Способ получения высокооктановых бензинов

 

Сущность изобретения: высокооктивные бензины получают фракционированием исходного сырья - углеводородных фракций, содержащих углеводороды C2-C5 с концом кипения бензиновых фракций. Выделяют фракции C2-C5 и/или стабильную фракцию C5+ или легкую и тяжелую бензиновые фракции. Фракцию C2-C5 или ее смесь с газообразными продуктами контактирования подвергают пиролизу. Полученные продукты смешивают со стабильной фракцией C5+ или с тяжелой бензиновой фракцией. Смесь контактирует с катализатором на основе цеолитов со структурой ZSM-5-11, в том числе модифицированных элементами I, II, III, V, VI и VIII групп периодической системы. Из полученной высокооктановой бензиновой фракции ректификацией выделяют высокооктановый бензин и остаточную фракцию и в случае выделения из исходного сырья легкой бензиновой фракции ее компаундируют с высокооктановой фракцией или с высокооктановым бензином. Продукты пиролиза фракционируют с выделением пирогаза и пироконденсата. Пирогаз смешивают или со стабильной фракцией C5+ или с тяжелой бензиновой фракцией и совместно подвергают контактированию с катализатором, а пироконденсат компаундируют с высокооктановой бензиновой фракцией, выделенной из продуктов контактирования, до ее ректификации. Легкая бензиновая фракция имеет температуру конца кипения 60 - 80°С, а тяжелая бензиновая фракция имеет температуру начала кипения 60 - 80°С. Контактирование сырья с катализатором ведут при температурах 320 - 460°С и давлении 0,2 - 4 МПа. 1 с. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам получения неэтилированных высокооктановых бензинов из углеводородных фракций с высоким содержанием углеводородов С25 и имеющих температуру конца кипения в интервале температур выкипания бензинов. Сырьем процесса могут быть газовые бензины, конденсаты попутных газов, широкая фракция легких углеводородов - ШФЛУ, стабильные и нестабильные бензиновые фракции нефтей и газовых конденсатов, бензиновые фракции вторичного происхождения и т.п.

Известен комбинированный способ ароматизации углеводородов [1], сочетающий в себе процессы фракционирования, термического и каталитического превращения различных углеводородных фракций. Согласно данного способа углеводородные фракции подвергают ароматизации путем контактирования при 345-760оС и массовой скорости подачи сырья 1-15 ч-1 с катализатором на основе металлсодержащего цеолита ZSM-5. Продукты контактирования фракционируют с выделением газообразной и жидкой (ароматической) фракций. Выделенные газообразные углеводороды подвергают пиролизу и дегидрированию, часть полученных на этой стадии продуктов направляют на рециркуляцию на стадию ароматизации. Из ароматической фракции выделяют алифатические углеводороды С6+, которые направляют на стадию пиролиза и дегидрирования, и полученные продукты также направляют на рециркуляцию на стадию ароматизации. В результате осуществления данного способа возможно получение ароматической фракции с октановым числом до 110 ИМ. Основными недостатками данного способа являются: относительно низкие выходы получаемых бензинов; наличие стадии выделения из ароматической фракции алифатических углеводородов, что усложняет технологию процесса; получение только высокооктанового компонента бензина, а не бензина, что требует дополнительной стадии получения именно бензина.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является комбинированный способ получения автомобильного бензина [2]. Согласно выбранного прототипа предварительно очищенное от серы сырье - углеводородную фракцию С26 разделяют на фракцию С34 и фр. С56. Фракцию С34 подвергают контактированию при 450-700оС с модифицированным галлием катализатором на основе цеолита типа ZSМ. Продукты контактирования фракционируют с выделением углеводородных газов, Фр.С56 и ароматической фракции. Фракции С56, выделенные из исходного сырья и из продуктов контактирования, совместно подвергают изомеризации на катализаторе, содержащем металлы платиновой группы на Al2O3 и модифицированном галогенидами. Продукты стадии изомеризации фракционируют с выделением углеводородных газов и жидкой фракции. Жидкие продукты стадий ароматизации и изомеризации смешивают и в качестве высокооктанового компонента компаундируют с прямогонным бензином для получения целевого продукта с октановым числом до 91,5 ИМ. Основными недостатками данного способа являются: применение в данной технологии получения бензина двух принципиально различных типов катализаторов; применение высоких температур процесса на стадии ароматизации, что приводит к быстрому закоксовыванию катализа- тора; относительно низкие выходы получаемого высокооктанового компонента бензина.

Целью изобретения является увеличение выхода и октанового числа бензина.

