Способ получения экологически чистых моторных топлив

Способ получения экологически чистых моторных топлив

Реферат

 

Изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно к способу получения экологически чистых моторных топлив. Описывается способ получения экологически чистых моторных топлив путем каталитического гидрокрекинга нефтяного сырья при повышенных температуре и давлении со степенью конверсии 50-85 мас. % с выделением из гидрогенизата бензиновой среднедистиллятной фракции, выкипающей в интервале 130-360^oС, и остатка с последующей каталитической деароматизацией 50-95 мас.% среднедистиллятной фракции и смешением продукта деароматизации с оставшимися 5-50 мас.% среднедистиллятной фракции. Предлагаемый способ позволяет получить моторные топлива с улучшенными экологическими характеристиками при существенном снижении давления и расходе водорода по сравнению с известными технологиями производства аналогичных продуктов. Это способствует снижению капитальных и эксплуатационных затрат при реализации способа. 3 з.п. ф-лы.

Настоящее изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно к способу получения экологически чистых моторных топлив.

Известен способ получения моторных топлив путем гидрирования различных газойлевых фракций, а том числе от процесса каталитического крекинга. Процесс проводят при давлении водорода 25 - 30 МПа, температуре 340 - 380^oC, объемной скорости подачи сырья 0,5 - 0,7 час^-1, соотношении водород/ сырье - 1500 нм³/м³, в присутствии сульфидных никельвольфрамовых катализаторов. Получаемые среднедистиллятные топлива содержит менее 0,04 мас.% серы и менее 10 мас. % ароматических углеводородов и могут использоваться как реактивные или дизельные топлива (арктические и зимние), отвечающие современным экологическим требованиям (Бабиков А.Ф. и др. "Производство дизельного топлива с пониженным содержанием ароматических углеводородов", ХТТМ, N 3, 1993 г., с. 34).

Недостатком способа является относительно низкий выход целевых продуктов, повышенный расход водорода, также весьма высокое давление в процессе, что резко увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты.

Известен также способ получения средних дистиллятов путем гидрирования прямогонных сернистых газойлей при давлении водорода 5,1 МПа, температуре 316 - 329^oC. Процесс осуществляют в две стадии: сначала на сероустойчивом никельмолибденовом катализаторе, а затем на катализаторе, содержащем платину, палладий и др.

Способ обеспечивает снижение содержания ароматических углеводородов в топливе с 32 - 36 мас.% до 5 - 10 мас.% (Купер Б.Х. и др. Катализаторы гидрирования ароматических углеводородов, содержащихся в дизельных фракциях. Нефтегазоные технологии, N 3, 1994 г., с. 42).

Недостатком способа является возможность его использования лишь для относительно легких дистиллятов с концом кипения, не превышающим 381^oC, что резко снижает сферу его практического использования.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения моторных топлив путем каталитического гидрокрекинга нефтяного сырья при температуре 350 - 450^oC и давлении 5 - 21 МПа с выделением из гидрогенизата бензиновой, среднедистиллятной фракции и остатка, последующей каталитической деароматизации, выделенной среднедистиллятной фракции при температуре 250 - 350^oC и давлении 3 - 7 МПа (Заявка N 95101036/04 опубл. 27.10.96 г. БИ N 30).

Недостатком известного способа является осуществление процесса каталитического гидрокрекинга при относительно высоком давлении водорода, что требует применения металлоемкого и дорогостоящего оборудования, а также вовлечения в переработку значительного количества рисайкловых (непревращенных) фракций, последнее существенно снижает производительность способа.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения экологически чистых моторных топлив, требующего меньших капитальных и эксплуатационных затрат за счет снижения давления водорода и уменьшения его расхода.

Для решения поставленной задачи предлагается способ получения экологически чистых моторных топлив путем каталитического гидрокрекинга нефтяного сырья при повышенных температуре и давлении со степенью конверсии 50 - 85% с выделением из гидрогенизатора бензиновой, среднедистиллятной фракции, выкипающей в интервале температур 130 - 360^oC, и остатка с последующей каталитической деароматизацией 50 - 95 мас.% среднедистиллятной фракции и смешением продукта деароматизации с оставшимися 5 - 50 мас.% среднедистиллятной фракции.

Причем в качестве нефтяного сырья в предлагаемом способе наряду с прямогонными дистиллятами можно использовать дистилляты каталитического и/или термического крекинга.

При этом процесс каталитического гидрокрекинга проводят при давлении 8 - 12 МПа и температуре 350 - 430^oC, а процесс каталитической деароматизации при давлении 3 - 6 МПа и температуре 250 - 370^oC.

