Способ получения углеводородного топлива

 

Использование: нефтехимия. Сущность изобретения: нефтяной дистиллят, выкипающий при температуре 140 (180) - 260 (360)^oC разделяют на два потока в соотношении 50-90 % : 10-50 мас.%. Первый подвергают гидроочистке при 3-5 МПа и цеолитовой депарафинизации, второй - гидрооблагораживанию. Полученные продукты смешивают. Гидроочистку проводят при 320-380^oC, объемной скорости подачи сырья 1-5 ч^-1, отношении водородсодержащий газ/сырье 250-1000 нм³/м³. Депарафинизацию проводят при 360-450^oC, 0,5-2,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5-4,0 ч^-1. Гидрооблагораживание осуществляют при 320-380^oC, 3-5 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,0-5,0 ч^-1. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам получения углеводородного топлива и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ получения малосернистых средних дистиллятов путем гидроочистки нефтяных фракций, выкипающих в пределах дизельного топлива. Процесс проводят при температуре 340-365^oC, давлении 3,7-4,3 МПа, объемной скорости подачи сырья 3,0-4,3 ч^-1 и соотношении водородсодержащий газ/сырье 200-300 нм³/м³.

В результате получают продукт, содержащий менее 0,1% (и даже менее 0,05% ) серы, что выгодно отличает его от стандартного малосернистого дизельного топлива, содержащего до 0,2% серы.

Указанный продукт может быть использован как дизельное топливо с улучшенными экологическими характеристиками [1] Недостатком способа является невозможность получения на его основе продуктов с пониженным содержанием ароматических углеводородов, а также с улучшенными низкотемпературными свойствами.

Также известен способ получения малосернистого углеводородного топлива путем гидрирования прямогонных дистиллятов с получением продукта, содержащего менее 0,01% серы и ароматических углеводородов до 5 мас. [2] Процесс позволяет заметно улучшить экологические характеристики топлива, однако не решает вопроса снижения его температуры застывания. К тому же разработанная технология предусматривает использование высокого давления водорода до 10-15 МПа, что существенно удорожает производство.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения углеводородного топлива, заключающийся в гидрировании газойлей каталитического крекинга при высоком давлении водорода. Гидрирование проводят при давлении водорода 25-30 МПа, температуре 340-380^oС, объемной скорости подачи сырья 0,5-0,7 ч^-1, соотношении водород/сырье 1500 нм³/м³.

В качестве катализатора используют сульфидный никель-вольфрамовый контакт. Указанный способ позволяет получить углеводородное топливо, характеризующееся низким содержанием ароматических углеводородов (менее 10 мас.) и сернистый соединений (серы 0,01-0,04 мас.) при хороших низкотемпературных свойствах. В силу этого полученное топливо удовлетворяет в ряде случаев требованиям на арктический и зимний сорта дизельного топлива [3] Недостатком способа является относительно невысокий выход целевого продукта, не превышающий 50-65 мас. Другим недостатком способа является необходимость применения высокого давления водорода (до 30 МПа), что заметно повышает капитальные и эксплуатационные затраты при его производстве. К числу недостатков следует отнести и использование в качестве сырья легких газойлей каталитического крекинга. Учитывая ограниченное развитие в нашей стране процесса каталитического крекинга, трудно ожидать широкомасштабного освоения предложенной технологии в промышленной практике.

Технической задачей изобретения является повышение выхода углеводородного топлива и улучшение экологических свойств топлива.

Эта задача решается тем, что в предлагаемом способе получения углеводородного топлива гидрообработке подвергают фр. 140(180)-260(350)^oC, которую разделяют на два потока. Первый поток (50-90% от выхода этой фракции) направляют на гидроочистку и последующую цеолитовую депарафинизацию. Второй поток (10-50% от выхода) подвергают гидрооблагораживанию. После этого смешивают полученные продукты, получая малосернистое углеводородное топливо с умеренным содержанием ароматических углеводородов и хорошими низкотемпературными свойствами.

Причем процесс гидроочистки цеолитовой депарафинизации позволяет получить продукт, характеризующийся содержанием серы менее 0,05 мас. и температурой застывания ниже -45^oC (при содержании ароматических углеводородов 18-30 мас. ). Процесс гидрооблагораживания позволяет достичь несколько большего остаточного содержания серы (до 0,1-0,2 мас.) при меньшем содержании ароматических углеводородов (10-25%).

