Способ облагораживания нефтяного остаточного сырья

 

Сущность изобретения: нефтяное остаточное сырье контактируют с мелкодисперсным адсорбентом, содержащем 0,5-1,5 мас.% никеля, в присутствии водяного пара и легких углеводородных фракций при 540- 620^oС в течение 0,2-0,65 с. Полученные парообразные продукты и адсорбент подают на вторую ступень контактирования, проводимую в течение 0,2-1,0 с, с одновременной подачей углеводородной фракции или воды при температуре, обеспечивающей снижение температуры контактирования до 420- 525^oС. Полученное очищенное сырье отделяют от отработанного адсорбента, проводят десорбцию адсорбированных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента. Отработанный адсорбент подвергают окислительной регенерации и возвращают нагретый регенерированный адсорбент в процесс. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способам облагораживания нефтяного остаточного сырья путем адсорбционно-каталитической очистки от коксообразующих веществ, металлосодержащих, сернистых и азотистых соединений. Целью изобретения является повышение выхода и качества очищенного нефтепродукта и снижение выхода кокса. Указанная цель достигается описываемым способом облагораживания нефтяного остаточного сырья путем контактирования с мелкодисперсным адсорбентом в присутствии водяного пара и легких углеводородных фракций при повышенной температуре в две ступени при времени контакта 0,2 0,65 с на первой ступени с последующей подачей парообразных продуктов и адсорбента на вторую ступень, проводимую при времени контакта 0,2 1,0 с, с получением очищенного сырья и отработанного адсорбента, с последующими стадиями отделения очищенного сырья от отработанного адсорбента, десорбции адсорбированных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента, окислительной регенерации отработанного адсорбента и возвращения нагретого регенерированного адсорбента в процессе, согласно изобретению, используют адсорбент, содержащий 0,5 1,5% мас.никеля, и на первой ступени контактирование проводят при температуре 540 620^o, на вторую ступень дополнительно подают легкую углеводородную фракцию или воду, обеспечивающие снижение температуры контактирования на второй ступени до 420 525^oС. Отличительными признаками настоящего способа является использование адсорбента, содержащего 0,5 1,5 мас. никеля, и проведение контактирования на первой ступени при температуре 540 620^oС, а также дополнительная подача на вторую ступень углеводородной фракции или воды при температуре, обеспечивающей снижение температуры контактирования на второй ступени до 420 - 525^oС. Указанное отличие позволяет снизить выход кокса за счет глубокого испарения высококипящих углеводородов и разложения асфальто-смолистых веществ на первой ступени, и повысить выход и качество очищенного нефтепродукта за счет конверсии низкомолекулярных олефинов в бензиновые и средние дистиллятные фракции с понижением количества двойных связей на второй ступени. Сущность изобретения заключается в следующем. Облагораживание нефтяного сырья путем адсорбционно-каталитической очистки проводят при контактировании с адсорбентом, содержащим осажденный из сырья никель в количестве 0,5 1,5 мас. в присутствии водяного пара и легких углеводородных фракций. Контактирование осуществляют в две ступени. На первой ступени проводят очистку сырья при его глубоком испарении с осаждением асфальто-смолистых соединений на адсорбенте и их последующем разложением, что достигается поддержанием высокой температуры 540 620^oС. Для снижения выхода кокса и газа процесс на первой ступени проводят при малом времени контактирования 0,20 0,65 с. На второй ступени осуществляют доочистку сырья и конверсию низкомолекулярных олефинов в бензиновые и средние дистиллятные фракции в присутствии осажденного на адсорбенте никеля при температуре 420 - 525^oС и времени контактирования 0,2 1,0 с благоприятных условиях для протекания реакций олигомеризации