Способ получения высокооктанового бензина

Способ получения высокооктанового бензина

Реферат

Изобретение относится к области нефтепереработки и может быть использовано при производстве высокооктановых бензинов.

Известен способ получения высокооктанового бензина путем каталитического риформинга прямогонных бензиновых фракций при температуре 480-530°С, давлении до 3,5 МПа с последующим контактированием продуктов риформинга с алюмоникельмолибденовым катализатором (Авторское свидетельство СССР 681904, кл. C10G 39/00, 1978 год).

Недостатком известного способа является высокое содержание ароматических углеводородов, в том числе наиболее токсичного и нежелательного компонента - бензола, в целевом продукте.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения автомобильных бензинов (Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа, Москва, Химия, 2001, стр.444-446, 464) (прототип).

Данный способ предусматривает электрообессоливание нефти путем пропускания потока через систему электродов, расположенных в электродегидраторах с дальнейшей перегонкой нефти в атмосферной или атмосферно-вакуумной колонне.

Затем полученные бензиновые фракции стабилизируют, подвергают вторичной перегонке на более узкие фракции с получением легкого нестабильного бензина и гидроочистке в присутствии катализаторов в реакторах гидроочистки. Полученный легкий нестабильный бензин выводят из технологического процесса.

Далее гидроочищенную фракцию направляют в реакторы риформинга, после чего направляют на стабилизационную колонну, имеющую в верхней части линию острого орошения.

В стабилизационной колонне в верхней части осуществляют отвод легких углеводородов, а в нижней выводят стабильный высокооктановый бензин (стабильный катализат).

Способ переработки нефти в высокооктановые бензины, в приведенном источнике, доказывает эффективность конструктивных решений технологических схем, являющихся в настоящее время типовыми.

Однако указанному способу свойственны такие недостатки как получение высокооктанового автомобильного бензина, не соответствующего требованиям нормативных документов по показателям: фракционный состав, давление насыщенных паров и плотность. Несоответствие вышеперечисленных показателей приводит к получению тяжелых бензинов, использование которых не обеспечивает стабильную работу двигателя автомобиля.

Кроме того, из практики известно, что легкий нестабильный бензин после вторичной перегонки нефти, зачастую, используется как сырье пиролиза для получения этилена, пропилена и при этом выводится из технологического процесса получения бензина.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества высокооктанового бензина, соответствующего требованиям нормативных документов.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения высокооктанового автомобильного бензина путем электрообессоливания нефти, атмосферной и/или атмосферно-вакуумной ее перегонки, вторичной перегонки стабильных бензиновых фракций с получением легкого нестабильного бензина, гидроочистки, риформинга гидроочищенной фракции в присутствии катализатора с получением нестабильного катализата, с последующей отгонкой углеводородов C₁-С₃ с использованием стабилизационной колонны, охлаждения температуры верха стабилизационной колонны посредством линии острого орошения и вывода стабильного катализата, согласно изобретению легкий нестабильный бензин постоянно вводят в линию острого орошения колонны стабилизации в количестве 9,1-26,8 мас.% на количество нестабильного катализата, стабилизацию которого осуществляют при температуре верха колонны стабилизации не выше 67°С, а низа не ниже 164°С.

В предлагаемом способе получения высокооктанового автомобильного бензина после вторичной перегонки бензина используют легкий нестабильный бензин следующего состава в мас.%:

C1	0-0,2
С2	0,1-0,5
С3	6,5-15
С4	47,5-73
С5	15-43
H2S	0,0002-0,05
С6	остальное

Способ получения высокооктанового автомобильного бензина предполагает при риформинге использовать платинорениевый катализатор.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Сернистую нефть подвергают обессоливанию в электродегидраторах, затем обессоленную нефть направляют на атмосферную или атмосферно-вакуумную перегонку в колонне, после чего получают нестабильный бензин прямой гонки и подвергают стабилизации на блоке стабилизации ректификационной колонны вторичной перегонки.

