|
(21), (22) Заявка: 2006110327/04, 30.03.2006
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
30.03.2006
(46) Опубликовано: 10.12.2007
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
RU 2079542 C1, 20.05.1997. RU 1672731 С, 10.05.1995. RU 2265639 C1, 10.12.2005. RU 2192446 C1, 10.11.2002. JP 63-54496 A, 08.03.1988. US 4695367 A, 22.09.1987. US 3234118 A, 08.02.1966.
Адрес для переписки:
450062, г.Уфа, ул. Космонавтов, 1, ГОУ ВПО “Уфимский государственный нефтяной технический университет”, патентный отдел
|
(72) Автор(ы):
Кондрашева Наталья Константиновна (RU), Ахметов Арслан Фаритович (RU), Кондрашев Дмитрий Олегович (RU), Валявин Геннадий Георгиевич (RU), Ветошкин Николай Иванович (RU), Запорин Виктор Павлович (RU), Сухов Сергей Витальевич (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Уфимский государственный нефтяной технический университет” (RU)
|
(54) КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУДОВЫХ ТОПЛИВ И ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ (ВАРИАНТЫ)
(57) Реферат:
Изобретение относится к комбинированным способам получения топлив для судовых двигателей (судовое легкое, судовое высоковязкое легкое и судовое маловязкое топлива) и дорожных битумов глубоковакуумной перегонкой мазутов, легким термическим крекингом вакуумных газойлей (ЛТКВГ) и окислением тяжелых гудронов. Оно может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Судовое легкое (СЛ) и судовое высоковязкое легкое (СВЛ) топлива предназначены для применения в судовых энергетических установках иностранного производства, эксплуатация которых предусмотрена на топливах, соответствующих международному стандарту на судовые топлива MS ISO/ DIS-F-8217, и для поставок на экспорт.
Способе получения судовых топлив включает выделение фракций путем атмосферно-вакуумной перегонки, легкий термический крекинг полученных вакуумных газойлей и компаундирование этих фракций. Согласно изобретению путем атмосферно-вакуумной перегонки выделяют фракции 180-360°С, Н.К. – 400°С и 400°С – К.К.; для получения топлива судового легкого (СЛ) и/или судового высоковязкого легкого (СВЛ) фракцию тяжелого вакуумного газойля 400°С – К.К. или ее смесь с фракцией легкого вакуумного газойля Н.К. – 400°С в балансовом соотношении подвергают легкому термическому крекингу с последующим фракционированием и выделением легкой и остаточной фракций вторичных дистиллятов 200-400°С и 400°С – К.К. Эти фракции затем смешивают в балансовом соотношении с получением топлива СВЛ (широкая фракция, выкипающая выше температуры 200°С), либо в соотношении 50:50 % мас. соответственно с получением топлива СЛ и/или топлива СМТ, дополнительно вовлекая в состав последнего фракцию легкого вакуумного газойля Н.К. – 400°С, соблюдая при этом соотношение компонентов 45:45:10-40:40:20 соответственно. Для получения судового маловязкого топлива (топлива СМТ) часть фракции легкого вакуумного газойля Н.К. – 400°С (до 70%) в смеси с балансовым количеством фракции тяжелого вакуумного газойля 400°С – К.К. вначале подвергают легкому термическому крекингу с выделением фракции легкого газойля 200-400°С и затем полученный вторичный дистиллят смешивают с оставшейся частью фракции легкого вакуумного газойля Н.К. – 400°С (до 30%) и прямогонной дизельной фракцией 180-360°С в соотношении 20:50:30% мас. Легкому термическому крекингу в предлагаемом способе подвергают либо фракцию тяжелого вакуумного газойля 400°С – К.К. с температурой конца кипения, не превышающей 500-560°С, что обусловлено неблагоприятным воздействием высококипящих фракций на качество получаемых продуктов, либо смесь фракций легкого и тяжелого вакуумных газойлей Н.К. – 400°С и 400°С – К.К. в балансовом соотношении или в соотношении 20:80 соответственно с выделением вторичных дистиллята 200-400°С и остатка 400°С – К.К., являющихся базовыми компонентами судового высоковязкого (СВТ), судового легкого (СЛ) и судового маловязкого (СМТ) топлив. Изобретение решает техническую задачу уменьшения содержания высокомолекулярных углеводородов в получаемом судовом топливе за счет их легкой термической деструкции, снижения его вязкости – улучшения текучести и прокачиваемости в системе подготовки и питания двигателя топливом, улучшения его низкотемпературных свойств – снижения температуры застывания топлива. 3 н.п. ф-лы, 7 табл. 1 ил.
Изобретение относится к комбинированным способам получения топлив для судовых двигателей (судовое легкое и судовое высоковязкое легкое, судовое маловязкое) и дорожных битумов глубоковакуумной перегонкой мазутов, легким термическим крекингом вакуумных газойлей (ЛТК ВГ) и окислением тяжелых гудронов, оно может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Судовое легкое (СЛ) и судовое высоковязкое легкое (СВЛ) топлива предназначены для применения в судовых энергетических установках иностранного производства, эксплуатация которых предусмотрена на топливах, соответствующих международному стандарту на судовые топлива MS ISO/ DIS-F-8217, и для поставок на экспорт.
Судовое маловязкое топливо (СМТ) предназначено для использования в судовых дизельных и энергетических установках вместо дефицитного дизельного топлива по ГОСТ 305-82, потребляемого на водном транспорте.
