Способ адсорбционно-каталитической очистки нефтяного остаточного сырья

Способ адсорбционно-каталитической очистки нефтяного остаточного сырья

Реферат

 

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к адсорбционно-каталитической очистке нефтяного остаточного сырья. Цель - повышение степени деметаллизации и удаления коксообразующих веществ, сернистых и азотистых соединений. Процесс включает контакт сырья с абсорбентом, отделение очищенного сырья и регенерацию закоксованного адсорбента. Очистку проводят в две ступени: сырье с адсорбентом на 1 ступени контактируют при 375 - 425^oС в течение 0,2 - 5,0 с, после чего продукты реакции и отработанный адсорбент направляют на II ступень, куда дополнительно подают нагретый регенерированный адсорбент, причем сырье с адсорбентом контактируют при 475 - 555^oС в течение 0,2 - 1,0 с, и процесс очистки ведут в присутствии водяного пара, углеводородных газов и легкокипящих нефтепродуктов, поддерживая парциальное давление паров сырья. 5 табл.

Изобретение относится к способам очистки нефтяного сырья от коксообразующих веществ, металлосодержащих, сернистых и азотистых соединений. Целью изобретения является повышение степени деметаллизации и удаления коксообразующих веществ, а также сернистых и азотистых соединений. Изобретение предусматривает проведение адсорбционно-каталитической очистки нефтяного остаточного сырья в две ступени. На первой ступени сырье с адсорбентом контактируют при температуре 375-425^оС в течение 0,2-5,0 с, после чего очищенное сырье и отработанный адсорбент направляют на вторую ступень, куда дополнительно подают нагретый регенерированный адсорбент и контактируют при температуре 475-555^оС в течение 0,2-1,0 с. Затем очищенное сырье отделяют от отработанного адсорбента, после чего сырье направляют на установку каталитического крекинга либо целиком, либо предварительно разделяя на соответствующие фракции, а адсорбент генерируют при 600-850^оС и используют повторно в процессе очистки. Температурный режим, поддерживаемый на первой ступени контакта, обеспечивает мягкое испарение сырья и преимущественное оседание высокомолекулярных компонентов на адсорбент при минимальном протекании реакций термического разложения. Поддержание повышенной температуры на второй ступени очистки способствует дополнительному испарению части сырья и "селективному" крекингу отложившихся на адсорбенте коксообразующих соединений и смол, за счет чего происходит образование дополнительного количества жидких продуктов очистки с пониженным содержанием металлов. Понижение температуры первой ступени очистки до ниже 375^оС сопровождается ухудшением испарения сырья, вследствие чего возрастают выходы побочных продуктов очистки кокса и газа. Повышение температуры второй ступени очистки до выше 555^оС также нежелательно ввиду того, что начинается интенсивное термическое разложение сырья. Повышение температуры очистки на второй ступени достигают за счет введения в зону очистки дополнительного количества нагретого регенерированного адсорбента. Кратность циркуляции адсорбент сырье на первой ступени составляет 2-5:1, на второй ступени 3-15:1. Требуемое время контакта реализуют за счет изменения скорости циркуляции адсорбента, количества подаваемого водяного пара, а также за счет подачи сырья в различные точки ввода, расположенные по высоте лифт-реактора. Для улучшения условий испарения сырья и уменьшения коксообразования процесс очистки ведут в присутствии водяного пара, углеводородных газов и других легкокипящих нефтепродуктов, причем поддерживают парциальное давление паров сырья 0,015-0,085 МПа. Для понижения выхода кокса в процессе очистки можно также в зону очистки подавать аммиак в количестве до 1,0 мас. (на сырье), при этом коксообразование снижается на 15 отн. Используемый адсорбент должен быть с невысокой поверхностью (до 50 м²/г), преимущественно широкопористым (50% пор должны иметь размер выше 100 ), каталитически мало активным (каталитическая активность по ОСТ 308-11-61-78 не выше 25). Возможно применение керамических адсорбентов, мелкозернистого кокса, отравленного и отработанного катализаторов, обработанных алюмосиликатов и каолина. Под нефтяным остаточным сырьем следует понимать весь спектр углеводородного сырья от отбензиненных и тяжелых нефтей, включая остатки атмосферной перегонки (мазуты и полумазуты), остатки вакуумной и глубоковакуумной перегонки (полугудроны и гудроны) до крекинг-остатков. П р и м е р 1. 