Сущность изобретения заключается в следующем. Углеводородную фракцию с высоким содержанием углеводородов С25 и имеющую температуру конца кипения в области температур кипения бензинов фракционируют с выделением фракции С25 и/или стабильного бензина (фр. С5+) или легкого бензина (фр. С5- (60-80)оС) и тяжелого бензина - (фр. > (60-80)оС). Фракцию С25 или ее смесь с газообразными продуктами контактирования, полученными как описано ниже, подвергают пиролизу при температурах 550-900оС. Продукты пиролиза смешивают или со стабильным, или с тяжелым бензином и совместно подвергают контактированию с цеолитсодержащим катализатором, продукты контактирования разделяют с выделением углеводородных газов С14 и жидкой - высокооктановой бензиновой фракции, из которой ректификацией выделяют целевой высокооктановый бензин (фр.НК-195оС) и остаточную фракцию > 185оС; или продукты пиролиза предварительно фракционируют с выделением газообразной (пирогаз) и жидкой (пироконденсат) фракций, пирогаз смешивают с указанными фракциями и совместно подвергают контактированию с катализатором, а пироконденсат компаундируют с высокооктановой бензиновой фракцией до ее ректификации на целевой бензин и остаточную фракцию. Легкий бензин, при условии его выделения, компаундируют или с высокооктановой бензиновой фракцией до ее ректификации или с бензином, выделенным после ее ректификации.

В качестве катализаторов используют цеолиты со структурой ZSМ-5 - 11 нанесенные на носитель или без такого, в т.ч. модифицированные элементами II, III, V, VI и VIII групп, приготовленные известными методами. Оптимальные условия контактирования: температура реакции - 300-480оС, давление - 0,2-4 МПа, скорость подачи сырья 1-6 ч-1.

П р и м е р 1. Фракцию н-парафинов, содержащую 3 мас.%, н-бутана, 24% н-пентана, 73% н-гексана и имеющую октановое число ОЧ-36 ММ, фракционируют с выделением 22 мас.% фракции С45 и 78% стабильной фракции С56. Фракцию С45 подвергают пиролизу при Тп-780оС в присутствии 25% паров воды. Продукты пиролиза смешивают со стабильной фракцией и совместно подвергают контактированию с катализатором при температуре реакции Тр = 360оС, давлении Р - 1,0 МПа и объемной скорости подачи жидкого сырья = 2,0 ч-1. Катализатор содержит 30 мас. % Аl2O3 в качестве носителя и 70% цеолита со структурой ZSМ-11 состава 0,04 Na2O Al2O3 Fe2O3х х52SiO2. Продукты контактирования фракционируют с отделением воды, углеводородных газов и высокооктановой бензиновой фракции. Бензиновую фракцию подвергают ректификации для выделения целевого бензина (фр. НК-195о) и остаточной фракции > 185оС. Выход продуктов составляет, мас.%: углеводородных газов - 53,2; бензиновой фракции - 46,8, в т.ч. остаточной фракции - 5,6; целевого бензина - 41,2. Полученный бензин содержит 55% парафино-нафтеновых углеводородов, 45% ароматических и имеет ОЧ-79 ММ.

П р и м е р ы 2-3. Аналогичны примеру 1. Условия контактирования сырья с катализатором, составы катализаторов, выходы продуктов приведены в табл. 1. Цеолиты, используемые в составе катализатора, имеют структуру ZSМ-11.

П р и м е р ы 4-5. Прямогонную бензиновую фракцию газового конденсата, содержащую углеводороды, мас.%: С2 0,6; С3 2,1; С4 19,3; С5 37,3; С6 25,7; С7 10,2; С8 4,1; С9+ -0,7, и имеющую следующий фракционный состав, оС: н.к. - 28; 10 об.% - 49; 50% - 65; 90% - 102; к.к. - 145, фракционируют с выделением 34 мас. % фракции С25 и 66% стабильной бензиновой фракции С5+. Фракцию С25 подвергают пиролизу при температуре Тп = 830оС, времени контакта 0,6 с, давлении 0,2 МПа в присутствии 50 мас.% водяного пара. Продукты пиролиза смешивают со стабильной бензиновой фракцией и совместно в реакторе подвергают контактированию с катализатором при температуре реакции Тр, давлении Р и объемной скорости подачи жидкого сырья . Продукты реакции фракционируют с выделением углеводородных газов и высокооктановой бензиновой фракции, которую подвергают ректификации для выделения целевого бензина (фр. НК-195оС) и остаточной фракции > 185оС. Применяемый катализатор содержит 60 мас.% цеолита структуры ZSМ-5 состава 0,02 Na2O Al2O3 0,3 Ga2O3 0,1 Fe2O3х х88SiO2 и 40% Аl2O3. Условия процесса, выходы продуктов и октановые числа получаемых бензинов приведены в табл.1.