олефинов. Для снижения температуры до оптимальной, а также одновременного снижения парциального давления высококипящих углеводородов, что препятствует их конденсации при снижении температуры, на вторую ступень дополнительно подают углеводородную фракцию или воду. Описываемый способ облагораживания нефтяного остаточного сырья позволяет снизить выход кокса за счет глубокого испарения сырья, осаждения на адсорбенте асфальто-смолистых веществ и последующего их разложения, и увеличить выход и качество целевого продукта за счет осуществления конверсии низкомолекулярных олефинов в бензиновые и средние дистиллятные фракции со снижением йодного числа очищенного нефтепродукта. Схема осуществления способа представлена на чертеже, согласно которому исходное сырье подают по линии 1 совместно с водяным паром 2 в прямоточный реактор на первую ступень процесса 3, где при контактировании сырья в восходящем потоке мелкодисперсного регенерированного адсорбента происходит очистка сырья. На вторую ступень 4 подают частично отработанный катализатор, продукты реакции с первой ступени и углеводородную фракцию или воду по линии 5. Продукты облагораживания поступают в реактор-сепаратор 6 и после очистки от катализатора в циклоне направляют на ректификацию по линии 7. Отработанный адсорбент после десорбции водяным паром в зоне отпарки 8 направляют по транспортной линии 9 в регенератор 10 на окислительную регенерацию. В регенератор подают кислородсодержащий газ по линии 11. Дымовые газы после очистки от катализатора в циклоне выводят по линии 12. Регенерированный адсорбент по линии 13 направляют на первую ступень очистки. Согласно изобретению, в качестве исходного сырья очистки используют остаточные нефтяные фракции мазут или гудрон. В качестве адсорбента используют мелкодисперсные контакты на основе алюмосиликата, оксида кремния, оксида алюминия. Облагораживание остаточного нефтяного сырья осуществляют в две ступени. Циркулирующий адсорбент содержит 0,5 1,5 мас. никеля, осажденного из сырья. На первой ступени в восходящем потоке регенерированного адсорбента проводят очистку сырья при его глубоком испарении с освобождением асфальто-смолистых соединений на адсорбенте и их последующем разложении при температуре 540 - 620^oС и времени контактирования 0,20 0,65 с. Для диспергирования сырья используют водяной пар или легкие углеводородные фракции. Парциальное давление высококипящих углеводородов 0,03 0,08 МПа. Продукты реакции первой ступени, содержащие непредельные углеводороды, и частично отработанный адсорбент направляют на вторую ступень. Для снижения температуры и парциального давления высококипящих углеводородов на вторую ступень подают углеводородную фракцию или воду и осуществляют доочистку сырья и конверсию низкомолекулярных олефинов в бензиновые и средние дистиллятные фракции при температуре 425 525^oС и времени контакта 0,2 1,0 с в присутствии никеля, осажденного на адсорбенте в количестве 0,5 1,5 мас. Равновесное содержание никеля на адсорбенте поддерживают изменением количества догружаемого свежего адсорбента в систему. Парциальное давление высококипящих углеводородов составляет 0,005 0,025 МПа. Кратность циркуляции адсорбента в процессе облагораживания 4 6, концентрация в прямоточном реакторе 30 50 кг/м³. Температуру на первой ступени регулируют изменением температуры подогрева сырья и скоростью циркуляции адсорбента, а на второй ступени - изменением расхода разбавителя и его температуры. Десорбцию легколетучих углеводородов с поверхности отработанного адсорбента осуществляют путем обработки водяным паром. Регенерацию отработанного адсорбента осуществляют кислородсодержащим газом в кипящем слое при температуре 650 780^oС, концентрации адсорбента 400 700 кг/м³, содержании остаточного кокса на регенерированном адсорбенте 0,01 0,2 мас. Проведение облагораживания нефтяного остаточного сырья по описываемому способу в две ступени с осуществлением глубокого