СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВОГО БЕНЗИНА Российский патент 2007 года по МПК C10G59/02 

Изобретение относится к области нефтепереработки и может быть использовано при производстве высокооктановых бензинов.

Известен способ получения высокооктанового бензина путем каталитического риформинга прямогонных бензиновых фракций при температуре 480-530°С, давлении до 3,5 МПа с последующим контактированием продуктов риформинга с алюмоникельмолибденовым катализатором (Авторское свидетельство СССР 681904, кл. C10G 39/00, 1978 год).

Недостатком известного способа является высокое содержание ароматических углеводородов, в том числе наиболее токсичного и нежелательного компонента - бензола, в целевом продукте.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения автомобильных бензинов (Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа, Москва, Химия, 2001, стр.444-446, 464) (прототип).

Данный способ предусматривает электрообессоливание нефти путем пропускания потока через систему электродов, расположенных в электродегидраторах с дальнейшей перегонкой нефти в атмосферной или атмосферно-вакуумной колонне.

Затем полученные бензиновые фракции стабилизируют, подвергают вторичной перегонке на более узкие фракции с получением легкого нестабильного бензина и гидроочистке в присутствии катализаторов в реакторах гидроочистки. Полученный легкий нестабильный бензин выводят из технологического процесса.

Далее гидроочищенную фракцию направляют в реакторы риформинга, после чего направляют на стабилизационную колонну, имеющую в верхней части линию острого орошения.

В стабилизационной колонне в верхней части осуществляют отвод легких углеводородов, а в нижней выводят стабильный высокооктановый бензин (стабильный катализат).

Способ переработки нефти в высокооктановые бензины, в приведенном источнике, доказывает эффективность конструктивных решений технологических схем, являющихся в настоящее время типовыми.

Однако указанному способу свойственны такие недостатки как получение высокооктанового автомобильного бензина, не соответствующего требованиям нормативных документов по показателям: фракционный состав, давление насыщенных паров и плотность. Несоответствие вышеперечисленных показателей приводит к получению тяжелых бензинов, использование которых не обеспечивает стабильную работу двигателя автомобиля.

Кроме того, из практики известно, что легкий нестабильный бензин после вторичной перегонки нефти, зачастую, используется как сырье пиролиза для получения этилена, пропилена и при этом выводится из технологического процесса получения бензина.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества высокооктанового бензина, соответствующего требованиям нормативных документов.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения высокооктанового автомобильного бензина путем электрообессоливания нефти, атмосферной и/или атмосферно-вакуумной ее перегонки, вторичной перегонки стабильных бензиновых фракций с получением легкого нестабильного бензина, гидроочистки, риформинга гидроочищенной фракции в присутствии катализатора с получением нестабильного катализата, с последующей отгонкой углеводородов C₁-С₃ с использованием стабилизационной колонны, охлаждения температуры верха стабилизационной колонны посредством линии острого орошения и вывода стабильного катализата, согласно изобретению легкий нестабильный бензин постоянно вводят в линию острого орошения колонны стабилизации в количестве 9,1-26,8 мас.% на количество нестабильного катализата, стабилизацию которого осуществляют при температуре верха колонны стабилизации не выше 67°С, а низа не ниже 164°С.

В предлагаемом способе получения высокооктанового автомобильного бензина после вторичной перегонки бензина используют легкий нестабильный бензин следующего состава в мас.%:

C₁0-0,2С₂0,1-0,5С₃6,5-15С₄47,5-73С₅15-43H₂S0,0002-0,05С₆остальное

Способ получения высокооктанового автомобильного бензина предполагает при риформинге использовать платинорениевый катализатор.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Сернистую нефть подвергают обессоливанию в электродегидраторах, затем обессоленную нефть направляют на атмосферную или атмосферно-вакуумную перегонку в колонне, после чего получают нестабильный бензин прямой гонки и подвергают стабилизации на блоке стабилизации ректификационной колонны вторичной перегонки.

