Способ и установка для производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты
Изобретение относится к способу производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты. Способ включает нагревание сырьевого потока нафты с получением нагретого сырьевого потока нафты; осуществление процесса риформинга нагретого сырьевого потока нафты во множестве эндотермических ступеней риформинга, размещенных последовательно, и получение выходящего потока продукта, полученного ниже по потоку, при этом процесс риформинга осуществляют в присутствии катализатора риформинга; при этом указанное множество ступеней риформинга функционирует при увеличивающихся температурах реакции; причем нагревание сырьевого потока нафты осуществляют путем передачи теплоты от выходящего потока продукта, полученного ниже по потоку, сырьевому потоку нафты до температуры первой реакции исключительно посредством передачи тепла от потока продукта, полученного ниже по потоку, с получением нагретого сырьевого потока нафты и охлажденного выходящего потока продукта. Также изобретение относится к установке. Предлагаемое изобретение позволяет минимизировать подвод энергии. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
По данной заявке испрашивается приоритет заявки на патент США №13/922030, поданной 19 июня 2013 г., содержание которой полностью включено в настоящее описание посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в общем, относится к способам и установкам для риформинга исходного сырьевого потока нафты и, в частности, к способам и установкам риформинга сырьевого потока нафты, предназначенным для производства ароматических соединений с минимальными затратами энергии.
Уровень техники
Риформинг сырьевых потоков нафты является важным технологическим процессом для производства полезных продуктов, в особенности, для производства бензина. В частности, риформинг сырьевых потоков нафты является эффективным для производства ароматических соединений и, следовательно, для увеличения октанового числа сырьевых потоков нафты. Для проведения риформинга сырьевых потоков нафты, указанные сырьевые потоки нафты обычно направляют в ряд последовательно расположенных реакторов риформинга, при этом традиционные системы работают по существу в изотермических условиях в каждом реакторе риформинга, устанавливаемых по постоянной входной температуре.
В последнее время усовершенствование схем проведения процесса риформинга сфокусировано на достижении максимального производства ароматических соединений и минимизации получения побочных продуктов в виде малоценных неароматических соединений за счет управления скоростями реакции в реакторах риформинга таким образом, чтобы содействовать селективности реакций до получения желаемых ароматических соединений. Однако такие схемы проведения риформинга являются энергоемкими и зачастую требуют промежуточного подогрева перед реактором риформинга.
В этой связи желательно разработать способы и установки для производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты, которые обеспечивают максимальное производство ароматических соединений и в то же время характеризуются минимальными требованиями в отношении подвода энергии, необходимой для эффективного риформинга сырьевых потоков нафты. Кроме того, другие желаемые особенности и характеристики настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего подробного описания изобретения и приложенных пунктов формулы, в сочетании с сопровождающими чертежами и вышеприведенным описанием уровня техники.
Сущность изобретения
Изобретение обеспечивает способы и установки для производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты. В соответствии с одним воплощением способ производства ароматических соединений включает нагревание сырьевого потока нафты для получения нагретого сырьевого потока нафты. Нагретый сырьевой поток нафты подвергают риформингу в большом количестве последовательно размещенных ступеней риформинга с получением ниже по потоку выходящего потока продукта. Указанное большое число ступеней риформинга функционирует при увеличивающихся температурах реакции. Сырьевой поток нафты нагревают путем передачи теплоты от выходящего потока продукта, полученного ниже по потоку, сырьевому потоку нафты с получением нагретого сырьевого потока нафты и охлажденного выходящего потока продукта, полученного ниже по потоку.
В другом воплощении способ производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты включает использование большого числа реакторов риформинга, включающего первый реактор риформинга и второй реактор риформинга, при этом реакторы риформинга размещены последовательно. Сырьевой поток нафты нагревается до первой температуры реакции с получением нагретого сырьевого потока нафты. Полученный нагретый сырьевой поток нафты направляется в первый реактор риформинга, который работает при первой температуре реакции для получения первого промежуточного потока. Первый промежуточный поток направляется во второй реактор риформинга, работающий при второй температуре реакции, которая выше первой температуры реакции, с получением второго промежуточного потока. Расположенный ниже по потоку поток продукта получают из второго промежуточного потока, используя конечный реактор риформинга указанного большого числа реакторов риформинга. Сырьевой поток нафты нагревают посредством передачи теплоты от потока продукта, расположенного ниже по потоку, сырьевому потоку нафты с получением нагретого сырьевого потока нафты и охлажденного потока продукта, расположенного ниже по потоку, причем сырьевой поток нафты нагревают до первой температуры реакции исключительно за счет передачи теплоты от выходящего потока продукта, полученного ниже по потоку, сырьевому потоку продукта.