испарения сырья с разложением осажденных на адсорбенте асфальто-смолиртых соединений при температуре 540 620^oС на первой ступени и конверсии низкомолекулярных олефинов в бензиновые и средние дистиллятные фракции на второй ступени в присутствии осажденного на адсорбенте никеля при температуре 420 525^oС, достигаемой путем подачи углеводородной фракции или воды, позволяет улучшить селективность процесса за счет обеспечения оптимальных условий испарения и протекания реакций олигомеризации олефинов, что в свою очередь обеспечивает снижение выхода кокса и повышение выхода и качества целевого продукта. П р и м е р 1. В качестве сырья используют мазут западно-сибирской нефти с плотностью 933 кг/м³. коксуемостью по Конрадсону 5,3 мас. содержанием серы 1,8 мас. азота 0,2 мас. ванадия 78 мг/кг, никеля 22 мг/кг. Процесс проводят на мелкодисперсном алюмосиликатном адсорбенте, имеющим следующие характеристики: насыпная плотность 1280 кг/м³, кажущаяся плотность 1700 кг/м³, индекс активности 6 мас. Гранулометрический состав, мас. крупнее 0,160 мм 1,0; мельче 0,100 мм 94,5; мельче 0,040 мм 21,7: мельче 0,02 мм 0,86. Облагораживание 24 т/сут мазут осуществляют в две ступени. На первой ступени исходное сырье, подогреваемое до температуры 220^oС, подвергают адсорбционно-каталитической очистке в восходящем потоке регенерированного адсорбента при температуре 580^oС и времени контакта 0,4 с, что обеспечивает глубокое испарение сырья с осаждением асфальто-смолистых соединений на адсорбенте и их последующем разложением. Для диспергирования сырья используют водяной пар в количестве 5 мас. от расхода сырья. Парциальное давление высококипящих углеводородов составляет 0,043 МПа. Продукты реакции первой ступени, содержащие непредельные углеводороды, и частично отработанный адсорбент направляют на вторую ступень. Для снижения температуры и парциального давления высококипящих углеводородов на вторую ступень подают бензиновую фракцию в количестве 430 кг/ч с температурой 40^oС и осуществляют доочистку сырья и конверсию низкомолекулярных олефинов в бензиновые и средние дистиллятные фракции при температуре 480^oС и времени контакта 0,6 с в присутствии никеля, осажденного на адсорбенте в количестве 1,0 мас. Парциальное давление высококипящих углеводородов составляет 0,019 МПа. Кратность циркуляции адсорбента в процессе облагораживания,концентрация 40 кг/м³. Отработанный адсорбент подвергают десорбции в токе водяного пара и далее окислительной регенерации в токе кислородсодержащего газа и температуре 73О^oС. Содержание остаточного кокса на регенерированном адсорбенте 0,03 мас. Показатели адсорбционно-каталитической очистки по данному способу сведены в таблицу. В той же таблице для сравнения приведены показатели адсорбционно-каталитической очистки по известному способу. Как видно из таблицы, осуществление указанного варианта обеспечивает снижение выхода кокса на 1,2 мас. увеличение выхода очищенного жидкого продукта на 8,6 мас. и снижение йодного числа на 11 г йода/100 г раствора по сравнению с известным способом. Степень очистки мазута от вредных примесей находится на том же уровне, что и по известному способу. П р и м е р 2. Облагораживание мазута осуществляют в тех же условиях, что в примере 1. На первой ступени исходное сырье подвергают адсорбционно-каталитической очистке при температуре 540^oС и времени контакта 0,65 с. Продукты реакции первой ступени и частично отработанный адсорбент направляют на вторую ступень. На вторую ступень дополнительно подают бензиновую фракцию в количестве 520 кг/ч и осуществляют процесс при температуре 420^oС и времени контакта 1,0 с в присутствии никеля, осажденного на адсорбенте в количестве 0,5 мас. Парциальное давление высококипящих углеводородов составляет 0,015 МПа. Кратность циркуляции адсорбента в процессе 4. Показатели адсорбционно-каталитической очистки по данному способу приведены в таблице. Как видно из таблицы осуществление указанного