СПОСОБ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ НЕФТЯНОГО ОСТАТОЧНОГО СЫРЬЯ Советский патент 1996 года по МПК C10G25/08 

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способам облагораживания нефтяного остаточного сырья для увеличения сырьевых ресурсов установок каталитического крекинга и гидрокрекинга.

Целью изобретения является повышение выхода очищенного нефтепродукта и снижение содержания оксидов серы в отходящем газе регенерации.

Схема установки для осуществления способа облагораживания нефтяного остаточного сырья представлен на чертеже.

Способ осуществляют следующим образом. Регенерированный мелкодисперсный абсорбент, представляющий собой прокаленный при температуре 950-1100^оС оксид алюминия с удельной поверхностью пор 35-70 м²/г, подают по линии 1 в узел 2 реактора для предварительной обработки водяным паром или углеводородным газом, подаваемыми по линиям 3 и 4. В узле 2 обработку регенерированного абсорбента водяным паром и/или углеводородным газом проводят при температур 720-770^оС и времени контактирования 2-60 с. На выходе из узла по линии 5 в восходящий поток газовзвеси 6 адсорбента подают нефтяное остаточное сырье и проводят контактирование при температуре 482-566^оС и времени контактирования 0,1-2 с в присутствии водяного пара, углеводородного газа и сероводорода. На выходе из реактора 7 парообразные продукты 8 отделяют от отработанного абсорбента 9, доочищают в циклонах 10, размещенных в сепарационной камере 11. Отработанный адсорбент поступает в сепарационную камеру и ссыпается затем в зону десорбции 12, где подвергается отпарке от адсорбированных углеводородов водяным паром 13. Для повышения температуры в зоне десорбции до 560-650^оС в нее подается также горячий регенерированный адсорбент 14 из реактора 15. Обработка водяным паром при указанной температуре обеспечивает гидролиз сульфида алюминия на поверхности адсорбента с образованием сероводорода. Запыленный поток 16 водяного пара, отпаренных углеводородов и сероводорода из зоны десорбции поступает на доочистку вместе с парообразными продуктами из реактора в циклоны. На выходе из циклонов очищенные пары захолаживают для предотвращения термического разложения посредством подачи хладагента по линии 17 и отводят на фракционирование по линии 18. Смесь рециркулирующего через зону десорбции регенерированного и отпаренного закоксованного адсорбента содержащего на поверхности отложения неиспаряющейся части сырья с адсорбированными из сырья тяжелыми металлами и сернистыми соединениями, отводят по линии 19 в регенератор 15, где контактируют с кислородсодержащим газом 20 и подвергают окислительной регенерации, причем оксиды серы из газа регенерации сорбируются поверхностью регенерированного адсорбента с образованием сульфата алюминия. Регенерированный адсорбент выводят в реактор по линии 1. Отработанные газы регенерации, содержащие минимум оксидов серы, после доочистки в циклонах выводят по линии 21. Нагретый до высокой температуры в процессе регенерации регенерированный адсорбент с адсорбированными на его поверхности оксидами серы рециркулируют в реактор по линии 1.

Использование в процессе облагораживания нефтяного остаточного сырья в качестве адсорбента прокаленного оксида алюминия, проведение предварительной обработки нагретого регенерированного адсорбента водяным паром и/или углеводородным газом при повышенной температуре и достаточном времени контактирования перед контактированием с сырьем, а также десорбция адсорбированных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента при повышенной температуре в зоне десорбции обеспечивают снижение выхода кокса и легкого углеводородного газа и соответствующее повышение выхода очищенного жидкого нефтепродукта, а также снижение содержания оксидов серы в отходящем газе регенерации, за счет пассивации тяжелых металлов, улучшения условий восстановительной десорбции оксидов серы и гидролиза сульфида алюминия на поверхности адсорбента.

П р и м е р 1. Облагораживанию на промышленной установке производительностью 25 т/сут подвергают остаточное сырье, представляющее собой мазут западно-сибирской нефти, 10 об. которого выкипает при 329^оС, 50 об. при 464^оС, 60 об. при 500^оС.