Согласно другому воплощению установка для производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты содержит большое число (множество) реакторов риформинга, включающее первый реактор риформинга и второй реактор риформинга. Реакторы риформинга размещены последовательно, при этом указанное множество реакторов риформинга приспособлено для получения потока продукта ниже по ходу движения потока, выходящего из конечного реактора риформинга указанного множества реакторов риформинга. Первый теплообменник расположен выше по потоку от первого реактора риформинга и предназначен для передачи теплоты от потока продукта, полученного ниже по потоку, к сырьевому потоку нафты. Первый нагреватель размещен между первым реактором риформинга и вторым реактором риформинга и служит для нагревания первого промежуточного потока, полученного в первом реакторе риформинга. При этом в установке отсутствует нагреватель между первым теплообменником и первым реактором риформинга.
Краткое описание чертежей
Различные воплощения далее будут раскрыты во взаимосвязи с фигурами чертежей, на которых одинаковыми номерами позиций обозначены одинаковые элементы установки.
Фиг. 1 - схематическое представление способа и установки для производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты в соответствии с одним примером воплощения.
Фиг. 2 - схематическое представление способа и установки для производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты в соответствии с другим примером воплощения. (
Фиг. 3 - схематическое представление способа и установки для производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты в соответствии с еще одним примером воплощения.
Подробное описание изобретения
Приведенное ниже подробное описание является по своему характеру только иллюстративным и не предназначено для ограничения различных воплощений или применения и случаев использования изобретения. Кроме того, отсутствует намерение ограничиться какой-либо конкретной теорией, изложенной в предшествующем уровне техники, или приведенным ниже подробным описанием изобретения.
Изобретение обеспечивает способы и установки для производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты. Предложенные способы и установки максимально увеличивают производство ароматических соединений за счет использования большого числа ступеней риформинга, которые размещены последовательно и работают с увеличением температур реакции с получением выходящего потока продукта ниже по ходу движения потока, и в то же время минимизируют потребность в энергии для эффективного риформинга сырьевого потока нафты. В частности, потребность в энергии минимизируется за счет передачи теплоты сырьевому потоку нафты от выходящего ниже по потоку потока продукта. Благодаря функционированию большого числа ступеней риформинга с увеличением температуры реакции получают выходящий ниже по потоку поток продукта со значительно более высокой температурой, чем температура сырьевого потока нафты, при этом первая ступень риформинга работает при более низкой температуре, чем последующие ступени риформинга. Сама по себе возможна эффективная передача теплоты от выходящего ниже по потоку потока продукта к сырьевому потоку нафты. Кроме того, возможно (хотя не необходимо) нагревание сырьевого потока нафты до первой температуры реакции, при которой первая ступень риформинга работает с передачей теплоты от выходящего ниже по потоку потока продукта к сырьевому потоку нафты, и тем самым исключается необходимость использования нагревателя, для чего был бы необходим подвод энергии от внешнего источника в процесс (например, сжигание топлива или электрический нагреватель), с целью нагревания сырьевого потока нафты перед подачей сырьевого потока нафты в первую ступень риформинга.
Ниже будет рассмотрено одно воплощение способа производства ароматических соединений со ссылкой на пример выполнения установки 10 для производства ароматических соединений, иллюстрируемый на фиг. 1. В соответствии с предложенным способом и как показано на фиг. 1, обеспечивается подача сырьевого потока 12 нафты. Указанный сырьевой поток нафты обычно имеет начальную температуру кипения 80°С и конечную температуру кипения 205°С. Сырьевой поток нафты 12 может включать свежее сырье 14, рециркулируемое сырье 15, содержащее водород и, возможно, дополнительно парафины и другие не ароматические соединения, которые отделяются от ароматических соединений после риформинга, или же сырьевой поток нафты 12 может включать комбинацию свежего сырья 14 и рециркулируемого сырья 15. Сырьевой поток 12 нафты может содержать много различных углеводородных соединений, и процесс риформинга этих соединений обычно осуществляется различными путями. Скорости реакции различных углеводородных соединений изменяются с температурой, и соотношение между скоростью реакции и температурой устанавливает уравнение Аррениуса. Скорость реакции определяется для конкретной реакции энергией активации, и при большом количестве реакций, которые происходят в процессе риформинга, существует много различных по величине энергий активации, соответствующих различным реакциям.
