Способ регулирования состава нефтяного крекингового сырья

Изобретение относится к области нефтепереработки и может быть использовано для регулирования состава нефтяного крекингового сырья. Способ заключается в определении группового химического состава нефтепродуктов и закоксовывающей способности компонентов исходного нефтяного крекингового сырья с последующим подбором сырьевой композиции в соответствии с полученными показателями, при этом закоксовывающую способность каждого компонента нефтяного крекингового сырья оценивают по коэффициенту закоксовывающей способности, определяемому по формуле

где К_зс - коэффициент закоксовывающей способности компонента; П_н - содержание парафино-нафтеновых углеводородов, % масс.; А_сф - содержание асфальтенов, % масс.; Т_а - содержание тяжелых ароматических углеводородов, % масс.; С_м - содержание смол, % масс.; С_нс - содержание нестабильных соединений, % масс., а затем состав композиции подбирают таким образом, чтобы обеспечить величину К_зс сырьевой композиции не более 0,075. Изобретение позволяет уменьшить время и количество сырья при определении закоксовывающей способности, а также снизить энергозатраты и время, необходимое для оценки состава сырья, что позволит оперативно управлять процессом формирования сырья и повысить эффективность работы установок, связанных с нагревом нефтяного сырья. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к способам регулирования состава нефтяного сырья, предназначенного для термических процессов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности, например, в процессах термокрекинга для уменьшения отложений кокса в реакционных змеевиках печи.

Известен способ регулирования состава нефтяного сырья, включающий определение группового химического состава нефтепродуктов сырья и закоксовывающей способности, которую оценивают по показателю - термочувствительности Т_ч, определяемому на пилотной установке как отношение абсолютного снижения температуры на выходе из реактора ко времени, за которое происходит это снижение (Ж. «Известия ВУЗов, Нефть и газ», 1982 г., №11, с.40-42). Затем с учетом полученного показателя Т_ч экспериментальным путем подбирают сырьевую композицию с таким составом, чтобы избежать интенсивного коксообразования в процессе нагрева.

Недостатком известного способа являются различного рода затраты, связанные с работой пилотной установки, а также большая сложность и длительность определения закоксовывающей способности.

Известен способ регулирования состава сырья установки термокрекинга, включающий определение группового химического состава нефтепродуктов исходного сырья, а также его закоксовывающей способности по фактическому времени (Т_факт) закоксовывания змеевика печи пилотной установки термокрекинга при стандартных температурах и давлениях с последующим экспериментальным подбором сырьевой композиции с учетом полученных данных. При этом, чем больше фактическое время (Т_факт) закоксовывания змеевика печи, тем выше показатель коксообразующей способности («Производство моторных и котельных топлив из тяжелых остатков сернистых нефтей». Труды БашНИИ НП, вып.X, изд. «Химия», М., 1972 г., с.63-67).

Недостатком известного способа, как и в предыдущем случае, являются значительные капитальные и эксплуатационные затраты, связанные с проведением экспериментов на пилотной установке, высокая сложность проведения этих экспериментов, большая продолжительность определения закоксовывающей способности (6-11 часов) и достаточно большой расход сырья - пробы для анализа (до 2 кг).

Таким образом возникла проблема снижения капитальных и эксплуатационных затрат, а также упрощения способа регулирования состава нефтяного крекингового сырья.

Технический результат - уменьшение времени и количества сырья (пробы для анализа) при определении закоксовывающей способности.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе регулирования состава нефтяного крекингового сырья, включающем определение группового химического состава нефтепродуктов и закоксовывающей способности компонентов исходного нефтяного крекингового сырья с последующим подбором сырьевой композиции в соответствии с полученными показателями, согласно изобретению, оценивают закоксовывающую способность каждого компонента исходного нефтяного крекингового сырья по коэффициенту закоксовывающей способности, который определяют по формуле

где К_ЗС - коэффициент закоксовывающей способности компонента;

П_Н - содержание парафино-нафтеновых углеводородов, % масс.;

А_СФ - содержание асфальтенов, % масс.;

Та - содержание тяжелых ароматических углеводородов, % масс.;

См - содержание смол, % масс.;

С_HC - содержание нестабильных соединений, % масс., а затем осуществляют подбор сырьевой композиции по минимальной величине К_зс при условии, что К_ЗС≤0,075.

Целесообразно П_Н, А_СФ, Т_а и С_м определять хроматографическим методом (содержания легких и средних ароматических углеводородов в расчет не берутся).

Содержание нестабильных соединений целесообразно определять по оптической плотности Д₁₆₄₀, Д₃₄₂₀, ИК-спектров.

Способ осуществляют следующим образом. Берут пробы нефтепродуктов сырьевых компонентов, которые могут быть использованы при составлении композиций (смесей) загрузки печи процесса термокрекинга и проводят анализы на содержание группового химического состава, например, П_н, Т_а, С_м, А_сф определяют хроматографическим методом, а Снс - по оптической плотности Д₁₆₄₀, Д₃₄₂₀, ИК-спектров.

