РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЙ СПОСОБ ГЛУБОКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ Российский патент 1997 года по МПК C10G65/04 

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности, к способам переработки нефти и газоконденсата.

Известные способы переработки нефти [1,2] включающие в себя предварительное фракционирование обессоленной и обезвоженной нефти с последующей переработкой нефтяных фракций сопровождаются образованием значительных количеств остаточных нефтепродуктов, трудно поддающихся переработке.

Развитие мировой нефтеперерабатывающей промышленности в последние годы показало, что при производстве нефтепродуктов основное внимание уделяется их экологической чистоте. В последние годы все больше стран в законодательном порядке переходят на производство и потребление экологически безвредных нефтепродуктов. Так например, требования по содержанию серы в дизельных топливах в ряде стран ужесточены до 0,1 и даже 0,05 мас. На наиболее совершенных нефтеперерабатывающих заводах в Кувейте имеется по 6-7 установок гидрооблагораживания нафты, бензина, керосина, дизельной фракции, вакуумного газойля и мазута, весь спектр получаемых нефтепродуктов соответствует самым жестким экологическим требованиям.

Однако, реализация такой схемы требует огромных капитальных вложений, и не каждая страна может позволить себе таким путем совершенствовать свою нефтеперерабатывающую отрасль.

Положение осложняется еще и тем, что ресурсы легко поддающихся переработке малосернистых нефтей ограничены, поэтому приходится переходить на эксплуатацию месторождений тяжелых, высокосернистых, некондиционных нефтей, что требует увеличения глубины их переработки и степени очистки.

Средняя глубина переработки нефти не может удовлетворить потребность развитых стран в нефтепродуктах.

За рубежом эти задачи решаются путем строительства комплексных установок и модернизированных НПЗ с развитой сетью вторичных процессов переработки нефти, интенсивного включения в схемы заводов процессов гидрообессеривания, гидрокрекинга, каталитического крекинга, процессов переработки, остатков. Коренная реконструкция НПЗ России по подобным схемам потребует колоссальных капитальных вложений, причем такие технологии и установки как гидрокрекинг и каталитический крекинг остатков придется закупать за валюту за рубежом.

Разработка и строительство в России НПЗ с принципиально новой схемой переработки нефти (основанного на процессе гидрооблагораживания нефти) и поэтапная каскадная реконструкция действующих заводов, выполненная на этой основе, могла бы позволить с наименьшими затратами решить возникшие в нефтепереработке проблемы и обеспечить потребности рынка в высококачественных конкурентноспособных экологически чистых нефтепродуктах.

Одним из путей решения задачи увеличения выхода экологически чистых светлых нефтепродуктов и получения малосернистых печных топлив, мазутов и коксов при переработке высокосернистых тяжелых нефтей является изменение подхода к переработке нефти.

В настоящее время разработаны способы гидрооблагораживания отдельных нефтяных фракций: бензинов, керосинов, дизельных фракций. Имеются публикации по гидроочистке тяжелого нефтяного сырья [3-6]
Тем не менее известные в настоящее время подходы к гидрооблагораживанию отдельных нефтяных фракций неприменимы для переработки нефти в целом.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является способ гидроочистки углеводородного сырья, в частности, вакуумного газойля или деасфальтизированных остаточных нефтепродуктов [7] Однако этот способ не позволяет осуществить гидрооблагораживания нефти или газоконденсата на стадии их предварительной переработки, то есть до фракционирования, когда в их состав входят асфальтосмолистые вещества с получением фракций с низким содержанием серы.

Целью предлагаемого изобретения является получение малосернистых нефтепродуктов при одновременном увеличении выхода жидких светлых.

