способ переработки тяжелых нефтяных фракций

Формула изобретения

Способ переработки тяжелых нефтяных фракций путем каталитического и термического крекинга в присутствии активирующей добавки, полученной путем обработки нефтепродуктов, содержащих не менее 0,65% серусодержащих соединений в пересчете на серу и не менее 3,5% полиареновых соединений, озонсодержащим газом с последующим разделением продуктов на фракции, отличающийся тем, что процесс переработки осуществляют с дробной подачей активирующей добавки в перерабатываемые тяжелые нефтяные фракции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к методам вторичной переработки тяжелого нефтяного сырья, и может быть использовано в процессах каталитического и термического крекинга, в том числе висбрекинга.

Известен способ переработки вакуумного газойля путем каталитического крекинга, при котором в исходное сырье вводят оксиалкилированный алкилфенол или блоксополимеры оксидов этилена и пропилена [SU 1474168]. Такой прием позволяет несколько увеличить выход бензина (с 27,8 до 28,9 мас.%), но высокая стоимость добавок и незначительное увеличение выхода делают его малоэффективным.

Известен способ переработки тяжелого сырья, согласно которому часть исходного тяжелого нефтяного сырья и/или сырья, отличного по составу от исходного, подвергают модификации путем обработки воздухом при температуре 200-300°С и массовом соотношении воздух : сырье, равном 0,2:(0,6-1). После отделения и удаления газовой фазы жидкий продукт подвергают вакуумной перегонке с выделением дистиллята, выкипающего до температуры 540°С. Затем дистиллят смешивают с исходным нефтяным сырьем до достижения концентрации добавки 2,0-25 мас.% [WO 9319139]. Способ повышает выход светлых нефтепродуктов, не уменьшая продолжительность эксплуатации катализатора.

Основными недостатками данного способа является двухстадийность процесса получения активирующей добавки с использованием высокой температуры на первой стадии и вакуумной дистилляции оксиданта на второй.

Наиболее близким аналогом данного способа является способ переработки тяжелых нефтяных фракций путем каталитического крекинга в присутствии активирующей добавки, полученной путем обработки нефтепродуктов, содержащих не менее 0,65% серусодержащих соединений в пересчете на серу и не менее 3,5% полиареновых соединений, озоном, взятой в количестве из расчета содержания 0,5-13 г поглощенного добавкой озона на 1 кг смеси [RU 2123026].

Основными недостатками данного способа является относительно низкий выход светлых фракций.

Задачей изобретения является увеличение выхода светлых фракций при каталитическом и термическом крекинге.

Поставленная задача достигается способом переработки тяжелых нефтяных фракций путем их нагрева в присутствии активирующей добавки, полученной путем обработки нефтепродуктов, содержащих не менее 0,65% серусодержащих соединений в пересчете на серу и не менее 3,5% полиареновых соединений, озонсодержащим газом с последующим разделением продуктов на фракции, в котором процесс переработки осуществляют с дробной подачей активирующей добавки в перерабатываемые тяжелые нефтяные фракции. При этом в качестве тяжелого нефтяного сырья для каталитического крекинга можно использовать, например, вакуумный газойль различного происхождения, а также смеси его с мазутом, а для термического крекинга практически нет ограничений к природе и составу сырья. Оно может состоять целиком из мазута, нефтяного и/или природного гудрона и их смеси.

Активирующую добавку получают по методике, описанной в RU 2123026, путем барботажа озонсодержащего газа через слой нефтепродуктов при 20-60°С до насыщения нефтепродуктов озоном. При этом нефтепродукты для получения добавки должны содержать не менее 0,5% серосодержащих соединений в пересчете на серу и не менее 3,5% полиареновых соединений. Для получения активирующей добавки можно использовать нефтепродукты, являющиеся исходным сырьем для переработки. Обычно количество добавки, вводимое в исходное сырье, определяют из расчета обеспечения содержания 0,5-13 г связанного озона на 1 кг смеси, подаваемой на переработку. При этом содержание связанного озона в исходном сырье в количестве менее 0,5 г/кг не дает заметного увеличения выхода светлых нефтепродуктов, а увеличение выше 13 г О₃ на кг сырья приводит к дополнительным энергетическим затратам, не компенсируемым соответствующим увеличением выхода целевых продуктов.

