Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо Российский патент 2024 года по МПК C10L1/04 

Изобретение относится к нефтепереработке и, в частности, к топливам для судовых двигателей и энергетических установок.

Известно судовое высоковязкое топливо (патент РФ №1672731, опубл. 10.05.1995), на основе гудрона с добавлением мазута и газойля каталитического крекинга, фракции от 180 до 500°С вторичных процессов и/или фракцию от 200 до 480°С крекинг-флегмы и фракцию выше 450°С остатка термических процессов или фракцию выше 520°С остатка деасфальтизации при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Мазут 20-40 Газойль каталитического крекинга 5-20 Фракции 180-500°С вторичных процессов и/или фракции 200-480°С крекинг-флегмы 5-15 Фракция выше 450°С остатка термических процессов или фракция выше 520°С остатка деасфальтизации 20-60 Гудрон до 100

Недостатком является высокое содержание соединений серы от 2,25 до 2,95% масс. в получаемом топливе, что ведет к увеличению выбросов оксидов серы при сгорании в атмосферу. Кроме того, недостатком является высокие значения температуры застывания от +3 до +19°С, что ограничивает использование данного топлива при низких температурах окружающей среды.

Известно судовое высоковязкое топливо (патент РФ № 2177979, опубл. 10.01.2002), на основе легкого газойля коксования, тяжелого газойля коксования, экстракта селективной очистки, смолы полиалкилбензольной, гудрона взятых в соотношении, % масс.:

Легкий газойль коксования 20-40 Тяжелый газойль коксования 5-20 Экстракт селективной очистки 15-30 Смола полиалкилбензольная 1-5 Гудрон до 100

Недостатком является высокое содержание соединений серы от 1,91 до 2,00% масс., что ведет к увеличению выбросов оксидов серы при сгорании в атмосферу, а также высокие значения температуры застывания от +1 до -11°С, что может вызвать проблемы при использовании топлива при низких температурах окружающей среды.

Известно судовое высоковязкое топливо (патент РФ № 2626236, опубл. 25.07.2017), на основе дистиллята вторичных крекинг процессов, висбрекинг-остатка, депрессорно-диспергирующей присадки взятых в соотношении, % масс.:

Дистиллят вторичных крекинг процессов 40-80 Висбрекинг-остаток 20-60 Депрессорно-диспергирующая присадка 0,0125-0,5000

Недостатком является высокое содержание соединений серы от 0,64 до 1,50% масс., что ведет к увеличению выбросов оксидов серы при сгорании в атмосферу, а также высокие значения температуры застывания от +6 до -6°С до введения депрессорно-диспергирующей присадки.

Известно судовое высоковязкое топливо для судовых энергетических установок (патент РФ № 2155211, опубл. 27.08.2000), включающее использование в качестве компонентов полугудрона, широкой вакуумной фракции от 260 до 510°С или продуктов висбрекинга полугудрона и широкой вакуумной фракции от 260 до 510°С, легкого газойля каталитического крекинга, гидроочищенного дизельного топлива, депрессорной присадки, прямогонного мазута. Исходные компоненты смешиваются в следующем массовом соотношении, % масс.:

Полугудрон 5-30 Широкая вакуумная фракция 260-510°С или продукты висбрекинга полугудрона и широкой вакуумной фракции 260-510°С до 25 Легкий газойль каталитического крекинга 20-25 Гидроочищенное дизельное топливо 15-40 Депрессорная присадка до 0,05 Прямогонный мазут до 100 Депрессорная присадка до 0,05

Недостатком предложенного состава судового топлива является высокое содержание серы от 1,40 до 1,95% масс., ведущее к увеличению выбросов ее оксидов при сгорании в атмосферу, а также необходимость введения депрессорной присадки до 0,05% масс. Данный состав топлива содержит 6 компонентов, что приводит к повышению трудозатрат его производство в условиях предприятия. Недостатком является использование прямогонного мазута, с невыделенными фракциями светлых нефтепродуктов, фактически от 15 до 45%.

