DE69825590T2

DE69825590T2 - Zweiphasen-Hydroverarbeitungs-Verfahren

Info

Publication number: DE69825590T2
Application number: DE69825590T
Authority: DE
Inventors: D. Michael ACKERSON; S. Michael BYARS
Original assignee: Process Dynamics Inc Fayetteville; Process Dynamics Inc
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2018-06-24
Also published as: JP2002506473A; ATE273368T1; US6123835A; EP0993498B1; BR9810061B1; US20020148755A1; WO1998059019A1; BR9810061A; EA001973B1; CA2294456A1; AU755160B2; WO1998059019A9; JP4174079B2; ES2227852T3; US6428686B1; EP0993498A1; AU8163998A; DE69825590D1; CA2294456C; US6881326B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zweiphasen-Hydroverarbeitungs-Verfahren und Vorrichtung, worin die Notwendigkeit Wasserstoffgas durch den Katalysator zu zirkulieren beseitigt ist. Dies wird durch Mischen und/oder Flashen des Wasserstoffs und des zu behandelnden Öls in der Gegenwart eines Lösungsmittels oder Verdünnungsmittels erreicht, in dem die Löslichkeit des Wasserstoffs im Verhältnis zu der Öl-Einspeisung bzw. dem Öl-Einspeisungsmaterial hoch ist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch Hydrocracken, Hydroisomerisation und Hydrometallisierung.
Bei der Hydroverarbeitung, die die Hydrobehandlung, Hydroendbearbeitung (hydrofinishing), Hydrofining und Hydrocracken einschließt, wird ein Katalysator verwendet, um Wasserstoff mit einer Erdölfraktion bzw. Petroleumfraktion, Destillaten oder Rückständen reagieren zu lassen bzw. zur Reaktion zu bringen, um Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff, Metalle und andere Verunreinigungen zu sättigen oder zu entfernen und die benötigte Aktivität bereitzustellen damit die erwünschte(n) Rektion(en) durchgeführt werden.
Bei der gewöhnlichen. Hydroverarbeitung ist es notwendig Wasserstoff von einer Dampfphase in die flüssige Phase zu übertragen, worin es dann zur Verfügung steht, um mit einem Petroleum-Molekül auf der Katalysatoroberfläche zu reagieren. Dies wird erreicht, indem sehr große Volumina von Wasserstoffgas und des Öls durch ein Katalysatorbett zirkuliert werden. Das Öl und der Wasserstoff fliesen durch das Bett und der Wasserstoff wird in eine dünne Ölschicht absorbiert, die über den Katalysator verteilt ist. Da die Menge an benötigtem Wasserstoff groß sein kann, 0,18 m³/L bis 0,89 m³/L (1000 bis 5000 SCF/bbl) Flüssigkeit, sind die Reaktoren sehr groß und können unter harten Bedingungen betrieben werden, von wenigen hundert Psi bis zu soviel wie 34350 kPa (5000 Psi) und Temperaturen von ungefähr 204,44°C–482,22°C (400°–900°F).
Ein gewöhnliches System zur Verarbeitung wird in dem US Patent 4,698,147 beschrieben, das am 6. Oktober 1987 McConaghy, Jr. erteilt wurde, worin eine Wasserstoff-Donor-Verdünnungsmittel Crackverarbeitung bei kurzer Verweilzeit enthüllt wird. McConaghy' 147 mischt den Eingangsfluss mit einem Donor-Verdünnungsmittel, um den Wasserstoff für das Crackverfahren zu liefern. Nach dem Crackverfahren wird die Mischung in Produkt und verbrauchtes Verdünnungsmittel aufgeteilt und das verbrauchte Verdünnungsmittel wird mittels partieller Hydrierung regeneriert und dem Eingangsfluss für den Crackschritt zugeführt. Anzumerken ist, dass McConaghy'147 die chemische Beschaffenheit des Donor-Verdünnungsmittels im Verlauf des Verfahrens wesentlich ändert, um den Wasserstoff für das Cracken freizusetzen. Das McConaghy'147 Verfahren wird auch durch obere Temperatur-Beschränkungen aufgrund des Verkokens von Kohle und erhöhter Lichtgas Erzeugung eingeschränkt, die eine wirtschaftlich auferlegte Begrenzung auf die maximale Cracktemperatur des Verfahrens festlegt.
Das US Patent 4,857,168, das am 15. August 1989 Kubo et al. erteilt wurde, enthüllt ein Verfahren zum Hydrocracken einer schweren Ölfraktion. Kubo'168 verwendet sowohl ein Donor-Verdünnungsmittel als auch Wasserstoffgas, um den Wasserstoff für das katalysatorgesteigerte Crackverfahren zu liefern. Kubo'168 enthüllt, dass eine geeignete Lieferung einer schweren Ölfraktion, Donor-Lösungsmittel, Wasserstoffgas und Katalysator die Bildung von Koks auf dem Katalysator einschränken wird und die Koksbildung im Wesentlichen oder vollständig unterbunden werden kann. Kubo'168 benötigt einen Crackreaktor mit Katalysator und einen getrennten Hydrierungsreaktor mit Katalysator. Kubo'168 ist auf den Abbau des Donor-Verdünnungsmittels angewiesen, um Wasserstoff in das Reaktionsverfahren zu liefern. Ein anderes bekanntes System wird in der GB 934907 enthüllt, die ein Verfahren zur Hydroformierung von flüssigen Kohlenwasserstoffen unter Verwendung von sehr geringen Mengen beschreibt, beispielsweise (10 oder weniger SCF/B) 1,78 × 10^–3 m³/L, die in dem flüssigen Kohlenwasserstoff gelöst sind und mit einem Hydroformierungs-Katalysator zusammengebracht werden, was es für eine letzte Auffrischung nach gewöhnlicher Hydrobehandlung geeigneter macht.
Der Stand der Technik leidet daran, dass die Notwendigkeit der Zugabe von Wasserstoffgas und/oder die weitere Komplexität in der Hydroregenerierung des in dem Crackverfahren verwendeten Donor-Lösungsmittels besteht, daher besteht ein Bedarf an einem verbesserten und vereinfachten Hydroverarbeitungs-Verfahren und Vorrichtung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde ein Verfahren entwickelt, worin die Notwendigkeit Wasserstoffgas durch den Katalysator zirkulieren zu lassen beseitigt ist. Dies wurde durch Mischen und/oder Flashen des Wasserstoffs und des Öls bewerkstelligt, das in der Gegenwart eines Lösungsmittels oder Verdünnungsmittels behandelt werden soll, in dem die Kohlenwasserstoff Löslichkeit "hoch" im Vergleich zu der Öleinspeisung ist, so dass sich der Wasserstoff in Lösung befindet.
Die Art und Menge des hinzu gegebenen Verdünnungsmittels, ebenso wie die Reaktor-Bedingungen, können derart festgelegt werden, dass der gesamte für die Hydroverarbeitungs-Reaktion benötigte Wasserstoff in Lösung verfügbar ist. Die Öl/Verdünnungsmittel/Wasserstoff Lösung kann anschließend in einen Reaktor, wie einen idealen Strömungsrohr oder Röhren Reaktor eingespeist werden, der mit dem Katalysator an der Stelle bepackt ist, an der das Öl und der Wasserstoff reagieren. Kein zusätzlicher Wasserstoff wird benötigt, wodurch die Rezirkulation des Wasserstoffs und der tröpfelnde Bettbetrieb des Reaktors vermieden werden. Daher können die großen tröpfelnden Bettreaktoren durch wesentlich kleinere Reaktoren ersetzt werden (siehe 1, 2 und 3).