Потребителем предъявляются жесткие требования к эксплуатационным характеристикам судовых топлив: улучшение низкотемпературных свойств, повышение цетанового числа и теплотворной способности, улучшение смазывающих и антикоррозионных свойств, наряду с которыми актуальной задачей остается расширение ресурсов моторных топлив и продуктов специального назначения за счет более глубокой переработки мазутов и создания гибкой комплексной технологии, внедрение которой позволило бы углубить переработку нефти, увеличить выход моторных, в том числе судовых, топлив с улучшенными низкотемпературными и другими эксплуатационными свойствами, а также продуктов специального назначения – дорожных битумов требуемого качества.
Известен способ получения судового высоковязкого топлива на основе прямогонного гудрона и мазута (Патент РФ №1672731, С10L 1/04, 1991), а также остатков и дистиллятов вторичных процессов глубокой переработки нефти (каталитического крекинга, термического крекинга, или висбрекинга, или коксования, а также деасфальтизации), взятых в соотношении, % мас.:
Мазут |
20-40 |
Газойль каталитического крекинга |
5-20 |
Фракция 180-500°С вторичных процессов |
|
и/или фракция 200-480°С крекинг-флегмы |
5-15 |
Фракция 450°С – К.К. остатка термических |
|
процессов или фракция 520°С – К.К. остатка |
|
деасфальтизации |
20-60 |
Гудрон |
до 100 |
В известном способе производства судового высоковязкого топлива используются продукты процесса термического крекинга, или висбрекинга, или коксования. Однако многокомпонентность известного состава судового высоковязкого топлива, высокое содержание в нем тяжелых нефтяных остатков прямой перегонки нефти, крекинг-процессов и процесса деасфальтизации, достигающее 65-90%, различие их природы и состава, а также широкие пределы кипения 180-500°С вторичных дистиллятов, обуславливают низкую стабильность топлива к расслоению на фазы при длительном хранении и эксплуатации, неполноту сгорания и плохие экологические характеристики. К недостаткам известного состава следует отнести также высокое содержание в нем сернистых соединений (2,25-2,95%) и труднорастворимых асфальтенов, карбенов и карбоидов, концентрация которых особенно велика в тяжелых нефтяных остатках, неудовлетворительные низкотемпературные свойства и прокачиваемость топлива.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ получения единого судового высоковязкого топлива для среднеоборотных и малооборотных судовых дизелей (варианты) (Патент РФ №2079542, С10L 1/04, БИ №14, 20.05.1997) с улучшенными экологическими и эксплуатационными свойствами: пониженным содержанием серы и вредных примесей органического и неорганического происхождения, узким фракционным составом, пониженной испаряемостью и практически полным отсутствием легких фракций, высокой стабильностью и полнотой сгорания, лучшими низкотемпературными свойствами и прокачиваемостью. Сущность известного способа заключается в том, что судовое высоковязкое топливо содержит углеводородную дистиллятную фракцию прямой перегонки нефти с температурой кипения 350-500°С, или дистиллят вторичных крекинг-процессов с той же температурой кипения, или их смесь в массовом соотношении 1:1, и в качестве депрессорной добавки – остаток термического крекинга с плотностью 1040-1095 кг/м3 при следующем соотношении компонентов 94:6-98:2.
Согласно второму варианту изобретения судовое высоковязкое топливо, содержащее углеводородную дистиллятную фракцию и депрессорную добавку, в качестве углеводородной дистиллятной фракции содержит узкую фракцию прямой перегонки нефти и дистиллят вторичных крекинг-процессов с температурой кипения 350-500°С, а в качестве депрессорной добавки – остаток термического крекинга с плотностью 1040-1095 кг/м3 при следующем соотношении компонентов, % мас.:
Узкая фракция прямой |
|
перегонки нефти 350-500°С |
47-49 |
Дистиллят вторичных |
|
крекинг-процессов |
|
с температурой кипения 350-500°С |
47-49 |
Остаток термического крекинга |
|
с плотностью 1040-1095 кг/м3 |
до 100 |
Недостатками известного способа (прототипа) являются высокое содержание высококипящих фракций прямой перегонки нефти и вторичных крекинг-процессов в производстве судового высоковязкого топлива, которое приводит к ухудшению низкотемпературных свойств и нагарообразованию в дизельном двигателе; недостатком известного способа получения судового топлива является также большое содержание ароматических углеводородов в дистилляте и повышенный износ деталей цилиндропоршневой группы, неполнота сгорания топлива, повышение дымности выхлопа и выброса канцерогенных веществ в окружающую среду.
Изобретение решает техническую задачу уменьшения содержания высокомолекулярных углеводородов в получаемом по предлагаемому способу судовом высоковязком топливе за счет их легкой термической деструкции, снижения его вязкости – улучшения текучести и прокачиваемости в системе подготовки и питания двигателя топливом, улучшения его низкотемпературных свойств – снижения температуры застывания за счет легкого термического крекинга тяжелого вакуумного газойля (фракции, выкипающей выше температуры 400°С), а иногда и его смеси с легким вакуумным газойлем (фракции, выкипающей в пределах 200-400°С), и облегчения топлива по фракционному составу за счет увеличения содержания в нем легких газойлевых фракций прямой перегонки и термического крекинга.
