Способ переработки нефтяного остаточного сырья

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскнк

Социалистических

Республик (и>977477 (61) Дополнительное к авт. свыд-ву (22) Заявлено 230879 (21) 2828580/23-04 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 30,1182.Бюллетень М44

Дата опубликования описания 301182

Р М К з

С 10 G 51/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

РЗ) УДК 662. 75 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

Ю. С. Сабадаш, С. В.Макарьев, A. К. Имаров и (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНОГО ОСТАТОЧНОГО

СЫРЬЯ

Изобретение относится к способам переработки нефтяного остаточного сырья с одновременным получением ниэкомолекулярных олефинов и остаточного котельного топлива с пониженной вязкостью и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ одновременного получения котельного топлива и низ1сомолекулярных олефинов гидрокрекингом остаточного сырья и последующим пиролиэом фракций гидрокрекинга, выкипающих до 300оС 1 Ц.

К недостаткам способа относится трудность аппаратурного оформления высокие капитальные и эксплуатационные затраты каталитического процесса гидрохрекйнга остаточного сырья, с помощью которого получаются дистилляты для пиролиза, а также жесткие требования к качеству остаточного сырья.

Наиболее близким к предлагаемому по сущности и достигаемому результату является способ переработки нагретого нефтяного остаточного сырья путем его термического крекирования в присутствии водного пара, после чего полученные продукты при 300

450 С направляют в сепаратор для отделения паровой фазы. Дистиллят термокрекинга смешивают с новой пор-, цией перегретого водяного пара и направляют в трубчатый .реактор термокрекинга, где поддерживается температура 450-550 С. Паровые фазы (дистилляты ) от обеих ступеней термокрекинга подвергают пиролизу при

700-950 С, при этом получается этилен как основной продукт(2) .

К недостаткам известного способа относятся высокие энергетические затраты, обусловленные необходимостью

15 перегрева водяного пара, проведением процесса термокрекинга в обогреваемом трубчатом реакторе за счет тепла сжигаемого топлива, а также отсутствием утилизации тепла высоко20 температурного процесса пиролиза для прямого нагрева исходного сырья.

Цель изобретения — снижение энергетических затрат на процесс.

Поставленная цель достигается тем, .что согласно способу переработки нефтяного остаточного сырья путем его термического крекирования с последующим пиролизом дистиллята термокрекинга, процесс термического крекинга осуществляют за счет тепла продуктов пиролиэа при.прямом кон977477 тактировании «нефтяного остаточного сырья с продуктами пйролиэа.

Сущность способа заключается в следующем. Дистиллятные фракции термокрекинга подвергают пиролизу с целью получения иэ них ниэкомолекулярных олефинов Сэ - С4 . Продукты пиролиэа поступают в реактор термо» крекинга, где они контактируют с исходным сырьем. Сырье можно предварительно нагревать прямым контакти- )p .Рованием или в теплообменниках за c&QT доохлаждения смеси продуктов пиролиза и термокрекинга перед их ректифи- кацией. При контактировании остаточЙОГО сырья с продуктами пиролиза 15 последние охлаждаются до 420-520 С, при этом реакция пиролиза прекращается, а исходное сырье крекируют с образованием дополнительного количества низкомолекулярных олефинов

С,2 — С4., дистиллята термокрекинга, используемого как сырье пиролиэа, и остатка, который. обогащается ароматизированными фракциями, получаемыми в процессе пиролиэа. Иэ реактора термокрекинга отводят паровую фазу, поступающую на ректификацию, и остаток с пониженной вязкостью. Понижению вязкости остатка, наряду с процессом крекирования, способствует также обогащение его ароматизированными З0 фракциями пиролиза. При ректификации паровой фазы из реактора термокрекинга, состоящей из продуктов пиролиза и термокрекинга, получают целевые ннзкомолекулярные олефины и дистил- 35 лят термокрекинга, который направляют на пкролиз. Наличие в остаточном сырье асфальтенов препятствует реакции полимеризации полученных в процессе пиролиэа низкомолекулярных 4g олефинов, в результате чего выход их не снижается, а даже несколько увеличивается эа счет получения аналогичного продукта в процессе термокрекинга .

