СПОСОБ РИФОРМИНГА ПРЯМОГОННЫХ БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ Российский патент 2010 года по МПК C10G35/85 

Описание патента на изобретение RU2404227C1

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к технологиям производства моторных топлив, и может быть использовано в процессе риформинга прямогонных бензиновых фракций для получения высокооктанового компонента с пониженным содержанием ароматических углеводородов и повышения эффективности приготовления современных экологически чистых бензинов.

Риформинг является давно и хорошо известным процессом переработки прямогонных бензиновых фракций, обеспечивающим получение высокооктановых компонентов товарных автобензинов за счет образования ароматических углеводородов [Маслянский Г.Н., Шапиро Р.Н. Каталитический риформинг бензинов. - Л.: Химия, 1985, 224 с.]. Наибольшее распространение получили процессы риформинга, осуществляемые на неподвижных слоях алюмоплатинорениевых катализаторов. При этом сырье - бензиновые фракции - вместе с водородсодержащим газом нагревают и последовательно пропускают через каскад из 3-5 реакторов. Температура на входе в реакторы риформинга обычно составляет 470-540°С, давление 1-2 МПа, объемная скорость подачи сырья 1,5-2 час-1.

Основными практически важными показателями традиционных процессов риформинга являются выход риформинг-бензина на поданное сырье (В, мас.%) и его октановое число в пунктах по исследовательскому методу (ОЧ, п. ИМ). В качестве обобщенного критерия эффективности процесса риформинга (КЭП, %) принято использовать величину (В·ОЧ/100). Главные усилия по совершенствованию процессов традиционного риформинга связаны с попытками увеличения значений КЭП как за счет повышения выхода риформинг-бензина В, так и его октанового числа ОЧ. Для этого прибегают к оптимизации условий отдельных стадий процесса, занимаются совершенствованием традиционных алюмоплатиновых катализаторов риформинга, совершенствуют предпусковые процедуры, а также разрабатывают комбинированные технологии риформинга с использованием нескольких катализаторов различной природы и химического состава. Эти подходы хорошо прослеживаются в самых последних из известных на сегодняшний день вариантах осуществления каталитического риформинга бензиновых фракций [патент РФ 2288941, 2006; патент РФ №2281969, 2006; патент РФ №2272828, 2006; патент РФ №2267515, 2006; патент РФ №2289475, 2006; патент РФ №2301827, 2007; патент РФ №2302898, 2007].

В связи с ужесточением требований к содержанию ароматических углеводородов в составе товарных бензиновых топлив общим недостатком способов традиционного риформинга прямогонных бензиновых фракций можно считать высокое содержание ароматических углеводородов в целевом продукте - риформинг-бензине, которое при его исследовательском октановом числе 95-100 пунктов достигает 60-70 мас.%. Поэтому на сегодняшний день очень актуально создание модифицированных версий процессов риформинга, позволяющих формировать наряду с аренами и значительные количества высокооктановых углеводородов неароматической природы - изоалканов и алкилциклопентанов, как правило, за счет введения дополнительных стадий гидроизомеризационных превращений ароматических углеводородов [А.А.Мириманян, А.Г.Вихман, П.Н.Боруцкий // Нефтепереработка и нефтехимия. 2007. №7. С.5-14; Нгуен Ван Ты, А.Ф.Ахметов // Нефтепереработка и нефтехимия. 2008. №6. С.13-16]. К числу таких технологий и относится заявляемый способ риформинга прямогонных бензиновых фракций.

