СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВА ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Российский патент 2007 года по МПК C10G49/04 C10G47/12 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к способу получения топлива для летательных аппаратов.

Известен способ получения топлива для летательных аппаратов путем глубокого гидрирования прямогонных керосиновых дистиллятов в присутствии палладиевого катализатора при давлении 4-5 МПа, температуре 320°С, объемной скорости подачи сырья 1 час^-1, соотношении водород/сырье 1000 м³/м³ с предварительной глубокой гидроочисткой исходного сырья от азотистых и сернистых соединений.

В результате получают топливо с низким содержанием ароматических углеводородов (менее 10 мас.%) и высокой плотностью (порядка 840 кг/м³).

(Н.М.Лихтерова, В.А.Хавкин и др. Исследование влияния сернистых и азотистых соединений на процесс деароматизации керосиновых фракций. «Химия и технология топлив и масел», №12, 1977 г., с.8-10).

Недостатками данного способа являются возможность его реализации лишь с использованием керосиновых дистиллятов уникальных нефтей нафтенового основания (типа троицко-анастасьевской), а также необходимость проведения предварительной глубокой гидроочистки исходного сырья, что существенно ограничивает возможности реализации способа на практике.

Известен также способ получения топлива для летательных аппаратов путем гидрокрекинга вакуумных дистиллятов в присутствии цеолитсодержащего катализатора с предварительной глубокой гидроочисткой исходного сырья. Способ осуществляют при давлении 15-17 МПа, температуре 360-380°С - на стадии предварительной глубокой гидроочистки исходного сырья и 400-430°С - на стадии гидрокрекинга, объемной скорости подачи сырья 1-2 час^-1.

Способ позволяет получить 60-80 мас.% реактивного топлива. Качество реактивного топлива соответствует требованиям на массовые виды топлива типа РТ (содержание ароматических углеводородов 18-22 мас.%, плотность 775-790 кг/м³).

(В.М.Курганов, А.Б.Горштейн и др. Гидрокрекинг дистиллятного сырья. «Химия и технология топлив и масел», №9, 1986 г., с.4-7).

Однако этот способ не позволяет получить реактивное топливо, отвечающее стандартам на малоароматизированные продукты (типа «нафтила», топлива Т-6), для которых необходимо обеспечить более низкое содержание ароматических углеводородов при повышенной плотности целевого продукта. К недостаткам способа относятся и возможность его применения лишь для прямогонных видов сырья, а также необходимость осуществления способа по двухстадийной технологии, что существенно усложняет технологию производства топлива.

Наиболее близким к заявленному является способ получения топлива для летательных аппаратов путем глубокого гидрирования легкого газойля каталитического крекинга, включающего гидрогенизацию сырья в присутствии сульфидного никель-вольфрамового катализатора с последующей каталитической гидродепарафинизацией полученного гидрогенизата на цеолитсодержащем катализаторе. Гидрирование и каталитическую гидродепарафинизацию осуществляют в одном гидрогенизационном блоке (из трех реакторов) высокого давления с последовательно загруженными катализаторами гидрирования и гидродепарафинизации при давлении 25-30 МПа, температуре 350-410°С, объемной скорости подачи сырья 0,3-1,0 час ^-1.

В результате получают топливо для летательных аппаратов, характеризующееся плотностью порядка 840 кг/м³, содержанием ароматических углеводородов 8 мас.%, что соответствует требованиям к топливу Т-6.

(Е.Д.Радченко, В.А.Хавкин и др. Гидрогенизационные процессы производства реактивных топлив. «Химия и технология топлив и масел», №9, 1993 г., с.32).

Недостатками данного способа являются:

- проведение двухстадийной гидропереработки сырья с применением сложной загрузки катализаторов различных типов;

- ограниченность сырьевых ресурсов производства топлива (исключительно газойлевые фракции каталитического крекинга), что существенно сокращает возможность применения способа в схемах действующих НПЗ.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение технологической схемы получения топлива для летательных аппаратов и расширение сырьевых ресурсов его производства при одновременном обеспечении глубокой степени деароматизации сырья и высокой плотности получаемого топлива.

Для решения поставленной задачи предлагается способ получения топлива для летательных аппаратов путем контактирования нефтяного сырья с водородсодержащим газом при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора. Способ отличается тем, что в качестве сырья используют газойли вторичных процессов с содержанием не менее 50 мас.% ароматических углеводородов и его осуществляют в системе реакторов с раздельными реакционными зонами, заполненными никель-вольфрамовым или никель-молибденовым катализатором в сульфидной форме, при этом не менее 30 об.% водородсодержащего газа подают на смешение с сырьем, а остальное количество распределяют по 12-21 реакционным зонам реакторов, и в качестве целевого продукта выделяют фракцию, выкипающую внутри интервала температур 190-280°С.

Причем процесс осуществляют при давлении 26-30 МПа, температуре 330-450°С, объемной скорости подачи сырья 0,3-1,0 час^-1, соотношении водород/сырье 1500-3000 нм³/м³.

Указанные отличия позволяют упростить технологическую схему получения топлива для летательных аппаратов, т.к. процесс гидрирования осуществляют с применением катализатора одного типа, также позволяют использовать в качестве исходного сырья не только газойль каталитического крекинга, но и газойли других вторичных процессов, получать топливо для летательных аппаратов, характеризующееся плотностью не менее 830 кг/м³, содержанием ароматических углеводородов не более 10 мас.%, температурой начала кристаллизации не выше -60°С, а также обладающего высокими энергетическими и эксплуатационными характеристиками.

