СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ ИЗ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА Российский патент 1995 года по МПК C10G51/04 

Изобретение относится к способам получения моторных топлив - дизельных и неэтилированных высокооктановых бензинов - из газового конденсата.

Известен способ получения высокооктановых бензинов путем риформинга бензиновых фракций газовых конденсатов [1]. Согласно данному способу предварительно выделенные из газового конденсата фракции 62-180 или 85-180^оС первоначально подвергают глубокой каталитической гидроочистке, осушке адсорбеном, а затем риформингу. Процесс риформинга проводят на алюмоплатиновом катализаторе АП-64 при температурах 480-510^оС, давлении 3,5 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,5 ч^-1 и циркуляции водородсодержащего газа. Данным способом возможно получение высокооктановых бензиновых фракций с ОЧ до 79-89 ММ и выходом 79-89% на сырье риформинга. Основными недостатками данного способа являются сложная технология подготовки сырья для процесса и применение водородсодержащего газа.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения моторных топлив из фракций газового конденсата [2] . Согласно прототипу неэтилированные высокооктановые бензины производят процессом "цеоформинг" из прямогонных бензиновых фракций (ПБФ), выделяемых из газовых конденсатов наряду с газообразными, прямогонными дизельной и остаточной фракциями. Процесс цеоформинга осуществляют следующим образом [2] : ПБФ разделяют с выделением фракций НК-58^оС и >58^оС, фракцию >58^оС подвергают контактированию при повышенных температурах (до 460^оС) и избыточном давлении (до 5 МПа) с цеолитсодержащим катализатором, продукты реакции фракционируют с выделением углеводородных газов, остаточной фракции >185^оС и высокооктановой фракции 195^оС, которую компаундируют с фракцией НК-58^оС для получения целевого бензина. Основными недостатками данного способа являются относительно низкие выходы и октановые числа получаемых бензинов.

Целью изобретения является увеличение выхода и октанового числа бензина.

Сущность изобретения заключается в следующем (см. фиг.1 и 2). Нестабильный газовый конденсат (1) фракционируют с выделением углеводородов С₁-С₂ (2), пропанбутановой фракции (3), прямогонных бензиновой (4), дизельной (дизельного топлива - 5) и тяжелой остаточной (6) фракций. Пропан-бутановую фракцию (3) или ее смесь с газообразными продуктами контактирования (13) подвергают пиролизу при 550-900^оС. Далее способ осуществляют по одному из двух вариантов: или (фиг.1) продукты пиролиза (7) смешивают с прямогонной бензиновой фракцией (4) и подвергают совместному контактированию в реакторе с цеолитсодержащим катализатором; полученные продукты контактирования (10) фракционируют с выделением углеводородных газов С₁-С₄ (12), высокооктанового бензина (14) и остаточной фракции (15); или (фиг.2) продукты пиролиза (7) разделяют с выделением газообразной - пирогаза (9) и жидкой - пироконденсата (8) фракций; пирогаз (9) смешивают с прямогонной бензиновой фракцией (4) и подвергают совместному контактированию в реакторе с цеолитсодержащим катализатором; продукты контактирования (10) разделяют с выделением углеводородных газов (12) и бензиновой фракции (11), которую компаундируют с пироконденсатом (8) и подвергают ректификации для выделения целевого высокооктанового бензина (14) и остаточной фракции (15).

В качестве катализаторов используют системы, приготовленные на основе цеолитов со структурой типа ZSМ-5, ZSМ-11, в т.ч. модифицированные элементами I, II, III, V, VI и VIII групп, приготовленные известными способами. Каталитическое превращение сырья проводят в интервале температур 300-480^оС и давлений 0,2-4,0 МПа.

Выбор фракционного состава дизельных топлив определяется двумя основными факторами: составом и свойствами исходного сырья и желаемым соотношением объемов получаемых бензинов и дизельных топлив. Для повышения выхода (на конденсат) бензина следует повышать температуру конца кипения прямогонной бензиновой фракции; соответственно будет повышаться температура начала кипения дизельной фракции и выход ее будет падать. Для увеличения выхода дизельного топлива следует расширять интервалы выкипания дизельных фракций.