Характеристика мазута: плотность 0,933 г/см², коксуемость по Конрадсону 5,5 мас. температура застывания 10^оС, содержание серы 1,7 мас. содержание азота 0,2 мас. содержание ванадия 55 мг/кг, содержание никеля 18 мг/кг. В качестве адсорбента используется мелкодисперсный оксид алюминия, имеющий следующие характеристики: насыпная плотность 1,25 г/см³, кажущаяся плотность 1,75 г/см³ равновесное содержание металлов 3,0 мас. индекс активности 10 ас. Гранулометрический состав: фракция крупнее 200 мкм 0,3 мас. фракция 160-200 мкм 0,7 мас. фракция 100-160 мкм 5,0 мас. фракция 63-100 мкм 20 мас. фракция 50-63 мкм 24 мас. фракция 40-50 мкм 30 мас. фракция 20-40 мкм 17 мас. фракция мельче 20 мкм 20 мкм 3 мас. Средний эквивалентный диаметр частиц 50 мкм. Состав углеводородного газа, подаваемого на предварительную обработку регенерированного адсорбента, об. водород 18,2, сероводород 2,0, метан 22,4, этан 17,2, этилен 11,3, пропан 2,1, пропилен 6,0, сумма С₄ и С₅ 20,8 об.

Адсорбент предварительно прокален при температуре 1000^оС. Удельная поверхность пор после прокалки составляет 50 м²/г. Нагретый в регенераторе абсорбент поступает в реактор, где его предварительно обрабатывают водяным паром и углеводородным газом при температуре 750^оС и времени контактирования 30 с. Затем обработанный в указанных условиях адсорбент контактируют с мазутом в восходящем потоке при температуре 500^оС и времени контактирования 0,87 с в присутствии водяного пара, углеводородного газа и образовавшегося в процессе сероводорода. На выходе из реактора частиц отработанного адсорбента отделяют от парообразных продуктов процесса и направляют в зону десорбции, где при температуре 600^оС десорбируют с его поверхности адсорбированные углеводороды, Углеводородные пары, сероводород и водяной пар из зоны десорбции вместе с парами продукта из реактора поступают в циклоны для доочистки от увлеченных частиц отработанного адсорбента. Затем, после захолаживания с целью предотвращения термичного разложения, их направляют на фракционирование.

Как видно из таблицы, использование в качестве адсорбента прокаленного при указанной температуре оксида алюминия, обладающего повышенной адсорбционной емкостью по отношению к оксидам серы в газе регенерации, предварительная обработка регенерационного адсорбента водяным паром и углеводородным газом в указанных условиях, благоприятствующих восстановительной десорбции связанных оксидов серы с образованием сероводорода в поверхностном слое частиц адсорбента и соответствующей эффективной пассивации тяжелых металлов, а также повышенная температура в зоне десорбции, благоприятствующая гидролизу сульфида на поверхности адсорбента с образованием сероводорода, обеспечивают снижение выхода кокса в процессе на 0,9 мас. легкого углеводородного газа на 19 мас. и соответственно увеличение выхода очищенного жидкого нефтепродукта на 2,8 мас. а также снижение содержания оксидов серы в отходящем газе регенерации на 97 отн.

П р и м е р 2. Способ осуществляют в соответствии с примером 1. Используемый в качестве адсорбента мелкодисперсный оксид алюминия прокаливают при температуре 1100^оС, удельная поверхность пор адсорбента 35 м³/г. Предварительную обработку регенерированного адсорбента водяным паром и углеводородным газом осуществляют при температуре 720^оС, времени контактирования 60 с. Последующее контактирование адсорбента с сырьем в восходящем потоке осуществляют при температуре 492^оС, времени контактирования 18 с. Десорбцию увлеченных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента осуществляют при температуре 560^оС, обеспечиваемой рециркуляцией соответствующего количества горячего регенерированного адсорбента из регенератора.

Как видно из таблицы, осуществление описываемого способа в указанных условиях обеспечивает снижение выхода кокса в процессе на 0,5 мас. легкого углеводородного газа на 1,2 мас. и соответственно увеличение выхода очищенного жидкого нефтепродукта на 1,7 мас. а также снижение содержания оксидов серы в отходящем газе регенерации на 93 отн.

П р и м е р 3. Способ осуществляют в соответствии с примером 1. Для облагораживания мазута используют адсорбент, представляющий собой оксид алюминия, прокаленный при температуре 950^оС и имеющий поверхность пор 70 м²/г.

