Способ получения высокооктановых бензинов

 

Изобретение относится к каталитическим способам получения неэтилированных бензинов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Сущностью изобретения является способ получения высокооктановых бензинов путем контактирования олефинсодержащего C₃ - С₅ углеводородного сырья любой природы со сверхвысококремнеземным цеолитом, содержащим галлий, при температуре 300-400^oC, давлении 0,1-0,5 МПа и объемной скорости подачи сырья от 1000 до 7000 ч^-1, который позволяет получать целевые фракции с высоким выходом, увеличить срок службы и производительность катализатора, а так же расширить сырьевую базу. Степень конверсии н-олефинов составляет 71-96,3 мас.%. 2 табл.

Изобретение относится к каталитическим способам получения неэтилированных бензинов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Известен способ получения высокооктановых бензинов из выкипающего до 200-220^oC углеводородного сырья путем его контактирования в среде водородсодержащего газа при повышенных температуре и давлении с катализатором, содержащим цеолит, в том числе цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11, металлы II, III, VI и VIII группы и контактирование проводят в присутствии оксида углерода II и/или оксида углерода IV. Процесс проводят при 280-460^oC, давлении 0,3-10 МПа, массовой скорости подачи сырья 0,2-10,0 мас.ч/мас.ч в час, объемной скорости подачи водородсодержащего газа 1000-22100 об.ч/об.ч. в час, молярном соотношении водорода и смеси моноокиси и двуокиси углерода, равном 1- 20, и молярном соотношении моноокиси углерода к ее двуокиси, равном 0,02-1000. При использовании сырья, содержащего парафины и нафтены, процесс проводят при 350-440^oC, давлении 1-10 МПа, сырья, содержащего олефины, при 300-400^oC, давлении 0,5-6 МПа [1]. Недостатком данного способа является то, что процесс проводят в среде водорода и оксидов углерода при повышенном давлении.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ получения бензиновых фракций из легких олефинсодержащих углеводородов C₂-C₃ с использованием цеолитов ZSM-5 или ZSM-11, содержащих 0,1 мас.% галлия или тория, в качестве связующего используют глину, оксиды металлов и их комбинации. Процесс ведут при температуре до 700^oC и давлении 0,1-6 МПа и массовой скорости подачи сырья от 0,1 до 400 ч^-1. При этих условиях выход целевой фракции составляет 9,5-21,9 мас.%, а производительность катализатора - до 0,2 кг/л [2].

Существенными недостатками данного способа являются высокая температура процесса, что приводит к повышенному коксообразованию и, следовательно, к сокращению срока службы катализатора, низкий выход целевых фракций, низкая производительность катализатора и ограниченные сырьевые ресурсы.

Сущностью изобретения является способ получения высокооктановых бензинов путем контактирования олефинсодержащего C₃-C₅ углеводородного сырья любой природы со сверхвысококремнеземным цеолитом, содержащим галлий, при 300-400^oC, давлении 0,1-0,5 МПа и объемной скорости подачи сырья от 1000 до 7000 ч^-1, который позволяет получать целевые фракции с высоким выходом, увеличить срок службы и производительность катализатора, а также расширить сырьевую базу.

В качестве олефинсодержащего углеводородного сырья могут быть использованы отходящие газы каталитического крекинга C₃-C₅; фракция C₄ пиролиза после извлечения бутадиена и изобутилена; фракция C₅ пиролиза после извлечения циклопентадиена и диенов; газы термопереработки тяжелых нефтяных остатков (процессов висбрекинга, коксования и т.д.) При сопоставлении существенных признаков изобретения (использование C₃-C₅ фракции углеводородов в качестве олефинсодержащего сырья, проведение процесса при объемной скорости подачи сырья 1000-7000 ч^-1) с признаками прототипа выявлено, что они являются новыми и не описаны в прототипе, следовательно, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Изобретение позволяет получать целевые фракции с высоким выходом, увеличить производительность катализатора, расширить сырьевую базу за счет вовлечения в процесс дополнительно углеводородов C₄-C₅, также дополнительно получать изобутилен, содержание которого в бутиленовой фракции отходящих газов предлагаемого способа достигает 50 мас.%, что невозможно осуществить ни одним аналогичным способом и что указывает на "изобретательский уровень" предложенного способа.

Заявленное изобретение может быть реализовано в промышленности, что подтверждает его соответствие критерию "промышленная применимость".

Пример 1. Контактирование 28 л олефинсодержащего сырья состава, мас.%: Пропан - сл.

Пропилен - 9,5 Сумма бутанов - 3,5 Сумма бутиленов - 80,0 Сумма пентанов - 2,0
Сумма пентенов - 3,0.

с объемной скоростью подачи сырья 7000 ч^-1 проводят в реакторе проточного типа, в который загружен стационарным слоем сверхвысококремнеземный цеолитный катализатор, объемом 4 мл, содержащий 80 мас.% SiO₂ и 20 мас.% Al₂O₃, модифицированный 0,2 мас.% галлия. В реакторе поддерживают температуру З00^oC, давление - 0,5 МПа. В результате контактирования образуется 73% бензиновой фракции C₅₊ и 27% углеводородных газов, конверсия по н-олефинам составляет 87,5 мас.%.

Условия проведения процесса и выход продуктов реакции приведены в таблице 1. Свойства бензинов приведены в таблице 2.

Примеры 2-5. Осуществляют аналогично описанному в примере 1. Условия проведения процесса и выход продуктов реакции приведены в таблице 1. Свойства бензинов приведены в таблице 2.

Примеры 6-11. Осуществляют аналогично описанному в примере 1. При этом в качестве сырья используют олефинсодержащие углеводороды следующего состава, мас.%:
Пропан - сл.

Пропилен - 50,0
Сумма бутанов - 1,5
Сумма бутиленов - 30,0
Сумма пентанов - 2,5
Сумма пентенов - 3,0
Условия проведения процесса и выход продуктов реакции приведены в таблице 1. Свойства бензинов приведены в таблице 2.

Как видно из приведенных примеров, при температуре 300-400^oC, давлении 0,1-0,5 МПа и объемной скорости подачи сырья от 1000 до 7000 ч^-1 степень конверсии н-олефинов достигает 71-96,3 мас.%, при этом производительность катализатора по бензину составляет 1,2-10 кг/л кат·ч.

Формула изобретения

Способ получения высокооктановых бензинов путем контактирования олефинсодержащего углеводородного сырья со сверхвысококремнеземным цеолитом, содержащим галлий при температуре 300 - 400^oC, давлении 0,1 - 0,5 МПа, отличающийся тем, что в качестве олефинсодержащего сырья используют C₃-C₅ фракции углеводородов и процесс проводят при объемной скорости подачи сырья 1000 - 7000 ч^-1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2