Способ получения низкозастывающих нефтепродуктов

 

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности, к способам получения низкозастывших масел, гидравлических жидкостей, дизельных и авиационных топлив. В настоящее время наиболее эффективными способами получения низкозастывших нефтепродуктов являются процессы с использованием каталитической депарафинизации на катализаторах на основе кремнеземных цеолитов. При этом используют высококремнеземные цеолиты в водородной форме. Общим недостатком известных способов является их относительно низкая производительность, обусловленная недостаточной активностью применяемых катализаторов. Целью изобретения является повышение производительности процессов каталитической депарафинизации и качества получаемых целевых продуктов. Поставленная цель достигается тем, что процесс получения низкозастывающих нефтепродуктов путем каталитической депарафинизации соответствующих нефтяных дистиллятов осуществляют на катализаторе, содержащем смешанную поливалентную и водородную форму высококремнеземного цеолита со степенью обмена натрия в исходном цеолите на поливалентный катион или их смесь не менее 50 мас.% при суммарной степени обмена не менее 95 мас.% и процесс проводят в условиях: Т = 260 - 380^oС; Р = 4 - 5 МПа; V = 2 - 6 ч^-1; Н₂/сырье = 500 - 1500. Предлагаемый способ получения низкозастывающих нефтепродуктов позволяет в 2 - 3 раза повысить производительность процессов каталитической депарафинизации и качество целевых продуктов (низкотемпературные свойства, термоокислительная стабильность). 2 табл.

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способам получения низкозастывающих масел, гидравлических жидкостей, дизельных и авиационных топлив.

В настоящее время наиболее эффективными способами получения низкозастывающих нефтепродуктов являются процессы с использованием каталитической депарафинизации на катализаторах на основе высококремнеземных цеолитов в водородной форме.

Так, согласно [1] , процесс получения низкозастывающих нефтепродуктов осуществляют на катализаторе, содержащем высококремнеземный цеолит ЦВМ или ЦВК в водородной форме, гидрирующие компоненты, оксид бора и связующее (Al₂O₃) в условиях: T = (280 - 350)^oC; P = (4 - 5)МПа; V = 1 ч^-1; H₂/сырье = 1000.

На основе водородной формы цеолита ЦВМ разработан промышленный катализатор СГК-1 [2], на котором путем каталитической депарафинизации масляного дистиллята (250 - 430)^oC реализован способ получения трансформаторного масла (T_заст. = -45^oC) в следующих условиях: T = 340^oC; P = (4 - 5)МПа; V = 1 ч^-1; H₂/сырье = 1000.

Общим недостатком известных способов является их относительно низкая производительность, обусловленная недостаточной активностью применяемых катализаторов.

Целью изобретения является повышение производительности процессов каталитической депарафинизации и качества получаемых целевых продуктов.

Поставленная цель достигается тем, что процесс осуществляют на катализаторе, содержащем смешанную поливалентную и водородную форму высококремнеземного цеолита со степенью обмена натрия в исходном цеолите на поливалентный катион или их смесь поливалентных катионов не менее 50 мас.% при суммарной степени обмена не менее 95 мас.% и процесс проводят в условиях: температура T = (260 - 380)^oC; давление P (4 - 5)МПа; объемная скорость подачи сырья V = (2 - 6) ч^-1; соотношение H₂/сырье = 500 - 1500.

Предлагаемый способ получения низкозастывающих нефтепродуктов позволяет в 2 - 3 раза повысить производительность процессов каталитической депарафинизации и качество целевых продуктов (низкотемпературные свойства, термоокислительную стабильность).

Пример 1. Каталитической депарафинизации подвергают фракцию трансформаторного масла (продукт гидрокрекинга) следующего качества: фр. (240 - 420)^oC, содержащую 25,6 мас.% н.парафиновых углеводородов; 6,3 мас.% ароматических углеводородов и застывающую при + 15^oC. Процесс осуществляют на катализаторе, аналогичном прототипу, на основе высококремнеземного цеолита ЦВМ в различных поливалентных формах (см. табл. 1) в условиях: T = 320^oC; P = 4 МПа; V = 2 ч^-1; H₂/сырье = 1000. В аналогичных условиях приведены результаты испытания катализатора по прототипу. Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Пример 2. Каталитической депарафинизации подвергают фракцию трансформаторного масла по примеру 1 в тех же условиях на катализаторе, мас.%: NiO - 4,0; MoO₃ - 8,0; цеолит FeНЦВМ - 67,0; Al₂O₃ - остальное. Получают основу трансформаторного масла с выходом 83,3 мас.% с температурой застывания - 47^oC и кислотным числом 0,008.

