| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2176661
СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ МОТОРНИХ ПАЛИВ З НАФТИ
Ім'я винахідника: Фалькевич Г.С .; Віленський Л.М .; Ростанін Н.Н .; Хавкін В.А .; Курганов В.М.
Ім'я патентовласника: Фалькевич Генріх Семенович; Ростанін Микола Миколайович
Адреса для листування: 109263, Москва, вул. Малишева, 26, корп. 2, кв.95, Н.Н.Ростаніну
Дата початку дії патенту: 2000.01.21
Використання: нафтопереробка і нафтохімія. Сутність: нафта піддають первинній переробці з отриманням прямогонного бензину, прямогонний середніх дистилятів і сировини для гідрокрекінгу. Проводять гідрокрекінг отриманої сировини і виділення з продуктів гідрокрекінгу бензину і середніх дистилятів. Каталітичної конверсії піддають прямогонний бензин і хоча б важку частину бензину, отриманого при гідрокрекінгу з використанням каталізатора, що містить цеоліт групи пентасілов і гидрируются / дегидрирующей компонент, в умовах освіти ароматичних вуглеводнів з парафінів і нафтенов. Здійснюють каталітичну конверсію пропан-бутанової фракції з використанням каталізатора, що містить цеоліт групи пентасілов і гидрируются / дегидрирующей компонент, в умовах освіти ароматичних вуглеводнів і водню. Суміш продуктів каталітичної конверсії газів і бензинів, направляють на розділення з отриманням водородсодержащего газу, хоча б частина якого використовують для гідрокрекінгу, пропан-бутанової фракції, яку направляють на каталітичну конверсію, і високооктанового бензину. Технічний результат - спрощення технології процесу.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до способів переробки вуглеводнів, що включає гідрокрекінг і риформінг, і може бути використано в нафтопереробці.
Технологічна схема НПЗ визначається потребою в нафтопродуктах і якістю нафти, що переробляється. Для максимального виробництва моторних палив реалізують паливні схеми з глибокою переробкою нафти, що включають крекінг, гідрокрекінг, гідроочищення, риформінг. Типова схема такого НПЗ приведена в "Довіднику Нафтохіміка", ред. Огородніков С.К., Л .: Хімія, 1978, т. 1, с. 54 / прототип /. Відомий спосіб отримання моторних палив з нафти включає її первинну переробку з одержанням бензину, середніх дистилятів і сировини для гідрокрекінгу, гідрокрекінг отриманої сировини і виділення з продуктів гідрокрекінгу легкого бензину, важкого бензину і середніх дистилятів, каталітичну конверсію прямогонного бензину і отриманого при гідрокрекінгу важкого бензину. Каталітичну конверсію бензинів здійснюють в процесі риформінгу на каталізаторах, що містять благородні метали, в умовах освіти ароматичних вуглеводнів з нафтенов.
Для забезпечення моторним паливом розташованих у віддалених районах Сибіру нафто- і газодобувних підприємств передбачається будівництво в цих районах малотоннажних заводів з переробки нафти, що мають просту схему з мінімальним числом стадій для забезпечення прийнятного терміну окупності. Описано / Рудін М.Г., Охтінській О.А., "Нафтопереробка і нафтохімія", 1992 р, N 10, с. 10-14 / проекти малотоннажних НПЗ з виробництва моторних палив, що включають первинну переробку нафти на установках ЕЛОУ-АТ або ЕЛОУ-АВТ, риформінг бензинової фракції, гідродепорафінізацію дизельної фракції, виробництво бітумів. Секція риформінгу включає блок попередньої гідроочищення.