Поставленная цель достигается путем контактирования обессоленной и обезвоженной нефти с алюмоникель и алюмокобальтмолибденовым катализаторами, загруженными в смеси с элементарной серой, в среде водорода при повышенных температуре и давлении, при условии что контактирование нефти проводят с катализаторами, загруженными в смеси с элементарной серой, последовательно в две ступени на первой ступени с алюмокобальтмолибденовым катализатором при температуре 350-400^oC и давлении 30-40 ати, на второй с алюмоникельмолибденовым катализатором при температуре 400-450^oC, давлении 40-70 ати, при этом в продукт первой ступени дополнительно вводят алифатический низший спирт в количестве 1,0-10,0%
Отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что контактирование нефти проводят с катализаторами, загруженными в смеси с элементарной серой, последовтаельно в две ступени на первой ступени с алюмокобальтмолибденовым катализатором при температуре 350-400^oC и давлении 30-40 ати, на второй с алюмоникельмолибденовым катализатором при температуре 400-450^oC, давлении 40-70 ати, при этом в продукт первой ступени дополнительно вводят алифатический низший спирт в количестве 1,0-10,0%
В основе предлагаемого способа переработки нефти лежит проведение процесса гидрооблагораживания нефти с последующим разделением на фракции. В процессе гидрооблагораживания нефти протекают процессы гидроочистки, легкого крекинга в среде водорода. В результате достигается получение нефти с низким содержанием серы, азота, тяжелых металлов. Кроме того, значительно увеличивается выход жидких светлых углеводородов.

Предварительная выдержка подлежащей переработке нефти с кислородсодержащими соединениями при указанных условиях приводит к изменению мицеллярной структуры нефти и облегчает процесс ее переработки.

В известных способах переработки нефти применение описанной технологии неизвестно. Поэтому данное техническое решение соответствует критериям "новизна" и "существенное отличие".

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

В качестве сырья использовалась нефть со следующими физико-химическими характеристиками:
плотность 8674 кг/куб.м
вязкость при 20^oС, 25,3 кв.мм/с
cодержание серы в нефти, мас. 2,8
содержание серы во фракциях:
70-180^oC 800 ррm
180-360^oC 0,9 мас.

выше 360^oC 1,7 мас.

99 мл нефти, указанного состава, подвергалось контактированию с предварительно активированным элементарной серой алюмокобальтмолибденовым катализатором при температуре 350^oC и давлении 30 ати в среде водородсодержащего газа. Полученный продукт смешивался с 1 мл этилового спирта, нагревался до 400^oC и направлялся на контактирование с предварительно активированным алюмоникельмолибденовым катализатором при температуре 400^oC и давлении 40 ати в среде водорода.

Проведено фракционирование полученного гидрогенизата, результаты которого приведены в табл. 2.

Как видно из приведенных в табл. 1 и 2 данных, предлагаемый способ позволяет уже на первой стадии переработки нефти обеспечить получение дизельных фракций и мазутов со сравнительно низким содержанием серы.

В табл. 1 приведены параметры проведения процесса, сырье, используемый катализатор, а также качество получаемого продукта по примерам 2-6. Последовательность операций и используемый для испытаний образец нефти при выполнении примеров 2-6 аналогичны примеру 1.

Предлагается ресурсосберегающий способ глубокой переработки нефти путем контактирования обессоленной и обезвоженной нефти с алюмоникель- и алюмокобальтмолибденовыми катализаторами, загруженными в смеси с элементарной серой, в среде водорода при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что контактирование нефти с катализаторами осуществляется последовательно в две ступени сначала с алюмокобальтмолибденовым при температуре 350-400^oC и давлении 30-40 ати, а затем алюмоникельмолибденовым при температуре 400-450^oC и давлении 40-70 ати при условии введения в продукт, получаемый после первой ступени, органического кислородсодержащего соединения в количестве 1-10 об.%. 2табл.

Ресурсосберегающий способ глубокой переработки нефти путем контактирования обессоленной и обезвоженной нефти с алюмоникель- и алюмокобальтмолибденовым катализаторами, загруженными в смеси с элементарной серой, в среде водорода при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что контактирование проводят с катализаторами, загруженными в смеси с элементарной серой последовательно в две ступеньки, на первой ступени с алюмокобальтмолибденов катализатором при 350 400^oС и 30 40 ати, на второй с алюмоникельмолибденовым катализатором при 400 450^oС, 40 70 ати, при этом в продукт первой ступени дополнительно вводят алифатический низший спирт в количестве 1 10 об.