Способ получения фракций углеводородов

Способ получения фракций углеводородов

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу получения фракций различных углеводородов гидрокрекингом конкретных нефтяных масел, содержащих полициклические ароматические углеводороды. В частности, настоящее изобретение относится к способу получения фракций углеводородов путем изготовления подвергнутых гидрокрекингу жидких нефтепродуктов, которые селективно содержат большое количество моноциклических ароматических углеводородов, и затем получения с большим выходом фракций легких углеводородов, таких как фракция сжиженного нефтяного газа (LPG), бензиновая фракция, керосиновая фракция, фракция легкого дизельного топлива, неароматическая лигроиновая фракция и моноциклический ароматический углеводород.

Уровень техники

В последние годы заметно растет потребность в более легких нефтехимических продуктах, в частности нефтехимическом сырье, представленном углеводородами ВТХ (бензол, толуол и ксилол). Кроме того, помимо углеводородов ВТХ, ароматические углеводороды, благодаря высокому октановому числу, широко используются в качестве компонентов для составления композиций бензина. Способ жидкостного каталитического крекинга может быть примером способа получения фракций, содержащих моноциклические ароматические углеводороды, которые представлены углеводородами ВТХ. Хотя указанный способ позволяет получить приблизительно 50 об.% лигроиновой фракции, содержание моноциклических ароматических углеводородов в лигроиновой фракции составляет максимум приблизительно 20%, а содержание углеводородов ВТХ составляет меньше чем 10%. Процесс каталитического реформинга также может служить примером способа селективного получения ароматических углеводородов. Тем не менее, исходные вещества для процесса каталитического реформинга ограничены лигроиновыми фракциями, имеющими тот же диапазон температуры кипения, поэтому количество их ограничено. По указанной причине, с целью увеличения разнообразия исходных веществ и получения более дешевого сырья, необходим способ получения моноциклических ароматических углеводородов из фракций, более тяжелых, чем ВТХ.

Помимо способа жидкостного каталитического крекинга, широкое распространение в качестве способа получения легких нефтяных масел крекингом тяжелых нефтяных масел получил способ гидрокрекинга вакуумного газойля. В способе гидрокрекинга вакуумного газойля целевые фракции получают, заставляя исходные вещества контактировать с катализатором при высокой температуре в присутствии находящегося под большим давлением газообразного водорода. Указанных способы раньше обычно использовали лишь для получения таких фракций, как легкие дизельные топлива и реактивные топлива, температура кипения которых составляет в диапазоне от приблизительно 150 до 370°С. Таким образом, необходим способ получения продукта, который обладает требуемыми свойствами для использования в качестве легкого дизельного топлива или реактивного топлива, т.е. способ, позволяющий добиться как можно меньшего содержания ароматических веществ.

С другой стороны, что касается различных нефтяных полупродуктов, которые получают из процессов нефтеочистки, то в силу как региональных, так и международных требований к защите окружающей среды наблюдается тенденция к снижению потребления в качестве компонентов топлива фракций с высоким содержанием серы или с высоким содержанием ароматических веществ. Например, поскольку фракция легкого дизельного топлива, называемая также светлым маслом каталитического крекинга (LCO), которую получают способом жидкого каталитического крекинга, или фракция легкого дизельного топлива, которую получают способом термического крекинга, содержат большое количество серы или же содержат большое количество полициклических ароматических веществ, то указанные фракции при использовании их в качестве дизельного топлива выделяют оксид серы или частицы. Таким образом, составление композиций с использованием больших количеств указанных фракций вызывает трудности.

