Результат интеллектуальной деятельности: СТАБИЛЬНОЕ НИЗКОСЕРНИСТОЕ ОСТАТОЧНОЕ СУДОВОЕ ТОПЛИВО

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностям и, в частности, к топливам для судовых двигателей и энергетических установок.

Известно судовое высоковязкое топливо (патент РФ №1672731, опубл. 10.05.1995), на основе гудрона с добавлением мазута и газойля каталитического крекинга, фракции от 180 до 500°С вторичных процессов и/или фракцию от 200 до 480^oС крекинг-флегмы и фракцию выше 450°С остатка термических процессов или фракцию выше 520°С остатка деасфальтизации при следующем соотношении компонентов.

Недостатком является высокое содержание соединений серы от 2,25 до 2,95 % масс. в получаемом топливе, что ведет к увеличению выбросов оксидов серы при сгорании в атмосферу. Кроме того, недостатком является высокие значения температуры застывания от +3 до +19°С, что ограничивает использование данного топлива при низких температурах окружающей среды.

Известно судовое высоковязкое топливо (патент РФ № 2177979, опубл. 10.01.2002), на основе легкого газойля коксования, тяжелого газойля коксования, экстракта селективной очистки, смолы полиалкилбензольной, гудрона взятых в соотношении, мас.%: легкий газойль коксования 20-40, тяжелый газойль коксования 5-20, экстракт селективной очистки 15-30, смола полиалкилбензольная 1-5, гудрон - до 100.

Недостатком является высокое содержание соединений серы от 1,91 до 2,00 % масс., что ведет к увеличению выбросов оксидов серы при сгорании в атмосферу, а также высокие значения температуры застывания от +1 до -11°С, что может вызвать проблемы при использовании топлива при низких температурах окружающей среды.

Известно судовое высоковязкое топливо (патент РФ №2626236, опубл. 25.07.2017), на основе дистиллята вторичных крекинг процессов, висбрекинг-остатока, депрессорно-диспергирующей присадки.

Недостатком является высокое содержание соединений серы от 0,64 до 1,50 % масс., что ведет к увеличению выбросов оксидов серы при сгорании в атмосферу, а также высокие значения температуры застывания от +6 до -6°С до введения депрессорно-диспернгирующей присадки.

Известно судовое высоковязкое топливо для судовых энергетических установок  (патент РФ №  2155211, опубл. 27.08.2000), включающее использование в качестве компонентов полугудрона, широкой вакуумной фракции от 260 до 510°С или продуктов висбрекинга полугудрона и широкой вакуумной фракции от 260 до 510°С, легкого газойля каталитического крекинга, гидроочищенного дизельного топлива, депрессорной присадки, прямогонного мазута.

Недостатком предложенного состава судового топлива является высокое содержание серы от 1,40 до 1,95 % масс., ведущее к увеличению выбросов ее оксидов при сгорании в атмосферу, а также необходимость введения депрессорной присадки до 0,05 % масс. Данный состав топлива содержит 6 компонентов, что приводит к повышению трудозатрат его производство в условиях предприятия. Недостатком является использование прямогонного мазута, с невыделенными фракциями светлых нефтепродуктов, фактически от 15 до 45 %.

Известно топливо нефтяное тяжелое (патент РФ №2297442, опубл. 20.04.2007), принятое за прототип, на основе висбрекинг-остатка, содержащее экстракт селективной очистки масел и тяжелый газойль каталитического крекинга, вакуумный газойль, гудрон или полугудрон и мазут прямогонный

Недостатком является высокое содержание соединений серы от 2,30 до 2,69 % масс., что ведет к увеличению выбросов оксидов серы при сгорании в атмосферу, высокие значения температуры застывания от +15 до +30°С, ограничивающее использование данного топлива при низких температурах окружающей среды. Применение продуктов первичной переработки нефти – мазута и вакуумного газойля в качестве компонентов топлива снижают сырьевые ресурсы для выделения светлых нефтепродуктов на предприятии.

Техническим результатом является получение стабильного низкосернистого остаточного судового топлива с содержанием серы до 0,50 % масс.

