Способ каталитической переработки газойлевых фракций Советский патент 1992 года по МПК C10G35/95 

Предполагаемое изобретение относится к нефтепереработке, конкретно к способам облагораживания низкокачественных га- зойлевых фракций деструктивных процессов путем снижения содержания непредельных углеводородов и температуры застывания и повышения цетанового числа и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ каталитической гидроочистки прямогонных дистиллятов в смеси с дистиллятами вторичного происхождения (крекинг, коксование) в присутствии AI-Mo- Со, AI-NI-W катализаторов при давлении 2,0-3,0 МПа, температуре 400-440°С, циркуляции водородсодержащего газа 200-300 нм /м3 сырья, с расходом вводимого извне водорода на реакцию в количестве 0,25- 0,35 мас.%% и массовой скорости подачи сырья 2 ч .

Недостатками указанного способа являются необходимость разбавления дистиллятов вторичного происхождения прямогон- ными фракциями, высокие температуры, давление и циркуляция расходование дорогостоящего водорода, что обуславливает высокие энергозатраты процесса.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению (принят за прототип) является способ каталитической переработки газой- левых фракций нефти с температурой кипения 150-530°С, в котором с целью повышения качества целевых продуктов сырье вводят в реакционную зону и смеси с 5,0-50,0 мас.% изобутана и процесс проводят при температуре 200-500°С и давлении водорода 1,5-8,0 МПа. При этом используют платино- или палладийсод ержащиР катализатор, носитель которого - морденит в водородной форме - имеет соотношение 5Ю2 .А120з, рапное 8-100. Выход целевого продукта составляет 72-94 мас.%. в зависимости от исходного сырья. Температура по(Л

С

3

со

Јь

мутнения газойлевых фракций понижается отн4до-36°С.

Недостатками указанного способа - прототипа являются ограниченная сырьевая база за счет переработки исключительно прямогонного сырья, невозможность переработки в данных условиях газойлевых фракций вторичного происхождения вследствие быстрой дезактивации смолистыми соединениями катализатора, промотиро- ванного дорогостоящими металлами, использование высоких давлений и температур, а также циркуляции и расходование дефицитного водорода, что ведет к высоким энергозатратам и не дает возможности получать качественные газойлевые фракции (с высоким цетановым числом и низкой температурой застывания) из газойлевых фракций термодеструктивных процессов,

Целью изобретения является расширение ресурсов сырья для получения качественных дизельных фракций и упрощение технологии процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе каталитической переработки газойлевых фракций при повышенной температуре путем контактирования их с цеолитом в среде углеводородного газа в качестве исходного сырья берут газойлевые фракции термодеструктивных процессов, и процесс проводят на деалюминированном цеолите НУ при температуре 100-300°С и атмосферном давлении.

Сравнительный анализ предлагаемого способа и прототипа показывает, что общими признаками обоих способов являются применение в качестве катализаторов цеолитов и разбавление перерабатываемого сырья углеводородным газом (изобутаном).

В отличие от прототипа, в заявляемом способе применяется сырье вторичного происхождения - газойлевые фракции термодеструктивных процессов, характеризующиеся высоким содержанием непредельных углеводородов, обуславливающих низкую химическую стабильность, что не позволяет использовать данную фракцию как качественное дизельное топливо.

Новым в заявляемом способе является и использование деалюминированного цеолита НУ, не содержащего дорогостоящих металлов, отсутствие дефицитного водорода в процессе, проведение процесса при относительно низких температурах 100- 300°С и атмосферном давлении в среде углеводородных газов, таких, как изобутан, н-бутан или пропан.

Вся указанная совокупность признаков является существенной, обеспечивает достижение поставленной цели и обеспечивает соответствие заявляемого способа критерию новизна.

При проведении патентных исследований не были выявлены признаки, сходные с новыми признаками предлагаемого способа, что свидетельствует о существенных отличиях заявляемого способа от известных технических решений.

0 В качестве сырья процесса (одинаковое для всех приведенных ниже примеров) используют не содержащую серу легкую га- зойлевую фракцию термокрекинга, выкипакщую в пределах 185-285°С и со5 держащую, мас.%: 15.6 ароматических, 38,3 непредельных и 46.1 - парафиновых углеводородов, Цетановое число, рассчитанное по методике, для сырья составляет 51 пункт. Температура застывания сырья - 53°С.

0 В качестве катализатора заявляемого способа используют деалюминированный термопаровым способом цеолит НУ с молярным отношением 5Ю2/А 20з, равным 22 и 44.

5Выбранный интервал рабочих температур 100-300°С наиболее предпочтителен, т.к. при температуре ниже 100°С целевой продукт трудно десорбируется с поверхности катализатора, а при более высокой тем0 пературе (выше 300°С) вследствие крекинга исходного сырья происходит значительное облегчение фракционного состава что снижает выход и цетановое число целевого продукта,

5 Заявляемый способ реализуют следующим образом: контактирование сырья с катализатором осуществляют в реакторе со стационарным слоем катализатора при атмосферном давлении в среде углеводород0 ного газа (изобутана, н-бутана или пропана) при 100-300°С, молярном соотношении углеводородный газ:сырье(3-20):1. Массовую скорость подачи сырья варьируют н интервале 1-8 ч . Продолжительность опыта 1-8

5 ч.

Катализатор - цеолит НУ (ЗЮа/А Оз

равные 22 и 44) обрабатывают в реакторе 4

ч в токе азота при те мпературе 450-500С С,

Активность закоксованного катализато0 ра восстанавливают окислительной регенерацией осушенным воздухом при 450-500°С для НУ с SJ02/AI203 22 и 550- 600°С для НУ с SiCWAIaCb 44 в течение 2 ч,

5 Ниже приводятся примеры осуществления способа, доказывающие возможность реализации заявляемого способа и достижения поставленной цели.