Патентный документ 1 описывает применение LCO и подобных веществ в качестве сырья для использования в реакции конверсии углеводородов. Тем не менее, предложенный способ является просто методом получения легкого дизельного топлива и керосина. В патентном документе 1 не описывается получение ароматических соединений, представленных углеводородами ВТХ. В патентном документе 2 раскрывается способ обработки ароматических углеводородов водородом с целью снижения количества частиц, образующихся при сжигании. Тем не менее, объектом способа является получение линейных углеводородов за счет снижения содержания ароматических веществ. В патентном документе 3 раскрывается способ гидрирования полициклических ароматических соединений с использованием твердого катализатора. Целью способа является получение легкого дизельного топлива, имеющего улучшенное цетановое число. Этот способ не является технологическим методом, позволяющим снизить молекулярную массу полициклических ароматических соединений и превратить соединения в сырье, пригодное даже для проведения нефтехимических процессов. В патентных документах 4 и 5 предлагаются способы получения бензиновых фракций путем гидрокрекинга фракций LCO. Целью указанных способов является управление скоростью конверсии в бензиновые фракции в сравнительно мягких условиях проведения реакции с тем, чтобы сохранялось определенное количество фракций легкого дизельного топлива. В патентном документе 6 раскрывается способ получения керосиновых фракций, фракций легкого дизельного топлива и лигроиновых фракций путем гидрокрекинга смеси фракций LCO и VGO (вакуумный газойль). Основной целью способа является получение керосиновых фракций и фракций легкого дизельного топлива. Преимущественное получение углеводородов ВТХ не предусматривается.

В патентном документе 7 раскрывается способ уменьшения молекулярной массы тяжелых ароматических углеводородов, содержащих девять и больше атомов углерода, однако не указывается количество ароматических циклов. Не обсуждается трудность превращения ароматических углеводородов, имеющих два и больше циклов, в моноциклические ароматические углеводороды. Во внепатентном документе 1 предлагается способ частичного получения углеводородов ВТХ при использовании LCO в качестве сырья. Тем не менее, объектом способа является получение дизельного топлива и бензина. Он не является способом преимущественного получения ВТХ. Во внепатентном документе 2 также раскрывается способ получения высокооктанового бензина путем гидрокрекинга 1-метилнафталина, который представляет собой бициклический ароматический углеводород, в большом количестве содержащийся во фракциях LCO. Тем не менее, поскольку в результате реакции образуется большое количество циклопарафинов и изопарафинов, октановое число продукта остается низким и составляет приблизительно 85. Таким образом, указанный способ не является способом селективного получения моноциклических ароматических углеводородов.

Как указано выше, несмотря на множество раскрытых способов получения нафтенов гидрированием ароматических ядер полициклических ароматических углеводородов или способов частичного гидрирования ароматических ядер полициклических ароматических углеводородов, не разработаны способы селективного получения алкилбензолов, представленных фракцией ВТХ, с использованием тяжелых углеводородов в качестве исходных соединений.

[Патентный документ 1] JP-A-2004-148314

[Патентный документ 2] JP-A-Н08-183962

[Патентный документ 3] JP-A-2000-226589

[Патентный документ 4] патент Японии №3001963

[Патентный документ 5] JP-В-Н03-170598

[Патентный документ 6] WO 2006/062712

[Патентный документ 7] патент Японии №3302553

[Внепатентный документ 1] Thakkar et a., National Petrochemical & Refiners Association, Annual Meeting, AM-05-53 (2005)

[Внепатентный документ 2] Demirel et al., Fuel, Vol.77, No.4, p.301-311 (1998)

Описание изобретения

Проблемы, решаемые настоящим изобретением

В связи с вышеизложенным, объектом настоящего изобретения является разработка способа получения, по меньшей мере, двух фракций углеводородов, выбранных из фракции LPG, бензиновой фракции, керосиновой фракции, фракции легкого дизельного топлива, фракции моноциклических ароматических углеводородов и неароматической лигроиновой фракции, из подвергнутой гидрокрекингу нефти путем гидрокрекинга фракции углеводородов, содержащей полициклические ароматические углеводороды, с целью конверсии их во фракции легких углеводородов, избегая при этом таких проблем, как коксование, и одновременно получения с высокой эффективностью и селективностью моноциклических ароматических углеводородов, которые представляют собой имеющие бóльшую ценность алкилбензолы.

Средства для решения указанных проблем

В результате проведенных интенсивных исследований авторы настоящего изобретения обнаружили, что ароматические углеводороды, представленные алкилбензолами и фракциями различных легких углеводородов, могут быть с большим выходом получены за счет выбора типа углеродных структур, составляющих исходные углеводородные соединения, которые применяют при проведении гидрокрекинга, и рабочих условий процесса, а также за счет строгого контролирования активности гидрирования и активности крекинга в процессе гидрокрекинга. Это открытие привело к разработке концепции способа получения фракций углеводородов по настоящему изобретению.