П р и м е р 6. Газовый бензин, содержащий углеводороды, мас.%: С23 - 4, С4 - 18, С5 - 37, С6 - 24, С7 - 13, С8+ - 4, (в т.ч. н-парафины - 46, изопарафины и нафтены - 53, ароматические - 1), фракционируют с выделением 30% фракции С25 и 70% стабильного бензина С5+. Фракцию С25 подвергают пиролизу при температуре Tп = =820оС, времени контакта 0,8 с, давлении 0,15 МПа в присутствии 50% водяного пара. Углеводородные продукты реакции разделяют с выделением газообразной (пирогаз) и жидкой (пироконденсат) фракций. Пирогаз смешивают со стабильным бензином и совместно в реакторе подвергают, контактированию с катализатором при температуре реакции Тр = 360оС, давлении Р = 1,0 МПа и объемной скорости подачи жидкого сырья = 2,0 ч-1. Продукты контактирования фракционируют с выделением углеводородных газов и жидкой (бензиновой) фракции, которую компаундируют с пироконденсатом и полученную смесь подвергаю ректификации для выделения целевого бензина (фр. НК-195о) и остаточной фракции > 185оС. При использовании катализатора, содержащего 70% цеолита со структурой ZSМ-5 состава 0,03 Na2O Al2O3 0,3 Fe2O3 86SiО2, 30 мас.% Аl2О3 в качестве носителя, и модифицированного 3% Lа, выход продуктов составляет: углеводородных газов - 41,8%, остаточной фракции > 185оС - 5,8%, целевого бензина с ОЧ-87 ИМ - 52,4 мас.%.

П р и м е р 7. Газовый бензин, состава приведенного в примере 6, фракционируют с выделением 30 мас.%. Фракции С25, 24% легкого бензина (фр. НК-80оС) и 46% тяжелого бензина (фр. > 80оС). Фракцию С25 подвергают пиролизу при условиях примера 6. Продукты пиролиза разделяют на пирогаз и пироконденсат. Пирогаз смешивают с тяжелым бензином и совместно подвергают контактированию при условиях и с катализатором примера 6. Продукты контактирования разделяют с выделением углеводородных газов и жидкой (бензиновой) фракции, которую компаундируют с пироконденсатом. Полученную в результате компаундирования смесь подвергают ректификации для выделения остаточной фракции > 185оС и бензина (фр. 35-195о), который компаундируют с легким бензином для получения целевого бензина с ОЧ-85 ИМ. Выход продуктов составляет: углеводородных газов 33,2%, остаточной фракции - 5,7%, высокооктанового бензина - 60,1 мас.%.

П р и м е р 8. Газовый бензин, состава приведенного в примере 6, фракционируют с выделением 30 мас.% фракции С25, и 70% стабильного бензина С5+. Фракцию С25 смешивают с рециркулятом - газообразными продуктами контактирования и подвергают совместному пиролизу при условиях примера 6. Продукты пиролиза разделяют на пирогаз и пироконденсат. Пирогаз смешивают со стабильным бензином и совместно подвергают в реакторе контактированию при условиях и с катализатором примера 6. Продукты реакции фракционируют с выделением углеводородных газов, часть которых в качестве рециркулята смешивают с фракцией С25 до их пиролиза, и бензиновой фракции, которую компаундируют с пироконденсатом и подвергают ректификации для выделения остаточной фракции > 185оС и целевого бензина с ОЧ-88 ИМ. Выход продуктов составляет: углеводородных газов - 34,0 мас.%., остаточной фракции - 5,9%, высокооктанового бензина - 61,4%.

П р и м е р 9. Газовый бензин состава, приведенного в примере 6, фракционируют с выделением 30 мас.% фракции С25, 13% легкого бензина (фр. 36-60оС) и 57% тяжелого бензина (фр. > 60оС). Фракцию С25 смешивают с рециркулятом - газообразными продуктами контактирования и направляют на пиролиз, который осуществляют при условиях примера 6. Продукты пиролиза фракционируют на пирогаз и пироконденсат. Пирогаз смешивают с тяжелым бензином и совместно в подвергают контактированию в реакторе при условиях и с катализатором примера 6. Продукты контактирования фракционируют с выделением углеводородных газов, часть которых в качестве рециркулята смешивают с фракцией С25 до их пиролиза, и бензиновой фракции. Бензиновую фракцию компаундируют с пироконденсатом и легким бензином и подвергают ректификации для выделения целевого бензина с ОЧ-87 ИМ и остаточной фракции > 185оС. Выход продуктов составляет: углеводородных газов - 29,9%, остаточной фракции - 6,2%, высокооктанового бензина - 63,9 мас.%.