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenso Hydrocracken, Hydroisomerisierung, Hydrometallisierung und ähnliches. Wie vorstehend beschrieben wird Wasserstoffgas zusammen mit dem Ausgangsmaterial und einem Verdünnungsmittel als wiederverwertetes hydrogekracktes Produkt, isomerisiertes Produkt oder wiederverwertetes demetallisiertes Produkt gemischt und/oder geflasht, um so Wasserstoff in Lösung zu bringen und anschließend die Mischung über einen Katalysator zu leiten.
Eine Hauptaufgabe der vorlegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Zweiphasen-Hydroverarbeitungssystems, Verfahrens, Methode und/oder Vorrichtung.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Hydrocrack-, Hydroisomerisierungs-, Fischer-Tropsch- und Hydrometallisierungs-Verfahrens.
Die Merkmale der Erfindung mittels derer die Aufgaben der Erfindung gelöst werden, sind in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt.
Andere Aufgaben und weiterer Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehend aufgeführten Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden, worin gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen angezeigt werden.
1 zeigt ein schematisches Verfahrens-Flussdiagramm eines Diesels-Hydrobehandlers.
2 zeigt ein schematisches Verfahrens-Flussdiagramm eines Rückstands bzw. Residuums-Hydrobehandlers.
3 zeigt ein schematisches Verfahrens-Flussdiagramm eines Hydroverarbeitungs-Sytems.
4 zeigt ein schematisches Verfahrens-Flussdiagramm eines mehrschichtigen Reaktorsystems.
5 zeigt ein schematisches Verfahrens-Flussdiagramm einer 1200 BPSD Hydroverarbeitungs-Einheit.
Es wurde ein Verfahren entwickelt, worin die Notwendigkeit Wasserstoffgas oder eine getrennte Wasserstoffphase durch den Katalysator zirkulieren zu lassen beseitigt ist. Dies wurde durch Mischen und/oder Flashen des Wasserstoffs und des Öls bewerkstelligt, das in der Gegenwart eines Lösungsmittels oder Verdünnungsmittels mit einer vergleichsweise hohen Löslichkeit für Wasserstoff behandelt werden soll, so dass sich der Wasserstoff in Lösung befindet.
Die Art und Menge des hinzu gegebenen Verdünnungsmittels, ebenso wie die Reaktor Bedingungen, können derart festgelegt werden, dass der gesamte für die Hydroverarbeitungs-Reaktion benötigte Wasserstoff in Lösung verfügbar ist. Die Öl/Verdünnungsmittel/Wasserstoff Lösung kann anschließend in einen Reaktor, wie einen idealen Strömungsrohr oder Röhren Reaktor oder einen anderen Reaktor eingespeist werden, der mit dem Katalysator an der Stelle bepackt ist, an der das Öl und der Wasserstoff reagieren. Kein zusätzlicher Wasserstoff wird benötigt, wodurch die Rezirkulation des Wasserstoffs und der tröpfelnde Bettbetrieb des Reaktors vermieden werden. Daher können die großen tröpfelnden Bettreaktoren von wesentlich kleineren oder einfacheren Reaktoren ersetzt werden (siehe 1, 2 und 3).
Zusätzlich zur Verwendung von wesentlich kleineren oder einfacheren Reaktoren wird die Verwendung eines Wasserstoff Wiederverwertungskompressors vermieden. Da der gesamte für die Reaktion benötigte Wasserstoff in Lösung vor dem Reaktor zur Verfügung gestellt wird, besteht kein Bedarf Wasserstoffgas innerhalb des Reaktors zirkulieren zu lassen und an einem Wiederverwertungskompressor. Der Ausschluss des Wiederverwertungskompressors und die Verwendung beispielsweise von idealen Strömungsrohr oder Röhren Reaktoren verringern bedeutend die Kapitalkosten der Hydrobehandlungs-Verfahren.
Die meisten Reaktionen, die bei der Hydroverarbeitung stattfinden, sind stark exotherm, wodurch eine große Hitzemenge in dem Reaktor erzeugt wird. Die Temperatur des Reaktors kann durch Verwendung eines Wiederverwertungs-Stroms gesteuert werden. Ein kontrolliertes Volumen Reaktorabfluss kann zurück zur Reaktorvorderseite wiederverwertet und mit frischer Einspeisung und Wasserstoff vermischt werden. Der Wiederverwertungs-Strom absorbiert etwas von der Hitze und verringert den Temperaturanstieg durch den Reaktor. Die Reaktortemperatur kann gesteuert werden, indem die frische Einspeise Temperatur und die Menge an Wiederverwertetem gesteuert wird. Da der Wiederverwertungs-Strom bereits reagierte Moleküle beinhaltet, kann er daher zusätzlich als ein inertes Verdünnungsmittel dienen.
Eine der größten Schwierigkeiten mit der Hydroverarbeitung besteht in dem Verkoken des Katalysators. Da die Reaktionsbedingungen ziemlich hart sind, kann Cracken auf der Katalysatoroberfläche stattfinden. Falls die zur Verfügung stehende Menge an Wasserstoff nicht ausreicht, kann das Cracken zur Koks-Bildung führen und den Katalysator inaktivieren. Unter Verwendung der vorliegenden Erfindung zur Hydroverarbeitung kann das Verkoken beinahe vermieden werden, da immer ausreichend Wasserstoff in Lösung zur Verfügung steht, um ein Verkoken zu vermeiden, wenn Crackreaktionen stattfinden. Dies kann zu stark erhöhter Lebensdauer des Katalysators und verringerten Betriebs- und Unterhaltungs-Kosten führen.
1 zeigt ein schematisches Verfahrens-Flussdiagramm eines Diesels-Hydrobehandlers, der allgemein mit der Ziffer 10 bezeichnet wird. Frisches Ausgangsmaterial 12 wird von der Einspeise Ladepumpe 14 an den Verbindungsbereich 18 gepumpt. Das frische Ausgangsmaterial 12 wird anschließend mit Wasserstoff 15 und hydrobehandelter Einspeisung 16 zusammengebracht, um eine frische Einspeise-Mischung 20 zu bilden. Die Mischung 20 wird anschließend in dem Abscheider 22 abgeschieden, um erste abgetrennte Abgase 24 und die abgetrennte Mischung 30 zu bilden. Die abgetrennte Mischung 30 wird mit dem Katalysator 32 in dem Reaktor 34 zusammengebracht, um die reagierte Mischung 40 zu bilden. Die reagierte Mischung 40 wird in zwei Produktflüsse aufgetrennt, den Wiederverwertungsfluss 42 und den kontinuierlichen Fluss 50. Der Wiederverwertungsfluss 42 wird mit der Wiederverwertungspumpe 44 gepumpt, um zu der hydrobehandelten Einspeisung 16 zu werden, die mit dem frischen Ausgangsmaterial 12 und Wasserstoff 15 zusammengebracht wird.
Der kontinuierliche Fluss 50 fließt in den Abscheider 52, wo zweite abgetrennte Abgase 54 entfernt werden, um den reagierten abgetrennten Fluss 60 zu erzeugen. Der reagierte abgetrennte Fluss 60 fließt anschließend in den Flasher 62 um Flasher Abgase 64 und reagierten abgetrennten geflashten Fluss 70 zu bilden. Der reagierte abgetrennte geflashte Fluss 70 wird anschließend in den Stripper 72 gepumpt, wo Stripper Abgase 74 entfernt werden, um das Ausgabeprodukt 80 zu bilden.
