СПОСОБ ПАРОВОГО КРЕКИНГА ПРОДУКТОВ ПЕРЕГОНКИ НЕФТЕЙ Российский патент 2009 года по МПК C10G15/08 C10G11/00 

Предлагаемое изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу парового крекинга продуктов перегонки нефтей, и может быть использовано при направленной переработке продуктов атмосферно-вакуумной перегонки нефтей, а также продуктов крекинга.

Известен способ переработки газойлевых фракций, согласно которому сырье - тяжелые газойлевые фракции вторичного происхождения или их смеси с экстрактами масляного происхождения - после нагрева в теплообменниках направляют в печь, где при температуре 495-505°С и давлении ˜ 2,0 МПа осуществляют термический крекинг исходного сырья. Далее продукты реакции подают в реакционную камеру, где при температуре 440-460°С и давлении 1,5-2,0 МПа осуществляют дополнительный крекинг паровой фазы. Выходящие из реакционной камеры продукты крекинга смешивают с тяжелой смолой пиролиза от производства моноолефинов, добавляемой в количестве 5-40% мас. от сырья термокрекинга. Смесь подают в испарители на отпарку легкокипящих фракций. Далее получают необходимый продукт.

(См. Авт. Свид. РФ №2075496 от 1995.01.05, кл. C10G 9/00).

Недостатком способа является использование высоких температур и давления, невысокий выход дизельных фракций 160-360°С.

Наиболее близким к предложенному является способ переработки нефтей и продуктов их перегонки. Процесс ведут двухступенчатым крекингом смеси тяжелого газойля каталитического крекинга и экстракта селективной очистки масляного сырья. При этом первую ступень термического крекинга проводят в паровой фазе при 440-510°С, давлении 2 МПа и продолжительности 2-5 мин, а вторую ступень - в восходящем пенном потоке при 400-460°С, давлении 2 МПа и продолжительности 10-20 мин.

(См. Авт. Свид. РФ 1456449, МПК C10G 9/00 от 1987.02.03).

Недостатком способа является использование экстракта селективной очистки масляного сырья, высокие температуры, давление, продолжительность процесса до 20 минут и невысокий выход дизельных фракций 160-360°С.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение выхода светлых дизельных фракций 160-360°С благодаря конверсии паров тяжелых нефтепродуктов 340-КК в более легкие дизельные фракции и получению только дизельной фракции как основного товарного продукта переработки.

Технический результат достигается тем, способ парового крекинга продуктов перегонки нефтей включает нагрев паров исходного сырья, причем в качестве исходного сырья используют дизельно-масляные фракции или вакуумные газойли, процесс ведут при нагревании паров исходного сырья электрохимически под воздействием электрического тока при избыточном давлении 0,01-0,5 МПа, температуре 300-450°С, в присутствии сплавов из металлов Al, Cr, Ni, Fe, которые используют в виде отдельных проводников, установленных в зоне парового крекинга в контакте с проходящими парами сырья и через которые пропускают электрический ток с напряжением 0,1-10 кВ и силой тока 1-1·10⁴ А.

Процесс начинается, развивается и завершается в паровой реакционной камере, в которой осуществляют воздействие на пары нефтяного сырья электрическим током напряжением от 0,1 кВ до 10 кВ, силой тока 1-1·10⁴ А, проходящим через металлические проводники из железо-алюмо-хромо-никелевых сплавов. Специальной предварительной подготовки сырья не требуется.

Предлагаемое изобретение позволяет значительно упростить аппаратурное оформление процесса парового крекинга по сравнению с известными способами крекинга и увеличить глубину переработки нефтяного сырья дизельно-масляных фракций или вакуумных газойлей до получения только дизельных фракций как целевого результата переработки, газы крекинга составляют менее 1% мас.

Предлагаемый способ электрохимического парового крекинга позволяет в определенных пределах варьировать фракционным составом получаемой дизельной фракции.

Влияние основных технологических параметров на процесс электрохимического парового крекинга дизельно-масляных фракций или вакуумных газойлей

Технологическими параметрами, влияющими на процесс протекания реакций электрохимического парового крекинга, являются величина давления, температура, напряжение, сила тока, проходящего через металлические проводники из железо-алюмо-хромо-никелевых сплавов, установленные в реакционной паровой камере.

Увеличение температуры посредством увеличения напряжения, подаваемого на проводники, ведет к облегчению выходной дизельной фракции. Время пребывания паров в реакционной камере можно увеличивать путем снижения скорости паров нефтяного сырья при увеличении давления регулирующим клапаном давления паровой фазы установленным на выходе из реакционной камеры.

В реакционной паровой камере установлены проводники из железо-алюмо-хромо-никелевых сплавов, представляющие собой трубы или прутки различных диаметров, электрически изолированные от корпуса камеры, к которым подводят электрический ток и которые контактируют с проходящими парами сырья. Под воздействием электрического тока, протекающего через проводники, и контактирующие с проходящими через реакционную камеру парами исходного сырья, на поверхности указанных проводников происходят электрохимические реакции парового крекинга, в результате которых осуществляется конверсия тяжелых исходных паров в более легкие пары дизельных фракций.