В частности, настоящее изобретение представляет собой описанный ниже способ.

(1) Способ получения фракций углеводородов, включающий стадию каталитического гидрокрекинга исходных углеводородных соединений, которые содержат полициклические ароматические углеводороды и в которых отношение атомов углерода, образующих ароматический цикл, составляет не меньше чем 35 мол.%, при этом указанное отношение представляет собой долю атомов углерода, образующих ароматические циклы, в общем количестве атомов углерода в нефтяном масле, в присутствии водорода, с целью конверсии не менее 40% фракций, температура кипения которых составляет не меньше чем 215°С, во фракции, температура кипения которых составляет меньше чем 215°С, и получения подвергнутого гидрокрекингу нефтяного масла, содержащего 30 об.% или более моноциклических ароматических углеводородов.

(2) Способ по п.(1), где рабочими условиями на стадии гидрокрекинга являются давление, которое составляет от 2 до 10 МПа, температура, которая составляет от 200 до 450°С, часовая объемная скорость жидкости (LHSV), которая составляет от 0,1 до 10,0 час^-1, отношение водород/масло, которое составляет от 100 до 5000 нл/л, а доля остаточного углерода ароматических колец, которая представляет собой отношение доли атомов углерода, образующих ароматический цикл, в подвергнутом гидрокрекингу масле к доле атомов углерода, образующих ароматический цикл, в исходных углеводородных соединениях, составляет не менее чем 0,5.

(3) Способ по пп.(1) или (2), где исходные углеводородные соединения представляют собой фракции нефтяного масла, полученные из установки каталитического крекинга, установки термического крекинга, установки этиленового крекинга, установки крекинга жидкости в сверхкритическом состоянии или установки термического реформинга, или смесь двух или более количества указанных фракции нефтяного масла.

(4) Способ по любому из пп.(1)-(3), где дистилляционные характеристики исходных углеводородных соединений таковы, что 10 об.% дистиллята имеет температуру кипения в диапазоне от 140 до 230°, а 90 об.% дистиллята имеет температуру кипения в диапазоне от 230 до 600°.

(5) Способ по любому из пп.(1)-(4), который дополнительно включает стадию разделения, с целью получения, по меньшей мере, двух фракций углеводородов, выбранных из фракции LPG, бензиновой фракции, керосиновой фракции, фракции легкого дизельного топлива, неароматической лигроиновой фракции и фракции моноциклических ароматических углеводородов, из подвергнутой гидрокрекингу нефти, которую получают путем гидрокрекинга.

(6) Способ по любому из пп.(1)-(5), где катализатор гидрокрекинга включает носитель, который представляет собой смешанный оксид, и связующее, которое объединяет смешанный оксид и, по меньшей мере, один металл, выбранный из металлов VI группы и металлов VIII группы периодической таблицы элементов и нанесенный на носитель, и имеет следующие свойства: удельная поверхность от 100 до 800 м²/г, средний диаметр пор от 3 до 15 нм, а объем пор, занятых порами с диаметром от 2 до 60 нм, составляет от 0,1 до 1,0 мл/г.

(7) Способ по п.(6), где смешанный оксид включает, по меньшей мере, один из смешанных оксидов кремния и алюминия, смешанных оксидов кремния и титана, смешанных оксидов кремния и циркония, смешанных оксидов кремния и магния, смешанных оксидов кремния, алюминия и титана, смешанных оксидов кремния, алюминия и циркония, вольфрамсодержащего оксида циркония, сульфатированного оксида циркония и цеолита.

(8) Способ по п.(6), где связующее включает, по меньшей мере, один из оксида алюминия, смешанного оксида кремния и алюминия и смешанного оксида бора и алюминия.