Ниже приведены конкретные примеры заявляемого способа.

Пример 1

Предлагаемый способ осуществляют в системе реакторов, содержащей в общей сложности 21 реакционную зону. В качестве сырья используют смесь газойлей каталитического крекинга и коксования с содержанием 80 мас.% ароматических углеводородов. Сырье подают в реакторы, где осуществляют его контактирование с водородсодержащим газом при температуре 450°С, давлении 30 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,3 час^-1, соотношении водород/сырье 3000 нм³/м³ в присутствии никель-вольфрамового катализатора в сульфидной форме, при этом 30 об.% водородсодержащего газа подают на смешение с исходным сырьем, а остальное количество равномерно распределяют по реакционным зонам реакторов. В результате после разгонки гидрогенизата получают топливную фракцию, выкипающую внутри интервала температур 190-265°С, характеризующуюся плотностью 833 кг/м³, содержанием ароматических углеводородов 3 мас.%, температурой начала кристаллизации ниже -60°С и отвечающую по своим показателям требованиям ТУ на топливо «нафтил» (после введения антиокислительной присадки ионол).

Материальный баланс разгонки гидрогенизата: мас.%Бензиновая фракция22Топливная фракция53Остаток25Итого100

Пример 2

Предлагаемый способ осуществляют в системе реакторов, содержащей в общей сложности 16 реакционных зон. В качестве сырья используют смесь газойлей каталитического крекинга и коксования с содержанием 65 мас.% ароматических углеводородов. Сырье подают в реакторы, где осуществляют его контактирование с водородсодержащим газом при температуре 400°С, давлении 28 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5 час^-1, соотношении водород/сырье 2000 нм³/м³ в присутствии никель-вольфрамового катализатора в сульфидной форме, при этом 50 об.% водородсодержащего газа подают на смешение с исходным сырьем, а остальное количество равномерно распределяют по реакционным зонам реакторов. В результате после разгонки гидрогенизата получают топливную фракцию, выкипающую внутри интервала температур 190-255°С, характеризующуюся плотностью 835 кг/м, содержанием ароматических углеводородов 4 мас.%, температурой начала кристаллизации ниже -60°С и отвечающую по своим показателям требованиям ТУ на топливо «нафтил» (после введения антиокислительной присадки ионол).

Материальный баланс разгонки гидрогенизата: мас.%Бензиновая фракция19Топливная фракция50Остаток31Итого100

Пример 3

Предлагаемый способ осуществляют в системе реакторов, содержащей в общей сложности 12 реакционных зон. В качестве сырья используют смесь газойлей каталитического крекинга и коксования с содержанием 50 мас.% ароматических углеводородов. Сырье подают в реакторы, где осуществляют его контактирование с водородсодержащим газом при температуре 330°С, давлении 26 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,0 час^-1, соотношении водород/сырье 1500 нм³/м³ в присутствии никель-молибденового катализатора в сульфидной форме, при этом 65 об.% водородсодержащего газа подают на смешение с исходным сырьем, а остальное количество равномерно распределяют по реакционным зонам реакторов. В результате после разгонки гидрогенизата получают топливную фракцию, выкипающую внутри интервала температур 190-280°С, характеризующуюся плотностью 841 кг/м³, содержанием ароматических углеводородов 9 мас.%, температурой начала кристаллизации ниже -60°С и отвечающую по своим показателям требованиям ГОСТа на топливо Т-6 (после введения антиокислительной и противоизносной присадки).

Материальный баланс разгонки гидрогенизата: мас.%Бензиновая фракция18Топливная фракция54Остаток28Итого100

Использование: изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к способу получения топлива для летательных аппаратов. Нефтяное сырье контактируют с водородсодержащим газом при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора. Сущность: в качестве сырья используют газойли вторичных процессов с содержанием не менее 50 мас.% ароматических углеводородов. Способ проводят в системе реакторов с раздельными реакционными зонами, заполненными никель-вольфрамовым или никель-молибденовым катализатором в сульфидной форме. Не менее 30 об.% водородсодержащего газа подают на смешение с сырьем, а остальное количество распределяют по 12-21 реакционным зонам реакторов. В качестве целевого продукта выделяют фракцию, выкипающую внутри интервала температур 190-280°С. Причем процесс осуществляют при давлении 26-30 МПа, температуре 330-450°С, объемной скорости подачи сырья 0,3-1,0 час^-1, соотношении водород/сырье 1500-3000 нм³/м³. Способ позволяет упростить технологическую схему процесса с получением топлива, обладающего высокими энергетическими и эксплуатационными характеристиками. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ получения топлива для летательных аппаратов путем контактирования нефтяного сырья с водородсодержащим газом при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора с последующим выделением топлива путем ректификации гидрогенизата, отличающийся тем, что в качестве сырья используют газойли вторичных процессов с содержанием не менее 50 мас.% ароматических углеводородов, способ осуществляют в системе реакторов с раздельными реакционными зонами, заполненными никель-вольфрамовым или никель-молибденовым катализатором в сульфидной форме, при этом не менее 30 об.% водородсодержащего газа подают на смешение с сырьем, а остальное количество распределяют по 12-21 реакционным зонам реакторов, и в качестве целевого продукта выделяют фракцию, выкипающую внутри интервала температур 190-280°С.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс осуществляют при давлении 26-30 МПа, температуре 330-450°С, объемной скорости подачи сырья 0,3-1,0 ч^-1, соотношении водород/сырье 1500-3000 нм³/м³.