СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО СУДОВОГО МАЛОВЯЗКОГО ТОПЛИВА

Изобретение относится к способам получения топлива для судовых двигателей и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Топлива судовые предназначены для применения в судовых энергетических установках. В настоящее время требования к судовым топливам регламентируются национальным стандартом РФ ГОСТ Р 54299-2010.

Известен способ получения маловязкого топлива, описанный в патенте РФ №2074232, путем атмосферно-вакуумной перегонки нефти с выделением фракций, каталитического крекинга вакуумного газойля, компаундирования этих фракций в котором при атмосферно-вакуумной перегонке нефти выделяют фракции, выкипающие в интервалах 160-360, 160-420 и 300-480°C с последующим их смешиванием в массовом соотношении 40:40:20-60:30:10 с получением дистиллята прямой перегонки, а каталитическому крекингу подвергают фракцию вакуумного газойля, выкипающую в интервале 250-550°C с отделением от полученного продукта фракции, выкипающей в интервале 160-400°C, и компаундированием этой фракции с дистиллятом прямой перегонки в массовом соотношении 20:80 60:40. Недостатком известного способа является использование прямогонных дизельных фракций в количестве 40-80% мас. и высокое содержание серы в товарном продукте - более 1,3% мас. Кроме того, в данном способе производства топлива применяется очень трудоемкий и морально устаревший процесс каталитического крекинга в движущемся слое крупногранулированного шарикового катализатора, приводящий к ухудшению качества топлива.

Известен способ получения маловязкого судового топлива, описанный в патенте РФ №2232793, включающий атмосферно-вакуумную перегонку нефти с выделением прямогонных и вакуумных фракций, каталитический крекинг широкой вакуумной фракции с выделением дистиллята каталитического крекинга и компаундирование выделенных фракций с получением целевого продукта, в котором выделяют вакуумную фракцию, выкипающую в интервале 360-490°C, которую затем подвергают очистке селективным растворителем, и полученный высокоароматизированный экстракт компаундируют с прямогонными фракциями и дистиллятом каталитического крекинга в соотношениях 1:69:30-20:25:55 соответственно. Недостатком известного способа является использование прямогонных дизельных фракций в количестве 30-55% мас. и высокое содержание серы в товарном продукте - более 1,21% масс.

Известен способ получения судового маловязкого топлива, описанный в патенте РФ №2149888, путем атмосферно-вакуумной перегонки нефти с выделением фракций, каталитического крекинга вакуумного газойля, компаундирования этих фракций, в котором при атмосферно-вакуумной перегонке выделяют фракции 155-360°C, 155-435°C, 220-500°C и 240-560°C, первые три фракции смешивают в массовом соотношении 40:55:5-55:35:10 с получением дистиллята прямой перегонки нефти, а фракцию 240-560°C подвергают гидроочистке на алюмокобальтмолибденовом катализаторе, затем каталитическому крекингу в псевдоожиженном слое микросферического катализатора с отделением от полученного продукта фракции 155-420°C при массовом соотношении в дистилляте каталитического крекинга фракции 155-325°C и фракции 325-420°C 90:10-99:1 с последующим компаундированием ее с дистиллятом прямой перегонки в массовом соотношении 15:85-65:35. Недостатком данного способа является большое содержание общей серы и использование в составе топлива судового маловязкого прямогонной дизельной фракции, что снижает объемы производства товарного дизельного топлива.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому решению является способ получения экологически чистого судового маловязкого топлива, описанный в патенте РФ №2213125, включающий атмосферно-вакуумную перегонку нефти с выделением фракций, каталитический крекинг вакуумного газойля, компаундирование фракций, в котором при атмосферно-вакуумной перегонке выделяют фракцию 240-500°C и подвергают ее каталитическому крекингу с получением фракции 180-350°C легкого каталитического газойля и последующим гидрированием полученной фракции на никель-вольфрамовом сульфидном с добавкой окиси алюминия катализаторе с выделением из полученного гидрогенизата путем атмосферно-вакуумной перегонки фракции 195-315°C, которую смешивают с фракцией вакуумного газойля или термогазойля в соотношении 99:1-75:25 мас. % соответственно или фракцию 195-315°C смешивают с фракцией 180-350°C легкого каталитического газойля или с фракцией 180-350°C легкого коксового газойля в соотношении 99:1-60:40 мас. % соответственно или с печным бытовым топливом в соотношении 99:1-50:50 мас. % соответственно, затем в смесь дополнительно вводят композицию антиокислительной и противоизносной присадок в количестве 0,002-0,004 мас. % каждой. Результатом применения данного способа является получение экологически чистого судового топлива, однако указанный способ невозможно осуществить на производственной схеме ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез». Особенностью топливного производства на предприятии является то, что вакуумный газойль, получаемый на установках первичной переработки нефти, проходит сначала гидроочистку, а потом подвергается каталитическому крекингу с выделением легкого газойля.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка способа получения экологически чистого судового маловязкого топлива, отвечающего требованиям ГОСТ Р 54299-2010, применительно к схеме производства ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез».