Далее осуществляют вторичную перегонку стабильных фракций в ректификационной колонне вторичной перегонки с получением узких фракций: НК 85°С, НК 85-180°С и легкого нестабильного бензина (ЛНБ), имеющего состав в %: C₁ 0-0,2; С₂ 0,1-0,5; С₃ 6,5-1 5; C₄ 47,5-73; C₅ 15-43, H₂S 0,0002-0,05; С₆ - остальное.

Фракцию НК 85°С используют в дальнейшем как компонент автомобильного бензина. Фракцию НК 85-180°С подвергают гидроочистке пропусканием ее через реакторы, а затем подают на риформинг, давление на риформинге поддерживают в пределах 3,12-3,5 МПа, после чего в виде нестабильного катализата ее обрабатывают в колонне стабилизации, имеющей в верхней части линию острого орошения.

Полученный легкий нестабильный бензин направляют по трубопроводу в линию острого орошения колонны стабилизации.

В процессе стабилизации легкий нестабильный бензин постоянно вводят в линию острого орошения колонны стабилизации в количестве 9,1-26,8 от массы нестабильного катализата, при этом нестабильный катализат смешивается с легким нестабильным бензином.

Регулирование подачи легкого нестабильного бензина в колонну стабилизации осуществляют при помощи автоматического устройства.

Давление верха в колонне стабилизауции при подаче легкого нестабильного бензина поддерживают в пределах 1 МПа.

В результате ректификации углеводороды C₁-С₃+H₂S легкого нестабильного бензина уходят вверх колонны стабилизации, а углеводороды С₄-С₆ из легкого нестабильного бензина переходят в стабильный катализат и выводятся с низа колонны (выводят облегченный высокооктановый бензин).

По предлагаемому способу на ОАО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез» проведен выпуск опытной промышленной партии высокооктанового бензина с техническими требованиями ГОСТа и ТУ.

Результаты опытных испытаний отражены в таблицах 1, 2, 3, 4.

В таблице 1, кроме параметров технологического режима колонны стабилизации, показателей качества получаемого стабильного катализата, для наглядного сравнения приведены нормы качества стабильного катализата по ГОСТ Р 51105-97 класс 4 - (бензины зимние) и ГОСТ Р 51105-97 класс 2 - (бензины летние).

По результатам анализа проведенных испытаний можно сделать следующие выводы:

1. При отсутствии ввода легкого нестабильного бензина в линию острого орошения колонны стабилизации (табл.1) получали тяжелый бензин при повышенной плотности (800 кг/м³) и низкой упругости (24,7 КПа), который при работе двигателя способствует высокому коксообразованию (кокс, нагар образуется на свечах), что приводит к нестабильной работе двигателя (недостаточная искра, отсутствие искры) и низким пусковым свойствам бензина.

2. При введении легкого нестабильного бензина в линию острого орошения колонны стабилизации получили следующие результаты:

- при понижении температуры низа колонны стабилизации ниже 164°С плотность находится в пределах нормы, повышается упругость выше нормы и облегчается фракционный состав, упругость (давление насыщенных паров) увеличивается, легких углеводородов С₄-С₆ в катализате остается больше, в связи с чем в бензине образуются газовые пробки, что приводит к нестабильной работе двигателя;

- при необоснованном повышении температуры низа колонны стабилизации плотность увеличивается, фракционный состав утяжеляется - получаем тяжелый бензин;

- при повышении температуры верха колонны стабилизации выше 67°С и увеличении ввода легкого нестабильного бензина в линию острого орошения снижается плотность, облегчается фракционный состав, что приводит к образованию газовых пробок в бензине, т.е. к нестабильной работе двигателя;

- при снижении температуры верха колонны стабилизации упругость и плотность будет находиться в пределах нормы, необоснованное снижение температуры - нецелесообразно;

