СУДОВОЕ ТОПЛИВО (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2021 года по МПК C10L1/04 C10L1/10 C10L1/19 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к топливам для судовых двигателей, с улучшенными низкотемпературными свойствами.

Известно судовое топливо в виде топливной композиции (патент RU 2154665, опубл. 20.08.2000) на основе дизельной фракции (15-25% масс.), выкипающей в интервале температур 170-310°С, отгона гидроочистки дизельного топлива, выкипающего в интервале 160-200°С и до 100% широкой дистиллятной фракции, выкипающей в интервале 140-380°С. Топливная композиция содержит до 0,05% масс. депрессорной присадки. Использование данного технического решения позволяет расширить сырьевую базу ассортимента судовых топлив с улучшенными экологическими характеристиками.

Недостатком является возможность производства лишь маловязких судовых топлив, что значительно сужает область применения указанного вида топлива.

Известно также высоковязкое судовое топливо (патент RU 2626236, опубл. 25.07.2017), включающее использование дистиллята вторичных крекинг-процессов с температурами кипения 350-500°С, характеризующееся тем, что дополнительно в качестве компонента используют висбрекинг-остаток (ВО), который компаундируют с дистиллятами вторичных крекинг-процессов в массовом соотношении: висбрекинг-остаток - 20-60%, дистиллят вторичных крекинг-процессов - 40-80% и добавляют в полученное судовое топливо депрессорно-диспергирующую присадку, представляющую собой смесь полиметакрилата с его диеновым, этиленовым и полипропиленовым сополимером в количестве 0,0125-0,5000% масс.

Технический результат заключается в получении судового высоковязкого топлива с улучшенными низкотемпературными свойствами, в частности, наименьшей температурой застывания минус 12 - минус 22°С.

Недостатком данного способа получения высоковязкого судового топлива является невозможность производства малосернистого судового топлива (содержание серы до 0,1% масс), а лишь производство сернистого топлива (содержание серы 0,5% масс. и более).

Недостатком является также использование в качестве компонентов висбрекинг-остатков и дистиллятов вторичных процессов, имеющих высокое содержание непредельных углеводородов, что делает судовое топливо склонным к нагарообразованию.

Известно также судовое высоковязкое топливо (патент RU 2177979, опубл. 10.01.2002), содержащее легкий газойль коксования 20-40% масс., тяжелый газойль коксования 5-20% масс., экстракт селективной очистки масел 15-30% масс., смолу полиалкилбензольную 1-5% масс. и гудрон - до 100% масс. Топливо имеет высокие эксплуатационные свойства, широкую сырьевую базу и может использоваться для среднеоборотных и малооборотных судовых дизелей.

Недостатком данного состава судового топлива является получение лишь сернистого топлива (содержание серы более 0,5%), а также повышенное содержание непредельных углеводородов, что делает судовое топливо склонным к нагарообразованию.

Известно также топливо нефтяное тяжелое (патент RU 2297442, опубл. 20.04.2007), содержащее 3-5% масс. экстракта селективной очистки масел, 3-5% масс. тяжелого газойля каталитического крекинга, 5-10% масс. вакуумного газойля, 3-10% масс. гудрона или полугудрона, 10-20% масс. мазута прямогонного и до 10% масс. остатка висбрекинга тяжелых нефтяных фракций. Топливо может содержать депрессорную присадку в количестве 0,02-0,10% масс., что позволяет улучшить стабильность топлива с улучшенными вязкостными свойствами.

Недостатком данного состава топлива нефтяного тяжелого является получение лишь сернистого топлива (сера более 0,5% масс.), что не позволяет получать современные виды судовых топлив с содержанием серы менее 0,1% масс.

