Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам глубокой переработки нефти с получением моторных топлив.

В настоящее время остро стоит задача глубокой переработки нефти с получением максимального выхода суммы светлых моторных топлив (пропан-бутан автомобильный, автобензин, дизельное топливо), а также повышения доли наиболее востребованного в настоящее время дизельного топлива в их составе. Известные способы переработки нефти не позволяют получать светлые моторные топлива, а в их составе дизельное топливо с высоким выходом.

Известен способ переработки нефти [патент РФ №2208626, опубл. 20.07.2003 г., МПК C10G 69/02], который включает нагрев и разделение нефти на газовую, широкую нефтяную фракцию с концом кипения не выше 350°С и тяжелую фракцию с последующим гидрокрекингом последней с получением широкой фракции гидрокрекинга с концом кипения не выше 350°С и тяжелой фракции гидрокрекинга. Широкую нефтяную фракцию и широкую фракцию гидрокрекинга подают в реактор с неподвижным слоем цеолитсодержащего катализатора, полученные обессеренные фракции фракционируют с получением газа, пропан-бутановой, бензиновой и дизельной фракций - компонентов моторных топлив.

Недостатками способа являются низкий суммарный выход моторных топлив (до 58% мас., на сырье без пропан-бутана) и дизельного топлива (до 20% мас., на сырье), а также высокий выход остаточных продуктов - 26% мас., на сырье. Кроме того, способ неприменим для получения современных марок ультрамалосернистых моторных топлив из сернистых нефтей, содержащих ароматические соединения серы, а качество дизельного топлива ухудшается из-за снижения цетанового числа при переработке дизельных фракций на цеолитсодержащем катализаторе.

Наиболее близким аналогом изобретения, принятым в качестве прототипа, является способ переработки нефти по процессу STDC, реализованному фирмой Shell Global Solutions, например, на НПЗ API, Италия [Alie Hoksberg. Increase Diesel Production Through Thermal Conversion. 5th Russia & CIS Bottom of the Barrel Technology Conference & Exhibition, 22 & 23 April 2010, Moskow, p.9, рис.5], включающий фракционирование нефти с выделением газа, пропан-бутановой фракции, бензиновой, легкой газойлевой, тяжелой газойлевой фракции и остатка с последующим висбрекингом остатка с получением тяжелого остатка висбрекинга, битумного сырья, бензиновой и легкой газойлевой фракций висбрекинга, термической конверсией тяжелой газойлевой фракции с получением тяжелого остатка термической конверсии, бензиновой и легкой газойлевой фракций термической конверсии, при этом сумму остатков висбрекинга и термической конверсии направляют на газификацию с получением топлива для выработки электроэнергии, сумму легких газойлевых фракций, а также сумму бензиновых фракций фракционирования, висбрекинга и термической конверсии подвергают гидроочистке с получением соответствующих гидрогенизатов, далее из гидрогенизата суммы легких газойлевых фракций путем стабилизации получают дизельное топливо, а из гидрогенизата суммы легких газойлевых фракций путем изомеризации легкой части гидрогенизата и риформинга тяжелой части гидрогенизата получают высокооктановый бензин.

Недостатком способа является низкий суммарный выход моторных топлив (73% мас., на сырье без учета пропан-бутана) и дизельного топлива - 51% мас., на сырье, а также высокий выход малоценных остаточных продуктов - 22% мас., на сырье. Кроме того, использование риформинга тяжелой части гидрогенизата бензиновых фракций не позволяет получать современные марки бензина с пониженным содержанием ароматических углеводородов.

Задача изобретения - увеличение суммарного выхода моторных топлив и выхода дизельного топлива, а также повышение качества бензина.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении способа:

- увеличение суммарного выхода моторных топлив и выхода дизельного топлива за счет гидроконверсии суммы остатков,

- повышение качества бензина за счет каталитической переработки гидрогенизата суммы бензиновых фракций на цеолитсодержащем катализаторе.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем фракционирование нефти с выделением бензиновой, легкой газойлевой, тяжелой газойлевой фракции и остатка, термическую конверсию тяжелой газойлевой фракции с получением остатка термической конверсии, бензиновой и легкой газойлевой фракций термической конверсии, гидроочистку суммы легких газойлевых фракций, а также суммы бензиновых фракций с получением соответствующих гидрогенизатов и стабилизацию гидрогенизата суммы легких газойлевых фракций с получением дизельного топлива, особенностью является то, что сумму остатков фракционирования и термической конверсии подвергают гидроконверсии с получением гидрогенизата, который разделяют на бензиновую и легкую газойлевую фракции и остаток, выводимый в качестве котельного топлива для собственных нужд, а гидрогенизат суммы бензиновых фракций фракционирования, термической конверсии и гидроконверсии подвергают переработке в присутствии цеолитсодержащего катализатора с последующим фракционированием продукта с получением стабильного высокооктанового бензина, при этом на гидроочистку направляют сумму легких газойлевых фракций фракционирования, термической конверсии и гидроконверсии.

