Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОЗАСТЫВАЮЩЕГО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к способу получения низкозастывающего дизельного топлива для наземного транспорта, эксплуатируемого в условиях холодного и арктического климата.

Известен способ получения низкозастывающего дизельного топлива, включающий стадию предварительной каталитической депарафинизации прямогонного дизельного дистиллата с последующей гидроочисткой полученного гидрогенизата при повышенных температуре и давлении в присутствии катализаторов. Способ заключается в том, что среднедистиллатные нефтяные фракции газоконденсатного происхождения в смеси с водордсодержащим газом поступают на катализатор каталитической депарафинизации, а затем на катализатор гидроочистки. Соотношение загрузок катализаторов: 60-70% масс. - депарафнизации, 30-40% масс. - гидроочистки. Процесс депарафинизации осуществляют при давлении 3,6-3,8 МПа, температуре 320-342°C, объемной скорости подачи сырья 0,8-1,0 ч^-1, соотношении водородсодержащий газ (ВСГ)/сырье 650-1000 н.м³/м³, концентрация водорода в ВСГ - более 80% об. (В.А.Хавкин, Л.А.Гуляева и др. Опыт промышленной эксплуатации процесса каталитической депарафинизации дизельных дистиллятов. Секция 200 комплекса ЛКС 35-64 Сургутского ЗСК «Мир нефтепродуктов», №1, 2012 г., с. 15).

Способ позволяет получить малосернистое низкозастывающее дизельное топливо - содержание серы в нем - порядка 10-50 ррм, депрессия предельной температуры фильтруемое™ - от -20 до -30°C, продукт характеризуется температурой застывания от -34 до -40°C.

Недостатком способа является невозможность вовлечения в сырье дистиллатов вторичного происхождения.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения низкозастывающего малосернистого топлива путем гидрогенизационной переработки утяжеленной газойлевой фракции прямой перегонки нефти.

Способ включает предварительную гидродепарафинизацию исходной газойлевой фракции прямой перегонки нефти в отдельном реакторе, а затем - гидроочистку полученного гидрогенизата также в отдельном реакторе. (И.В.Павлов, О.А.Дружинин и др. Особенности технологии деструктивных гидрогенизационных процессов в производстве низкозастывающих дизельных топлив. «Мир нефтепродуктов» №6, 2010 г., с. 17).

Полученный гидрогенизат после отделения от сероводорода и углеводородных газов подвергают ректификации с выделением бензиновой, легкой дизельной фракции с концом кипения до 310°C и тяжелой дизельной фракции с концом кипения до 360°C. Легкая дизельная фракция характеризуется температурой застывания от -34°C до -43°C, тяжелая дизельная фракция - от -3°C до -33°C.

Процесс гидродепарафинизации проводят при температуре 372-374°C, процесс гидроочистки при температуре 370-380°C.

При этом получают дизельные дистиллаты с содержанием серы менее 0,035% масс. При повышении температуры процесса до 380°C и выше содержание серы понижается до 0,005-0,007% масс. При смешении легкой дизельной фракции и тяжелой дизельной фракции в различных соотношениях достигается получение низкозастывающего дизельного топлива различных классов.

Недостаткам способа является невозможность вовлечения в состав сырья фракций вторичных процессов, что значительно сужает сырьевую базу для получения низкозастывающего дизельного топлива.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения низкозастывающего дизельного топлива, позволяющего расширить сырьевые ресурсы за счет вовлечения в состав сырья широкой бензиновой фракции замедленного коксования.

Поставленная задача решается способом получения низкозастывающего дизельного топлива путем гидрогенизационной переработки нефтяного сырья в присутствии катализаторов, при повышенных температуре и давлении, последующей ректификации гидрогенизата с выделением бензиновой фракции, а затем легкой и тяжелой дизельных фракций. Способ отличается тем, что в качестве нефтяного сырья используют смесь газойля прямой перегонки нефти и широкой бензиновой фракции замедленного коксования, в соотношении от 95:5% масс., до 70:30% масс., сырьевую смесь подвергают последовательно гидроочистке, каталитической гидродепарафинизации и дополнительной гидроочистке, при этом объем катализаторов от общей загрузки составляет: гидроочистки - 45-65% масс., каталитической гидродепарафинизации - 20-35% масс., дополнительной гидроочистки -10-30% масс.

Причем, легкая дизельная фракция, выкипает внутри интервала температур 150-320°C, а тяжелая дизельная фракция, выкипает внутри интервала температур 200-365°C, их смешивают в соотношении от 3:97% до 30:70% масс. соответственно.

Процесс гидроочистки и дополнительной гидроочистки осуществляют при температуре 340-400°C, объемной скорости подачи сырья 2,0-6,0 час^-1, давлении 3-6 МПа и соотношении ВСГ/сырье 250-500 н.об./об.