Пример 1. Берут остаток прямой перегонки нефти с началом кипе- . ния 400 С, содержанием асфальтенов

6,2%, условной вязкостью 38,5 УВпри 80 С и контактируют его со смесью парообразных продуктов пироли- -50 за и териокрекинга, имеющих температуру 460 С. Контактирование осуществляют в теплообменнике, при этом сырье нагревается до 360 С, а продукты термокрекинга и циролиэа охлажда- 55 тся до 150 С, затем доохлаждаются холодильнике и поступают на отделение воды.

Обезвоженную ичастйчйо сконденсированную смесь продуктов термокрекин-60

ra и пнролиза направляют на ректификацию, где выделяют газообразные продукты, в том числе целевые газообразные олефины С. - С4, и жидкую фракцию С - 300 С, которую направля- 65 ют на пиролиз. Пиролиз осуществляют при 850 С в эмеевиковом реакторе в атмосфере водяного пара при весовом соотношении сырья и водяного пара

1г0,5. Продукты пиролиэа направляют в реактор термокрекинга, где осуществляют прямое контактирование их с нагретым в теплообменнике сырьем— остатком прямой перегонки нефти.

Продукты пиролиэа быстро охлаждаются, в результате чего реакция пиролиза прекращается, а исходное сырье нагревается до 460 С и креки-, руется при этой температуре. Продукты термокрекинга и пиролиэа разделяют на паровую и жидкую фазы, паровую фазу направляют в теплообменники для нагрева исходного сырья, а жидкую фазу, представляющую собой смесь тя- 1 желых фракций пиролиза и термокрекинга и имеющую вязкость 15,2 УВ при

80 С, используют как котельное топливо. Тепло ее используют при ректификации паровой фазы смеси. продуктов . термокрекинга и пиролиза.

Материальные балансы процессов термокрекинга и пиролиза приведены в табл. 1.

Суммарный выход олефинов Ca — С составляет 25,1 мас.Ъ на исходное сырье. Выход котельного топлива, удовлетворяющего требованиям ГОСТа на мазут марки "И-100", составляет 61,7%.

Кроме того, получено 13,2 мас.Ъ сухого газа, представляющего собой смесь предельных углеводородов С, С4 и водорода, который может быть использован как энергетическое топливо.

Пример 2. Берут остаток прямой перегонки нефти, что и в приыре 1, и контактируют его с продуктами пиролиза. Контактирование осуществляют в противоточном реакторе. По мере прохождения реактора сырье нагревается с 20 до 500 С и крекируется за счет тепла горячих продуктов пиролиза. Продукты.пиролиза при этом быстро охлаждаются с 900 до 280 С.

Противоточный характер реакционного устройства обеспечивает совмещение эон нагрева и реакции в одном аппа-, рате при прямом контактмровании сырья и продуктов пиролиэа на всем протяжении реактора. Продукты термокрекинга и пиролиэа доохлаждают, отделяют,от воды и направляют на ректификацию, где выделяют целевые низкомолекулярные олефины С - С., сырье для пиролнза - фракцию с концом кипения 250 С и остаточное котельное топливо с началом кипения

250 С. Фракцию C6 - 250 C подвергают пиралиэу в трубчатом реакторе при 900 С (этиленовый режим) в.атмосфере водяного пара при весовом соотношении сырья и водяного пара

977477

1г1,5. Продукты пиролиза направляют в реактор термокрекинга, где контак» тируют с исходным сырьем — остатксм: прямой перегонки нефти при противотоке сырья и продуктов пиролиза.

Баланс процессов пиролиза g уермокрекинга представлен в табл. 2, Суммарный выход олефинов С - С4, составляет 22,3 мас.% на.исходное сырье - остаток прямой перегонки нефти. Выход котельного топлива с вязкостью 14 УВ при 80 С составляете

61,4%; выход сухого газа, который также может быть использован как энергетическое топливо 16,3 мас.В.