Известно топливо нефтяное тяжелое (патент РФ № 2297442, опубл. 20.04.2007), принятое за прототип, на основе висбрекинг-остатка, содержащее экстракт селективной очистки масел и тяжелый газойль каталитического крекинга, вакуумный газойль, гудрон или полугудрон и мазут прямогонный при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Экстракт селективной очистки масел 3-5 Тяжелый газойль каталитического крекинга 3-10 Вакуумный газойль 5-10 Гудрон или полугудрон 3-10 Мазут прямогонный 10-20 Остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций до 100

Недостатком является высокое содержание соединений серы от 2,30 до 2,69% масс., что ведет к увеличению выбросов оксидов серы при сгорании в атмосферу, высокие значения температуры застывания от +15 до +30°С, ограничивающее использование данного топлива при низких температурах окружающей среды. Применение продуктов первичной переработки нефти – мазута и вакуумного газойля в качестве компонентов топлива снижают сырьевые ресурсы для выделения светлых нефтепродуктов на предприятии.

Техническим результатом является получение стабильного низкосернистого остаточного судового топлива с содержанием серы до 0,50% масс.

Технический результат достигается тем, что стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо, содержащее компоненты с основой ароматических углеводородов, выбранные из группы, включающей в себя тяжелый газойль замедленного коксования и/или тяжелый газойль каталитического крекинга, компоненты с основой асфальтенов, выбранные из группы, включающей в себя мазут, и/или гудрон, и/или асфальт, компоненты с основой алкановых углеводородов, выбранные из группы, включающей в себя вакуумный газойль гидроочищенный, и/или дизельное топливо летнее, и/или тяжелый остаток гидрокрекинга, при следующем соотношении компонентов:

- компоненты с основой ароматических углеводородов – 30-60%;

- компоненты с основой алкановых углеводородов – 20-41%;

- компоненты с основой асфальтенов – 15-30%.

Тяжелый газойль замедленного коксования (ТГЗК) представляет собой тяжелый дистиллятный продукт процесса замедленного коксования. В качестве сырья процесса замедленного коксования используют тяжелый газойль каталитического крекинга. Замедленное коксование проводят при температуре 470-490°С. Показатели качества ТГЗК представлены в таблице 1.

Тяжелый газойль каталитического крекинга (ТГКК) представляет собой остаточный продукт процесса каталитического крекинга. В качестве сырья процесса каталитического крекинга используют вакуумный газойль гидроочищенный содержащий серу до 0,03% масс. Каталитический крекинг проводят при температуре 440-500°С в присутствии алюмосиликатных катализаторов. Показатели качества ТГКК представлены в таблице 1.

Мазут представляет собой остаточную нефтяную фракцию, выкипающую при температуре выше 340°С. Мазут получают в процессе атмосферной перегонки нефти. Показатели качества мазута представлены в таблице 1.

Гудрон представляет собой остаточную нефтяную фракцию, выкипающую при температуре выше 525°С. Гудрон получают в процессе вакуумной перегонки нефти. Показатели качества гудрона представлены в таблице 1.

Асфальт представляет собой остаточную нефтяную фракцию, выкипающую при температуре выше 525°С. Асфальт получают в процессе пропановой деасфальтизации гудрона. Показатели качества асфальта представлены в таблице 1.

Вакуумный газойль гидроочищенный (г/о ВД) является нефтяной фракцией, выкипающей при температуре от 350 до 500°С. Процесс гидроочистки вакуумного дистиллята проводят на стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 420°С и давлении 5 МПа. Сырьем процесса гидроочистки вакуумного дистиллята является вакуумный дистиллят, выкипающий при температуре от 350 до 500°С. Показатели качества вакуумного газойля гидроочищенного представлены в таблице 1.

Дизельное топливо летнее (ДТЛ) является нефтепродуктом, выкипающим при температуре от 180 до 300°С. Процесс получения дизельного топлива летнего включает компаундирование и гидроочистку дизельных фракций. Гидроочистку проводят на стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 4 МПа. Сырьем процесса гидроочистки являются дизельные фракции, выкипающие при температуре от 180 до 300°С. Показатели качества дизельного топлива летнего представлены в таблице 1.