П р и м е р 1. Нестабильный газовый конденсат состава, мас.%: С₁ 13,7; С₂ 8,5; С₃ 8,2; С₄ 7,5; С₅ 7,6; С₆ 10,6; С₇ 10,7; С₈ 9,1; С₉ 7,1; С₁₀ 5,2; С₁₁ 3,4; С₁₂ 2,6; С₁₃ 1,8; С₁₄ 1,2; С₁₅ 0,8; С₁₆ 1,5; СО₂ 0,4; N₂ 0,1 фракционируют с выделением углеводородов С₁-С₂, СО₂, N₂ (22,7 мас.%), пропанбутановой фракции (15,7% ) и стабильного газового конденсата (61,6%). Стабильный газовый конденсат (СГК) подвергают ректификации с выделением (в мас.% на СГК): 56,8% прямогонной бензиновой фракции (ПБФ) НК - 165^оС с октановым числом ОЧ= 65 М, 3,34% дизельной фракции 165-300^оС (дизельное топливо) и 9,8% тяжелой остаточной фракции 300-345^оС. Пропанбутановую фракцию направляют на узел пиролиза, который осуществляют при Т_п=780^оС, Р_п=0,15 МПа и времени контакта τ =1,3 с. Продукты пиролиза смешивают с ПБФ и направляют в реакторный узел, где совместно подвергают контактированию при температуре реакции Т_р=400^оС, Р=1,3 МПа и объемной скорости подачи жидкой ПБФ ω=2,5 ч^-1 с цеолитсодержащим катализатором. Катализатор содержит 70 мас.% цеолита со структурой ZSМ-11 состава 0,3Nа₂О^.Al₂О₃^.12ОSiО₂ и 30% Al₂О₃. Продукты контактирования направляют на узел фракционирования, где выделяют газообразные продукты реакции и 87,1% (на ПБФ) высокооктановой бензиновой фракции, которую подвергают ректификации для выделения остаточной фракции > 195^оС (10,7% на ПБФ) и целевого высокооктанового бензина - фр. НК - 195^оС с ОЧ=87,5 ИМ (76,4% на ПБФ). Выход на СГК целевых продуктов составляет: высокооктанового бензина - 43,4%, дизельного топлива (фр. 165-300^оС) - 33,4 мас.%.

П р и м е р ы 2-6. Аналогичны примеру 1. Условия осуществления способа, составы катализаторов, свойства сырья и высокооктановых бензиновых фракций, выходы высокооктановых бензиновых фракций и целевых бензинов приведены в табл.1. Цеолиты, применяемые в катализаторах, имеют структуру цеолитов типа ZSМ-11 (примеры 2-5) и ZS-5 (пример 6). П р и м е р 7. Нестабильный газовый конденсат состава, мас.%: С₁ 13,7; С₂ 8,5; С₃ 8,2; С₄ 7,5; С₅ 7,6; С₆ 10,6; С₇ 10,7; С₈ 9,1; С₉ 7,1; С₁₀ 5,2; С₁₁ 3,4; С₁₂ 2,6; С₁₃ 1,8; С₁₄ 1,2; С₁₅ 0,8; С₁₆ 1,5; СО₂ 0,4; N₂ - 0,1 фракционируют с выделением углеводородов С₁-С₂, СО₂, N₂ (22,7 мас.%), пропан-бутановой фракции (15,7%) и стабильного газового конденсата (61,6%). Стабильный газовый конденсат (СГК) подвергают ректификации с выделением (в мас.% на СГК): 52,9% прямогонной бензиновой фракции (ПБФ) НК - 145^оС с октановым числом ОЧ=67 ММ, 37,3%, дизельной фракции 140-300^оС (дизельное топливо) и 9,8% остаточной фракции >300^оС. Пропан-бутановую фракцию подвергают пиролизу при температуре Т_п=820^оС, давлении Р_п=0,2 МПа и времени контакта τ =1,5 с. Продукты пиролиза разделяют с выделением жидкой (пирокондесат) и газообразной (пирогаз) фракций. Пирогаз смешивают с ПБФ и совместно в реакторном узле подвергают контактированию при температуре реакции Т_р=450^оС, давлении Р=0,1 МПа и объемной скорости подачи жидкого сырья ω =4,0 ч^-1 с цеолитсодержащим катализатором. Катализатор содержит 75 мас. % цеолита структуры ZSМ-5 состава 0,04 Nа₂О^.Al₂О₃^.6ОSiО₂ и 25% Al₂О₃. Продукты реакции разделяют с выделением углеводородных газов и бензиновой фракции, которую компаундируют с пироконденсатом. Полученную в результате копаундирования высокооктановую фракцию (80,1 мас. % на ПБФ) подвергают ректификации для выделения целевого высокооктанового бензина - фр. НК-185^оС с ОЧ= ИМ и 79,5 ММ (72,1% на ПБФ) и остаточной фракции 185^оС. Выходы на СГК целевых продуктов составляют: автобензина - 38,1%, дизельного топлива (фр. 140-300^оС) - 37,3 мас.%.

П р и м е р ы 8-11. Аналогичны примеру 7. Условия осуществления способа, составы катализаторов, свойства сырья и высокооктановых бензиновых фракций, выходы высокооктановых бензиновых фракций и целевых бензинов приведены в табл.1. Цеолиты, применяемые в катализаторах, имеют структуру цеолитов типа ZSМ-5 (примеры 8-10) и ZSМ-11 (пример 11).

