Патент на изобретение №2232183

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способу получения моторных топлив. Сущность: проводят ректификацию нефти с получением мазута, вакуумную перегонку мазута с получением вакуумного дистиллята, выкипающего в интервале температур 330-520С, и гудрона. Вакуумный дистиллят подвергают каталитическому крекингу с выделением фракции, выкипающей в интервале температур 150-400С, а гудрон – замедленному коксованию с выделением фракции, выкипающей в интервале температур 150-400С. Эти фракции совместно подвергают гидрированию при объемной скорости подачи сырья 0,2-1,5

ч^-1, из полученного гидрогенизата выделяют фракцию, выкипающую в интервале температур 30-200С, которую используют в качестве компонента при получении бензина или для других технологических целей, и фракцию, выкипающую в интервале температур 130-350С, которую используют в качестве дизельного топлива. Технический результат – повышение степени очистки дизельных дистиллятов от серы при одновременном получении бензиновой фракции с требуемыми октановыми характеристиками. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способу получения моторных топлив.

Известен способ получения моторных топлив путем гидрокрекинга прямогонных нефтяных фракций с повышенными температурами конца кипения при температуре процесса 360-400С и давлении 25-30 МПа с последующей ректификацией гидрогенизата с целью выделения следующих фракций: Н.К. – 180С, 180-360С, 360С – К.К.

При переработке наиболее легкого сырья (фракция 190-385С) не образуется остатка, выкипающего выше 360С, и применяют простую схему ректификации с выделением из гидрогенизата бензина.

При переработке более тяжелого сырья (фракции, выкипающей в интервале 195-430С) проводят более сложную ректификацию с выделением как бензиновой, так и дизельной фракций. Остаток, выкипающий выше 360С, используют в качестве базы для получения масляных фракций.

В результате получают экологически чистое дизельное топливо (летнее) марки ЭЧДТ с содержанием серы менее 0,05 мас.% и ароматических углеводородов менее 10 мас.%, а также глубокоочищенный бензин – сырье процесса каталитического риформинга. (А.Ф.Бабиков, Ю.Н.Зеленцов и др. Безостаточный вариант гидрокрекинга нефтяного сырья при высоком давлении. “Нефтепереработка и нефтехимия”, № 4, 1996 г., с. 18-20).

Однако этот способ не позволяет решить вопрос переработки вакуумных дистиллятов (с К.К. до 500-560С), а направлен лишь на облагораживание дистиллятов с пониженными температурами конца кипения (385-434С), что существенно ограничивает ресурсы сырья, вовлекаемого в данный процесс. К недостаткам способа относится и невозможность его применения при переработке дистиллятов вторичных процессов (термического и каталитического крекинга).

Известен двухстадийный способ получения моторных топлив, а именно экологически чистых дизельных топлив, путем гидрообессеривания сырья, содержащего 70% прямогонного дизельного дистиллята с 30% легкого газойля каталитического крекинга или газойля коксования с последующей гидродеароматизацией полученного гидрогенизата при температуре 350-390С и давлении 8-13 МПа. При этом получают дизельное топливо с остаточным содержанием серы до 0,05 мас.% и ароматических углеводородов до 20 мас.%. (Э.Ф.Каминский, В.А.Хавкин и др. Получение экологически чистых дизельных топлив. “Химия и технология топлив и масел”, №2, 1996, с. 14-15).

К недостаткам данного процесса можно отнести следующие:

– относительно слабое превращение полициклических ароматических углеводородов (до их остаточного содержания 10-12 мас.%), в то время как по перспективным нормам требуется не более 2% полициклических ароматических углеводородов;

– весьма ограниченное вовлечение в сырьевую смесь дистиллятов вторичного происхождения (до 30 мас.%), что сужает сырьевую базу применения данного метода.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения углеводородного топлива, включающий ректификацию нефти с получением дистиллятных фракций, выкипающих в интервале температур (130-160)-(260-315)С и (260-315)-(330-400)С, и мазута. Фракцию (260-315)-(330-400)С подвергают гидроочистке. Мазут либо подвергают вакуумной перегонке с получением вакуумного дистиллята, выкипающего в интервале температур (300-400)-(480-520)С, и гудрона, который подвергают термической переработке с получением продуктов термической переработки гудрона, либо разделяют на два потока, один из которых подвергают термической переработке мазута с последующим смешением гидроочищенной дистиллятной фракции с вакуумным дистиллятом или мазутом и продуктами термической переработки гудрона или мазута, взятыми в количественном отношении соответственно 30-50, 25-65 и 5-25% от массы смеси.

