Способ получения высокоиндексных остаточных масел

 

Использование: в нефтехимии, в частности в процессах гидродепарафинизации и гидроочистки масляных фракций. Сущность изобретения: способ предусматривает гидродепарафинизацию и гидроочистку масляных фракций в одном реакторе с пятислойной загрузкой чередующихся катализаторов гидроочистки и гидродепарафинизации (массовое их соотношение 1:2 - 1:3,5). В качестве катализатора гидродепарафинизации используют состав, включающий, мас.%: оксид никеля 4,5 - 5,5; оксид хрома или вольфрама 9 - 13; тальк 5 - 10; пентасил 40 - 50; олово 0,5 - 1,5; гамма-оксид алюминия остальное. Процесс ведут при 375 - 425°С, давлении 3 - 5 МПа, объемной скорости подачи сырья 1 - 2 об. ч/об.ч, в час, подаче водорода 1000-1500 Hм³/м³ сырья. 1 табл.

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способам получения низкозастывающих высокоиндексных масел каталитической гидродепарафинизацией остаточных масляных фракций.

Известен способ (1) получения нефтяных масел с температурой застывания ниже минус 7^оС и высоким индексом вязкости путем неглубокой депарафинизации масляного сырья растворителем и последующей гидродепарафинизацией на кристаллическом цеолите типа "ZSM-23", содержащем благородный металл (палладий).

Недостатком способа является применение двух процессов для получения масел с требуемой температурой застывания.

Известен способ (2) одновременной гидроочистки и гидродепарафинизации остаточных масляных фракций. Гидроочистку проводят в присутствии сульфидированного катализатора, содержащего оксиды никеля, молибдена, фосфора и алюминия. Гидродепарафинизацию осуществляют в присутствии сульфидированного катализатора (оксиды никеля и вольфрама на носителе, состоящем на 80% из цеолита типа "силикат" и 20% Al₂O₃) при температуре 398^оС, давлении 14 МПа, объемной скорости подачи сырья 1 ч-1. Затем полученный гидродепарафинизат гидрируют. Гидрогенизат содержит масляную фракцию с индексом вязкости более 95 и температурой застывания ниже минус 12^оС.

Недостатком способа (2) является проведение его в 3 ступени, большие потери масла и низкий выход (40-45%) фракции, имеющей температуру начала кипения выше 450^оС с высоким индексом вязкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ (3), включающий процесс гидродепарафинизации с применением нескольких слоев катализатора. Согласно этому способу гидродепарафинизацию масляных дистиллятов проводят в реакторе, в который загружено несколько слоев катализатора типа "ZSM-5,11,35" β-цеолита, содержащих палладий или никель, при температуре 293-357^оС, давлении 2,45-4,55 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,25-0,4 ч^-1 и подаче водорода 280-450 нм³/м³ сырья. Исходное сырье пропускают через первый cлой катализатора и отделяют фракцию 321-427^оС, имеющую температуру застывания (-10)- (-21)^оС. Затем оставшуюся фракцию, выкипающую выше 427^оС, пропускают через второй слой катализатора и затем отделяют жидкий продукт с температурой застывания -7^оС, направляемый на третий слой катализатора. Полученное депарафинированное масло с температурой застывания -18^оС и индексом вязкости выше 95 подвергают гидроочистке в присутствии катализатора Pd/Al₂O₃ или Со-Мо/Al₂O₃.

Недостатками способа (3) являются.

Быстрое снижение активности катализаторов I-III ступени, cодержащих только палладий или никель, при переработке серниcтого сырья.

Многоступенчатоcть процесса, связанная с выделением из гидродепарафинизатов промежуточных масляных фракций и наличие в схеме дополнительного узла гидрирования масла.

Относительно низкий выход высокоиндексной низкозастывающей масляной фракции, выкипающей выше 450^оС (40-45%).

Невысокая объемная скорость подачи сырья 0,25-0,4 ч^-1.

Согласно предлагаемому способу гидродепарафинизацию остаточных масел проводят при пятислойной загрузке чередующихся катализаторов гидроочистки и гидродепарафинизации, загруженных в один реактор, при массовом их соотношении 1:2,0 1:3,5.

