DE69412934T2

DE69412934T2 - Verbessertes Verfahren zur Behandlung eines katalytischen Reformierungsproduktes

Info

Publication number: DE69412934T2
Application number: DE69412934T
Authority: DE
Inventors: Bruno F-92500 Rueil Malmaison Domergue; Beatrice F-92500 Rueil Malmaison Fischer; Larry F-78630 Orgeval Mank
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1993-07-08
Filing date: 1994-06-21
Publication date: 1999-01-14
Anticipated expiration: 2014-06-22
Also published as: CN1038424C; ZA944915B; JP3513778B2; EP0633302A1; TW309538B; JPH0776689A; EP0633302B1; CN1101621A; KR950003421A; KR100300795B1; CA2127629C; US5597404A; CA2127629A1; ES2123732T3; FR2707299A1; FR2707299B1; DE69412934D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum katalytischen Reformieren kohlenwasserstoffhaltiger Chargen, und insbesondere für die Behandlung des am Ausgang der Reformierungsreaktion erhaltenen Produktes.
Diese Reaktion läuft im allgemeinen in wenigstens einem Reformierungsreaktor in Anwesenheit eines Katalysators und unter adäquaten Arbeitsbedingungen ab.
Das aus dem letztgenannten Reaktor austretende Produkt kann gekühlt werden oder andere Behandlungen erleiden, bevor es zur Behandlung für die Trennung des Reformats und der Wasserstoffproduktion geschickt wird.
Die Erfindung betrifft diese Behandlung.
Der den Erfindern bekannte Stand der Technik ist in Fig. 1 dargestellt.
Das aus der Reformierungsreaktion (einschließlich der, die verschiedene Behandlungen erlitten hat) stammende Produkt P wird (Leitung 20) in einen Separator 1 eingeführt, um das Produkt zu trennen in einerseits eine gasförmige an Wasserstoff (Leitung 21) reiche Phase R und andererseits einen flüssigen Abstrom E (Leitung 22).
Die gasförmige Phase R bei niedrigem Druck wird zum Teil zur Reformierungsreaktion (Leitung 23) rezyklisiert.
Der andere Teil wird (Leitung 24) zu einem Kompressor 3 geleitet, im allgemeinen über einen Halteballon 2.
Dargestellt ist hier ein Kompressor mit zwei Stufen mit einem Zwischenstufenballon 11.
Die auf wenigstens 10 bar komprimierte erhaltene Phase wird in den Abstrom E (Leitung 26) eingeführt. Die beim Zwischenkühlen erzeugte flüssige Phase wird zur Trennung (Leitung 25) rezyklisiert.
Das biphasische Gemisch aus dem Abstrom E mit der komprimierten gasförmigen Phase wird auf wenigstens 5ºC (und im allgemeinen zwischen -25ºC und 0ºC) gekühlt, bevor es in den Rekontaktor (oder Absorber) 4 eingeführt wird.
Das Absenken der Temperatur wird erhalten durch Wärmeaustausch mit den aus dem Absorber tretenden Produkten, d. h. mit dem Gas G über den Wärmeaustauscher 9 und mit dem flüssigen Reformat über den Austauscher 10. Ist diese Temperaturabsenkung nicht ausreichend, so muß ein Kühlsystem 8 installiert werden.
Der Absorber 4 arbeitet unter Druck von wenigstens 10 bar und wenigstens 5ºC, ermöglicht es die Phasen zu trennen und das Reformat (Leitung 27) und das Gas (Leitung 28) zu sammeln, dessen Wasserstoffreinheit bei 93-95% liegt.
Ein Teil dieses Gases G kann vorzugsweise (Leitung 29) zu einer Hydrotreatmenteinheit geleitet werden, insbesondere einer für die Reformierungscharge.
Dieses Gas geht dann in eine Reinigungsanordnung 5, um Wasserstoff großer Reinheit (wenigstens 99% und vorzugsweise 99,9%) zu erzeugen. Das austretende Restgas GR wird aus der Installation entfernt und im allgemeinen verbrannt.
Solche Verfahren ermöglichen es, sehr reinen Wasserstoff zum Speisen insbesondere einer Hydrocrackeinheit, die hinter der Reformierungseinheit angeordnet ist und Wasserstoff einer Reinheit von 93-95% für die anströmseitge Hydrotreatmenteinheit, zu erzeugen.
Die Erfinder haben festgestellt, daß mit diesen Verfahren nur etwa 85% des beim Reformieren erzeugten Wasserstoffs rückgewonnen wurde.
