Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Изобретение относится к процессам нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам получения дизельного топлива.

Известен способ получения дизельного топлива (патент RU 2108370). Нефть перегоняют с выделением керосиновой фракции 120-(240-260)°С и фракций, 96% которых выкипают в пределах 140-(300-320)°С и 210-(340-360)°С, 10-30 мас. % последней фракции подвергают вторичной перегонке с выделением фракции 200-(300-320)°С, которую подвергают каталитической гидроочистке и цеолитной депарафинизации. Зимнее дизельное топливо получают путем компаундирования депарафинированной фракции со смесью фракций 140-(300-320)°С и 210-(340-360)°С, взятых в массовом соотношении 10:90-35:65, с исходной или гидроочищенной керосиновой фракцией 120-(240-260)°С и бензиновой фракцией НК-200°С в определенном массовом соотношении. В полученное базовое топливо вводят в необходимом количестве депрессорную присадку.

Недостатками этого способа являются:

- вовлечение в рецептуру дизельного топлива зимнего керосиновых фракций;

- ограниченное вовлечение фракции с концом кипения выше 320°С в дизельное топливо зимнее снижает ресурс его производства.

Наиболее близким к предлагаемому, является способ получения дизельного топлива (патент RU 2535492, пример 2), включающий перегонку нефти с выделением керосина, легкого и тяжелого дизельного топлива, каталитическую гидроочистку и депарафинизацию дизельного топлива, компаундирование, введение присадок, при этом при перегонке нефти выделяют фракции прямогонных легкого дизельного топлива и тяжелого дизельного топлива, обладающих определенными качественными параметрами, и далее их обрабатывают определенным образом. Так, фракцию прямогонного легкого дизельного топлива выделяют с температурой помутнения, находящейся в интервале температур от 5°С выше до 5°С ниже нормативного значения этого показателя для получаемого товарного зимнего дизельного топлива, и далее подвергают процессу гидроочистки. Выделенную прямогонную фракцию тяжелого дизельного топлива в полном объеме подвергают гидроочистке и последующей каталитической депарафинизации. Товарное зимнее дизельное топливо заданного класса получают компаундированием гидроочищенной фракции легкого дизельного топлива и балансового количества прошедшей гидроочистку и каталитическую депарафинизацию фракции тяжелого дизельного топлива.

Способ имеет следующие недостатки:

- недостаточная эффективность разделения фракций легкого и тяжелого дизельного топлива. В результате в сырье установок каталитической депарафинизации вовлекается значительное количество (от 30 до 60%) фракций, не требующих депарафинизации и пригодных для получения компонента как дизельного топлива зимнего, так и летнего. Наличие этих балластных фракций в сырье, при ограниченной пропускной способности установок каталитической депарафинизации, уменьшает время контактирования тяжелых фракций, ведет к увеличению энергетических затрат на нагрев сырья и последующее разделение продуктов, снижает суммарный выход товарных дизельных топлив из-за ненужного крекинга балластных фракций, требует очень жесткого технологического режима в реакторе депарафинизации и увеличения расхода дефицитного водорода, что в свою очередь приводит к частой регенерации катализатора и значительным эксплуатационным издержкам, приводит к ускоренному износу катализатора;

- ограниченная пропускная способность установок каталитической депарафинизации приводит к увеличению доли летнего дизельного топлива в общем объеме выпускаемой предприятием продукции, что ведет к меньшим экономическим выгодам в силу разницы стоимости летнего и зимнего видов топлив. С ростом объема суммарного дизельного топлива излишки летнего дизельного топлива не могут быть переработаны на установке депарафинизации и реализуются как дизельное топливо летнее;

- тяжелое дизельное топливо при гидроочистке меняет свои свойства в силу протекания реакций гидрирования ароматики, крекинга, в нем увеличивается количество балластных для процесса депарафинизации фракций.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности способа получения дизельного топлива за счет улучшения разделения фракций, уменьшения балластных фракций, идущих на депарафинизацию, увеличения доли зимнего дизельного топлива и уменьшения доли летнего дизельного топлива с сохранением отборов светлых нефтепродуктов на установках первичной перегонки нефти в условиях ограниченной производительности установок депарафинизации дизельного топлива без вовлечения в дизельное топливо дефицитного керосина.

Поставленная цель достигается использованием способа получения дизельного топлива, включающего перегонку нефти с выделением керосина, тяжелого и легкого дизельного топлива, гидроочистку легкого и тяжелого дизельного топлива, депарафинизацию, введение присадок. При этом тяжелое дизельное топливо после гидроочистки подвергают ректификации с выделением дизельного топлива зимнего и дизельного топлива летнего, а на депарафинизацию направляют кубовый остаток.

