Способ переработки гудрона

Авторы патента:

C10G9/00 - Термический некаталитический крекинг углеводородных масел в отсутствие водорода

Владельцы патента RU 2773319:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) (RU)

Изобретение относится к нефтепереработке. Описан способ переработки гудронов методом термокрекинга в присутствии добавки, в качестве которой используют дидодеканоил пероксид, взятый в количестве 0,1-2,5 мaс.% на сырье, процесс проводят при температурах 450-500°С в автоклаве в течение 15-120 мин. Технический результат - увеличение выхода бензиновой (НК-200°С) и дизельной (200-360°С) фракций до 55-65 мac.%. 1 табл., 11 пр.

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к переработке тяжелых нефтяных остатков в топливные дистилляты путем термического крекинга, и может быть использовано для получения из них бензиновой и дизельной фракций.

Одной из основных проблем переработки остаточных нефтяных фракции является высокое содержание в них смолисто - асфальтеновых веществ и гетероатомных соединений, наличие которых осложняет переработку гудронов. В настоящее время в промышленности основным процессом переработки тяжелых нефтяных остатков является гидрокрекинг. Этот процесс достаточно эффективен, однако для переработки углеводородного сырья со значительным содержанием высокомолекулярных соединений и гетероатомов требует значительных затрат, т.к. требует дорогостоящего оборудования, необходимости использования значительных количеств водорода или водородсодержащего газа для создания и поддержания давления в реакционной среде до 15-20 МПа. Каталитический крекинг значительно дешевле и проще гидрокрекинга. Однако каталитическая переработка тяжелых нефтяных остатков осложняется конденсацией высокомолекулярных компонентов с образованием коксоподобного продукта, который блокирует поры и активные центры катализатора и, как следствие, приводит быстрой дезактивации дорогих каталитических систем.

Известны способы переработки гудрона в смеси со сланцевым маслом методом их термокрекинга с получением целевых продуктов. При этом выход светлых фракций составляет от 35 до 52 мас.% (пат. 2261265, №2384604). Недостатком способов является использование водорода и высокое давление в реакторе.

Известен способ каталитического крекинга гудрона с различными каталитическими (кизельгур, алюмосиликат, природный цеолит, бентонитовая глина и оксид алюминия) от 5 до 14 мас.% и донорноводородными добавками от 5 до 15 мас.%. Выход фракций, выкипающих до 360°С достигает 60 мас.% (пат. 2398812 РФ, МПК C10G 47/02). Недостатком данного способа является необходимость использования большого количества каталитической (до 14 мас.%) и донорноводородной добавки (до 15 мас.%).

Описан способ каталитического крекинга тяжелых остатков в присутствии природных цеолитов (5%), сланцев (от 3 до 12%) и их смесей - от 4 до 10 мас.% на исходное сырье (Горлов Е.Г., Котов А.С., Горлова Е.Е., Термокаталитическая переработка нефтяных остатков в присутствии цеолитов и горючих сланцев - Химия твердого топлива, 2009 г., №1, С. 31-38). Недостатком данного способа является высокое содержание добавки, отсутствие возможности регенерации катализатора и высокие выходы побочных продуктов.

Существует способ термокаталитической переработки тяжелого и остаточного углеводородного сырья с катализаторами, синтезированными на основе цеолита HZSM-5, бентонитовой глины и карбоната кальция (до 18-22 мас.% от массы катализатора). Карбонат кальция необходим для придания гранулам катализатора пористости за счет выделения углекислого газа при взаимодействии с бентонитовой глиной и цеолитом HZSM-5, создавая в гранулах катализатора устойчивую структурированную систему взаимосвязанных пор, а также для упрочнения гранул катализатора за счет образования соединений кальция (пат. 2632467 РФ, МПК В01J 29/42, B01J 23/10). Недостатками данного способа являются: использование больших количеств катализатора (до 10 мас.%), значительное газо- и коксообразование.

Известен способ переработки кислых гудронов, включающий их очистку от серной кислоты и термический крекинг в присутствии аммиака при соотношении гудрон: аммиак, равном 1: (0,05-0,1) по массе, и 400-550°С (патент №2179571). Недостатком такого способа переработки гудронов является невысокий выход фракций с НК 200-360.

Описан способ переработки тяжелого углеводородного сырья с применением различных добавок ди-трет-бутилпероксида, пероксида бензоила, стирола. Количество добавки составляло от 1 до 5 мас.% на сырье, при температуре 450°С, продолжительность термообработки составляла 60 минут (Кривцов Е.Б., Головко А.К. Влияние радикалобразующих добавок на состав продуктов инициированного крекинга битума месторождения Баян-Эрхет // Химия в интересах устойчивого развития. - 2019. - Т. 27.- №. 1. - С. 31-37). Недостатком данного способа является высокий выход продуктов уплотнения (кокса) и низкое содержание фракции Н.К.-360.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ переработки гудрона в присутствии добавки стирола (1-9 мас.%), при температуре 450°С и продолжительности 120 минут (Кривцов Е.Б., Гончаров А.В. Влияние добавок стирола на кинетику крекинга высокосернистого гудрона // Нефтехимия. - 2020. - Т. 60. - №3. - С. 394-400). Недостатком данного способа является высокое содержание добавки, а также невысокий выход дистиллятных фракций.