Пример 3. Берут остаток прямой перегонки нефти, что и в при- . мерах 1 и 2, и нагревают его в теплообменнике за счет тепла жидких .продуктов термокрекинга. При этом жидкие продукты охлаждаются с 480 до 90 С,а сырье нагревается с 20 до 2756С. Нагретое сырье контактируют с горячими продуктами пиролиза, имеющими температуру 750 С, в противоточном реакторе. Сырье нагревается за счет тепла продуктов пиролиза до

480 э и крекируется нри этой темпера,туре, а продукты пиролиэа охлаждаются .с 750 до 480 С. Смесь продуктов пиролиэа и термокрекинга в реакторе термокрекинга разделяется на паровую и жидкую фазы, жидкую фазу с темпера,Таблица 1

Выход продуктов, мас.В на сырье

1 (Наименование продуктов суммарный термокрекинг пиролиз

+ CO

1,3

1i4

0,1

5,8

4,9

0,9

Метан СН

11,2

10,5

0,7

Этилен С Н4

Этан С К

1,6

2,2

0,6.0,5

8,5

8,0

Пропилеи С H

Пропан С Н

2,4

1,3

Бутадиен С Н

Бутилены С4 Н8

Бутаны С Н

4 40

4,3

3 9

0,4

1 4

0,6

0 8

40,9

61,7

7,7

54,0

Сырье пиролиэа С - -300

Ь

Остаток 1300 С турой 480o Ñ направляют в теплообменники для нагрева исходного сырвя, а ; паровую фазу, уходящую иэ реактора, .с температурой .350 С доохлаждают в теплообменниках блока ректификации и холодильниках, отделяют от воды и направляют на ректификацию. В про" цессе ректификации выделяют целевые

:ниэкомолекулярные олефины Са - С4 и фракцию С » 300 С, которую направ10 ляют на пиролиэ. Пиролиз проводят при 750оС в атмосфере водяного пара при -весовом соотношении сырья и водяного, пара 1 1,5. Продукты пиролиза направляют в реактор термокрекинга, t5 где контактируют с исходным сырьем при противотоке сырья и продуктов пиролиза.

Баланс процессов пиролиза и термокрекинга приведен в;табл. 3,. 4

Суммарный выход олефинов С - С; составляет 27,9 мас.% на исходное сырье. Выход котельного топлива с вязкостью 14,8 УЗ при 80 С составля"

25 ет 58,6%, выход сухого газа—

13,5 мас.Ъ. Сухой газ может бьгйь использован как энергетическое топливо.

Как видно иэ приведенных примеров, З0 суммарный выход олефинов С - С при . сочетании процессов пиролиза и термокрекинга несколько повышается.

977477

Таблица 2

Наименование продуктов термокрекинг пиролиэ суммарный

1,6

1,8

0,2

6,0

7,1

12,8

11,5

1,3

2,8

3,7

0,9

6,5

Пропилеи С Н

5;3

112

2,0

1,2

0,8

0,5

0,5

2,5

1,6

0,9

1,7

0,6

С - 250 С 36,0 ф

56,1

61,4

5,3

7а блиц а 3

Выход продуктов, мас.% на сырье

% термокрекинг ) пиролиэ ) суммарный

Наименование иродуктов

0,9

О, 2

5,1

4,1

1,0

11,2

10,3

0,9

4,4

3,7

0,7

11,9

11 1

0,8

1,8

0,7

0,7

0,7

Бутадиен С4 Н6

Бутилены С4 Н8

4,1

3,3

0,8

0,2 утaны C Н о

0,9

42,0

Сырье пиролиэа С - 300©С

Остаток р 300 С

51,6

7;0

58,6

Н + СО

Метан СН

Этилен С Н4

Этан С Н

Пропан С Н

Бутадиен С НБутилены С Н

Бутаны С Н

Сырье пиролиэа

Остаток 7250 С о

Н +СО

Я Ф

Метан СН

Этилен С Н4

Этан С Н6

Пропилеи С® Н ,Пропан С Н

Выход продуктов, мас.Ъ на сырье

977477

Формула изобретения

Составитель Н.Богданова

ТехредМ.Гергель Корректор О.Билак

Редактор A.Ôðîëoâà,Заказ 9114/31 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

Способ переработки нефтяного остаточного сырья путем его термического крекинга с последующим пиролизом дистиллята термокрекинга, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, процесс термического крекинга осуществляют эа счет тепла продуктов пиролиза при прямом контактировании нефтяного остаточного сырья с продуктами пиролиэа.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 91383229, ;кл. С 5 Е, опублик. 1971.

2. Патент Японии Р 45-21803, кл, 16 В 121, опублик. 1970.