Гидроочистку проводят при температуре 320-340С, давлении 3-5 МПа, при объемной скорости подачи сырья 3-5 ^-1 в присутствии никель-молибденового или кобальт-молибденового катализаторов на оксиде алюминия.

Целевыми продуктами известного способа являются прямогонное зимнее дизельное топливо – фракция (130-160)-(260-315)С и углеводородное технологическое топливо, полученное смешением фракций (с содержанием серы 0,6-0,8 мас.%). (Пат. РФ №1746702, кл. С 10 G 69/14, 1994).

Недостатком данного способа является ограниченный выход дизельного топлива (получают только прямогонное дизельное топливо, выход которого в пересчете на нефть составляет всего 12-21 мас.%). При этом более высококипящие фракции и мазут, которые могли бы быть использованы при углублении процессов переработки нефти для получения дополнительного количества дизельного топлива, перерабатываются в менее ценное тяжелое углеводородное топливо с высоким содержанием серы 0,6-0,8 мас.%.

Задачей предлагаемого изобретения является углубление степени очистки дизельных дистиллятов от серы при одновременном получении бензиновой фракции с требуемыми октановыми характеристиками.Поставленная задача решается способом получения моторных топлив, включающим ректификацию нефти с получением мазута, вакуумную перегонку мазута с получением вакуумного дистиллята, выкипающего в интервале температур 330-520С, и гудрона, который подвергают термической переработке, процесс гидрирования, смешение фракций с получением целевых продуктов. Способ отличается тем, что вакуумный дистиллят подвергают каталитическому крекингу с выделением фракции, выкипающей в интервале температур 150-400С, а гудрон – замедленному коксованию с выделением фракции, выкипающей в интервале температур 150-400С, затем эти фракции совместно подвергают гидрированию при объемной скорости подачи сырья 0,2-1,5 ч^-1, из полученного гидрогенизата выделяют фракции, выкипающие в интервале температур 30-200С и 130-350С, которые используют для получения целевых продуктов.

Причем:

– фракции каталитического крекинга и замедленного коксования, выкипающие в интервале температур 150-400С, смешивают в массовом отношении от 90:10% до 10:90%.

– в смесь фракций каталитического крекинга и замедленного коксования, выкипающих в интервале температур 150-400С, перед гидрированием при необходимости вводят 5-30% прямогонной дизельной фракции.

– процесс гидрирования проводят при давлении 25-30 МПа в присутствии никель-вольфрамового сульфидного катализатора при температуре 330-410С и отношении водородсодержащий газ/сырье 800-1500 нм³/м³.

– для получения бензина более высокого качества при необходимости фракцию, выделенную из гидрогенизата и выкипающую в интервале температур 30-200С, смешивают с фракцией прямой перегонки нефти, выкипающей в том же интервале температур, в массовом отношении от 2:98% до 20:80%, и полученную смесь подвергают гидроочистке с последующим каталитическим риформингом. Это связано с тем, что бензин, выделяемый из гидрогенизата, не всегда соответствует требованиям, предъявляемым к октановому числу бензина.

Прием совместного гидрирования смесей легких газойлей каталитического крекинга и термических процессов для получения дизельных топлив известен. (В.М. Моисеев, В.И. Гурдин и др. Направления развития производства топливной продукции. “Химия и технология топлив и масел”, №3, 2000 г., с. 27-28). Однако при этом в качестве сырья гидрирования используют более узкие фракции: 173-350С -каталитического крекинга и 159-296С – коксования при отношении 50:50%, что существенно ограничивает ресурсы сырья, вовлекаемые в данный процесс, при этом получают дизельное топливо с недостаточной степенью очистки от серы.