Указанная задача решается тем, что в известном способе получения судовых топлив, включающем выделение фракций путем атмосферно-вакуумной перегонки, легкий термический крекинг полученных вакуумных газойлей и, наконец, компаундирование этих фракций, согласно изобретению путем атмосферно-вакуумной перегонки выделяют фракции 180-360°С, Н.К. – 400°С и 400°С – К.К.; для получения топлива судового легкого (СЛ) и/или судового высоковязкого легкого (СВЛ) фракцию тяжелого вакуумного газойля 400°С – К.К. или ее смесь с фракцией легкого вакуумного газойля Н.К. – 400°С в балансовом соотношении подвергают легкому термическому крекингу с последующим фракционированием и выделением легкой и тяжелой фракций вторичных дистиллятов 200-400°С и 400°С – К.К., которые затем смешивают в балансовом соотношении с получением топлива СВЛ (широкая фракция, выкипающая выше температуры 200°С), либо в соотношении 50:50% мас. соответственно с получением топлива СЛ и/или топлива СМТ, дополнительно вовлекая в состав последнего фракцию легкого вакуумного газойля Н.К. – 400°С, соблюдая при этом соотношение компонентов 45:45:10-40:40:20% мас. соответственно; для получения судового маловязкого топлива (топлива СМТ) часть фракции легкого вакуумного газойля Н.К. – 400°С (до 70%) в смеси с балансовым количеством фракции тяжелого вакуумного газойля 400°С – К.К. вначале подвергают легкому термическому крекингу с выделением фракции легкого газойля 200-400°С и затем полученный вторичный дистиллят смешивают с оставшейся частью фракции легкого вакуумного газойля Н.К. – 400°С (до 30%) и прямогонной дизельной фракцией 180-360°С в соотношении 20: 50: 30% мас.
Легкому термическому крекингу в предлагаемом способе подвергают либо фракцию тяжелого вакуумного газойля 400°С – К.К. с температурой конца кипения, не превышающей 500-560°С, что обусловлено неблагоприятным воздействием высококипящих фракций на качество получаемых продуктов, либо смесь фракций легкого и тяжелого вакуумных газойлей Н.К. – 400°С и 400°С – К.К. в балансовом соотношении или в соотношении 20:80 % мас. соответственно с выделением вторичных дистиллятов 200-400°С и 400°С – К.К., являющихся базовыми компонентами судового высоковязкого (СВТ), судового легкого (СЛ) и судового маловязкого (СМТ) топлив. Уменьшение содержания высокоплавких нормальных парафиновых углеводородов в высококипящих прямогонных фракциях, а также снижение вязкости топлива за счет легкой термической деструкции высокомолекулярных углеводородов, значительно улучшает низкотемпературные свойства и прокачиваемость топлива в системе топливоподготовки и топливоподачи без необходимости наличия на судне систем подогрева топлива.
Принципиальная технологическая схема комбинированной установки получения судовых топлив и дорожных битумов глубокой переработкой мазутов представлена на чертеже.
Назначение: технология предназначена для получения судовых топлив и дорожных битумов глубоковакуумной перегонкой мазутов, легким термическим крекингом вакуумных газойлей (ЛТК ВГ) и окислением тяжелых гудронов.
Целевые продукты: судовое высоковязкое легкое (СВЛ), судовое легкое (СЛ) и судовое маловязкое (СМТ) топлива, битум дорожный.
Описание технологической схемы (см. чертеж). Сырье – мазут – после нагрева в печи 1 до 410-420°С подвергается глубокой вакуумной перегонке в вакуумной колонне 2 для отбора фракции легкого вакуумного газойля (ВГ) с пределами выкипания Н.К. – 400°С и ее компаундирования с легким газойлем (фр. 200-400°С) блока легкого термического крекинга вакуумного газойля 4 с получением судового маловязкого топлива (СМТ). Отобранная фракция тяжелого ВГ, выкипающая выше 400°С, подвергается легкому термическому крекингу на блоке 4 при температуре 470-490°С и давлении 2,0-2,5 МПа для снижения вязкости и улучшения низкотемпературных свойств с получением фракций вторичного газойля с пределами выкипания 200-400°С и 400°С – К.К. и их смешением в балансовом соотношении – базовых компонентов судового легкого (СЛ) и судового высоковязкого легкого (СВЛ) топлив. Фракция легкого вакуумного газойля после вакуумной колонны 2 (фр. Н.К. – 400°С) либо сразу же идет на компаундирование со вторичным легким газойлем термического крекинга (фр. 200-400°С) и, в случае необходимости, с прямогонной дизельной фракцией (фр. 180-360°С) с получением судового маловязкого топлива (СМТ), либо в смеси с фракцией тяжелого вакуумного газойля после вакуумной колонны 2 (фр. 400°С – К.К.) подвергается легкому термическому крекингу на блоке 4 по известной технологии. Продукты легкого термического крекинга – газ и бензин (фр. С5 – 200°С) – используются по назначению, а вторичный легкий газойль (фр. 200-400°С) и тяжелый газойль (фр. 400°С – К.К.), компаундируются с получением судового легкого (СЛ) или судового высоковязкого легкого (СВЛ) топлив. Гудрон, выкипающий в зависимости от глубины отбора вакуумного газойля выше 500-560°С, с низа вакуумной колонны 2 поступает на битумную установку 5 для получения товарных дорожных битумов по известной технологии.
Выход продуктов зависит от вида сырья, технологического режима процесса и требований к качеству товарных продуктов.