Следует добавить, что при оценке эффективности способов риформинга прямогонных бензиновых фракций, направленных на получение высокооктановых компонентов с пониженным содержанием ароматических углеводородов, наряду с критерием КЭП целесообразно рассчитывать значения критерия (КЭП2), равного КЭП/CАr, где CAr - содержание аренов в риформинг-бензине, мас.%

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению (прототип) является ранее предложенный способ каталитического риформинга бензиновых фракций [патент РФ №2337127, 2008], осуществляемый в присутствии водородсодержащего газа в системе из нескольких последовательно соединенных реакторов с платинусодержащими катализаторами при повышенном давлении и температуре. Способ включает три стадии превращения исходного сырья. На первой стадии проводят ароматизацию циклоалканов и алканов контактированием углеводородных компонентов с алюмоплатинорениевым катализатором при массовой скорости подачи сырья в расчете на массу катализатора 4-8 час-1 и температуре 460-480°С, на второй стадии проводят гидроизомеризацию аренов, циклоалканов и алканов на цирконосульфатном катализаторе при массовой скорости подачи сырья в расчете на массу катализатора не менее 8 час-1 и температуре 150-200°С и на третьей стадии вновь проводят ароматизацию циклоалканов на алюмоплатинорениевом катализаторе при массовой скорости подачи сырья также не менее 8 час-1 и температуре 360-400°С. При этом давление на входе системы реакторов риформинга составляет 1,5 МПа, а водородсодержащий газ поступает на вход системы реакторов в количестве, соответствующем мольному отношению водород/сырье не менее 8. Данный способ может обеспечивать получение высокооктанового компонента бензина с ОЧ не менее 95 п. ИМ и с содержанием ароматических углеводородов 50.0 мас.% при КЭП 86.6% и КЭП2 1.7.

Основной целью настоящего изобретения является совершенствование указанного выше способа-прототипа для обеспечения получения высокооктанового компонента бензина с ОЧ не менее 95 п. ИМ и с содержанием ароматических углеводородов 35-50 мас.% при КЭП не менее 83% и КЭП2 более 1,7.

Достижение указанной цели обеспечивается изменением условий осуществления отдельных стадий процесса риформинга, заявленных в прототипе, и химического состава катализатора, используемого в прототипе для гидроизомеризации аренов, циклоалканов и алканов на второй стадии процесса риформинга.

Предлагаемый способ риформинга прямогонных бензиновых фракций осуществляют следующим образом. Гидроочищенную бензиновую фракцию с пределами кипения 85-180°С смешивают с водородсодержащим газом и подают в систему из нескольких последовательно соединенных реакторов при повышенном давлении и температуре. Давление на входе системы реакторов для осуществления риформинга составляет 1,5 МПа. Водородсодержащий газ поступает на вход системы реакторов риформинга в количестве, соответствующем мольному отношению водород/сырье не менее 8. При прохождении системы реакторов углеводородные компоненты контактируют сначала с алюмоплатинорениевым катализатором, затем с цирконоалюмосульфатным катализатором, также содержащем платину, и вновь с алюмоплатинорениевым катализатором.

Для осуществления первой и третьей стадий способа риформинга прямогонных бензиновых фракций могут быть использованы традиционные алюмоплатинорениевые катализаторы риформинга, например, получаемые по известному способу [патент РФ №2289475, 2006]. Цирконоалюмосульфатный катализатор для второй стадии - стадии гидроизомеризации - также может быть получен известными способами, например [патент РФ 2171713, 2001].

Массовая скорость подачи сырья составляет: в расчете на массу алюмоплатинорениевого катализатора, загруженного в реактор первой стадии процесса, 2 час-1; в расчете на массу цирконоалюмосульфатного катализатора, загруженного в реактор второй стадии процесса, 4-8 час-1; в расчете на массу алюмоплатинорениевого катализатора, загруженного в реактор третьей стадии процесса, 4-8 час-1.

Температура на первой стадии процесса риформинга (стадия ароматизации циклоалканов и алканов) составляет 490-500°С. На второй стадии процесса (стадия гидроизомеризации аренов, циклоалканов и алканов) температура составляет 300°С. На третьей стадии (стадия ароматизации циклоалканов) температура составляет 420-440°С.

Ниже приводятся примеры осуществления заявляемого способа риформинга прямогонных бензиновых фракций.

