Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАМАЛОСЕРНИСТОГО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Изобретение относится к устройствам для гидропереработки углеводородного сырья в присутствии неподвижного слоя катализатора и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности.

При глубокой гидроочистке дизельного топлива сепарация гидрогенизата при последовательном понижении температуры в отсутствие водорода сопровождается вторичным осернением гидрогенизата из-за сульфидирования углеводородов с лабильными атомами водорода, кроме того, процесс сопровождаются выделением тепла, что требует комплектации устройств для гидропереработки системами отвода тепла из слоя катализатора и предотвращения вторичного осернения.

Известны и широко используются установки гидроочистки средних дистиллятов [Н.Л. Солодова, Н.А. Терентьева. Гидроочистка топлив. Казань: Изд-во Казан. Гос. технол. ун-та, 2008 г., с. 33], включающие устройства смешения сырья со свежим и циркулирующим водородсодержащим газом (водородом), рекуперационный теплообменник, печь, реактор с аксиальной подачей сырья в слой катализатора, систему очистки и циркуляции водорода, систему выделения товарного продукта из гидрогенизата.

Недостатками известных установок являются высокие энергозатраты на циркуляцию водорода, повышенное газо- и коксообразование из-за подъема температуры в реакторе за счет выделяющегося при гидроочистке тепла, а также вторичное осернение гидрогенизата.

Наиболее близки к заявляемому изобретению система управления, способ и устройство для непрерывной жидкофазной гидропереработки [RU 2411285, опубл. 10.02.2011 г., МПК C10G 47/00, C10G 45/02], которое состоит из системы подготовки сырьевой смеси, системы гидропереработки нагретой сырьевой смеси в составе входного сепаратора с линиями вывода отработавших газов (нерастворившегося водорода) и подачи гомогенной сырьевой смеси в по меньшей мере один реактор с аксиальной подачей сырьевой смеси в по меньшей мере один слой катализатора, с поверхностью раздела фаз, разделяющей газовое пространство и пространство с гидрогенизатом и катализатором, и узла циркуляции гидрогенизата с циркуляционным насосом, а также системы разделения гидрогенизата.

Недостатками данной системы для гидропереработки являются: невысокая надежность из-за наличия насоса, подъем температуры в реакторе из-за отсутствия системы отвода тепла из реактора, большие энергозатраты на циркуляцию гидрогенизата из-за высокого гидравлического сопротивления реактора с аксиальной подачей гомогенной сырьевой смеси, а также вторичное осернение гидрогенизата из-за высокой концентрации сероводорода в гидрогенизате, подаваемом в систему разделения.

Задача изобретения - повышение надежности устройства, исключение подъема температуры в реакторе, снижение энергозатрат и вторичного осернения гидрогенизата.

Техническим результатом является повышение надежности устройства за счет исключения динамического оборудования, снижение энергозатрат за счет применения реактора с радиальной подачей гомогенной сырьевой смеси через слой катализатора, а также снижение вторичного осернения гидрогенизата за счет установки устройства для отдувки сероводорода.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, включающем входной сепаратор с линией вывода водорода, по меньшей мере один реактор с поверхностью раздела фаз с по меньшей мере одним слоем катализатора каждый, и узел циркуляции гидрогенизата, особенностью является то, что устройство включает реакторы с радиальной подачей гомогенной сырьевой смеси через слой катализатора, в каждом слое катализатора размещен по меньшей мере один теплообменный блок, оснащенный линиями ввода/вывода хладоагента, узел циркуляции гидрогенизата выполнен в виде эжектора с сырьевой смесью в качестве рабочего тела, а в аксиальной области центрального коллектора реактора расположено насадочное устройство для отдувки сероводорода, оснащенное аксиальным трубопроводом подачи водорода из входного сепаратора ниже насадки и распределительным устройством гидрогенизата, расположенным на уровне поверхности раздела фаз и выше насадки, а также линией вывода обессеренного гидрогенизата, кроме того, реактор оснащен линией подачи циркулирующего гидрогенизата, расположенной ниже поверхности раздела фаз и выше слоя катализатора, на которой установлен абсорбер, соединенный с реактором выше уровня раздела фаз линией подачи водорода, и с эжектором линией подачи циркулирующего гидрогенизата, насыщенного водородом, оснащенный также линией вывода отходящего газа.

Реактор с радиальной подачей сырьевой смеси через слой катализатора, насадочное устройство для отдувки газом, сепаратор, абсорбер и эжектор известны из уровня техники.

Применение реакторов с радиальной подачей сырьевой смеси через слой катализатора позволяет снизить гидравлическое сопротивление реактора и снизить энергозатраты на циркуляцию гидрогенизата. Размещение теплообменных блоков в слое катализатора позволяет исключить подъем температуры в реакторе путем отвода теплоты реакции. Оборудование реактора насадочным устройством для отдувки сероводорода позволяет получить обессеренный гидрогенизат и предотвратить его вторичное осернение при разделении, а установка абсорбера на линии подачи циркулирующего гидрогенизата позволяет насытить циркулирующий гидрогенизат водородом, что обеспечивает эффективную работу эжектора вследствие большого газового фактора сырьевой смеси как на входе, так и на выходе эжектора.

Устройство включает эжектор 1, входной сепаратор 2, реактор 3 с радиальной подачей сырьевой смеси (условно показан один реактор с одним слоем катализатора 4, в котором размещен один теплообменный блок 5) с поверхностью раздела фаз 6, устройство для отдувки сероводорода 7 с насадкой 8 и трубопроводом подачи водорода 9, и абсорбер 10.

При работе устройства водородсодержащую сырьевую смесь по линии 11 подают в качестве рабочего тела в эжектор 1, в который по линии 12 направляют циркулирующий гидрогенизат, насыщенный водородом, полученную смесь в сепараторе 2 разделяют на водород, подаваемый по линии 13 в трубопровод 9, и гомогенную сырьевую смесь, направляемую по линии 14 в реактор 3, где она контактирует с катализатором, перемещаясь через его слой в центральный коллектор 15 и далее в слой жидкости 16. Циркулирующий гидрогенизат по линии 17 подают в абсорбер 10, в нижнюю часть которого по линии 18 подают водород, из низа выводят циркулирующий гидрогенизат, насыщенный водородом, а из верха по линии 19 - отходящий газ. Балансовую часть гидрогенизата через распределительное устройство 20 подают на насадку 8, стекая по которой он продувается водородом, подаваемым по трубопроводу 9, полученный обессеренный гидрогенизат по линии 21 выводят на разделение. Слой катализатора 4 охлаждают хладоагентом, подаваемым в блок теплообменных элементов 5 по линиям 22.

Таким образом, предлагаемое устройство надежно, исключает подъем температуры в реакторе, позволяет снизить энергозатраты и предотвратить вторичное осернение гидрогенизата, и может найти применение в промышленности.