×
25.08.2017
217.015.9d1d

Способ деасфальтизации и деметаллизации тяжелого нефтяного сырья

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу удаления асфальтенов и металлов из тяжелого нефтяного сырья. Способ высокотемпературной деасфальтизации и деметаллизации тяжелого нефтяного сырья осуществляют следующим образом. Тяжелую нефть или мазут пропускают через неподвижный слой адсорбента при температуре 300-600°С при скорости подачи сырья через адсорбент 0,5-2 г-сырья/г-адсорбента/ч в присутствии водорода, подаваемого под давлением 4-7 МПа, способ отличается тем, что используют адсорбент, состоящий из гамма-оксида алюминия, полученный с помощью темплатного синтеза, содержащего макропоры, образующие регулярную пространственную структуру, причем доля макропор с размером в диапазоне от 50 нм до 500 нм составляет не менее 30% в общем удельном объеме пор. Технический результат - способ получения жидких нефтепродуктов с низким содержанием металлов и асфальтенов является экономичным. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу очистки тяжелого нефтяного сырья от металлов и асфальтенов путем их гидропереработки в присутствии адсорбента.

Углеводороды и, в частности, нефть рассматриваются как основной источник энергии и полимерных материалов для нужд человечества в последующие 25-200 лет. Запасы легко извлекаемой и легко перерабатываемой нефти истощаются, в то же время значительны запасы тяжелой или битумной нефти. Таким образом, прогнозируется увеличение доли использования тяжелой нефти и тяжелого нефтяного сырья в нефтехимическом секторе в будущем.

Основной трудностью использования тяжелого нефтяного сырья в химической промышленности является повышенное содержание асфальтенов и соединений металлов, приводящее к ускоренной дезактивации катализаторов глубокой переработки нефти, загрязнению реакторов смолами. Кроме того, высокая вязкость тяжелой нефти усложняет ее использование в промышленности. Для подготовки тяжелого нефтяного сырья к глубокой переработке на нефтеперерабатывающих заводах (крекинг, риформинг) предложены предварительные процессы деасфальтизации и деметализации, в которых снижается вязкость, плотность и коксуемость нефтепродукта, уменьшается содержание в нем металлических примесей (Ni, V и др.), происходит осветление.

Известны различные способы деасфальтизации и деметализации тяжелого нефтяного сырья: В патенте RU 2218379 для удаления асфальтенов из тяжелых твердых нефтяных остатков (гудрона) предложено использовать экстракцию сжиженными низкомолекулярными алканами. Нефтяной остаток подвергают экстракции сжиженным пропаном с получением растворов асфальта и деасфальтизата. Образующуюся фазу деасфальтизата отделяют от фазы асфальта, после чего направляют в регенератор, где при низком давлении пропан улетучивается и возвращается для повторения процесса.

В источнике [Нефтегазовые технологии, 2003, №2, с. 91] описан подобный способ деасфальтизации, согласно которому остаточное нефтяное сырье, смешанное при повышенных температуре и давлении в смесителе с углеводородным растворителем (от пропана до гексана), поступает в экстрактор (сепаратор асфальтенов). В нем растворитель, подаваемый противотоком сырью, извлекает из последнего более легкие компоненты с получением раствора деасфальтизата. Из нижней части экстрактора выводят раствор асфальта. После регенерации растворителя из растворов его насосом возвращают на смешение с остаточным сырьем.

В патенте RU 2462501, C10G 32/02, 27.09.2012 описано изобретение, касающееся способа деметаллизации и обессеривания в потоке сырой нефти, в котором сырая нефть поступает в первый электролизер для деметаллизации исходной нефти, затем обрабатываемая нефть подается во второй электролизер для извлечения серы, при этом обработку сырой нефти в потоке проводят электрохимически на переменном асимметричном токе.