Технический результат достигается тем, что дополнительно содержит малосернистые компоненты, в качестве которых используют тяжелую смолу пиролиза газобензиновой смеси и гидроочищенную дизельную фракцию, при следующем соотношении компонентов,  мас.%:

Заявляемый состав стабильного низкосернистого остаточного судового топлива дополнительно содержит тяжелую смолу пиролиза газобензиновой смеси и гидроочищенную дизельную фракцию, и включает в себя следующие компоненты, % масс.:

- тяжелая смола пиролиза газобензиновой смеси, от 25 до 70, выпускаемая по ТУ 2451-051-52470175;

- гидроочищенная дизельная фракция, от 20 до 65, выпускаемая по ГОСТ 305-2013;

- остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций, от 3 до 5;

- гудрон – остальное, выпускаемый по ГОСТ 32264-2013.

Которые обеспечивают получение стабильного низкосернистого остаточного судового топлива марок RMB 30, RMD 80, RME 180 и RMK 500 по ГОСТ 32510-2013 (ISO 8217:2017) с низким содержанием серы от 0,15 до 0,36 % масс. (таблица 2).

Тяжелая смола пиролиза (ТСП) представляет собой остаточный продукт пиролиза газобензиновой смеси. В качестве сырья процесса пиролиза используют смесь углеводородного газа и бензиновой фракции, которые выкипают при температурах от 40 до 180°С. Пиролиз проводят при температуре 850°С. Показатели качества тяжелой смолы пиролиза газобензиновой смеси представлены в таблице 1. Оптимальное содержание ТСП от 25 до 70 % масс. При содержании тяжелой смолы пиролиза в остаточном судовом топливе более 70% масс. увеличивается его плотность и расчетный индекс ароматизации CCAI до значений, после которых остаточное судовое топливо не соответствует требованиям. При содержании тяжелой смолы пиролиза в остаточном судовом топливе менее 25% масс. уменьшается кинематическая вязкость топлива, после которых остаточное судовое топливо не соответствует требованиям.

Гидроочищенная дизельная фракция является нефтяной фракцией, выкипающей при температуре от 180 до 300°С. Процесс гидроочистки проводят на стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 9 МПа. Сырьем процесса гидроочистки является прямогонная дизельная фракция, выкипающая при температуре от 180 до 300°С. Показатели качества гидроочищенной дизельной фракции представлены в таблице 1. Оптимальное содержание г/о ДФ от 20 до 65 % масс. При содержании гудроочищенной дизельной фракции в остаточном судовом топливе более 65% масс. уменьшается кинематическая вязкость топлива, после которых остаточное судовое топливо не соответствует требованиям. При содержании гудроочищенной дизельной в остаточном судовом топливе менее 20 % масс. увеличивается содержание серы в топливе более 0,50 % масс., что не соответствует требованиям.

Остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций представляет собой остаточную нефтяную фракцию, выкипающую при температуре от 350 до 500°С. Остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций получают в процессе висбрекинга гудрона при температуре от 430 до 450°С. Сырье процесса висбрекинга – гудрон выкипает при температуре выше 525°С. Показатели качества остатка висбрекинга тяжелых нефтяных фракций представлены в таблице 1. Оптимальное содержание ВО от 3 до 5 % масс. При содержании остатка висбрекинга тяжелых нефтяных фракций в остаточном судовом топливе более 5 % масс. содержание серы в остаточном судовом топливе выше 0,50 % масс., что не соответствует требованиям. При содержании остатка висбрекинга тяжелых нефтяных фракций в остаточном судовом топливе менее 3 % масс. уменьшается кинематическая вязкость топлива, после которых топливо не соответствует требованиям.

Гудрон представляет собой остаточную нефтяную фракцию, выкипающую при температуре выше 525°С. Гудрон получают в процессе вакуумной перегонки нефти. Показатели качества гудрона представлены в таблице 1. Оптимальное содержание гудрона от 2 до 5 % масс. При содержании гудрона в остаточном судовом топливе более 5 % масс. содержание серы в топливе выше 0,50 % масс., что не соответствует требованиям. При содержании гудрона в остаточном судовом топливе менее 2 % масс. уменьшается кинематическая вязкость топлива, после которых топливо не соответствует требованиям.

