Способ конверсии тяжелого нефтяного сырья Российский патент 2017 года по МПК C10G11/02 B82B3/00 B82Y40/00 B01J23/745 B01J23/755 B01J23/888 

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к переработке тяжелого нефтяного сырья, включая тяжелые сырые нефти, природные битумы, нефтяные остатки, и может быть использовано для получения бензиновой и дизельной фракций.

Известен способ каталитического крекинга тяжелых нефтей в присутствии наноразмерного порошка никеля со средним размером частиц 10-20 нм, взятого в количестве 0,5-1,0 мас. % на исходное сырье (патент RU 2445344, 2010). Недостатком данного способа является высокое содержание катализатора, отсутствие возможности его отделения от жидких продуктов крекинга.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения дистиллятных фракций из нефтяных остатков путем их смешивания с измельченным до размера частиц менее 1000 мкм катализатором - отходами обогащения молибденовых, или кобальтовых, или никелевых, или вольфрамовых руд, содержащих 1,2-2,8 мас. % железа и 3,8-58,0 мас. % кремния. Термокрекинг ведут при 390-450°С и 0,2-5,0 МПа. Катализатор вводят в исходное сырье в количестве 1-10% (RU 2182923, 2002). Недостатком способа является необходимость проведения процесса гомогенизации катализатора с сырьем, низкий выход дизельных и бензиновых фракций и более низкое качество бензиновой фракции (низкое октановое число).

Задачей изобретения является углубление процесса переработки тяжелого нефтяного сырья, позволяющего достичь высокого качества получаемого продукта.

Техническим результатом изобретения является увеличение выхода бензиновых и дизельных фракций с низким содержание асфальтенов в продуктах крекинга и высоким октановым числом бензиновой фракции.

Технический результат достигается проведением термокрекинга тяжелых нефтей, природных битумов и нефтяных остатков при температуре 450-500°С в течение 30-100 минут в присутствии наноразмерноего порошка катализатора в количестве 0,01-0,10% мас. по отношению к сырью, содержащего вольфрам, железо и никель при соотношении 90%, 7% и 3 мас. % соответственно, в том числе при использовании в качестве катализатора нанопорошка сплава вольфрам-никель-железо марки ВНЖ 7-3 или смеси нанопорошков вольфрама, железа и никеля.

Примеры конкретного выполнения

Эксперименты проводились в автоклавах объемом 12 см³ в среде воздуха, загрузка сырья составляла 7 грамм во всех экспериментах. Количественную оценку выхода фракций определяли термографиметрическим методом.

Пример 1. Исходный природный битум подвергают крекингу в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 100 минут. Результаты приведены в таблице.

Пример 2. К исходному битуму добавляют 0,1 мас. % нанопорошков W, Ni и Fe при соотношении металлов 90%, 7% и 3 мас. % соответственно Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 100 минут. Бензиновая фракция имеет октановое число по исследовательскому методу (ИМ) - 89,4; по моторному методу (ММ) - 77,6. Результаты приведены в таблице.

Пример 3. К исходному битуму добавляют 0,1 мас. % нанопорошка сплава ВНЖ 7-3. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 100 минут. Результаты приведены в таблице.

Пример 4. К исходному битуму добавляют 0,05 мас. % нанопорошка сплава ВНЖ 7-3. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 100 минут. Результаты приведены в таблице.

Пример 5. К исходному битуму добавляют 0,01 мас. % нанопорошка сплава ВНЖ 7-3. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 100 минут. Результаты приведены в таблице.

Пример 6. К исходному битуму добавляют 0,1 мас. % нанопорошка сплава ВНЖ 7-3. Процесс проводят в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 30 минут. Результаты приведены в таблице.

Пример 7. К исходному битуму добавляют 0,05 мас. % нанопорошка сплава ВНЖ 7-3. Процесс проводят в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 30 минут. Результаты приведены в таблице.

Пример 8. К исходному битуму добавляют 0,01% мас. нанопорошка сплава ВНЖ 7-3. Процесс проводят в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 30 минут. Результаты приведены в таблице.

Пример 9. Исходный нефтяной остаток подвергают крекингу в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 30 минут. Результаты приведены в таблице.

Пример 10. К исходному нефтяному остатку добавляют 0,1 мас. % нанопорошка сплава ВНЖ 7-3. Процесс проводят в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 30 минут. Бензиновая фракция имеет октановое число по исследовательскому методу (ИМ) - 85,7; по моторному методу (ММ) - 70,9. Результаты приведены в таблице.

Пример 11. К исходному нефтяному остатку добавляют 0,05% мас. нанопорошка сплава ВНЖ 7-3. Процесс проводят в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 30 минут. Результаты приведены в таблице.

Пример 12. К исходному нефтяному остатку добавляют 0,01% мас. нанопорошка сплава ВНЖ 7-3. Процесс проводят в автоклаве при температуре 500°С в среде воздуха в течение 30 минут. Результаты приведены в таблице.

Пример 13. К исходному нефтяному остатку добавляют 0,1% мас. нанопорошка сплава ВНЖ 7-3. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 100 минут. Результаты приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить выход бензиновых и дизельных фракций по сравнению с прототипом, а также повысить качество готового продукта: понизить содержание асфальтенов в составе продуктов крекинга и повысить октановое число бензиновой фракции при низком содержании катализатора.

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к переработке тяжелого нефтяного сырья, и может быть использовано для получения бензиновой и дизельной фракций. Описан способ переработки тяжелого нефтяного сырья термокрекингом при температуре 450-500°С в течение 30-100 мин, в присутствии наноразмерного порошка катализатора в количестве 0,01-0,10 мас. % по отношению к сырью, содержащего вольфрам, железо и никель при соотношении 90 мас. %, 7 мас. % и 3 мас. % соответственно, в том числе при использовании в качестве катализатора нанопорошка сплава вольфрам-никель-железо марки ВНЖ 7-3 или смеси нанопорошков вольфрама, железа и никеля. Технический результат - увеличение выхода бензиновых и дизельных фракций с низким содержание асфальтенов в продуктах крекинга и высоким октановым числом бензиновой фракции. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 13 пр.

1. Способ переработки тяжелого нефтяного сырья термокрекингом в присутствии катализатора, содержащего вольфрам и железо, отличающийся тем, что процесс осуществляют при температуре 450-500°С в течение 30-100 мин, катализатор дополнительно содержит никель и представляет собой нанопорошок со следующим содержанием компонентов, мас. %:

вольфрам - 90,

железо - 7,

никель - 3.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют нанопорошок сплава вольфрам-никель-железо марки ВНЖ 7-3.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют смесь нанопорошков вольфрама, железа и никеля.

4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что катализатор по отношению к сырью берут в количестве 0,01-0,10 мас. %.