В последнее десять-пятнадцать лет в качестве эффективных методов деасфальтизации и деметализации рассматриваются каталитические методы. В патенте JO2073 (В) [JP] 19970531 японской фирмы Japan Energy Corp. предложен катализатор гидропереработки тяжелого нефтяного сырья, содержащий пористый носитель из оксида алюминия с нанесенными на него соединениями молибдена, никеля и кобальта. Катализатор производит доочистку нефтепродукта от остаточного металлического компонента, таким образом продляя срок службы катализатора гидрирования.

В патенте US 9133401, B01J 21/94, 15.09.2015 предлагается усовершенствованный катализатор для гидродеметаллизации тяжелых нефтей и остатков. Катализатор имеет большие поры для гидродеметаллизации тяжелой нефти и остатка, благодаря чему обладает высокой активностью деметаллизации и высокой емкостью по металлу. Катализатор гидроочистки получают смешиванием исходного пористого порошка, преимущественно состоящего из гамма-оксида алюминия и имеющего поры объемом 0,3-0,6 мл/г или более и средний диаметр пор от 10 до 26 нм, экструдированного и прокаленного, с нанесенным металлическим активным компонентом из элементов, принадлежащих к группам VIIIB и VIB периодической таблицы.

Также в патенте US 4582595 (А) корпорации Mobil Oil Corp. предложен способ гидропереработки тяжелых нефтей с использованием катализатора на основе сепиолита. Изобретение относится к катализатору и способу его использования. При синтезе катализатора используется ионообменная реакция сепиолита с металлами групп Iб, IIб, IIb, IVb, Vb или VIIa, пропитка металлом из группы VIa и обмен с магниевой солью с промежуточной прокалкой. Авторы патента указывают на то, что разработанная каталитическая композиция применима для деметаллизации и гидропереработки углеводородного сырья.

В 2004 г. опубликован патент Китая CN №1488719 (А), в котором описан новый метод гидропереработки тяжелых углеводородов. Изобретение раскрывает метод обработки тяжелых углеводородов гидрированием, и характеризуется тем, что остаточное сырье последовательно проходит через фиксированный слой с защитным агентом, слой с катализатором деметаллизации, слой с катализатором гидрообессеривания и слой с катализатором гидродеазотирования (крекинга), в результате достигается очистка масла от асфальтенов, кокса и металлов.

Наиболее близким является катализатор и способ его использования, описанные в патенте [US 4328127, B01J 21/04, 14.05.1982]. В данном изобретении раскрывается роль крупных пор в удалении асфальтеновой фракции, показано, что крупные частицы асфальтенов не могут проникать в узкие поры адсорбента, следовательно, любой сорбционный материал для переработки мазутов должен содержать поры размером 20 нм и более для эффективного взаимодействия с асфальтенами и другими высокомолекулярными соединениями. В изобретении представлен макропористый катализатор, в котором в качестве активного компонента используются оксиды кобальта и молибдена, нанесенные на носитель из оксида алюминия. Недостатками данного катализатора являются его высокая стоимость, большие трудозатраты при приготовлении, сложность регенерации, а также малый объем транспортных макропор в носителе.

Изобретение решает задачу разработки эффективного способа удаления асфальтенов и металлов из тяжелого нефтяного сырья путем их концентрирования на поверхности адсорбента в присутствии водорода при повышенном давлении и температуре.

Задача решается предложенным способом высокотемпературной деасфальтизации и деметаллизации тяжелого нефтяного сырья, в котором нефть пропускают через неподвижный слой адсорбента при температуре 300-600°С, скорости подачи тяжелой нефти через адсорбент 0,5-2 г-нефти/г-адсорбента/ч, в присутствии водорода, подаваемого под давлением 4-7 МПа с соотношением 900-1000/1 (газ/жидкость), при этом используют адсорбент, состоящий из гамма-оксида алюминия, содержащий макропоры, образующие регулярную пространственную структуру, причем доля макропор с размером в диапазоне от 50 нм до 500 нм составляет не менее 30% в общем удельном объеме пор указанного адсорбента (объем микропор и мезопор не превышает 69%, объем пор с размером более 500 нм не превышает 1% в общем объеме пор).