В соответствии с описанными здесь способами сырьевой поток 12 нафты подвергается риформингу в большом числе ступеней риформинга, которые размещены последовательно для получения ниже по потоку выходящего потока 42 продукта. Процесс риформинга является общепринятым процессом при переработке сырой нефти, и обычно используется для увеличения количества бензина. Процесс риформинга включает смешивание потока водорода и смеси углеводородов, например, сырьевого потока 12 нафты, и контактирование объединенного потока с катализатором риформинга. Реакция риформинга превращает парафины и нафтены посредством процессов дегидрогенизации и циклизации в ароматические соединения. Процесс дегидрогенизации парафинов может обеспечить получение олефинов, а с помощью дегидроциклизации парафинов и олефинов можно получить ароматические соединения.
Подходящие катализаторы риформинга обычно включают металл на носителе. Носителем может быть пористый материал, такой как неорганический оксид или молекулярное сито, и связующее с массовым соотношением от 1:99 до 99:1. Массовое соотношение может находиться в интервале от 1:9 до 9:1. Неорганические оксиды, используемые для носителя, включают, но не в качестве ограничения, оксид алюминия, оксид магния, оксид титана, оксид циркония, оксид хрома, оксид цинка, оксид тория, оксид бора, керамику, фарфор, боксит, оксид кремния, оксид кремния-оксид алюминия, карбид кремния, глины, кристаллические алюминосиликаты цеолитов и смеси указанных веществ. Могут быть использованы традиционные пористые материалы и связующие. Подходящие металлы могут включать один или большее число из драгоценных металлов Группы VIII и включают платину, иридий, родий и палладий. В одном воплощении катализатор риформинга содержит металл в количестве от 0,01 мас. % до 2 мас. %, исходя из общей массы катализатора риформинга. Катализатор риформинга может также содержать элемент-ускоритель катализа из Группы IIΙΑ или Группы IVA. Эти металлы включают галлий, германий, индий, олово, таллий и свинец.
В одном воплощении изобретения множество ступеней риформинга включает первую ступень риформинга, вторую ступень риформинга и одну или большее число дополнительных ступеней риформинга. Например, как показано на фиг. 1, может быть использован ряд реакторов риформинга 16, 18, 20, 22, 24, 26 со ступенями риформинга, представленными в каждом соответствующем реакторе риформинга 16, 18, 20, 22, 24, 26. Таким образом, в воплощении на фиг. 1 установка 10 содержит шесть реакторов риформинга 16, 18, 20, 22, 24, 26, а способ включает риформинг сырьевого потока 12 нафты в шести ступенях риформинга. Однако следует понимать, что в других воплощениях может быть использовано любое количество реакторов риформинга. Кроме того, хотя это и не показано, следует понимать, что каждый реактор риформинга может содержать один или большее количество реакционных слоев в соответствии с традиционной конструкцией реактора риформинга. В одном воплощении реакторы риформинга 16, 18, 20, 22, 24, 26 могут представлять собой реакторы с подвижным слоем, которые содержат подвижные слои катализатора (не показаны), при этом регенерационные сосуды с подвижным слоем (также не показаны) могут быть использованы совместно с указанными реакторами риформинга 16, 18, 20, 22, 24, 26. В одном воплощении подвижные слои катализатора, которые используются в реакторах риформинга 16, 18, 20, 22, 24, 26, могут находиться в противотоке, в прямотоке, в перекрестном токе или может быть использована их комбинация, и подвижный слой катализатора может иметь любую подходящую форму, например, прямоугольную, кольцевую или сферическую. Следует отметить, что в других воплощениях реакторы риформинга 16, 18, 20, 22, 24, 26 могут быть реакторами с неподвижным слоем, которые содержат неподвижные слои катализатора. В соответствии с иллюстративным примером способа множество ступеней риформинга работает при увеличивающихся температурах реакции, что позволяет управлять конверсией определенных углеводородных соединений, содержащихся в сырьевом потоке нафты, до желаемых продуктов на соответствующих ступенях риформинга, например, конверсией гексана в бензол. Функционирование множества ступеней риформинга при увеличивающихся температурах реакции, отмеченное выше, означает, что, по меньшей мере, первая ступень риформинга работает при более низких температурах, чем все последующие ступени риформинга, хотя следует принимать во внимание, что последующие реакционные ступени после первой реакционной ступени могут работать при одинаковой температуре. Например, в одном воплощении вторая ступень риформинга и одна или большее число дополнительных ступеней риформинга работают при одной и той же температуре реакции. Используемый здесь термин «одна и та же температура реакции» означает, что температуры реакции второй ступени риформинга и любых последующих ступеней риформинга предпочтительно одинаковы, хотя возможны и допустимы несущественные различия температур реакции, например, разности входной температуры в реакционных ступенях составляют 10°С или менее. Следует также понимать, что каждая последующая реакционная ступень может функционировать при более высокой температуре, чем непосредственно предшествующая реакционная ступень. Например, в воплощениях первая ступень риформинга работает при первой температуре реакции в интервале от 350°С до 480°С, вторая ступень риформинга работает при второй температуре реакции в интервале от 530°С до 570°С, при условии, что последующие температуры реакции выше предшествующих температур реакции. Температуры реакции упомянутых здесь ступеней реакции являются температурами сырьевых потоков непосредственно перед подачей в ступени риформинга, т.