В предлагаемом способе используют в качестве сырья гидрирования смесь более широких фракций каталитического крекинга и замедленного коксования (150-400С), а также более широкий диапазон массового соотношения этих фракций, поступающих на гидрирование – от 90:10% до 10:90%.

Использование смеси более широких фракций каталитического крекинга и замедленного коксования, а также более широкого диапазона массового соотношения этих фракций и осуществление процесса гидрирования при заявленных значениях объемной скорости подачи сырья (пониженные значения скорости подачи сырья 0,2-1,5 ч^-1) позволяют значительно расширить ресурсы используемого сырья, а также увеличить выход дизельных топлив с пониженным содержанием серы с одновременным получением высококачественных бензиновых фракций.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Из западносибирской нефти ректификацией выделяют мазут, затем вакуумной перегонкой из мазута получают вакуумный дистиллят 350-520С и гудрон. Вакуумный дистиллят подвергают каталитическому крекингу с выделением фракции 150-350С (Н.К. – 150С, 10 об.% – 235С, 50 об.% – 269С, К.К. – 350С, плотность при 15С 920 кг/м³, содержание серы 1,2 мас.%, содержание ароматических углеводородов 60%), а гудрон – замедленному коксованию с выделением фракции 150-400С (Н.К. – 150С, 10 об.% – 205С, 50 об.% – 260С, 90 об.% – 360С, содержание серы 1,0 мас.%, плотность при 15С 875 кг/м³). Газойлевые фракции каталитического крекинга (150-350С) и коксования (150-400С) смешивают в массовом отношении 90:10% и подвергают гидрированию на никель-вольфрамовом сульфидном катализаторе при давлении 30 МПа, температуре 410С, объемной скорости подачи сырья 0,2 ч^-1 и отношении водородсодержащего газа к сырью 1500 нм³/м³. Гидрогенизат разделяют ректификацией на бензиновую фракцию 30-200С (10% отгона) и дизельную фракцию 200-350С.

Полученная бензиновая фракция 30-200С имеет октановое число 45 и может быть использована при получении высокооктанового бензина при смешении с соответствующей фракцией прямой перегонки нефти или для других технологических целей.

Для получения высокооктанового бензина бензиновую фракцию 30-200С смешивают с фракцией прямой перегонки нефти, выкипающей в том же интервале температур, в массовом отношении 20:80%, полученную смесь подвергают каталитическому риформингу с предварительной гидроочисткой полученной смеси. Гидроочистку проводят при давлении 3,5 МПа, температуре 360С, объемной скорости подачи сырья 2,5 ч^-1, отношении водородсодержащего газа к сырью 300 нм³/м³ на алюмо-кобальт-молибденовом катализаторе. Каталитический риформинг проводят при давлении 1,5 МПа, температуре 490С, объемной скорости подачи сырья 1,5 ч^-1, мольном отношении водорода к сырью 6:1, на полиметаллическом катализаторе серии ПР. Получают высокооктановый компонент автобензина (И.О.Ч.=95).

Полученная дизельная фракция 200-350С имеет следующие показатели:

– цетановое число 52;

– плотность при 15С 845 кг/м³;

– содержание полициклических ароматических углеводородов 0,2 мас.%

– содержание серы 0,0005 мас.%.

Фракционный состав: перегоняется до 250С 65 об.%, перегоняется до 350С К.К.-345С,

95 об.% перегоняется при температуре 335С;

– предельная температура фильтруемости -24С,

и отвечает перспективным требованиям на экологически чистое дизельное топливо.

Пример 2.

