СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗИНА Российский патент 2000 года по МПК C10G7/02 C10L1/18 C10L1/04 

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности, а также в нефтяной и газовой промышленности непосредственно на промыслах при первичной подготовке и переработке нефти и конденсата.

Известен способ /1/, в котором с целью получения широкой бензиновой фракции увеличения отбора и повышения производительности процесса, нагретую нефть подвергают однократному испарению в сепараторе высокого давления с последующей подачей образовавшейся паровой фазы в колонну ректификации. За счет того, что на ректификацию направляют только паровую фазу, уменьшаются нагрузки в колонне, что дает возможность повысить производительность способа. Как указывают авторы, этот способ позволяет увеличить отбор широкой бензиновой фракции на 0,4%, повысить качество готового продукта, а также повысить производительность способа путем снижения нагрузки на колонну ректификации /Маринин Н. С. и др. "Разгазирование и предварительное обезвоживание нефти в системе сбора", М., "Недра", с. 59/.

Известен способ /2/ путем нагрева нефти, ректификации в колонне при повышенных давлении и температуре, конденсации полученной при ректификации газовой головки с получением газового конденсата, отвода части этого конденсата в виде готового продукта и подачи оставшейся части конденсата на орошение в ректификационную колонну, в которой нагретую нефть предварительно подвергают сепарации при повышенном давлении с получением парового потока, который направляют в ректификационную колонну в качестве исходного сырья, и жидкого потока, который подают на испарение в емкость и подачу сконденсированного парового потока в ректификационную колонну в виде холодного и горячего орошения, а кубовый остаток отводят в качестве бензина-растворителя или смешивают со стабильной нефтью /Троянов В.П. "Промышленная подготовка нефти", М., "Недра", 1977, с. 287/.

Основным недостатком этих способов получения широкой бензиновой фракции является громоздкость процесса, заключающаяся в осуществлении его с помощью ректификационных колонн энергоемкость, т.к. известно, что увеличение выхода легких углеводородов связано с повышением температуры в колонне (низа - 240-300^oC, верха - 140-160^oC). Кроме того, процесс осуществляется при повышенных давлениях в колонне. Все это приводит к низкой удельной производительности способа, а значит, и малой эффективности и интенсивности /Быков В. А. "Технологические методы предотвращения потерь углеводородов на промысле", М., "Недра", 1988, с. 37/.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является способ (см. Эфиры как компоненты моторных топлив. Ethers have good gasoline-blending attaibats Unzelman George H.//Oil and Gas -1989-87, N 5, p. 33-37), заключающийся в использовании эфиров с различными добавками нефтехимических производств.

Недостаток - низкое качество целевого продукта и повышенный расход добавок.

Цель изобретения - повышение эффективности способа путем интенсификации процесса получения бензина.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве бензиновых фракций используют или продукт, выделенный гидроциклонированием, предварительно нагретой до 60-90^oC нефти, в гидроциклоне с выделением парогазовой смеси из центра вращения потока и последующей ее конденсацией при температуре 15-20^oC, или газовый конденсат, выделенный при транспорте и охлаждении газа, а в качестве кислородсодержащей добавки используют эфирную "головку" производства бутиловых спиртов, выкипающую в интервале 62-130^oC в количестве 5-10% об., или кубовый остаток производства бутиловых спиртов в количестве 10-30% об. или их смесь в соотношении % об., эфирная головка - 2-10, кубовый остаток - 3-20.

Способ реализуется следующим образом.

Обезвоженную, обессоленную нефть подают в нагреватель и нагревают до 60-90^oC. Нагрев нефти свыше 90^oC экономически нецелесообразен и в промысловых условиях является пожароопасным мероприятием. Нагрев нефти ниже 60^oC не дает желаемых результатов по интенсификации процесса получения бензина. Далее эту нефть подвергают гидроциклонированию, заключающуюся в направлении в камеру распределения гидроциклона, в которой эту нефть равномерно распределяют по всем гидроциклонным элементам за счет тангенциального ввода в камеру распределения. В каждом гидроциклонном элементе поток нефти закручивают с помощью вводного устройства, выполненного в виде постепенно сужающегося винтового прямоугольного канала до скорости закрутки на каждом гидроциклонном элементе порядка 35 м/с путем подачи жидкости под давлением 4 кгс/см². Это позволит организовать внутри каждого гидроциклонного элемента такую гидродинамическую обстановку, когда в центре вращения потока в каждом элементе образуется парогазовый шнур, давление в котором заметно ниже давления жидкости при поступлении в аппарат. А это в свою очередь позволяет изменить коэффициент фазового равновесия "пар(газ) - жидкость" системы "нефть - газ" в сторону снижения температур. Поэтому в отличие от традиционных температур нагрева в 250-300^oC достаточно нагреть нефть до 60-90^oC, что заметно сокращает расход топлива. В то же время получение бензиновых фракций связано с методами ректификации в ректификационных колоннах. Предлагаемый метод получения бензиновых фракций по сравнению с этими методами позволяет сократить металлоемкость в 40-60 раз.