Крекинг осуществляют в традиционных условиях, например, каталитический - при температуре 500-530°С. При термическом крекинге возможно снижение давления до атмосферного и температуры до 350°С.

Следующие примеры иллюстрируют способ.

Пример 1

В качестве исходного сырья термического крекинга используют нефтяной гудрон плотностью 1,01, имеющий следующий элементный состав (мас.%): С - 85,4; Н - 10,52; S - 1,88; N - 0,4 и О - остальное. Содержание парафино-нафтеновых углеводородов - 15,7%, ареновых - 56,1%, смолы и асфальтены - остальное. Активирующую добавку получают путем обработки части исходного нефтяного гудрона озоновоздушной смесью при 30°С. Половину полученной добавки смешивают с исходным нефтяным гудроном, получая при этом смесь, содержащую 5,5 г поглощенного озона на 1 кг смеси. Крекинг проводят во вращающемся литровом автоклаве в течение 50 мин при температуре 450°С. После чего автоклав охлаждают, отделяют газ, вводят вторую половину добавки и продолжают нагрев при 450°С в течение 40 мин. После завершения процесса автоклав охлаждают, отделяют газ, выгружают жидкие продукты и проводят их дистилляцию с отбором бензиновой фракции с t _кип до 200°С и дизельного дистиллята до 340°С. Параллельно проводят сравнительный опыт с подачей всей добавки в исходный нефтяной гудрон, при этом содержание связанного озона в исходной смеси составляет 11 г/кг. Результаты сравнительного опыта приведены в скобках. Выход продуктов на исходное сырье (мас.%): фракции с t_кип до 200°С - 20,3 (16,4)%; фракции с t_кип=200-340°С - 45,4 (44,7)%. Суммарный выход светлых фракций с t_кип до 340°С составил 65,7 (61,1)%.

Примеры 2-4

Процесс термического крекинга гудрона проводят в условиях примера 1, варьируя только суммарное удельное содержание поглощенного озона, подаваемого вместе с добавкой, и разбивая общее (суммарное) количество активирующей добавки на 2, 3 и 4 равные части. Результаты трех опытов приведены в таблице 1.

Таблица 1
Результаты примеров 2-4
№ примера	Общее содержание связанного озона, г/кг	Количество порции добавки	Выход светлых фракций, маc.%	Выход светлых фракций при вводе всего количества добавки (по прототипу), мас.%
2	4,1	2	43,4	38,1
3	7,4	3	52,5	47,3
4	14,9	4	68,3	59,7

Примеры 5-9

Переработке подвергают вакуумный газойль сборной западно-сибирской нефти с содержанием серы 1,34 мас.%, плотностью 0,89, вязкостью 28,4 сСт, имеющий следующий состав (мас.%): предельные углеводороды 50,9; арены 48,1.

Активирующую добавку получают путем обработки части исходного газойля озоновоздушной смесью при комнатной температуре. Процесс осуществляют в проточной установке, состоящей из двух последовательно соединенных аппаратов каталитического крекинга при 500°С и скорости подачи смеси 2,0 ч^-1 в присутствии микросферического алюмосиликатного катализатора. Половину активирующей добавки смешивают с исходным сырьем и подают на вход первого реактора каталитического крекинга, а оставшуюся половину добавки смешивают с продуктами крекинга, выходящими из первого реактора, и подают на вход второго реактора каталитического крекинга. Результаты примеров приведены в таблице 2.

Таблица 2
Результаты примеров 5-9
№ примера	Общее содержание связанного озона, г/кг	Выход светлых фракций, маc.%	Выход светлых фракций при вводе всего количества добавки (по прототипу), мас.%
5	3,8	70,1	66,4
6	1,9	58,2	55,4
7	5,0	71,0	67,9
8	8,2	74,3	69,7
9	9,3	75,8	69,9

Таким образом, проведение процесса термического крекинга гудрона с дробной подачей активирующей добавки позволяет увеличить выход светлых нефтепродуктов до 68,3%. При переработке вакуумного газойля каталитическим крекингом выход светлых нефтепродуктов увеличивается до 75,8 мас.%.