Задачей изобретения является углубление процесса переработки гудронов с получением дополнительных значительных количеств дистиллятных фракций и низким выходом продуктов уплотнения.

Техническим результатом изобретения будет увеличение выхода бензиновой (НК-200°С) и дизельной (200-360°С) фракций до 55-65 мас.%.

Технический результат достигается проведением термического крекинга гудрона в автоклавах в среде воздуха в присутствии дидодеканоил пероксида. Количество добавки изменяется от 0,1 до 2,5 мас.% на сырье. Условия крекинга: температура 450-500°С, продолжительность 15-120 мин. Низкая себестоимость и малые количества применяемой добавки дают возможность активного использования данного способа для безводородной переработки тяжелых нефтяных остатков.

ПРИМЕРЫ КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ.

Эксперименты проводились в автоклавах объемом 12 см³ в среде воздуха, загрузка сырья составляла 7 граммов во всех экспериментах. В качестве сырья был взят гудрон Новокуйбышевского НПЗ с содержанием фракций выкипающих фракций до 360°С - 1,4 мас.%. В качестве добавки использовали дидодеканоил пероксид (CAS 105-74-8). Фракционный состав жидких продуктов крекинга определяют методом газо-жидкостной хроматографии на хроматографе «Кристалл-2000М» с пламенно-ионизационным детектором. Содержание бензиновой и дизельной фракции определяют на основании времен удерживания н-алканов (ундекана и генэйкозана).

Пример 1. Исходный гудрон подвергают термической обработке в присутствии 1,0 мас.% дидодеканоил пероксида. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 2. К исходному гудрону добавляют 1,0 мас.% дидодеканоил пероксида. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 60 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 3. К исходному гудрону добавляют 1,0 мас.% дидодеканоил пероксида. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 90 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 4. К исходному гудрону добавляют 1,0 мас.% дидодеканоил пероксида. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 120 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 5. К исходному гудрону добавляют 1,0 мас.% дидодеканоил пероксида. Процесс проводят в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 15 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 6. К исходному гудрону добавляют 0,1 мас.% дидодеканоил пероксида. Процесс проводят в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 7. К исходному гудрону добавляют 0,5 мас.% дидодеканоил пероксида. Процесс проводят в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 8. К исходному гудрону добавляют 1,0 мас.% дидодеканоил пероксида. Процесс проводят в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 9. К исходному гудрону добавляют 1,5 мас.% дидодеканоил пероксида. Процесс проводят в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 10. К исходному гудрону добавляют 2,5 мас.% дидодеканоил пероксида. Процесс проводят в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 11. К исходному гудрону добавляют 1,0 мас.% дидодеканоил пероксида. Процесс проводят в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 45 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.

Таким образом, предлагаемое решение позволяет получить дополнительные количества дистиллятных фракций (Н.К.-360) - до 55-65 мас.% за счет глубокой деструкции высокомолекулярных компонентов (смол и асфальтенов) гудрона в присутствии дидодеканоил пероксида, а также существенно снизить потери сырья обусловленные коксообразованием, вследствие замедления реакций конденсации смол и асфальтенов в твердые продукты крекинга.

Способ переработки гудронов методом термокрекинга в присутствии добавки, отличающийся тем, что в качестве добавки используют дидодеканоил пероксид, взятый в количестве 0,1-2,5 мaс.% на сырье, процесс проводят при температурах 450-500°С в автоклаве в течение 15-120 мин.

Изобретение относится к области переработки тяжелого нефтяного сырья. Изобретение касается установки термического крекинга тяжелых нефтяных остатков, содержащей печь для нагрева исходного сырья до требуемой температуры, выносной реактор, блок разделения продуктов крекинга, соединенный с выносным реактором линии подачи жидких и газообразных продуктов, блок предварительного нагрева исходного сырья, соединенный с инжектором-смесителем со сжатым воздухом, линию подачи всего нагретого сырья или его части, выход которого соединен с линией вывода оставшегося нагретого сырья с блока его нагрева и с газожидкостным сепаратором для отделения отработанного воздуха от активированного тяжелого нефтяного остатка, выводимого с низа сепаратора и подаваемого на вход печи для нагрева до требуемой температуры.