е. являются входными температурами реакционных ступеней. Функционирование большого числа ступеней риформинга при увеличивающихся температурах реакции позволяет эффективно управлять скоростями реакции реагентов риформинга нафты так, чтобы способствовать селективности получения желаемых ароматических продуктов на различных ступенях риформинга, исходя из конкретного содержания сырьевых потоков, которые поступают в соответствующие ступени риформинга. При использовании одного и того же катализатора в различных ступенях риформинга, реакции в различных ступенях риформинга регулируют, используя увеличивающиеся температуры реакции, что приводит к минимизации нежелательных побочных продуктов при максимальном получении желаемых ароматических соединений.
Риформинг является по существу энодотермической реакцией и обуславливает значительное снижение температуры в ступенях риформинга, хотя различные соединения углеводородов в сырьевом потоке нафты проявляют в процессе риформинга различную степень эндотермичности. В соответствии с описанными здесь способами ступени риформинга работают с неизотермическим профилем температуры (с различной температурой в реакционных ступенях), при этом температуры потоков, поступающих в ступени риформинга, выше температур потоков, отводимых из ступеней риформинга. Для содействия процессу риформинга сырьевой поток 12 нафты нагревают с получением нагретого сырьевого потока 28 нафты (который по составу сходен с сырьевым потоком 12 нафты, но имеет более высокую температуру). В частности, сырьевой поток 12 нафты нагревают до первой температуры риформинга, при которой работает первая ступень риформинга. В одном воплощении первая температура реакции находится в интервале от 350°С до 480°С, в частности, от 425°С до 475°С. Нагретый сырьевой поток 28 нафты подвергается затем риформингу в первой ступени риформинга, которая работает при первой температуре реакции с получением первого промежуточного потока 30. Например, как показано на фиг. 1, нагретый сырьевой поток 28 нафты может быть направлен в первый реактор 16 риформинга, который работает при первой температуре реакции с получением первого промежуточного потока 30.
Кроме того, вследствие эндотермического характера реакций, протекающих в соответствующих ступенях риформинга, к каждому промежуточному потоку, полученному в находящейся выше по потоку ступени риформинга, перед подачей этого потока в следующую ступень риформинга, подводят теплоту для поддерживания температуры реакции или для повышения температур желаемых реакций в конкретных ступенях риформинга. В одном воплощении первый промежуточный поток 30 нагревают для получения нагретого первого промежуточного потока 32, после чего осуществляется риформинг нагретого первого промежуточного потока 32 во второй ступени риформинга. Например, нагретый первый промежуточный поток 32 может быть после нагревания направлен во второй реактор 18 риформинга, работающий при второй температуре реакции, которая больше температуры первой реакции, как это отмечено выше, и первый промежуточный поток 30 нагревается до второй температуры реакции. В одном воплощении вторая температура реакции, по меньшей мере, на 50°С больше первой температуры реакции, например, по меньшей мере, на 80°С больше первой температуры реакции.
В результате риформинга нагретого первого промежуточного потока 32 получают второй промежуточный поток 34. Второй промежуточный поток 34 и любые следующие промежуточные потоки 36, 38 и 40 (например, потоки, выходящие из различных реакторов риформинга 20, 22, 24, которые размещены ниже по потоку от первого реактора риформинга 16 и второго реактора риформинга 18 и не являются конечными реакторами риформинга 26) нагревают с получением соответствующих нагретых промежуточных потоков 44, 46, 48, 50, которые подвергают риформингу в одной или большем количестве дополнительных ступеней риформинга (например, в различных реакторах риформинга 20, 22, 24, 26). Выходящий ниже по потоку поток 42 продукта получают из второго промежуточного потока 34 в конечной ступени множества ступеней риформинга. Например, в одном воплощении, иллюстрируемом на фиг. 1, выходящий ниже по потоку поток 42 продукта получен из второго промежуточного потока 34 с использованием конечного реактора риформинга 26. В этом воплощении второй промежуточный поток 34 перед прохождением через конечную ступень риформинга, в которой получают выходящий поток продукта 42, дополнительно подвергают риформингу.