Известна также топливная композиция для судовых быстроходных дизелей и газовых турбин (патент RU 2305126, опубл.27.08.2007), содержащая 17-25% масс. фракции мазута с температурой выкипания 96% об. до 450°С; 0,0045-0,0105% масс. оксихинолина; 0,015-0,0035% масс. присадки С-5А и до 100% гидроочищенной смеси дизельного топлива и легкого газойля каталитического крекинга, взятых в соотношении 1,5:1,0. Технический результат - повышение стабильности топлива (уменьшение количества образующихся осадков) при хранении и улучшение дисперсности композиции (уменьшение доли крупных частиц в образующихся осадках).

Недостатком данной композиции является получение лишь сернистого топлива (сера более 0,5% масс.), что не позволяет производить современные виды судовых топлив с содержанием серы менее 0,1% масс.

Наиболее близким к предлагаемой композиции является судовое топливо, содержащее 5-30% масс. гудрона; до 25% масс. широкой вакуумной фракции 260-510°С или продуктов висбрекинга полугудрона и широкой вакуумной фракции 260-510°С; 20-25% масс. легкого газойля каталитического крекинга; 15-40% масс. гидроочищенного дизельного топлива и до 0,05% депрессорной присадки, остальное - до 100% прямогонный мазут. (Патент RU 2155211, опубл. 27.08.2000).

Использование изобретения позволяет вырабатывать судовые топлива с улучшенными низкотемпературными свойствами и высокими экологическими характеристиками, а также расширить сырьевую базу для обеспечения возрастающей потребности в судовых топливах, в том числе флотских мазутах.

Недостатком данного состава судового топлива является невозможность производства малосернистого судового топлива (содержание серы 0,1% масс.), а лишь сернистого топлива (содержание серы 0,5% масс. и более).

Недостатком является также использование в качестве компонентов продуктов вторичного происхождения (висбрекинга), имеющих высокое содержание непредельных углеводородов, что делает судовое топливо склонным к нагарообразованию.

Задачей настоящего изобретения является разработка композиции судового топлива с улучшенными низкотемпературными свойствами и высокими экологическими характеристиками: температурой текучести не выше 0°С зимой и не выше 6°С летом и с содержанием серы менее 0,1% (по ГОСТ 32510-2013, марка RMB 30, по содержанию серы - Приложение VI МАРПОЛ 73/78).

Для решения поставленной задачи предлагаются варианты:

Вариант 1.

Судовое топливо, включающее легкий газойль каталитического крекинга, гидроочищенную дизельную фракцию и депрессорно-диспергирующую присадку, которое отличается тем, что дополнительно содержит легкий газойль коксования, и гидроочищенную смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования с пределами температуры кипения 300-520°С, при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Легкий газойль каталитического крекинга или 10-40 Легкий газойль коксования 7-10 Гидроочищенная дизельная фракция 10-43 Гидроочищенная смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования до 100, но не менее 50,

после чего в полученное топливо вводят депрессорно-диспергирующую присадку в количестве 0,05-0,1% масс.

Вариант 2.

Судовое топливо, включающее легкий газойль каталитического крекинга и депрессорно-диспергирующую присадку, отличающееся тем, что дополнительно содержит легкий газойль коксования, или смесь легкого газойля каталитического крекинга с легким газойлем коксования и гидроочищенную смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования с пределами температуры кипения 300-520°С, при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Легкий газойль каталитического крекинга или смесь легкого газойля каталитического крекинга с легким газойлем коксования в массовом соотношении 4:1 45-50 Гидроочищенная смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования до 100,

после чего в полученное топливо вводят депрессорно-диспергирующую присадку в количестве 0,05-0,1% масс.

Авторами настоящего патента предлагается судовое топливо с улучшенными низкотемпературными свойствами и высокими экологическими характеристиками на базе гидроочищенной смеси вакуумного газойля с тяжелым газойлем коксования.

Технический результат достигается тем, что в состав топлива вводят (Вариант 1): легкий газойль каталитического крекинга в количестве 10-40% масс. или легкий газойль коксования в количестве 7-10% масс., гидроочищенную дизельную фракцию в количестве 10-43% масс. и добавляют депрессорную присадку на основе сополимеров этилена с винилацетатом в количестве 0,05-0,10% масс. (примеры 1-4).