Способ осуществляют следующим образом.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема получения дизельного топлива.

Подготовленную к перегонке частично отбензиненную нефтесмесь (1), подают в основную ректификационную колонну (2), имеющую 42 тарелки, где с 15 тарелки осуществляют отбор прямогонного тяжелого дизельного топлива в отпарную колонну (7), с 25 тарелки осуществляют отбор прямогонного легкого дизельного топлива в отпарную колонну (6), а с 35 тарелки осуществляют отбор керосиновой фракции в отпарную колонну (5). С верха ректификационной колонны (2) осуществляют отбор бензина (3), с низа ректификационной колонны (2) выводят мазут (4).

Давление вверху ректификационной колонны (2) выдерживают 0,4-0,6 ати, температуру питания - не выше 365°С, температуру верха - 128-132°С, температуру на 35 тарелке - 194-198°С, температуру на 25 тарелке - 239-243°С, температуру на 15 тарелке выдерживают 308-312°С.

С низа отпарной колонны (5) выводят керосиновую фракцию (8). Прямогонную фракцию легкого дизельного топлива (9) из отпарной колонны (6) направляют на установку гидроочистки (11), где получают гидроочищенную фракцию легкого дизельного топлива (13). Фракцию тяжелого дизельного топлива (10) из отпарной колонны (7) направляют на установку гидроочистки (12), гидроочищенную фракцию тяжелого дизельного топлива (14) направляют в ректификационную колонну (15). С верха ректификационной колонны (15) выводят компонент дизельного топлива зимнего (16), базовое дизельное топливо летнее (17) и кубовый остаток (18). Кубовый остаток (18) направляют на установку депарафинизации (19), где ведут процесс до требуемой температуры помутнения. Далее, полученные фракции: гидроочищенную фракцию легкого дизельного топлива (13), депарафинизат (20), компонент дизельного топлива зимнего (16) смешивают и получают базовое дизельное топливо зимнее (21), вводят присадки (22) и получают товарное дизельное топливо зимнее (23). В базовое дизельное топливо летнее (17) вводят присадки (24) и получают товарное дизельное топливо летнее (25).

Пример выполнения приведен для нефтесмеси, состоящей на 30% из Ухтинских нефтей и на 70% из Восточных нефтей, суммарный выход прямогонного дизельного топлива, соответствующего после гидроочистки по своим параметрам дизельному топливу летнему, составляет 470,8 т/ч., что обусловлено максимальной возможностью работы дорогостоящей установки каталитической депарафинизации мощностью 100 т/ч по прямогонному дизельному топливу (98,5 т/ч по гидроочищенному дизельному топливу). Параметры получаемых дизельных топлив летнего и зимнего соответствуют классу 2 с температурой помутнения минус 5°С и минус 22°С соответственно.

Предварительно на лабораторной установке Аутомакс 9100 была проведена разгонка суммарной прямогонной фракции дизельного топлива (9) и (10) на узкие фракции с целью оценки физико-химических и качественных параметров потенциала дизельного топлива в данном типе нефтяного сырья, распределения компонентов дизельного топлива в легком и тяжелом дизельном топливе и определения значения наиболее значимого параметра -температуры помутнения каждой выделяемой узкой фракции и полученных дистиллятов в целом.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Результаты испытаний, приведенные в таблице 1, показывают, что в тяжелом дизельном топливе (отпарная колонна (7)) находится 25% фракций, выкипающих до 290°С, и до 65% фракций, выкипающих до 340°С. Эти компоненты уже обладают требуемой температурой помутнения и являются балластными для процесса каталитической депарафинизации, снижают производительность в процессе каталитической депарафинизации и приводят к повышенной нагрузке на катализатор, подвергаются излишнему крекингу.

Расчеты на программе Петросим-экспресс показывают невозможность в достаточном количестве удаления этих фракций в условиях атмосферного блока установки первичной переработки нефти. Задачу выделения этих компонентов из сырья каталитической депарафинизации решают с помощью ректификационной колонны, на которой выделяют до 10,0% от загрузки колонны легкого дизельного топлива (пригодного для приготовления дизельного топлива зимнего) и до 36,9% фракций, пригодных для получения дизельного топлива летнего. Следует отметить, что вторичной ректификации подвергается не суммарная фракция дизельного топлива, а только 40% от нее по массе, что снижает эксплуатационные и капитальные затраты на разделение. Таким образом, благодаря вторичной ректификации тяжелого дизельного топлива, снижают массовую нагрузку по сырью на реактор депарафинизации, расход водорода, уменьшают крекинг балластных фракций, получают максимальную долю зимнего дизельного топлива в общем объеме товарного топлива предприятия.