Предварительную обработку регенерированного адсорбента водяным паром и углеводородным газом проводят при температуре 770^оС, времени контактирования 2 с. Последующее контактирование адсорбента с мазутом в восходящем потоке осуществляют при температуре 530^оС и времени контактирования 0,5 с. Десорбцию увлеченных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента осуществляют при температуре 650^оС, обеспечиваемой рециркуляцией соответствующего количества горячего регенерированного адсорбента из регенератора.

Как видно из таблицы, осуществление указанного варианта обеспечивает снижение выхода кокса в процессе на 0,4 мас. легкого углеводородного газа на 0,9 мас. и соответственно увеличение выхода очищенного жидкого нефтепродукта на 1,3 мас. а также снижение содержания оксидов серы в отходящем газе регенерации на 92 отн.

П р и м е р 4. Способ осуществляют в соответствии с примером 1. Для облагораживания нефтяного сырья используют адсорбент, представляющий собой оксид алюминия, прокаленный при температуре 1000^оС и имеющий поверхность пор 50 м²/г. Предварительную обработку регенерированного адсорбента водяным паром осуществляют при температуре 750^оС, времени контактирования 30 с. Последующее контактирование адсорбента с мазутом в восходящем потоке осуществляют при температуре 500^оС и времени контактирования 0,8 с. Десорбцию увлеченных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента осуществляют при температуре 600^оС обеспечиваемой рециркуляцией соответствующего количества горячего регенерированного адсорбента из регенератора.

Как видно из таблицы, осуществление указанного варианта обеспечивает снижение выхода кокса в процессе на 0,7 мас. легкого углеводородного газа на 1,6 мас. и соответственно увеличение выхода очищенного жидкого нефтепродукта на 2,3 мас. а также снижение содержания оксидов серы в отходящем газе регенерации на 95 отн.

П р и м е р 5. Способ осуществляют в соответствии с примером 1. Для облагораживания нефтяного сырья используют адсорбент, представляющий собой оксид алюминия, прокаленный при температуре 1000^оС и имеющий поверхность пор 50 м²/г.

Предварительную обработку регенерированного адсорбента углеводородным газом осуществляют при температуре 750^оС, времени контактирования 30 с. Последующее контактирование адсорбента с мазутом в восходящем потоке осуществляют при температуре 500^оС и времени контактирования 0,8 с. Десорбцию увлеченных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента осуществляют при температуре 600^оС, обеспечиваемой рециркуляцией соответствующего количества горячего регенерированного адсорбента из регенератора.

Как видно из таблицы осуществление указанного варианта обеспечивает снижение выхода кокса в процессе на 1,1 мас. легкого углеводородного газа на 2,5 мас. и соответственно увеличение выхода очищенного жидкого нефтепродукта на 3,6 мас. а также снижение содержания оксидов серы в отходящем газе регенерации на 99 отн.

П р и м е р 6 (для сравнения). Способ осуществляют в соответствии с примером 1. Для облагораживания мазута используют адсорбент, представляющий собой оксид алюминия, прокаленный при 1150^оС и имеющий поверхность пор 30 м²/г. Предварительную обработку регенерированного адсорбента водяным паром и углеводородным газом осуществляют при температуре 710^оС, времени контактирования 70 с. Последующее контактирование адсорбента с мазутом в восходящем потоке осуществляют при температуре 485^оС и времени контактирования 2,0 с. Десорбцию увлеченных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента осуществляют при температуре 550^оС, обеспечиваемой рециркуляцией соответствующего количества горячего регенерированного адсорбента из регенератора.

Как видно из таблицы, выход жидкого очищенного нефтепродукта составляет в этом случае 84,5 мас. снижение содержания оксидов серы в отходящем газе регенерации 90 отн.

По сравнению с вариантом осуществления способа в условиях, соответствующих заданным пределам в результате снижения адсорбционной способности адсорбента вследствие высокой температуры прокалки, ухудшения условий восстановления сульфата алюминия на его поверхности при предварительной обработке водяным паром и углеводородным газом и соответствующего снижения эффективности пассивации тяжелых металлов, а также ухудшения условий гидролиза сульфида алюминия вследствие понижения температуры в зоне десорбции выход очищенного жидкого нефтепродукта снижается на 2 мас. а содержание окислов серы в отходящем газе регенерации повышается на 7 отн.