Пример 1. Процесс риформинга проводят на лабораторной установке, включающей три реактора, в режиме последовательного прохождения углеводородного сырья и продуктов его превращения через каждый из реакторов.

В качестве сырья используют гидроочищенную бензиновую фракцию с пределами кипения 85-180°С, содержащую: 52,4 мас.% алканов; 36,1 мас.% циклоалканов; 11,5 мас.% аренов.

В первый и третий по порядку реактора загружают платинорениевый катализатор, имеющий состав: 0,25 мас.% платины; 0,30 мас.% рения; 0,3 мас.% циркония; 1,20 мас.% хлора; 0,06 мас.% серы и остальное - оксид алюминия. Перед началом процесса риформинга загруженный катализатор активируют в токе водорода при температуре 500°С.

Во второй по порядку реактор загружают цирконоалюмосульфатный катализатор, имеющий состав: 0,30 мас.% платины; 3,5 мас.% серы в расчете на SO42-, 44,0-45,0 мас.% оксида циркония и остальное - оксид алюминия. Перед началом процесса риформинга загруженный катализатор активируют в токе водорода при температуре 300°С.

Мольное отношение водород/сырье на входе в реакторную систему составляет 8 моль/моль, избыточное давление 1,5 МПа.

Массовая скорость подачи сырья в расчете на первый реактор (СПС1) - реактор стадии ароматизации циклоалканов и алканов - составляет 2 час-1. Массовая скорость подачи сырья в расчете на второй реактор (СПС2) - реактор стадии гидроизомеризации аренов, циклоалканов и алканов - составляет 8 час-1. Массовая скорость подачи сырья в расчете на третий реактор (СПС3) - реактор ароматизации циклоалканов - составляет 4 час-1.

Температура в первом реакторе (ТС1) составляет 500°С. Температура во втором реакторе (ТС2) составляет 300°С. Температура в третьем реакторе (ТС3) составляет 440°С.

В результате проведения процесса получают целевой продукт (риформинг-бензин) с выходом В, равным 87,5 мас.% Октановое число продукта составляет 95,4 п. ИМ против 95,0 п. ИМ для способа-прототипа. Содержание аренов в продукте - 34,9 мас.% против 50,0 мас.% для способа-прототипа. Коэффициент эффективности процесса КЭП составляет 83,5 мас.% Коэффициент эффективности процесса КЭП2 составляет 2,4 против 1,7 для способа-прототипа.

Пример 2. Аналогично примеру 1. Массовая скорость подачи сырья в расчете на второй реактор (СПС2) - реактор стадии гидроизомеризации аренов, циклоалканов и алканов - составляет 4 час-1. Массовая скорость подачи сырья в расчете на третий реактор (СПС3) - реактор ароматизации циклоалканов - составляет 8 час-1.

Температура в третьем реакторе (ТС3) составляет 420°С.

В результате проведения процесса получают целевой продукт (риформинг-бензин) с выходом В, равным 88,1 мас.%. Октановое число продукта составляет 102,0 п. ИМ против 95,0 п. ИМ для способа-прототипа. Содержание аренов в продукте - 47,4 мас.% против 50,0 мас.% для способа-прототипа. Коэффициент эффективности процесса КЭП составляет 89,9 мас.% против 86,6 мас.% для способа-прототипа. Коэффициент эффективности процесса КЭП2 составляет 1,9 против 1,7 для способа-прототипа.

Пример 3. Аналогично примеру 2. Температура в первом реакторе (ТС1) составляет 490°С.

В результате проведения процесса получают целевой продукт (риформинг-бензин) с выходом В, равным 89,3 мас.%. Октановое число продукта составляет 99,1 п. ИМ против 95,0 п. ИМ для способа-прототипа. Содержание аренов в продукте - 45,8 мас.% против 50,0 мас.% для способа-прототипа. Коэффициент эффективности процесса КЭП составляет 88,5 мас.% против 86,6 мас.% для способа-прототипа. Коэффициент эффективности процесса КЭП2 составляет 1,9 против 1,7 для способа-прототипа.