Для решения поставленной задачи предлагается способ получения экологически чистого судового маловязкого топлива, включающий атмосферно-вакуумную перегонку нефти с выделением фракций, гидроочистку, каталитический крекинг, компаундирование фракций, введение присадки в полученную смесь, в котором в соответствии с предлагаемым решением при атмосферно-вакуумной перегонке выделяют фракцию вакуумного газойля 240-560°C и подвергают гидроочистке на сульфидированном алюмокобальтмолибденовом катализаторе с выделением фракций дизельного топлива 216-358°C и гидроочищенного вакуумного газойля 325-548°C (ГОВГ). Проводят каталитический крекинг ГОВГ и выделяют фракцию легкого газойля каталитического крекинга 219-357°C. Далее осуществляют компаундирование фракций дизельного топлива, ГОВГ и фракции легкого газойля каталитического крекинга в соотношении 83-75:2-6:15-19% соответственно. В смесь добавляют присадку в количестве 0,06% мас. для улучшения низкотемпературных свойств.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. В процессе атмосферно-вакуумной перегонки нефти получают широкую фракцию вакуумного газойля 240-560°C. Эту фракцию направляют на установку гидрирования высокого давления. Процесс гидрирования осуществляют на сульфидированном алюмокобальтмолибденовом катализаторе при следующих параметрах:

Парциальное давление водорода - 57÷60 кг/см²;

Температура - 360÷420°C;

Объемная скорость подачи сырья - 0,57÷0,65 час^-1;

Расход циркулирующего газа - 110000÷120000 нм³/час;

Кратность циркуляции водородсодержащий газ : сырье - 270:320 нм³/м³;

Содержание водорода в циркуляционном газе - 94÷98 об.%.

Гидрирование вакуумного газойля позволяет получить фракцию дизельного топлива с качественными характеристиками, указанными в таблице 1, являющуюся основным компонентом топлива судового маловязкого и фракцию гидроочищенного вакуумного газойля - таблица 2. Затем, фракцию гидроочищенного вакуумного газойля направляют на установку каталитического крекинга, процесс крекинга протекает в псевдоожиженном слое микросферического катализатора. Основные параметры процесса:

Загрузка установки - 290÷335 м³/час;

Температура на выходе из реактора - 538÷543°C;

Расход рециркулята кубового продукта - не более 20 м³/час;

Расход пара в зоне отпарки - 5,24÷7,54 т/час;

Перепад давления в системе реактор-регенератор - 0,27÷0,32 кгс/см².

В процессе крекинга выделяют фракцию легкого газойля, характеристики которой указаны в таблице 3. Физико-химические характеристики дизельного топлива с установки гидроочистки вакуумного газойля позволяют использовать данную фракцию в качестве топлива судового маловязкого. Однако с целью увеличения объема производства топлива судового маловязкого и уменьшения объема производимого на предприятии мазута предлагается вовлекать в нее легкий газойль каталитического крекинга. При этом для поддержания кинематической вязкости продукта в требуемом диапазоне 8,06-11,4 мм²/с предлагается вовлекать гидроочищенный вакуумный газойль с установки гидроочистки вакуумного газойля. Таким образом, для получения экологически чистого судового маловязкого топлива смешивают фракцию дизельного топлива с установки гидроочистки вакуумного газойля, фракцию гидроочищенного газойля с установки гидроочистки вакуумного газойля и фракцию легкого газойля каталитического крекинга в соотношении % 83-75:2-6:15-19. Для улучшения низкотемпературных свойств топлива в композицию вводят депрессорно-диспергирующую присадку в количестве 0,06% мас.

