Способ получения реактивных и дизельных топлив из смеси растительного и нефтяного сырья Российский патент 2020 года по МПК C10G3/00 C10G65/04 C10G65/12 C10G45/08 

Изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно к способу получения реактивных и компонентов дизельных топлив из смеси растительного и нефтяного сырья.

Известен способ получения низкозастывающих дизельных топлив из смеси растительного и нефтяного сырья с содержанием растительного масла до 10% масс. путем гидрогенизационной обработки, который включает предварительное дезоксигенирование - гидроочистку сырья и его последующую гидроизомеризацию. [Патент RU 2487927, 29.09.2009].

На первой стадии проводят гидроочистку сырья на никель-молибденовом катализаторе при температуре 288-427°С, давлении 2,8-13,8 МПа. Гидроочищенный продукт направляют на вторую стадию процесса, где проводят его изомеризацию в присутствии платинового катализатора на цеолитовом носителе. Условия стадии изомеризации: температура 362°С, давление 2,8-13,8 МПа. Возможно использование процесса изодепарафинизации в две ступени для углубления реакций превращения н-парафинов в углеводороды изостроения. В качестве растительного сырья используют масла сои, канолы, рапса, пальмы, арахиса, солидола, водорослей и их комбинации.

Недостатком способа является невозможность производства реактивного топлива, и невысокое содержание в сырьевой смеси растительного компонента (до 10% масс.). К недостаткам способа также следует отнести использование дорогих катализаторов на основе платины и палладия на стадии изомеризации.

Также известен способ получения высококачественного дизельного топлива, а также использования катализаторов в процессе гидрооблагораживания смесей дистиллятов нефтяного и растительного происхождения.

[Патент RU 2495082, 10.10.20213 г.].

Согласно способу, исходное сырье, содержащее до 35% об. компонента растительного происхождения (рапсовое или талловое масла) подвергают первоначально двухступенчатой гидрообработке. На первой ступени гидрооблагораживания протекает реакция гидродезоксигенирования исходного сырья в контакте с молибденовым катализатором на носителе, состоящем из оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида титана и их комбинаций. На второй ступени гидрооблагораживания осуществляют облагораживание продукта первой ступени в присутствии катализатора на основе металла VIII и/или VI группы Периодической таблицы (на носителе, содержащем оксид алюминия, диоксид кремния, диоксид титана или их комбинацию).

Полученный продукт двухступенчатого гидрооблагораживания подают на стадию гидроизомеризации. В качестве катализатора гидроизомеризации используют композицию металла VIII и/или VI Периодической таблицы на носителе, содержащем оксид алюминия, диоксид кремния, диоксид титана, алюмосиликат, цеолит ZSM-5, Beta или их комбинации.

К недостаткам данного способа следует отнести невозможность производства реактивного топлива, а также использование дорогих катализаторов гидроочистки и гидроизомеризации на основе металлов VIII и/или VI группы Периодической таблицы, т.е. платины, палладия и др.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения реактивных и компонентов дизельных топлив путем гидрогенизационной переработки сырья, состоящего из смеси дистиллята растительного происхождения с дистиллятом нефтяного происхождения, при этом используя в качестве дистиллята растительного происхождения растительные масла непищевого назначения, в качестве дистиллята нефтяного происхождения - газойлевые фракции прямой перегонки нефти с пределами выкипания 160-360°С, и предусматривающего использование относительно недорогих катализаторов на базе алюмокобальт(никель)молибденовых композиций.

Для решения поставленной задачи предлагается способ получения реактивных и компонентов дизельных топлив путем гидрогенизационной переработки сырья, состоящего из смеси дистиллята растительного происхождения с дистиллятом нефтяного происхождения при соотношении 5,0-40,0:95,0-60,0% масс. соответственно, при этом в качестве дистиллята растительного происхождения используют растительные масла непищевого назначения, в качестве дистиллята нефтяного происхождения - газойлевые фракции прямой перегонки нефти с пределами выкипания 160-360°С, гидрогенизационную переработку осуществляют в две стадии: на первой стадии сырье подвергают гидроооблагораживанию, включающему гидроочистку и гидродезоксигенирование в присутствии алюмокобальтмолибденового или алюмоникельмолибденового катализатора, с последующим отделением воды, на второй стадии - депарафинизации и последующей гидроочистке с использованием пакетной загрузки катализаторов: цеолитсодержащего алюмоникельмолибденового катализатора депарафинизации, и алюмокобальтмолибденового или алюмоникельмолибденового катализатора гидроочистки, при объемном соотношении катализаторов 60-90/40-10, соответственно, после чего осуществляют ректификацию полученного гидрогенизата с выделением реактивных и компонентов дизельных топлив.

Первую стадию осуществляют при давлении 3-8 МПа, температуре 330-400°С, объемной скорости подачи сырья 0,5-1,5 час^-1, соотношении водородсодержащий газ/сырье 500-1500 н.об./об.