In der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, das es ermöglicht, fast 95% (und sogar mehr) Wasserstoff rückzugewinnen, der theoretisch beim Reformieren erzeugt wird, wobei das Verfahren auf dem Rezyklisieren, bei im wesentlichen konstantem Druck, des Restgases bevorzugt begleitet von einer Modifikation der Arbeitsbedingungen des Rekontaktierens basiert.
Genauer ist das Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Behandlung des aus einer katalytischen Reformierungsreaktion kohlenwasserstoffhaltiger Chargen stammenden Produktes, umfassend:
- eine Trennung des aus der Reformierung stammenden Produktes P in eine gasförmige an Wasserstoff reiche Phase R und einen Abstrom E,
- eine Rezyklisierung eines Teils der gasförmigen bei der Trennung erhaltenen Phase R zur Reformierungsreaktion,
- eine Kompression des anderen Teils dieser gasförmigen Phase R auf einen Druck von wenigstens 10 bar,
- ein Rekontaktieren dieses Abstroms E mit der gasförmigen komprimierten Phase R bei Bedingungen, die es ermöglichen,
- ein an Wasserstoff angereichertes Gas und eine flüssige an Reformat angereicherte Phase zu erhalten,
- eine Reinigung dieses Gases G, derart, daß Wasserstoff von einer Reinheit von mehr als 99% sowie ein Restgas GR erhalten wird,
Verfahren, bei dem das Restgas GR wenigstens zum Teil in die gasförmige der Kompression ausgesetzte Phase rezyklisiert wird, wobei die Rezyklisierung bei einem im wesentlichen konstanten Druck vorgenommen wird und der andere Teil des nicht rezyklisierten Restgases verworfen wird.
Bevorzugt werden der Abstrom E und die gasförmige komprimierte Phase bei einem Druck zwischen 10 und 50 bar sowie einer Temperatur zwischen 20 und 60ºC komprimiert, um ein Gas G einer Wasserstoffreinheit höchstens gleich 95% zu erhalten.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens, die umfaßt:
- einen Separator, versehen mit einer Leitung für den Eintritt des aus dem Reformierungsreaktor stammenden Produktes, einer Leitung zum Abzug einer gasförmigen an Wasserstoff reichen Phase R und einer Leitung zum Abzug eines Abstroms E,
- eine auf die Abzugsleitung der gasförmigen Phase R des Separators geschaltete Leitung, die zu einer Speiseleitung des Reformierungsreaktors führt, um einen Teil der gasförmigen aus dem Separator stammenden Phase R zu rezyklisieren,
- eine Kompressionsschleife, die wenigstens einen Kompressor und seine Zusatzaggregate umfaßt, die an der Abzugsleitung für die Phase R sitzt, um auf wenigstens 10 bar die gasförmige nicht rezyklisierte aus dem Separator stammende Phase zu komprimieren,
- eine Leitung zum Einführen dieser komprimierten Phase in die den Abstrom E zum Rekontaktor führende Leitung, einen Rekontaktor, der mit einer Leitung zum Eintritt des mit der gasförmigen Phase unter Druck vermischten Abstroms versehen ist, eine Leitung zum Abzug des Reformats und eine Leitung zum Abzug des Gases,
- eine Reinigungsanordnung, in die dieses Gas eintritt und aus der Wasserstoff einer Reinheit von mehr als 99% sowie ein Restgas austreten,
- eine Leitung zum Rezyklisieren dieses Restgases, welche die Reinigungsanordnung mit der die Kompressionsschleife speisenden Leitung verbindet,
- einen Zwischenbunker, der in der Reinigungsanordnung oder auf der Austrittsleitung für das Restgas dieser Anordnung angebracht ist.
Verfahren und Anordnung sind mit bezug auf Fig. 2 beschrieben.
Das die Kohlenwasserstoffe (im wesentlichen Aromate) und den Wasserstoff enthaltende Produkt P tritt in der gleichen Weise wie nach Fig. 1 in den Separator 1 über eine Leitung 20 ein, wo es in eine gasförmige an Wasserstoff reiche Phase R (Leitung 21) und einen flüssigen Abstrom E (Leitung 22) getrennt wird. Eine Flashtrennung wird gewöhnlich angewendet.
Ein Teil der gasförmigen Phase R bei niedrigem Druck wird über die Leitung 23 zu dem oder den Reformierungsreaktor(en) rezyklisiert.