Пример 4. Аналогично примеру 1. Массовая скорость подачи сырья в расчете на второй реактор (СПС2) - реактор стадии гидроизомеризации аренов, циклоалканов и алканов - составляет 4 час-1.

В результате проведения процесса получают целевой продукт (риформинг-бензин) с выходом В, равным 86,4 мас.%. Октановое число продукта составляет 102,2 п. ИМ против 95,0 п. ИМ для способа-прототипа. Содержание аренов в продукте - 46,5 мас.% против 50,0 мас.% для способа-прототипа. Коэффициент эффективности процесса КЭП составляет 88,3 мас.% против 86,6 мас.% для способа-прототипа. Коэффициент эффективности процесса КЭП2 составляет 1,9 против 1,7 для способа-прототипа.

Пример 5. Аналогично примеру 4. Температура в первом реакторе (ТС1) составляет 490°С. Температура в третьем реакторе (ТС3) составляет 440°С.

В результате проведения процесса получают целевой продукт (риформинг-бензин) с выходом В, равным 88,0 мас.%. Октановое число продукта составляет 99,5 п. ИМ против 50,0 мас.% для способа-прототипа. Содержание аренов в продукте - 44,0 мас.%. Коэффициент эффективности процесса КЭП составляет 87,6 мас.% против 86,6 мас.% для способа-прототипа. Коэффициент эффективности процесса КЭП2 составляет 2,0 против 1,7 для способа-прототипа.

Пример 6. Аналогично примеру 5. Температура в первом реакторе (ТС1) составляет 500°С. Температура в третьем реакторе (ТС3) составляет 420°С.

В результате проведения процесса получают целевой продукт (риформинг-бензин) с выходом В, равным 87,1 мас.%. Октановое число продукта составляет 96,9 п. ИМ. Содержание аренов в продукте 36,7 мас.% Коэффициент эффективности процесса КЭП составляет 84,4 мас.%. Коэффициент эффективности процесса КЭП2 составляет 2,3 против 1,7 для способа-прототипа.

В таблице представлены данные примеров по условиям и показателем предлагаемого способа риформинга прямогонных бензиновых фракций. Там же для сравнения представлены характеристики способа-прототипа. Из данных, приведенных в таблице, видно, что предлагаемый способ позволяет получать высокооктановый риформинг-бензин с ОЧ от 95,4 до 102,2 п. ИМ. При этом содержание ароматических углеводородов в риформинг-бензине может составлять 34,9-47,4 мас.%, что существенно ниже, чем в продукте, получаемом по прототипу. Это позволяет более эффективно применять продукт заявляемого способа риформинга прямогонных бензиновых фракций в качестве компонента для получения современных экологически чистых моторных топлив, прежде всего за счет снижения использования других высокооктановых компонентов неароматической природы (МТБЭ, алкилата, изомеризата). Коэффициент эффективности КЭП для заявляемого способа риформинга прямогонных бензиновых фракций составляет не менее 83,5%, а в ряде случае достигает 88,3-89,9%, что на 1,7-3,3% больше, чем у способа прототипа (86,6%). Кроме того, коэффициент эффективности КЭП2, достигающий значений 1,9-2,4, во всех примерах заявляемого способа риформинга прямогонных бензиновых фракций в 1,2-1,7 раза выше, чем у способа прототипа (1,7).

Таким образом, за счет изменения условий осуществления отдельных стадий процесса риформинга и химического состава катализатора для стадии гидроизомеризации проведено совершенствование способа-прототипа с обеспечением получения из прямогонных бензиновых фракций высокооктанового компонента бензина с ОЧ 95,4-102,2 п. ИМ и с содержанием ароматических углеводородов 35-50 мас.% при КЭП не менее 83% и КЭП2 более 2.