Тяжелый остаток гидрокрекинга (ТОГ) является остаточной нефтяной фракцией, выкипающей при температуре выше 500°С. Процесс гидрокрекинга вакуумного дистиллята проводят на стационарном слое алюмосиликатного катализатора при температуре 350-500°С и давлении 12 МПа. Сырьем процесса гидроочистки вакуумного дистиллята является вакуумный дистиллят, выкипающий при температуре от 350 до 500°С. Показатели качества гидроочищенного вакуумного дистиллята представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Показатели качества базовых компонентов стабильных низкосернистых остаточных судовых топлив

Показатель качества Компоненты с основой ароматических углеводородов Компоненты с основой асфальтенов Компоненты с основой алкановых углеводородов ТГЗК ТГКК Мазут Гудрон Асфальт г/о ВД ДТЛ ТОГ 1. Содержание серы, % масс. 0,2770 0,1240 1,0180 1,4890 1,575 0,0292 0,0012 0,0007 2. Кинематическая вязкость при 50°С, мм²/с 16,246 39,243 107,84 105790 772630 37,36 2,5 15,101 3. Плотность при 15°С, кг/м³ 958,3 1049,5 936,6 986 1034 900,7 844,5 852,3 4. Темпер вспышки в закрытом тигле, °С 140 59 166 > 110 > 110 202 69 202 5. Углеводородный состав: Насыщенные 16,57 17,54 30,62 37,11 29,21 53,56 96,09 100,00 Ароматические 83,43 70,60 43,17 30,41 29,81 24,26 3,91 0,00 Смолы 0,00 3,90 15,71 17,23 21,92 17,61 0,00 0,00 Асфальтены 0,00 7,96 10,50 15,25 19,07 4,57 0,00 0,00

Осуществление изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо получают смешением при температуре 60-90°С тяжелого газойля замедленного коксования, представляющего собой тяжелый дистиллятный продукт процесса замедленного коксования, тяжелого газойля каталитического крекинга, представляющего собой остаточный продукт процесса каталитического крекинга флюид, мазута, представляющего собой остаточную нефтяную фракцию, выкипающую при температуре выше 340°С, вакуумного газойля гидроочищенного, являющегося нефтяной фракцией, выкипающей при температуре от 350 до 500°С, дизельного топлива летнего, являющегося нефтепродуктом, выкипающим при температуре от 180 до 300°С, гудрона, представляющего собой остаточную нефтяную фракцию, выкипающую при температуре выше 525°С, асфальта, представляющий собой остаточную нефтяную фракцию, выкипающую при температуре выше 525°С, получаемый в процессе пропановой деасфальтизации гудрона, тяжелого остатка гидрокрекинга, являющегося остаточной нефтяной фракцией, выкипающей при температуре выше 500°С, получаемый на стационарном слое алюмосиликатного катализатора при температуре 350-500°С и давлении 12 МПа. Тяжелый газойль замедленного коксования, тяжелый газойль каталитического крекинга, вакуумный газойль гидроочищенный, дизельное топливо летнее, гудрон, асфальт, тяжелый остаток гидрокрекинга блендируют.

Остаточные судовые топлива по примерам 2-19 получают по методике аналогичной Примеру 1 с соотношением компонентов, указанных в таблице 2.

Полученные образцы судового топлива анализируют методами по SARA составу и физико-химическим свойствам для соответствия по качеству ГОСТ Р 54299 (ISO 8217).

Результаты исследования представлены в таблице 3.

Таблица 2 – Компонентный состав остаточных судовых топлив

Шифр образца Содержание компонентов, % масс. Компоненты с основой ароматических углеводородов Компоненты с основой асфальтенов Компоненты с основой алкановых углеводородов ТГЗК ТГ Мазут Гудрон Асфальт г/о ВД ДТЛ ТОГ 1 9 32 - 10 9 35 2 3 2 14 31 - 5 10 35 - 5 3 10 31 - 9 10 30 5 5 4 10 32 - 11 20 14 7 6 5 9 31 - 5 15 25 - 15 6 - 30 15 - 15 40 - - 7 15 20 - 5 19 35 6 - 8 10 20 15 - 15 40 - - 9 60 - - 10 10 15 - 5 10 10 20 5 5 20 - 5 35 11 30 - - - 30 - - 40 12 35 25 10 10 - 10 - 10 13 - 25 10 5 25 30 5 - 14 20 15 15 15 10 20 5 - 15 10 5 5 10 15 45 10 - 16 20 5 5 10 10 20 10 20 17 15 15 - 15 5 40 5 5 18 20 45 - 10 10 5 5 5 19 - 25 25 15 15 20 - -