Перспективним для використання на малотоннажних НПЗ є процес переробки прямогонний бензинів в високооктанові, збагачені ароматичними вуглеводнями, без їх попередньої гідроочистки, з використанням каталізаторів на основі цеолітів групи пентасілов. Типовий процес здійснюють при температурі 260-800 o C, переважно 370-480 o C, і об'ємної швидкості подачі сировини 0,5-10 годину -1 / US, патент N 3890218, C 10 G 35/06, 1975 /. Відомий цеоформінг - спосіб переробки низькооктанових бензинових фракцій, що википають до 200-220 o C, на цеолітні каталізаторі, що не містить дорогоцінних металів, шляхом каталітичної ізомеризації і ароматизації парафінових і дегідрування нафтенових вуглеводнів негідроочіщенного сировини без циркуляції водородсодержащего газу / Степанов В.Г., Йони К.Г., "Хімічна промисловість", 1996 г., N 3, с. 59-70 /. Описано спосіб отримання високооктанових палив з прямогонной бензинової фракції Н.К. -140 O C з використанням цеоформінга / Агабалян Л.Г. та ін. "Хімія і технологія палив і олив", 1988 р, N 5, с. 6-7 /: з сировини в насадок колоні виділяють фракцію Н.К. -58 O C, яку використовують в якості компонента товарного бензину, і фракцію 58-140 o C, яку направляють на цеоформінг; продукти цеоформінга в блоці сепарації, стабілізації і ректифікації поділяють на вуглеводневий газ C 1 -C 4, цільову бензинову фракцію і фракцію 185 - к.к., яку використовують в якості компонента дизельного або котельного палива.
Як високооктанового компонента бензину може бути використаний концентрат ароматичних вуглеводнів, який отримують з легких аліфатичних вуглеводнів в описаних в патентній літературі процесах їх перетворення на цеолітних каталізаторах / Дорогочінскій А.З. та ін. "Ароматизація низькомолекулярних парафінових вуглеводнів на цеолітних каталізаторах", М .: ЦНІІТЕнефтехім, 1989 г., вип. 4 /. В якості сировини можуть бути використані зріджені гази, виділені з попутного або нефтезаводского газу. Продуктами перетворення легких парафінів є водень, паливний газ і ароматичні вуглеводні.
Пропонований спосіб отримання моторних палив дозволяє отримувати високооктановий бензин і нізкозастивающее дизпаливо без будівництва дорогих установок з виробництва водню або класичного риформінгу бензинів. Среднедістіллятних палива з високим виходом отримують при гідрокрекінгу прямогонного сировини, а високооктановий бензин і необхідний для гідрокрекінгу водородсодержащий газ - при каталітичної переробки прямогонного бензину і бензину гідрокрекінгу, а й при каталітичної переробки пропан-бутанової фракції, що утворюється при конверсії бензинів, і вуглеводнів C 3 + , що містяться в попутному газі, що виділяється при видобутку нафти. Обсяг переробляється попутного газу визначається потребою заводу в водні. Залучення в переробку попутного газу дозволяє раціонально використовувати вуглеводневу сировину і збільшити виробництво моторних палив з нафти за рахунок зниження жорсткості процесу каталітичної переробки низькооктанових бензинів і збільшення виходу рідкого продукту.
Запропонована комбінація відомих способів переробки вуглеводневої сировини при балансі процесів гідрокрекінгу і каталітичної конверсії бензинів і газів за воднем дозволяє створити економічну і гнучку технологію отримання моторних палив, ефективну при малотоннажному виробництві.
Пропонований спосіб отримання моторних палив з нафти включає первинну переробку нафти з отриманням прямогонного бензину, прямогонний середніх дистилятів і сировини для гідрокрекінгу, гідрокрекінг отриманої сировини і виділення з продуктів гідрокрекінгу бензину і середніх дистилятів, каталітичну конверсію бензинів і відрізняється тим, що каталітичної конверсії піддають прямогонний бензин і хоча б важку частину бензину, отриманого при гідрокрекінгу, конверсію здійснюють з використанням каталізатора, що містить цеоліт групи пентасілов і гидрируются / дегидрирующей компонент, в умовах освіти ароматичних вуглеводнів з парафінів і нафтенов, здійснюють каталітичну конверсію пропан-бутанової фракції з використанням каталізатора, що містить цеоліт групи пентасілов і гидрируются / дегидрирующей компонент, в умовах освіти ароматичних вуглеводнів і водню, отримують суміш продуктів каталітичної конверсії газів і бензинів, направляють її на поділ з отриманням водородсодержащего газу, хоча б частина якого використовують для гідрокрекінгу, пропан-бутанової фракції, яку направляють на каталітичну конверсію, і високооктанового бензину.