Пример Значения параметров Значения показателей СПС1, час-1 СПС2, час-1 СПС3, час-1 ТС1, °С ТС2, °С ТС3, °С В, мас.% ОЧ, п. ИМ CАr, мас.% КЭП, % КЭП2 1 2 8 4 500 300 440 87,5 95,4 34,9 83,5 2,4 2 2 4 8 500 300 420 88,1 102,0 47,4 89,9 1,9 3 2 4 8 490 300 420 89,3 99,1 45,8 88,5 1,9 4 2 4 4 500 300 440 86,4 102,2 46,5 88,3 1,9 5 2 4 4 490 300 440 88,0 99,5 44,0 87,6 2,0 6 2 4 4 500 300 420 87,1 96,9 36,7 84,4 2,3 Прототип 8 8 8 460 150 360 91,2 95,0 50,0 86,6 1,7

Похожие патенты RU2404227C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ 2007
  • Лавренов Александр Валентинович
  • Казаков Максим Олегович
  • Дуплякин Валерий Кузьмич
  • Лихолобов Владимир Александрович
RU2337127C1
КАТАЛИЗАТОР И СПОСОБ АРОМАТИЗАЦИИ С-С ГАЗОВ, ЛЕГКИХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФРАКЦИЙ АЛИФАТИЧЕСКИХ СПИРТОВ, А ТАКЖЕ ИХ СМЕСЕЙ 2014
  • Малова Ольга Васильевна
  • Лищинер Иосиф Израилевич
  • Тарасов Андрей Леонидович
RU2544017C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВОГО БЕНЗИНА И АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ 1994
  • Косогоров С.Б.
  • Кузнецов Ю.И.
  • Комаровский Н.А.
  • Кудрявцев М.А.
  • Букреев С.Д.
RU2078791C1
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ НЕФТИ, НЕФТЕПРОДУКТОВ И БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ НЕФТИ ИЗОПАРАФИНОВЫМИ И НЕКОНДЕНСИРОВАННЫМИ АРОМАТИЧЕСКИМИ УГЛЕВОДОРОДАМИ 2000
  • Курашов В.М.
RU2178465C1
Способ циклизации нормальных алканов 2016
  • Логинова Анна Николаевна
  • Фадеев Вадим Владимирович
  • Морозова Янина Владиславовна
  • Свидерский Сергей Александрович
  • Попов Дмитрий Сергеевич
  • Исаева Екатерина Александровна
  • Сафатова Ирина Александровна
RU2615778C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВОГО БЕНЗИНА 2021
  • Кочетков Алексей Юрьевич
  • Кочеткова Дарья Алексеевна
  • Кочеткова Раиса Прохоровна
  • Ищук Николай Александрович
  • Остальцева Оксана Васильевна
  • Брызгалова Лариса Васильевна
  • Каширская Елена Владимировна
  • Зинченко Наталья Игоревна
  • Ваккер Наталья Валерьевна
  • Минулин Марат Фердинандович
  • Билич Сергей Михайлович
  • Спиридонова Оксана Николаевна
  • Сидоренко Святослав Сергеевич
RU2773285C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ВЫСОКООКТАНОВОГО БЕНЗИНА 1998
  • Сайфуллин Н.Р.
  • Калимуллин М.М.
  • Навалихин П.Г.
  • Салихов Р.Ф.
  • Теляшев Г.Г.
  • Ахметов А.Ф.
  • Абдульминев К.Г.
  • Махов А.Ф.
  • Мальцев А.П.
  • Емельянов В.Е.
  • Никитина Е.А.
RU2131909C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВОГО БЕНЗИНА 2008
  • Марышев Владимир Борисович
  • Боруцкий Павел Николаевич
  • Можайко Виктор Николаевич
RU2387699C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВОГО КОМПОНЕНТА АВТОБЕНЗИНА 2004
  • Ясьян Юрий Павлович
  • Коваленко Анна Николаевна
RU2268913C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВОГО КОМПОНЕНТА БЕНЗИНА 2016
  • Белый Александр Сергеевич
  • Смоликов Михаил Дмитриевич
  • Кирьянов Дмитрий Иванович
  • Шкуренок Виолетта Андреевна
  • Белопухов Евгений Александрович
  • Яблокова Светлана Станиславовна
  • Кондрашев Дмитрий Олегович
  • Клейменов Андрей Владимирович
  • Егизарьян Аркадий Мамиконович
RU2640043C1