Из западносибирской нефти ректификацией выделяют мазут, затем вакуумной перегонкой из мазута получают вакуумный дистиллят 350-520С и гудрон. Вакуумный дистиллят подвергают каталитическому крекингу с выделением фракции 150-400С (Н.К. – 150С, 10 об.% – 240С, 50 об.% – 280С, 90 об.% – 360С, плотность при 15С 980 кг/м³, содержание серы 1,3 мас.%, содержание ароматических углеводородов 80%), а гудрон – замедленному коксованию с выделением фракции 150-340С (Н.К. – 150С, 10 об.% – 199С, 50 об.% – 241С, К.К. – 340С, содержание серы 1,0 мас.%, плотность при 15С 875 кг/м³). Газойлевые фракции каталитического крекинга (150-400С) и коксования (150-340С) смешивают в массовом отношении 10:90% и подвергают гидрированию на никель-вольфрамовом сульфидном катализаторе при давлении 25 МПа, температуре 320С, объемной скорости подачи сырья 1,5 ч^-1 и отношении водородсодержащего газа к сырью 800 нм³/м³. Гидрогенизат разделяют ректификацией на бензиновую фракцию 30-130С (35% отгона) и дизельную фракцию 130-350С.

Полученная бензиновая фракция 30-130С имеет октановое число 47 и может быть использована при получении высокооктанового бензина при смешении с соответствующей фракцией прямой перегонки нефти или для других технологических целей.

Для получения высокооктанового бензина бензиновую фракцию 30-130С смешивают с фракцией прямой перегонки нефти, выкипающей в том же интервале температур, в массовом отношении 2:98%, полученную смесь подвергают каталитическому риформингу с предварительной гидроочисткой полученной смеси. Гидроочистку проводят при давлении 3,7 МПа, температуре 370С, объемной скорости подачи сырья 2,5 ч^-1, отношении водородсодержащего газа к сырью 290 нм³/м³ на алюмо-никель-молибденовом катализаторе. Каталитический риформинг проводят при давлении 1,5 МПа, температуре 495С, объемной скорости подачи сырья 1,5 ч^-1, мольном отношении водорода к сырью 6:1, на полиметаллическом катализаторе серии ПР. Получают высокооктановый компонент автобензина (И.О.Ч.=95).

Полученная дизельная фракция 130-350С имеет следующие показатели:

– цетановое число 52;

– плотность при 15С 820 кг/м³;

– содержание полициклических ароматических углеводородов 0,1 мас.%;

– содержание серы 0,001 мас.%.

Фракционный состав: перегоняется до 250С 65 об.%, перегоняется до 350С К.К.-345С, 95 об.% перегоняется при температуре 335С;

– предельная температура фильтруемости -24С,

и отвечает перспективным требованиям на экологически чистое дизельное топливо.

Пример 3.

Из западносибирской нефти ректификацией выделяют мазут, затем вакуумной перегонкой из мазута получают вакуумный дистиллят 330-520С и гудрон. Вакуумный дистиллят подвергают каталитическому крекингу с выделением фракции 200-350С (Н.К. – 205С, 10 об.% – 249С, 50 об.% – 271°С, К.К. – 345С, плотность при 15С 973 кг/м³, содержание серы 1,2 мас.%, содержание ароматических углеводородов 80%), а гудрон – замедленному коксованию с выделением фракции 150-330С (Н.К. – 145С, 10 об.% – 199С, 50 об.% – 229С, К.К – 325С, содержание серы 0,9 мас.%, плотность при 15С 853 кг/м³). Газойлевые фракции каталитического крекинга (200-350С) и коксования (150-330С) смешивают в массовом отношении 50:50% и подвергают гидрированию на никель-вольфрамовом сульфидном катализаторе при давлении 25 МПа, температуре 365С, объемной скорости подачи сырья 1,0 ч^-1 и отношении водородсодержащего газа к сырью 1000 нм³/м³. В целях облегчения ведения процесса (снижение теплоты процесса, увеличения нагрузки по сырью) в смесь фракций каталитического крекинга и замедленного коксования перед гидрированием вводят 30 мас.% прямогонной дизельной фракции 200-350С, содержащей 0,6 мас.% серы. Гидрогенизат разделяют ректификацией на бензиновую фракцию 30-200С (30% отгона) и дизельную фракцию 200-350С.

Полученная бензиновая фракция 30-200С имеет октановое число 45 и может быть использована при получении высокооктанового бензина при смешении с соответствующей фракцией прямой перегонки нефти или для других технологических целей.