Вторую стадию осуществляют при давлении 3-6 МПа, температуре 300-420°С, объемной скорости подачи сырья 0,5-2,0 час^-1, соотношении водородсодержащий газ/сырье 500-1500 н.об./об.

Ниже приведены примеры конкретной реализации способа.

Пример 1

Гидрогенизационной переработке подвергают дистиллят растительного происхождения - рапсовое масло непищевого назначения, содержащее триглицериды, жирные кислоты и сложные эфиры, в смеси с нефтяной прямогонной фракцией (пределы выкипания 160-350°С, содержание серы - 1,1% масс.). Соотношение растительного сырья и нефтяной фракции составляет 40:60% масс.

Первую стадию способа - гидрооблагораживание осуществляют при давлении 3 МПа, температуре - 330°С, объемной скорости подачи сырья - 0,5 час^-1, соотношении водородсодержащий газ/сырье - 500 н.об./об. в присутствии алюмокобальтмолибденового катализатора. Одновременно с процессом гидроочистки протекает процесс гидродезоксигенирования сырья. После первой стадии осуществляют отделение воды из реакционной массы.

Полученный гидрогенизат направляют на второю стадию - депарафинизацию и последующую гидроочистку, с использованием пакетной загрузки катализаторов: цеолитсодержащего алюмоникельмолибденового катализатора депарафинизации, и алюмокобальтмолибденового катализатора гидроочистки, при объемном соотношении катализаторов 60/40, которую осуществляют при давлении - 3 МПа, температуре 300°С, объемной скорости подачи сырья 0,5 час^-1, соотношении водородсодержащий газ/сырье 500 н.об./об.

Полученный продукт после стабилизации подвергают ректификации с выделением керосиновой фракции - реактивного топлива и остатка - компонента дизельного топлива. Качество реактивного топлива: плотность при 20°С - 778 кг/м³, пределы выкипания 148-270°С, низшая теплота сгорания 43128 кДЖ/кг, содержание серы менее 0,01% масс., температура начала кристаллизации ниже минус 55°С, что соответствует требованиям ГОСТ 10227-2013 на топливо РТ.

Компонент дизельного топлива является низкозастывающим малосернистым продуктом (предельная температура фильтруемости ниже минус 42°С, содержание серы менее 0,01% масс.).

Суммарный выход реактивного и дизельного топлива 96% масс., на сырье.

Пример 2

Гидрогенизационной переработке подвергают пальмовое масло непищевого назначения, содержащее триглицериды, жирные кислоты и сложные эфиры, в смеси с нефтяной прямогонной фракцией (пределы выкипания 160-350°С, с содержанием серы - 1,4% масс.). Соотношение растительного сырья и нефтяной фракции составляет 5:95% масс., соответственно.

Первую стадию способа - гидрооблагораживание - осуществляют при давлении 8 МПа, температуре 400°С, объемной скорости подачи сырья 1,5 час^-1, соотношение водородсодержащий газ/сырье 1500 н.об./об. в присутствии алюмоникельмолибденового катализатора. Одновременно с процессом гидроочистки протекает процесс гидродезоксигенирования сырья. После первой стадии осуществляют отделение воды из реакционной массы.

Полученный гидрогенизат направляют на второю стадию - депарафинизацию и последующую гидроочистку, с использованием пакетной загрузки катализаторов: цеолитсодержащего алюмоникельмолибденового катализатора депарафинизации, и алюмокобальтмолибденового катализатора гидроочистки, при объемном соотношении катализаторов 90/10, которую осуществляют при давлении - 6 МПа, температуре 420°С, объемной скорости подачи сырья 2,0 час^-1, соотношении водородсодержащий газ/сырье 1500 н.об./об.

Полученный продукт после стабилизации подвергают ректификации с выделением керосиновой фракции - реактивного топлива и остатка - компонента дизельного топлива. Качество реактивного топлива: плотность при 15°С - 791 кг/м³, пределы выкипания 150-300°С, низшая теплота сгорания не менее 42800 кДЖ/кг, содержание серы менее 0,01% масс., температура начала замерзания минус 52°С, что соответствует требованиям Def Stan 91-091 на топливо ДЖЕТ А-1.

Компонент дизельного топлива является низкозастывающим малосернистым продуктом (предельная температура фильтруемости ниже минус 36°С, содержание серы менее 0,01% масс.).

Суммарный выход реактивного и дизельного топлива 92% масс., на сырье.

Пример 3

Гидрогенизационной переработке подвергают рапсовое масло непищевого назначения, содержащее триглицериды, жирные кислоты и сложные эфиры, в смеси с нефтяной прямогонной фракцией (пределы выкипания 160-360°С, с содержанием серы - 1,5% масс.). Соотношение растительного сырья и нефтяной фракции составляет 20:80% масс., соответственно.

Первую стадию способа - гидрооблагораживание осуществляют при давлении 4,5 МПа, температуре - 370°С, объемной скорости подачи сырья -1,0 час^-1, соотношении водородсодержащий газ/сырье - 1000 н.об./об. в присутствии алюмоникельмолибденового катализатора. Одновременно с процессом гидроочистки протекает процесс гидродезоксигенирования сырья. После первой стадии осуществляют отделение воды из реакционной массы.