Реферат патента 2010 года СПОСОБ РИФОРМИНГА ПРЯМОГОННЫХ БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к технологиям производства моторных топлив. Изобретение касается способа риформинга прямогонных бензиновых фракций в присутствии водородсодержащего газа в системе из нескольких последовательно соединенных реакторов с платинусодержащими катализаторами при повышенном давлении и температуре, осуществляемый в три стадии при давлении на входе системы реакторов риформинга 1,5 МПа, мольном отношении водород/сырье не менее 8. На первой стадии ароматизацию циклоалканов и алканов контактированием углеводородных компонентов с алюмоплатинорениевым катализатором проводят при массовой скорости подачи сырья в расчете на массу катализатора 2 час-1 и температуре 490-500°С, на второй стадии гидроизомеризацию аренов, циклоалканов и алканов проводят на цирконоалюмосульфатном катализаторе, содержащем платину, при массовой скорости подачи сырья в расчете на массу катализатора 4-8 час-1 и температуре 300°С и на третьей стадии ароматизацию циклоалканов на алюмоплатинорениевом катализаторе проводят при массовой скорости подачи сырья 4-8 час-1 и температуре 420-440°С. Технический результат - получение высокооктанового компонента с пониженным содержанием ароматических углеводородов и повышение эффективности приготовления современных экологически чистых бензинов. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 404 227 C1

Способ риформинга прямогонных бензиновых фракций в присутствии водородсодержащего газа в системе из нескольких последовательно соединенных реакторов с платинусодержащими катализаторами при повышенном давлении и температуре, осуществляемый в три стадии при давлении на входе системы реакторов риформинга 1,5 МПа, мольном отношении водород/сырье не менее 8, отличающийся тем, что на первой стадии ароматизацию циклоалканов и алканов контактированием углеводородных компонентов с алюмоплатинорениевым катализатором проводят при массовой скорости подачи сырья в расчете на массу катализатора 2 ч-1 и температуре 490-500°С, на второй стадии гидроизомеризацию аренов, циклоалканов и алканов проводят на цирконоалюмосульфатном катализаторе, содержащем платину, при массовой скорости подачи сырья в расчете на массу катализатора 4-8 ч-1 и температуре 300°С и на третьей стадии ароматизацию циклоалканов на алюмоплатинорениевом катализаторе проводят при массовой скорости подачи сырья 4-8 ч-1 и температуре 420-440°С.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2404227C1

RU 23337127 C1, 27.10.2008
СПОСОБ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ 1996
  • Марышев Владимир Борисович[Ru]
  • Рабинович Георгий Лазаревич[Ru]
  • Ревтович Владимир Иванович[By]
  • Николаев Владислав Леонидович[By]
  • Шабуня Алексей Петрович[By]
  • Якубенко Владимир Михайлович[By]
  • Артюх Анатолий Алексеевич[By]
RU2097404C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВОГО БЕНЗИНА 2004
  • Кондрашев Дмитрий Олегович
  • Ахметов Арслан Фаритович
RU2280063C2
WO 1996010066 A1, 04.04.1996
GB 1387309 A, 12.03.1975.

RU 2 404 227 C1

Авторы

Лавренов Александр Валентинович

Казаков Максим Олегович

Дуплякин Валерий Кузьмич

Лихолобов Владимир Александрович

Даты

2010-11-20Публикация

2009-05-26Подача