Эффект от использования изобретения

В соответствии со способом получения фракций углеводородов по настоящему изобретению фракции углеводородов, имеющие высокие температуры кипения, превращаются во фракции углеводородов, имеющие низкие температуры кипения, а, кроме того, при использовании в качестве сырья нефтяного масла, содержащего большое количество полициклических ароматических углеводородов, и при контактировании нефтяного масла с оптимальным катализатором гидрокрекинга в присутствии водорода таким образом, чтобы предотвратить отравление катализатора, с большим выходом образуются обладающие высокой ценностью алкилбензолы (моноциклические ароматические углеводороды), представленные фракцией ВТХ. Кроме того, поскольку используют катализатор гидрокрекинга, наиболее подходящий для гидрокрекинга и имеющий заданный состав и заданные свойства, соответствующим образом сбалансированные с точки зрения активности гидрокрекинга и активности гидрирования, то образование газа вследствие избыточного крекинга можно контролировать, а понижение активности, вызванное коксованием из-за недостаточности активности гидрирования, можно подавить. Помимо способности получать алкилбензолы с высоким выходом и с большой селективностью, можно получить фракцию LPG, бензиновую фракцию, керосиновую фракцию, фракцию легкого дизельного топлива, неароматическую лигроиновую фракцию и фракцию моноциклических ароматических углеводородов путем разделения подвергнутого гидрокрекингу масла с помощью подходящего известного способа. Указанные фракции можно эффективно использовать в качестве продуктов для составления композиций LPG с низким содержанием серы, продуктов для составления композиций высокооктанового бензина с низким содержанием серы, продуктов для составления композиций керосина с низким содержанием серы, продуктов для составления композиций легкого дизельного топлива с большим цетановым числом и с низким содержанием серы, продуктов для составления композиций неароматического лигроина с низким содержанием серы, а также в качестве сырья для нефтехимического синтеза и использовать для снижения нагрузки на окружающую среду.

Наилучший способ осуществления настоящего изобретения

Термин “полициклические ароматические углеводороды”, используемый в настоящем изобретении, относится к углеводородам, имеющим два или более ароматических циклов, а термин “моноциклический ароматический углеводород” относится к соединениям, атомы водорода которого не замещены от 0 до 6 цепочечными углеводородными группами, а также к так называемым “алкилбензолам”. Термин “1,5-циклические ароматические углеводороды” относится к соединениям, имеющим в молекуле один ароматический цикл и один насыщенный нафталиновый цикл, таким как тетралин (1,2,3,4-тетрагидронафталин) и индан (2,3-дигидроинден).

Способ получения фракций углеводородов по настоящему изобретению будет далее рассмотрен более детально в следующем порядке: исходное сырье для реакции гидрокрекинга, стадия предварительной обработки, реакция гидрокрекинга, катализатор гидрокрекинга, способ получения катализатора гидрокрекинга, способ нефтеочистки подвергнутого гидрокрекингу нефтяного масла и полученные в результате обработки углеводороды.

[Исходное сырье для реакции гидрокрекинга]

Нефтяное масло, которое применяют для проведения реакции гидрокрекинга по настоящему изобретению, содержит полициклические ароматические углеводороды. В нефтяном масле отношение атомов углерода, образующих ароматические циклы, к общему количеству атомов углерода в нефтяном масле (отношение атомов углерода, образующих ароматический цикл) составляет не менее чем 35 мол.%, предпочтительно, не менее чем 40 мол.% и, наиболее предпочтительно, не менее чем 45 мол.% Если отношение атомов углерода, образующих ароматические циклы, к общему количеству атомов углерода составляет менее чем 35 мол%., то требуемые моноциклические ароматические углеводороды (алкилбензолы) нельзя получить с большим выходом. Отношение атомов углерода, образующих ароматический цикл, можно рассчитать, проводя анализ методом ¹³С-ЯМР с использованием спектрометра ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

Что касается количества ароматических циклов, то больше не значит лучше. С точки зрения получения в итоге преимущественно моноциклических ароматических углеводородов предпочтительными полициклическими углеводородами в исходном сырье являются бициклические ароматические углеводороды. В частности, предпочтительным является исходное сырье, содержащее небольшое количество трициклических или полициклических ароматических углеводородов, имеющих большее количество циклов, и большое количество 1,5-циклических и 2-циклических ароматических углеводородов. Количество трициклических или полициклических ароматических углеводородов, имеющих большее количество циклов, предпочтительно, составляет 5,0 об.% или менее, более предпочтительно, 3,0 об.% или менее и, наиболее предпочтительно, 1,0 об.% или менее; а количество бициклических или полициклических ароматических углеводородов, имеющих большее количество циклов, предпочтительно, составляет 10 об.% или более, более предпочтительно, составляет 20 об.% или более и, наиболее предпочтительно, составляет 30 об.% или более. Предпочтительно, используют исходное сырье, которое содержит 50 об.% или более, более предпочтительно, 60 об.% или более и, наиболее предпочтительно, 70 об.% или более ароматических углеводородов, при этом преимущественно используют ароматические углеводороды с количеством циклов меньше трех (суммарное количество моноциклических, 1,5-циклических и 2-циклических ароматических углеводородов).

