СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА Российский патент 2003 года по МПК C10G69/14 C10G65/14 

Изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно к способу получения дизельного топлива, позволяющего вырабатывать как зимние, так и арктические сорта этого топлива.

Известен способ получения дизельного топлива путем гидрокрекинга нефтяного сырья при давлении 15 МПа на специальном катализаторе в две стадии, причем на первой стадии осуществляют глубокую гидроочистку и гидрирование ароматических углеводородов сырья при температуре до 425^oС, объемной скорости подачи сырья 1 ч^-1, а на второй - гидрокрекинг облагороженного сырья при температуре 400^oС и объемной скорости подачи сырья 1 ч^-1. Выход дизельной фракции составляет 51 мас.% на сырье.

(Радченко Е. Д. и др. Промышленные катализаторы гидрогенизационных процессов нефтепереработки. М.: Химия, 1987, с.31).

Недостатком способа является относительно низкий выход целевого продукта - дизельного топлива, а также высокое давление водорода в процессе, что существенно увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты.

Известен также способ получения экологически чистых моторных топлив, включающий каталитический гидрокрекинг нефтяного сырья (вакуумного дистиллята) при температуре 350-430^oС и давлении 8-12 МПа, выделение из гидрогенизата бензиновой, среднедистиллятной фракции 130-360^oС и остатка, каталитическую деароматизацию 50-95% выделенной среднедистиллятной фракции при температуре 250-370^oС и давлении 3-6 МПа с последующим смешением продукта деароматизации с оставшимися 5-50 мас.% среднедистиллятной фракции.

(Патент РФ 2129140, Кл. C 10 G 65/12, 1999 г.).

Недостатком указанного способа является приемлемость для процесса гидрокрекинга лишь сырья утяжеленного фракционного состава (по температуре начала кипения - не ниже 350^oС). Другим недостатком способа является применение на стадии деароматизации дорогостоящих палладиевых и платиновых катализаторов, обладающих повышенной чувствительностью к сернистым соединениям, что требует весьма глубокой очистки сырья на стадии гидрокрекинга.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения низкозастывающих средних дистиллятов (в т.ч. дизельного топлива) путем каталитического гидрокрекинга нефтяного сырья широкого фракционного состава с последующей каталитической гидродепарафинизацией потока из зоны гидрокрекинга и выделением ректификацией из гидрогенизата конечного продукта. Гидрокрекинг и гидродепарафинизацию осуществляют в одном реакционном блоке при температуре 260-455^oС (разница температур между двумя катализаторными слоями не должна превышать 50^oС), общем давлении 3-21 МПа и суммарной объемной скорости подачи сырья (для двух катализаторных слоев) 0,2-5,0 ч^-1. При необходимости перед выделением конечного продукта ректификацией его дополнительно подвергают гидроочистке для обеспечения требований по цетановому индексу и/или окислительной стабильности топлива.

(Патент US 5935414, Кл. C 10 G 47/16, 1999 г.).

Недостатком указанного способа является использование в процессе каталитической гидродепарафинизации балластных фракций, выкипающих до 260-290^oС, которые имеют достаточно низкие температуры застывания (ниже минус 55^oС), что может приводить к снижению выхода целевого продукта и увеличению расхода водорода на реакцию.

Кроме того, в сырье гидрокрекинга вовлекаются фракции, выкипающие ниже 340-370^oС, которые характеризуются малой степенью превращения при переработке их с более тяжелыми фракциями.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения дизельного топлива, обеспечивающего производство как зимнего, так и арктического сортов этого топлива, позволяющего вовлечь в переработку более широкий (по пределам кипения) ассортимент сырья и тем самым существенно расширить ресурсы производства малосернистых низкозастывающих дизельных топлив.

Для решения поставленной задачи предлагается способ получения дизельного топлива, заключающийся в том, что из нефтяного сырья выделяют фракции, выкипающие в интервале (260÷290^oС)-(340÷370^oС) и (340÷370^oC)-(530÷560^oC), первую из которых подвергают каталитической гидродепарафинизации с последующей гидростабилизацией, а вторую - гидроочистке с последующим каталитическим гидрокрекингом, полученные гидрогенизаты совместно подвергают ректификации с выделением бензиновой фракции, легкой дизельной фракции, тяжелой дизельной фракции, а также остатка, который возвращают в процесс и подвергают каталитическому гидрокрекингу совместно со второй фракцией.

При необходимости тяжелую дизельную фракцию частично возвращают в процесс и подвергают каталитической гидродепарафинизации с последующей гидростабилизацией совместно с первой фракцией.

Причем стадию каталитической гидродепарафинизации и гидростабилизации первой фракции осуществляют в одном реакционном блоке при температуре 330-420^oС и давлении 4-10 МПа, а стадию каталитического гидрокрекинга с предварительной гидроочисткой второй фракции - при температуре гидроочистки 330-380^oС и гидрокрекинга 380-440^oС и общем давлении 8-14 МПа.