Материальный баланс |
Выход, % мас. |
На исходное сырье |
на мазут |
на нефть |
Вакуумная перегонка |
|
|
|
Сырье |
|
|
|
Мазут |
100,0 |
100,0 |
52,2 |
Продукты: |
|
|
|
Компонент СМТ  |
16,5 |
16,5 |
8,6 |
(Легкий вак. газойль (НК – 400°С) |
|
|
|
Тяжелый вак. газойль (фр.>400°С) |
50,0 |
50,0 |
26,1 |
Гудрон (сырье для производства битума) |
33,5 |
33,5 |
18,5 |
|
|
|
Легкий термокрекинг ВГ |
|
|
|
Сырье |
|
|
|
Тяжелый вак. газойль (фр.>400°С) |
100,0 |
50,0 |
26,1 |
Продукты: |
|
|
|
Газ на технологические нужды |
5,6 |
2,80 |
1,5 |
Бензин (фр.С5 – 200°С) |
17,5 |
8,75 |
4,6 |
Судовое легкое СЛ или СВЛ (фр.>200°C)( =0,9329) |
75,9 |
37,95 |
19,8 |
Потери |
1,0 |
0,5 |
0,2 |
Товарные продукты: |
|
|
|
Судовое маловязкое топливо (СМТ) |
16,5 |
16,5 |
8,6 |
Судовое легкое (СЛ) или судовое высоковязкое легкое (СВЛ) топливо |
|
|
|
75,9 |
37,95 |
19,8 |
Битум дорожный |
32,0 |
32,0 |
17,0 |
Способ осуществляют следующим образом.
1. Выделенную путем глубокой вакуумной перегонки мазута фракцию тяжелого вакуумного газойля 400°С – К.К., или ее балансовую смесь с легким вакуумным газойлем Н.К. – 400°С, или ее смесь с частью легкого вакуумного газойля (до 70% мас.), подвергают легкому термическому крекингу, дающему возможность получить легкий газойль (фракцию 200-400°С) и остаток (фракцию 400°С – К.К.) термического крекинга.
В таблице 1 приведены требования к качеству исходного сырья вакуумной колонны, блока легкого термического крекинга вакуумного газойля и битумного блока.
Таблица 1 |
Качество сырья отдельных блоков установки |
Наименование показателей |
Мазут |
Гудрон |
Вакуумный газойль |
|
|
|
легкий |
тяжелый |
1.Плотность при 20°С, кг/м3 |
937 |
960-1026 |
878-893 |
903 |
2.Групповой углеводородный |
|
|
|
|
состав, % мас.: |
82.6 |
60.7 |
– |
– |
Парафино-нафтеновые |
18.4 |
11.9 |
50.0 |
44.2 |
Ароматические, в том числе: |
64.16 |
48.8 |
48.0 |
52.8 |
– моноциклические |
15.8 |
7.4 |
24.0 |
17.0 |
– бициклические |
32.0 |
18.4 |
21.0 |
32.2 |
– полициклические |
16.36 |
23.0 |
3.0 |
3.6 |
– Смолы |
13.0 |
29.0 |
2.0 |
3.0 |
– Асфальтены |
4.44 |
10.3 |
– |
– |
3. Фракционный состав: |
|
|
|
|
– начало кипения, °С |
268 |
255-390 |
232-248 |
282 |
– до 300°С выкипает, % об. |
– |
1 |
10 |
– |
– до 350°С то же |
7 |
2 |
59-48 |
14 |
– до 400°С |
20 |
3-4 |
82-78 |
47 |
– до 420°С |
27 |
5 |
90 |
54 |
– до 450°С |
39 |
8-10 |
– |
– |
– до 480°С |
– |
17 |
– |
96 |
– до 500°С |
– |
40-18 |
– |
– |
– конец кипения, °С |
– |
– |
445-450 |
480 |
4. Температура вспышки, °С |
176 |
134-273 |
|
|
5. Температура застывания, °С |
+14 |
22-27 |
+9…+14 |
+20 |
6. Массовая доля серы, % мас. |
2.25 |
2.35-3.75 |
1.2-1.46 |
1.49 |
7. Массовая доля твердых |
|
|
|
|
парафинов, % |
– |
– |
|
|
8. Вязкость условная, °ВУ: |
|
|
|
|
при 20°С |
– |
– |
4.5-4.59 |
7.22 |
при 80°С |
– |
– |
– |
– |
при 100°С |
– |
1.84-не течет |
– |
– |
9. Коксуемость, % мас. |
6.05 |
10.10-14.81 |
0.121-0.090 |
0.130 |
2. Процесс легкого термического крекинга осуществляют при температуре 470-490°С и давлении в системе 2,0-2,5 МПа. Полученные продукты реакции путем стабилизации и ректификации разделяются на газ, бензин (фракция C5 – 200°С), легкий газойль (200-400°С) и остаток (400°С – К.К.) в соответствии с требованиями технологического регламента.
Качество полученных продуктов легкого термического крекинга и прямой перегонки, являющихся компонентами судовых топлив, приведено в таблице 2.
Таблица 2 |
Качество продуктов легкого термического крекинга и прямой перегонки |
Наименование показателя |
Легкий газойль термокрекинга (200-400°С) |
Остаток термокрекинга (400°С – К.К.) |
Прямогонная дизельная фракция (180-360°С) |
1. Вязкость кинематическая: |
|
|
|
при 20°С, мм2/с |
3,3 |
– |
4,9 |
при 50°С, мм2/с |
– |
15,2 |
– |
2. Температура, °С: |
|
|
|
вспышки |
78 |
70 |
79 |
застывания |
-27 |
+15 |
-16 |
3. Содержание, % мас.: серы |
|
|
|
воды |
0,63 |
1.72 |
0,54 |
механических |
Отс. |
Следы |
Отс. |
примесей |
0,0060 |
0.028 |
0,0005 |
водорастворимых кислот и щелочей |
Отс. |
Отс. |
Отс. |
4. Массовая доля меркаптановой серы, % |
0,0064 |
0.0064 |
0,0014 |
5. Коксуемость, % |
0,041 |
0.12 |
0,012 |
6.Плотность при 20°С, кг/м3 |
910 |
969 |
853 |
7.Иодное число, г I2/ 100 г |
15,2 |
30.30 |
1.25 |
8.Цетановое число |
48 |
44 |
51 |
9.Фракционный состав, °C: |
|
|
|
Н.К. |
186 |
218 |
188 |
10% |
220 |
266 |
211 |
50% |
263 |
367 |
266 |
90% |
340 |
420 |
332 |
96% |
355 |
448 |
363 |
98% |
– |
450 |
– |
10.Зольность, % |
0,0030 |
0,004 |
0,0002 |
3. Затем выделенный легкий газойль (фр. 200-400°С) смешивают с остатком (фр. 400°С – К.К.) легкого термического крекинга в балансовом соотношении 20:80-40:60 с получением судового высоковязкого топлива марки СВЛ, или широкую фракцию термического крекинга (200°С – К.К.) компаундируют с фракцией легкого вакуумного газойля (Н.К. – 400°С) в соотношении 60:40-80:20 с получением судового легкого топлива марки СЛ, или легкий газойль (фр. 200-400°С) термического крекинга смешивают с прямогонной дизельной фракцией (фр. 180-360°С) и частью (до 30% мас.) фракции легкого вакуумного газойля (Н.К. – 400°С) в соотношении 50:30:20-40:50:10 соответственно с получением судового маловязкого топлива марки СМТ.
Полученные марки судовых топлив для всех типов судовых дизельных и энергетических установок после компаундирования должны удовлетворять требованиям ТУ 38.101567 и ТУ 38.1011314, приведенным в таблице 3, а дорожные битумы – требованиям ГОСТ 22245, приведенным в таблице 4.
Таблица 3 |
Технические требования к топливам для всех типов судовых дизельных и энергетических установок |
Наименование показателя |
Судовое маловязкое топливо СМТ |
Судовое легкое топливо СЛ |
Судовое высоковязкое легкое СВЛ |
Вязкость условная, °ВУ, не более |
|
|
|
при 20°С |
2,0 |
– |
– |
при 50°С |
– |
4,0 |
5,0 |
Зольность, %, не более |
|
|
|
I тип |
0,02 |
0,02 |
0,04 |
II тип |
– |
– |
0,05 |
Массовая доля механических примесей, %, |
|
|
|
не более |
0,02 |
0,05 |
0,10 |
Массовая доля воды, %, не |
|
|
|
более |
Следы |
0,2 |
0,5 |
Массовая доля серы, %, не более |
|
|
|
I вид |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
II вид |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
III вид |
1,5 |
– |
2,0 |
IV вид |
– |
– |
2,5 |
Массовая доля меркаптановой серы, %, не более |
0,025 |
– |
– |
Коксуемость, %, не более |
0,2 |
4,0 |
7,0 |
Температура вспышки в закрытом тигле °С, не ниже |
62 |
65 |
65 |
Температура застывания, °С, не выше: |
|
|
|
Тип I |
-10 |
15 |
-5 |
Тип II |
|
– |
5 |
Массовая доля ванадия, %, не более |
– |
0,001 |
0,015 |
Плотность при 15°С, кг/м3 |
893 |
933.3 |
968.3 |
Цетановое число, не ниже |
40 |
– |
– |
Таблица 4 |
Характеристика вязких дорожных битумов (ГОСТ 22245-90) |
Показатели |
БНД 90/130 |
БНД 60/90 |
Пенетрация, 0,1 мм, при температуре: |
|
|
– 25°С |
91-130 |
61-90 |
– 0°С, не менее |
28 |
20 |
Температура, °С: |
|
|
– размягчения, не ниже |
43 |
47 |
– хрупкости, не выше |
-17 |
-15 |
– вспышки, не ниже |
230 |
230 |
Дуктильность, см, не менее при температуре: |
|
|
– 25°С |
65 |
55 |
– 0°С |
4,0 |
3,5 |
Изменение температуры размягчения после прогрева, °С, не более |
5 |
5 |
Индекс пенетрации |
От -1,0 до +1,0 |
В таблице 5 представлен компонентный состав, а в таблице 6 – показатели качества полученных по предлагаемому способу (три варианта) опытных образцов судовых топлив марок СВЛ, СЛ и СМТ.
Вариант I
Пример 1. Мазут подвергается глубокой вакуумной перегонке в вакуумной колонне с выделением легкой (Н.К. – 400°С) и тяжелой (400°С – К.К.) фракций вакуумного газойля (ВГ) и их смешением в балансовом соотношении (см. чертеж). При этом с низа вакуумной колонны выводится гудрон, выкипающий выше температуры 500°С. Затем широкая фракция ВГ (балансовая смесь) подвергается легкому термическому крекингу на блоке установки ЛТК ВГ при следующих режимных параметрах процесса:
– давление в системе, МПа |
2,25 |
– температура, °С |
480 |
Далее проводят ректификацию полученной реакционной смеси с выделением вторичных продуктов: легкого газойля (фр. 200-400°С) и остатка (фр. 400°С – К.К.) термического крекинга с блока ЛТК ВГ, которые смешивают в следующем балансовом соотношении с получением широкой фракции (фр. 200°С – К.К.), которую в качестве судового высоковязкого легкого топлива марки СВЛ (фр. 200°С – К.К.) с плотностью при 20°С 965,0 кг/м3 выводят с установки в товарный парк:
Легкий газойль термического |
|
крекинга (200-400°С) |
20 |
Остаток термического |
|
крекинга (фр. 400°С – К.К.) |
80 |
Кроме того, с блока установки ЛТК ВГ выводится газ, который направляется на технологические нужды предприятия, и бензин (фр. С5 – 200°С), идущий на облагораживание или компаундирование с прямогонным бензином. Гудрон, выводимый с куба вакуумной колонны (фр. 500°С – К.К.), направляется на битумную установку для получения дорожных битумов путем окисления по известной технологии.