Предпочтительные дистилляционные характеристики можно определить на основании вышеуказанных ароматических композиций. В частности, если принять во внимание температуру кипения (218°С) бициклического ароматического углеводорода нафталина, то, по меньшей мере, содержание фракций с температурой кипения в диапазоне от 215 до 280°С составляет 10 об.% или более, а содержание фракций с температурой кипения 215°С и выше составляет 30 об.% или более и, более предпочтительно, составляет 40 об.% или более. Таким образом, в качестве предпочтительных дистилляционных свойств исходных соединений, 10% дистиллята имеет температуру кипения от 100 до 230°С, более предпочтительно, имеет температуру кипения от 140 до 230°С и, еще более предпочтительно, имеет температуру кипения от 150 до 220°С, а 90% дистиллята имеет температуру кипения от 230 до 600°С, более предпочтительно, имеет температуру кипения от 230 до 400°С, еще более предпочтительно, имеет температуру кипения от 230 до 310°С и, наиболее предпочтительно, имеет температуру кипения от 265 до 300°С.

В качестве ингибиторов реакции гидрокрекинга в исходном сырье для проведения реакции гидрокрекинга обычно содержится от 0,1 до 3000 массовых м.д. азота и от 0,1 до 3 мас.% серы. Основные соединения серы включают бензотиофены, дибензотиофены и сульфиды. В диапазон температур кипения исходного сырья, которое используют по настоящему изобретению, бензотиофены и дибензотиофены попадают в большом количестве. Поскольку известно, что дибензотиофены, благодаря структуре с делокализованными электронами, являются устойчивыми соединениями и с трудом вступают в реакции, то исходное сырье, которое используют по настоящему изобретению, предпочтительно, не должно содержать слишком много дибензотиофена.

В качестве нефтяного масла, содержащего полициклические ароматические углеводороды, которые применяют для проведения реакции гидрокрекинга по настоящему изобретению, может использоваться любое нефтяное масло, при условии, что отношение атомов углерода, образующих ароматический цикл, к общему количеству атомов углерода в нефтяном масле (доля атомов углерода, образующих ароматический цикл) составляет 35 мол.% или более, а нефтяное масло содержит 30 об.% или более фракций, температура кипения которых составляет 215°С или более.

В частности, в качестве примера могут быть приведены фракции, полученные атмосферной перегонкой сырой нефти, вакуумный газойль, полученный вакуумной дистилляцией образовавшихся при атмосферном давлении остатков, дистилляты, полученные при проведении процессов крекинга различных тяжелых масел (из установки каталитического крекинга, из установки термического крекинга и т.д.), такие как каталитическое крекинговое масло (в частности, LCO), полученное из установки каталитического крекинга, и термическое крекинговое масло, полученное из установки термического крекинга (установки для коксования, крекинг-печи для легкого крекинга и т.д.), тяжелые остатки после установки этиленового крекинга, каталитический реформат, полученный из установки каталитического реформинга, обогащенный ароматическими соединениями каталитический реформат, полученный из каталитического реформата с помощью последующей экстракции, дистилляции или разделения на мембранах (термин “обогащенный ароматическими соединениями каталитический реформат” в настоящем описании относится к фракциям, полученным в результате каталитического реформинга и включающим ароматические соединения с 10 или большим количеством атомов углерода, которые содержат 50 об.% или более ароматических соединений), фракции, полученные после процесса экстракции ароматических соединений, с целью получения основного смазочного масла, обогащенные ароматическими соединениями фракции, полученные в результате процесса обеспарафинирования с использованием растворителей, и тому подобное. Предпочтительно, могут также использоваться другие фракции углеводородов, полученные в результате процесса десульфуризации или процесса гидроконверсии (например, тяжелое масло после крекинг-процесса, такого как гидронефтяной процесс и процесс OCR, а также после процесса крекинга сверхкритической жидкости для тяжелого масла), с помощью которого проводят нефтеочистку полученных при атмосферной перегонке остатков, полученных при вакуумной перегонке остатков, обеспарафинированного масла, нефтеносного песка, битумного сланца, угля и биомассы.