П р и м е р 7 (для сравнения). Способ осуществляют в соответствии с примером 1. Для облагораживания мазута используют адсорбент, представляющий собой оксид алюминия, прокаленный при 920^оС и имеющий удельную поверхность пор 80 м³/г. Предварительную обработку регенерированного адсорбента водяным паром и углеводородным газом осуществляют при температуре 780^оС и времени контактирования 1,8 с. Последующее контактирование адсорбента с мазутом в восходящем потоке осуществляют при температуре 540^оС и времени контактирования 0,4 с. Десорбцию увлеченных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента осуществляют при температуре 560^оС, обеспечиваемой рециркуляцией соответствующего количества горячего регенерированного адсорбента из регенератора.

Как видно из таблицы, выход очищенного жидкого нефтепродукта составляет в этом случае 84,1 мас. снижение содержания оксидов серы в отходящем газе регенерации 98 отн.

По сравнению с вариантом осуществления способа в условиях, соответствующих заданным пределам, вследствие чрезмерного увеличения поверхности пор оксида алюминия в результате прокалки при более низкой температуре, ухудшения условий восстановления сульфата алюминия и снижения эффективности пассивации тяжелых металлов при предварительной обработке регенерированного адсорбента водяным паром и углеводородным газом и частичного разложения адсорбированных на поверхности отработанного адсорбента углеводородов при высокой температуре десорбции повышается выход кокса и легкого углеводородного газа и соответственно снижается выход очищенного жидкого нефтепродукта на 2,4 мас. а также повышается содержание оксидов серы в отходящем газе регенерации на 8 отн.

Как следует из представленных в таблице данных, при одинаковых условиях эксплуатации способ облагораживания нефтяного остаточного сырья с использованием в качестве адсорбента прокаленного при температуре 950-1100^оС оксида алюминия с удельной поверхностью пор 35-70 м²/г, включающий контактирование регенерированного адсорбента с водяным паром и/или углеводородным газом при температуре 720-770^оС и времени контактирования 2-60 с, а также десорбцию увлеченных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента при температуре 560-650^оС, обеспечивает снижение выхода кокса на 0,4-1,1 мас. и легкого углеводородного газа на 0,9-2,5 мас. повышение выхода очищенного жидкого нефтепродукта на 1,3-3,6 мас. за счет эффективной пассивации тяжелых металлов и снижения выбросов оксидов серы с отработанным газом регенерации на 92-99 отн. за счет повышения эффективности адсорбции и десорбции оксидов серы и гидролиза сульфида.

Сущность изобретения: оксид алюминия, предварительно прокаленный при температуре 950 - 1100^oС, имеющий удельную поверхность диаметр пор 35-70 м²/г и нагретый в регенераторе, подвергают обработке водяным паром и/или углеводородным газом при 720-770^oС в течение 2 - 60 с. Обработанный адсорбент контактируют с нефтяным остаточным сырьем при повышенной температуре в присутствии водяного пара, углеводородного газа и сероводорода с получением очищенного нефтепродукта и отработанного адсорбента. Очищенный нефтепродукт отделяют от отработанного абсорбента. Проводят десорбцию адсорбированных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента при 560 - 650^oС. Отработанный адсорбент подвергают окислительной регенерации. Нагретый регенерированный адсорбент рециркулируют в процесс. 2 п. ф., 1 табл. 1 ил.

1. СПОСОБ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ НЕФТЯНОГО ОСТАТОЧНОГО СЫРЬЯ путем предварительной обработки нагретого регенерированного мелкодисперсного адсорбента водяным паром и/или углеводородным газом с последующим контактированием обработанного адсорбента с сырьем при повышенной температуре в присутствии водяного пара, углеводородного газа и сероводорода с получением очищенного нефтепродукта и отработанного адсорбента, десорбцией адсорбированных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента при повышенной температуре, окислительной регенерацией отработанного адсорбента и возвращением нагретого регенерированного адсорбента в процесс, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода очищенного нефтепродукта и снижения содержания оксидов серы в отходящем газе регенерации, в качестве адсорбента используют прокаленный при температуре 950 - 1100^oС оксид алюминия с удельной поверхностью пор 35 - 70 м²/г и обработку нагретого регенерированного адсорбента водяным паром и/или углеводородным газом проовдят при температуре 720 - 770^oС и времени контактирования 2 - 60 с. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что десорбцию адсорбированных углеводородов с поверхности отработанного адсорбента проводят при температуре 560 - 650^oС.