Первинна переробка нафти включає видалення води і солі в процесі електрознесолення і поділ на фракції при атмосферної або атмосферної і вакуумної перегонці. Продуктами первинної переробки нафти в пропонованому способі отримання моторних палив є прямогонний бензин, прямогонні середні дистиляти - переважно зимовий і / або літній дизпаливо, а й сировину для гідрокрекінгу - мазут або важкий вакуумний газойль - фракція з початком кипіння, як правило, не нижче 330 o C і кінцем кипіння 500 o C або більше.
Гідрокрекінг прямогонного сировини здійснюють з метою отримання високоякісного реактивного і / або дизельного палива, а й додаткової кількості бензину. Для максимального виробництва світлих продуктів процес здійснюють при тиску 13-17 МПа, при температурі 340-440 o C, при об'ємної швидкості подачі сировини 0,3-1,0 годину -1, при кратності циркуляції водородсодержащего газу 1000-2000 нм 3 / м 3, з рециркуляцією фракцій продукту, википають вище цільового палива. Гідрокрекінг з рециркуляцією дозволяє отримувати до 85 мас.% Дизельного палива або до 80 мас.% Реактивного палива з одночасним отриманням близько 12 або 15 мас.% Відповідно бензинових фракцій. Витрата водню на сировину становить 2,7-3,2 мас.% По реактивно-паливному варіанту і 2,3-2,5 мас.% По дизельно-паливного / Курганов В.М., Папуша Л.В. "Нафтопереробка і нафтохімія", 1996 г., N 10, с. 21-24 /. Ряд запатентованих каталізаторів і процесів одностадійного гідрокрекінгу вакуумних дистилятів і мазуту для отримання авіаційних і дизельних палив наведено в огляді / Коновальчик О.Д. та ін. "Каталізатори і процеси одностадійного гідрокрекінгу для отримання среднедістіллятних палив", М .: ЦНІІТЕнефтехім, 1995 г. /. Залишок гідрокрекінгу може бути використаний як котельне паливо або сировину для термічного крекінгу або коксування.
Для реалізації на малотоннажних заводах кращий одноступінчатий гідрокрекінг вакуумного газойлю при середньому тиску з рециклом непревращенного сировини. При тиску 7-10 МПа якість фракції 160-360 o C продукту гідрокрекінгу, як правило, відповідає екологічно чистому дизпалива. При цьому витрата чистого водню в процесі гідрокрекінгу становить не більше 1,6 мас.% На сировину. Прямогонні дизельні фракції, отримані при первинній переробці сірчистої нафти, можуть бути використані без гідроочищення при змішуванні з дизельними дистилятами, отриманими при гідрокрекінгу.
При одноступенчатом гідрокрекінгу отримують до 15 мас. % Бензинових фракцій. Легкий бензин / фракція Н.К. -85 O C, в основному вуглеводні C 5 і C 6 / є високооктанових і може бути використаний як компонент товарного бензину, тоді як важкий бензин гідрокрекінгу / вуглеводні C 7 + / має октанове число не більше 60 п. По моторному методу. Весь бензин, отриманий при гідрокрекінгу, або його важку частину в суміші з прямогонним бензином направляють на каталітичну переробку.
При гідрокрекінгу отримують 3-15 мас.% На сировину газу, що містить сірководень. Сірководень виділяють і використовують для отримання сірки, а очищений газ використовують як паливний.