В качестве источника углеводородов для реакции гидрокрекинга могут также использоваться дистилляты, полученные в одной или нескольких вышеуказанных установок реформинга в любом произвольном порядке. Указанные источники углеводорода могут использоваться индивидуально или в сочетании с двумя или более количеством других в такой мере, чтобы вышеуказанный диапазон температуры кипения и отношение атомов углерода, образующих ароматический цикл, удовлетворяли определению источника углеводородов для реакции гидрокрекинга. Источники углеводородов, имеющие диапазон кипения, а также имеющие отношение атомов углерода, образующих ароматический цикл, которые выходят за вышеуказанный диапазон, также можно использовать, проведя коррекцию таким образом, чтобы диапазон температуры кипения и значение отношения атомов углерода, образующих ароматический цикл, оказались внутри вышеуказанного диапазона. Среди вышеуказанных источников углеводородов предпочтительными являются каталитическое крекинговое масло, термическое крекинговое масло, вакуумный газойль, тяжелые остатки этиленового крекинга, каталитический реформат и масло после разложения сверхкритической жидкости, при этом наиболее предпочтительным является светлое масло каталитического крекинга (LCO).

[Стадия предварительной обработки]

В соответствии с настоящим изобретением, полициклические ароматические углеводороды селективно превращаются в моноциклические ароматические углеводороды посредством гидрокрекинга, а, кроме того, можно подвергнуть полициклические ароматические углеводороды предварительной обработке прежде, чем потребуется проведение гидрокрекинга. Как указано выше, имеется множество исходных соединений для реакции гидрокрекинга, и содержание серосодержащих и азотсодержащих соединений, которые имеются в исходных соединениях, также разнообразно. Катализатор гидрокрекинга не может функционировать в полной мере в том случае, когда концентрация серосодержащих и азотсодержащих соединений слишком высока. Таким образом, предпочтительно предварительно снизить содержание серы и содержание азота с помощью известных способов в качестве стадии предварительной обработки перед поведением стадии гидрокрекинга. В качестве примера способа предварительной обработки можно привести каталитическую сероочистку в присутствии водорода, адсорбционное разделение, сорбционное разделение, окисление и тому подобное Среди них наиболее предпочтительным является каталитическая сероочистка в присутствии водорода. В случае применения способа каталитической сероочистки в присутствии водорода исходное сырье для проведения реакции гидрокрекинга вводят во взаимодействие с катализатором нефтеочистки в присутствии водорода, предпочтительно, при температуре от 150 до 400°С, более предпочтительно, при температуре от 200 до 380°С и еще более предпочтительно, при температуре от 250 до 360°С, предпочтительно, под давлением от 1 до 10 МПа и, более предпочтительно, под давлением от 2 до 8 МПа, при этом часовая объемная скорость жидкости (LHSV), предпочтительно, составляет от 0,1 до 10,0 час^-1, более предпочтительно, составляет от 0,1 до 8,0 час^-1 и, еще более предпочтительно, составляет от 0,2 до 5,0 час^-1, при этом отношение водород/нефтяное масло, предпочтительно, составляет от 100 до 5000 нл/л, а еще более предпочтительно, составляет от 150 до 3000 нл/л.