Пример1.15г фракции 0,2;.-0,5 мм катализатора НУ-22 (SiCWAIaOa 22) прогревают в реакторе 4 ч в токе азота при температуре 450°С, затем охлаждают в токе азота до температуры 120°С и одновременно с сырьем пропускают изобутан. Молярное соотношение изобутан:сырье равно 3:1. Массовая скорость подачи сырья и продолжительность опыта одинаковы для всех при- веденных примеров и составляют соответственно 1 ч и 1 ч, за исключением специально оговоренного случая. Выход де- бутанизированного продукта составляет 33,5 мас.%, кокса - 8,5 мас.%. Содержание непредельных углеводородов в продукте составляет 2,3 мас.%, что на 36,0 мас,% ниже, чем в исходном сырье. Температура засты- вания продукта составляет - 55°С, что на 2°С ниже, чем у исходного сырья,

П р и м е р 2. Процесс проводят на катализаторе примера 1 при температуре 180°С и молярном соотношении изобу- тан:сырье, равном 13:1. Выход дебутанизи- рованного продукта составляет 94,1 мас.%: кокса 5,9 мас.%. Содержание непредельных углеводородов снижается на 37,5 мас.%. Температура застывания продукта - 56°С. Расчетное цетановое число - 56 пунктов.

П р и м е р 3. Катализатор НУ-44 (SiOa/AlaOa 44) активировали аналогично образцу НУ-22. Процесс проводят при температуре 100°С, молярном соотношении изобутан:сырье, равном 3:1. Выход дебута- низированного продукта составляет 95,8 мас.%, кокса4,3 мас.%. Содержание непредельных углеводородов снижается на 35,9 мас.%. Температура застывания продукта -55°С. Расчетное цетановое число - 58 пунктов.

П р и м е р 4. Процесс проводят на катализаторе примера 3 при температуре 200°С и молярном соотношении изобу- тан:сырье, равном 3:1. Выход дебутанизи- рованного продукта составляет 96,4 мас.%, кокса 3,6мас.%. Содержание непредельных углеводородов снижается на 31,8 мас.%. Температура застывания продукта - 55°С. Расчетное цетановое число - 63 пункта.

П р и м е р 5. Процесс проводят на катализаторе примера 3 при температуре 300°С и молярном соотношении изобу- тан:сырье, равном 3:1. Выход дебутанизи- рованного продукта составляет 96,8 мас.%, кокса 3,2 мас,%. Содержание непредельных углеводородов снижается на 37,9 мас.%. Температура застывания продукта - 61 °С. Расчетное цетановое число 54 пункта.

П р и м е р 6. Процесс проводят на катализаторе примера 3 при температуре 300°С, массовой скорости подачи сырья 2 ч и молярном соотношении изобу- танхырье, равном 3:1. Выход дебутанизированного продукта 98,6 мас.%, кокса 1,4 мас.%. Содержание непредельных углеводородов снижается на 36 мае. %. Температура застывания продукта -58°С. Расчетное цетановое число - 53 пункта.

Пример. Процесс проводят на катализаторе примера 3 при температуре 300°С и молярном соотношении н-бу- тан:сырье, равном 3:1. Выход дебутанизи- рованного продукта составляет 96,0 мас.%, кокса4,0 мас.%. Содержание непредельных углеводородов снижается на 37,9 мас.%. Температура застывания продукта -61°С. Расчетное цетановое число 58 пунктов.

П р и м е р. 8. Процесс проводят на катализаторе примера 3 при температуре ЗОООС и молярном соотношении про- пан:сырье, равном 3:1.

Выход депропанизированного продукта составляет 94,7%, кокса 5,3 мас,%. Содержание непредельных углеводородов снижается на 37,2 мас.% Температура застывания продукта -60°С Расчетное цетановое число 54 пункта.

На основании приведенных примеров, которые сведены в таблицу, можно сделать вывод о следующих преимуществах заявляемого способа по сравнению с прототипом:

Расширяется сырьевая база производства качественных дизельных фракций за счет вовлечения в переработку легкой га- зойлевой фракции термодеструктивных процессов.

Способ позволяет проводить процесс при пониженных температурах (100-300°С) и атмосферном давлении в отсутствии водорода, что ведет к упрощению технологии процесса,

Способ позволяет получать более высокий выход целевого продукта 94-99 мас.% (в прототипе 72-94 мае %),

Способ позволяет получать облагороженный продукт с пониженным содержанием непредельных углеводородов 0,4-6,0 мас.% (в исходном сырье - 38,3 мас.%).

Способ позволяет получать облагоро- женный продукт с улучшенными низкотемпературными свойствами - температура застывания понижается с -53°С до -58°С и повышенным цетановым числом - 54-58 против 51 у исходного сырья.

Формула изобретения

Способ каталитической переработки га- зойлевых фракций в присутствии цеолитно- го катализатора при повышенной температуре в среде углеводородного газа, отличающийся тем, что. с целью расширения ресурсов сырья и упрощения технологии процесса, в качестве сырья используют газойлевые фракции термодеструктивных процессов, в качестве катализатора используют деалюминированный цеолит НУ, процесс проводят при температуре

100-300°С, атмосферном давлении и в качестве углеводородного газа используют изо- бутан, нормальный бутан или пропан.

Использование: нефтепереработка. Сущность: газойлевые фракции термодеструктивных процессов перерабатывают ч присутствии деалюминированного цеолита НУ в среде изобутана, н-бутана или пропана при температуре 100-300°С, атмосферном давлении. 1 табл.

И- число SiO /AljOj