешенным слоем является Fe_(1-x)S, где х составляет 0-0,2. Катализатор на основе Fe_(1-x)S контактирует с подходящей кислотой, такой как H₂SO₄, образуя водный раствор FeSO₄. Образующийся газообразный H₂S может быть направлен в скруббер. Остаток смолы может быть отделен от водного раствора FeSO₄ до нейтрализации FeSO₄ нейтрализующим агентом, таким как NaOH, когда это необходимо. Нейтрализованный FeSO₄ приводят в контакт с сульфид-анионом, например из Na₂S, чтобы осадить Fe_(1-x)S. Fe_(1-x)S может быть извлечен и возвращен обратно в зону гидрокрекинга с взвешенным слоем.

Хотя в подробном описании изобретения и был приведен по меньшей мере один пример осуществления изобретения, должно быть понятно, что существует большое количество вариантов осуществления изобретения. Следует также понимать, что пример осуществления или примеры осуществления являются только лишь примерами и не предназначены для ограничения какого-либо ограничения объема притязаний, применимости или конфигурации настоящего изобретения. Напротив, вышеприведенное подробное описание будет обеспечивать специалистов в данной области техники удобной дорожной картой для реализации примера осуществления настоящего изобретения. Следует понимать, что в назначение и конфигурацию элементов, описанных в примере осуществления, могут быть внесены различные изменения, не выходящие за рамки объема притязаний настоящего изобретения, представленного в прилагаемой формуле изобретения.

1. Способ регенерации катализатора гидрокрекинга с взвешенным слоем, включающий:
разделение (120) отходящего потока (100) из зоны (35) гидрокрекинга с взвешенным слоем на первую часть (125), включающую растворитель и осветленную смолу, и вторую часть (130), включающую смолу и катализатор;
контактирование (140) второй части (130) с кислотой (145) для выщелачивания катализатора из смолы для получения водного раствора (170) и остатка (165) смолы; и
контактирование (200) водного раствора (170) с анионом (205) для получения нерастворимой соли (225) и второго водного раствора (220), где нерастворимая соль (225) является катализатором.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий возвращение нерастворимой соли (225) на рецикл в зону (35) гидрокрекинга с взвешенным слоем.

3. Способ по любому из пп. 1-2, дополнительно включающий разделение первой части (125) на растворитель и осветленную смолу.

4. Способ по любому из пп. 1-2, дополнительно включающий измельчение (135) второй части (130) до контактирования (140) второй части (130) с кислотой (145).

5. Способ по любому из пп. 1-2, дополнительно включающий нейтрализацию (175) водного раствора (170) до контактирования (200) водного раствора (170) с анионом (205).

6. Способ по п. 5, в котором водный раствор (170) нейтрализуют NaOH (180).

7. Способ по любому из пп. 1-2, дополнительно включающий отделение (160) водного раствора (170) от остатка (165) смолы до контактирования (200) водного раствора (170) с анионом (205).

8. Способ по любому из пп. 1-2, дополнительно включающий отделение (215) нерастворимой соли (225) от второго водного раствора (220).

9. Способ по любому из пп. 1-2, в котором катализатор включает Fe_(1-x)S, где x составляет 0-0,2.

10. Способ по любому из пп. 1-2, в котором кислота (145) является H₂SO₄.

Изобретение относится к способу гидрокрекинга, содержащему стадии: (a) объединения углеводородного исходного сырья и тяжелой нижней фракции отгонки потока рециркуляции с обогащенным водородом газом для получения смеси, содержащей углеводородное исходное сырье и водород; (b) каталитического гидрокрекинга смеси, содержащей углеводородное исходное сырье и водород, в зоне гидрокрекинга для получения выходящего потока гидрокрекинга; (c) разделения выходящего потока гидрокрекинга на первую паровую часть и первую жидкую часть в зоне разделения; (d) нагревания первой жидкой части для формирования испаренной первой жидкой части; (e) подачи испаренной первой жидкой части в секцию фракционирования, производя фракции отдельного продукта, включающие тяжелую нижнюю фракцию, содержащую неконвертированную нефть, в нижней зоне секции фракционирования; (f) извлечения из секции фракционирования тяжелой нижней фракции; (g) разделения тяжелой нижней фракции на поток для отгонки и поток рециркуляции нижней фракции; (h) направления потока для отгонки в качестве первого потока, средства отгонки в качестве второго потока и рециркулируемой части отогнанной жидкости в качестве необязательного третьего потока в противоточную отгоночную колонну и извлечения из указанной отгоночной колонны пара верхнего погона и отогнанной жидкости; (i) подачи пара верхнего погона в секцию фракционирования, в поток рециркуляции тяжелой нижней фракции или в местоположение выше по ходу секции фракционирования и (j) удаления по меньшей мере части отогнанной жидкости из противоточной отгоночной колонны в виде суммарной продувки неконвертированной нефти.