Технический результат - дешевый способ получения жидких нефтепродуктов с низким содержанием металлов и асфальтенов.

Сущность изобретения состоит в использовании адсорбента, который ранее не применяли в процессах нефтепереработки. Данный адсорбент представляет собой активный гамма-оксид алюминия. Адсорбент отличается пористой структурой, которая имеет бимодальный характер (микропоры, макропоры), причем значительная доля пор представляет собой макропоры с размером от 50 нм до 500 нм, расположенные в пространстве упорядоченным образом. В качестве адсорбента с упорядоченным пространственным расположением пор используется гамма-оксид алюминия, полученный с помощью темплатного синтеза, при этом размер макропор адсорбента лежит в диапазоне от 50 нм до 500 нм. Их объем в общем объеме пор составляет более 30% (объем микропор и мезопор не превышает 69%, объем пор с размером более 500 нм не превышает 1% в общем объеме пор).

Пористая структура адсорбента играет решающую роль при концентрировании асфальтенов и металлов. Крупные частицы асфальтенов не могут проникать в узкие поры адсорбента, следовательно, любой сорбционный материал для переработки мазутов должен содержать поры размером 20 нм и более для эффективного взаимодействия с асфальтенами и другими высокомолекулярными фракциями. Используемый в данном методе адсорбент на основе макропористого оксида алюминия обеспечивает эффективное удаление асфальтенов. Синтез макропористого оксида алюминия осуществляется с использованием полистирольного темплата, аналогично методике, представленной в патенте RU 2527573. Химическая природа поверхности адсорбента позволяет концентрировать металлсодержащие соединения на своей поверхности. В результате достигается высокая степень деасфальтизации и деметаллизации нефтяного сырья. Преимуществом предложенных адсорбентов по сравнению с ранее предложенными катализаторами является их низкая стоимость при сопоставимой эффективности в целевом процессе.

Гидропереработку исходного нефтяного сырья по новому способу проводят при повышенной температуре в диапазоне от 300 до 600°С и повышенном давлении водорода от 4 до 7 МПа. Повышение давления водорода препятствует образованию кокса на поверхности адсорбента и продлевает срок его службы. Скорость подачи сырья через адсорбент варьируют от 0,5 до 2 г-сырья/г-адсорбента/ч, а расход водорода задают в диапазоне 16-80 мг-Н2/г-сырья/ч. Процесс проводят в присутствии адсорбента с регулярной пространственной структурой макропор.

В качестве сырья могут быть использованы тяжелые нефти (Башкирская нефть), остатки атмосферной перегонки нефти, например мазут марки М-100.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами и Фиг.1.

Пример 1.

Для приготовления адсорбента используют полистирольные темплаты с размером частиц 300 нм. Для получения носителя готовят пасту из подкисленного гидроксида алюминия (мелкодисперсный порошок псевдобемита - 80 г, азотная кислота - 2 г, дистиллированная вода - 25 г) и полистирольного темплата с размером частиц 300 нм (100 г). Продукт высушивают на воздухе в течение суток. Выход полученного композита составляет 180 г. Порошок композита гранулируют, полученные гранулы сушат на воздухе в течение суток, затем отжигают полистирол на воздухе при 950°С. Полученный материал обладает регулярной пространственной структурой макропор, имеющих средний размер 200-500 нм, измеренный с помощью низкотемпературной адсорбции азота. Пористая структура носителя показана на Фиг.1. Полученный адсорбент представляет собой цилиндрические гранулы диаметром 2,5 мм. Общий объем пор катализатора составляет 0,85 см3/г. Адсорбент в количестве 10 г загружают в реактор Берти и испытывают в реакции деметаллизации и деасфальтизации тяжелой Татарской нефти при температуре 600°С, давлении водорода - 7 МПа. Скорость подачи нефти составляет 2 г-нефти/г-адсорбента/ч, скорость подачи водорода 80 мг-Н2/г-кат/ч. После проведения испытаний пористость образца снижается до 0,55 см3/г за счет заполнения пор в исходном адсорбенте асфальтенами и соединениями металлов (Фиг. 1).