В дальнейшем полученные дизельные фракции либо отгружают в виде легкого котельного топлива, либо подвергают дальнейшей переработке-гидроочистке.

Пример 1.

Перерабатываемое сырье - пары крекинга мазута М 100 (производитель ОАО «Салаватнефтеоргсинтез»).

Из реактора жидкофазного крекинга исходное сырье в виде паров направляют в реакционную паровую камеру, где под воздействием электрического тока напряжением 0,4 кВ, и силой тока 12 А на поверхности проводников из железо-алюмо-хромо-никелевых сплавов происходят электрохимические реакции парового крекинга исходного сырья, в результате которых происходит конверсия паров более тяжелого исходного сырья в пары более легких дизельных фракций, которые затем выводятся из реакционной камеры. Регулируя напряжение, подаваемое на проводники и клапан давления, установленный на выходе из реакционной камеры, поддерживают давление 0,1 МПа и температуру 420°С в паровой реакционной камере. Время нахождения сырья в реакционной камере составляет 5 секунд. Далее пары охлаждают в теплообменнике. Полученный продукт конденсируют, проводят анализы полученной дизельной фракции.

Характеристики исходного сырья - паров крекинга:

Удельная плотность исходного сырья - паров крекинга после конденсации при 20°С - 0,885 г/см³,

Материальный баланс переработки (% массовые):

Поступило (пары крекинга), в составе:

- пары дизельной фракции 142-360°С 81%

- пары масляной фракции 360-400°С 19%

Итого: 100%

Получено (после реактора крекинга паровой фазы);

- пары дизельной фракции 140-350°С 99,2%

- Газ + потери 0.8%

Итого: 100%

Характеристика полученной дизельной фракции после парового крекинга:

Удельная плотность полученного сырья - паров после конденсации при 20°С - 0,862 г/см³.

Последующие примеры способа сведены в таблицу.

№ п/пНефтяное сырьеНапряжение, кВСила тока, АТемпература, °СДавление, МПаИсходное сырье - пары крекинга: содержание паров дизельной фрации, НК-360°С, % мас. (сод. паров фракции >360°С, % мас.)Полученный продукт: содержание паров дизельной фракции, НК-360°С, % мас.Выход крекинг - газа включая потери, % мас.1234567891Пары крекинга-нефтешлама ОАО «Салаватнефтеоргсинтез»0,4153000,358 (42)99,20,82Пары крекинга-Мазута M 100 «Московский НПЗ»0,11003700.165(35)99,10,93Пары крекинга-Мазута М 100 Ново-Уфимского НПЗ0,4254400,564(36)99,40,64Пары крекинга-Мазута М 100 Ярославского НПЗ6,01,24300,269(31)99,20,85Пары крекинга-Мазута М-40 ООО "Антипинский НПЗ"10,00,84200,0160(40)99,10,96Пары вакуумного газойля - производства НКХК0,4204500,0110(90)99,40,6

Как следует из приведенных примеров, заявляемый способ представляет собой хорошее и надежное решение поставленной задачи с достижением технического результата.

Анализ известных решений не позволил выявить совокупность признаков, совпадающих с предлагаемыми, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного решения критерию новизна.

Описанные примеры позволяют сделать вывод о соответствии критерию техническая применимость.

Анализ известных решений не позволил выявить совокупности отличительных признаков, обеспечивающих заявленный технический результат, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного решения критерию изобретательский уровень.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу крекинга продуктов перегонки нефтей, включающему нагрев паров исходного сырья, в качестве исходного сырья используют дизельно-масляные фракции или вакуумные газойли, процесс ведут при нагревании паров исходного сырья электрохимически под воздействием электрического тока при избыточном давлении 0,01-0,5 МПа, температуре 300-450°С, в присутствии сплавов из металлов Al, Cr, Ni, Fe, которые используют в виде отдельных проводников, установленных в зоне парового крекинга в контакте с проходящими парами сырья и через которые пропускают электрический ток с напряжением 0,1-10 кВ и силой тока 1-1·104 А. Данное изобретение позволяет увеличить выход светлых дизельных фракций 160-360°С благодаря конверсии паров тяжелых нефтепродуктов 340-КК в более легкие дизельные фракции и получить только дизельную фракцию как основной товарный продукт, повысить технологичность способа. 1 табл.

Способ крекинга продуктов перегонки нефтей, включающий нагрев паров исходного сырья, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют дизельно-масляные фракции или вакуумные газойли, процесс ведут при нагревании паров исходного сырья электрохимически под воздействием электрического тока при избыточном давлении 0,01-0,5 МПа, температуре 300-450°С, в присутствии сплавов из металлов А1, Cr, Ni, Fe, которые используют в виде отдельных проводников, установленных в зоне парового крекинга в контакте с проходящими парами сырья, и через которые пропускают электрический ток с напряжением 0,1-10 кВ и силой тока 1-1·10⁴ ампер.