В процессе каталитической гидродепарафинизации используют катализатор, приготовленный на базе высококремнеземного цеолита типа ЦВК, ЦВМ или ЦВН, в процессе каталитического гидрокрекинга - катализатор, содержащий широкопористый цеолит типа "Y", а в процессах гидростабилизации и гидроочистки - алюмокобальтмолибденовый или алюмоникельмолибденовый катализатор.

Отличия предлагаемого технического решения, заключающиеся в том, что исходное сырье разделяют на две фракции, выкипающие в заявленных интервалах, и каждую из фракций подвергают гидрообработке в определенных условиях, позволяют получить компоненты низкозастывающего дизельного топлива (зимнего и арктического), которые характеризуются температурами помутнения/застывания минус 25^oС - минус 45^oС/минус 35^oС - минус 55^oС, и могут после смешения непосредственно (или после введения депрессорной присадки) использоваться как товарные дизельные топлива.

Выделенную из гидрогенизата легкую дизельную фракцию можно использовать в качестве компонента низкозастывающего целевого продукта. Тяжелую дизельную фракцию используют в качестве компонента низкозастывающего дизельного топлива при условии ее соответствия требованию по температуре помутнения, при условии несоответствия этому требованию тяжелую дизельную фракцию частично возвращают в процесс и подвергают каталитической депарафинизации с последующей гидростабилизацией совместно с первой фракцией.

Ниже приведены конкретные примеры заявляемого способа.

Пример 1
Выделяют из нефти фракции, выкипающие в пределах 260-340^oС и 340-530^oС. Фракцию 260-340^oС (содержание серы - 0,15 мас.%, температура застывания минус 10^oС) подвергают каталитической гидродепарафинизации с последующей гидростабилизацией продукта при давлении 4 МПа, температуре 330^oС, объемной скорости подачи сырья - 1 ч^-1 с получением продукта с температурой помутнения/застывания минус 45^oС/минус 55^oС и содержанием серы до 0,05 мас.%.

Процесс осуществляют на двух последовательно расположенных катализаторах: гидродепарафинизации и гидростабилизации. В качестве катализатора гидродепарафинизации используют до 50 мас.% высокремнеземного цеолита (типа ЦВМ или ЦВН), до 8 мас.% гидрирующего компонента (МоО₃), остальное связующее (Аl₂О₃). При гидростабилизации используют алюмокобальтмолибденовый (АКМ) катализатор гидроочистки.

Фракцию 340-530^oС (содержание серы - 0,4 мас.%, температура застывания +18^oС) подвергают каталитическому гидрокрекингу с предварительной гидроочисткой сырья при общем давлении 8 МПа, температуре гидроочистки 350^oС и гидрокрекинга 380^oС и общей объемной скорости подачи сырья - 1,0 ч^-1.

Процесс осуществляют на двух последовательно расположенных катализаторах: гидроочистном алюмоникельмолибденовом (АНМ) и цеолитсодержащем (на базе широкопористого цеолита типа "Y").

Гидрогенизаты от обоих потоков подвергают совместной ректификации с выделением бензиновой фракции Н.К. - 140^oС, легкой дизельной фр. 140-290^oС, тяжелой дизельной фр. 290-330^oС и остатка. Остаток, выкипающий при температуре выше 330^oС, смешивают с исходной фр. 340-530^oС и снова возвращают в зону гидрокрекинга. Полученные низкозастывающие компоненты легкой и тяжелой дизельных фракций после смешения могут непосредственно использоваться как товарное арктическое дизельное топливо с температурой помутнения/застывания минус 45^oС/минус 55^oС. Содержание серы в товарном топливе менее 0,05 мас.%.

Общий баланс процесса:
Взято в переработку, мас.%:
1. Фр. 260-340^oС (сырье гидродепарафинизации) - 28,8
2. Фр. 340-530^oС (сырье гидрокрекинга) - 71,2
3. Рециркулят гидрокрекинга - 24,2
4. Водород (100% на реакцию) - 2,3
Итого: - 126,5
Получено:
1. Углеводородный газ и сероводород - 7,5
2. Бензиновая фр. Н.К.-140^oС - 19,8
3. Легкая дизельная фр. 140-290^oС - 56,5
4. Тяжелая дизельная фр. 290-330^oС - 18,5
5. Рециркулят гидрокрекинга (остаток ≥330^oС) - 24,2
Итого: - 126,5
Пример 2
Выделенные из нефти фракции, выкипающие в пределах 290-370^oС и 370-560^oС, раздельно подвергают гидрообработке.

Первую фракцию (содержание серы - 0,2 мас.%, температура застывания минус 5^oС) подвергают каталитической гидродепарафинизации с последующей гидростабилизацией при давлении 10МПа, температуре 350^oС, объемной скорости подачи сырья - 1 ч^-1 с получением продукта с температурой помутнения/застывания минус 35^oС/минус 45^oС и содержанием серы до 0,05 мас.%.