30 г остаточной фракции нефтей очищают на лабораторной установке на керамическом адсорбенте, имеющем каталитическую активность (ОСТ 308-11-61-78) 20. Сырье характеризуется следующими показателями: Плотность при 20^оС, кг/м³ 952 Коксуемость, мас. 3,66 Содержание серы, мас. 1,70 Содержание азота, мас. 0,14 Содержание металлов, мг/кг ванадий 32 никель 11 натрий 10 Фракционный состав т.нач.кип. ^оС 238 до 500^оС выкипает, об. 48,9 Очистку проводят как двуступенчатым способом, так и одноступенчатым. Кратность соотношения адсорбент:сырье 5:1, парциальное давление сырья 0,085 МПа, температура на I ступени 385^оС, на II ступени 485^оС, для одноступенчатой очистки 485^оС, температура подогрева сырья 285^оС. Время контакта сырья с адсорбентом на I ступени 3,7 с, на II ступени 0,8 с, для одноступенчатой очистки 4,5 с. Материальные балансы очистки представлены в табл.1. Данные табл.1 иллюстрируют преимущества двуступенчатого способа, использование которого повышает выход дистиллята (целевого продукта очистки) на 2,5 мас. на сырье, а также снижает газо- и коксообразование. Показатели качества жидких продуктов очистки (дистиллята) даны в табл.2. Из табл. 2 видно, что двухступенчатый способ очистки позволяет повысить качество дистиллята (по сравнению с одноступенчатым), снижается иодное число, содержание серы и азота, а также коксуемость, возрастает степень удаления металлов, особенно натрия, который наряду с ванадием и никелем является наиболее серьезным ядом для цеолитсодержащих катализаторов, используемых при каталитическом крекинге. П р и м е р 2. Очистке подвергают остаточную фракцию такого же качества, что и в примере 1. Кратность соотношения адсорбент:сырье на I ступени 5:1, на II ступени 15:1, парциальное давление сырья 0,085 МПа; адсорбент обработанный каолин (каталитическая активность 16); время контакта сырья с адсорбентом на I ступени 1,0 с, на II ступени 0,5 с. Материальные балансы очистки при переменной температуре приведены в табл.3. П р и м е р 3. Остаточную фракцию, имеющую показатели качества примера 1, очищают на керамическом адсорбенте при следующих условиях: температура: на I ступени 375^оС, на II ступени 525^оС, парциальное давление сырья 0,085 МПа, кратность адсорбент:сырье на I ступени 5:1, на II ступени 15:1. В табл. 4 приведены материальные балансы очистки при переменных значениях времени контакта сырья с адсорбентом. В табл. 5 представлены показатели очистки согласно настоящему способу и прототипу, а также одноступенчатому способу (см. пример 1). Таким образом, применение изобретения позволяет, кроме абсолютной очистки остаточного сырья от асфальтенов, повысить степень удаления сернистых и азотистых соединений, коксообразующих веществ и обеспечивает повышение степени деметаллизации и выхода целевого продукта.

Формула изобретения

СПОСОБ АДСОРБЦИОННО-КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ НЕФТЯНОГО ОСТАТОЧНОГО СЫРЬЯ путем контактирования сырья с адсорбентом при повышенной температуре в присутствии водяного пара, углеводородных газов и легкокипящих нефтепродуктов с получением очищенного сырья и отработанного адсорбента, отделения очищенного сырья от отработанного адсорбента, регенерации отработанного алсорбента и возвращения нагретого регенерированного адсорбента в процесс, отличающийся тем, что, с целью повышения степени деметаллизации и удаления коксообразующих веществ, сернистых и азотистых соединений, контактирование сырья с адсорбентом проводят в две ступени при температуре 375 - 425^oС и времени контакта 0,2 - 5,0 с на первой ступени с последующей подачей очищенного сырья, отработанного адсорбента на вторую ступень, проводимую при температуре 475 - 555^oС и времени контакта 0,2 - 1,0 с с одновременной подачей нагретого регенерированного адсорбента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2