Гидроочистку сырья проводят при давлении 3-5 МПа, температуре 320-380^oC, объемной скорости подачи сырья 1-5 ч^-1, соотношение ВСГ/сырье 250-1000 нм³/м³. Цеолитовую деперафинизацию проводят при температуре 360-450^oC, объемной скорости подачи сырья 0,5-4,0 ч^-1, давлении 0,5-2,0 МПа.

В качестве катализатора гидроочистки используют алюмокобальт (никель)-молибденовые композиции. В качестве цеолита на стадии депарафинизации используют системы типа CaX или CaY.

Отличительной особенностью способа является включение в схему производства стадии цеолитовой депарафинизации, что обеспечивает практически полное извлечение нормальных парафиновых углеводородов и тем самым способствует резкому снижению температуры застывания продукта, что позволяет вырабатывать низкозастывающие (зимние и арктические) сорта дизельного топлива.

Отличительной особенностью способа является так же использование стадии гидрооблагораживания дистиллята, что способствует дополнительному снижению содержания в последнем сернистых соединений и ароматических углеводородов и тем самым обеспечивает уменьшение вредных выбросов при сгорании топлива в двигателе. Указанную стадию осуществляют на никель-молибденовом катализаторе, характеризующемся высокими обессеривающими и деароматизирующими свойствами, что обеспечивает одновременное протекание реакций превращения сернистых и ароматических соединений.

Вовлечение в полученную конечную продукцию дополнительно гидрооблагороженного дистиллата позволяет улучшить экологические характеристики товарного углеводородного топлива и рекомендовать его к использованию как дизельное топливо экологически чистое (ЭЧДТ). Стадию дополнительного гидрооблагораживания осуществляют при давлении 3-5 МПа, температуре 320-380^oC, объемной скорости подачи сырья 1-5 ч^-1, соотношении ВСГ/сырье 250-1000 нм³/м³.

В качестве катализатора используют никель-молибденовые системы с окисноалюминиевым носителем.

Пример 1. Обработке подвергают нефтяной дистиллат, выкипающий в интервале температур 140-260^oC (содержание серы 0,25 мас.), ароматических углеводородов 23 мас. температура застывания минус 40^oC). Порцию указанного продукта (50% от его выхода) направляют на гидроочистку с последующей цеолитовой депарафинизацией, что обеспечивает получение катализата, характеризующегося содержанием серы 0,02 мас. ароматических углеводородов 26 мас. температурой застывания минус 57^oC. Гидроочистку проводят при давлении 3 МПа, температуре 380^oC, объемной скорости подачи сырья 1 ч^-1, соотношении ВСГ/сырье 250 нм³/м³.

В качестве катализатора гидроочистки используют никель-молибденовую композицию (3% оксида никеля, 12% оксида молибдена, 2% цеолита "РЗУ", 83% оксида алюминия). В качестве сорбента депарафинизации цеолит CaY.

Условия цеолитовой депарафинизации: температура 360^oC, давление 0,5 МПа, объемная скорость подачи сырья 0,5 ч^-1.

Вторую порцию этого продукта (50% от исходного дистиллата) направляют на гидрооблагораживание, в результате которого получают катализат, характеризующийся содержанием серы 0,03 мас. ароматических углеводородов 6 мас. температурой застывания минус 41^oC. Гидрооблагораживание проводят при давлении 3 МПа, температуре 320^oC, объемной скорости подачи сырья 1,0 ч^-1.

Катализатор гидрооблагораживания представляет собой никель-молибденовую композицию: 5% оксида никеля, 15% оксида молибдена на оксидно-алюминиевом носителе (80 мас.).

При компаундировании обоих названных продуктов получают топливо, содержащее 0,027 мас. серы, 16 мас. ароматических углеводородов с температурой застывания -45^oC, что отвечает техническим требованиям на экологически чистое арктическое дизельное топливо.

Пример 2. Обработке подвергают нефтяной дистиллат, выкипающий в интервале температур 160-300^oC (содержание серы 0,4 мас. ароматических углеводородов 25 мас. температура застывания минус 30^oC).