Процесс проводится на двух последовательно расположенных катализаторах: цеолитсодержащем (с использованием высококремнеземного цеолита типа ЦВК) и гидроочистном (типа АКМ).

Вторую фракцию (содержание серы - 0,6 мас.%, температура застывания +25^oС) подвергают гидроочистке и гидрокрекингу при общем давлении 14 МПа, температуре гидроочистки 380^oС и гидрокрекинга 440^oС, общей объемной скорости подачи сырья - 0,7 ч^-1.

Процесс проводится на двух последовательно расположенных катализаторах: гидроочистном (типа АНМ) и цеолитсодержащем (на базе широкопористого цеолита типа "Y").

Гидрогенизаты от обоих потоков подвергают совместной ректификации, с выделением бензиновой фракции Н.К. - 120^oС, легкой дизельной фр. 120-290^oС, тяжелой дизельной фр. 290-360^oС и остатка.

Остаток, выкипающий при температуре выше 360^oС, смешивают с исходной фр. 370-560^oС и снова возвращают в зону гидрокрекинга. Часть тяжелой дизельной фракции возвращают в процесс и подвергают каталитической гидродепарафинизации. Полученные низкозастывающие компоненты легкой и оставшейся части тяжелой дизельных фракций после смешения могут непосредственно использоваться как товарное дизельное топливо с температурой помутнения/застывания минус 35^oС/минус 45^oС. Содержание серы в товарном дизельном топливе зимнем менее 0,05 мас.%.

Общий баланс процесса:
Взято в переработку, мас.%:
1. Фр. 290-370^oС - 32,4
2. Фр. 370-560^oС - 67,6
3. Рециркулят гидрокрекинга (фр. ≥360^oС) - 24,2
4. Рециркулят гидродепарафинизации (фр. 290-360^oС) - 5,7
5. Водород (100% на реакцию) - 2,5
Итого: - 132,4
Получено:
1. Углеводородный газ и сероводород - 7,2
2. Бензиновая фр. Н.К.-120^oС - 17,8
3. Легкая дизельная фр.120-290^oС - 50,2
4. Тяжелая дизельная фр. 290-360^oС - 27,3
5. Рециркулят гидродепарафинизации (фр. 290-360^oС) - 5,7
6. Рециркулят гидрокрекинга (остаток ≥360^oС) - 24,2
Итого: - 132,4о

Использование: нефтепереработка. Сущность: из нефтяного сырья выделяют фракции, выкипающие в интервале (260-290^oС) - (340-370^oС) и (340-370^oС) - (530-560^oС), первую из которых подвергают каталитической гидродепарафинизации с последующей гидростабилизацией, а вторую - гидроочистке с последующим каталитическим гидрокрекингом, полученные гидрогенизаты совместно подвергают ректификации с выделением бензиновой фракции, легкой дизельной фракции, тяжелой дизельной фракции, а также остатка, который возвращают в процесс и подвергают каталитическому гидрокрекингу совместно со второй фракцией. Технический способ позволяет получить компоненты низкозастывающего дизельного топлива (зимнего и арктического), которые могут после смешения непосредственно (или после введения депрессорной присадки) использоваться как товарные дизельные топлива. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ получения дизельного топлива, включающий стадии каталитической гидродепарафинизации, каталитического гидрокрекинга нефтяного сырья при повышенных температуре и давлении и выделения целевого продукта ректификацией, отличающийся тем, что из нефтяного сырья выделяют фракции, выкипающие в интервале температур (260÷290°C)-(340÷370°С) и (340÷370°С)-(530÷560°С), первую из которых подвергают каталитической гидродепарафинизации с последующей ее гидростабилизацией, а вторую - каталитическому гидрокрекингу с предварительной гидроочисткой, полученные гидрогенизаты совместно подвергают ректификации с выделением бензиновой фракции, легкой дизельной фракции, тяжелой дизельной фракции, а также остатка, который возвращают в процесс и подвергают каталитическому гидрокрекингу совместно со второй фракцией.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что тяжелую дизельную фракцию частично возвращают в процесс и подвергают каталитической гидродепарафинизации с последующей ее гидростабилизацией совместно с первой фракцией.3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что стадию каталитической гидродепарафинизации и гидростабилизации первой фракции осуществляют в одном реакционном блоке при температуре 330-420°С и давлении 4-10 МПа.4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что стадию каталитического гидрокрекинга с предварительной гидроочисткой второй фракции осуществляют в одном реакционном блоке при температуре гидрочистки 330-380°С и гидрокрекинга 380-440°С и давлении 8-14 МПа.5. Способ по пп.1-4, отличающийся тем, что в процессе каталитической гидродепарафинизации используют катализатор, приготовленный на базе высококремнеземного цеолита типа ЦВК, ЦВМ или ЦВН, в процессе каталитического гидрокрекинга - катализатор, содержащий широкопористый цеолит типа “У”, в процессах гидростабилизации и гидроочистки - алюмокобальтмолибденовый или алюмоникельмолибденовый катализатор.