Полученный гидрогенизат направляют на второю стадию - депарафинизацию и последующую гидроочистку, с использованием пакетной загрузки катализаторов: цеолитсодержащего алюмоникельмолибденового катализатора депарафинизации, и алюмоникельмолибденового катализатора гидроочистки, при объемном соотношении катализаторов 70/30, которую осуществляют при давлении - 4,5 МПа, температуре 360°С, объемной скорости подачи сырья 1,0 час^-1, соотношении водородсодержащий газ/сырье 1000 н.об./об.

Полученный продукт после стабилизации подвергают ректификации с выделением керосиновой фракции - реактивного топлива и остатка - компонента дизельного топлива. Качество реактивного топлива: плотность при 15°С - 790 кг/м³, пределы выкипания 155-295°С, низшая теплота сгорания не менее 42800 кДЖ/кг, содержание серы менее 0,01% масс., температура начала замерзания минус 52°С, что соответствует требованиям Def Stan 91-091 на топливо ДЖЕТ А-1.

Компонент дизельного топлива является низкозастывающим малосернистым продуктом (предельная температура фильтруемости ниже минус 40°С, содержание серы менее 0,01% масс.). Суммарный выход реактивного и дизельного топлива 94% масс., на сырье.

Таким образом, приведенные примеры показывают, что разработанный способ получения реактивных и дизельных топлив путем гидрогенизационной переработки сырья, включающего смесь дистиллята растительного происхождения с дистиллятом нефтяного происхождения, позволяет получить товарное реактивное топливо высокого качества и низкозастывающие компоненты дизельного топлива при использовании относительно недорогих катализаторов на базе алюмокобальт(никель)молибденовых композиций.

Изобретение описывает способ получения реактивных и компонентов дизельных топлив путем гидрогенизационной переработки сырья, состоящего из смеси дистиллята растительного происхождения с дистиллятом нефтяного происхождения при соотношении 5,0-40,0:95,0-60,0% масс. соответственно, при этом в качестве дистиллята растительного происхождения используют растительные масла непищевого назначения, в качестве дистиллята нефтяного происхождения - газойлевые фракции прямой перегонки нефти с пределами выкипания 160-360°С, гидрогенизационную переработку осуществляют в две стадии: на первой стадии сырье подвергают гидроооблагораживанию, включающему гидроочистку и гидродезоксигенирование в присутствии алюмокобальтмолибденового или алюмоникельмолибденового катализатора, с последующим отделением воды, на второй стадии - депарафинизации и гидроочистке с использованием пакетной загрузки катализаторов: цеолитсодержащего алюмоникельмолибденового катализатора депарафинизации и алюмокобальтмолибденового или алюмоникельмолибденового катализатора гидроочистки, при объемном соотношении катализаторов 60-90/40-10, соответственно, после чего осуществляют ректификацию полученного гидрогенизата с выделением реактивных и компонентов дизельных топлив. Технический результат заключается в получении товарного реактивного топлива высокого качества и низкозастывающих компонентов дизельного топлива при использовании катализаторов на базе алюмокобальт(никель)молибденовых композиций. 2 з.п. ф-лы, 3 пр.

1. Способ получения реактивных и компонентов дизельных топлив путем гидрогенизационной переработки сырья, состоящего из смеси дистиллята растительного происхождения с дистиллятом нефтяного происхождения при соотношении 5,0-40,0:95,0-60,0% масс. соответственно, при этом в качестве дистиллята растительного происхождения используют растительные масла непищевого назначения, в качестве дистиллята нефтяного происхождения - газойлевые фракции прямой перегонки нефти с пределами выкипания 160-360°С, гидрогенизационную переработку осуществляют в две стадии: на первой стадии сырье подвергают гидроооблагораживанию, включающему гидроочистку и гидродезоксигенирование в присутствии алюмокобальтмолибденового или алюмоникельмолибденового катализатора, с последующим отделением воды, на второй стадии - депарафинизации и гидроочистке с использованием пакетной загрузки катализаторов: цеолитсодержащего алюмоникельмолибденового катализатора депарафинизации и алюмокобальтмолибденового или алюмоникельмолибденового катализатора гидроочистки, при объемном соотношении катализаторов 60-90/40-10, соответственно, после чего осуществляют ректификацию полученного гидрогенизата с выделением реактивных и компонентов дизельных топлив.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первую стадию осуществляют при давлении 3-8 МПа, температуре 330-400°С, объемной скорости подачи сырья 0,5-1,5 час^-1, соотношении водородсодержащий газ/сырье 500-1500 н.об./об.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вторую стадию осуществляют при давлении 3-6 МПа, температуре 300-420°С, объемной скорости подачи сырья 0,5-2,0 час^-1, соотношении водородсодержащий газ/сырье 500-1500 н.об./об.