Состав катализатора гидроочистки (ГО), мас. NiO 4-5.5; МоО 13,5-16,5 SiO₂ 0,1-1,5; В₂О₃ 1-13,5; γ-Al₂O₃ остальное.

Состав катализатора гидродепарафинизации (КД), мас. NiO 4-5,5; СrO₃ (WO₃) 9-13; тальк 5-10; цеолит типа "Пентасил" с силикатным модулем 40) 40-50; γ-Al₂O₃ остальное. Гидродепарафинизацию проводят при температуре 375-425^оС. давлении 3-5 МПа, объемной скорости подачи сырья 1-2 ч^-1, подаче водорода 1000-1500 нм³/м³ сырья. Получают гидрогенизат, содержащий целевую фракцию остаточного депарафинированного масла, выкипающую при температуре выше 450^оС, с температурой застывания (-12)-(-19)^оС, выходом 52,1-61,5 мас. и индексом вязкости 116-119.

Существенным отличием предлагаемого способа от известных аналогов и прототипа является послойная загрузка чередующихся катализаторов гидроочистки и гидродепарафинизации в один реактор, проведение процесса в одну стадию без выделения промежуточных фракций и дополнительного гидрирования получаемого гидродепарафинизата, а также использование нового катализатора гидродепарафинизации состава, мас. NikO 4-5,5; CrO₃ (WO₃) 9-13; кристаллический магнийсиликат(тальк) 5-10; цеолит типа "Пентасил" (с силикатным модулем 40) 40-50; олово 0,5-1,5; γ-Al₂O₃ остальное.

Новизной технического решения предлагаемого способа является чередующаяся пятислойная загрузка катализаторов гидроочистки и гидродепарафиниза- ции: кт.ГО ->> кт.КД ->> кт ГО ->> кт КД ->> кт ГО при массовом соотношении этих катализаторов 1:2 1:3,5, введение в состав катализатора гидродепарафинизации допол- нительно олова и талька, что повышает его гидрокрекирующую функцию и стойкость к отравлению коксом.

П р и м е р 1. Сырье рафинат фенольной очистки деасфальтизата (фракция, выкипающая выше 490^оС с т.пл. 65^оС, кинематической вязкостью при 100^оС 18 мм²/с, содержанием серы 0,58 мас.) контактирует в присутствии водорода при 400^оС, объемной скорости подачи сырья 1 ч^-1, давлении 4 МПа, подаче водорода 1000 нм³/м³ cырья в одном реакторе, куда послойно загружены катализатор гидроочистки состава, мас. NiO 5, MoO₃ 13,5; SiO₂ 0,5; B₂O₃ 1,5; γ-Al₂O₃ 79,5; (ТУ 38.402-62-67-89), и катализатор гидродепарафинизации состава, мас. NiO 4; CrO₃ 9; тальк 5; пентасил 40; Sn 0,5; γ-Al₂O₃ 4Т5, при массовом соотношении 1:3,5, т.е. катализатор гидроочистки 4,1 г катализатор КД 21,8, катализатор ГО 4,1, катализатор КД 21,8 г, катализатор ГО 4,1 г.

Результаты по примеру 1 и последующим примерам представлены в таблице.

П р и м е р 2. Исходное сырье по примеру 1 подвергают гидрообработке на катализаторах, послойно загруженных в один реактор по примеру 1 в соотношении 1:2,0 на катализаторе гидроочистки состав по примеру 1 и катализаторе гидродепарафинизации состава, мас. NiO 5,5:WO₃ 13; тальк 10; пентасил 50; олово 1,5; γ-Al₂O₃ 20 при 425^оС, давлении 5МПа, объемной скорости 2 ч-1. подаче водорода 1500 нм³/м³. Массовое соотношение катализаторов: кт ГО 6,2 г, кт КД 18,7 г, кт.ГО 6,2 г, кг. КД 18,7 г, кт. ГО 6,2 г.