Отличие заявляемого способа получения экологически чистых моторных топлив состоит в том, что процесс каталитического гидрокрекинга осуществляют со степенью конверсии 50 - 85 мас.%; выделяют среднедистиллятную фракцию, выкипающую в интервале температур 130 - 360^oC, 50 - 95 мас.% этой фракции подвергают каталитической деароматизации и затем продукт деароматизации смешивают с оставшимися 5 - 50 мас.% среднедистиллятной фракции.

Указанные отличия позволяют получить моторные топлива, соответствующие ГОСТу и современным экологическим требованиям на реактивное топливо и "ЭЧДТ". При этом давление в процессе гидрокрекинга ниже, чем в известном способе, расход водорода не превышает 2,8 мас.%. Высокая степень конверсии позволяет обойтись без рециркуляции "непревращенного сырья".

Ниже приведены конкретные примеры заявляемого способа.

Пример 1.

Вакуумный дистиллят западно-сибирской нефти - фракция 350 - 500^oC: содержание серы - 0,8 мас.%, содержание азота - 0,1 мас.%, коксуемость - 0,14 мас.%, до 360^oC выкипает - 12,0 об.%.

Подвергают гидрокрекингу при давлении 8 МПа, температуре 350^oC, объемной скорости подачи сырья - 0,6 час^-1, соотношение водородсодержащий газ/сырье - 800/1 нм³/м³ в присутствии никельмолибденового катализатора на цеолитсодержащем носителе. Степень конверсии составляет 55 мас.%, из которых: 15 мас.% - бензиновый дистиллят, 25 мас.% - керосиновый дистиллят и 15 мас.% - дизельный дистиллят.

Керосиновый дистиллят (фракция 130 - 260^oC) содержит 25 мас.% ароматических углеводородов, 0,01 мас. % серы, характеризуется температурой начала кристаллизации ниже (-60^oC) и плотность при 20^oC - 795 кг/м³. Этот продукт отвечает требованиям ГОСТа на топливо РТ, за исключением содержания ароматических углеводородов (не более 22 мас.%).

Дизельный дистиллят (фракция 260 - 360^oC) содержит 29 мас.% ароматических углеводородов, 0,03 мас.% серы, характеризуется температурой застывания (-10^oC) и плотностью при 20^oC - 845 кг/м³.

Этот продукт является малосернистым компонентом дизельного топлива, летнего.

Образующийся бензин можно использовать как сырье процесса каталитического риформинга, а остаток > 360^oC - как сырье процесса каталитического крекинга. 50% керосинового дистиллята (общее количество которого составляет 62,5% от смеси среднедистиллятных фракций) подвергают деароматизации при давлении 6 МПа, температуре 370^oC, объемной скорости подачи сырья 5 час^-1, соотношении водородсодержащий газ/сырье - нм³/м³, в присутствии палладиевого катализатора на оксидно-алюминиевом носителе. Продукт деароматизации, содержащий 8 мас.% ароматических углеводородов, смешивают с 50% оставшегося керосинового дистиллята, полученного на стадии гидрокрекинга. Получают продукт, содержащий 17% ароматических углеводородов, соответствующий требованиям ГОСТа на топливо РТ.

Общий расход водорода по обеим стадиям (гидрокрекинг и деароматизации) составляет 2,2 мас.% на исходное сырье.

Пример 2.

Вакуумный дистиллят западно-сибирской нефти - фракция 350 - 550^oC: содержание серы - 1,6 мас.% содержание азота - 0,2 мас.% коксуемость - 0,3 мас.% до 360^oC выкипает - 8,0 об.% подвергают гидрокрекингу при давлении 10 МПа, температуре 400^oC, объемной скорости подачи сырья - 0,8 час^-1, соотношение водородсодержащий газ/сырье = 1000 нм³/м³ в присутствии никельмолибденового катализатора на цеолитсодержащем носителе. Степень превращения сырья составляет 70 мас.%, из которых: 20 мас.% - бензиновый дистиллят, 20 мас.% - дизельный дистиллят, керосиновый дистиллят не выделяют.

Дизельный дистиллят - фракция 160 - 360^oC содержит 30 мас.% ароматических углеводородов, 0,01 мас.% серы, характеризуется температурой застывания (-18^oC) и плотностью при 20^oC - 850 кг/м³. Этот продукт отвечает требованиям ГОСТа на дизельное топливо, летнее, за исключением содержания ароматических углеводородов (не более 20 мас.%).

Образующийся в процессе бензин используют как сырье для процесса каталитического риформинга.