В результате обеспечивается получение судового топлива с содержанием серы менее 0,1% масс. (Приложение VI МАРПОЛ 73/78, марка RMB 30 по ГОСТ 32510-2013) и температурой текучести не выше 0°С зимой и не выше 6°С летом. В составе топлива используют малосернистые продукты, полученные путем гидроочистки смеси вакуумного газойля с тяжелым газойлем коксования (содержание серы 0,05-0,1% масс.), а также путем гидроочистки дизельных фракций (содержание серы 0,001-0,05% масс.).

Технический результат также достигается тем, что в состав топлива вводят (Вариант 2): легкий газойль каталитического крекинга в количестве 45-50% масс. или смесь легкого газойля каталитического крекинга с легким газойлем коксования в суммарном количестве 45-50% масс., (в массовом соотношении 4:1) и добавляют депрессорную присадку на основе сополимеров этилена с винилацетатом в количестве 0,05-0,10% масс. (примеры 5, 6).

В результате обеспечивается получение судового топлива с содержанием серы менее 0,1% масс. (Приложение VI МАРПОЛ 73/78, марка RMB 30 по ГОСТ 32510-2013) и температурой текучести не выше 0°С зимой и не выше 6°С летом. В составе топлива используют малосернистые продукты, полученные путем гидроочистки смеси вакуумного газойля с тяжелым газойлем коксования (содержание серы 0,05-0,1% масс.), а также легкий газойль (содержание серы не более 0,10% масс.) от процесса каталитического крекинга с предварительной гидроочисткой сырья.

Предложенные композиции судового топлива превосходят композицию наиболее близкого аналога по экологическим характеристикам (более низкое содержание серы), а также исключают высокую склонность к нагарообразованию, т.к. в предлагаемом авторами составе не предусматривается использование продуктов висбрекинга, содержащих значительное количество непредельных углеводородов. Температура текучести обеспечивается подбором соотношения исходных компонентов и вводом депрессорно-диспергирующей присадки.

Разработанное авторами топливо применимо для использования в качестве топлива для судовых двигателей.

Достоинством предложенного состава является то, что он базируется на применении технологических процессов, широко освоенных в нефтепереработке (гидроочистка, коксование и каталитический крекинг), а также использовании доступных депрессорных присадок.

Состав поясняется следующими примерами:

Вариант 1.

Пример 1.

Судовое топливо включает в себя 10% масс. гидроочищенной дизельной фракции (содержание серы 0,001% масс.), 40% масс. малосернистого легкого газойля каталитического крекинга (содержание серы 0,1%), и до 100% масс. гидроочищенной смеси вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования (пределы кипения 300-520°С, содержание серы 0,1% масс.). В полученное топливо для снижения температуры текучести добавляют депрессорную присадку в количестве 0,05% масс. Температура текучести полученной композиции составляет 0°С, что отвечает требованию показателя по ГОСТ 32510-2013. В результате получают судовое топливо с содержанием серы 0,09% масс, кинематической вязкостью при 50°С - 8,45 мм²/с, температурой вспышки 77°С, плотностью при 15°С - 920,4 кг/м³. Полученная композиция топлива по физико-химическим показателям отвечает требованиям к судовому топливу марки RMB 30 по ГОСТ 32510-2013 и по содержанию серы отвечает требованиям к судовому топливу согласно Приложению VI МАРПОЛ 73/78 районы контроля выбросов (SECA).

Пример 2.

