Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДЕАСФАЛЬТИЗАЦИИ МАЗУТА

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к очистке мазута от асфальтенов, смол и тяжелых металлов для получения качественного сырья каталитического крекинга.

Известен способ переработки мазута путем разделения вакуумной ректификации на вакуумный газойль и гудрон с последующей раздельной переработкой полученных фракций (Справочник нефтепереработчика, под ред. Г.А.Ластовкина, Л., Химия, 1986, стр.195-198). Недостатками известного способа являются высокие энергетические затраты на разделение мазута на фракции и трудности в квалифицированной переработке гудрона.

Известен способ очистки мазута от асфальтенов, смол и тяжелых металлов путем деасфальтизации мазута пропаном или бутаном в сырье для дальнейшей переработки (Справочник нефтепереработчика, под ред. Г.А.Ластовкина, Л., Химия, 1986, стр.199-207). Недостатками указанного способа являются высокие энергетические затраты на процесс деасфальтизации и низкий выход сырья для дальнейшей переработки. При увеличении выхода деасфальтизата изменением условий проведения процесса резко ухудшается качество деасфальтизата.

Известен способ получения синтетической нефти, включающий контактирование мазута с нагретым пористым инертным по отношению к реакции крекинга материалом при температуре 350-500°С и последующее отделение образовавшихся паров от пропитанного тяжелыми нефтяными остатками частиц пористого адсорбента (Hydrocarbon Process, v.62, №9, p.139, 1984). В известном способе минеральный пористый адсорбент после контактирования с мазутом и заполнения его пор нефтяными остатками направляют в специальный регенератор для выжигания либо газификации нефтяных остатков и нагрева адсорбента, после чего адсорбент рециркулируют на контактирование с мазутом. Недостатками известного способа являются его низкая эффективность в использовании тяжелых остатков.

Наиболее близким является способ очистки мазута от асфальтенов, смол и тяжелых металлов путем контактирования пропитанного мазутом широкопористого адсорбента-донора с узкопористым адсорбентом-акцептором (патент РФ №2415174, прототип). Пропитанный мазутом широкопористый адсорбент-донор приводят в контакт с узкопористым адсорбентом-акцептором при температуре 460-560°С, при весовом соотношении адсорбент-донор к адсорбенту-акцептору 1,0:(1,4-4,0) и времени контакта 1-5 мин, причем в качестве адсорбента-донора используют адсорбент с объемом пор 0,5-1,0 см³/г, средним диаметром пор 200-1000 Å и размером частиц 0,5-1,0 мм, а в качестве адсорбента-акцептора используют катализатор крекинга с размером частиц 0,02-0,16 мм. Недостатком указанного способа является высокий выход кокса на мазут при высокой температуре контактирования пропитанного мазутом адсорбента-донора и катализатора крекинга.

Целью настоящего изобретения является разработка способа деасфальтизации мазута для получения качественного сырья каталитического крекинга с низким выходом кокса на перерабатываемый мазут и минимальным содержанием асфальтенов и тяжелых металлов (ванадий+никель).

Указанная цель достигается путем раздельного осуществления стадий адсорбционной деасфальтизации мазута и каталитического крекинга.

В предлагаемом способе деасфальтизации мазута контактирование пропитанного мазутом широкопористого адсорбента с катализатором крекинга осуществляют в барабанной вращающейся печи при температуре 200-250°C, времени контакта 5-15 мин, при весовом соотношении адсорбента к катализатору крекинга 1,0:(1,4-4,0), с последующим разделением частиц адсорбента и катализатора крекинга, а затем проводят каталитический крекинг деасфальтизата, содержащегося в порах катализатора крекинга, с получением на выходе бензина, легкого и тяжелого газойлей, газовых продуктов крекинга и кокса.

Существенными отличиями от прототипа является то, что контактирование пропитанных мазутом адсорбента и катализатора крекинга ведут при температурах 200-250°C в барабанной вращающейся печи, после чего осуществляют разделение частиц за счет разности в их размерах. Катализатор крекинга, в порах которого находится деасфальтизат, направляют на каталитический крекинг при температурах 490-540°C, а широкопористый адсорбент с адсорбированными асфальтенами и тяжелыми металлами подвергают парокислородной газификации.