П р и м е р ы 10-13. Аналогичны примеру 9. Условия проведения процесса, составы катализаторов, характеристика сырья и продуктов приведены в таблице. Цеолиты, применяемые в составе катализаторов, имеют структуру ZSМ-11 (примеры 10, 11) и ZSМ-5 (примеры 12, 13).

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВЫХ БЕНЗИНОВ из углеводородных фракций, содержащих углеводороды C2 - C5 и имеющих температуру конца кипения, находящуюся в интервале температур выкипания бензиновых фракций, включающий их фракционирование, контактирование при повышенных температурах и избыточном давлении с катализатором на основе цеолитов со структурой ZSM-5 ZSM-11, в том числе модифицированных элементами I, II, III, Y, YI, YIII групп Периодической системы, и последующее разделение продуктов контактирования с выделением газообразных продуктов и бензиновой фракции, отличающийся тем, что исходное сырье фракционируют с выделением фракции C2 - C5 и/или стабильной фракции C5+, или легкой и тяжелой бензиновых фракций, с последующим пиролизом фракции C2 - C5 или ее смеси с газообразными продуктами контактирования, смешиванием продуктов пиролиза со стабильной фракцией C5+ или с тяжелой бензиновой фракцией, контактированием смеси с катализатором, из полученной контактированием высокооктановой бензиновой фракции ректификацией выделяют высокооктановый бензин и остаточную фракцию, и в случае выделения из исходного сырья легкой бензиновой фракции ее компаундируют с высокооктановой фракцией или с высокооктановым бензином.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукты пиролиза фракционируют с выделением пирогаза и пироконденсата, пирогаз смешивают или со стабильной фракцией C5+, или с тяжелой бензиновой фракцией и совместно подвергают контактированию с катализатором, а пироконденсат компаундируют с высокооктановой бензиновой фракцией, выделенной из продуктов контактирования, до ее ректификации.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что легкая бензиновая фракция имеет температуру конца кипения 60 - 80oС, а тяжелая бензиновая фракция имеет температуру начала кипения 60 - 80oС.

4. Способ по пп.1, 2 и 3, отличающийся тем, что контактирование сырья с катализатором ведут при 320 - 460oС и давлении 0,2 - 4 МПа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

QZ4A - Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Ионе К.Г., Степанов В.Г.

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): Научно-техническое учреждение Научно-инженерный центр "Цеосит" Объединенного института катализа Сибирского отделения РАН"

Характер внесенных изменений (дополнений):Объем передаваемых прав, предмет договора

Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения: 14.12.1996 № 4884

Извещение опубликовано: 10.01.2007        БИ: 01/2007

* ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения моторных топлив - дизельных и неэтилированных высокооктановых бензинов из газового конденсата

Изобретение относится к способам получения моторных топлив - дизельных и неэтилированных высокооктановых бензинов из газового конденсата
Изобретение относится к нефтехимии - к способам получения неэтилированных высокооктановых бензиновых фракций и/или ароматических углеводородов C6-C10 из углеводородного сырья С2-С12 и/или кислородсодержащих органических соединений (спирты, эфиры и т.д.)

Изобретение относится к способу парового крекинга углеводородного сырья, содержащего олефины, обеспечивающему повышенное содержание легких олефинов в потоке, выходящем после парового крекинга, и включающему пропускание первого углеводородного сырья, содержащего один или более олефинов, через реактор каталитического крекинга, содержащий кристаллический силикат, для получения промежуточного потока, содержащего олефины более низкой молекулярной массы, чем в сырье, фракционирование промежуточного потока для получения фракции с более низким числом углеродных атомов и фракции с более высоким числом углеродных атомов, и пропускание фракции с более высоким числом углеродных атомов в качестве второго углеводородного сырья через установку парового крекинга для получения потока, выходящего после парового крекинга

Изобретение относится к способам и установкам переработки газовых конденсатов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и газоперерабатывающей отраслях промышленности

Изобретение относится к области катализа и может быть использовано в качестве катализатора в процессе термолиза тяжелых нефтей и нефтяных остатков

Изобретение относится к способам получения моторных топлив - дизельных и неэтилированных высокооктановых бензинов - из газового конденсата

Изобретение относится к способам получения неэтилированных высокооктановых бензинов из углеводородных фракций с высоким содержанием углеводородов С2-С5 и имеющих температуру конца кипения в интервале температур выкипания бензинов

Наверх