Сырьевой поток 12 нафты нагревают путем передачи теплоты от выходящего потока 42 продукта сырьевому потоку 12 нафты с получением нагретого сырьевого потока 28 нафты и, кроме того, охлажденного выходящего потока 52 продукта (аналогичного по составу с выходящим потоком 42 продукта). Например, в воплощении, показанном на фиг. 1, первый теплообменник 53 размещен на пути между выходящим потоком 42 продукта и сырьевым потоком 12 нафты, выше по потоку от первого реактора риформинга 16, и предназначен для передачи теплоты от выходящего потока 42 продукта сырьевому потоку 12 нафты. Поскольку выходящий поток 42 продукта получают в конечной ступени риформинга, в которой эндотермичность обычно проявляется в меньшей степени, чем в ступенях риформинга выше по потоку, выходящий поток 42 продукта обычно имеет более высокую температуру по сравнению с любым предшествующим промежуточным потоком. В частности, эндотермичность между различными ступенями риформинга, как правило, увеличивается от большей степени к меньшей степени, и большая степень эндотермичности приводит к большему изменению температуры. Поэтому последовательные температуры соответствующих промежуточных потоков постепенно изменяются между различными ступенями риформинга от более низкой температуры до более высокой, при этом температуры соответствующих промежуточных потоков зависят как от входной температуры реакционной ступени, так и от изменений температуры, обусловленных эндотермичностью реакции. Кроме того, выходящий (конечный) поток 42 продукта обычно подвергают разделению с использованием технологического оборудования для разделения газа и жидкости, что обуславливает необходимость значительного охлаждения выходящего потока 42 продукта перед любой ступенью разделения. Как таковая, передача теплоты от выходящего потока 42 продукта сырьевому потоку 12 нафты представляет собой эффективную передачу энергии при проведении технологического процесса. Кроме того, поскольку первая температура реакции (входная температура первой реакционной ступени) обычно значительно меньшей температур реакции в последующих ступенях риформинга, нагретый сырьевой поток 28 нафты может быть направлен в первую ступень риформинга без использования нагревания посредством подвода энергии от внешнего, по отношению к технологическому процессу, источника энергии (осуществляемого, например, с помощью сжигания топлива или электрического нагревателя). Например, как показано на фиг. 1, сырьевой поток 12 нафты может быть нагрет до первой температуры реакции исключительно посредством передачи теплоты сырьевому потоку 12 нафты от выходящего потока 42 продукта. Хотя на фигуре не показано, следует понимать, что нагревание сырьевого потока 12 нафты может быть также осуществлено за счет использования энергии имеющихся в технологическом процессе источников, иных, чем выходящий поток 42 продукта.
Как отмечено выше и показано на фиг. 1, первый промежуточный поток 30, второй промежуточный поток 34 и любые следующие промежуточные потоки 36, 38, 40 также нагреваются с получением соответствующих нагретых промежуточных потоков 32, 44, 46, 48, 50. В одном воплощении, и как показано на фиг. 1, промежуточные потоки 30, 34, 36, 38, 40 нагревают с использованием энергии, подводимой от источника, внешнего по отношению к рассматриваемому технологическому процессу. Например, в воплощении, показанном на фиг. 1, первый промежуточный поток 30 нагревается с помощью первого нагревателя 54, который может быть нагревателем любого типа, выделяющим теплоту за счет потребления энергии источника, внешнего по отношению к технологическому процессу (например, электричество, топливо или любая другая энергия, которая не отводится из самого технологического процесса). Подобным образом, соответствующие нагреватели 56, 58,60, 62 могут быть использованы для нагревания последовательных промежуточных потоков 34, 36, 38, 40, показанных на фиг. 1. Поскольку ступени риформинга, расположенные ниже по потоку от первой ступени риформинга, обычно работают при значительно более высоких температурах, чем первая ступень риформинга, передача теплоты от потока 42 продукта, выходящего ниже по потоку, промежуточным потокам 30, 34, 36, 38, 40 может не обеспечить такую эффективность процесса, как это может обеспечить передача теплоты от выходящего потока 42 продукта сырьевому потоку 12 нафты. В одном воплощении, и как показано на фиг. 1, первый промежуточный поток 30, второй промежуточный поток 34 и последующие промежуточные потоки 36, 38, 40 могут быть непосредственно нагреты только от источника, внешнего по отношению к технологическому процессу. В других воплощениях и как более подробно описано ниже, для достижения еще большей эффективности процесса может быть осуществлена дополнительная передача теплоты от выходящего потока 42 продукта.