Таблица 1 – Показатели качества базовых компонентов остаточных судовых топлив

Из представленных данных видно, что состав стабильного низкосернистого остаточного судового топлива для судовых двигателей и энергетических установок при использовании в качестве компонентов тяжелой смолы пиролиза и гидроочищенной дизельной фракции, остатка висбрекинга тяжелых нефтяных фракций и гудрона позволяет получать топливо с содержанием серы от 0,15 до 0,36 % масс. Остаточное судовое топливо предлагаемого состава получают с повышенными низкотемпературными свойствами без введения депрессорных и/или депрессорно-диспергирующих присадок.

Таблица 2 – Компонентный состав и показатели качества стабильных низкосернистых остаточных судовых топлив

Состав поясняется следующими примерами.

Пример 1. Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо включает тяжелую смолу пиролиза с температурами выкипания от 67 до 282°С, которую получают на установке пиролиза газобензиновой смеси при температуре 850^oС; гидроочищенную дизельную фракцию выкипающую при температуре от 180 до 300°С, которую получают на установке гидроочистки в стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 9 МПа; остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций (ВО) с температурами выкипания от 350 до 500°С, который получают на установке висбрекинга тяжелых нефтяных фракций; гудрон выкипающий при температуре выше 525°С, который получают на установке вакуумной перегонки нефти. Тяжелую смолу пиролиза, гидроочищенную дизельную фракцию, остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций, гудрон компаундируют в соотношении 75:22:2:1 % масс.

Полученная в данном соотношении 75:22:2:1 базовая смесь ТСП, г/о ДФ, ВО, гудрона по физико-химическим показателям не соответствует требованиям по таким показателям как плотность, расчётный индекс ароматизации CCAI (таблица 2).

Пример 2. Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо включает тяжелую смолу пиролиза с температурами выкипания от 67 до 282°С, которую получают на установке пиролиза газобензиновой смеси при температуре 850°С; гидроочищенную дизельную фракцию выкипающую при температуре от 180 до 300°С, которую получают на установке гидроочистки в стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 9 МПа; остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций с температурами выкипания от 350 до 500°С, который получают на установке висбрекинга тяжелых нефтяных фракций; гудрон выкипающий при температуре выше 525°С, который получают на установке вакуумной перегонки нефти. Тяжелую смолу пиролиза, гидроочищенную дизельную фракцию, остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций, гудрон компаундируют в соотношении 75:20:2:3 % масс.

Полученная в данном соотношении 75:20:2:3 базовая смесь ТСП, г/о ДФ, ВО, гудрона по физико-химическим показателям не соответствует требованиям по таким показателям как плотность, расчётный индекс ароматизации CCAI (таблица 2).

Пример 3. Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо включает тяжелую смолу пиролиза с температурами выкипания от 67 до 282°С, которую получают на установке пиролиза газобензиновой смеси при температуре 850°С; гидроочищенную дизельную фракцию выкипающую при температуре от 180 до 300°С, которую получают на установке гидроочистки в стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 9 МПа; остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций с температурами выкипания от 350 до 500°С, который получают на установке висбрекинга тяжелых нефтяных фракций; гудрон выкипающий при температуре выше 525°С, который получают на установке вакуумной перегонки нефти. Тяжелую смолу пиролиза, гидроочищенную дизельную фракцию, остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций, гудрон компаундируют в соотношении 72:18:5:5 % масс.

Полученная в данном соотношении 72:18:5:5 базовая смесь ТСП, г/о ДФ, ВО, гудрона по физико-химическим показателям не соответствует требованиям по таким показателям как плотность, расчётный индекс ароматизации CCAI (таблица 2).

Пример 4. Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо включает тяжелую смолу пиролиза с температурами выкипания от 67 до 282°С, которую получают на установке пиролиза газобензиновой смеси при температуре 850°С; гидроочищенную дизельную фракцию выкипающую при температуре от 180 до 300°С, которую получают на установке гидроочистки в стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 9 МПа; остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций с температурами выкипания от 350 до 500°С, который получают на установке висбрекинга тяжелых нефтяных фракций; гудрон выкипающий при температуре выше 525°С, который получают на установке вакуумной перегонки нефти. Тяжелую смолу пиролиза, гидроочищенную дизельную фракцию, остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций, гудрон компаундируют в соотношении 70:20:5:5 % масс.