Der andere Teil R wird (Leitung 24) in eine Kompressionsschleife geleitet, die wenigstens einen mit seinen Zusatzaggregaten versehenen Kompressor 3, einen Halteballon 2 vor dem Kompressor umfaßt. Dargestellt sind hier (ohne daß diese Darstellung die Erfindung begrenzt) zwei Kompressionsstufen mit einem Zwischenstufenballon 11.
Ein Teil der auf wenigstens 10 bar und im allgemeinen zwischen 10-50 bar, und bevorzugt zwischen 20-30 bar, komprimierten Phase wird (Leitung 26) in die Eintrittsleitung für den Abstrom in den Rekontaktor 4 eingeführt.
Genauso wie im Stand der Technik wird die aus dem Ballon 11 stammende Flüssigkeit über die Leitung 25 rezykliert.
Das biphasische Gemisch des Abstroms und der komprimierten Phase wird in den Absorber 4 eingeführt.
Der Absorber (oder die Kontaktvorrichtung) 4 arbeitet bevorzugt zwischen 20 und 60ºC und unter einem Druck von wenigstens 10 bar, im allgemeinen 10 - 50 bar und bevorzugt 20-30 bar.
Ein klassischer Wärmeaustausch in einem üblichen Wärmeaustauscher 30 genügt dann, um die Temperatur des biphasischen in den Austauscher bei etwa 70ºC eintretenden Gemisches zu senken.
Aus dem Absorber 4 treten aus das die Aromate (Leitung 27) enthaltende Reformat und das an Wasserstoff reiche Gas G (Leitung 28).
Das Gas G weist hier eine Wasserstoffreinheit von höchstens 95% auf und im allgemeinen zwischen 82-87%.
Die Wasserstoffreinheit dieses Gases G ist ausreichend für das Hydrotreatment, auch geht ein Teil dieses Gases über die Leitung 29 zu dieser Hydrotreatmenteinheit.
Der Übertritt dieses Gases G in die Reinigungsanordnung 5 ermöglicht es, sehr reinen Wasserstoff (wenigstens 99% und im allgemeinen 99,9%) und ein Restgas GR zu erhalten.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird dieses Restgas nicht insgesamt verworfen, sondern ein Teil (wenigstens 50% und im allgemeinen 90-95% des Gasvolumens wird über eine Leitung 31 zur Kompressionsschleife und genauer zum Ballon 2 rezyklisiert.
Die Rezyklisierung wird unter im wesentlichen konstantem Druck durchgeführt, d. h., daß der Druck des Restgases hinsichtlich der Spitzen abgeglichen wird, um eine Druckveränderung zu erhalten (des in die Kompressionsschleife eintretenden Gases), und zwar um höchstens ± 0,2 bar.
Ein Mittel, um dieses Resultat zu erhalten, besteht darin, einen Zwischenbunker 6 entweder in der Reinigungsanordnung 5 oder im Austrittskanal 33 für das Restgas vorzusehen.
Der andere Teil des Restgases wird gereinigt (verworfen), derart, daß die Ansammlung von Verunreinigungen in der Kompressionsschleife (Leitung 32) verhindert wird.
Durch Anwendung der Rezyklisierung von Restgas, das darüber hinaus mit modifizierten Absorptionsbedingungen kombiniert werden kann und durch die Verwendung von Kompressoren großer Leistung (Zentrifugalkompressoren) können die Anmelder:
- die Produktion sehr reinen Wasserstoffs um etwa 15% erhöhen,
- die Investition eines Kühlsystems und von Wärmeaustauschern mit den modifizierten Absorptionsbedingungen vermeiden,
- und dabei eine gute Trennung und damit eine ähnliche Reformatqualität aufrecht erhalten,
- die Kompressionskosten dank der Rezyklisierung vermindern, was es ermöglicht, einen Kompressionsgrad mit einer verminderten Anzahl von Kompressionsstufen zu erhalten.
Solche Vorteile waren vom Fachmann nicht vorherzusehen, der sich bisher geweigert hätte, diesen Restwasserstoff im Hinblick auf die vorhersehbaren Kompressionskosten rückzugewinnen.
Um das Interesse, das die Erfindung weckt, zu illustrieren, hat man ein klassisches Verfahren (Fig. 1) mit der Erfindung (Fig. 2) verglichen.
* Rückgewinnung H2 = H2 Menge großer Reinheit + H2 Menge, die zum anströmseitigen Hydrtreatment geleitet wird / H2 Produktion der Reformierung
** Rückgewinnung LPG = C3/C4 Menge in dem aus dem Rekontaktor stammenden Reformat / C3/C4 Produktion der Reformierung.