- введение легкого нестабильного бензина в линию острого орошения колонны стабилизации в количестве, меньшем 9,1 кг/м³, приводит к превышению нормативного показателя по плотности, не выдерживается 50% точка отгона (115°С вместо 105°С), утяжеляется фракционный состав, получили тяжелый бензин с содержанием большего количества тяжелых фракций, что приводит к нестабильным пусковым свойствам бензина и высокому содержанию ароматических углеводородов;

- введение легкого нестабильного бензина в линию острого орошения колонны стабилизации в количестве, большем 26,8 г/м³, приводит к превышению нормативного показателя по упругости (давлению насыщенных паров), в бензине присутствует большое количество легких углеводородов С₄-С₆ в связи с чем в нем образуются газовые пробки, что приводит к нестабильной работе двигателя.

Результаты испытаний показали, что при добавлении легкого нестабильного бензина на суммарное количество нестабильного катализата в количестве 9,1-18,3% в линию острого орошения колонны стабилизации соответствует нормативным требованиям на автомобильные бензины класс 2 (летние). При добавлении легкого нестабильного бензина на суммарное количество нестабильного катализата в количестве 20,9-26,8% соответствует нормативным требованиям на автомобильные бензины класс 4 (зимние).

Во всех примерах испытаний, проведенных по таблицам 1, 2, 3, 4, получаемый стабильный катализат имел октановое число 95 пунктов, исследовательский метод.

Обобщенный анализ работы колонны стабилизации при вводе в линию острого орошения легкого нестабильного бензина показывает, что углеводороды C₁-С₃ легкого нестабильного бензина, около 30-50%, уходят вверх колонны стабилизации, а углеводороды С₄-С₆, около 50-70% остаются в стабильном катализате, облегчая его фракционный состав, увеличивая упругость (давление насыщенных паров, снижая плотность и увеличивая выход стабильного катализата.

В результате применения предлагаемого способа получен высокооктановый бензин с высокими показателями качества при соответствии технических требований нормативным документам.

В связи с освоением получения высокооктанового бензина с улучшенными показателями качества по предлагаемому способу были выбраны оптимальные показатели режима работы технологического оборудования и фракционного состава, указанные в формуле изобретения, влияющие на процесс и качество получаемого продукта.

Таблица 1
Материальный баланс и параметры технологического режима колонны стабилизации, показатели качества получаемого стабильного катализатаПримерыМатериальный баланс по колонне стабилизации катализатаПараметры технологического режима колонны стабилизации катализатаПоказатели качества стабильного катализатаВзятоПолученоРасход орошенияТемпература, °С Фракционный состав, оСУпругость (Давление насыщен. паров), кПаПлотность, кг/м³ввод сырья в колон нуниза колонныверха колонныГорячая струяНК10%50%90%КК№Легкий нестабильный бензинНестабильный катализатГазаСтабильный катализатТемпературарасходт/час%т/час%т/часм³/ч%т/час%м³/час°См³/чНорма, ГОСТ Р 51105-97, класс 4:не нор.нв^*) 60нв 105нв 170нв 21560-95725-780           Норма, ГОСТ Р 51105-97, класс 2:нн^*)35нв70нв 115нв 185нв 21545-80725-780100,0119100,01,936501,611798,45716621152233150568812216020524,78002129,112090,97,9526736,012494,064152186652151503768,511516220077776314,511,611088,48,6729177,0115,893,05214918870,52101503568,311416320068765416,516,18683,98,2536508,094,2592,059154188752151503562,511516220258,678352218,398,281,710,6 551618,9109,5391,1106142175,564,522015035471121682007477862620,998,279,113,1621710,5111,0889,510714017366218150354711016720077,477573023,498,276,615,6 8732012,2112,4887,812513917167,5220150354510816720079,477383626,898,273,218,8 7833514,1115,385,912913516467215150334310416720090766нв*) - не выше
нн*) - не ниже