Полученная в данном соотношении 70:20:5:5 базовая смесь ТСП, г/о ДФ, ВО, гудрона по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к остаточному судовому топливу марки RMK 500 (таблица 2).

Пример 5. Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо включает тяжелую смолу пиролиза с температурами выкипания от 67 до 282°С, которую получают на установке пиролиза газобензиновой смеси при температуре 850°С; гидроочищенную дизельную фракцию выкипающую при температуре от 180 до 300°С, которую получают на установке гидроочистки в стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 9 МПа; остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций с температурами выкипания от 350 до 500°С, который получают на установке висбрекинга тяжелых нефтяных фракций; гудрон выкипающий при температуре выше 525°С, который получают на установке вакуумной перегонки нефти. Тяжелую смолу пиролиза, гидроочищенную дизельную фракцию, остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций, гудрон компаундируют в соотношении 55:40:3:2 % масс.

Полученная в данном соотношении 55:40:3:2 базовая смесь ТСП, г/о ДФ, ВО, гудрона по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к остаточному судовому топливу марки RMD 80 (таблица 2).

Пример 6. Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо включает тяжелую смолу пиролиза с температурами выкипания от 67 до 282°С, которую получают на установке пиролиза газобензиновой смеси при температуре 850°С; гидроочищенную дизельную фракцию выкипающую при температуре от 180 до 300°С, которую получают на установке гидроочистки в стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 9 МПа; остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций с температурами выкипания от 350 до 500°С, который получают на установке висбрекинга тяжелых нефтяных фракций; гудрон выкипающий при температуре выше 525°С, который получают на установке вакуумной перегонки нефти. Тяжелую смолу пиролиза, гидроочищенную дизельную фракцию, остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций, гудрон компаундируют в соотношении 55:35:5:5 % масс.

Полученная в данном соотношении 55:35:5:5 базовая смесь ТСП, г/о ДФ, ВО, гудрона по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к остаточному судовому топливу марки RME 180 (таблица 2).

Пример 7. Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо включает тяжелую смолу пиролиза с температурами выкипания от 67 до 282°С, которую получают на установке пиролиза газобензиновой смеси при температуре 850°С; гидроочищенную дизельную фракцию выкипающую при температуре от 180 до 300°С, которую получают на установке гидроочистки в стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 9 МПа; остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций с температурами выкипания от 350 до 500°С, который получают на установке висбрекинга тяжелых нефтяных фракций; гудрон выкипающий при температуре выше 525°С, который получают на установке вакуумной перегонки нефти. Тяжелую смолу пиролиза, гидроочищенную дизельную фракцию, остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций, гудрон компаундируют в соотношении 40:50:5:5 % масс.

Полученная в данном соотношении 40:50:5:5 базовая смесь ТСП, г/о ДФ, ВО, гудрона по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к остаточному судовому топливу марки RME 180 (таблица 2).

Пример 8. Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо включает тяжелую смолу пиролиза с температурами выкипания от 67 до 282°С, которую получают на установке пиролиза газобензиновой смеси при температуре 850°С; гидроочищенную дизельную фракцию выкипающую при температуре от 180 до 300°С, которую получают на установке гидроочистки в стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 9 МПа; остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций с температурами выкипания от 350 до 500°С, который получают на установке висбрекинга тяжелых нефтяных фракций; гудрон выкипающий при температуре выше 525°С, который получают на установке вакуумной перегонки нефти. Тяжелую смолу пиролиза, гидроочищенную дизельную фракцию, остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций, гудрон компаундируют в соотношении 40:55:3:2 % масс.

Полученная в данном соотношении 40:55:3:2 базовая смесь ТСП, г/о ДФ, ВО, гудрона по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к остаточному судовому топливу марки RMB 30 (таблица 2).