Каталітичну переробку бензинових фракцій і газів здійснюють з метою отримання високооктанового бензину і водню. При реалізації запропонованого способу отримання моторних палив може знадобитися гідроочищення прямогонний середніх дистилятів і відповідну додаткову кількість водню. Виробництво водню за цим способом, однак, обмежена і при певній якості нафти може бути недостатнім навіть для забезпечення гідрокрекінгу. Тому пропонується і спосіб виробництва моторних палив, що включає каталітичну конверсію вуглеводнів C 3 +, що містяться в попутному газі, що виділяється з нафти на промислах. Каталітичну переробку активних в дегідроціклодімерізаціі компонентів C 3+ попутного газу здійснюють в суміші з пропан-бутанової фракцією. Умови каталітичної переробки бензинів і обсяг використовуваного попутного газу визначаються з вимог виробництва заданої кількості високооктанового бензину і водню, необхідного для здійснення гідрокрекінгу, а й для гідроочищення прямогонний середніх дистилятів. Зрозуміло, можливі випадки, коли потреба в водні повністю забезпечується переробкою тільки нафтової сировини.
Підвищення детонаційної стійкості переробляються на цеолитсодержащих каталізаторах бензинових фракцій відбувається в основному при конверсії аліфатичних парафінів і нафтенов в ароматичні вуглеводні і водень, а й при крекінгу нормальних парафінів. Використання каталізаторів, що містять цеоліти групи пентасілов, дозволяє обмежити освіту важких ароматичних вуглеводнів. Гидрируются / дегидрирующей компоненти в складі каталізатора - зазвичай частково або повністю відновлені з оксидів і інших з'єднань за відомими методиками метали / Zn, Ga, Cd, Pt, Pd і інші / - дозволяють підвищити селективність утворення ароматичних вуглеводнів, активність каталізатора і тривалість його роботи до регенерації. Каталізатор може включати і інші компоненти.
Умови каталітичної конверсії бензинових фракцій залежать від їх складу, від вимог до якості продукту і від активності використовуваного каталізатора. Типові умови такі: температура 380-500 o C, тиск до 3 МПа, об'ємна швидкість подачі сировини до 5 годину -1. З прямогонного бензину з кінцем кипіння 180 o C можна отримати з виходом не менше 80% бензин з октановим числом 76-80 п. По моторному методу, який містить близько 30 мас.% Ароматичних вуглеводнів. У більш жорстких умовах отримують збагачений ароматичними вуглеводнями продукт з меншим виходом - 65-75%, що включає важкий компонент з кінцем кипіння 220-260 o C, який можна використовувати в складі дизпалива. Октанове число бензину при цьому, як правило, не нижче 93 п. За дослідним методом.
При конверсії бензину утворюється 20-30 мас.% На сировину водородсодержащего газу / близько 60 об. % Водню /, що включає 70-75 мас.% Пропану і бутану. Пропан-бутановую фракцію переробляють в концентрат ароматичних вуглеводнів і водень шляхом каталітичної конверсії в умовах дегідроціклодімерізаціі легких парафінів. Як і при конверсії бензинів, використовують відомі каталізатори, що містять цеоліт групи пентасілов і гидрируются / дегидрирующей компонент, наприклад, 0,1-5,0% галію / US 4636483, 1987 г., В 01 J 29/06 /; 0,99-5% галію і 0,01-1% цинку / US 4392989, 1983 г., В 01 J 29/30 /; 0,2-1% галію і 0,1-2% редкоземельного металу / US 4855522, 1989 г., C 07 C 12/02 /; 0,1-10% цинку і металу з груп IВ або VIII Періодичної системи, германію, ренію, рідкоземельних металів / US 4128504, 1978 г., B 01 J 29/06 /; 0,5-5,0% цинку, 0,1-2,0% заліза і 0,1-2,0% галію / RU 2133640, 1999 г., В 01 J 29/46 /; 0,5-3% оксиду цинку, 0,5-3% оксидів рідкоземельних елементів, а й 0,5-2% пятиокиси фосфору / RU 2100075, 1997 г., В 01 J 29/40 /. Умови каталітичної конверсії пропан-бутанової фракції наступні: температура 500-650 o C, тиск до 3 МПа, об'ємна швидкість подачі сировини до 10 годину -1. У кращому варіанті каталітичну конверсію газів, як і бензинів, здійснюють в стаціонарному шарі каталізатора. Продукт містить ароматичні вуглеводні / до 60 мас.% На перетворене сировину /, до 6 мас.% Водню, метан і етан, що утворюються в результаті крекінгу сировини і продуктів, а й непревращенние пропан і бутан.