Способ регенерации молибденсодержащего катализатора гидроконверсии // 2575175

Изобретение относится к способу регенерации молибденсодержащего катализатора из остатков гидроконверсии тяжелого нефтяного сырья. Способ включает термообработку непревращенного остатка гидроконверсии, выкипающего при температуре выше 520°С и содержащего распределенный ультрадисперсный катализатор, с получением зольного остатка, который подвергают промывке с извлечением молибденсодержащего прекурсора катализатора, который возвращают в цикл.

Гидрообработка тяжелого углеводородного сырья в заполненных жидкостью реакторах // 2575120

Изобретение относится к способу обработки тяжелого углеводородного сырья. Способ включает: (a) приведение в контакт сырья с (i) разбавителем и (ii) водородом с получением смеси сырья/разбавителя/водорода, где водород растворяют в смеси для получения жидкого сырья; (b) приведение в контакт смеси сырья/разбавителя/водорода с катализатором в заполненном жидкостью реакторе с неподвижным слоем идеального вытеснения или трубчатого исполнения для получения смеси продуктов и (c) повторное использование части смеси продуктов в виде потока повторно используемого продукта путем объединения потока повторно используемого продукта с сырьем для получения по меньшей мере части разбавителя на стадии (а) при кратности рецикла в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 10.

Способ конверсии потока углеводородов и, по усмотрению, получения переработанного дистиллятного продукта // 2565048

Изобретение относится к способу получения переработанного дистиллятного продукта. Способ включает подачу потока углеводородов, содержащего один или большее количество углеводородов C40+, в зону термической конверсии для получения потока дистиллятной фракции углеводородов и потока газойля, подачу потока газойля в зону гидроочистки газойля для получения гидроочищенного газойля, подачу указанного гидроочищенного газойля в зону каталитического крекинга в псевдоожиженном слое катализатора для получения легкого рециклового газойля, подачу легкого рециклового газойля в зону гидрокрекинга для проведения селективного гидрокрекинга ароматических соединений, содержащих, по меньшей мере, два кольца, с получением переработанного дистиллятного продукта и рециркуляцию, по меньшей мере, части переработанного дистиллятного продукта из зоны селективного гидрокрекинга в зону проведения каталитического крекинга в псевдоожиженном слое.

Многостадийный гидрокрекинг остатков перегонки // 2538961

Изобретение относится к способу повышения качества остатка перегонки углеводородов, включающему гидрокрекинг остатка на первой стадии реакции с образованием потока, выходящего с первой стадии; гидрокрекинг фракции деасфальтизированного масла на второй стадии реакции с образованием потока, выходящего со второй стадии; фракционирование потока, выходящего с первой стадии, и потока, выходящего со второй стадии, с извлечением, по меньшей мере, одной дистиллятной углеводородной фракции и остаточной углеводородной фракции; подачу остаточной углеводородной фракции в установку деасфальтизации растворителем с получением фракции асфальтенов и фракции деасфальтизированного масла.

Устройство и способ распределения паровой и жидкой фаз // 2526984

Изобретение относится к устройствам и способам для распределения пара и жидкости. Устройство содержит вертикальную продолговатую ёмкость с размещенной в ней тарелкой.

Способы гидрокрекинга с получением гидроизомеризованного продукта для базовых смазочных масел // 2519547

Изобретение относится к процессам гидрокрекинга, в условиях которых значительная доля тяжелого углеводородного сырья, например вакуумного газойля (VGO), превращается в углеводороды с меньшей молекулярной массой и более низкими температурами кипения.

