СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КОНДЕНСИРОВАННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ Российский патент 1997 года по МПК C10G15/10 

Изобретение относится к области переработки жидких и твердых углеводородов и может быть использовано в химической, нефтяной, нефтехимической промышленности и топливной энергетике для утилизации нефтяных углеводородов.

Известен способ переработки конденсированных углеводородов путем прямой перегонки нефти с выделением утилизируемых фракций /бензин, керосин, гудроны, масла и т. п. / /А.И. Богомолов и др. Химия нефти и газа. Л. Химия, 1981, с.65/ [1]
Однако реализация данного способа приводит к накоплению фракций, трудно поддающихся утилизации /тяжелые битумы, нефтегуламы/.

Известен способ переработки конденсированных углеводородов путем воздействия на них ионизирующих излучением, с образованием продуктов радиолиза /Д. Серен и др. Радиационная химия углеводородов. М. Энергоатомиздат, 1985, с. 102-112/. Однако выход хозяйственно ценной низкомолекулярной фракции и качество данного продукта низкие, а накопление неутилизируемых отходов высокое.

Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является получение высококачественного утилизируемого низкомолекулярного продукта при высокой степени конверсии сырья.

Достигается это тем, что в способе переработки конденсированных углеводородов путем воздействия на них ионизирующим излучением с образованием продуктов радиолиза отличительной особенностью является то, что воздействие осуществляют на мелкодисперсную смесь конденсированных углеводородов с водой.

Рекомендуется в процессе указанного воздействия удалять образующиеся низкомолекулярные продукты радиолиза из зоны этого воздействия.

Целесообразно использовать мелкодисперсную смесь в следующем составе, мас.

углеводороды 60 90
вода остальное
при плотности смеси, равной 15 350 г/л, а воздействие на нее осуществлять ускоренными электронами при 90 150^oC в токе водяного пара.

Рекомендуется использовать мелкодисперсную смесь в виде пены и/или распыленных частиц в газообразной среде частиц.

Впервые установлено, что наилучшие результаты при переработке конденсированных углеводородов /например, углеводородов нефти и ее тяжелых фракций/ под действием ионизирующего излучения можно получить, если обрабатывать их в смеси с водой, причем эту смесь необходимо перевести в мелкодисперсное состояние.

Образующиеся низкокипящие продукты радиолиза целесообразно выводить из зоны воздействия на сырье ионизирующим излучением.

Такое сочетание приемов приводит к практически полному превращению конденсированных /жидких и твердых/ углеводородов в ценный целевой низкомолекулярный продукт с высоким октановым числом.

Способ согласно изобретению реализуется с помощью серийно выпускаемых узлов и оборудования, без использования высокопрочных конструкционных материалов и оборудования, характерных для традиционного крекинга. Для проведения переработки нефти и ее компонентов новым способом требуется меньшее количество тепла и электроэнергии, чем для традиционного крекинга, кроме того, вместо ценных водорода и катализаторов, используемых при крекинге, в новом способе используется недефицитная добавка вода.

Ниже приведены примеры реализации способа согласно изобретению.

Пример 1. Подвергли переработке дегазированную Арланскую нефть без минеральных примесей. Нефть при 95^oC интенсивно смешивали с С=35 вес. кипящей воды и смесь вспенивали продуванием попутного нефтяного газа в количестве 1 л газа на 1 л нефти. Образующуюся ультрадисперсную пену сливали в стальной реактор и при непрерывном барботаже водяного пара с температурой t=135^oC при плотности пены d= 100 г/л облучали ускоренными электронами с энергией Е 6 МэВ, генерируемыми линейным электронным ускорителем Электроника-6Е. Целевой продукт выводили в потоке водяного пара и конденсировали. Органическую фазу из конденсата отделяли и сливали в хранилище. В реактор непрерывно добавляли свежую пену и острый водяной пар до постоянного уровня пены. В состав полученного конденсата/целевого продукта/входят 19% углеводородов, 34% одноатомных спиртов, 26% двухатомных спиртов, 18% многоатомных спиртов и 3% эфиров. Выход целевого продукта в расчете на 1 кВт ч поглощенной энергии электронов составил 2,2 кг. Среднее октановое число целевого продукта равно 89. Степень конверсии нефтяного сырья составила 100% При этом выход целевого продукта на 35 вес% превысил расход сырья, что обусловлено участием воды в образовании спиртов и эфиров.