2 zeigt ein schematisches Verfahrens-Flussdiagramm eines Rückstands-Hydrobehandlers, der allgemein mit der Ziffer 100 bezeichnet wird. Frisches Ausgangsmaterial 110 wird mit dem Lösungsmittel 112 an den Verbindungsbereich 114 zusammengebracht, um die zusammengebrachte Lösungsmittel Einspeisung 120 zu bilden. Die zusammengebrachte Lösungsmittel Einspeisung 120 wird anschließend von der Lösungsmittel Einspeisung Lagepumpe 122 zu dem Verbindungsbereich 124 gepumpt. Die zusammengebrachte Lösungsmittel Einspeisung 120 wird anschließend mit Wasserstoff 126 und hydrobehandelter Einspeisung 128 zusammengebracht, um die Wasserstoff Lösungsmittel Einspeisungs Mischung 130 zu bilden. Die Wasserstoff Lösungsmittel Einspeisungs Mischung 130 wird anschließend in dem ersten Abscheider 132 abgetrennt, um erstes abgetrennte Abgase 134 zu bilden und die abgetrennte Mischung 140 zu bilden. Die abgetrennte Mischung 140 wird mit dem Katalysator 142 im Reaktor 144 zusammengebracht, um die regierte Mischung 150 zu bilden. Die reagierte Mischung 150 wird in zwei Produktflüsse geteilt, den Wiederverwertungsfluss 152 und den kontinuierlichen Fluss 160. Der Wiederverwertungsfluss 152 wird von der Wiederverwertungspumpe 154 gepumpt, um zur hydrobehandelten Einspeisung 128 zu werden, die mit der Lösungsmittel Einspeisung 120 und Wasserstoff 126 zusammengebracht wird.
Der kontinuierliche Fluss 160 fließt in den zweiten Abscheider 162, wo zweite abgetrennte Abgase 164 entfernt werden, um den reagierten abgetrennten Fluss 170 zu erzeugen. Der reagierte abgetrennte Fluss 170 fließt anschließend in den Flasher 172, um Flasher Abgase 174 und regierten abgetrennten geflashten Fluss 180 zu bilden. Die Flasher Abgase 174 werden durch den Kühler 176 gekühlt, um das Lösungsmittel 112 zu bilden, das mit dem einlaufenden frischen Ausgangsmaterial 110 zusammengebracht wird.
Der reagierte abgetrennte geflashte Fluss 180 fließt anschließend in den Stripper 182, wo Stripper Abgase 184 entfernt werden, um das Ausgabeprodukt 190 zu bilden.
3 zeigt ein schematisches Verfahrens-Flussdiagramm einer Hydroverarbeitungs-Einheit, die allgemein mit der Ziffer 200 bezeichnet wird.
Frisches Ausgangsmaterial 202 wird mit einem ersten Verdünnungsmittel 204 an dem ersten Verbindungsbereich 206 zusammengebracht, um die erste Verdünnungsmittel Einspeisung 208 zu bilden. Die erste Verdünnungsmittel Einspeisung 208 wird anschließend mit einem zweiten Verdünnungsmittel 210 an dem zweiten Verbindungsbereich 212, um die zweite Verdünnungsmittel Einspeisung 214 zu bilden. Die zweite Verdünnungsmittel Einspeisung 214 wird anschließend von der Verdünnungsmittel Einspeisung Lagepumpe 216 zu dem dritten Verbindungsbereich 218 gepumpt.
Wasserstoff 220 wird in den Wasserstoffkompressor 222 zugeführt, um komprimierten Wasserstoff 224 zu erzeugen. Der komprimierte Wasserstoff 224 fließt zu dem dritten Verbindungsbereich 218.
Die zweite Verdünnungsmittel Einspeisung 214 und der komprimierte Wasserstoff 224 werden an dem dritten Verbindungsbereich 218 zusammengebracht, um die Wasserstoff Verdünnungsmittel Einspeisung Mischung 226 zu bilden. Die Wasserstoff Verdünnungsmittel Einspeisung Mischung 226 fließt anschließend durch den Einspeisungs-Produkt Tauscher 228, der die Mischung 226 unter Verwendung des dritten Abscheider Abgases 230 erwärmt, um den ersten Tauscherfluss 232 zu bilden. Der erste Tauscherfluss 232 und der erste Wiederverwertungsfluss 234 werden an dem vierten Verbindungsbereich 236 zusammengebracht, um die erste Wiederverwertung Einspeisung 238 zu bilden.
Die erste Wiederverwertung Einspeisung 238 fließt anschließend durch den ersten Einspeisungs-Produkt Tauscher 240, der die Mischung 238 unter Verwendung des ausgewechselten ersten Gleichrichter Abscheider ausgewechselten Abgases 242 erwärmt, um den zweiten Tauscherfluss 244 zu bilden. Der zweite Tauscherfluss 244 und zweiter Wiederverwertungsfluss 246 werden an dem fünften Verbindungsbereich 248 zusammengebracht, um die zweite Wiederverwertung Einspeisung 250 zu bilden.
Die zweite Wiedervertwertungs Einspeisung 250 wird anschließend im Einspeisung Wiederverwertung Mischer 252 gemischt, um die Einspeisung Wiederverwertung Mischung 254 zu bilden. Die Einspeisung Wiederverwertung Mischung 254 fließt anschließend in den Reaktor Einlass Abscheider 256.
Die Einspeisung Wiederverwertung Mischung 254 wird im Reaktor Einlass Abscheider 256 abgetrennt, um die Reaktor Einlass Abscheider Abgase 258 und Einlass abgetrennte Mischung 260 zu bilden. Die Reaktor Einlass Abscheider Abgase 258 werden abgeflammt oder anderweitig aus dem vorliegenden System 200 entfernt.
Einlass abgetrennte Mischung 260 wird mit dem Katalysator 262 im Reaktor 264 zusammengebracht, um die reagierte Mischung 266 zu bilden. Die reagierte Mischung 266 fließt in den Reaktor Auslass Abscheider 268.
Die reagierte Mischung 266 wird im Reaktor Auslass Abscheider 268 abgetrennt, um die Reaktor Auslass Abscheider Abgase 270 und Auslass abgetrennte Mischung 272 zu bilden. Die Reaktor Auslass Abscheider Abgase 270 fliesen aus dem Reaktor Auslass Abscheider 268 und werden anschließend abgeflammt oder anderweitig aus dem vorliegenden System 200 entfernt. Die Auslass abgetrennte Mischung 272 fließt aus dem Reaktor Auslass Abscheider 268 und wird in den großen Wiederverwertungsfluss 274 und den kontinuierlichen Auslass abgetrennte Mischung 276 an dem ersten Teilungsbereich 278 geteilt.
Der große Wiederverwertungsfluss 274 wird durch Wiederverwertungspumpen 280 zu dem zweiten Teilungsbereich 282 gepumpt. Der große Wiederverwertungsfluss 274 wird an dem Verbindungsbereich 282 in den ersten Wiederverwertungsfluss 234 und den zweiten Wiederverwertungsfluss 246 aufgeteilt, die wie vorstehend erörtert verwendet werden.
Die kontinuierliche Auslass abgetrennte Mischung 276 verlässt den ersten Teilungsbereich 278 und fließt in den Abflusserhitzer 284, um der erhitzte Abfluss Fluss 286 zu werden.
Der erhitzte Abfluss Fluss 286 fließt in den ersten Gleichrichter 288, wo er in das erste Gleichrichter Abgas 290 und den ersten Gleichrichter Fluss 292 geteilt wird. Das erste Gleichrichter Abgas 290 und der erste Gleichrichter Fluss 292 fließen getrennt in den zweiten Tauscher 294, wo deren Temperaturunterschied verringert wird.