Пример 2. Параметры процессов и последовательность их проведения аналогичны примеру 1. Выделенные из реакционной смеси вторичные продукты: легкий газойль (фр. 200-400°С) и остаток (фр. 400°С – К.К.) термического крекинга с блока ЛТК ВГ смешивают в следующем балансовом соотношении с получением широкой фракции (фр. 200°С – К.К.), которую в качестве судового высоковязкого топлива марки СВЛ (фр. 200°С – К.К.) с плотностью при 20°С 947,1 кг/м3 выводят с установки в товарный парк:
Легкий газойль термического |
|
крекинга (200-400°С) |
30 |
Остаток термического |
|
крекинга (фр. 400°С – К.К.) |
70 |
Результаты приведены в таблице 6.
Пример 3. Параметры процессов и последовательность их проведения аналогичны примеру 1. Выделенные из реакционной смеси вторичные продукты: легкий газойль (фр. 200-400°С) и остаток (фр. 400°С – К.К.) термического крекинга с блока ЛТК ВГ, которые смешивают в следующем балансовом соотношении с получением широкой фракции (фр. 200°С – К.К.), которую в качестве судового высоковязкого топлива марки СВЛ (фр. 200°С – К.К.) с плотностью при 20°С 935,0 кг/м3 выводят с установки в товарный парк:
Легкий газойль термического |
|
крекинга (200-400°С) |
40 |
Остаток термического |
|
крекинга (фр. 400°С – К.К.) |
60 |
Результаты приведены в таблице 6.
Вариант II
Пример 4. Мазут подвергается глубокой вакуумной перегонке в вакуумной колонне с разделением на легкую (Н.К. – 400°С) и тяжелую (400°С – К.К.) фракции вакуумного газойля (ВГ) и гудрон (фр. 560°С – К.К.) (см. чертеж). При этом с низа вакуумной колонны выводится гудрон, выкипающий выше температуры 560°С. Затем тяжелая фракция ВГ (400°С – К.К.) подвергается легкому термическому крекингу на блоке установки ЛТК ВГ при следующих режимных параметрах процесса:
– давление в системе, МПа |
2,0 |
– температура, °С |
470 |
Далее проводят ректификацию полученной реакционной смеси с выделением вторичной широкой фракции (фр. 200°С – К.К.), которая смешивается с прямогонной фракцией легкого ВГ (Н.К. – 400°С) в балансовом соотношении с получением судового легкого топлива марки СЛ с плотностью при 20°С 915,0 кг/м3, которое выводится с установки в товарный парк, при следующем соотношении компонентов, %:
Фракция легкого |
|
вакуумного газойля (Н.К. – 400°С) |
40 |
Широкая фракция |
|
легкого термического |
|
крекинга (фр. 200°С – К.К.) |
60 |
Кроме того, с блока установки ЛТК ВГ выводится газ, который направляется на технологические нужды предприятия, и бензин (фр. С5 – 200°С), идущий на облагораживание или компаундирование с прямогонным бензином.
Гудрон, выводимый с куба вакуумной колонны (фр. 560°С – К.К.), направляется на битумную установку для получения дорожных битумов путем окисления по известной технологии.
Пример 5. Параметры процессов и последовательность их проведения аналогичны примеру 1. Выделенная вторичная широкая фракция (фр. 200°С – К.К.) смешивается с прямогонной фракцией легкого ВГ (Н.К. – 400°С) в балансовом соотношении с получением судового легкого топлива марки СЛ с плотностью при 20°С 921,1 кг/м3, которое выводится с установки в товарный парк, при следующем соотношении компонентов, %:
Фракция легкого |
|
вакуумного газойля (Н.К. – 400°С) |
30 |
Широкая фракция |
|
легкого термического |
|
крекинга (фр. 200°С – К.К.) |
70 |
Результаты приведены в таблице 6.
Пример 6. Параметры процессов и последовательность их проведения аналогичны примеру 1. Выделенная вторичная широкая фракция (фр. 200°С – К.К.) смешивается с прямогонной фракцией легкого ВГ (Н.К. – 400°С) в балансовом соотношении с получением судового легкого топлива марки СЛ с плотностью при 20°С 932,0 кг/м3, которое выводится с установки в товарный парк, при следующем соотношении компонентов, %:
Фракция легкого |
|
вакуумного газойля (Н.К. – 400°С) |
20 |
Широкая фракция |
|
легкого термического |
|
крекинга (фр. 200°С – К.К.) |
80 |
Результаты приведены в таблице 6.