Збільшення виробництва водню для компенсації його витрат в процесах гідрокрекінгу і гідроочищення може бути досягнуто при збільшенні жорсткості процесу каталітичної конверсії бензинів. При цьому зростає вміст ароматичних вуглеводнів у бензині-продукт і його октанове число, а й збільшується вихід пропан-бутанової фракції, при конверсії якої і отримують додаткову кількість водню. Однак при конверсії бензинів в жорсткому режимі зменшується вихід рідкого продукту і ще більшою мірою - високооктанового бензину.
У кращому варіанті реалізації способу каталітичну конверсію бензинів здійснюють у відносно м'якому режимі, в умовах отримання в якості рідкого продукту бензину з октановим числом не більше 80 п. По моторному методу. Каталітичну конверсію пропан-бутанової фракції здійснюють в суміші з вуглеводнями C 3+, що містяться в попутному газі, збільшуючи таким чином виробництво водню і високооктанового компонента бензину. Залучаємо до переробку компоненти C 3+ попутного газу виділяють з попутного газу або використовують в його складі. Тобто, пропан-бутановую фракцію змішують з попутним газом або з вуглеводнями C 3+, виділеними з нього відомими методами, і отриману сировину направляють на каталітичну конверсію.
Суміш продуктів каталітичної конверсії бензинів і газів направляють на розділення. Методами сепарації і ректифікації виділяють стабільний високооктановий бензин, збагачений ароматичними вуглеводнями, пропан-бутановую фракцію, яку направляють на каталітичну переробку газів, і водородсодержащий газ, хоча б частина якого використовують в процесі гідрокрекінгу прямогонного сировини. Концентрування водню до необхідної для гідрокрекінгу при середньому тиску / 8-12 МПа / концентрації 90-95 об.% Здійснюють на мембранних модулях або за допомогою короткоцикловой адсорбції. Отриманий водень може бути використаний і в процесах гідроочищення прямогонний середніх дистилятів.
Отримані за пропонованим способом моторні палива є товарними або використовуються як компоненти при компаундування.
На кресленні наведена блок-схема переробки нафти і попутного газу за пропонованим способом.
 |
Сира нафта 1 має наступні характеристики: |
Нафта має наступний фракційний склад: 2 мас.% Нафти википає до 54 o C, 10% - до 151 o C, 20% - до 227 o C, 30% - до 277 o C, 40% - до 326 o C, 50 % - до 383 o C, 60% - до 438 o C, 70% - до 490 o C, 80% - до 562 o C, 90% - до 634 o C, 95% - до 661 o C, 98% - до 676 o C.
Блок первинної переробки нафти включає електрообессолівающіх установку, на якій знижується вміст в нафті води до 0,1 мас.%, А й атмосферну і вакуумну колони для виділення прямогонного бензину II /н.к. - 180 o C, прямогонного дизпалива зимового III і літнього IV і вакуумного газойля V / фракція 350-590 o C / - прямогонного сировини гідрокрекінгу. У блоці первинної переробки отримують і вуглеводневий газ VI, який після сіркоочистки використовують на власні потреби, і вакуумний залишок VII, який використовують для отримання бітуму.