Claims

1. Verfahren zum Verarbeiten aus einer katalytischen Reformierungsreaktion kohlenwasserstoffhaltiger Chargen stammender Produkte, umfassend

- eine Trennung des aus der Reformierung stammenden Produktes (P) in eine gasförmige an Wasserstoff reiche Phase (R) und einen Abstrom (E),

- eine Rezyklierung eines Teils der gasförmigen bei der Trennung erhaltenen Phase (R) zur Reformierungsreaktion,

- eine Kompression des anderen Teils dieser gasförmigen Phase (R) auf einen Druck von mindestens 10 bar,

- eine Rekontaktierung dieses Abstroms (E) mit der gasförmigen komprimierten Phase (R) unter Bedingungen, die es gestatten, ein an Wasserstoff reiches Gas (R) sowie eine flüssige an Reformat angereicherte Phase zu erhalten,

- eine Reinigung dieses Gases (G), derart, daß man Wasserstoff von einer Reinheit höher als 99% sowie ein Restgas (GR) erhält,

dadurch gekennzeichnet, daß das Restgas (GR) wenigstens zum Teil in die gasförmige der Kompression ausgesetzte Phase rezykliert wird, wobei das Rezyklieren bei einem im wesentlichen konstanten Druck durchgeführt wird und der andere Teil des nicht rezyklisierten Gases verworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstrom (E) und die gasförmige komprimierte Phase bei einem Druck zwischen 10 und 50 bar und einer Temperatur zwischen 20 und 60ºC rekontaktiert werden, um ein Gas (G) mit einer Wasserstoffreinheit von höchstens 95% zu erhalten.

3. Installation für die Behandlung des aus dem Reformierungsreaktor für kohlenwasserstoffhaltige Chargen stammenden Produktes, umfassend:

- einen Separator (1), der mit einer Leitung (20) für den Eintritt des aus dem Reformierungsreaktor stammenden Produktes, einer Leitung (21) zum Abzug einer gasförmigen an Wasserstoff reichen Phase (R) und einer Leitung (22) zum Abzug eines Abstroms (E) versehen ist,

- eine Leitung (23), die an die Leitung zum Abzug der an Wasserstoff reichen Phase (R) angeschlossen ist und zu einer Speiseleitung des Reformierungsreaktors zur Rezyklierung eines Teils dieser gasförmigen aus dem Separator stammenden Phase (R) führt,

- eine Kompressionsschleife, die wenigstens einen Kompressor (3) und seine Zusatzaggregate umfaßt, angeordnet auf der Abzugsleitung für die an Wasserstoff reiche Phase (R), um diese gasförmige nicht rezyklierte aus dem Separator stammende Phase auf wenigstens 10 bar zu komprimieren,

- eine Leitung (26) zum Einführen dieser komprimierten Phase in die Leitung, die den Abstrom (E) zum Rekontaktor führt,

- einen Rekontaktor (4), der mit einer Leitung zum Eintritt des Abstroms vermischt mit der gasförmigen Phase unter Druck, einer Leitung (27) zum Abzug des Reformats und einer Leitung (28) zum Abzug des Gases versehen ist,

- eine Reinigungsanordnung (5), in der dieses Gas eintritt und aus der über die Leitung (32) Wasserstoff einer Reinheit von über 99% sowie ein Restgas austritt,

- eine Leitung (31) zum Rezyklieren dieses Restgases, welche die Reinigungsanordnung (5) mit der Leitung (24), die die Kompressionsschleife speist, verbindet,

- einen Zwischenbunker (6), der in der Reinigungsanordnung (5) oder auf der Austrittsleitung für das Restgas dieser Anordnung angeordnet ist.