Далее осуществляют вторичную перегонку стабильных фракций в ректификационной колонне вторичной перегонки с получением узких фракций: НК 85°С, НК 85-180°С и легкого нестабильного бензина (ЛНБ), имеющего состав в %: C₁ 0-0,2; С₂ 0,1-0,5; С₃ 6,5-1 5; C₄ 47,5-73; C₅ 15-43, H₂S 0,0002-0,05; С₆ - остальное.

Фракцию НК 85°С используют в дальнейшем как компонент автомобильного бензина. Фракцию НК 85-180°С подвергают гидроочистке пропусканием ее через реакторы, а затем подают на риформинг, давление на риформинге поддерживают в пределах 3,12-3,5 МПа, после чего в виде нестабильного катализата ее обрабатывают в колонне стабилизации, имеющей в верхней части линию острого орошения.

Полученный легкий нестабильный бензин направляют по трубопроводу в линию острого орошения колонны стабилизации.

В процессе стабилизации легкий нестабильный бензин постоянно вводят в линию острого орошения колонны стабилизации в количестве 9,1-26,8 от массы нестабильного катализата, при этом нестабильный катализат смешивается с легким нестабильным бензином.

Регулирование подачи легкого нестабильного бензина в колонну стабилизации осуществляют при помощи автоматического устройства.

Давление верха в колонне стабилизауции при подаче легкого нестабильного бензина поддерживают в пределах 1 МПа.

В результате ректификации углеводороды C₁-С₃+H₂S легкого нестабильного бензина уходят вверх колонны стабилизации, а углеводороды С₄-С₆ из легкого нестабильного бензина переходят в стабильный катализат и выводятся с низа колонны (выводят облегченный высокооктановый бензин).

По предлагаемому способу на ОАО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез» проведен выпуск опытной промышленной партии высокооктанового бензина с техническими требованиями ГОСТа и ТУ.

Результаты опытных испытаний отражены в таблицах 1, 2, 3, 4.

В таблице 1, кроме параметров технологического режима колонны стабилизации, показателей качества получаемого стабильного катализата, для наглядного сравнения приведены нормы качества стабильного катализата по ГОСТ Р 51105-97 класс 4 - (бензины зимние) и ГОСТ Р 51105-97 класс 2 - (бензины летние).

По результатам анализа проведенных испытаний можно сделать следующие выводы:

1. При отсутствии ввода легкого нестабильного бензина в линию острого орошения колонны стабилизации (табл.1) получали тяжелый бензин при повышенной плотности (800 кг/м³) и низкой упругости (24,7 КПа), который при работе двигателя способствует высокому коксообразованию (кокс, нагар образуется на свечах), что приводит к нестабильной работе двигателя (недостаточная искра, отсутствие искры) и низким пусковым свойствам бензина.

2. При введении легкого нестабильного бензина в линию острого орошения колонны стабилизации получили следующие результаты:

- при понижении температуры низа колонны стабилизации ниже 164°С плотность находится в пределах нормы, повышается упругость выше нормы и облегчается фракционный состав, упругость (давление насыщенных паров) увеличивается, легких углеводородов С₄-С₆ в катализате остается больше, в связи с чем в бензине образуются газовые пробки, что приводит к нестабильной работе двигателя;

- при необоснованном повышении температуры низа колонны стабилизации плотность увеличивается, фракционный состав утяжеляется - получаем тяжелый бензин;

- при повышении температуры верха колонны стабилизации выше 67°С и увеличении ввода легкого нестабильного бензина в линию острого орошения снижается плотность, облегчается фракционный состав, что приводит к образованию газовых пробок в бензине, т.е. к нестабильной работе двигателя;

- при снижении температуры верха колонны стабилизации упругость и плотность будет находиться в пределах нормы, необоснованное снижение температуры - нецелесообразно;

- введение легкого нестабильного бензина в линию острого орошения колонны стабилизации в количестве, меньшем 9,1 кг/м³, приводит к превышению нормативного показателя по плотности, не выдерживается 50% точка отгона (115°С вместо 105°С), утяжеляется фракционный состав, получили тяжелый бензин с содержанием большего количества тяжелых фракций, что приводит к нестабильным пусковым свойствам бензина и высокому содержанию ароматических углеводородов;

- введение легкого нестабильного бензина в линию острого орошения колонны стабилизации в количестве, большем 26,8 г/м³, приводит к превышению нормативного показателя по упругости (давлению насыщенных паров), в бензине присутствует большое количество легких углеводородов С₄-С₆ в связи с чем в нем образуются газовые пробки, что приводит к нестабильной работе двигателя.