Таблица 3 – Показатели качества остаточных судовых топлив

Образцец Содержание серы, % масс. Кинематическая вязкость при 50°С, мм²/с Плотность при 15°С, кг/м³ Общий осадок после старения (TSA), % масс. Термическое старение (TSР), % масс. Норма по ГОСТ Р 54299-2010 Фактическое значение Норма по ГОСТ 32510 Фактическое значение Норма по ГОСТ Р 54299-2010 Фактическое значение Норма по ГОСТ Р 54299-2010 Фактическое значение Норма по ГОСТ Р 54299-2010 Фактическое значение 1 не более 0,5 0,46 не менее 6, не более 180 82,6 не более 991 964,52 не более 0,1 0,064 не более 0,1 0,064 2 0,48 55,0 967,00 0,038 0,036 3 0,44 64,2 958,92 0,037 0,032 4 0,55 140,6 977,55 0,042 0,048 5 0,48 89,2 960,93 0,057 0,053 6 0,48 94,7 966,00 0,039 0,040 7 0,48 70,1 955,80 0,007 0,010 8 0,46 78,0 957,60 0,015 0,018 9 0,47 50,7 941,90 0,007 0,013 10 0,49 154,6 977,24 0,041 0,044 11 0,50 84,7 937,65 0,037 0,030 12 0,48 51,4 942,35 0,014 0,012 13 0,61 216,5 971,11 0,043 0,038 14 0,82 103,7 955,66 0,052 0,045 15 0,48 96,6 934,68 0,103 0,095 16 0,53 49,4 921,45 0,034 0,029 17 0,37 70,2 941,70 0,108 0,098 18 0,52 63,4 978,21 0,035 0,038 19 0,75 301,0 976,20 0,029 0,025

Полученные образцы по примерам 1-3, 5-12 по физико-химическим показателям отвечают предъявленным требованиям к остаточному судовому топливу в соответствии с ГОСТ Р 54299-2010, ГОСТ 32510 (Таблица 3).

Образцы 4, 13-19 не соответствуют по физико-химическим показателям ГОСТ Р 54299-2010, ГОСТ 32510 (Таблица 3).

Из представленных данных видно, что настоящее изобретение позволяет получать стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо с содержанием серы не более 0,5% масс., общим осадком после старения не более 0,1% масс. Остаточное судовое топливо предлагаемого состава получают с характеристиками, соответствующими ГОСТ Р 54299-2010 и запасом по качеству.

Изобретение относится к стабильному низкосернистому остаточному судовому топливу, содержащему компоненты с основой ароматических углеводородов, выбранных из группы, включающей в себя тяжелый газойль замедленного коксования и/или тяжелый газойль каталитического крекинга, компоненты с основой асфальтенов, выбранные из группы, включающей в себя асфальт, и/или, гудрон, и/или мазут, компоненты с основой алкановых углеводородов, выбранные из группы, включающей в себя вакуумный газойль гидроочищенный, и/или дизельное топливо летнее, и/или тяжелый остаток гидрокрекинга. При этом используют следующее соотношение компонентов: компоненты с основой ароматических углеводородов – 30-60%; компоненты с основой алкановых углеводородов – 20-41%; компоненты с основой асфальтенов – 15-30%. Техническим результатом является получение стабильного низкосернистого остаточного судового топлива с содержанием серы до 0,50% масс. 3 табл., 1 пр.

Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо, содержащее компоненты с основой ароматических углеводородов, выбранные из группы, включающей в себя тяжелый газойль замедленного коксования и/или тяжелый газойль каталитического крекинга, компоненты с основой асфальтенов, выбранные из группы, включающей в себя асфальт, и/или, гудрон, и/или мазут, компоненты с основой алкановых углеводородов, выбранные из группы, включающей в себя вакуумный газойль гидроочищенный, и/или дизельное топливо летнее, и/или тяжелый остаток гидрокрекинга при следующем соотношении компонентов, %:

компоненты с основой ароматических углеводородов 30-60 компоненты с основой алкановых углеводородов 20-41 компоненты с основой асфальтенов 15-30