В качестве широкопористого адсорбента (адсорбента-донора) используют композитный алюмосиликатный материал, состоящий из монтмориллонита и/или его натриевой формы и термодиспергированного оксида алюминия при весовом соотношении компонентов от 1:1 до 1:5 (патент на изобретение 2205685). Широкопористый адсорбент характеризуется объемом пор не менее 0,6 см³/г, средним диаметром пор в диапазоне от 200 до 1000 Å и размером частиц 0,5-1,0 мм.

В качестве катализатора крекинга (адсорбента-акцептора) используют промышленный микросферический катализатор для крекинга нефтяных фракций, содержащий ультрастабильный цеолит и матрицу, в качестве компонентов которой используют аморфный алюмосиликат, гидроксид алюминия и бентонитовую глину (патент на изобретение 2300420). Катализатор характеризуется объемом пор 0,3-0,5 см³/г, средним диаметром пор в диапазоне от 60 до 100 Å и размером частиц 0,02-0,16 мм.

Материальный баланс процесса деасфальтизации и качество деасфальтизата приведены в таблице:

содержание фракций мазута в широкопористом адсорбенте и катализаторе крекинга определяли весовым методом по изменению массы;

содержание асфальтенов, тяжелых металлов (ванадий и никель) и коксуемость определяли анализом экстракта деасфальтизата (экстракцию проводили растворителем, состоящим из смеси этилового спирта и бензола в соотношении 1:1 по объему).

Пример 1. Выбран пример 1 из прототипа как наиболее близкий по температурному режиму.

Использовался мазут Ноябрьского месторождения нефти со следующими характеристиками:

- плотность мазута 0,948 г/см³;

- содержание серы 1,38 мас.%;

- содержание общего азота 0,26 мас.%;

- содержание ванадия 3,6 ppm;

- содержание асфальтенов 6,1 мас.%;

- коксуемость по Конрадсону 9,0 мас.%;

- начало кипения мазута 283°C;

- 50% точка отгона 547°C.

5 г широкопористого адсорбента, имеющего средний диаметр пор 200 Å и общий объем пор 0,6 см³/г, пропитывают 2,8 г мазута Ноябрьской нефти, подогретого до 280°C. Пропитанный адсорбент приводят в контакт с 7,2 г катализатора крекинга в условиях интенсивного перемешивания в псевдоожиженном слое при температуре 460°C. Диаметр пор катализатора крекинга составляет 80 Å и общий объем пор 0,4 см³/г. Весовое соотношение широкопористого адсорбента к катализатору крекинга составляет 1,0:1,4. Среднее время контактирования составляет 3 мин. Материальный баланс процесса деасфальтизации и качество деасфальтизата приведены в таблице.

Пример 2. 5 г широкопористого адсорбента пропитывают 2,8 г мазута Ноябрьской нефти, подогретого до 90°C для уменьшения вязкости мазута. Пропитанный адсорбент приводят в контакт с 20 г катализатора крекинга во вращающейся барабанной печи с косвенным нагревом при температуре 250°C. Время контактирования составляет 15 мин, весовое соотношение широкопористый адсорбент:катализатор крекинга составляет 1,0:4,0. Затем их частицы разделяют методом рассева на ситах за счет их различного фракционного состава.

Катализатор крекинга, в порах которого находится деасфальтизат, направляют на каталитический крекинг, а широкопористый адсорбент с адсорбированными асфальтенами и тяжелыми металлами подвергают парокислородной газификации.

Пример 3. Аналогичен примеру 2, отличие заключается в том, что контактирование осуществляют при температуре 200°C, время контакта 10 минут.

Пример 4. Аналогичен примеру 2, отличие заключается в том, что контактирование осуществляют при температуре 300°C и весовом соотношении широкопористый адсорбент:катализатор крекинга 1,0:3,0. Данные, приведенные в таблице, показывают, что повышенная температура процесса адсорбционной деасфальтизации мазута приводит к ухудшения качества деасфальтизата.

Пример 5. Аналогичен примеру 2, отличие заключается в том, что контактирование осуществляют при температуре 150°C и весовом соотношении широкопористый адсорбент:катализатор крекинга 1,0:2,0. Данные, приведенные в таблице, показывают, что низкая температура процесса адсорбционной деасфальтизации мазута приводит к уменьшению выхода деасфальтизата.

Как следует из приведенных примеров и таблицы, предлагаемый способ обеспечивает получение качественного сырья для каталитического крекинга с коксуемостью не более 1,0 мас.% и содержанием тяжелых металлов (ванадий+никель) не более 1,5 массовых миллионных долей.