Судовое топливо включает в себя 43% масс. гидроочищенной дизельной фракции (содержание серы 0,001% масс.), 7% масс. легкого газойля коксования (содержание серы 0,7%), и до 100% масс. гидроочищенной смеси вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования (пределы кипения 300-520°С, содержание серы 0,08% масс.). В полученное топливо для снижения температуры текучести добавляют депрессорную присадку в количестве 0,1% масс. Температура текучести полученной композиции составляет 0°С, что отвечает требованию показателя по ГОСТ 32510-2013. В результате получают судовое топливо с содержанием серы 0,09% масс, кинематической вязкостью при 50°С - 8,5 мм²/с, температурой вспышки 79°С, плотностью при 15°С - 884,5 кг/м³. Полученная композиция топлива по физико-химическим показателям отвечает требованиям к судовому топливу марки RMB 30 по ГОСТ 32510-2013 и по содержанию серы отвечает требованиям к судовому топливу согласно Приложению VI МАРПОЛ 73/78 районы контроля выбросов (SECA).

Пример 3.

Судовое топливо включает в себя 40% масс. гидроочищенной дизельной фракции (содержание серы 0,001% масс.), 10% масс. малосернистого легкого газойля каталитического крекинга (содержание серы 0,1%), и до 100% масс. гидроочищенной смеси вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования (пределы кипения 300-520°С, содержание серы 0,1% масс.). В полученное топливо для снижения температуры текучести добавляют депрессорную присадку в количестве 0,1% масс. Температура текучести полученной композиции составляет 0°С, что отвечает требованию показателя по ГОСТ 32510-2013. В результате получают судовое топливо с содержанием серы 0,06% масс, кинематической вязкостью при 50°С - 8,15 мм²/с, температурой вспышки 79°С, плотностью при 15°С - 892,7 кг/м³. Полученная композиция топлива по физико-химическим показателям отвечает требованиям к судовому топливу марки RMB 30 по ГОСТ 32510-2013 и по содержанию серы отвечает требованиям к судовому топливу согласно Приложению VI МАРПОЛ 73/78 районы контроля выбросов (SECA).

Пример 4.

Судовое топливо получают смешением 40% масс. гидроочищенной дизельной фракции (содержание серы 0,001%), 10% масс. легкого газойля коксования (содержание серы 0,7%) и до 100% масс гидроочищенной смеси вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования (пределы кипения 300-520°С, содержание серы 0,04%). В полученное топливо для снижения температуры текучести добавляют депрессорно-диспергирующую присадку в количестве 0,1% масс. В результате получают судовое топливо с содержанием серы 0,09% масс. и температурой текучести 0°С, кинематической вязкостью при 50°С - 5,35 мм²/с, температурой вспышки 72°С, плотностью при 15°С - 871,1 кг/м³. Полученная композиция по физико-химическим показателям отвечает требованиям к судовому топливу марки RMB 30 по ГОСТ 32510-2013 и по содержанию серы отвечает требованиям к судовому топливу согласно Приложению VI МАРПОЛ 73/78 районы контроля выбросов (SECA).

Вариант 2.

Пример 5.

Судовое топливо состоит из 50% масс. малосернистого легкого газойля каталитического крекинга (содержание серы 0,05% масс), и 50% масс. гидроочищенной смеси вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования (пределы кипения 300-520°С, содержание серы 0,10% масс.). В полученное топливо для снижения температуры текучести добавляют депрессорную присадку в количестве 0,05% масс. Температура текучести полученной композиции составляет 0°С, что отвечает требованию показателя по ГОСТ 32510-2013.

Показатели качества: содержание серы 0,08% масс., кинематическая вязкость при 50°С - 8,54 мм²/с, температурой вспышки 102°С, плотность при 15°С - 910,1 кг/м³. Полученная композиция топлива по физико-химическим показателям отвечает требованиям к судовому топливу марки RMB 30 по ГОСТ 32510-2013 и по содержанию серы отвечает требованиям к судовому топливу согласно Приложения VI МАРПОЛ 73/78 районы контроля выбросов (SECA).

Пример 6.