За счет вышеуказанной обработки содержание серы уменьшается, предпочтительно, до 500 массовых м.д. или менее, более предпочтительно, до 100 массовых м.д. или менее и, наиболее предпочтительно, до 50 массовых м.д. или менее; а содержание азота уменьшается, предпочтительно, до 50 массовых м.д. или менее, более предпочтительно, до 20 массовых м.д. или менее и, наиболее предпочтительно, до 10 массовых м.д. Вместе с осуществляемой благодаря указанной каталитической нефтеочистке в присутствии водорода десульфуризации и денитрификации, частично может протекать и гидрирование ароматических соединений. Согласно настоящему изобретению, уменьшение количества полициклических ароматических углеводородов не вызывает проблем, однако нежелательно снижать количество моноциклических ароматических углеводородов. Поэтому предпочтительнее проводить обработку в таких условиях реакции, при которых гидрирование можно остановить, когда полициклические ароматические углеводороды гидрированы в моноциклические или 1,5-циклические ароматические углеводороды. До этого момента предпочтительно контролировать реакцию гидрирования таким образом, чтобы оставшееся количество (в пересчете на объем) от общего количества ароматических углеводородов по окончании реакции составляло 0,90 или более от количества до проведения реакции, более предпочтительно, составляло 0,95 или более и, еще более предпочтительно, составляло 0,98 или более.

Не существует особых ограничений для катализатора каталитической нефтеочистки, который используют на предварительной стадии каталитической сероочистки в присутствии водорода. Предпочтительно, используют катализатор, содержащий, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы VI или группы VIII Периодической таблицы, который нанесен на носитель из тугоплавкого оксида. В качестве конкретного примера подобного катализатора можно привести катализатор, содержащий, по меньшей мере, один металл, выбранный из молибдена, вольфрама, никеля, кобальта, платины, палладия, железа, рутения, осмия, родия и иридия в качестве металлов группы VI или группы VIII Периодической таблицы, который нанесен на носитель, который, по меньшей мере, представляет собой носитель, выбранный из оксида алюминия, оксида кремния, оксида бора и цеолита. Катализаторы каталитической нефтеочистки применяют после таких обработок как сушка, восстановление, сульфидирование и тому подобное, которые могут потребоваться перед проведением гидрирования. Количество катализатора на стадии предварительной обработки, предпочтительно, составляет от 10 до 200 об.% от количества катализатора гидрокрекинга. Если количество катализатора составляет 10 об.% или менее, то удаление серы не достаточно; с другой стороны, если оно составляет 200 об.% или более, то потребуется большая установка, что делает процесс неэффективным. Стадию предварительной обработки и стадию гидрокрекинга можно проводить в реакторной колонне, которая содержит раздельные слои катализатора, заполненные соответствующим катализатором, или же можно проводить в отдельных реакторных колоннах. Для ускорения реакции можно разместить трубопровод для подачи водорода между двумя слоями катализатора, и линию для отвода прореагировавшего газа можно установить выше по течению от линии подачи водорода с тем, чтобы отводить прореагировавший газ и вводить свежий газообразный водород. Нет нужды упоминать, что стадию предварительной обработки и стадию гидрокрекинга, соответственно, можно проводить в отдельных установках.

[Реакция гидрокрекинга]

В реакции гидрокрекинга по настоящему изобретению нефтяное масло контактирует с катализатором гидрокрекинга, который будет подробно описан позднее, в присутствии водорода с тем, чтобы конвертировать 40% или более, предпочтительно, 50% или более фракций, имеющих температуру кипения 215°С или выше, во фракции, имеющие температуру кипения 215°С или ниже, и тем самым получить различные фракции легких углеводородов, включая моноциклические ароматические углеводороды. В частности, гидрокрекинговое масло, содержащее 30% или более моноциклических ароматических углеводородов и других различных фракций легких углеводородов, получают из исходных углеводородных соединений путем конверсии фракций углеводородов, которые имеют температуру кипения, превышающую указанную температуру кипения для исходных углеводородов, другими словами, путем конверсии полициклических углеводородов в моноциклические ароматические углеводороды (алкилбензолы) за счет уменьшения количества ароматических циклов полициклических ароматических углеводородов.

Конструкционные варианты проведения реакции для гидрокрекинга нефтяного масла по настоящему изобретению специально не ограничиваются. Могут применяться обычно используемые конструкционные варианты проведения реакции, такие как неподвижный слой, кипящий слой, псевдоожиженный слой, подвижный слой и тому подобное. Среди них реакция в неподвижном слое является предпочтительной вследствие простоты конструкции технологического оборудования и легкости проведения процесса.