Результаты испытаний показали, что при добавлении легкого нестабильного бензина на суммарное количество нестабильного катализата в количестве 9,1-18,3% в линию острого орошения колонны стабилизации соответствует нормативным требованиям на автомобильные бензины класс 2 (летние). При добавлении легкого нестабильного бензина на суммарное количество нестабильного катализата в количестве 20,9-26,8% соответствует нормативным требованиям на автомобильные бензины класс 4 (зимние).

Во всех примерах испытаний, проведенных по таблицам 1, 2, 3, 4, получаемый стабильный катализат имел октановое число 95 пунктов, исследовательский метод.

Обобщенный анализ работы колонны стабилизации при вводе в линию острого орошения легкого нестабильного бензина показывает, что углеводороды C₁-С₃ легкого нестабильного бензина, около 30-50%, уходят вверх колонны стабилизации, а углеводороды С₄-С₆, около 50-70% остаются в стабильном катализате, облегчая его фракционный состав, увеличивая упругость (давление насыщенных паров, снижая плотность и увеличивая выход стабильного катализата.

В результате применения предлагаемого способа получен высокооктановый бензин с высокими показателями качества при соответствии технических требований нормативным документам.

В связи с освоением получения высокооктанового бензина с улучшенными показателями качества по предлагаемому способу были выбраны оптимальные показатели режима работы технологического оборудования и фракционного состава, указанные в формуле изобретения, влияющие на процесс и качество получаемого продукта.

Таблица 1Материальный баланс и параметры технологического режима колонны стабилизации, показатели качества получаемого стабильного катализата
Примеры	Материальный баланс по колонне стабилизации катализата	Параметры технологического режима колонны стабилизации катализата	Показатели качества стабильного катализата
Взято	Получено	Расход орошения	Температура, °С		Фракционный состав, оС	Упругость (Давление насыщен. паров), кПа	Плотность, кг/м3
ввод сырья в колон ну	низа колонны	верха колонны	Горячая струя	НК	10%	50%	90%	КК
№	Легкий нестабильный бензин	Нестабильный катализат	Газа	Стабильный катализат	Температура	расход
т/час	%	т/час	%	т/час	м3/ч	%	т/час	%	м3/час	°С	м3/ч
Норма, ГОСТ Р 51105-97, класс 4:	не нор.	нв*) 60	нв 105	нв 170	нв 215	60-95	725-780
Норма, ГОСТ Р 51105-97, класс 2:	нн*)35	нв70	нв 115	нв 185	нв 215	45-80	725-780
1	0	0,0	119	100,0	1,93	650	1,6	117	98,4	57	166	211	52	233	150	56	88	122	160	205	24,7	800
2	12	9,1	120	90,9	7,95	2673	6,0	124	94,0	64	152	186	65	215	150	37	68,5	115	162	200	77	776
3	14,5	11,6	110	88,4	8,67	2917	7,0	115,8	93,0	52	149	188	70,5	210	150	35	68,3	114	163	200	68	765
4	16,5	16,1	86	83,9	8,25	3650	8,0	94,25	92,0	59	154	188	75	215	150	35	62,5	115	162	202	58,6	783
5	22	18,3	98,2	81,7	10,6 5	5161	8,9	109,53	91,1	106	142	175,5	64,5	220	150	35	47	112	168	200	74	778
6	26	20,9	98,2	79,1	13,1	6217	10,5	111,08	89,5	107	140	173	66	218	150	35	47	110	167	200	77,4	775
7	30	23,4	98,2	76,6	15,6 8	7320	12,2	112,48	87,8	125	139	171	67,5	220	150	35	45	108	167	200	79,4	773
8	36	26,8	98,2	73,2	18,8 7	8335	14,1	115,3	85,9	129	135	164	67	215	150	33	43	104	167	200	90	766
нв*) - не вышенн*) - не ниже