Прямогонний бензин II і попутний газ VIII, який містить 17,5 мас.% Вуглеводнів C 3 +, а й бензин IX з блоку гідрокрекінгу надходять в блок каталітичної переробки бензинів і газів, що включає реактор зі стаціонарним шаром каталізатора для каталітичної конверсії бензинів, реактор зі стаціонарним шаром каталізатора для каталітичної конверсії газів, а й устаткування для нагрівання сировини і поділу потоку суміші продуктів методами сепарації і ректифікації. Конверсію газів здійснюють при температурі 520-550 o C, тиску 1,0 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 4 годину -1, на каталізаторі, що містить 65% цеоліту ЦВМ групи пентасілов, 2% цинку і оксид алюмінію в якості сполучного компонента. При цьому за прохід перетворюється 80% пропан-бутанової фракції з селективністю по ароматичних вуглеводнів 51%. Такий же каталізатор використовують для конверсії бензинів при температурі 400-480 o C, тиску 1,0 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 2 годину -1. При сепарації охолодженого потоку продуктів отримують водородсодержащий газ Х / 63,3 об. % Водню /, який направляють в блок гідрокрекінгу, при деетанізаціі рідкого продукту з сепаратора - газ на власні потреби, при дебутанізаціі продукту отримують стабільний рідкий продукт і пропан-бутановую фракцію, яку в суміші з попутним газом направляють в реактор каталітичної конверсії газів. З стабільного рідкого продукту в бензинової колоні виділяють бензин XI з октановим числом 93 по дослідницькому методу, а залишок - фракцію 180-220 o C / потік XII / - використовують як компонент дизпалива.
У блоці гідрокрекінгу здійснюють безостаточного переробку вакуумного газойля в двухступенчатом процесі по схемі, наведеній в журналі "Нафтогазові технології", 1995 р, N 3, с. 55. На першій стадії при тиску 8,2 МПа, температурі 410-425 o C і об'ємної швидкості подачі сировини 1 годину -1 використовують алюмокобальтмолібденовий каталізатор, що містить 2% CoO, 11% MoO 3 і 87% Al 2 O 3. На другій стадії при тиску 8 МПа, температурі 330-410 o C і об'ємної швидкості подачі сировини 0,9 годину -1 використовують каталізатор, що містить 6% CoO, 16% MoO 3, 8% модифікованого цеоліту У і 70% Al 2 O 3 . Кратність циркуляції водородсодержащего газу - 700 н.м 3 / м 3 сировини. Вихід бензину IX на рідке сировину становить 30,6%, вихід дизпалива XIII - 59,2%. Циркулює водородсодержащий газ і скидаються гази очищають від сірки і рідкі сірковмісні стоки направляють на виробництво сірки / блок сіркоочистки і виробництва сірки на схемі не вказано /. Концентрування водню для заповнення його витрати здійснюють в блоці гідрокрекінгу на мембранних модулях.
У таблиці наведено матеріальний баланс виробництва моторних палив з знесоленої і збезводненої нафти. Зазначений в балансі газ включає сполуки сірки.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб отримання моторних палив з нафти, що включає первинну переробку нафти з отриманням прямогонного бензину, прямогонний середніх дистилятів і сировини для гідрокрекінгу, гідрокрекінг отриманої сировини і виділення з продуктів гідрокрекінгу бензину і середніх дистилятів, каталітичну конверсію бензинів, що відрізняється тим, що каталітичної конверсії піддають прямогонний бензин і хоча б важку частину бензину, отриманого при гідрокрекінгу, конверсію здійснюють з використанням каталізатора, що містить цеоліт групи пентасілов і гидрируются / дегидрирующей компонент, в умовах освіти ароматичних вуглеводнів з парафінів і нафтенов, здійснюють каталітичну конверсію пропан-бутанової фракції з використанням каталізатора, що містить цеоліт групи пентасілов і гидрируются / дегидрирующей компонент, в умовах освіти ароматичних вуглеводнів і водню, отримують суміш продуктів каталітичної конверсії газів і бензинів, направляють її на поділ з отриманням водородсодержащего газу, хоча б частина якого використовують для гідрокрекінгу, пропан-бутанової фракції, яку направляють на каталітичну конверсію і високооктанового бензину.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що каталітичну конверсію пропан-бутанової фракції здійснюють в суміші з вуглеводнями С 3+, що містяться в попутному газі.
Версія для друку
Дата публікації 07.04.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.