В емкости, на которой устанавливается мультигидроциклон, не только собирают стабильную нефть, но и улавливают капельную жидкость, унесенную вместе с парогазовой смесью через сливную трубку каждого гидроциклонного элемента. Для этого емкость на выходе парогазовой смеси снабжена каплеотбойником, представляющим собой гильзу с линзообразными тарелками из регулярных проволочных насадок, навитых по спирали Архимеда. Вогнутая часть этих тарелок обращена к парогазовому потоку. Парогазовую смесь направляют в конденсатор-холодильник, где производят интенсивный отбор тепла и конденсацию паров светлых углеводородов. Для этого поддерживают температуру в конденсаторе-холодильнике в пределах 15-20^oC. Применение более низких температур экономически нецелесообразно, а более высокие температуры не дают ожидаемой интенсификации процесса. Далее смесь конденсата с газом подают в бензосепаратор, где отделяют под давлением не менее 1,3 кгс/см² сухой газ и жидкий бензиновый продукт. Пониженное давление в бензосепараторе приводит к обеднению бензинового продукта бутан-бутиленовыми фракциями. Увеличение давления влечет за собой частичное повышенное растворение пропановых фракций, а значит, и загазованность товарного парка. Сухой газ направляют на сжигание в топку нагревателя, а бензиновый продукт смешивают с кислородсодержащими компонентами, являющимися отходами нефтехимических производств.

Использование предполагаемого изобретения позволит интенсифицировать процесс получения бензина из довольно-таки дешевых отходов нефтехимических производств.

Эфирная "головка" и кубовый остаток производства бутиловых спиртов приведены по данным производственного объединения "Салаватнефтеоргсинтез". Все эти продукты являются побочными продуктами предприятия и свободно реализуются. Пример увеличения октанового числа при добавлении кислородосодержащих соединений к базовому бензину показано в табл. 1
Кубовый остаток компаундируется с бензиновым продуктом без каких-либо осложнений.

Эфирная "головка", как правило, содержит 2-7% растворенной воды. При добавлении к бензиновому продукту вода выпадает в мелкодисперсном состоянии с образованием устойчивой эмульсии. При этом двигатели внутреннего сгорания работают на такой эмульсии без каких-либо осложнений. Примеры конкретного исполнения и полученные физико-химические свойства бензиновых топлив показаны в табл. 2
Экспериментальные исследования показали, что снижение добавки эфирной "головки" менее 5% об. не приводили к заметному улучшению моторных качеств бензина по октановому числу (детонационным свойствам), а увеличение свыше 20% об. не только не приводит к улучшению моторных качеств бензина, но и экономически является нецелесообразным, т.к. применяют эфирную "головку" производства бутиловых спиртов, в то же самое время снижение добавки кубового остатка 10% об. не приводит к заметному улучшению моторных качеств бензина, а увеличение его добавки свыше 30% об. приводит к ухудшению качества бензина по содержанию смол. Снижение добавки эфирной "головки" до 2% об. выполняется добавкой кубового остатка до 3% об., что в сумме составит не менее 5% об; увеличение объема добавок свыще 10% об. эфирной "головки" и 20% об. кубового остатка экономически нецелесообразны из-за возрастания транспортных расходов этих добавок. Кроме того, экспериментами доказано явление синергизма (усиление) эффекта улучшения качества моторных бензинов в результате добавок эфирной "головки" и кубового остатка в бензиновый продукт, выделенной с помощью ступенчатого мультигидроциклона. Благодаря только добавке этих компонентов в последовательности: бензиновый продукт, полученный гидроциклонированием с помощью ступенчатого мультигидроциклона + эфирная "головка" + кубовый остаток, позволили получить бензин соответствующий марки АИ-93 по ГОСТ 2084-77 с необходимыми отклонениями (начало кипения было не 35^oC, а 29^oC, ДНП не 500 мм рт. ст., а 600-700 мм рт. ст. и даже больше).

Изобретение может быть использовано непосредственно на промыслах в нефтяной и газовой промышленности. Бензин получают смешиванием бензиновых фракций, в качестве которых используют или продукт, выделенный гидроциклонированием, предварительно нагретой до 60-90°С нефти, в гидроциклоне с выделением парогазовой смеси из центра вращения потока и последующей ее конденсации при температуре 15-20°С, или газовый конденсат, выделенный при транспорте и охлаждении газа с кислородсодержащей добавкой, в качестве которой используют эфирную "головку" производства бутиловых спиртов, выкипающую в интервале 62-130°С в количестве 5-10 об.%, или кубовый остаток производства бутиловых спиртов в количестве 10-30 об.% или их смесь в соотношении об.%, эфирная головка 2-10, кубовый остаток - 3-20. Улучшаются детонационные свойства бензинов. 2 табл.

Способ получения бензина, включающий смешивание бензиновых фракций с кислородсодержащими добавками, повышающими его качество, отличающийся тем, что в качестве бензиновых фракций используют или продукт, выделенный гидроциклонированием, предварительно нагретой до 60 - 90^oC нефти, в гидроциклоне с выделением парогазовой смеси из центра вращения потока и последующей ее конденсацией при температуре 15 - 20^oC, или газовый конденсат, выделенный при транспорте и охлаждении газа, а в качестве кислородсодержащей добавки используют эфирную "головку" производства бутиловых спиртов, выкипающую в интервале 62 - 130^oC в количестве 5 - 10 об.% или кубовый остаток производства бутиловых спиртов в количестве 10 - 30 об.%, или их смесь в соотношении об. %: эфирная головка - 2 - 10, кубовый остаток 3 - 20.