Порцию указанного продукта (75% от его выхода) направляют на гидроочистку с последующей цеолитовой депарафинизацией, что обеспечивает получение катализата, характеризующегося содержанием серы 0,05 мас. ароматических углеводородов 28 мас. температурой застывания минус 56^oC. Гидроочистку проводят при давлении 4 МПа, температуре 350^oC, объемной скорости подачи сырья 3 ч^-1, отношении ВСГ/сырье 700 нм³/м³.

В качестве катализатора гидроочистки используют никель-молибденовую композицию (4,5% оксида никеля, 16,5% оксида молибдена, 2% цеолита "РЗУ", 77% оксида алюминия). В качестве сорбента депарафинизации: температура 400^oC, давление 1,0 МПа, объемная скорость подачи сырья 2,0 ч^-1.

Вторую порцию этого продукта (25% от исходного дистиллата) направляют на гидрооблагораживание, в результате которого получают катализат, характеризующийся содержанием серы 0,04 мас. ароматических углеводородов 8 мас. температурой застывания минус 32^oC. Гидрооблагораживание проводят при давлении 4 МПа, температуре 350^oC, объемной скорости подачи сырья 3 ч^-1.

Катализатор гидрооблагораживания представляет собой никель-молибденовую композицию: 7% оксида никеля, 17% оксида молибдена на оксидно-алюминиевом носителе (76 мас.).

При компаундировании обоих названных продуктов получают топливо, содержащее 0,04 мас. серы, 19 мас. ароматических углеводородов с температурой застывания минус 35^oC, что отвечает техническим требованиям на экологически чистое зимнее дизельное топливо.

Пример 3. Обработке подвергают нефтяной дистиллат, выкипающий в интервале температур 180-360^oC (содержание серы 0,8 мас. ароматических углеводородов 28 мас. температура застывания минус 5^oC).

Порцию указанного продукта (90% от его выхода) направляют на гидроочистку с последующей цеолитовой депарафинизацией, что обеспечивает получение катализата, характеризующегося содержанием серы 0,06 мас. ароматических углеводородов 30 мас. температурой застывания минус 50^oC. Гидроочистку проводят при давлении 5 МПа, температуре 320^oC, объемной скорости подачи сырья 5 ч^-1, отношении ВГС/сырье 1000 нм³/м³.

В качестве катализатора гидроочистки используют никель-молибденовую композицию (4,5% окисла никеля, 16,5% оксида молибдена, 2% цеолита "РЗУ", 77% оксида алюминия).

В качестве сорбента депарафинизации используют цеолит СаY. Условия цеолитовой депарафинизации: температура 450^oC, давление 2 МПа, объемная скорость подачи сырья 4,0 ч^-1.

Вторую порцию этого продукта (10% от исходного дистиллата) направляют на гидрооблагораживание, в результате которого получают катализат, характеризующийся содержанием серы 0,04 мас. ароматических углеводородов 12 мас. температурой застывания минус 10^oC.

Гидрооблагораживание проводят при давлении 5 МПа, температуре 380^oC, объемной скорости подачи сырья 5 ч^-1.

Катализатор гидрооблагораживания представляет собой никель-молибденовую композицию: 7% оксида никеля, 17% оксида молибдена на оксидно-алюминиевом носителе (76 мас.).

При компаундировании обоих названных продуктов получают топливо, содержащее 0,05 мас. серы, 19 мас. ароматических углеводородов с температурой застывания минус 18^oC, что отвечает требованиям на экологически чистое летнее дизельное топливо.

Формула изобретения

1. Способ получения углеводородного топлива, включающий гидрообработку нефтяных дистиллятов при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что исходный нефтяной дистиллят, выкипающий в интервале температур 140(180) 260(360)^oС разделяют на два потока в соотношении, мас. 50-90:10-50, первый из которых подвергают гидроочистке при давлении 3 5 МПа и цеолитовой депарафинизации, а второй гидрооблагораживанию с последующим смешением полученных продуктов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидроочистку осуществляют при температуре 320 380^oС, объемной скорости подачи сырья 1,0 5,0 ч^-1, соотношении водородсодержащий газ: сырье 250 1000 нм³/м³.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что цеолитовую депарафинизацию осуществляют при температуре 360 450^oС, давлении 0,5 2,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5 4,0 ч.^-1.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидрооблагораживание осуществляют при температуре 320 380^oС, давлении 3 5 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,0 5,0 ч^-1.