Таблица 2
Влияние температуры низа стабилизационной колонны на технические показатели получаемого бензина№Наименование показателяЗначения температуры, °С1.Упругость (давление насыщенных паров) кПа155158161164173175,5188Упругость повышается96949077,474Упругость снижаетсявыше нормативного показателяВ пределах нормы2.Плотность, кг/м³Плотность снижается762764766775778Плотность повышаетсяВ пределах нормы3.Фракционный состав, °СФракционный состав облегчается10%-3910%-4110%-4310%-4710%-47Фракционный состав утяжеляется50%-9850%-10050%-10450%-11050%-11290%-16390%-16590%-16790%-16790%-168КК-200КК-200КК-200КК-200КК-200

Таблица 3
Влияние температуры верха стабилизационной колонны на технические показатели получаемого бензина№Наименование показателяЗначения температуры, °С1.Упругость (давление насыщенных паров) кПа64,56667,567697275777477,474,9909698100102В пределах нормыПревышение нормативного показателя2.Плотность, кг/м³778775773766760757754750Плотность повышаетсяВ пределах нормыПлотность понижается3.Фракционный состав, °С10%-5010%-4710%-4510%-4310%-4110%-3910%-37Фракционный состав облегчается50%-11350%-11050%-10850%-10450%-10250%-10050%-9890%-17090%-16790%-16790%-16790%-16590%-16390%-160КК-200КК-200КК-200КК-200КК-200КК-200КК-200

Таблица 4
Влияние количества вводимого легкого нестабильного бензина (ЛНБ) на технические показатели получаемого бензина№Наименование показателяКоличество ЛНБ в %1.Плотность, кг/м³8,08,59,111,616,118,320,923,426,827,528,5785782776765780778775773766760755Превышение нормативного показателяВ пределах нормы  7270776858,67477,479,49096982.Упругость (давление насыщенных паров), кПаВ пределах нормыПревышение нормативного показателя3.Фракционный состав, °С50%-12050%-11850%-115В пределах нормыПревышение нормативного показателя       

Использование: нефтепереработка.

Сущность: проводят электрообессоливание нефти, атмосферную и/или атмосферно-вакуумную ее перегонку, вторичную перегонку стабильных бензиновых фракций с получением легкого нестабильного бензина, гидроочистку, риформинг гидроочищенной фракции в присутствии катализатора с получением нестабильного катализата, с последующей отгонкой углеводородов C₁С₃ с использованием стабилизационной колонны. Температуру верха стабилизационной колонны охлаждают посредством линии острого орошения и вывода стабильного катализата. В линию острого орошения колонны стабилизации постоянно вводят легкий нестабильный бензин в количестве 9,1-26,8 мас.% на количество нестабильного катализата, стабилизацию которого осуществляют при температуре верха колонны стабилизации не выше 67°С, а низа не ниже 164°С. Технический результат: повышение качества целевого продукта. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Способ получения высокооктанового автомобильного бензина путем электрообессоливания нефти, атмосферной и/или атмосферно-вакуумной ее перегонки, вторичной перегонки стабильных бензиновых фракций с получением легкого нестабильного бензина, гидроочистки, риформинга гидроочищенной фракции в присутствии катализатора с получением нестабильного катализата, с последующей отгонкой углеводородов C₁-С₃ с использованием стабилизационной колонны, охлаждения температуры верха стабилизационной колонны посредством линии острого орошения и вывода стабильного катализата, отличающийся тем, что легкий нестабильный бензин постоянно вводят в линию острого орошения колонны стабилизации в количестве 9,1-26,8 мас.% на количество нестабильного катализата, стабилизацию которого осуществляют при температуре верха колонны стабилизации не выше 67°С, а низа не ниже 164°С.2. Способ получения высокооктанового автомобильного бензина по п.1, отличающийся тем, что после вторичной перегонки бензина используют легкий нестабильный бензин следующего состава, мас.%:

C₁0-0,2С₂0,1-0,5С₃6,5-15С₄47,5-73C₅15-43H₂S0,0002-0,05С₆остальное