Пример 2 (сравнительный).

Приготовление адсорбента осуществляют аналогично примеру 1, однако при получении носителя не используют полистирольный темплат. Полученный адсорбент представляет собой цилиндрические гранулы диаметром 2,5 мм. Общий объем пор катализатора составляет 0,34 см3/г. Адсорбент в количестве 10 г загружают в реактор Берти и испытывают в реакции деметаллизации и деасфальтизации тяжелой Татарской нефти аналогично примеру 1. После проведения испытаний пористость образца снижается до 0,14 см3/г за счет заполнения пор в исходном адсорбенте асфальтенами и соединениями металлов (Фиг. 1).

Таким образом, в случае использования адсорбента, приготовленного в соответствии с примером 1 и имеющего макропористую структуру с порами от 50 нм до 500 нм, достигается более глубокое удаление асфальтенов и металлов.

Пример 3.

Гранулы макропористого адсорбента, приготовленные аналогично примеру 1, в количестве 15 г загружают в реактор Берти и испытывают в реакции деметаллизации и деасфальтизации тяжелого мазута марки М-100 при температуре 600°С, давлении водорода - 7 МПа. Скорость подачи сырья составляет 2 г-мазута/г-адсорбента/ч, соотношение водород/мазут составляет 9000 об./1 об.

Зависимость степени удаления соединений металлов и асфальтенов от времени представлена на Фиг. 2.

Пример 4 (сравнительный).

Гранулы макропористого адсорбента, приготовленные аналогично примеру 2, в количестве 15 г загружают в реактор Берти и испытывают в реакции деметаллизации и деасфальтизации тяжелого мазута марки М-100 при температуре 600°С, давлении водорода - 7 МПа. Скорость подачи сырья составляет 2 г-мазута/г-адсорбента/ч, соотношение водород/мазут составляет 9000 об./1 об. Зависимость степени удаления соединений металлов и асфальтенов от времени представлена на Фиг. 3.

Таким образом, в случае использования адсорбента, приготовленного в соответствии с примером 1 и имеющего макропористую структуру с порами от 50 нм до 500 нм, наблюдается более высокая степень очистки нефтяного сырья от асфальтенов и металлов, чем в случае с традиционным сорбентом, приготовленным по примеру 2.


Способ деасфальтизации и деметаллизации тяжелого нефтяного сырья
Способ деасфальтизации и деметаллизации тяжелого нефтяного сырья
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 103.
27.04.2013
№216.012.3980

Катализатор, способ его приготовления (варианты) и способ очистки отходящих газов от оксидов азота

Изобретение относится к катализатору, способу его приготовления и способу очистки отходящих газов от NO в окислительных условиях в присутствии углеводорода. Катализатор для очистки отходящих газов от оксидов азота каталитическим восстановлением метаном в окислительной атмосфере, содержит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480281
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.06.2013
№216.012.4b72

Регенерированный катализатор гидроочистки углеводородного сырья, способ регенерации дезактивированного катализатора и процесс гидроочистки углеводородного сырья

Изобретение относится к регенерированному катализатору гидроочистки, способу регенерации дезактивированных катализаторов и способу гидроочистки нефтяных дистиллятов. Описан регенерированный катализатор гидроочистки углеводородного сырья, имеющий объем пор 0,3-0,8 мл/г, удельную поверхность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484896
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c32

Способ прямой конверсии низших парафинов c-c в оксигенаты

Изобретение относится к способу прямой конверсии низших парафинов С-С в оксигенаты, такие как спирты и альдегиды, которые являются ценными промежуточными продуктами органического синтеза и могут применяться в качестве компонентов моторного топлива и/либо исходного сырья для получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485088
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.08.2013
№216.012.5c25