Фиг. 2 иллюстрирует другое воплощение способа производства ароматических соединений из сырьевого потока 12 нафты с помощью другого примера устройства 210 для производства ароматических соединений. В этом воплощении способ осуществляется таким же путем, что и описанный выше со ссылкой на устройство 10, иллюстрируемое на фиг. 1, за исключением различия в передаче теплоты от выходящего потока 42 продукта в пределах технологического процесса. В частности, в этом воплощении первый промежуточный поток 30 нагревается за счет передачи теплоты от выходящего потока 42 продукта первому промежуточному потоку 30, например, с использованием второго теплообменника 64, перед нагреванием первого промежуточного потока 30 за счет подвода энергии от внешнего, по отношению к процессу, источника энергии, например, с помощью первого нагревателя 54. В этом воплощении передача теплоты от выходящего потока 42 продукта первому промежуточному потоку 30 производит частично охлажденный выходящий поток 66 продукта, и теплота затем передается от частично охлажденного выходящего потока 66 продукта сырьевому потоку 12 нафты с использованием, например, первого теплообменника 53.
Ниже будет рассмотрено еще одно воплощение способа производства ароматических соединений из сырьевого потока 12 нафты со ссылкой на еще один пример выполнения устройства 310 для производства ароматических соединений, иллюстрируемый на фиг. 3. В этом воплощении способ осуществляется таким же путем, как и описанный выше в отношении устройства 210, иллюстрируемого на фиг. 2, за исключением новых различий в передаче теплоты в пределах технологического процесса. В частности, в этом воплощении частично охлажденный выходящий поток 66 продукта разделяют на отдельные частично охлажденные выходящие потоки 68, 70 продукта. Теплота отдельно передается от отдельных частично охлажденных выходящих потоков 68, 70 продукта сырьевому потоку 12 нафты. В частности, один из отдельных частично охлажденных выходящих потоков продукта (поток 70) поступает в третий теплообменник 72, который приспособлен для передачи теплоты сырьевому потоку 12 нафты и размещен между первым теплообменником 53 и первым реактором 16 риформинга. Другой из отдельных частично охлажденных выходящих потоков продукта (поток 68) поступает в четвертый теплообменник 74, который приспособлен для передачи теплоты первому промежуточному потоку 30 нафты и размещен между первым реактором 16 риформинга и вторым теплообменником 64. В схеме устройства, представленной на фиг. З, может быть достигнута еще большая эффективность передачи теплоты от выходящего потока 42 продукта.
Конкретные воплощения
Хотя нижеследующее изложено в отношении конкретных воплощений, следует понимать, что настоящее описание служит для иллюстрации и не является ограничением объема приведенного выше описания и приложенных пунктов формулы.
Первым воплощением изобретения является способ производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты, который включает нагревание сырьевого потока нафты с получением нагретого сырьевого потока нафты; риформинг нагретого сырьевого потока нафты в большом количестве ступеней риформинга, размещенных последовательно для получения ниже по потоку выходящего (конечного) потока продукта, при этом указанное большое число ступеней риформинга функционирует при увеличивающихся температурах реакций; нагревание сырьевого потока нафты включает передачу теплоты от выходящего потока продукта сырьевому потоку нафты с получением нагретого сырьевого потока нафты и охлажденного выходящего потока продукта. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая первое воплощение, в котором большое число ступеней риформинга включает первую ступень риформинга и вторую ступень риформинга и в котором риформинг нагретого сырьевого потока нафты включает риформинг нагретого сырьевого потока нафты в первой ступени риформинга, работающей при первой температуре реакции, с получением первого промежуточного потока. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая первое воплощение, дополнительно включающее подачу нагретого сырьевого потока нафты в первую ступень риформинга после нагревания сырьевого потока нафты, причем указанный нагретый сырьевой поток нафты направляют в первую ступень риформинга без (дополнительного) нагревания этого потока за счет подвода энергии, внешней по отношению к технологическому процессу. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая первое воплощение, в котором нагревание сырьевого потока нафты включает нагревание сырьевого потока нафты до первой температуры реакции только посредством передачи теплоты от выходящего потока продукта сырьевому потоку нафты. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая первое воплощение, дополнительно включающее нагревание первого промежуточного потока с получением нагретого первого промежуточного потока. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая первое воплощение, дополнительно включающее проведение риформинга нагретого первого промежуточного потока, при этом вторая ступень риформинга работает при второй температуре реакции, превышающей первую температуру реакции. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая первое воплощение, в котором нагревание первого промежуточного потока включает нагревание первого промежуточного потока за счет энергии источника, внешнего по отношению к технологическому процессу. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая первое воплощение, в котором нагревание первого промежуточного потока, кроме того, включает передачу теплоты от выходящего потока продукта первому промежуточному потоку перед нагреванием первого промежуточного потока за счет энергии источника, внешнего по отношению к технологическому процессу. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая первое воплощение, в котором передача теплоты от выходящего потока продукта первому промежуточному потоку приводит к получению частично охлажденного выходящего потока продукта, причем передача теплоты от выходящего потока продукта сырьевому потоку нафты включает передачу теплоты от частично охлажденного выходящего потока продукта сырьевому потоку нафты. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая первое воплощение, дополнительно включающее разделение частично охлажденного выходящего потока продукта на отдельные частично охлажденные выходящие потоки продукта, и передачу теплоты от частично охлажденного выходящего потока продукта сырьевому потоку нафты, включающую отдельную передачу теплоты от частично охлажденных выходящих потоков продукта сырьевому потоку нафты. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая первое воплощение, в котором нагревание первого промежуточного потока включает нагревание первого промежуточного потока до второй температуры реакции, которая, по меньшей мере, на 50°С выше, чем первая температура реакции. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая первое воплощение, в котором указанное большое количество ступеней риформинга, кроме того, содержит одну или большее число дополнительных ступеней риформинга, в которых в результате проведения риформинга нагретого первого промежуточного потока получают второй промежуточный поток, при этом в указанном воплощении нагревают второй промежуточный поток и любые следующие промежуточные потоки с получением нагретых промежуточных потоков, которые подвергают риформингу в одной или большем количестве дополнительных ступеней риформинга. Воплощением настоящего изобретения является одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая первое воплощение, в котором вторая ступень риформинга и одна или большее число дополнительных ступеней риформинга работают при одной и той же температуре реакции. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая первое воплощение, в котором второй промежуточный поток и любые следующие промежуточные потоки нагревают только за счет энергии источника, внешнего по отношению к технологическому процессу. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе, включая первое воплощение, в котором выходящий поток продукта получают в конечной ступени риформинга большого числа ступеней риформинга.
Вторым воплощением изобретения является способ производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты, включающий использование большого количества ступеней риформинга, содержащего первый реактор риформинга и второй реактор риформинга, причем реакторы риформинга размещены последовательно; нагревание сырьевого потока нафты до первой температуры реакции с получением нагретого сырьевого потока нафты; подачу нагретого сырьевого потока нафты в первый реактор риформинга, работающий при первой температуре реакции, с получением в указанном реакторе первого промежуточного потока; подачу первого промежуточного потока во второй реактор риформинга, работающий при второй температуре реакции, которая выше первой температуры реакции, с получением второго промежуточного потока; получение из второго промежуточного потока выходящего потока продукта с помощью конечного реактора риформинга, входящего в состав большого количества реакторов риформинга; при этом нагревание сырьевого потока нафты включает передачу теплоты от полученного выходящего потока продукта сырьевому потоку нафты с получением нагретого сырьевого потока нафты и охлажденного выходящего продукта; при этом сырьевой поток нафты нагревают до первой температуры реакции исключительно посредством передачи теплоты сырьевому потоку нафты от полученного ниже по потоку выходящего потока продукта. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая второе воплощение, дополнительно включающее нагревание первого промежуточного потока с получением нагретого первого промежуточного потока. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая второе воплощение, в котором нагревание первого промежуточного потока включает нагревание первого промежуточного потока с помощью первого нагревателя. Воплощением настоящего изобретения являет одно, любое или все предшествующие воплощения в этом разделе описания, включая второе воплощение, в котором нагревание первого промежуточного потока дополнительно включает передачу теплоты от выходящего потока продукта первому промежуточному потоку перед нагреванием первого промежуточного потока с помощью первого нагревателя.