Пример по прототипу с использованием платиносодержащего катализатора депарафинизации - пример 2 по патенту RU 2535492 с максимальной возможностью работы дорогостоящей установки каталитической депарафинизации мощностью 100 т/ч по прямогонному дизельному топливу (98,5 т/ч по гидроочищенному дизельному топливу) и температурой помутнения прямогонного легкого дизельного топлива минус 22°С, что соответствует требуемой температуре для класса 2 топлива дизельного зимнего.

Как видно из примера, максимальное получаемое количество топлива зимнего составляет 243 т/час, при этом загрузка по способу, предлагаемому в примере, составляет 250 т/час, остальное прямогонное дизельное топливо, получаемое на предприятии, идет на получение дизельного топлива летнего.

Пример по предлагаемому изобретению.

Пример с использованием платиносодержащего катализатора депарафинизации и выделением фракции прямогонного легкого дизельного топлива с температурой помутнения, требуемой для класса получаемого топлива, минус 22°С.

На установке первичной перегонки из нефтесмеси (1) выделяют из основной ректификационной колонны (2) в отпарные колонны (5), (6), (7) прямогонные фракции. С низа отпарной колонны (5) выводят керосиновую фракцию (8). Суммарный выход продуктов из отпарных колонн (6), (7) составляет 470,8 т/ч. Выход фракции легкого дизельного топлива (9) (отпарная колонна (6)) составляет 282,5 т/ч или 60% от суммарного количества. Выход фракции тяжелого дизельного топлива (10) (отпарная колонна (7)) составляет 188,3 т/ч или 40% от суммарного количества. Из отпарной колонны (6) получают фракцию, выкипающую в пределах 180-290°С, с температурой помутнения минус 22°С и направляют ее на гидроочистку. Выход гидроочищенной фракции легкого дизельного топлива (13) составляет 98,5% или 278,2 т/ч. Эта фракция соответствует по своим параметрам дизельному топливу зимнему и в дальнейшем будет использована для приготовления товарного дизельного топлива зимнего.

Из отпарной колонны (7) получают фракцию, выкипающую в пределах 290-407°С, и направляют ее на гидроочистку. Выход гидроочищенной фракции тяжелого дизельного топлива (14) составляет 98,5% или 185,5 т/ч. Эта фракция не соответствует по своим параметрам дизельному топливу летнему и направляется на вторичную ректификацию в колонну с получением трех фракций. Доли отбора, состав и свойства получаемых фракций представлены в таблице 2.

Компонент дизельного топлива зимнего (16) по своим параметрам пригоден в дальнейшем для приготовления товарного дизельного топлива зимнего. Базовое дизельное топливо летнее (17) по своим параметрам пригодно в дальнейшем для приготовления товарного дизельного топлива летнего. Кубовый остаток (18) используют в качестве сырья установки каталитической депарафинизации.

Процесс депарафинизации кубового остатка (18) колонны ректификации (19) ведут до получения депарафинизата (20) с температурой помутнения минус 22°С.

Гидроочищенную фракцию легкого дизельного топлива (13) объединяют с компонентом дизельного топлива зимнего (16) и депарафинизатом (20), вводят депрессорно-диспергирующую присадку Dodiflou 4965 фирмы Clariant (22) в количестве 700 ррм, смазывающую присадку в количестве 200 ррм и получают товарное дизельное топливо зимнее (23). Результаты расчетов представлены в таблице 3.

Вариант выполнения предложенного способа, изложенный в данном примере, характеризуется максимальной долей дизельного топлива зимнего в общем объеме выпускаемых дизельных топлив.

Вариант выполнения наиболее близкого из известных способов по условиям патента RU 2535492 (пример 2) отличается значительно меньшей долей зимнего дизельного топлива в общем объеме товарных дизельных топлив, выпускаемых на предприятии при аналогичном объеме получаемого прямогонного дизельного топлива без использования ректификационной колонны.

Таким образом, применение предложенного способа получения дизельного топлива позволяет:

-максимально использовать основной ресурс увеличения производства - фракцию прямогонного топлива дизельного летнего;

- проводить сам процесс депарафинизации в отсутствие балластных фракций (более легких фракций прямогонного дизельного топлива), за счет чего увеличить эффективность процесса и увеличить выработку дизельного топлива зимнего, минимизируя при этом эксплуатационные затраты, подвергая вторичной ректификации только 40%, а не весь объем прямогонного дизельного топлива.

Из сравнения примеров видно, что предлагаемый способ позволяет увеличить выпуск дизельного топлива зимнего по сравнению с прототипом с 243,2 т/ч до 392,3 т/ч, при наличии такой же установки депарафинизации.