варианта обеспечивает снижение выхода кокса на 0,5 мас. увеличение выхода очищенного жидкого продукта на 7,1 мас. со снижением его йодного числа на 5 г иода/100 г раствора по сравнению с известным способом. Степень очистки мазута от вредных примесей находится на том же уровне, что и по известному способу. П р и м е р 3. Облагораживание мазута осуществляют в тех же условиях, что и в примере 1. На первой ступени исходное сырье подвергают адсорбционно-каталитической очистке при температуре 620^oС и времени контакта 0,2 с. Продукты реакции первой ступени и частично отработанный адсорбент направляют на вторую ступень. На вторую ступень дополнительно подают бензиновую фракцию в количестве 410 кг/ч и осуществляют процесс при температуре 525^oС и времени контакта 0,2 с в присутствии никеля, осажденного на адсорбенте в количестве 1,5 мас. Парциальное давление высококипящих углеводородов составляет 0,02 МПа. Кратность циркуляции адсорбента в процессе 6. Показатели адсорбционно-каталитической очистки по данному способу приведены в таблице. Как видно из таблицы, осуществление указанного варианта обеспечивает снижение выхода кокса на 0,7 мас. увеличение выхода очищенного жидкого продукта на 7,6 мас. со снижением его йодного числа на 8 г йода/ 110 раствора по сравнению с известным способом. Степень очистки мазута от вредных примесей находится на том же уровне, что и по известному способу. П р и м е р 4. Облагораживание мазута осуществляют в тех же условиях, что и в примере 1. На первой ступени исходное сырье подвергают адсорбционно-каталитической очистке при температуре 580^oС и времени контакта 0,4 с. Продукты реакции первой ступени и частично отработанный адсорбент направляют на вторую ступень. На вторую ступень дополнительно подают воду в количестве 150 кг/ч с температурой 40^oС и осуществляют процесс при температуре 480^oС и времени контакта 0,6 с в присутствии никеля, осажденного на адсорбенте в количестве 1 мас. Парциальное давление высококипящих углеводородов составляет 0,009 МПа. Кратность циркуляции адсорбента в процессе 5. Показатели адсорбционно-каталитической очистки по данному способу приведены в таблице. Как видно из таблицы, осуществление указанного варианта обеспечивает снижение выхода кокса на 1,3 мас. увеличение выхода очищенного жидкого продукта на 8,5 мас. со снижением его йодного числа на 12 г йода /100 г раствора по сравнению с известным способом. Степень очистки мазута от вредных примесей находится на том же уровне, что и по известному способу. П р и м е р 5. Облагораживание мазута осуществляют в тех же условиях, что и в примере 1. На первой ступени исходное сырье подвергают адсорбционно-каталитической очистке при температуре 5З0^oС и времени контакта 0,75 с. Продукты реакции первой ступени и частично отработанный адсорбент направляют на вторую ступень. На вторую ступень дополнительно подают бензиновую фракцию в количестве 510 кг/ч и осуществляют процесс при температуре 41^oС и времени контакта 1,2 с в присутствии никеля, осажденного на адсорбенте в количестве 0,3 мас. Парциальное давление высококипящих углеводородов составляет 0,016 МПа. Кратность циркуляции адсорбента в процессе 3,5. Условия проведения адсорбционно-каталитической очистки по данному примеру не обеспечивают глубокого испарения сырья и разложения осажденных на адсорбенте асфальто-смолистых соединений на первой ступени и интенсивного превращения низкомолекулярных олефинов на второй ступени. В результате выход кокса увеличивается до 9,4 мас. выход очищенного жидкого продукта снижается до 85,5 мас. при повышении его йодного числа до 24 г иода 1ОО г раствора. Показатели адсорбционно-каталитической очистки приведены в таблице. П р и м е р 6. Облагораживание мазута осуществляют в тех же условиях, что и в примере 1. На первой ступени исходное сырье подвергают адсорбционно-каталитической очистке при температуре 630^oС и времени контакта 0,1 с. Продукты реакции первой