Процесс каталитической гидродепарафинизации осуществляют при температуре 350-400°C, объемной скорости подачи сырья 3,0-7,0 час^-1, давлении 3-6 МПа и соотношении ВСГ/сырье 200-350 н.об./об.

В качестве катализаторов гидроочистки и дополнительной гидроочистки используют алюмо-кобальт-молибденовые или алюмо-никель-молибденовые композиции, в качестве катализаторов каталитической гидродепарафинизации - композиции молибдена (никеля) на цеолитсодержащем носителе.

Необходимость двойной гидроочистки сырья - на входе и выходе из реакционной зоны объясняется тем, что сырье перед стадией каталитической гидродепарафинизации должно быть очищено от серы, а после каталитической гидродепарафинизации - от непредельных углеводородов. В этом случае достигается получение как малосернистого - содержание серы менее 50 ррм и даже менее 10 ррм, так и низкозастывающего дизельного топлива, практически не содержащего непредельных углеводородов. В зависимости от требований к глубине сероочистки и степени депрессии предельной температуры фильтруемости и температуры помутнения подбираются объемы загрузки катализаторов гидроочистки и технологические режимы процессов гидроочистки и каталитической депарафинизации.

Дополнительным преимуществом способа является возможность получения определенного количества облагороженного бензинового дистиллата - фракции, выкипающей ниже легкой дизельной фракции. Указанный бензиновый дистиллат может вовлекаться в сырье процесса каталитического рифроминга и тем самым увеличивать выход высокооктанового автобензина.

Предлагаемое техническое решение подтверждено следующими примерами.

Пример 1.

Предлагаемый способ получения дизельного топлива осуществляют в одном гидрогенизационном блоке, состоящем из двух реакторов высокого давления.

Смесь газойля прямой перегонки и широкой бензиновой фракции замедленного коксования в соотношении 95:5% масс. подают в реакционную зону.

Газойль прямой перегонки характеризуется температурой выкипания внутри интервала температур 200-370°C, содержанием серы 0,6% масс., йодным числом - 2 г иода на 100 г продукта, предельной температурой фильтруемости -4°C, температурой помутнения -2°C.

Широкая бензиновая фракция замедленного коксования характеризуется температурой выкипания внутри интервала 50-250°C, содержанием серы 1,2% масс. и йодным числом 20 г иода на 100 г продукта.

Реакционная зона загружена следующими объемами катализаторов: 45% масс. - катализатора гидроочистки, 25% масс. - катализатора каталитической депарафинизазации и 30% масс. - катализатора дополнительной гидроочистки.

В качестве катализатора гидроочистки и дополнительной гидроочистки используют алюмо-никель-молибденовый катализатор, в качестве катализатора гидродепарафинизации - молибден-цеолитный катализатор.

Процесс гидроочистки и дополнительной гидроочистки осуществляют при температуре 340°С, объемной скорости подачи сырья 2,0 час^-1, давлении 3 МПа и соотношении ВСГ/сырье 250 н.об./об.

Процесс каталитической гидродепарафинизации осуществляют при температуре 350°С, объемной скорости подачи сырья 3,0 час^-1, давлении 3 МПа и соотношении ВСГ/сырье 200 н.об./об.

Полученный гидрогенизат после сепарации от углеводородного газа и сероводорода подвергают ректификации с выделением бензиновой фракции, легкой фракции дизельного топлива (пределы выкипания 160-300°С) - бокового отгона и тяжелой фракции дизельного топлива (пределы выкипания 200-365°C) - кубового остатка.

Легкую и тяжелую дизельные фракции смешивают в соотношении 3:97% масс. и получают дизельное топливо, характеризующееся предельной температурой фильтруемости -21°C, температурой помутнения -19°C, плотностью 844 кг/м³ (при 15°C), кинематической вязкостью - 3,9 мм²/с (при 40°C), цетановым числом 50, цетановым индексом 47, содержанием серы 45 ррм.

Указанное дизельное топливо соответствует дизельному топливу Евро для холодного и арктического климата, класса 0, 1, 2 (согласно ГОСТ Р 52368-2005). В отдельных случаях допускается добавление керосиновой фракции.

Пример 2.

Предлагаемый способ получения дизельного топлива осуществляют в одном гидрогенизационном блоке, состоящем из двух реакторов высокого давления.

Смесь газойля прямой перегонки и широкой бензиновой фракции замедленного коксования в соотношении 80:20% масс. подают в реакционную зону.

Газойль прямой перегонки характеризуется температурой выкипания внутри интервала температур 180-380°C, содержанием серы 0,7% масс., йодным числом - 2 г иода на 100 г продукта, предельной температурой фильтруемости -5°C, температурой помутнения -3°C.

Широкая бензиновая фракция замедленного коксования характеризуется температурой выкипания внутри интервала 50-260°C, содержанием серы 1,3% масс. и йодным числом 18 г иода на 100 г продукта.