Вариант III
Пример 7. Мазут подвергается глубокой вакуумной перегонке в вакуумной колонне с разделением на легкую (Н.К. – 400°С) и тяжелую (400°С – К.К.) фракции вакуумного газойля (ВГ) и гудрон (фр. 540°С – К.К.) (см. чертеж). При этом с низа вакуумной колонны выводится гудрон, выкипающий выше температуры 540°С. Затем часть легкой фракции ВГ (Н.К. – 400°С) (до 70%) в смеси с балансовым количеством тяжелой фракции ВГ (400°С – К.К.) подвергается легкому термическому крекингу на блоке установки ЛТК ВГ при следующих режимных параметрах процесса:
– давление в системе, МПа |
2,5 |
– температура, °С |
490 |
Далее проводят ректификацию полученной реакционной смеси с выделением вторичных продуктов: легкого газойля (фр. 200-400°С) и остатка (фр. 400°С – К.К.) термического крекинга с блока ЛТК ВГ. Оставшуюся часть легкой фракции ВГ (фр. Н.К. – 400°С) (до 30%) после вакуумной колонны смешивают с балансовым количеством вторичного легкого газойля (фр. 200-400°С) с блока ЛТК ВГ и прямогонной дизельной фракцией ПДФ (фр. 180-360°С) с получением судового маловязкого топлива марки СМТ с плотностью при 20°С 894,5 кг/м3, которое выводится с установки в товарный парк, при следующем соотношении компонентов, %:
Фракция легкого вакуумного |
|
газойля (Н.К. – 400°С) |
10 |
Легкий газойль термического |
|
крекинга (фр. 200-400°С) |
40 |
Прямогонная дизельная |
|
фракция (180-360°С) |
50 |
Кроме того, с блока установки ЛТК ВГ выводится остаток легкого термического крекинга (фр. 400 – К.К.°С) с плотностью при 20°С 932,9 кг/м (балансовый выход), который используется в дальнейшем как компонент судового легкого топлива марки СЛ или как судовое высоковязкое топливо марки СВЛ, отвечающее требованиям ТУ 38.1011314 (см. таблицу 3); газ, который направляется на технологические нужды предприятия, и бензин (фр. С5 – 200°С), идущий на облагораживание или компаундирование с прямогонным бензином.
Гудрон, выводимый с куба вакуумной колонны (фр. 540°С – К.К.), направляется на битумную установку для получения дорожных битумов путем окисления по известной технологии.
Пример 8. Параметры процессов и последовательность их проведения аналогичны примеру 1. Из полученной на блоке установки ЛТК ВГ реакционной смеси выделяют легкий газойль (фр. 200-400°С) и остаток (фр. 400°С – К.К.) термического крекинга. Оставшуюся часть легкой фракции ВГ (фр. Н.К. – 400°С) (до 30%) после вакуумной колонны смешивают с балансовым количеством легкого газойля термического крекинга (фр. 200-400°С) с блока ЛТК ВГ и прямогонной дизельной фракцией ПДФ (фр. 180-360°С) с получением судового маловязкого топлива марки СМТ с плотностью при 20°С 887,0 кг/м3, которое выводится с установки в товарный парк, при следующем соотношении компонентов, %:
Фракция легкого вакуумного |
|
газойля (Н.К. – 400°С) |
15 |
Легкий газойль термического |
|
крекинга (фр. 200-400°С) |
45 |
Прямогонная дизельная |
|
фракция (180-360°С) |
40 |
Результаты приведены в таблице 6.
Пример 9. Параметры процессов и последовательность их проведения аналогичны примеру 1. Из полученной на блоке установки ЛТК ВГ реакционной смеси выделяют легкий газойль (фр. 200-400°С) и остаток (фр. 400°С – К.К.) термического крекинга. Оставшуюся часть легкой фракции ВГ (фр. Н.К. – 400°С) (до 30%) после вакуумной колонны смешивают с балансовым количеством вторичного легкого газойля (фр. 200-400°С) с блока ЛТК ВГ и прямогонной дизельной фракцией ПДФ (фр. 180-360°С) с получением судового маловязкого топлива марки СМТ с плотностью при 20°С 890,0 кг/м, которое выводится с установки в товарный парк, при следующем соотношении компонентов, %:
Фракция легкого вакуумного |
|
газойля (Н.К. – 400°С) |
20 |
Легкий газойль термического |
|
крекинга (фр. 200-400°С) |
50 |
Прямогонная дизельная |
|
фракция (180-360°С) |
30 |
Результаты приведены в таблице 6.
Анализ образцов по примерам 1-9 (см. таблицу 6) показал, что по сравнению с прототипом существенно улучшились низкотемпературные, смазочные и защитные (антикоррозионные) свойства топлив, уменьшилась испаряемость и повысилась пожаробезопасность топлива, снизилась склонность к лако- и нагарообразованию, повысились цетановое число и теплотворная способность топлива.
Предлагаемая технология получения судовых топлив марок СВЛ, СЛ и СМТ может найти широкое применение на передвижных малотоннажных НПЗ, близко расположенных к крупным речным и морским портам для бункеровки судов.