Способ и устройство для получения углеводородного топлива и композиции // 2517186

Изобретение относится к получению углеводородного топлива. Изобретение касается способа, включающего суспензионный гидрокрекинг тяжелого сырья с получением продуктов суспензионного гидрокрекинга; разделение указанных продуктов суспензионного гидрокрекинга с получением потока пека и потока тяжелого ВГО; смешивание, по меньшей мере, части пекового потока с растворителем для того, чтобы растворить часть пека в растворителе; и смешивание растворенной части пека, по меньшей мере, с частью потока тяжелого ВГО с образованием смешанного продукта.

Способ гидрокрекинга с использованием реакторов периодического действия и сырья, содержащего 200 м.д.масс.-2% масс. асфальтенов // 2509798

Изобретение относится к способу гидрокрекинга углеводородного сырья, содержащего 200 м.д.- мас. 2% асфальтенов и/или больше 10 м.д.

Способ и установка для отделения пека от подвергнутого гидрокрекингу в суспензионной фазе вакуумного газойля и его состав // 2504575

Изобретение относится к гидроконверсии тяжелых углеводородов. Изобретение касается способа превращения тяжелого углеводородного сырья в более легкие углеводородные продукты и отделения пека, включающего гидрокрекинг тяжелого углеводородного сырья, суспендированного с зернистым твердым материалом в присутствии водорода в реакторе гидрокрекинга, в результате чего образуется подвергнутый гидрокрекингу поток, включающий вакуумный газойль (ВГ) и пек.

Способ переботки водно-органического отхода молибденового катализатора органического синтеза // 2584161

Изобретение относится к способу переработки водно-органического отхода молибденового катализатора органического синтеза. Способ включает отгонку углеводородов, обработку кубового остатка серной кислотой, разделение продукта обработки на водную и органическую фазы, выделение из водной фазы триоксида молибдена и десятиводного сульфата натрия, выделение из органической фазы фенола и бензойной кислоты.

Платиновый катализатор, способ его приготовления, способ его регенерации и способ получения сульфата гидроксиламина // 2530001

Изобретение относится к катализаторам для получения сульфата гидроксиламина путем селективного гидрирования оксида азота в сернокислой среде. Данный катализатор содержит платину в количестве 0,3-1 мас.%, нанесенную на непористый или пористый углеродный носитель.

Способ извлечения катализатора // 2484900

Изобретение относится к извлечению гетерополикислот из катализаторов. .

Способ извлечения молибдена из продуктов каталитического эпоксидирования олефинов // 2453498

Изобретение относится к усовершенствованному способу извлечения молибдена из продуктов каталитического эпоксидирования олефинов органическими гидропероксидами.

Способ непрерывного получения органических карбонатов или органических карбаматов и твердые катализаторы для его осуществления // 2447056

Изобретение относится к способам получения органических карбонатов и карбаматов. .

Способ регенерации металлоксидных промышленных катализаторов органического синтеза // 2414301

Изобретение относится к регенерации отработанных металлсодержащих катализаторов органического синтеза. .

Способ изготовления носителя катализатора из отработанного катализатора // 2409421

Изобретение относится к способу изготовления, а, кроме того, к способу рециркуляции или повторного использования материала-носителя катализатора такого, который применяется в процессе Фишера-Тропша.

Способ утилизации отхода процесса каталитического эпоксидирования олефинов // 2393152

Изобретение относится к способу утилизации отхода процесса каталитического эпоксидирования олефинов органическими гидропероксидами, который включает выделение и обработку тяжелой фракции эпоксидата раствором щелочи и обработку образующегося отработанного щелочного потока экстрагентом.

Способ извлечения молибдена из продуктов каталитического эпоксидирования олефинов // 2335499

Способ извлечения молибдена из продуктов каталитического эпоксидирования олефинов // 2268885

Изобретение относится к области нефтехимии, конкретно к процессу выделения молибденсодержащего катализатора из продуктов каталитического эпоксидирования олефинов органическими гидропероксидами.

Способ регенерации автомобильных катализаторов // 2464088

Изобретение относится к производству автомобильных катализаторов, в частности к способу их регенерации. .