Патент на изобретение №2205200

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно к способу получения моторных топлив, а также тяжелых дистиллятов, являющихся компонентами остаточных топлив и сырьем для каталитических процессов. Сущность: из сырья выделяют фракцию, выкипающую в интервале температур 140-370^oС, и фракцию, выкипающую в интервале температур 250-500^oС, которую затем подвергают двухстадийной гидрогенизационной переработке в присутствии катализатора до степени обессеривания на первой стадии 50-60% и степени деструкции сырья 5-10% и до степени обессеривания на второй стадии 90-95% и степени деструкции сырья 15-40%, выделенную из гидрогенизата среднедистиллятную фракцию смешивают с фракцией 140-370^oС, выделенной из исходного сырья, в соотношении 40: 60-95: 5 соответственно. Предлагаемый способ позволяет получить моторные топлива, соответствующие перспективным требования на дизельное топливо. 3 c. п. ф-лы.

Изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно к способу получения моторных топлив, а также тяжелых дистилляторов, являющихся компонентами остаточных топлив и сырьем для каталитических процессов.

Известен способ получения экологически чистых моторных топлив путем каталитического гидрокрекинга нефтяного сырья. Процесс проводят при давлении 8-12 МПа и температуре 350-430^oС. Процесс гидрокрекинга осуществляют со степенью конверсии 50-85 мас.%, из гидрогенизата выделяют среднедистиллятную фракцию, выкипающую в интервале температур 130-360^o, часть которой ( 50-95%) дополнительно подвергают каталитической деароматизации и затем смешивают с исходной фракцией (5-50%). Деароматизацию проводят при давлении 3-6 МПа и температуре 250-370^oС.

Дизельное топливо (или керосин) характеризуется содержанием серы менее 0,05 мас.%, ароматических углеводородов – менее 20 мас.% (Патент РФ 2129140, С 10 G, 1999).

Недостатком способа является относительно высокое давление, а также повышенный расход водорода, что существенно увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты.

Известен также способ гидрогенизационного облагораживания утяжеленных дизельных дистиллятов (К.К.=400^oС), обеспечивающий получение продукта, содержащего порядка 0,1 мас.% серы. Процесс проводят при давлении 3,8-4,0 МПа, температуре 345-370^oС на никельмолибденовых катализаторах. (“Нефтепереработка и нефтехимия”, 1999, 1, с.11)
Недостатком способа является возможность его применения лишь для сырья с концом кипения не выше 400-410^oС, что резко сужает сферу его практического использования.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения моторных топлив путем каталитического гидрокрекинга нефтяного сырья при температуре 360-445^oС и давлении 5,7-6,1 МПа с выделением из гидрогенизата бензиновой, среднедистиллятной фракций и остатка. Способ позволяет получить малосернистый компонент дизельного топлива (сера – до 0,05 мас.%) и остаток (сера – до 0,12 мас. %). Выход компонента дизельного топлива составляет 35-38 мас.% (“Нефтепереработка и нефтехимия”, 1999, 11, с. 28)
Недостатком известного способа является невозможность получения товарного дизельного топлива (по фракционному составу и температуре застывания), а также относительно высокое содержание серы в остатке, что не позволяет использовать его как высококачественное сырье для других каталитических процессов с получением “экологически чистых” моторных топлив.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения моторных топлив, который позволяет получать дизельные топлива улучшенного качества, а также малосернистые остатки, являющиеся высококачественным сырьем для получения “экологически чистых” моторных топлив.

Для решения поставленной задачи предлагается способ получения моторных топлив, заключающийся в том, что из сырья выделяют фракцию, выкипающую в интервале температур 140-370^oС, и фракцию, выкипающую в интервале температур 250-500^oС, которую затем подвергают двухстадийной гидрогенизационной переработке до степени обессеривания на первой стадии 50-60% и степени деструкции сырья 5-10% и до степени обессеривания на второй стадии 90-95% и степени деструкции сырья 15-40%, выделенную из гидрогенизата среднедистиллятную фракцию смешивают с фракцией 140-370^oС, выделенной из исходного сырья, в соотношении 40:60-95:5 соответственно. Гидрогенизационную переработку проводят в присутствии катализатора.

Причем, фракцию 140-370^oС выделенную из сырья, при необходимости подвергают гидроочистке при давлении 3,0-5,0 МПа и температуре 330-410^oС; в качестве сырья могут быть использованы прямогонные нефтяные дистилляты, а также дистилляты замедленного коксования или каталитического крекинга; гидрогенизационную переработку фракции, выкипающей в интервале 250-500^oС, проводят при давлении 4-6 МПа и температуре 360-425^oС на первой стадии и 350-415^oС в присутствии никель-молибденового катализатора на цеолитсодержащем носителе на второй стадии. Могут быть использованы и другие катализатора.