Остаток (>360^oC) - как малосернистое сырье для каталитического крекинга.

75% дизельного дистиллята подвергают деароматизации при давлении 4,5 МПа, температуре 320^oC, объемной скорости подачи сырья - 3 час^-1, соотношении водородсодержащий газ/сырье=1000 нм³/м³ в присутствии палладиевого катализатора на оксидно-алюминиевом носителе. Продукт деароматизации, содержащий 12 мас.% ароматических углеводородов, смешивают с 25 мас.% оставшегося дизельного дистиллята, полученного на стадии гидрокрекинга, получая продукт, содержащий 18 мас.% ароматических углеводородов и удовлетворяющий требованиям ГОСТа на дизельное топливо летнее.

Общий расход водорода на обеих стадиях не превышает 2,5 мас.% на исходное сырье.

Пример 3.

Смесь, содержащую 80 мас.% вакуумного дистиллята западно-сибирской нефти - фр. 350 - 500^oC (характеристика приведена в примере 1) и 20 мас.% легкого газойля каталитического крекинга: содержание серы - 1,4 мас.% содержание азота - 0,08 мас.% содержание ароматических углеводородов - 55 мас.% пределы выкипания - 180 - 360^oC подвергают гидрокрекингу при давлении 12 МПа, температуре 430^oC, объемной скорости подачи сырья - 1,1 час^-1, соотношении водородсодержащий газ/сырье - 1200 нм³/м³ в присутствии никельмолибденового катализатора на алюмосиликатном носителе. Степень превращения сырья составляет 90 мас.%, из которых: 24 мас.% - бензиновый дистиллят, 38 мас.% - керосиновый дистиллят 28 мас.% - дизельный дистиллят.

Керосиновый дистиллят - фракция 140 - 260^oC содержит 27 мас.% ароматических углеводородов, 0,01 мас.% серы, характеризуется температурой начала кристаллизации (ниже -60^oC) и плотностью при 20^oC - 797 кг/м³.

Этот продукт отвечает требованиям ГОСТа на топливо РТ, за исключением содержания ароматических углеводородов (не более 22 мас.%).

Дизельный дистиллят - фракция 260 - 360^oC содержит 28 мас.% ароматических углеводородов, 0,02 мас.% серы, характеризуется температурой застывания (-12^oC) и плотностью при 20^oC - 848 кг/м³ и является малосернистым компонентом дизельного топлива летнего.

Образующийся в процессе бензин используют как сырье процесса каталитического риформинга. Остаток (>360^oC) является малосернистым сырьем каталитического крекинга.

95 мас.% керосинового дистиллята подвергают деароматизации при давлении 3 МПа, температуре 250^oC, объемной скорости подачи сырья 2,0 час^-1, соотношении водородсодержащий газ/сырье - 800 нм³/м³ в присутствии платинового катализатора на оксидно-алюминиевом носителе. Продукт деароматизации, содержащий 18 мас.% ароматических углеводородов, смешивают с 5 мас.% оставшегося керосинового дистиллята, полученного на стадии гидрокрекинга, получая продукт, содержащий 19 мас.% ароматических углеводородов и соответствующий требованиям ГОСТа на топливо РТ.

Общий расход водорода на обеих стадиях не превышает 2,8% на исходное сырье.

Таким образом, приведенные примеры подтверждают, что предлагаемый способ позволяет получить моторные топлива с улучшенными экологическими характеристиками при существенном снижении давления и расходе водорода по сравнению с известными технологиями производства аналогичных продуктов. Это способствует снижению капитальных и эксплуатационных затрат при реализации данного способа.

Формула изобретения

1. Способ получения экологически чистых моторных топлив путем каталитического гидрокрекинга нефтяного сырья при повышенных температуре и давлении с выделением из гидрогенизата бензиновой, среднедистиллятной фракции и остатка, последующей каталитической деароматизации среднедистиллятной фракции при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что процесс каталитического гидрокрекинга проводят со степенью конверсии 50 - 85 мас.%, выделяют среднедистиллятную фракцию, выкипающую в интервале температур 130 - 360^oС, 50 - 95% которой подвергают каталитической деароматизации, и затем продукт деароматизации смешивают с оставшимися 5 - 50 мас.% среднедистиллятной фракции.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нефтяного сырья наряду с прямогонными дистиллятами используют дистилляты каталитического и/или термического крекинга.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что процесс каталитического гидрокрекинга проводят при давлении 8 - 12 МПа и температуре 350 - 430^oС.

4. Способ по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что процесс каталитической деароматизации проводят при давлении 3 - 6 МПа и температуре 250 - 370^oС.