Судовое топливо состоит из 45% масс. смеси малосернистого легкого газойля каталитического крекинга (содержание серы 0,05% масс.) с легким газойлем коксования в массовом соотношении 4:1 и 55% масс. гидроочищенной смеси вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования (пределы кипения 300-520°С, содержание серы 0,10% масс.). В полученное топливо для снижения температуры текучести добавляют депрессорную присадку в количестве 0,1% масс. Температура текучести полученной композиции составляет 0°С, что отвечает требованию показателя по ГОСТ 32510-2013.

Показатели качества: содержание серы 0,08% масс., кинематическая вязкость при 50°С - 8,54 мм²/с, температурой вспышки 102°С, плотность при 15°С - 910,1 кг/м³. Полученная композиция топлива по физико-химическим показателям отвечает требованиям к судовому топливу марки RMB 30 по ГОСТ 32510-2013 и по содержанию серы отвечает требованиям к судовому топливу согласно Приложения VI МАРПОЛ 73/78 районы контроля выбросов (SECA).

Состав судового топлива согласно примерам 1-6 найдет широкое применение на НПЗ с глубокой переработкой нефтяного сырья благодаря высоким экологическим свойствам и хорошим низкотемпературным характеристикам.

Изобретение раскрывает судовое топливо, включающее малосернистый легкий газойль каталитического крекинга или легкий газойль коксования, гидроочищенную дизельную фракцию и гидроочищенную смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования с пределами температуры кипения 300-520°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

легкий газойль каталитического крекинга 10-40 или легкий газойль коксования 7-10 гидроочищенная дизельная фракция 10-43 гидроочищенная смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования до 100, но не менее 50,

после чего в полученное топливо вводят депрессорно-диспергирующую присадку на основе сополимеров этилена с винилацетатом в количестве 0,05-0,1 мас.%. Также раскрывается судовое топливо, включающее малосернистый легкий газойль каталитического крекинга или смесь малосернистого легкого газойля каталитического крекинга с легким газойлем коксования в массовом соотношении 4:1 и гидроочищенную смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования с пределами температуры кипения 300-520°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

малосернистый легкий газойль каталитического крекинга или смесь малосернистого легкого газойля каталитического крекинга с легким газойлем коксования в массовом соотношении 4:1 45-50 гидроочищенная смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования до 100,

после чего в полученное топливо вводят депрессорно-диспергирующую присадку на основе сополимеров этилена с винилацетатом в количестве 0,05-0,1 мас.%. Технический результат заключается в получении судового топлива с улучшенными низкотемпературными свойствами и высокими экологическими характеристиками: температурой текучести не выше 0°С зимой и не выше 6°С летом и с содержанием серы менее 0,1% (по ГОСТ 32510-2013, марка RMB 30, по содержанию серы - Приложение VI МАРПОЛ 73/78). 2 н.п. ф-лы, 6 пр.

1. Судовое топливо, включающее малосернистый легкий газойль каталитического крекинга или легкий газойль коксования, гидроочищенную дизельную фракцию и гидроочищенную смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования с пределами температуры кипения 300-520°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

легкий газойль каталитического крекинга 10-40 или легкий газойль коксования 7-10 гидроочищенная дизельная фракция 10-43 гидроочищенная смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования до 100, но не менее 50,

после чего в полученное топливо вводят депрессорно-диспергирующую присадку на основе сополимеров этилена с винилацетатом в количестве 0,05-0,1 мас.%.

2. Судовое топливо, включающее малосернистый легкий газойль каталитического крекинга или смесь малосернистого легкого газойля каталитического крекинга с легким газойлем коксования в массовом соотношении 4:1 и гидроочищенную смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования с пределами температуры кипения 300-520°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

малосернистый легкий газойль каталитического крекинга или смесь малосернистого легкого газойля каталитического крекинга с легким газойлем коксования в массовом соотношении 4:1 45-50 гидроочищенная смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования до 100,

после чего в полученное топливо вводят депрессорно-диспергирующую присадку на основе сополимеров этилена с винилацетатом в количестве 0,05-0,1 мас.%.