В заявляемом способе гидроконверсия суммы остатков фракционирования и термической конверсии позволяет получить дополнительное количество легкой газойлевой фракции и, соответственно, дизельного топлива за счет гидрогенолиза тяжелых остаточных углеводородов.

Каталитическая переработка гидрогенизата суммы бензиновых фракций фракционирования, термической конверсии и гидроконверсии в присутствии цеолитсодержащего катализатора позволяет получить высокооктановый бензин с пониженным содержанием ароматических углеводородов.

Гидроочистка суммы легких газойлевых фракций фракционирования, термической конверсии и гидроконверсии позволяет получить ультрамалосернистую легкую газойлевую фракцию и, соответственно, дизельное топливо высокого качества.

Способ осуществляют следующим образом.

Обезвоженную и обессоленную нефть (I) разделяют на блоке фракционирования 1 на газ (II), бензиновую (III), легкую газойлевую (IV), тяжелую газойлевую (V) фракцию и остаток фракционирования (VI).

Тяжелую газойлевую фракцию (V) подвергают термической конверсии на блоке 2 с получением газа (на схеме не показан), бензиновой фракции термической конверсии (VII), легкой газойлевой фракции термической конверсии (VIII) и остатка термической конверсии (IX).

Сумму остатков термической конверсии (IX) и фракционирования (VI) перерабатывают на блоке гидроконверсии 3 с получением газа (на схеме не показан), бензиновой фракции гидроконверсии (X), легкой газойлевой фракции гидроконверсии (XI) и остатка гидроконверсии (XII), выводимого с установки в качестве котельного топлива для собственных нужд.

Сумму бензиновых фракций (III), (VII) и (X), а также сумму легких газойлевых фракций (IV), (VIII) и (XI) перерабатывают на блоке гидроочистки 4 с получением гидрогенизата бензиновой фракции (XIII) и стабильного дизельного топлива (XIV), которое выводят с установки.

Гидрогенизат суммы бензиновых фракций (XIII) перерабатывают на блоке 5 в присутствии цеолитсодержащего катализатора с получением газа (на схеме не показан) и высокооктанового бензина (XV), который выводят с установки.

В доступной научно-технической и патентной литературе не был обнаружен способ переработки нефти, включающий фракционирование подготовленной нефти, термическую конверсию тяжелой газойлевой фракции, гидроконверсию остатков, гидроочистку суммы легких газойлевых фракций с получением дизельного топлива и переработку гидроочищенных бензиновых фракций в присутствии цеолитсодержащего катализатора с получением высокооктанового бензина. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию патентоспособности «новизна».

Исследованиями авторов доказано, что термическая конверсия тяжелой газойлевой фракции и гидроконверсия остатков в сочетании с переработкой суммы гидроочищенных бензиновых фракций в присутствии цеолитсодержащего катализатора и гидроочисткой суммы легких газойлевых фракций позволяет повысить выход суммы моторных топлив, а также дизельного топлива в их составе и, кроме того, обеспечить высокое качество бензина. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером.

Пример 1. Нефть (100% мас.) Иреляхского нефтегазового месторождения, Якутия (плотность при 20°С 858 кг/м³, вязкость при 50°С 9,1 сСт, содержание серы 0,45% мас.), фракционируют с выделением 0,5% газа (здесь и далее указаны % мас., на сырье), 10,5% бензиновой фракции, 33,3% легкой газойлевой фракции, 35% тяжелой газойлевой фракции и 20,7% остатка. Тяжелую газойлевую фракцию подвергают термической конверсии с получением 1,8% газа, 4,2% бензиновой фракции, 25,6% легкой газойлевой фракции и 3,5% остатка термической конверсии. Сумму остатка фракционирования и остатка термической конверсии подвергают гидроконверсии с получением 2,6% газа, 5,4% бензиновой фракции, 13,1% легкой газойлевой фракции, и 2,9% остатка гидроконверсии. Сумму легких газойлевых фракций гидроконверсии подвергают гидроочистке и стабилизации с получением 69% дизельного топлива, содержащего менее 10 ппм серы. Сумму бензиновых фракций подвергают гидроочистке, а полученный гидрогенизат подвергают переработке в присутствии цеолитсодержащего катализатора с получением 4,3% газа и 17,1% бензина с октановым числом по исследовательскому методу 92 и содержанием серы менее 10 ппм, содержащего менее 35% ароматических углеводородов.

Суммарный выход моторных топлив без учета пропан-бутана составил 85,1% на сырье, в том числе 69% дизельного топлива.

Из примера видно, что предлагаемый способ позволяет получать моторные топлива и дизельное топливо в их составе с высоким выходом и качеством, соответствующим требования норм.

Предлагаемый способ может быть использован в нефтеперерабатывающей промышленности, воспроизводим, и при использовании способа реализуется его назначение. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость».