способ получения низших олефинов и бензола

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗШИХ ОЛЕФИНОВ И БЕНЗОЛА из бензиновой фракции, включающий ее ректификацию с выделением двух фракций, легкой и тяжелой, подачу легкой фракции на пиролиз и отделение из его продуктов низших олефинов и бензол-толуол-ксилольной фракции, подачу тяжелой фракции на риформинг и отделение от его продуктов части углеводородов, подаваемых на смешение с бензол-толуол-ксилольной фракцией пиролиза, гидроочистку и гидродеалкилирование полученной смеси, отличающийся тем, что ректификацию исходной бензиновой фракции ведут с выделением в качестве легкой фракции, выкипающей в интервале начало кипения - 85^oС и в качестве тяжелой фракции 85^oС - конец кипения, а продукты риформинга разделяют ректификацией на головную фракцию, среднекипящую фракцию, выкипающую в интервале 62 - 150^oС и тяжелую фракцию с подачей на смешение с бензол-ксилольной фракцией среднекипящей фракции.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть головной фракции продуктов риформинга подвергают пиролизу в смеси с легкой фракцией бензина.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что из среднекипящей фракции продуктов риформинга выделяют толуолсодержащую фракцию и подвергают ее пиролизу в смеси с легкой фракцией бензина или головной фракцией продукта риформинга.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть среднекипящей фракции продуктов риформинга подвергают пиролизу совместно с пирогазом путем смешения с ним перед закалочно-испарительным аппаратом при температуре выше 670^oС.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что среднекипящую фракцию продуктов риформинга предварительно подвергают гидрокрекингу и неароматическую часть его продуктов направляют на пиролиз.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению низших олефинов и бензола путем пиролиза бензиновых фракций и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ получения низших олефинов путем пиролиза нефтяных фракций, включающий их предварительное разделение на легкую и тяжелую фракции. Легкую фракцию подвергают пиролизу, а тяжелую фракцию сырья смешивают с потоком водорода и подвергают в реакторе реакции звукохимического пиролиза.

Недостаток этого способа малый выход целевых продуктов и необходимость применения дорогостоящего ультразвукового генератора.

Известен способ получения низших олефинов и бензола, по которому работают все отечественные установки производства бензола пиролизом бензиновой фракции и выделения из продуктов пиролиза бензол-толуол-ксилольной фракции (БТК) с последующим гидрированием и гидродеалкилированием ее и выделением ректификацией из продуктов гидродеалкилирования целевого продукта.

Недостатком данного способа является невысокий суммарный выход целевых продуктов, в частности бензола.

Наиболее близким из известных к заявляемому способу является способ получения бензола, по которому бензиновая фракция поступает на блок ректификации, где выделяют среднекипящую фракцию, обладающую повышенным содержанием ароматических углеводородов (в пределах выкипания 62-140^оС). Эта фракция поступает на блок каталитического риформинга, из продуктов которого на блоке экстракции выделяют индивидуальные ароматические углеводороды. Другая часть бензиновой фракции с блока ректификации поступает на блок пиролиза, из продуктов которого выделяют бензол-толуол-ксилольную (БТК) фракцию. Фракцию ароматических углеводородов риформинга смешивают с БТК фракцией. Далее подают полученную смесь на гидрирование и на гидродеалкилирование, после чего из продуктов гидродеалкилирования выделяют бензол известным способом.

Недостатком способа-прототипа является недостаточное использование ресурсов сырья, обусловленное тем, что потенциал фракции 62-140^о в бензиновом сырье невелик, сложность и энергоемкость способа, так как для способа-прототипа необходимо строить специальную установку риформинга с дополнительным реактором гидрирования и сложным и энергоемким процессом экстракции.

Целью изобретения является увеличение выхода целевых продуктов, упрощение способа и уменьшение энергозатрат на его осуществление.

Поставленная цель достигается тем, что исходную бензиновую фракцию (н.к. -к. к) предварительно разделяют на легкокипящую (н.к.-85^оС) и тяжелокипящую (85^оС- к.к.). Легкую фракцию подвергают высокотемпературному пиролизу, а тяжелую фракцию направляют на каталитический риформинг, риформат которого разделяют ректификацией на головную (газы и фр. до 62-85^оС), среднекипящую (от 62 до 150^оС) и тяжелую фракцию (135, 150^оС-к.к.).

Из продуктов пиролиза выделяют БТК фракцию, которую смешивают со среднекипящей фракцией риформата, а смесь подвергают гидрированию, гидрокрекингу неароматических углеводородов и гидродеалкилированию, после чего продукты гидродеалкилирования направляют на выделение бензола известным способом. При этом головные фракции риформата целиком или частично направляют на пиролиз в смеси с легкими фракциями исходного сырья. Целесообразно на пиролиз направлять только газы и газовую головку риформинга, а фракцию н.к.-85^оС направлять в бензин, возмещая ее недостаток прямогонной фракцией.

Дополнительного выхода целевой продукции можно добиться за счет пиролиза толуолсодержащей фракции, выделенной из среднекипящей фракции риформата в смеси с легкокипящим сырьем или за счет пиролиза среднекипящих фракций риформата в смеси с пирогазом после печи пиролиза, а также за счет того, что среднекипящие фракции риформата, содержащие углеводороды С₆-С₈, подвергают селективному гидрокрекингу, а продукты расщепления его направляют на пиролиз.

Разделение риформата на фракции ректификацией позволяет упростить и удешевить процесс за счет исключения процесса экстракции (по прототипу), увеличить суммарный выход целевой продукции. Тяжелая фракция риформата выводится с установки как целевой продукт компонент высокооктанового бензина с ОЧИ>100.

На чертеже приведена принципиальная схема осуществления предлагаемого способа.

Прямогонная бензиновая фракция НК-КК поступает на блок ректификации 1, где разделяется на легкокипящую фракцию н. к. -70, 85^оС и тяжелокипящую 85^оС-к. к. Фракция н.к.-85^оС по трубопроводу 2 сырьевым насосом 3 подается в пиролизную печь 4, где проводится пиролиз при температуре 825-830^оС с подачей 40-50% водяного пара и образованием пирогаза, направляемого после закалочно-испарительного аппарата 5 на блок разделения 6, где выделяется этилен, который выводится как целевой продукт по трубопроводу 7, пропилен, тоже целевой продукт, выводимый по трубопроводу 8, и бензол-толуол-ксилольная фракция (БТК), направляемая по трубопроводу 9 на блок 10, где она подвергается гидрированию, гидростабилизации, гидрокрекингу неароматических углеводородов и гидроалкилированию с выделением из продуктов гидродеалкилирования бензола.

Тяжелокипящая бензиновая фракция 85^оС-к.к. по трубопроводу 11 подается на блок 12 каталитического риформинга, из продуктов которого на блоке 13 ректификации выделяют головную фракцию (н.к.-62, 85^оС), которую направляют по трубопроводу 14 с помощью насоса 15 на смешение с легкокипящей фракцией н.к. -85^оС перед пиролизной печью 4, среднекипящую фракцию (62-150^оС), которую по трубопроводу 16 направляют на смешение с БТК фракцией пиролиза, либо на смешение по линии 17 с пирогазом перед закалочно-испарительным аппаратом, и тяжелую фракцию (135^оС-к. к), которую выводят в качестве целевого продукта (высокооктановый тяжелый компонент бензина) по линии 18.

П р и м е р 1 (известный). В переработку на установку пиролиза взято 865 тыс. т/год фракции н.к.-180^оС, в том числе 225 тыс. т/год фракции 85-180^оС.

Получено: этилена 225 тыс. т/год (26%); пропилена 120 тыс. т/год (15%).

БТК фракции 180 тыс. т/год, из которой после гидрирования и гидродеалкилирования получено 80 тыс. т/год бензола (9,25%). Суммарный выход целевой продукции 425 тыс. т/год (50,25%).

П р и м е р 2. В условиях сырья примера 1 тяжелокипящая фракция 85-180^оС подвергается каталитическому риформингу в жестких условиях (давление 30-33 кгс/см², температура 490-520^оС). Получено: газовая головка с углеводородным газом 8% (18 тыс. т/год), риформат 80% (180 тыс. т/год), водородсодержащий газ 11% (24,75 тыс. т/год), остальное потери. Риформат подвергается разгонке с выделением среднекипящей фракции 70-140^оС, выход которой на риформат составляет 48% (86,4 тыс. т/год) при содержании ароматических углеводородов 66% (57 тыс. т/год).

После пиролиза фракции н.к.-85^оС и совместного гидрирования и гидродеалкилирования БТК фракции пиролиза со среднекипящей фракцией риформата 70-140^оС выход бензола увеличивается до 99 тыс. т/год (11,45%). Дополнительно получается бензин АИ-93 (10,8% ) в количестве 93,6 тыс. т/год. Суммарный выход целевой продукции 472,909 тыс. т/год (54,6%).

П р и м е р 3. В условиях примера 2 дополнительно подвергают пиролизу головные фракции риформата (газ, газовая головка, н.к.-70^оС) в количестве 63,9 тыс. т/год (35,5% на риформат). Выход этилена составляет 207,9 тыс. т/год, пропилена 112 тыс. т/год, бензола 99,5 тыс. т/год, компонент бензина с ОЧИ > 100-29,7 тыс. т/год. Сумма целевых продуктов 448,6 тыс. т в год (51,9%).

П р и м е р 4. В условиях примера 3 из среднекипящей фракции риформата 70-140^оС выделяют толуолсодержащую фракцию с пределами выкипания 100-120^оС в количестве 25,4 тыс. т/год, в том числе толуол 76% или 19,3 тыс. т/год. Толуолсодержащую фракцию подвергают пиролизу в смеси с легкокипящей бензиновой фракцией и головными фракциями риформата. Выход этилена составляет 214 тыс. т/год, пропилена 112,7 тыс. т/год, бензола 99,7 тыс. т/год, высокооктанового компонента бензина 29,7 тыс. т/год. Выход целевых продуктов 456100 т/год (52,7%).

П р и м е р 5. В условиях примера 4 фракции 70-100^о и 120-140^о риформата в количестве 61 тыс. т/год смешивают с пирогазом перед закалочно-испарительным аппаратом при температуре 730^оС. При смешении происходит пиролиз неароматической части риформата. Выход этилена увеличивается до 219,3 тыс. т/год, пропилена 116,1 тыс. т/год, бензола 101,3 тыс. т/год, высокооктанового компонента риформата с т.кип.>140^оС 29,7 тыс. т/год. Суммарный выход целевых продуктов увеличивается на 11 тыс. т/год или на 1,3% в т.ч. бензола на 21,3 тыс. т/год или на 26,6% (а с учетом высокооктанового компонента риформата > >140^оС на 3,4%). Суммарный выход целевых продуктов 466400 т/ч (53,9% ). При необходимости увеличить выработку этилена и пропилена возможно увеличение количества пиролизуемого сырья за счет вовлечения в него продуктов гидрокрекинга неароматической части рафината (в примерах настоящей заявки не учтено).

Для упрощения сопоставительных расчетов в примерах осуществления способа головные фракции риформата полностью направляют на пиролиз. Фракция н.к.-70^оС (н.к.-85^оС) риформата имеет октановое число выше, чем аналогичная фракция прямогонного бензина, поэтому целесообразно головную фракцию н.к.-70^оС (н. к. -85^оС) направить на смешение бензинов, возместив ее недостаток на пиролизе прямогонной фракцией.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить квалифицированную подготовку сырья для производства низших олефинов и бензола и одновременно позволяет получать высокооктановые компоненты бензина, что упрощает и удешевляет процесс производства и увеличивает суммарный выход целевой продукции.