П р и м е р 3. Исходное сырье по примеру 1 подвергают гидрообработке согласно примеру 1 при соотношении катализаторов ГО и КД 1:3,3: кт. ГО 4,2 г, кт. КД 21,5 г, кт. ГО 4,3 г, кт. КД 21,5 г, кт. ГО 4,3 г. Катализатор гидродепарафинизации имеет состав, мас. NiO 4,75; CrO₃ 11; тальк 7,5; пентасил 45; олово 1; γ-Al₂O₃ 30,75.

П р и м е р 4 (сравнительный). Исходное сырье по примеру 1 подвергают гидрообработке согласно примеру 1 при соотношении катализаторов 1-3,3; кт. ГО 4,3 г, кт. КД 21,5 г, кт. ГО 4,3 г, кт. КД 21,5 г, кт. ГО 4,3 г. Катализатор гидродепарафинизации имеет состав, мас. NiO 3,5; WO₃ 8,5; тальк 4; пентасил 35; олово 0,2; γ-Al₂O₃ 49,8.

П р и м е р 5 (сравнительный). Исходное сырье по примеру 1 подвергают гидрообработке согласно примеру 1 при соотношении катализаторов 1-3,3; кт. ГО 4,3 г, кт. КД 21,5 г, кт. ГО 4,3 г, кт. КД 21,5 г, кт. ГО 4,3 г. Катализатор гидродепарафинизации имеет состав, мас. NiO 0,6; WO₃ 14; тальк 12; пентасил 55; олово 2; γ-Al₂O₃ 11.

П р и м е р 6 (сравнительный). Исходное сырье по примеру 1 подвергают гидрообработке согласно примеру 1 при соотношении катализаторов 3,5:1 кт. ГО 14,5 г, кт. КД 6,2 кт. ГО 14,5 г, кт. КД 6,2 г, кт. ГО 14,5 г.

П р и м е р 7 (сравнительный). Исходное сырье по примеру 1 подвергают гидрообработке согласно примеру 1, однако в реактор загружают только катализатор гидродепарафинизации (56 г).

П р и м е р 8 (сравнительный). Исходное сырье по примеру 1 подвергают гидрообработке согласно примеру 1 при соотношении катализаторов 1:3,75 при следующем порядке загрузки катализаторов: кт. КД 14,7 г, кт. ГО 5,9 г, кт. КД 14:7 г, кт. ГО 5,9 г, кт. КД 14,7 г.

Как видно из данных таблицы, предлагаемый способ по примерам 1-3 по сравнению с примерами 4-8 и прототипом при температуре 375-425^оС, объемной скорости подачи сырья 1-2 ч^-1, давлении 3-5 МПа, подаче водорода 1000-1500 нм³/м³ сырья позволяет получать остаточное депарафи- нированное масло (фракция выше 450^оС) с выходом 52,2-61,5 мас. температурой застывания (-15)-(-19)^о, индексом вязкости 115-119.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОИНДЕКСНЫХ ОСТАТОЧНЫХ МАСЕЛ гидродепарафинизацией масляных фракций с использованием послойно загруженного катализатора, содержащего высококремнеземный цеолит, оксид никеля, γ -оксид алюминия и водорода с последующей гидроочисткой полученного продукта при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что используют катализатор гидродепарафинизации, содержащий в качестве высококремнеземного цеолита пентасил с силикатным модулем 40 50, дополнительно содержащий оксид хрома или вольфрама, тальк, олово при следующем соотношении компонентов, мас.

Оксид никеля 4,5 5,5 Оксид хрома или вольфрама 9,0 13,0 Тальк 5,0 10,0 Пентасил 40,0 50,0 Олово 0,5 1,5 g -Оксид алюминия Остальное и гидродепарафинизацию и гидроочистку проводят в одном реакторе с пятислойной загрузкой чередующихся катализаторов гидроочистки и гидродепарафинизации при их массовом соотношении 1 (2,0 1) 3,5, температуре 375 425^oС, давлении 3,0 5,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 1 2,0 ч^-1, подаче водорода 1000 1500 нм³/м³ сырья.

РИСУНКИ

Рисунок 1