Пример 9. Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо включает тяжелую смолу пиролиза с температурами выкипания от 67 до 282°С, которую получают на установке пиролиза газобензиновой смеси при температуре 850°С; гидроочищенную дизельную фракцию выкипающую при температуре от 180 до 300°С, которую получают на установке гидроочистки в стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 9 МПа; остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций с температурами выкипания от 350 до 500°С, который получают на установке висбрекинга тяжелых нефтяных фракций; гудрон выкипающий при температуре выше 525°С, который получают на установке вакуумной перегонки нефти. Тяжелую смолу пиролиза, гидроочищенную дизельную фракцию, остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций, гудрон компаундируют в соотношении 25:70:3:2 % масс.

Полученная в данном соотношении 25:70:3:2 базовая смесь ТСП, г/о ДФ, ВО, гудрона по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к остаточному судовому топливу марки RMB 30 (таблица 2).

Пример 10. Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо включает тяжелую смолу пиролиза с температурами выкипания от 67 до 282°С, которую получают на установке пиролиза газобензиновой смеси при температуре 850°С; гидроочищенную дизельную фракцию выкипающую при температуре от 180 до 300°С, которую получают на установке гидроочистки в стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 9 МПа; остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций с температурами выкипания от 350 до 500°С, который получают на установке висбрекинга тяжелых нефтяных фракций; гудрон выкипающий при температуре выше 525°С, который получают на установке вакуумной перегонки нефти. Тяжелую смолу пиролиза, гидроочищенную дизельную фракцию, остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций, гудрон компаундируют в соотношении 25:65:5:5 % масс.

Полученная в данном соотношении 25:65:5:5 базовая смесь ТСП, г/о ДФ, ВО, гудрона по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к остаточному судовому топливу марки RMB 30 (таблица 2).

Пример 11. Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо включает тяжелую смолу пиролиза с температурами выкипания от 67 до 282°С, которую получают на установке пиролиза газобензиновой смеси при температуре 850°С; гидроочищенную дизельную фракцию выкипающую при температуре от 180 до 300°С, которую получают на установке гидроочистки в стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 9 МПа; остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций с температурами выкипания от 350 до 500°С, который получают на установке висбрекинга тяжелых нефтяных фракций; гудрон выкипающий при температуре выше 525°С, который получают на установке вакуумной перегонки нефти. Тяжелую смолу пиролиза, гидроочищенную дизельную фракцию, остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций, гудрон компаундируют в соотношении 25:55:10:10 % масс.

Полученная в данном соотношении 25:55:10:10 базовая смесь ТСП, г/о ДФ, ВО, гудрона по физико-химическим показателям не соответствует требованиям по такому показателю как содержание серы (таблица 2).

Пример 12. Стабильное низкосернистое остаточное судовое топливо включает тяжелую смолу пиролиза с температурами выкипания от 67 до 282°С, которую получают на установке пиролиза газобензиновой смеси при температуре 850°С; гидроочищенную дизельную фракцию выкипающую при температуре от 180 до 300°С, которую получают на установке гидроочистки в стационарном слое алюмокобальтникельмолибденового катализатора при температуре 350°С и давлении 9 МПа; остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций с температурами выкипания от 350 до 500°С, который получают на установке висбрекинга тяжелых нефтяных фракций; гудрон выкипающий при температуре выше 525°С, который получают на установке вакуумной перегонки нефти. Тяжелую смолу пиролиза, гидроочищенную дизельную фракцию, остаток висбрекинга тяжелых нефтяных фракций, гудрон компаундируют в соотношении 10:72:8:10 % масс.

Полученная в данном соотношении 10:72:8:10 базовая смесь ТСП, г/о ДФ, ВО, гудрона по физико-химическим показателям не соответствует требованиям по такому показателю как содержание серы (таблица 2).

Состав стабильного низкосернистого остаточного судового топлива с содержащем серы до 0,5% масс. и улучшенными низкотемпературными свойствами для судовых двигателей и энергетических установок найдет широкое применение на нефтеперерабатывающих заводах с глубокой переработкой нефтяного сырья и нефтехимических предприятиях.