Отличие предлагаемого способа получения моторных топлив заключается в том, что сырье разделяют на две фракции, одну из которых подвергают двухстадийной гидрогенизационной переработке до достижения определенной степени обессеривания и деструкции на каждой стадии, а затем среднедистиллятную фракцию, выделенную из гидрогенизата смешивают с другой фракцией в определенном соотношении.

Эти отличия позволяют получить моторные топлива, соответствующие перспективным требованиям на дизельное топливо и так называемое “экологически чистое” дизельное топливо, а вовлечение в состав дизельного топлива прямогонной или гидроочищенной фракции, выкипающей в интервале 140-370^oС, позволяет существенно расширить выработку дизельных топлив. Кроме того, снижение давления водорода и его расхода при осуществлении способа обеспечит получение моторных топлив при меньших, чем в известных способах, капитальных и эксплуатационных затратах.

Выделяемая из гидрогенизата бензиновая фракция может быть использована как компонент сырья процесса каталитического риформинга.

Облагороженный остаток, выкипающий выше пределов кипения среднедистиллятной фракции, характеризуется содержанием менее 0,1% серы и может быть использован в качестве сырья процессов каталитического крекинга, гидрокрекинга, производства масел или как компонент котельного или технологического топлива.

Ниже приведены конкретные примеры осуществления заявляемого способа.

Пример 1
Из западно-сибирской нефти выделяют дистиллят 140-300^oС и фракцию 250-450^oС. Фракцию 250-450^oС:
Содержание серы – 0,81 мас.%.

Содержание азота – 0,06 мас.%.

Коксуемость – 0,1 мас.%.

До 360^oС выкипает – 53 мас.%.

подвергают гидрогенизационной переработке при давлении 4 МПа в две стадии: на первой стадии при температуре 360^oС и объемной скорости подачи сырья 1,5 час^-1, на второй стадии при температуре 415^oС и объемной скорости подачи сырья 1,5 час^-1 (соотношение водородсодержащий газ/сырье – 700/1 нм³/м ) в присутствии никель-молибденового катализатора на оксиде алюминия (I стадия) и никель-молибденового катализатора на цеолитсодержащем носителе (II стадия); степень сероочистки на I стадии составляет 50%, деструкции сырья – 5 мас.%, на II стадии – 95 и 40% соответственно.

Из полученного гидрогенизата выделяют:
10 мас.% – бензиновой фракции;
85 мас.% – среднедистиллятной (дизельной) фракции;
7 мас.% – малосернистого остатка.

Среднедистиллятная фракция (140-350^oС) характеризуется содержанием серы 0,045 мас. %, температурой застывания – 10^oС, плотностью при 20^oС – 848 кг/м³. Этот продукт смешивают с прямогонной фракцией 140-300^oС (содержание серы – 0,3 мас.%) в соотношении 40-60%, получая товарное летнее дизельное топливо, содержащее 0,2% серы (ГОСТ 305-82).

Образующийся бензин можно использовать как компонент сырья каталитического риформинга, а остаток (содержание серы – 0,1%) подвергать каталитическому крекингу. В результате обеспечивается получение малосернистных продуктов по ГОСТ при давлении гидрогенизационной переработки 4 МПа и расходе водорода 1,6 мас.% на исходное сырье.

Пример 2
Из западно-сибирской нефти выделяют фракцию 160-360^oС и вакуумный дистиллят 330-500^oС. Вакуумный дистиллят 330-500^oС:
Содержание серы – 1,4 мас.%.

Содержание азота – 0,15 мас.%.

Коксуемость – 0,25 мас.%.

До 360^oС выкипает – 15 мас.%.

подвергают гидрогенизационной переработке при давлении 6 МПа в две стадии: на первой стадии при температуре 425^oС и объемной скорости подачи сырья 2 час^-1, на второй стадии при температуре 350^oС и объемной скорости подачи сырья 2 час^-1(соотношение водородсодержащий газ/сырье – 900 нм³/м³) в присутствии кобальт-молибденового катализатора на оксиде алюминия (I стадия) и никель-молибденового катализатора на цеолитсодержащем носителе (II стадия). Степень сероочистки на I стадии составляет 60%, деструкции сырья – 10%, на II стадии – 90 и 15% соответственно.

Из гидрогенизата выделяют:
5 мас.% – бензиновой фракции;
35 мас.% – среднедистиллятной фракции;
60 мас.% – малосернистого остатка.