Таблица 5 |
Компонентный состав судовых топлив по прототипу и предлагаемому изобретению |
Наименование фракции, °С |
Прототип |
Содержание, мас.%, в примерах |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Широкая фракция газойля термического крекинга (200°С – К.К.) |
– |
|
|
|
60 |
70 |
80 |
– |
– |
– |
Фракция легкого вакуумного газойля (Н.К. – 400°С) |
– |
– |
– |
– |
40 |
30 |
20 |
10 |
15 |
20 |
Легкий газойль термического крекинга (200-400°С) |
– |
20 |
30 |
40 |
– |
– |
– |
40 |
45 |
50 |
Тяжелый газойль термического крекинга (400°С – К.К.) |
– |
80 |
70 |
60 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
Прямогонная дизельная фракция (180-360°С) |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
50 |
40 |
30 |
Узкая фракция 350-500°С вторичных крекинг-процессов |
47-49…94-98 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Узкая фракция 350-500°С прямой перегонки нефти |
47-49…94-98 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Остаток термического крекинга |
2…6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
Показатели качества опытных образцов судовых топлив по прототипу и предлагаемому изобретению |
Наименование показателя |
Прототип |
СВЛ (вариант 1) |
СЛ (вариант 2) |
СМТ (вариант 3) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Вязкость условная, °ВУ: |
|
при 20°С |
3,0…5,1 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
1,8 |
1,9 |
2,0 |
при 50°С |
– |
5,0 |
4,5 |
4,1 |
3,5 |
3,7 |
3,9 |
– |
– |
– |
Температура вспышки, °С |
|
в открытом тигле |
180…202 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
в закрытом тигле |
– |
70 |
70 |
70 |
65 |
65 |
65 |
62 |
62 |
77 |
Температура застывания, °С |
-12…-5 |
-12 |
-14 |
-16 |
-18 |
-20 |
-22 |
-26 |
-28 |
-30 |
Плотность при 15°С, кг/м3 |
900-990 |
968 |
965 |
963 |
929 |
931 |
933 |
887 |
890 |
893 |
Цетановое число |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
40 |
41 |
42 |
Массовая доля серы, % |
1,41…1,55 |
2.3 |
2.2 |
2.1 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
Коксуемость, % |
0,34…1,51 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1.2 |
1,1 |
1,0 |
0.1 |
0.1 |
0.2 |
Теплота сгорания, кДж/кг |
48100…49900 |
49900 |
50000 |
50100 |
50400 |
50300 |
5020 |
50500 |
50600 |
50700 |
Смазывающие свойства на ЧШМ, кг |
60 |
77 |
76 |
75 |
72 |
73 |
74 |
69 |
70 |
71 |
Коррозионная агрессивность в условиях конденсации воды по ГОСТ 18597, г/м2 |
4,0 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
2,1 |
2,0 |
1,8 |
2,5 |
2,3 |
2,2 |
Содержание осадка при хранении, мг/100 мл |
52…83 |
50 |
47 |
43 |
35 |
37 |
40 |
27 |
30 |
35 |
Формула изобретения
1. Способ получения судовых топлив и дорожных битумов глубокой вакуумной перегонкой мазута, легким термическим крекингом вакуумного газойля с выделением путем ректификации фракций, компаундирования фракций, отличающийся тем, что при вакуумной перегонке мазута выделяют широкую фракцию вакуумного газойля, выкипающую выше температуры 200°С (200°С – К.К.), которую подвергают легкому термическому крекингу при температуре 470-490°С и давлении 2,0-2,5 МПа с выделением из реакционной смеси легкого газойля (фр. 200-400°С) и остатка (фр. 400°С – К.К.) термического крекинга с последующим их компаундированием в балансовом соотношении с получением товарного судового высоковязкого легкого топлива марки СВЛ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Легкий газойль термического |
|
крекинга (200-400°С) |
20-40 |
Остаток термического |
|
крекинга (фр. 400°С – К.К.) |
60-80 |
2. Способ получения судовых топлив и дорожных битумов глубокой вакуумной перегонкой мазута, легким термическим крекингом вакуумного газойля с выделением путем ректификации фракций, компаундирования фракций, отличающийся тем, что при вакуумной перегонке мазута выделяют фракции легкого (Н.К. – 400°С) и тяжелого (400°С – К.К.) вакуумных газойлей, последнюю из которых подвергают легкому термическому крекингу при температуре 470-490°С и давлении 2,0-2,5 МПа с отделением от продукта (с выделением из реакционной смеси) широкой фракции, выкипающей в пределах 200°С – К.К. и ее последующим смешением с прямогонной фракцией легкого вакуумного газойля (Н.К. – 400°С) в балансовом соотношении с получением товарного судового легкого топлива марки СЛ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
I фракция легкого |
|
вакуумного газойля (Н.К. – 400°С) |
20-40 |
Широкая фракция |
|
легкого термического |
|
крекинга (фр. 200°С – К.К.) |
60-80 |
3. Способ получения судовых топлив и дорожных битумов глубокой вакуумной перегонкой мазута, легким термическим крекингом вакуумного газойля с выделением путем ректификации фракций, компаундирования фракций, отличающийся тем, что при вакуумной перегонке мазута выделяют фракции легкого (Н.К. – 400°С) и тяжелого (400°С – К.К.) вакуумных газойлей, последнюю их которых смешивают с частью (до 70%) фракции легкого вакуумного газойля (Н.К. – 400°С) и подвергают легкому термическому крекингу при температуре 470-490°С и давлении 2,0-2,5 МПа с выделением из реакционной смеси легкого газойля (фр. 200-400°С) и остатка (фр. 400°С – К.К.) термического крекинга, оставшуюся часть (до 30%) фракции легкого вакуумного газойля (фр. Н.К. – 400°С) после вакуумной колонны смешивают с балансовым количеством легкого газойля (фр. 200-400°С) термического крекинга и прямогонной дизельной фракцией (фр. 180-360°С) с получением товарного судового маловязкого топлива марки СМТ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
I фракция легкого вакуумного |
|
газойля (Н.К. – 400°С) |
10-20 |
Легкий газойль термического |
|
крекинга (фр. 200-400°С) |
40-50 |
Прямогонная дизельная |
|
фракция (180-360°С) |
30-50 |
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 31.03.2008
Извещение опубликовано: 27.03.2010 БИ: 09/2010
|
|