Der Tauscher wandelt das erste Gleichrichter Abgas 290 in erstes Gleichrichter ausgewechseltes Abgas 242 um, das zu einem ersten Einspeisungs-Produkt Tauscher 240, wie vorstehend beschrieben, fließt.
Der erste Einspeisungs-Produkt Tauscher 240 kühlt das erste Gleichrichter ausgewechselte Abgas 242 noch weiter, um das erste doppelt gekühlte Abgas 296 zu bilden.
Das erste doppelt gekühlte Abgas 296 wird anschließend durch den Kühler 298 gekühlt, um zum ersten kondensierten Abgas 300 zu werden. Das erste kondensierte Abgas 300 fließt anschließend in den Rückflusssammler 302, wo es in das Abgas 304 und das erste Verdünnungsmittel 204 geteilt wird. Das Abgas 304 wird aus dem System 200 abgeleitet. Das erste Verdünnungsmittel fließt zu dem ersten Verbindungsbereich 206, um mit dem frischen Ausgangsmaterial 202, wie vorstehend erörtert, zusammenzukommen.
Der Tauscher wandelt den ersten Gleichrichter Fluss 292 in den ersten Gleichrichter gewechselten Fluss 306 um, der in den dritten Abscheider 308 fließt. Der dritte Abscheider 308 teilt den ersten Gleichrichter gewechselten Fluss 306 in das dritte Abscheider Abgas 230 und den zweiten gleichgerichteten Fluss 310.
Das dritte Abscheider Abgas 230 fließt, wie vorstehend beschrieben, zu dem Tauscher 228. Der Tauscher 228 kühlt das dritte Abscheider Abgas 230, um das zweite gekühlte Abgas 312 zu bilden.
Das zweite gekühlte Abgas 312 wird anschließend durch den Kühler 314 gekühlt, um das dritte kondensierte Abgas 316 zu werden. Das dritte kondensierte Abgas 316 fließt anschließend in den Rückflusssammler 318, wo es in das Rückflusssammler Abgas 320 und das zweite Verdünnungsmittel 210 geteilt wird. Das Rückflusssammler Abgas 320 wird aus dem System 200 abgeleitet. Das zweite Verdünnungsmittel fließt zu dem zweiten Verbindungsbereich 212, um mit dem System 200, wie vorstehend erörtert, zusammenzukommen.
Der zweite gleichgerichtete Fluss 310 fließt in den zweiten Gleichrichter 322, wo er in das dritte Gleichrichter Abgas 324 und den ersten Endfluss 326 geteilt wird. Der ersten Endfluss 326 verlässt anschließend zur Verwendung oder zur Weiterverarbeitung das System 200. Das dritte Gleichrichter Abgas 324 fließt in den Kühler 328, wo es gekühlt wird, um das dritte kondensierte Abgas 330 zu werden.
Das dritte kondensierte Abgas 330 fließt von dem Kühler 328 in den vierten Abscheider 332. Der vierte Abscheider 332 teilt das dritte kondensierte Abgas 330 in das vierte Abscheider Abgas 334 und den zweiten Endfluss 336. Das vierte Abscheider Abgas 334 wird aus dem System 200 abgeleitet. Der zweite Endfluss 336 verlässt anschließend zur Verwendung oder zur Weiterverarbeitung das System 200.
4 zeigt ein schematisches Verfahrens-Flussdiagramm einer 1200 BPSD Hydroverarbeitungs-Einheit, die allgemein mit der Ziffer 400 bezeichnet ist.
Frisches Ausgangsmaterial 402 wird an dem ersten Überwachungspunkt 402 auf annehmbare Eingabewerte von ungefähr 126,66°C (260°F), bei 138 kPa (20 Psi) und 189600 L/Tag (1200 BBL/D) überwacht. Das frische Ausgangsmaterial 401 wird anschließend mit einem Verdünnungsmittel 404 an dem ersten Verbindungsbereich 406 zusammengebracht, um die zusammengebrachte Verdünnungsmittel-Einspeisung 408 zu bilden. Die zusammengebrachte Verdünnungsmittel-Einspeisung 408 wird anschließend mit der Verdünnungsmittel Einspeisung Lagepumpe 410 durch die erste Überwachungsöffnung 412 und das erste Ventil 414 zu dem zweiten Verbindungsbereich 416 gepumpt.
Wasserstoff wird bei Werten von 37,77°C (100°F), 3445 kPa (500 Psi) und 1133 m³/Stunde (4000 SCF/hr) in den Wasserstoffkompressor 422 eingegeben, um komprimierten Wasserstoff 424 zu erzeugen. Der Wasserstoffkompressor 422 komprimiert den Wasserstoff bei 2894 bis 10335 kPa (420 bis 1500 Psi). Der komprimierte Wasserstoff 424 fließt durch den zweiten Überwachungspunkt 426, wo er auf annehmbare Eingabewerte überwacht wird. Der komprimierten Wasserstoff 424 fließt durch die zweite Überwachungsöffnung 428 und das zweite Ventil 430 zu dem zweiten Verbindungsbereich 416.
Die erste Überwachungsöffnung 412, das erste Ventil 414 und FFIC 434 sind mit dem FIC 432 verbunden, das den Eingangsfluss der zusammengebrachten Verdünnungsmittel-Einspeisung 408 zu dem zweiten Verbindungsbereich 416 steuert. Ähnlich dazu, sind die zweite Überwachungsöffnung 428, das zweite Ventil 430 und FFIC 432 mit dem FIC 434 verbunden, das den Eingangsfluss des komprimierten Wasserstoffs 424 zu dem zweiten Verbindungsbereich 416 steuert. Die zusammengebrachten Verdünnungsmittel-Einspeisung 408 und komprimierter Wasserstoff 424 werden an dem zweiten Verbindungsbereich 416 zusammengebracht, um die Wasserstoff-Verdünnungsmittel Einspeisung Mischung 440 zu bilden. Die Mischungswerte sind ungefähr 10335 kPa (1500 Psi) und 400000 L/Tag (2516 BBL/D), die an dem vierten Überwachungspunkt 442 überwacht werden. Die Wasserstoff-Verdünnungsmittel Einspeisung Mischung 440 fließt anschließend durch den Einspeisungs-Produkt Tauscher 444, der die Wasserstoff-Verdünnungsmittel Einspeisung Mischung 440 durch Verwendung des gleichgerichteten Produkts 610 erwärmt, um den Tauscher Fluss 446 zu bilden. Der Einspeisungs-Produkt Tauscher 444 arbeitet bei ungefähr 756 kW (2.584 MMBTU/hr).
Der Tauscher Fluss 446 wird an dem fünften Überwachungspunkt 448 überwacht, um Informationen über die Werte des Tauscher-Flusses 446 zu sammeln.
Der Tauscher Fluss 446 fließt anschließend in den Reaktor Vorerhitzer 450, der den Tauscher Fluss 446 bei 1464 kW (5,0 MMBTU/hr) erhitzen kann, um den vorerhitzten Fluss 452 zu erzeugen. Der vorerhitzte Fluss 452 wird an dem sechsten Überwachungspunkt 454 und durch TIC 456 überwacht.
Brennstoffgas 458 fließt durch das dritte Ventil 460 und wird durch das PIC 462 überwacht, um den Brennstoff für den Reaktor Vorerhitzer 450 zu liefern. PIC 462 ist mit dem dritten Ventil 460 and TIC 456 verbunden.