Среднедистиллятная фракция (160-350^oС) характеризуется содержанием серы 0,03 мас.%, температурой застывания – 15^oС, плотностью при 20^oС – 845 кг/м³. Этот продукт смешивают с гидроочищенной фракцией 160-360^oС (содержание серы – 0,2 мас.%) в соотношении 95-5%, получая товарное летнее дизельное топливо, содержащее 0,035 мас.% серы (соответствует нормам на “ЭЧДТ”).

Образующийся бензин можно использовать как компонент сырья каталитического риформинга, а остаток (содержание серы – 0,1%) использовать как котельное топливо или подвергать гидрокрекингу.

В результате обеспечивается получение малосернистых продуктов по ГОСТ и ТУ на “ЭЧДТ” при давлении гидрогенизационной переработки 6 МПа и расходе водорода 2,1 мас.% на исходное сырье.

Пример 3
Из западно-сибирской нефти выделяют фракцию 150-370^oС, которую подвергают гидроочистке при давлении 3,0-5,0 МПа и температуре 330-410^oC в присутствии никель-молибденового или кобальт-молибденового катализатора (до содержания серы 0,007%).

Смесь вакуумного дистиллята (фракция 350-500^oС) – 65% и широкой газойлевой фракции замедленного коксования гудрона – 35%:
Содержание серы -1,6 мас.%.

Содержание азота – 0,2 мас.%.

Коксуемость – 0,3 мас.%.

До 360^oС выкипает – 40 мас.%.

подвергают гидрогенизационной переработке при давлении 5 МПа в две стадии: на первой стадии при температуре 390^oС и объемной скорости подачи сырья – 2,5 час^-1; на второй стадии – при температуре 400^oС и объемной скорости подачи сырья – 2,5 час^-1 (соотношение водородсодержащий газ/сырье – 1000 нм³/м³) в присутствии никель молибденового катализатора на оксиде алюминия (I стадия) и никель-молибденового катализатора на цеолитсодержащем катализаторе (II стадия). Степень сероочистки на I стадии составляет 55%, деструкции сырья – 7%; на II стадии – 95 и 30% соответственно.

Из гидрогенизата выделяют:
7 мас.% – бензиновой фракции;
63 мас.% – среднедистиллятной фракции;
30 мас.% – малосернистого остатка.

Среднедистиллятная фракция 150-370^oС характеризуется содержанием серы 0,04 мас.%, температурой застывания – 10^oС, плотностью при 20^oС – 850 кг/м³. Этот продукт смешивают с гидроочищенной фракцией 150-370^oС (содержание серы – 0,07%) в соотношении 80-20%, получая товарное летнее дизельное топливо, содержащее 0,05 мас.% серы (соответствует нормам на “ЭЧДТ”).

Образующийся бензин можно использовать как компонент сырья каталитического риформинга, а остаток (содержание серы – 0,15 мас.%) использовать как котельное топливо или подвергать каталитическому крекингу.

В результате обеспечивается получение малосернистых продуктов по ГОСТ и ТУ на “ЭЧДТ” при давлении гидрогенизационной переработки 5 МПа и расходе водорода 1,8 мас.% на исходное сырье.

Формула изобретения

1. Способ получения моторных топлив, включающий гидрогенизационную переработку сырья в присутствии катализатора при повышенных температуре и давлении с выделением из гидрогенизата бензиновой, среднедистиллятной фракций и остатка, отличающийся тем, что из сырья выделяют фракцию, выкипающую в интервале температур 140-370^oС, и фракцию, выкипающую в интервале температур 250-500^oС, которую затем подвергают двухстадийной гидрогенизационной переработке до степени обессеривания на первой стадии 50-60% и степени деструкции сырья 5-10% и до степени обессеривания на второй стадии 90-95% и степени деструкции сырья 15-40%, выделенную из гидрогенизата среднедистиллятную фракцию смешивают с фракцией 140-370^oС, выделенной из исходного сырья, в соотношении 40: 60-95: 5 соответственно.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фракцию 140-370^oС, выделенную из сырья, перед смешиванием подвергают гидроочистке при давлении 3,0-5,0 МПа и температуре 330-410^oС в присутствии никель-молибденового или кобальт-молибденового катализатора.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве сырья используют прямогонные нефтяные дистилляты, дистилляты замедленного коксования или каталитического крекинга.

4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что гидрогенизационную переработку фракции, выкипающей в интервале 250-500^oС проводят в присутствии никель-молибденового или кобальт-молибденового катализатора при давлении 4-6 МПа и температуре 360-425^oС на первой стадии и 350-415^oС в присутствии никель-молибденового катализатора на цеолитсодержащем носителе на второй стадии.