Данное соотношение компонентов, полученное эмпирическим путем, позволяет выпускать топливо судовое маловязкое, обладающее наилучшими показателями качества в соответствии с ГОСТ Р 54299-2010, а также разработанном на предприятии СТО 00044434-022-2013, который позволяет удовлетворить требования потребителей по низкому содержанию серы в топливе. Содержание серы в разрабатываемом топливе допускается не более 0,2% мас. при существующей норме по ГОСТ Р 54299-2010 не более 1,5% мас. Предлагаемый способ иллюстрируется примерами, компонентный состав представлен в таблице 4, в таблице 5 - показатели качества.

Уменьшение содержания гидроочищенного вакуумного газойля ниже 2% мас. приводит к снижению кинематической вязкости. Увеличение содержания гидроочищенного вакуумного газойля более 6% приводит к повышению температуры застывания, что приводит к необходимости увеличения вовлечения депрессорно-диспергирующей присадки выше установленной нормы. Норма присадки в 0,06% мас. определена экономической целесообразностью. Увеличение количества фракции легкого газойля каталитического крекинга более 19% мас., как и уменьшение менее 15% мас. приводит к несоответствию показателя кинематической вязкости по СТО.

Пример 1.

Нефть подвергают атмосферно-вакуумной перегонке, выделяют фракцию вакуумного газойля 240-560°C, осуществляют ее гидрирование на сульфидированном алюмокобальтмолибденовом катализаторе. Выделяют фракцию гидроочищенного дизельного топлива 216-358°C и фракцию гидроочищенного вакуумного газойля 325-548°C. Затем фракцию гидроочищенного вакуумного газойля направляют на установку каталитического крекинга, процесс крекинга протекает в псевдоожиженном слое микросферического катализатора, выделяют фракцию легкого газойля 220-360°C. Процессы гидроочистки и крекинга осуществляют при технологических параметрах, приведенных в описании.

Полученные компоненты смешивают в следующих соотношениях: 80% мас. гидроочищенного дизельного топлива с ГОВГ, 1% мас. гидроочищенного вакуумного газойля с ГОВГ 19% мас. легкого газойля каткрекинга. Полученное топливо имеет кинематическую вязкость при 20°C - 7,63 сСт, что не соответствует СТО (ниже нормы).

Пример 2.

Аналогично примеру 1 выделяют фракции гидроочищенного дизельного топлива с ГОВГ, гидроочищенного вакуумного газойля с ГОВГ, легкого газойля каткрекинга и смешивают их в соотношении 74:5:21% мас. соответственно. Полученное топливо имеет низкую кинематическую вязкость при 20°C - 7,84, что не соответствует СТО (ниже нормы).

Пример 3.

Аналогично примеру 1 выделяют фракции гидроочищенного дизельного топлива с ГОВГ, гидроочищенного вакуумного газойля с ГОВГ, легкого газойля каткрекинга и смешивают их в соотношении 83:4:13% мас. соответственно. Полученное топливо имеет низкую кинематическую вязкость при 20°C - 7,67, что не соответствует СТО (ниже нормы).

Пример 4.

Аналогично примеру 1 выделяют фракции гидроочищенного дизельного топлива с ГОВГ, гидроочищенного вакуумного газойля с ГОВГ, легкого газойля каткрекинга и смешивают их в соотношении 77:7:16% мас. соответственно. Полученное топливо имеет высокую температуру застывания -8°C, что не соответствует СТО. Для получения топлива, соответствующего требованиям СТО по показателю температура застывания, необходимо увеличить долю вовлечения депрессорно-диспергирующей присадки с 0,06% мас. до 0,075% мас., что экономически не целесообразно.

Пример 5.

Аналогично примеру 1 выделяют фракции гидроочищенного дизельного топлива с ГОВГ, гидроочищенного вакуумного газойля с ГОВГ, легкого газойля каткрекинга и смешивают их в соотношении 83:2:15% мас. соответственно. Добавляют депрессорно-диспергирующую присадку, например «Dodiflow» в количестве 0,06% мас. Данное количество присадки обеспечивает температуру застывания топлива не выше минус 10°C, что соответствует требованиям ГОСТ Р 54299-2010 и СТО 00044434-022-2013 и является экономически обоснованным.

Предлагаемый способ успешно используется в производстве ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез» для получения экологически чистого судового маловязкого топлива, соответствующего требованиям нормативных документов.