способ переработки нефти и нефтепродуктов

Формула изобретения

Способ переработки нефти и нефтепродуктов путем воздействия на них ионизирующего излучения с последующей обработкой продукта воздействия, отличающийся тем, что исходное сырье подвергают воздействию -излучения или потоком быстрых нейтронов и продукт воздействия подвергают каталитическому крекингу, или гидроочистке, или электрообессоливанию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслям промышленности, обеспечивающим производство моторных топлив, смазочных материалов, продуктов нефтехимии, синтетического каучука, резинотехнических изделий, шин и иных материалов и веществ.

Переработка нефти и нефтепродуктов включает проблему глубокой переработки нефти с целью максимального извлечения и эффективного использования созданных самой природой ценных углеводородов.

Известен способ переработки нефти и нефтепродуктов, включающий процесс очистки и разложения, при которой происходит отбор различных фракций, в том числе: бензины (авиационный и автомобильный); реактивное топливо; осветительный керосин; дизельное топливо; мазут [1]

К недостаткам способа следует отнести невысокое качество получаемых нефтепродуктов ввиду присутствия в них сернистых и кислородсодержащих соединений, а также полициклических и ароматических углеводородов.

Известен способ последовательного извлечения фракций из углеводородного материала с использованием электромагнитной энергии частотой 300 МГц 300 ГГц [2]

Недостатком этого способа является невозможность более полного использования сырья в процессе переработки.

Известен также способ селективного увеличения реформинга углеводородов, осуществляемого в присутствии катализаторов, нанесенных на носители из неорганических отходов. Способ характерен тем, что каталитическая реакция происходит в присутствии электромагнитного поля [3]

К недостаткам данного способа следует отнести зависимость выхода углеводородного сырья от качества катализатора и напряженности электромагнитного поля.

Наиболее близким к изобретению является способ переработки нефти и нефтепродуктов путем воздействия на последние энергией ядерного расщепления - потоком нейтронов с последующей переработкой продуктов воздействия путем перегонки [4]

Недостаток известного способа заключается в том, что использование потока нейтронов, полученного при ядерном расщеплении, делает процесс неуправляемым, что затрудняет его применение в промышленном производстве и, кроме того, наводит высокую степень радиоактивности в обрабатываемом материале.

Задача предлагаемого изобретения -обеспечение выхода светлых продуктов нефтепереработки путем нарушения химических связей обрабатываемой нефти и нефтепродуктов при проведении технологических процессов на промышленных установках с высокой степенью безопасности за счет регулирования процесса облучения.

Сущность изобретения заключается в том, что в процессе переработки нефти и нефтепродуктов на них воздействует ионизирующим излучением с последующей их переработкой.

Отличием предлагаемого способа является то, что исходное сырье подвергают воздействию -излучения или потоком быстрых нейтронов, а продукт воздействия подвергают дальнейшей каталитической переработке: каталитическому крекингу или гидроочистке, или электрообессоливанию.

При воздействии на исходное сырье определенной дозой g-излучения или потока быстрых нейтронов нарушаются химические связи продукта воздействия, что обеспечивает более глубокое расщепление и повышает выход светлых нефтепродуктов.

Примеры реализации технического решения.

Нефть облучают гамма-квантами с энергией в 1,2 МэВ и интегральной дозой по режимам, указанным в табл. 1.

Далее осуществляют атмосферно-вакуумную перегонку и каталитический крекинг в присутствии катализатора при 450 520^oC и давлении в 0,2 0,3 MH/м².

Подогретую смесь перегоняют под атмосферным давлением, полученный мазут облучают потоком нейтронов энергией 4 МэВ и плотностью потока по режимам, указанным в табл. 2.

Далее по концентрации радиационных дефектов свидетельствуют о том, что нефть, и особенно, ее тяжелые остатки (такие, как мазут) являются наиболее перспективными для тяжелого разложения. Воздействие ионизирующего облучения приводит к нарушению химических связей. При этом необходимо отметить, что чем сложнее связь, как в нашем случае, и чем тяжелее фракции (пример 5), тем эффективнее это воздействие, инициирующее утрату связей путем разложения, расщепления. Подобное воздействие приводит также к увеличению выхода легких фракций масляного дистиллята на 5 7% Кроме того, наблюдается снижение присутствия в мазуте серы и меркаптановых соединений.

Пример 7. Нефть подвергают атмосферно-вакуумной перегонке, а полученное углеводородное сырье в виде вакуумного газойля облучают гамма-квантами интегральной дозой 1 х 10⁷ раз и энергией 2,3 МэВ. Далее осуществляют каталитический крекинг при 540^oC и давлении 0,3 MH/м² в присутствии катализатора.

Гамма-излучение позволяет изменять вязкость в процессе нагрева, а последующий крекинг осуществляется при более высокой скорости изомеризации и синтезе новых масел, например, в результате циклизации, полимеризации и конденсации. При этом наблюдается повышение выхода светлых нефтепродуктов на 10 15% снижение содержания в продуктах серы и непредельных углеводородов.

Пример 8. Нефть при тщательном перемешивании промывают небольшим количеством воды с добавкой деэмульгатора, потом облучают потоком нейтроном плотностью 1 х 10¹⁷ нейтрон/см² и энергией в 8 МэВ. Далее осуществляют подогрев до 140^oC, подают в электродегидратор, в которм под действием электрического поля высокого напряжения (2,7 кВ/см) эмульсия быстро разрушается и происходит электрообессоливание. Облучение оказывает воздействие на величину молекулярных сил взаимодействия, ослабляет сцепление нефти с водой и в электростатическом поле способствует объединения каплей. Ввиду уменьшения электросопротивления воды, укрупнения и опускания капель образуется граница двух сред (нефти и воды, с растворенными в ней солями), причем после электрообессоливания содержание влаги в нефти снижается до 0,07% и хлоридов - до 1,0 мг/л.

Пример 9. Углеводородное сырье (дизтопливо, керосиновя фракция) облучают гамма-квантами интегральной дозой 5 х 10⁶ и энергией 2,3 МэВ, подвергают гидроочистке под давлением водорода (для выделения серы из нефтяных фракций), а образующиеся компоненты H₂ поступают на производство серы.

Гидроочистка исходного сырья приводит к снижению содержания серы в бензине 0,14 0,15 мас. и повышению его октанового числа. Выход непредельных и нафтеновых углеводородов уменьшается, а выход ароматических и особенно парафиновых углеводородов возрастает.