Для получения высокооктанового бензина бензиновую фракцию 30-200С смешивают с фракцией прямой перегонки нефти, выкипающей в том же интервале температур, в массовом отношении 10%:90%, полученную смесь подвергают каталитическому риформингу с предварительной гидроочисткой полученной смеси при условиях, аналогичных примеру 1. Получают высокооктановый компонент автобензина (И.О.Ч.=95).

Полученная дизельная фракция 200-350С имеет следующие показатели:

– цетановое число 52;

– плотность при 15С 840 кг/м³;

– содержание полициклических ароматических углеводородов 0,3 мас.%;

– содержание серы 0,001 мас.%;

Фракционный состав: перегоняется до 250С 60 об.%, перегоняется до 350С К.К. – 340С 95 об.%,

перегоняется при температуре 335С;

– предельная температура фильтруемости -25С,

и отвечает перспективным требованиям на экологически чистое дизельное топливо.

Пример 4.

Проводят аналогично примеру 3 за исключением того, что в смесь газойлей каталитического крекинга и замедленного коксования (50:50%) перед гидрированием вводят 5% прямогонной дизельной фракции 200-350С. Из гидрогенизата выделяют ректификацией бензиновую фракцию 30-200С и дизельную фракцию 200-350С.

Полученная бензиновая фракция 30-200С имеет октановое число 46.

Высокооктановый компонент бензина имеет И.О.Ч.=95

Полученная дизельная фракция 200-350С имеет следующие показатели:

– цетановое число 52

– плотность при 15С 845 кг/м³;

– содержание полициклических ароматических углеводородов 0,3 мас.%;

– содержание серы 0,001 мас.%.

Фракционный состав: перегоняется до 250С 65 об.%, перегоняется до 350С К.К. – 340С 95 об.% перегоняется при температуре 335С;

– предельная температура фильтруемости -25С,

и отвечает перспективным требованиям на экологически чистое дизельное топливо.

Из представленных примеров следует, что предлагаемый способ позволяет получить экологически чистое дизельное топливо с содержанием серы 0,0005-0,001 мас.% и содержанием полициклических ароматических соединений 0,1-0,3 мас.%, что отвечает перспективным требованиям на экологически чистое дизельное топливо, а также компонента автобензина с требуемыми октановыми характеристиками (И.О.Ч.=95).

Формула изобретения

1. Способ получения моторных топлив, включающий ректификацию нефти с получением мазута, вакуумную перегонку мазута с получением вакуумного дистиллята и гудрона, который подвергают термической переработке, процесс гидрирования, смешение фракций с получением целевых продуктов, отличающийся тем, что вакуумный дистиллят подвергают каталитическому крекингу с выделением фракции, выкипающей в интервале температур 150-400С, а гудрон – замедленному коксованию с выделением фракции, выкипающей в интервале температур 150-400С, затем эти фракции совместно подвергают гидрированию при объемной скорости подачи сырья 0,2-1,5 ч^-1, из полученного гидрогенизата выделяют фракции, выкипающие в интервале температур 30-200С и 130-350С, которые используют для получения целевых продуктов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фракции каталитического крекинга и замедленного коксования, выкипающие в интервале температур 150-400С, смешивают в массовом соотношении от 90:10% до 10:90%.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в смесь фракций каталитического крекинга и замедленного коксования, выкипающих в интервале температур 150-400С, перед гидрированием вводят 5-30 мас.% прямогонной дизельной фракции.

4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что процесс гидрирования проводят при давлении 25-30 МПа в присутствии никель-вольфрамового сульфидного катализатора при температуре 320-410С и отношении водородсодержащий газ/сырье 800-1500 нм³/м³.

5. Способ по пп.1-4, отличающийся тем, что выделенную из гидрогенизата фракцию, выкипающую в интервале температур 30-200С, смешивают с фракцией прямой перегонки нефти, выкипающей в том же интервале температур, в массовом соотношении от 2:98% до 20:80% и подвергают каталитическому риформингу с предварительной гидроочисткой полученной смеси.