Установка термической доподготовки высоковязкой парафинистой нефти // 2766547

Изобретение относится к транспорту высоковязкой нефти и может быть использовано для подготовки высоковязкой парафинистой нефти к трубопроводному транспорту в нефтяной промышленности. Предложена установка термической доподготовки высоковязкой парафинистой нефти, включающая систему охлаждения и стабилизации, фракционирующую колонну с линиями вывода паров и остаточной фракции, соединенную линией подачи паров термолиза с блоком термолиза, оснащенным линией подачи циркулирующего остатка термолиза, и печь, причем система охлаждения и стабилизации состоит из холодильника-конденсатора и дефлегматора, установленных на линии вывода паров фракционирования, оснащенных линиями вывода тяжелой и легкой фракций соответственно, причем линия вывода легкой фракции соединена с линией вывода остаточной фракции, а блок термолиза оснащен линиями подачи циркулирующего остатка термолиза в линию вывода остаточной фракции и балансового остатка термолиза в линию вывода паров фракционирования и включает последовательно соединенные линиями подачи остатков сепаратор и испаритель высокого давления, испаритель и сепаратор низкого давления, при этом линия вывода паров из сепаратора высокого давления соединена с линией подачи остатка из испарителя высокого давления, линия вывода паров из испарителя низкого давления соединена с линией подачи паров термолиза из испарителя высокого давления, на которой расположен эжектор, соединенный с сепаратором низкого давления линией подачи паров.

Способ пиролиза углеводородного сырья, содержащего этан и сжиженные углеводороды // 2764768

Изобретение относится к способам пиролиза углеводородного сырья. Описан способ пиролиза углеводородного сырья, содержащего этан и сжиженные углеводороды, где углеводородное сырье готовят смешением нагретых до температуры 60-150°С потоков этана и сжиженных углеводородов, при содержании сжиженных углеводородов в углеводородном сырье от 5 до 30 мас.

Способ получения сырья для производства технического углерода // 2759378

Изобретение касается способа получения сырья для производства технического углерода, включающего термический пиролиз углеводородов, фракционирование продуктов пиролиза, выделение тяжелой смолы пиролиза и его смешение с нефтехимическим продуктом. Тяжелую смолу пиролиза перед смешением с нефтехимическим продуктом направляют в отпарную колонну совместно с пиролизной фракцией С9, выделенной из пиролизного бензина, для удаления углеводородов с температурой кипения 175°С и ниже.

Система коксования и способ коксования // 2754538

Изобретение относится к системе коксования для производства игольчатого кокса и соответствующему способу коксования. Система содержит от 1 до m (всего m) нагревательных блоков и от 1 до n (всего n) коксовых колонн, где m представляет собой любое целое число от 2 до n-1, где n - любое целое число от 3 до 20.

Способ получения нефтяного пека // 2750991

Изобретение относится к способам получения нефтяного пека, применяемого в качестве связующего при изготовлении различных углеродных изделий, анодной массы, конструкционных углеграфитовых материалов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и алюминиевой промышленности. Изобретение касается способа получения нефтяного пека, включающего стадию термической обработки тяжелой смолы пиролиза.

Установка получения мазута замедленной термической конверсией // 2744073

Изобретение относится к переработке тяжелого углеводородного сырья путем замедленной термической конверсии и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Предложена установка получения мазута замедленной термической конверсией с линией подачи тяжелой прямогонной углеводородной фракции в качестве сырья, которая включает также блок фракционирования, оснащенный линиями подачи тяжелой фракции и паров термической конверсии и линиями вывода газа, нафты, легкого газойля и полугудрона, а также линией вывода тяжелого газойля с примыкающими линиями подачи циркулирующего остатка и вывода нафты.

Способ очистки пирогаза закалочным маслом // 2739027

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к способам получения этилена пиролизом углеводородного сырья. Описан способ очистки пирогаза путем его закалки в закалочно-испарительном аппарате с последующим его прямым контактом с циркуляционным закалочным маслом в аппаратах масляной закалки, отличающийся тем, что в составе закалочного масла присутствуют высококипящие серосодержащие соединения с температурой кипения выше 180°С в количестве 0,1-2,5 мас.% в пересчете на серу, а в качестве закалочного масла используют дизельное топливо или газойль с температурой кипения 190-500°С.

Способ переработки попутных нефтяных газов в жидкие продукты // 2731213

Изобретение относится к способу превращения попутных нефтяных и других углеводородных газов некаталитической термической обработкой в жидкие продукты. Некаталитическую термическую обработку попутных нефтяных газов производят при температуре 890-970°С и времени реакции 2,0-5,0 с с последующим охлаждением продуктов реакции до 200-350°С впрыском воды, выделением жидких продуктов в абсорбционной колонне, орошаемой жидкими продуктами реакции, часть которых выводится в виде товарного продукта, причем вода для охлаждения реакционного потока генерируется из подтоварной воды, образующейся при добыче нефти, или из подсмольной воды, образующейся в абсорбционной колонне, путем нагрева ее вместе с воздухом с последующим охлаждением паровоздушной смеси.

Способ совместного пиролиза этанового сырья и сжиженных углеводородов // 2730458

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к способам получения этилена пиролизом углеводородного сырья. Изобретение касается способа совместного пиролиза этанового сырья и сжиженных углеводородов в присутствии водяного пара при массовом соотношении сырье : водяной пар, равном 0,3-0,4, при температуре 800-850ºС.