Третьим воплощением изобретения является установка для производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты, содержащая большое количество размещенных последовательно реакторов риформинга, включающее первый реактор риформинга и второй реактор риформинга, при этом указанное большое количество реакторов рифоримнга предназначено для получения выходящего потока продукта из конечного реактора риформинга большого количества реакторов риформинга; первый теплообменник, размещенный выше по потоку от первого реактора риформинга и предназначенный для передачи теплоты от выходящего потока продукта сырьевому потоку нафты; первый нагреватель, размещенный между первым реактором риформинга и вторым реактором риформинга, служащий для нагревания первого промежуточного потока, полученного в первом реакторе риформинга; причем в установке отсутствует нагреватель между первым теплообменником и первым реактором риформинга.
Хотя в изложенном выше подробном описании изобретения был представлен, по меньшей мере, один пример воплощения, следует понимать, что существует очень большое число вариантов воплощения. Следует также понимать, что пример воплощения или примеры воплощения являются только примерами и не имеют цель каким-либо образом ограничить объем, возможность применения или конфигурацию изобретения. Наоборот, приведенное выше подробное описание будет давать специалистам в данной области техники ориентир для осуществления примера воплощения изобретения. Следует понимать, что могут быть произведены различные изменения в выполняемой функции и размещении компонентов установки, описанных в рассмотренном примере воплощения, без выхода за пределы объема изобретения, установленного в приложенных пунктах формулы.
1. Способ производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты, включающий
нагревание сырьевого потока нафты с получением нагретого сырьевого потока нафты;
осуществление процесса риформинга нагретого сырьевого потока нафты во множестве эндотермических ступеней риформинга, размещенных последовательно, и получение выходящего потока продукта, полученного ниже по потоку, при этом процесс риформинга осуществляют в присутствии катализатора риформинга;
при этом указанное множество ступеней риформинга функционирует при увеличивающихся температурах реакции;
причем нагревание сырьевого потока нафты осуществляют путем передачи теплоты от выходящего потока продукта, полученного ниже по потоку, сырьевому потоку нафты до температуры первой реакции исключительно посредством передачи тепла от потока продукта, полученного ниже по потоку, с получением нагретого сырьевого потока нафты и охлажденного выходящего потока продукта.
2. Способ по п.1, в котором множество ступеней риформинга включает первую ступень риформинга и вторую ступень риформинга, при этом риформинг нагретого сырьевого потока нафты включает риформинг нагретого потока нафты в первой ступени риформинга, работающей при первой температуре реакции, с получением первого промежуточного потока.
3. Способ по п.2, дополнительно включающий подачу нагретого сырьевого потока нафты в первую ступень риформинга после нагревания сырьевого потока нафты, при этом нагретый сырьевой поток нафты направляют в первую ступень риформинга при отсутствии нагревания с использованием подвода энергии в технологический процесс от внешнего источника.
4. Способ по п.3, в котором нагревание сырьевого потока нафты включает нагревание сырьевого потока нафты до первой температуры реакции исключительно посредством передачи теплоты от выходящего потока продукта сырьевому потоку нафты.
5. Способ по п.2, дополнительно включающий нагревание первого промежуточного потока с получением нагретого первого промежуточного потока.
6. Способ по п.5, дополнительно включающий осуществление риформинга нагретого первого промежуточного потока во второй ступени риформинга, при этом вторая ступень риформинга работает при второй температуре реакции, которая выше первой температуры реакции.
7. Способ по п.6, в котором нагревание первого промежуточного потока включает нагревание первого промежуточного потока с подводом в технологический процесс энергии от внешнего источника.
8. Способ по п.7, в котором нагревание первого промежуточного потока дополнительно включает передачу теплоту от выходящего потока продукта первому промежуточному потоку перед нагреванием первого промежуточного потока за счет подвода в технологический процесс энергии от внешнего источника.
9. Способ по п.6, в котором нагревание первого промежуточного потока включает нагревание первого промежуточного потока до второй температуры реакции, которая, по меньшей мере, на 50°С выше первой температуры реакции.
10. Установка для производства ароматических соединений из сырьевого потока нафты, содержащая:
множество реакторов риформинга, состоящих из первого реактора риформинга и второго реактора риформинга, при этом указанные реакторы риформинга содержат катализатор риформинга и размещены последовательно и указанное множество реакторов риформинга выполнено с возможностью производства потока продукта, выходящего из конечного реактора риформинга указанного множества реакторов риформинга;
первый теплообменник, размещенный выше по потоку от первого реактора риформинга и выполненный с возможностью передачи теплоты от выходящего потока продукта сырьевому потоку нафты;
первый нагреватель, расположенный между первым реактором риформинга и вторым реактором риформинга, предназначенный для нагревания первого промежуточного потока, полученного в первом реакторе риформинга;
при этом в установке отсутствует нагреватель между первым теплообменником и первым реактором риформинга.