Der vorerhitzte Fluss 452 wird mit dem Wiederverwertungsfluss 464 an dem dritten Verbindungsbereich 466 zusammengebracht, um den vorerhitzten Wiederverwertungsfluss 468 zu bilden. Der vorerhitzten Wiederverwertungsfluss 468 wird an dem siebten Überwachungspunkt 470 überwacht. Der vorerhitzte Wiederverwertungsfluss 468 wird anschließend in dem Einspeisungs-Wiederverwertungs Mischer 472 gemischt, um die Einspeisungs-Wiederverwertungs Mischung 474 zu bilden. Die Einspeisungs-Wiederverwertungs Mischung 474 fließt anschließend in den Reaktor Einlass Abscheider 476. Der Reaktor Einlass Abscheider 476 weist Werte von 152,4 cm I. D × 3,048 m–0 cm S/S (60'' I. D × 10' 0'' S/S) auf.
Die Einspeisungs-Wiederverwertungs Mischung 474 wird in dem Reaktor Einlass Abscheider 476 getrennt, um Reaktor Einlass Abscheider Abgase 478 und Einlass getrennte Mischung 480 zu bilden. Die Reaktor Einlass Abscheider Abgase 478 fließen von dem Reaktor Einlass Abscheider 476 durch die dritte Überwachungsöffnung 482, die mit FI 484 verbunden ist. Die Reaktor Einlass Abscheider Abgase 478 fließen hinter dem achten Überwachungspunkt 488 durch das vierte Ventil 486 und werden anschließend abgeflammt oder anderweitig aus dem vorliegenden System 400 entfernt.
LIC 490 wird sowohl mit dem vierten Ventil 486 als auch dem Reaktor Einlass Abscheider 476 verbunden.
Die Einlass abgetrennte Mischung 480 fließt aus dem Reaktor Einlass Abscheider 476 mit Werten von ungefähr 310°C (590°F) und 10335 kPa (1500 Psi), die an dem neunten Überwachungspunkt 500 überwacht werden.
Die Einlass abgetrennte Mischung 480 wird mit dem Katalysator 502 im Reaktor 504 zusammengebracht, um die reagierte Mischung 506 zu bilden. Die reagierte Mischung 506 wird durch TIC 508 und an dem zehnten Überwachungspunkt 510 zur Verfahrenssteuerung überwacht. Die reagierte Mischung weist Werte von 318,33°C (605°F) und 9990 kPa (1450 Psi) auf, wie es in den Reaktor Ausfluss Abscheider 512 fließt.
Die reagierte Mischung 506 wird im Reaktor Auslass Abscheider 512 abgetrennt, um die Reaktor Auslass Abscheider Abgase 514 und die Auslass abgetrennte Mischung 516 zu bilden. Die Reaktor Auslass Abscheider Abgase 514 fließen von dem Reaktor Auslass Abscheider 512 durch die Überwachung 515 zum PIC 518. Die Reaktor Auslass Abscheider Abgase 514 fließen anschließend hinter dem elften Überwachungspunkt 520, durch das fünfte Ventil 522 und werden anschließend abgeflammt oder anderweitig aus dem vorliegenden System 400 entfernt.
Der Reaktor Auslass Abscheider 512 ist mit der Steuerung LIC 524 verbunden. Der Reaktor Auslass Abscheider 512 weist Werte von 152,4 cm × 3,048 m–0 cm SIS (60'' I. D. × 10'–0'' S/S.) auf.
Die Auslass abgetrennte Mischung 512 fließt aus dem Reaktor Auslass Abscheider 512 und wird sowohl in den Wiederverwertungsfluss 464 als auch die kontinuierliche Auslass abgetrennte Mischung 526 an dem ersten Trennbereich 528 getrennt.
Der Wiederverwertungsfluss 464 wird durch die Wiederverwertungspumpen 530 und hinter dem zwölften Überwachungspunkt 532 zu der vierten Überwachungsöffnung 534 gepumpt. Die vierte Überwachungsöffnung 534 ist mit dem FIC 536 verbunden, das mit dem TIC 508 verbunden ist. FIC 536 steuert das sechste Ventil 538. Nachdem der Wiederverwertungsfluss 464 die vierte Überwachungsöffnung 534 verlässt, fließt der Fluss 464 durch das sechste Ventil 538 und in den dritten Verbindungsbereich 466, wo er mit dem vorerhitzten Fluss 452, wie vorstehend erörtert, zusammengebracht wird.
Die Auslass abgetrennte Mischung 526 verlässt den ersten Trennbereich 528 und fließt durch das siebte Ventil 540, das von dem LIC 524 gesteuert wird. Die Auslass abgetrennte Mischung 526 fließt anschließend hinter dem dreizehnten Überwachungspunkt 542 zu dem Abflusserhitzer 544.
Die Auslass abgetrennte Mischung 526 fließt anschließend in den Abflusserhitzer 544, der die Auslass abgetrennte Mischung 526 bei 578,4 kW (3,0 MMBTU/hr) erhitzen kann, um den erhitzten Abfluss Fluss 546 zu erzeugen. Der erhitzte Abfluss Fluss 546 wird durch den TIC 548 und an dem vierzehnten Überwachungspunkt 550 gesteuert. Brennstoffgas 552 fließt durch das achte Ventil 554 und wird durch den PIC 556 überwacht, um den Brennstoff für den Abflusserhitzer 544 zu liefern. PIC 556 ist mit dem achten Ventil 554 und TIC 548 verbunden.
Der erhitzte Abfluss Fluss 546 fließt von dem vierzehnten Überwachungspunkt 550 in den Gleichrichter 552. Der Gleichrichter 552 ist mit dem Überwachungspunkt 558 verbunden. Dampf 556 fließt in den Gleichrichter 552 durch den zwanzigsten Überwachungspunkt 558. Der zurückgebrachte Verdünnungsmittel Fluss 560 fließt ebenso in den Gleichrichter 552. Der Gleichrichter 552 weist Werte 106,68 cm I. D × 14,4592 m–0 cm S/S (42'' I. D × 54'–0'' S/S.) auf.
Das Gleichrichter Verdünnungsmittel 562 fließt aus dem Gleichrichter 552, hinter den Überwachungen für TIC 564 und hinter den fünfzehnten Überwachungspunkt 556. Das Gleichrichter Verdünnungsmittel 562 fließt anschließend den Gleichrichter Hochkühler (ovhd. Condenser) 568. Der Gleichrichter Hochkühler 568 verwendet den Fluss CWS/R 570 um das Gleichrichter Verdünnungsmittel 562 zu ändern, um das gekühlte Verdünnungsmittel 572 zu bilden. Der Gleichrichter Hochkühler 568 weist Werte von 1628 kW (5,56 MMBTU/hr) auf.
Das gekühlte Verdünnungsmittel 572 fließt in den Gleichrichter Rückflusssammler 574.
Der Gleichrichter Rückflusssammler 574 weist Werte von 106,68 cm I. D. × 3,048 m–0 cm S/S (42'' I. D. × 54'–0'' S/S) auf. Der Gleichrichter Rückflusssammler 574 wird durch den LIC 592 überwacht. Der Gleichrichter Rückflusssammler 574 trennt das gekühlte Verdünnungsmittel 572 in drei Ströme: den Ablaufstrom 576, Gasstrom 580 und den Verdünnungsmittel Strom 590.
Der Ablaufstrom 576 fließt aus dem Gleichrichter Rückflusssammler 574 und hinter der Überwachung 578 aus dem System 400.
Der Gasstrom 580 fließt aus dem Gleichrichter Rückflusssammler 574, hinter eine Überwachung für PIC 582, durch das neunte Ventil 584, hinter dem fünfzehnten Überwachungspunkt 586 und verlässt das System 400. Das neunte Ventil 584 wird durch den PIC 582 gesteuert.