Катализатор гидрокрекинга, который применяют при проведении гидрокрекинга нефтяного масла по настоящему изобретению, помещают в реактор и перед использованием для проведения гидрокрекинга подвергают предварительной обработке, такой как сушка, восстановление, сульфидирование и тому подобное Указанные способы предварительной обработки в общем случае известны специалисту и их проводят внутри реакторной колонны или вне реакторной колонны хорошо известными способами. Активацию катализатора сульфидированием проводят, обрабатывая катализатор гидрокрекинга в потоке из смеси водорода и сульфида водорода при температуре от 150°С до 800°С и, предпочтительно, при температуре от 200°С до 500°С.

Условия проведения гидрокрекинга, такие как температура реакции, давление в процессе реакции, расход водорода, часовая объемная скорость жидкости и тому подобное, можно соответствующим образом регулировать в соответствии со свойствами исходных соединений, качеством требуемого продукта, объемом производства, производительностью установок нефтеочистки и предварительной обработкой. Исходные соединения для гидрокрекинга контактируют с катализатором гидрокрекинга в присутствии водорода при температуре от 200 до 450°С, более предпочтительно, при температуре от 250 до 430°С и, еще более предпочтительно, при температуре от 280 до 400°С, под давлением от 2 до 10 МПа и, более предпочтительно, под давлением 2 до 8 МПа при величине LHSV, равной от 0,1 до 10,0 час^-1, более предпочтительно, равной от 0,1 до 8,0 час^-1 и, еще более предпочтительно, равной от 0,2 до 5,0 час^-1, при этом отношение водород/нефтяное масло (по объему) составляет в диапазоне от 100 до 5000 нл/л и, предпочтительно, составляет от 150 до 3000 нл/л. Полициклические ароматические углеводороды в исходных углеводородных соединениях, используемых для реакции гидрокрекинга, разлагают и превращают в требуемые моноциклические ароматические углеводороды (алкилбензолы) путем гидрокрекинга в вышеуказанных условиях. Условия проведения реакции за пределами вышеуказанного диапазона нежелательны вследствие недостаточной активности крекинга, быстрой деградации катализатора и тому подобное

[Катализатор гидрокрекинга]

Катализатор гидрокрекинга по настоящему изобретению включает носитель, изготовленный из смешанного оксида, и связующее, которое объединяет смешанный оксид и, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы VI и группы VIII Периодической таблицы, который нанесен на носитель. Катализатору придают форму таблетки (таблетка цилиндрической формы, гранула специальной формы), гранулы, сферы и тому подобное. Катализатор, преимущественно, имеет удельную поверхность, величина которой составляет от 100 до 800 м²/г, средний диаметр пор в диапазоне от 3 до 15 нм и объем пор, занятый порами с диаметром от 2 до 60 нм, который составляет от 0,1 до 1,0 мл/г.

Удельная поверхность представляет собой величину ВЕТ удельной поверхности, которую определяют по методу адсорбции азота в соответствии с ASTM D3663-78. Более предпочтительно, величина удельной поверхности составляет от 150 до 700 м²/г и, еще более предпочтительно, составляет от 200 до 600 м²/г. Если удельная поверхность ВЕТ меньше, чем вышеуказанный диапазон, то степень дисперсности активного металла недостаточна и активность не повышается. С другой стороны, если ВЕТ удельная поверхность больше, чем вышеуказанный диапазон, то достаточный объем пор не может сохраняться и, таким образом, продукты реакции недостаточно диспергированы и развитие реакции может быть быстро подавлено, что нежелательно.

Средний диаметр пор катализатора гидрокрекинга, более предпочтительно, составляет от 0,4 до 12 нм и, наиболее предпочтительно, составляет от 5,0 до 10 нм. Объем пор, занятый порами с диаметром от 2 до 60 нм, более предпочтительно, составляет от 0,15 до 0,8 мл/л и, наиболее предпочтительно, составляет от 0,2 до 0,7 мл/л. Поскольку существуют соответствующие диапазоны среднего диаметра пор и объема пор по отношению к размеру участвующих в реакции молекул и дисперсии молекул, то как слишком большие, так и слишком маленькие значения среднего диаметра пор и объема пор не являются предпочтительными.

Характеристики пор, так называемых мезопор, т.е. указанные выше диаметр пор и объем пор, могут быть измерены методом абсорбции газообразного азота, а соотношение между объемом пор и диаметром по