Таблица 2Влияние температуры низа стабилизационной колонны на технические показатели получаемого бензина
№	Наименование показателя	Значения температуры, °С
1.	Упругость (давление насыщенных паров) кПа	155	158	161	164	173	175,5	188
Упругость повышается	96	94	90	77,4	74	Упругость снижается
выше нормативного показателя	В пределах нормы
2.	Плотность, кг/м3	Плотность снижается	762	764	766	775	778	Плотность повышается
В пределах нормы
3.	Фракционный состав, °С	Фракционный состав облегчается	10%-39	10%-41	10%-43	10%-47	10%-47	Фракционный состав утяжеляется
50%-98	50%-100	50%-104	50%-110	50%-112
90%-163	90%-165	90%-167	90%-167	90%-168
КК-200	КК-200	КК-200	КК-200	КК-200

Таблица 3Влияние температуры верха стабилизационной колонны на технические показатели получаемого бензина
№	Наименование показателя	Значения температуры, °С
1.	Упругость (давление насыщенных паров) кПа	64,5	66	67,5	67	69	72	75	77
74	77,4	74,9	90	96	98	100	102
В пределах нормы	Превышение нормативного показателя
2.	Плотность, кг/м3	778	775	773	766	760	757	754	750
Плотность повышается	В пределах нормы	Плотность понижается
3.	Фракционный состав, °С	10%-50	10%-47	10%-45	10%-43	10%-41	10%-39	10%-37	Фракционный состав облегчается
50%-113	50%-110	50%-108	50%-104	50%-102	50%-100	50%-98
90%-170	90%-167	90%-167	90%-167	90%-165	90%-163	90%-160
КК-200	КК-200	КК-200	КК-200	КК-200	КК-200	КК-200

Таблица 4Влияние количества вводимого легкого нестабильного бензина (ЛНБ) на технические показатели получаемого бензина
№	Наименование показателя	Количество ЛНБ в %
1.	Плотность, кг/м3	8,0	8,5	9,1	11,6	16,1	18,3	20,9	23,4	26,8	27,5	28,5
785	782	776	765	780	778	775	773	766	760	755
Превышение нормативного показателя	В пределах нормы
		72	70	77	68	58,6	74	77,4	79,4	90	96	98
2.	Упругость (давление насыщенных паров), кПа	В пределах нормы	Превышение нормативного показателя
3.	Фракционный состав, °С	50%-120	50%-118	50%-115	В пределах нормы
Превышение нормативного показателя

1. Способ получения высокооктанового автомобильного бензина путем электрообессоливания нефти, атмосферной и/или атмосферно-вакуумной ее перегонки, вторичной перегонки стабильных бензиновых фракций с получением легкого нестабильного бензина, гидроочистки, риформинга гидроочищенной фракции в присутствии катализатора с получением нестабильного катализата, с последующей отгонкой углеводородов C₁-С₃ с использованием стабилизационной колонны, охлаждения температуры верха стабилизационной колонны посредством линии острого орошения и вывода стабильного катализата, отличающийся тем, что легкий нестабильный бензин постоянно вводят в линию острого орошения колонны стабилизации в количестве 9,1-26,8 мас.% на количество нестабильного катализата, стабилизацию которого осуществляют при температуре верха колонны стабилизации не выше 67°С, а низа не ниже 164°С.

2. Способ получения высокооктанового автомобильного бензина по п.1, отличающийся тем, что после вторичной перегонки бензина используют легкий нестабильный бензин следующего состава, мас.%:

C1	0-0,2
С2	0,1-0,5
С3	6,5-15
С4	47,5-73
C5	15-43
H2S	0,0002-0,05
С6	остальное

3. Способ получения высокооктанового автомобильного бензина по п.1, отличающийся тем, что при риформинге используют платино-рениевый катализатор.