Аналогичные результаты с этим же сырьем получены при варьировании технологических параметров внутри заявляемых интервалов. Кроме вспенивания использовали распыление нефти и пара с помощью форсунок или пара и измельченных до пылевидных частиц твердых углеводородов с образованием аэрозоля с плотностью 15 350 г/л.

Пример 2. По методике примера 1 подвергли переработке полученную в Пермьнефтеоргсинтезе фракцию нефти с t_н.кип=400^oC. Условия проведения процесса и полученные результаты приведены в таблице 1.

Пример 3. по методике примера 1 подвергли переработке Грозненскую нефть. Условия проведения процесса и полученные результаты приведены в табл. 1.

Пример 4. По методике примера 1 подвергли переработке мазут М-100. Условия проведения процесса и полученные результаты приведены в таблице 1.

Пример 5. По методике примера 1 подвергли переработке гудрон Новоуфимского НПЗ /t_пл.= 70^oC/. Условия проведения процесса и полученные результаты приведены в таблице 1.

Анализ результатов переработки нефти и ее тяжелых фракций по примерам 1-5 показывает, что способ согласно изобретению обеспечивает высокую полноту конверсии углеводородов нефти в хозяйственно ценные продукты с высокими показателями качества.

Пример 6. По методике примера 1 подвергли переработке продукт Пермьнефтеоргсинтеза фракцию нефти с t_н.кип.=400^oC. При переработке сырья вышли за оптимальные параметры режима проведения процесса, рекомендуемого способом согласно изобретению. При высокой полноте конверсии сырья в качественный целевой продукт наблюдали также образование нежелательных продуктов смол, альдегидов, кетонов, кислот /см. таблицу 2/.

Пример 7. В таблице 2 приведены результаты переработки Арланской нефти по способу согласно изобретению, но при отклонении от оптимальных режимных параметров. При высокой степени конверсии сырья в ценные продукты наблюдается параллельное образование нежелательных продуктов /см. таблицу 2/.

Пример 8. При переработке мазута М-100 по способу согласно изобретению с отклонением от оптимальных режимных параметров наблюдали высокую степень конверсии сырья в ценные продукты при параллельном образовании нежелательных продуктов /см. таблицу 2/.

Пример 9. При переработке гудрона Новоуфимского НПЗ /t_пл.=70^oC/ по способу согласно изобретению с отклонением от оптимальных режимных параметров наблюдали высокую степень конверсии сырья в ценные продукты, но параллельно происходило образование нежелательных продуктов /см. таблицу 2/.

При соблюдении оптимальных режимных параметров способ согласно изобретению обеспечивает получение следующих результатов:
выход жидкого утилизируемого продукта составляет более 100% от массы перерабатываемого углеводородного сырья; вспомогательным реагентом служит вода.

целевой продукт имеет надежное бытовое и промышленное применение в качестве моторного топлива; высокооктановых и высококалорийных добавок к топливам, промышленных и бытовых растворителей и дефицитного сырья для химического синтеза /спирты, эфиры/.

способ обеспечивает пониженную энергоемоксть и материалоемкость переработки нефти за счет низких давлений, температур и отсутствия катализатора.

Использование: в области промышленной экологии и нефтепераработке, в химической, нефтяной, нефтехимической промышленности, в топливной энергетике при утилизации нефтяных углеводородов. Сущность изобретения: перерабатывают жидкие и твердые углеводороды. Сырье диспергируют с 10 - 40% воды до образования однородной ультрадисперсной смеси (пены и/или аэрозоля), которую при 90 - 150^oC и плотности смеси 15 - 350 г/л облучают ионизирующим излучением при непрерывном перемешивании в потоке водяного пара. Смесь избыточного водяного пара и образовавшегося низкокипящего продукта выводят из зоны облучения и разделяют. Полученный продукт представляет собой смесь, состоящую из низкомолекулярных углеводородов, одноатомных и многоатомных спиртов и эфиров. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ переработки конденсированных углеводородов путем воздействия на них ионизирующим излучением с образованием продуктов радиолиза, отличающийся тем, что воздействие ионизирующим излучением осуществляют на мелкодисперсную смесь конденсированных углеводородов и воды. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе воздействия ионизирующим излучением удаляют образующиеся низкокипящие продукты радиолиза из зоны указанного воздействия. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют мелкодисперсную смесь следующего состава, мас.

Углеводороды 60 90
Вода Остальное
при плотности смеси, равной 15 350 г/л, а воздействие на нее осуществляют ускоренными электронами при 90 150^oС в токе воды.