Пример 3. Каталитической депарафинизации подвергают фракцию трансформаторного масла по примеру 1 в тех же условиях на катализаторе, мас.%: NiO - 3,0; WO₃ - 9,0; цеолит FeНЦВМ - 67,0; Al₂O₃ - остальное. Получают основу трансформаторного масла с выходом 83,6 мас.% с температурой застывания - 49^oC и кислотным числом 0,003.

Пример 4. Каталитической депарафинизации подвергают прямогонную дизельную фракцию (190 - 360)^oC, содержащую 0,5 мас.% серы и застывающую при -9^oC на катализаторе, мас.%: NiO - 16,0; WO₃ - 24,0; цеолит FeНЦВМ - 40,0; Al₂O₃ - остальное. Условия осуществления процесса: T = 340^oC; P = 4 МПа; V = 3,5 ч^-1; H₂/сырье 1000. Получено дизельное топливо в выходном 85 мас.%, застывающее при - 48^oC и содержащее серы 0,18 мас.%, что соответствует требованиям ГОСТа на северное дизельное топливо.

Пример 5. Каталитической депарафинизации подвергают дизельную фракцию по примеру 4 в условиях: T = 380^oC; P = 5 МПа; V = 6 ч^-1; H₂/сырье = 1000. Получают дизельное топливо с выходом 84,0 мас.%, застывающее при - 47,0^oC и содержащее 0,17 мас.% серы.

Пример 6. Фракцию гидравлического масла (220 - 320)^oC (продукт гидрокрекинга), содержащую 6,8 мас.% ароматических углеводородов, подвергают депарафинизации на катализаторе, мас. %: NiO - 3,0; WO₃ - 9,0; цеолит FeНЦВМ - 67,0; Al₂O₃ - остальное. Условия процесса: T = 280^oC; P = 5 МПа; V = 2 ч^-1 ; H₂/сырье = 1000. Получена основа гидравлического масла с температурой застывания - 80^oC и хорошими вязкостно-температурными свойствами.

Пример 7. Каталитической депарафинизации подвергают гидроочищенный керосин, выкипающий в пределах (160 - 280)^oC, содержащий 21 мас.% н.парафиновых углеводородов, имеющий температуру начала кристаллизации -34^oC, на катализаторе по примеру 6. Условия испытания: T = 260^oC; P = 5 МПа; V = 2 ч^-1; H₂/сырье = 1000. Получен компонент авиационного топлива с выходом 80,0 мас.% и температурой начала кристаллизации -66^oC.

В соответствии с приведенными примерами, рекомендуемый способ позволяет (пример 1) повысить производительность процесса (V = 2 ч^-1) депарафинизации трансформаторного дистиллята в 2 раза по сравнению с существующим (V = 1 ч^-1). В условиях по предлагаемому способу известный способ не обеспечивает получение целевого продукта с требуемой температурой застывания (-45)^oC.

Снижение катионного обмена натрия в исходном цеолите на поливалентный катион ниже 50 мас.% (см. табл. 2) при общей степени обмена не менее 90 мас. % нецелесообразно в связи с понижением активности катализатора.

Максимальный обмен цеолита ЦВМ лишь на поливалентный катион (см. образец 7) не обеспечивает требуемую активность катализатора.

Применение катион-декатионированных форм (Fe⁺⁺⁺, Ni⁺⁺, H⁺) высококремнеземного цеолита для приготовления катализаторов депарафинизации приводит к повышению термоокислительной стабильности целевого продукта (см. табл. 2). Дальнейшее повышение стабильности целевых продуктов по результатам кислотного числа достигается за счет применения в процессе депарафинизации катализатора, содержащего Ni-W - гидрирующую систему (см. пример 3).

Кроме получения трансформаторного масла, предлагаемый способ рекомендуется для получения гидравлических масел (пример 6), дизельных топлив (примеры 4 - 5), авиационных топлив (пример 7). При этом производительность этих процессов по предлагаемому способу также превышает в несколько раз производительность процессов по известным способам [1, 2].

Формула изобретения

1. Способ получения низкозастывающих нефтепродуктов путем каталитической депарафинизации углеводородных дистиллятов на катализаторе, содержащем высококремнеземный цеолит, связующее, гидрирующие компоненты, добавки, повышающие активность, селективность, прочность катализатора, отличающийся тем, что процесс осуществляют на катализаторе, содержащем смешанную поливалентную и водородную форму высококремнеземного цеолита со степенью обмена Na⁺ исходного цеолита на поливалентный катион или смесь поливалентных катионов не менее 50 мас. % при суммарной степени обмена не менее 95 мас.% и процесс проводят в условиях: температура 260 - 380^oС, давление 4 - 5 МПа, объемная скорость подачи сырья 2 - 6 ч^-1, соотношение Н₂ : сырье 500:1500.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2