Реакционная зона загружена следующими объемами катализаторов: 55% масс. - катализатора гидроочистки, 35% масс. - катализатора каталитической депарафинизазации и 10% масс. - катализатора дополнительной гидроочистки.

В качестве катализатора гидроочистки и дополнительной гидроочистки используют алюмо-кобальт-молибденовый катализатор, в качестве катализатора гидродепарафинизации - никель-цеолитный катализатор.

Процесс гидроочистки и дополнительной гидроочистки осуществляют при температуре 380°C, объемной скорости подачи сырья 4,0 час^-1, давлении 4 МПа и соотношении ВСГ/сырье 350 н.об./об.

Процесс каталитической гидродепарафинизации осуществляют при температуре 380°C, объемной скорости подачи сырья 5,0 час^-1, давлении 4 МПа и соотношении ВСГ/сырье 300 н.об./об.

Полученный гидрогенизат после сепарации от углеводородного газа и сероводорода подвергают ректификации с выделением бензиновой фракции, легкой фракции дизельного топлива (пределы выкипания 150-320°C) - бокового отгона и тяжелой фракции дизельного топлива (пределы выкипания 180-360°C) - кубового остатка.

Легкую и тяжелую дизельные фракции смешивают в соотношении 20:80% масс. и получают дизельное топливо, характеризующееся предельной температурой фильтруемости -29°С, температурой помутнения -26°С, плотностью 837 кг/м³ (при 15°С), кинематической вязкостью - 3,6 мм²/с (при 40°С), цетановым числом 49, цетановым индексом 48, содержанием серы - 35 ррм.

Указанное дизельное топливо соответствует дизельному топливу Евро для холодного и арктического климата, класса 3 (согласно ГОСТ Р 52368-2005). В отдельных случаях допускается добавление керосиновой фракции.

Пример 3.

Предлагаемый способ получения дизельного топлива осуществляют в одном гидрогенизационном блоке, состоящем из двух реакторов высокого давления.

Смесь газойля прямой перегонки и широкой бензиновой фракции замедленного коксования в соотношении 70:30% масс. подают в реакционную зону.

Газойль прямой перегонки характеризуется температурой выкипания внутри интервала температур 180-385°С, содержанием серы 0,8% масс., йодным числом - 2 г иода на 100 г продукта, предельной температурой фильтруемости -7°C, температурой помутнения -5°C.

Широкая бензиновая фракция замедленного коксования характеризуется температурой выкипания внутри интервала 50-240°C, содержанием серы 1,0% масс. и йодным числом 25 г иода на 100 г продукта.

Реакционная зона загружена следующими объемами катализаторов: 65% масс. - катализатора гидроочистки, 20% масс. - катализатора каталитической депарафинизазации и 15% масс. - катализатора дополнительной гидроочистки.

В качестве катализатора гидроочистки и дополнительной гидроочистки используют алюмо-никель-молибденовый катализатор, в качестве катализатора гидродепарафинизации- молибден-цеолитный катализатор.

Процесс гидроочистки и дополнительной гидроочистки осуществляют при температуре 400°C, объемной скорости подачи сырья 6,0 час^-1, давлении 6 МПа и соотношении ВСГ/сырье 500 н.об./об.

Процесс каталитической гидродепарафинизации осуществляют при температуре 400°C, объемной скорости подачи сырья 7,0 час^-1, давлении 6 МПа и соотношении ВСГ/сырье 350 н.об./об.

Полученный гидрогенизат после сепарации от углеводородного газа и сероводорода подвергают ректификации с выделением бензиновой фракции, легкой фракции дизельного топлива (пределы выкипания 150-320°C) - бокового отгона и тяжелой фракции дизельного топлива (пределы выкипания 170-350°C) - кубового остатка.

Легкую и тяжелую дизельные фракции смешивают в соотношении 30:70% масс. и получают дизельное топливо, характеризующееся предельной температурой фильтруемости -38°C, температурой помутнения -35°C, плотностью 840 кг/м³ (при 15°C), кинематической вязкостью при 40°C - 3,0 мм²/с, цетановым числом 48 цетановым индексом 44, содержанием серы - менее 10 ррм.

Указанное дизельное топливо соответствует дизельному топливу Евро для холодного и арктического климата, класса 4 (согласно ГОСТ Р 52368-2005). В отдельных случаях допускается добавление керосиновой фракции.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет расширить сырьевые ресурсы производства дефицитного низкозастывающего дизельного топлива за счет счет вовлечения в состав сырья широкой бензиновой фракции замедленного коксования.

Для дальнейшего расширения ресурсов низкозастывающего дизельного топлива в его состав вводят в отдельных случаях прямогонные фракции (керосиновые и/или облегченные дизельные), что способствует улучшению смазывающих свойств получаемого дизельного топлива. Завершающей стадией производства является введение в топливо присадок: цетано-повышающей, противоизносной и депрессорно-диспергирующей.