Der Verdünnungsmittelstrom 590 fließt aus dem Gleichrichter Rückflusssammler 574, hinter dem achtzehnten Überwachungspunkt 594 und durch die Pumpe 596, um den gepumpten Verdünnungsmittel Strom 598 zu bilden. Der gepumpte Verdünnungsmittel Strom 598 wird anschließend in das Verdünnungsmittel 404 und den Rückkehr Verdünnungsmittel Fluss 560 an dem zweiten Trennbereich 600 getrennt. Das Verdünnungsmittel 404 fließt anschließend con dem dritten Überwachungspunkt 604 zu dem ersten Verbindungsbereich 406, wo es mit frischem Ausgangsmaterial 401, wie vorstehend beschrieben, zusammengebracht wird.
Der Rückkehr Verdünnungsmittel Fluss 560 fließt aus dem zweiten Trennbereich 600, hinter den neunzehnten Überwachungspunkt 606, durch das elfte Ventil 608 und in den Gleichrichter 552. Das elfte Ventil 608 ist mit dem TIC 564 verbunden.
Das gleichgerichtete Produkt 610 fließt aus dem Gleichrichter 552, hinter dem zwanzigsten Überwachungspunkt 612 und in den Tauscher 444, um das getauschte gleichgerichtete Produkt 614 zu bilden. Das getauschte gleichgerichtete Produkt 614 fließt anschließend hinter dem zwanzigsten zweiten 615 Überwachungspunkt und durch die Produktpumpe 616. Das getauschte gleichgerichtete Produkt 614 fließt von der Pumpe 616 durch die fünfte Überwachungsöffnung 618. Die sechste Überwachungsöffnung 618 ist mit dem FI 620 verbunden.
Das getauschte gleichgerichtete Produkt fließt anschließend von der sechsten Überwachungsöffnung 618 zu dem zwölften Ventil 622. Das zwölfte Ventil 622 ist mit dem LIC 554 verbunden. Das getauschte gleichgerichtete Produkt 614 fließt anschließend von dem zwölften Ventil 622 durch den dreiundzwanzigsten Überwachungspunkt 624 und in den Produktkühler 626, wo es gekühlt wird, um das Endprodukt 632 zu bilden. Der Produktkühler 626 verwendet CWS/R 628. Der Produktkühler weist die Werte von 187,4 kW (0,640 MMBTU/hr) auf. Das Endprodukt 632 fließt aus dem Kühler 626, hinter dem vierundzwanzigsten Überwachungspunkt 630 und aus dem System 400.
5 zeigt ein schematisches Verfahrens-Flussdiagramm eines mehrstufigen Hydrobehandlers, der allgemein mit der Ziffer 700 bezeichnet ist. Einspeisung 710 wird mit Wasserstoff 712 und dem ersten Wiederverwertungsstrom 714 im Bereich 716 zusammengebracht, um den zusammengebrachten Einspeisung Wasserstoff Wiederverwertungsstrom 720 zu bilden. Der zusammengebrachten Einspeisung Wasserstoff Wiederverwertungsstrom 720 fließt in den ersten Reaktor 724 wo er zu dem ersten Reaktor Ausgabe Fluss 730 reagiert. Der erste Reaktor Ausgabe Fluss 730 wird geteilt, um den ersten Wiederverwertungsstrom 714 und den ersten kontinuierlichen Reaktorfluss 740 und den Bereich 732 zu bilden. Der erste kontinuierliche Reaktorfluss 740 fließt in den Stripper 742 wo Stripper Abgase 744, wie H₂S, NH₃ und H₂O entfernt werden, um den Stripper Fluss 750 zu bilden.
Der gestrippte Fluss 750 wird anschließend mit zusätzlichem Wasserstoff 752 und dem zweiten Wiederverwertungsstrom 754 in dem Bereich 756 zusammengebracht, um den zusammengebrachten gestrippten Wasserstoff Wiederverwertungsstrom 760 zu bilden. Der zusammengebrachte gestrippte Wasserstoff Wiederverwertungsstrom 760 fließt in den Sättigungsreaktor 764, wo er reagiert, um den zweiten Reaktor Ausgabe Fluss 770 zu bilden. Der zweite Reaktor Ausgabe Fluss 770 wird in dem Bereich 772 geteilt, um den zweiten Wiederverwertungsstrom 754 und die Produkt Ausgabe 780 zu bilden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhalten entasphaltierende Lösungsmittel Propan, Butane und/oder Pentane. Weitere Einspeisung Verdünnungsmittel beinhalten leichte Kohlenwasserstoffe, Leichtdistillate, Naphtha bzw. Benzin, Diesel, VGO vorherig hydroverarbeitete Materialien, wiederverwertetes hydrogecracktes Produkt, isomerisiertes Produkt, wiederverwertetes entmetallisiertes Produkt oder ähnliches.
Beispiel 1
Diesel Treibstoff wird bei 620K hydroverarbeitet, um Schwefel und Stickstoff zu entfernen. Ungefähr 5,7 m³ (200 SCFF) Wasserstoff müssen pro 159 L (Barrel) Diesel Treibstoff reagieren um das Bestimmungsprodukt zu erstellen. Hydrobehandelter Diesel wird als Verdünnungsmittel gewählt. Ein Röhren Reaktor wird bei 620K Auslasstemperatur mit einem 1/1 oder 2/1 Wiederverwertung zu Einspeisung Verhältnis bei 6500 kPa oder 9500 kPa (65 oder 95 bar) betrieben und reicht aus die gewünschte Reaktion stattfinden zu lassen.
Beispiel 2
Entasphaltiertes Öl wird bei 620K hydroverarbeitet, um Schwefel und Stickstoff zu entfernen und Aromaten zu sättigen. Ungefähr 28,3 m³ (1000 SCFF) Wasserstoff müssen pro 159 L (Barrel) entasphaltiertes Öl reagieren um das Bestimmungsprodukt zu erstellen. Schweres Naphtha wird als Verdünnungsmittel gewählt und mit der Einspeisung auf Basis eines gleichen Volumens vermischt. Ein Röhren Reaktor wird bei 620K Auslasstemperatur und 80 bar mit einem 2,5/1 Wiederverwertungsverhältnis betrieben und reicht aus den gesamten benötigten Wasserstoff bereitzustellen und ermöglicht einen unterhalb von 20K liegenden Temperaturanstieg durch den Reaktor.
Beispiel 3
Entsprechend zu vorstehendem Beispiel 1, mit Ausnahme, dass das Verdünnungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend von Propan, Butan, Pentan, leichte Kohlenwasserstoffe, Leichtdestillate, Naphtha, Diesel, VGO, vorherig hydroverarbeitete Materialien, oder Zusammensetzungen davon.
Beispiel 4
Entsprechend zu vorstehendem Beispiel 2, mit Ausnahme, dass das Verdünnungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend von Propan, Butan, Pentan, leichte Kohlenwasserstoffe, Leichtdestillate, Naphtha, Diesel, VGO, vorherig hydroverarbeitete Materialien, oder Zusammensetzungen davon.
Beispiel 5
Entsprechend zu vorstehendem Beispiel 3, mit Ausnahme, dass dis Einspeisung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend von Petroleumfraktionen, Destillaten, Rückständen, Ölen, Wachsen, Schmierstoffen, Dao, oder ähnlichem verschieden von Dieseltreibstoff.
Beispiel 6
Entsprechend zu vorstehendem Beispiel 4, mit Ausnahme, dass dis Einspeisung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend von Petroleumfraktionen, Destillaten, Rückständen, Ölen, Wachsen, Schmierstoffen Dao, oder ähnlichem verschieden von entasphaltiertem Öl.
Beispiel 7
Ein Zweiphasen-Hydroverarbeitungs-Verfahren und Vorrichtung wie hierin beschrieben und gezeigt.
Beispiel 8
In einem Zweiphasen-Hydroverarbeitungs-Verfahren, wobei die Verbesserung den Schritt des Mischens und/oder Flashen des Wasserstoffs und zu behandelnden Öls in der Gegenwart eines Lösungsmittels oder Verdünnungsmittels umfasst. Worin die Löslichkeit des Wasserstoffs vergleichsweise hoch zu der Öleinspeisung ist.
Beispiel 9
Das vorstehende Beispiel 8, worin das Lösungsmittel oder Verdünnungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend von schwerem Naphtha, Propan, Butan, Pentan, leichten Kohlenwasserstoffen, Leichtdestillaten, Naphtha, Diesel, VGO, vorherig hydroverarbeitete Materialien, oder Zusammensetzungen davon.
Beispiel 10
Das vorstehende Beispiel 9, worin die Einspeisung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend von Öl, Petroleumfraktion, Destillat, Rückstand, entasphaltiertem Öl, Wachsen, Schmierstoffen und ähnlichem.
Beispiel 11
Ein Zweiphasen-Hydroverarbeitungs-Verfahren, umfassend die Schritte von dem Mischen einer Einspeisung mit einer Verdünnungsmittel/Einspeisungs Mischung mit Wasserstoff oben an einem Reaktor, Reaktion der Einspeisung/Verdünnungsmittel/Wasserstoff Mischung mit einem Katalysator in dem Reaktor, um Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff, Metalle, oder andere Verunreinigungen zu sättigen oder zu entfernen, oder zur Verringerung des Molekulargewichts oder zum Cracken.
Beispiel 12
Das vorstehende Beispiel 11, worin der Reaktor bei einem druck von 3445–34,450 kPa (500–5000 Psi), vorzugsweise bei 6890–20670 kPa (1000–3000 Psi) gehalten wird.
Beispiel 13
Das vorstehende Beispiel 12, weiter den Schritt umfassend den Reaktor bei überkritischen Lösungsmittelbedingungen arbeiten zu lassen, so dass kein Löslichkeitsgrenze vorliegt.
Beispiel 14
Das vorstehende Beispiel 13, weiter den Schritt umfassend dem Reaktorabfluss Hitze zu entziehen, das Verdünnungsmittel von der reagierten Einspeisung zu trennen und Wiedergewinnung des Verdünnungsmittels an einer Stelle stromaufwärts am Reaktor.
Beispiel 15
Ein hydroverarbeitetes hydrobehandeltes, hydrofiniertes, hydroraffiniertes, hydrogecracktes oder ähnliches Petroleumprodukt, gemäß einem der vorstehend beschriebenen Beispiele erzeugt.
Beispiel 16
Ein Reaktorbehälter zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen verbesserten Hydrobehandlungsverfahren beinhaltend einen Katalysator in verhältnismäßig kleinen Röhren von 5,08 cm (2 Inch) Durchmesser mit ein Reaktorvolumen von näherungsweise 1,1326 m³ (40 ft.³) und mit einem derartig konstruierten Reaktor, einem Druck von bis zu ungefähr nur 20670 kPa (3000 Psi) zu widerstehen.
Beispiel 17
In einem Lösungsmittel Entasphaltisierungs Verfahren werden acht Volumen n-Butan mit einem Volumen von Vakuum-Turm-Böden zusammengebracht. Nach dem entfernen des Teerrückstands (pitch) aber vor der Wiedergewinnung des Lösungsmittels aus dem entasphaltiertem Öl (DAO), wird die Lösungsmittel/DAO Mischung bis ungefähr 6890–10335 kPa (1000–1500 Psi) gepumpt und mit Wasserstoff, ungefähr 25,5 m³ (900 SCF) H₂ pro 159 L (Barrel) DAO, gemischt. Die Lösungsmittel/DAO/H₂ Mischung wird bis zu ungefähr 590K–620K erhitzt und mit dem Katalysator zum Entfernen von Schwefel und Stickstoff und zur Sättigung von Aromaten zusammengebracht. Nach der Hydrobehandlung wird das Butan von dem hydrobehandelten DAO durch Druckverringerung auf ungefähr 4134 kPa (600 Psi) wieder gewonnen.
Beispiel 18
Mindestens eines der vorstehenden Beispiele, mehrstufige Reaktoren beinhaltend, worin zwei oder mehr Reaktoren in Reihe mit den erfindungsgemäß konfigurierten Reaktoren geschaltet werden, wobei die Reaktoren gleiches oder verschiedenes hinsichtlich Temperatur, Druck, Katalysator, oder ähnliches aufweisen.
Beispiel 19
Weiterhin zu dem vorstehenden Beispiel 18, unter Verwendung von mehrstufigen Reaktoren zur Herstellung von Spezialprodukten, Wachsen, Schmierstoffen oder ähnlichem.
Mit wenigen Worten, ist das Hydrocracken der Bruch von Kohlenstoff-Kohlenstoff Bindungen und die Hydroisomerisierung ist die Wiederanordnung von Kohlenstoff-Kohlenstoff Bindungen. Hydrodemetallisierung ist die Entfernung von Metallen, für gewöhnlich von Vakuum-Turm-Böden oder entasphaltiertem Öl, um Katalysatorvergiftung in Kat Crackern und Hydrocrackern zu vermeiden.
Beispiel 20
Hydrocracken: Ein Volumen Vakuumgasöl wird mit 28,3 m³ (1000 SCF) H₂ pro 159 L (Barrel) Gasöl Einspeisung gemischt und mit zwei Volumen von wieder gewonnenem hydrogecrackten Produkt (Verdünnungsmittel) gemischt und über einen Katalysator zum Hydrocracken von 398,88°C (750°F) und 13780 kPa (2000 Psi) geleitet. Das hydrogecrackte Produkt beinhaltet 20 Prozent Naphtha, 40 Prozent Diesel und 40 Prozent Rückstand.
Beispiel 21
Hydroisomerisierung: Ein Volumen Einspeisung, 80% Parafin enthaltend, wurde mit 5,7 m³ (200 SCF) H₂ pro 159 L (Barrel) Einspeisung gemischt und mit einem Volumen isomerisiertem Produkt als Verdünnungsmittel gemischt und über einen Isomerisierungskatalysator bei 287,77 (550°F) und 13780 kPa (2000 Psi) geleitet. Das isomerisierte Produkt hat einen Gießpunkt von –1,11°C (30°F) und einen VI von 140.
Beispiel 22
Hydroisomerisierung: Ein Volumen Einspeisung, 80 ppm Gesamtmetall enthaltend, wurde mit 4,2 m³ (150 SCF) H₂ pro 159 L (Barrel) Einspeisung gemischt und mit einem Volumen wiederverwertetem, entmetallisiertem Produkt gemischt und über einen Katalysator bei 232,22 (450°F) und 6890 kPa (1000 Psi) geleitet. Das Produkt enthielt 3 ppm Gesamtmetalle.
Fischer-Tropsch betrifft die Herstellung von Parafin aus Kohlenstoffmonooxid und Wasserstoff (CO & H₂ oder Synthesegas). Synthesegas enthält CO₂, CO und H₂ und wird aus verschiedenen Quellen hergestellt, hauptsächlich Kohle oder Naturgas. Das Synthesegas reagiert anschließend mit bestimmten Katalysatoren, um bestimmte Produkte herzustellen.
Die Fischer-Tropsch Synthese dient zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen, beinahe ausschließlich Parafinen, aus CO und H₂ über einen bereitgestellten Metallkatalysator. Der klassische Fischer-Tropsch Katalysator ist Eisen, obgleich andere Metallkatalysatoren auch verwendet werden.