Полученные данные подставляют в формулу по определению закоксовывающей способности нефтепродукта: и определяют коэффициент закоксовывающей способности компонентов и композиций. Причем состав композиций подбирают таким образом, чтобы обеспечить минимальную величину К_ЗС, но не более 0,075. Рециркулят в загрузке печи представляют как один из компонентов в композиции с показателями качества, подобными идентичным продуктам термокрекинга, например, тяжелого газойля. Коэффициент закоксовывающей способности композиций предварительно определяют расчетным путем, исходя из принципа аддитивности исходных показателей соответствующих исходных компонентов. Также он может быть проверен путем определения тех же показателей инструментальным методом для фактических проб соответствующих композиций. После накопления практических данных, как правило, делается положительный вывод об исключении последнего дополнительного мероприятия.

По величине К_ЗС все компоненты и композиции распределяются в ряд от большей к меньшей (или наоборот) величине и делаются выводы о состоянии ресурсов сырья термокрекинга, возможности по его переработке и необходимости коррекции технологии, ассортимента сырья и продуктов термокрекинга.

В прилагаемой таблице приведены конкретные примеры выполнения способа и показано сопоставление его с прототипом.

Из таблицы следует, что наблюдается хорошая сходимость между данными предлагаемого способа и прототипа. Так, наилучшим является показатель коксообразующей способности компонента 3: К_зс=0,03668, Т_факт=280 мин. Приведенные данные показывают, что затраты времени на анализ и оценку качества сырья по предлагаемому способу в 4,5-7 раз меньше, чем по прототипу. Вес пробы для анализа - на два порядка меньше, чем у известного способа. Анализ К_зс различных видов сырья показывает, что предпочтительными для термических процессов являются компоненты 3, 4, 5 и композиция 8, имеющие К_зс<0,075.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить энергозатраты и время, необходимое для оценки состава сырья, что дает возможность оперативного управления формированием сырья - загрузки печи термических процессов, в конечном итоге, повысить эффективность работы установок, связанных с нагревом нефтяного сырья.

Таблица Результаты определения коксообразующей способности
№	Сырье, загрузка	Групповой химический состав, % масс.	Показатель коксообразующей способности	Затраты времени на анализ, мин	Вес пробы для анализа, кг
		Парафино-нафтеновые углеводороды, Пн	Тяжелые ароматические углеводороды, смолы (Та+См)	Асфальтены, Асф	Нестабильные соединения, Снс	Кзс	Кзс*, % относит	Время закоксовывания печи, Тфакт, мин (прототип)	Предлагаемый способ	Прототип	Предлагаемый способ	Прототип
1.	Компонент 1	45,5	26,8	-	0,311	0,1642	447	30	100	450	0,002	0,2
2.	Компонент 2	51,5	26,7	-	0,259	0,1295	353	98	100	520	0,002	0,7
3.	Компонент 3	16,8	42,6	-	0,305	0,03668	100	280	100	700	0,002	1,9
4.	Компонент 4	45,2	49,4	-	0,252	0,05810	158	240	100	660	0,002	1,6
5.	Компонент 5	19,1	42,84	-	0,334	0,0497	136	250	100	670	0,002	1,7
6.	Компонент 6	26,6	41	0,7	0,40	0,1057	288	144	100	560	0,002	0,96
	Композиция 7
7.	- компонент 3 - 39,74%
	- компонент 2 - 35,48%
	- компонент 1 - 24,78%	37,61	31,92		0,2866	0,096789	264	160	100	580	0,002	1,0
	Композиция 8
8.	- компонент 6 - 28,25%
	- компонент 5 - 71,75%	24,32	39,8	-	0,32	0,0629	171	228	100	648	0,002	0,3
*Относительные значения Кзс определяются по уравнению:

1. Способ регулирования состава нефтяного крекингового сырья, включающий определение группового химического состава нефтепродуктов и закоксовывающей способности компонентов исходного нефтяного крекингового сырья с последующим подбором сырьевой композиции в соответствии с полученными показателями, отличающийся тем, что закоксовывающую способность каждого компонента нефтяного крекингового сырья оценивают по коэффициенту закоксовывающей способности, определяемому по формуле

где К_зс - коэффициент закоксовывающей способности компонента;

П_н - содержание парафинонафтеновых углеводородов, мас.%;

А_сф - содержание асфальтенов, мас.%;

Та - содержание тяжелых ароматических углеводородов, мас.%;

С_м - содержание смол, мас.%;

С_нс - содержание нестабильных соединений, мас.%,

а затем состав композиции подбирают таким образом, чтобы обеспечить величину К_зс сырьевой композиции не более 0,075.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание парафинонафтеновых углеводородов (П_н), асфальтенов (А_сф), тяжелых ароматических углеводородов (Та) и смол (С_м) определяют хроматографическим способом.

3. Способ по п.1 отличающийся тем, что содержание нестабильных соединений определяют по оптической плотности Д₁₆₄₀, Д₃₄₂₀ инфракрасных спектров.