П р и м е р 12. Нестабильный газовый конденсат состава, мас.%: С₁ 13,7; С₂ 8,5; С₃ 8,2; С₄ 7,5; С₅ 7,6; С₆ 10,6; С₇ 10,7; С₈ 9,1; С₉ 7,1; С₁₀ 5,2; С₁₁ 3,4; С₁₂ 2,6; С₁₃ 1,8; С₁₄ 1,2; С₁₅ 0,8; С₁₆ 1,5; СО₂ 0,4; N₂ - 0,1, фракционируют с выделением углеводородных газов С₁-С₂, СО₂, N₂ (22,7 мас.), пропанбутановой фракции (15,7%) и стабильного газового конденсата (61,6%). Стабильный газовый конденсат (СГК) подвергают ректификации с выделением (в мас.% на СГК): 56,8% прямогонной бензиновой фракции (ПБФ) НК - 165^оС с октановым числом ОЧ=65 ММ, 33,4% дизельной фракции 165-300^оС (дизельное топливо) и 9,8% тяжелой остаточной фракции 300-345^оС. Пропанбутановую фракцию смешивают с газообразными продуктами контактирования сырья с катализатором и подвергают пиролизу при Т_п=780^оС, Р_п=0,15 МПа и τ =1,3 с. Продукты пиролиза смешивают с ПБФ и совместно в реакторном узле подвергают контактированию с цеолитсодержащим катализатором при Т_р=400^оС, Р=1,3 МПа и объемной скорости подачи жидкой ПБФ - ω =2,5 ч^-1. Катализатор содержит 70 мас.% цеолита структуры ZSМ-11 эмпирической формулы 0,3Nа₂О^.Al₂О₃^.12ОSiО₂ и 30% Al₂О₃. Продукты контактирования фракционируют с выделением углеводородных газов и высокооктановой бензиновой фракции (91,7% на ПБФ), которую подвергают ректификации для выделения остаточной фракции >185^оС и целевого высокооктанового бензина (фр. НК - 195^оС) с ОЧ=88 ИМ. Выход целевого бензина - 79,3 мас. % на ПБФ или 45,0% на СГК, выход дизельного топлива (фр. 165-300^оС) - 33,4% на СГК.

П р и м е р 13. Аналогичен примеру 12. Условия проведения процесса, состав катализатора, характеристика сырья и продуктов приведены в табл.1. Цеолит, применяемый в составе катализатора, имеет структуру ZSМ-5.

Использование: в нефтехимии, в частности в производстве моторных топлив. Сущность изобретения: получение моторного топлива ведут фракционированием газового конденсата с выделением пропанбутановой, прямогонных бензиновой, дизельной и остаточных фракций. Прямогонную бензиновую фракцию контактируют при 300-480°С и 0,2-4 МПа с цеолитсодержащим катализатором. Полученные продукты фракционируют с выделением газообразных и жидких продуктов. Последние ректифицируют с выделением высокооктановой и остаточной фракцией. Выделенную пропанбутановую фракцию или ее смесь с газообразными продуктами контактирования подвергают пиролизу с последующим смешиванием последних с прямогонной бензиновой фракцией и подачей смеси на контактирование с катализатором. Полученные продукты фракционируют с выделением пироконденсата и пирогаза с последующими смешиванием пирогаза с прямогонной бензиновой фракцией и их совместным контактированием с катализатором. Жидкие продукты контактирования компаундируют с пироконденсатом. Полученную фракцию подвергают ректификации с выделением целевого бензина и остаточной фракции. В качестве катализатора используют системы, приготовленные на основе цеолитов со структурами ZSM-5 или ZSM-11, в том числе модифицированные элементами 1, 2, 3, 5, 6, и 8 групп периодической системы элементов. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ ИЗ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА включающий его фракционирование на фракции, в том числе пропан-бутановую, прямогонные бензиновую, дизельную и остаточную фракции, контактирование прямогонной бензиновой фракции при повышенных температурах и избыточном давлении с цеолитсодержащим катализатором, фракционирование продуктов контактирования с выделением газообразных и жидких продуктов и последующую ректификацию жидких продуктов контактирования с выделением высокооктановой бензиновой и остаточной фракций, отличающийся тем, что выделенную пропан-бутановую фракцию или ее смесь с газообразными продуктами контактирования подвергают пиролизу с последующим смешиванием продуктов пиролиза с прямогонной бензиновой фракцией и подачей смеси на контактирование с катализатором. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукты пиролиза фракционируют с выделением пироконденсата и пирогаза с последующим смешиванием пирогаза с прямогонной бензиновой фракцией и их совместным контактированием с катализатором, жидкие продукты контактирования компаундируют с пироконденсатом и полученную фракцию подвергают ректификации с выделением целевого бензина и остаточной фракции. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют системы, приготовленные на основе цеолитов со структурой ZS м-5 или ZSM-11, в том числе молифицированные элементами I, II, III, Y, YI и YIII групп Периодической системы элементов. 4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что контактирование с катализатором осуществляют при температуре 300 - 480^oС и давлении 0,2 - 4 МПа.