ступени и частично отработанный адсорбент направляют на вторую ступень. На вторую ступень дополнительно подают бензиновую фракцию процесса в количестве 420 кг/ч с температурой 40^oС и осуществляют процесс при температуре 535^oС и времени контакта 0,1 с в присутствии никеля, осажденного на адсорбенте в количестве 1,7 мас. Парциальное давление высококипящих углеводородов составляет 0,020 МПа. Кратность циркуляции адсорбента 6,3. Условия проведения адсорбционно-каталитической очистки по данной примеру приводят к чрезмерному разложению сырья с ростом коксо- и газообразования и снижения степени очистки сырья. В результате увеличивается выход газа до 5,5 мас. кокса до 9,5 мас. выход очищенного жидкого продукта снижается до 85 мас. при повышение его йодного числа до 22 г иода /100 г раствора. Показатели адсорбционно-каталитической очистки приведены в таблице. Проведение адсорбционно-каталитической очистки мазута в две ступени с осуществлением контактирования в восходящем потоке адсорбента, содержащего 0,5 1,5 мас. осажденного из сырья никеля, при температуре 540 620^oС на первой ступени и при температуре 420 525^oС на второй ступени с дополнительной подачей углеводородной фракции или воды на вторую ступень (примеры 1 4) обеспечивает глубокое испарение сырья с осаждением асфальто-смолистых соединений на адсорбенте и их последующим разложением и конверсию низкомолекулярны холефинов в бензиновые и средние дистиллятные фракции, что позволяет снизить выход кокса и увеличить выход очищенного жидкого продукта улучшенного качества по сравнению с известным способом. Проведение адсорбционно-каталитической очистки мазута в две ступени с осуществлением контактирования в восходящем потоке адсорбента, содержащего менее 0,5 мас. или более 1,5 мас. осажденного из сырья никеля, при температуре менее 540^oС или более 620^oС на первой ступени и при температуре менее 420^oС или более 525^oС на второй с подачей углеводородной фракции или воды на вторую ступень, т.е. вне заявляемых пределов (примеры 5, 6), с одной стороны, не обеспечивает глубокого испарения сырья, разложения осажденных асфальтно-смолистых соединений и интенсивного превращения низкомолекулярных олефинов, а с другой стороны,обусловливает чрезмерное разложение сырья с повышением коксо- и газообразования и снижение степени очистки сырья, что приводит к увеличению выхода кокса, снижению выхода и качества целевого продукта. Усовершенствование технологии адсорбционно-каталитической очистки нефтяного остаточного сырья по описываемому способу позволяет улучшить селективность процесса за счет обеспечения оптимальных условий испарения сырья и конверсии низкомолекулярных олефинов и, как следствие, повысить выход и качество целевого продукта.

Формула изобретения

Способ облагораживания нефтяного остаточного сырья путем контактирования с мелкодисперсным адсорбентом в присутствии водяного пара и легких углеводородных фракций при повышенной температуре в две ступени при времени контакта 0,2-0,65 с на первой ступени с последующей подачей парообразных продуктов и адсорбента на вторую ступень, проводимую при времени контакта 0,2-1,0 с, с получением очищенного сырья и отработанного адсорбента, с последующими стадиями отделения очищенного сырья от отработанного адсорбента, десорбции адсорбированных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента, окислительной регенерации отработанного адсорбента и возвращении нагретого регенерированного адсорбента в процесс, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и качества очищенного нефтепродукта и снижения выхода кокса, используют адсорбент, содержащий 0,5-1,5 мас. никеля, и на первой ступени контактирование проводят при температуре 540-620°С, а на вторую ступень дополнительно подают легкую углеводородную фракцию или воду для обеспечения снижения температуры контактирования на второй ступени до 420-525°С.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---