Synthesegas kann und wird ebenso zur Herstellung anderer Chemikalien verwendet, hauptsächlich Alkoholen, obwohl diese keine Fischer-Tropsch Reaktionen darstellen. Die Technologie der vorliegenden Erfindung kann für jedes katalytische Verfahren verwendet werden, wo ein oder mehr Bestandteile von der Gasphase in die flüssige Phase zur Reaktion mit der Katalysatoroberfläche übertragen werden müssen.
Beispiel 23
Ein zweistufiges Hydroverarbeitungs-Verfahren, worin die erste Stufe bei Bedingungen ausreichend zur Entfernung von Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff und ähnlichem betrieben wird (620K, 689 kPa (100 Psi)), wonach die Verunreinigungen H₂S, NH₃ und Wasser entfernt werden und ein zweiter Stufen Reaktor wird anschließend bei ausreichenden Bedingungen zur aromatischen Sättigung betrieben.
Beispiel 24
Das Verfahren gemäß dem letzten der vorstehenden Beispiel, worin zusätzlich zu Wasserstoff, Kohlenstoffmonooxid (CO) mit dem Wasserstoff gemischt wird und die Mischung mit einem Fischer-Tropsch Katalysator zur Synthese von Kohlenwasserstoff Chemikalien zusammengebracht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zur Hydrobehandlung, Hydroendbearbeitung, Hydrofining und Hydrocracken bereitgestellt, um Unreinheiten aus Schmierstoff-Ölen und Wachsen bei einem vergleichsweise geringen Druck und mit einer minimalen Menge an Katalysator zu entfernen, indem die Notwendigkeit Wasserstoff unter Druck im Reaktorbehälter in Lösung zu zwingen verringert oder vermieden und die Löslichkeit von Wasserstoff durch Zugabe eines Verdünnungsmittels oder eines Lösungsmittels erhöht wird. Beispielsweise dient als Verdünnungsmittel für eine Schwerfraktion (heavy cut) Dieseltreibstoff und als Verdünnungsmittel für eine Leichtfraktion Pentan.
Darüber hinaus kann man bei der Verwendung von Pentan als ein Verdünnungsmittel hohe Löslichkeiten erhalten. Weiter kann man bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mehr als eine stöchiometrisch benötigte Menge an Wasserstoff in Lösung erhalten. Auch kann man bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens den Katalysator in kleinen Röhren in dem Reaktor verwenden und dadurch Kosten reduzieren. Weiter kann man durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Lage sein die Notwendigkeit eines Wasserstoffs Wiederverwertungskompressors zu beseitigen.

Claims

Verfahren zur Behandlung eines Einsatzmaterials mit Wasserstoff in einem Reaktor, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Folgendes umfasst: Vermischen und/oder Flashen des Wasserstoffs und des zu behandelnden Einsatzmaterials in Anwesenheit eines Lösungsmittels oder Verdünnungsmittels, so dass der Prozentgehalt von Wasserstoff in Lösung größer ist als der Prozentgehalt von Wasserstoff in dem Einsatzmaterial, und Bilden eines flüssigen Zweiphasengemischs aus Einsatzmaterial/Verdünnungmittel/Wasserstoff und dann Trennen von überschüssigem Wasserstoffgas von dem Flüssigkeitsgemisch an einer Stelle oberhalb des Reaktors.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel oder Verdünnungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Schwerbenzin, Butan, Pentan, leichten Kohlenwasserstoffen, leichten Destillaten, Benzin, Diesel, Vakuumgasöl, zuvor hydrobehandelten Materialien oder Kombinationen davon.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Öl, Erdölfraktion, Destillat, Residuum, Dieselkraftstoff, entasphaltiertem Öl, Wachsen, Schmierstoffen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Vermengen eines Einsatzmaterials mit einem Verdünnungsmittel, Sättigen des Gemischs aus Verdünnungsmittel/Einsatzmaterial mit Wasserstoff vor einem Reaktor und Bilden eines flüssigen Zweiphasengemischs aus Einsatzmaterial/Verdünnugmittel/Wasserstoff, Trennen von überschüssigem Wasserstoffgas von dem flüssigen Zweiphasengemisch vor dem Reaktor, Reagieren des Gemischs aus Einsatzmaterial/Verdünnungsmittel/Wasserstoff mit einem Katalysator in dem Reaktor, um Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff, Metalle oder Kontaminanten zu sättigen und/oder zu entfernen, oder zum Verringern der relativen Molekülmasse oder Kracken.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dar Reaktor auf einem Druck zwischen 3447,35–34473,8 kPa (500–5000 psi) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor unter superkritischen Lösungsbedingungen betrieben wird, so dass es keine Löslichkeitsgrenze gibt
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionen in einer Serie von zwei oder oder Reaktoren stattfinden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst: Entfernen von Wärme aus dem Reaktorabfluss, Trennen des Verdünnungsmittels von dem zur Reaktion gebrachten Einsatzmaterial und Rezirkulieren das Verdünnungsmittels zu einer Stelle oberhalb des Reaktors.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reaktoren zum Sättigen oder Entfernen von Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff, Metallen oder Kontaminanten oder zum Verringern der relativen Molekülmasse oder Kracken verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein kontrollierter Teil des zur Reaktion gebrachten Einsatzmaterials mit dem vermengten Einsatzmaterial vor dem Reaktor vermischt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stufe unter Bedingungen arbeitet, die ausreichen, um Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff und Kontaminanten aus dem Einsatzmaterial zu entfernen, wenigstens 620K, 689,476 kPa (100 psi), wonach der Kontaminant H₂S, NH₃ und Wasser entfernt werden und ein Zweitstufenreaktor unter Bedingungen betrieben wird, die für eine aromatische Sättigung des behandelten Einsatzmaterials ausreichen.
Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu Wasserstoff CO (Kohlenmonoxid) mit dem Wasserstoff vermischt und das resultierende Gemisch aus Einsatzmaterial/Verdünnungsmittel/Wasserstoff/CO mit einem Fischer-Tropsch-Katalysator in dem Reaktor zur Synthese von Kohlenwasserstoffchemikalien in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor auf einem Druck zwischen 6894,76 und 20684,3 kPa (1000–3000 psi) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor auf einem Druck zwischen 3441,38 und 34473,8 kPa (500–5000 psi) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor auf einem Druck zwischen 6894,76 und 20684,3 kPa (1000–3000 psi) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor unter superkritischen Lösungsbedingungen betrieben wird, so dass es keine Löslichkeitsgrenze gibt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess ein Mehrstufenprozess unter Verwendung einer Serie von zwei oder mehr Reaktoren ist.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst: Abführen von Wärme aus dem Reaktorabfluss, Trennen des Verdünnungsmittels von dem zur Reaktion gebrachten Einsatzmaterial und Rezirkulieren des Verdünnungsmittels zu einer Stelle oberhalb des Reaktors.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reaktoren zum Sättigen oder Entfernen von Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff, Metallen oder Kontaminanten oder zum Verringern der relativen Molekülmasse oder Kracken verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein kontrollierter Teil des zur Reaktion gebrachten Einsatzmaterials mit dem vermengten Einsatzmaterial vor dem Reaktor vermischt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 und/oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stufe unter Bedingungen arbeitet, die ausreichen, um Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff und Kantaminanten aus dem Einsatzmaterial zu entfernen, wenigstens 620K, 689,476 kPa (100 psi), wonach der Kontaminant H₂S, NH₃ und Wasser entfernt werden und ein Zweitstufenreaktor unter Bedingungen betrieben wird, die für eine aromatische Sättigung des behandelten Einsatzmaterials ausreichen.