Элемент каталитической насадки (варианты) и способ осуществления экзотермических каталитических реакций

Изобретение относится к области каталитического сжигания топлив, а именно к способам приготовления элементов малообъемных каталитических насадок для осуществления сжигания газообразных, жидких и твердых топлив в организованном псевдоожиженном слое частиц инертного материала. Описан элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489210
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.614f

Каталитический реактор - парогенератор

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при экологически безопасной выработке пара для получения электроэнергии и теплоснабжения потребителей. Технический результат заключается в снижении расхода дефицитного и дорогостоящего катализатора и уменьшении содержания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490543
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.09.2013
№216.012.6e5f

Поглотитель, способ его приготовления (варианты) и способ удаления диоксида углерода из газовых смесей

Изобретение относится к области адсорбционного разделения газов. Предложен поглотитель диоксида углерода, содержащий карбонат калия, нанесенный на пористую матрицу из оксида иттрия. Описаны два варианта метода приготовления поглотителя. Предложен способ удаления диоксида углерода из газовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493906
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.09.2013
№216.012.6eea

Способ получения диоксида титана

Изобретение может быть использовано для получения диоксида титана с высокой дисперсностью, применяемого в качестве фотокатализатора для процессов фотокаталитической очистки воды и воздуха, а также в качестве адсорбента, пигмента или носителя активного компонента для приготовления катализаторов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494045
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.78c3

Катализатор гидрооблагораживания

Изобретение относится к области разработки катализатора гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы. Описан катализатор гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы, который является композитом, содержащим никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496577
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.78c5

Способ приготовления катализатора и способ каталитического сжигания топлив в псевдоожиженном слое

Изобретение относится к катализаторам. Описан способ приготовления катализатора сжигания топлива в псевдоожиженном слое на основе мартеновского шлака, в котором гранулы мартеновского шлака подвергают обработке парами воды при температуре максимального выделения водорода с последующим нанесением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496579
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.78c6

Способ приготовления катализатора гидрооблагораживания

Изобретение относится к области разработки способа приготовления катализатора гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы. Описан способ приготовления катализатора гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496580
Дата охранного документа: 27.10.2013
Показаны записи 1-10 из 109.
27.04.2013
№216.012.3980

Катализатор, способ его приготовления (варианты) и способ очистки отходящих газов от оксидов азота

Изобретение относится к катализатору, способу его приготовления и способу очистки отходящих газов от NO в окислительных условиях в присутствии углеводорода. Катализатор для очистки отходящих газов от оксидов азота каталитическим восстановлением метаном в окислительной атмосфере, содержит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480281
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.06.2013
№216.012.4b72

Регенерированный катализатор гидроочистки углеводородного сырья, способ регенерации дезактивированного катализатора и процесс гидроочистки углеводородного сырья

Изобретение относится к регенерированному катализатору гидроочистки, способу регенерации дезактивированных катализаторов и способу гидроочистки нефтяных дистиллятов. Описан регенерированный катализатор гидроочистки углеводородного сырья, имеющий объем пор 0,3-0,8 мл/г, удельную поверхность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484896
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c32

Способ прямой конверсии низших парафинов c-c в оксигенаты

Изобретение относится к способу прямой конверсии низших парафинов С-С в оксигенаты, такие как спирты и альдегиды, которые являются ценными промежуточными продуктами органического синтеза и могут применяться в качестве компонентов моторного топлива и/либо исходного сырья для получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485088
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.08.2013
№216.012.5c25

Элемент каталитической насадки (варианты) и способ осуществления экзотермических каталитических реакций

Изобретение относится к области каталитического сжигания топлив, а именно к способам приготовления элементов малообъемных каталитических насадок для осуществления сжигания газообразных, жидких и твердых топлив в организованном псевдоожиженном слое частиц инертного материала. Описан элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489210
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.614f

Каталитический реактор - парогенератор

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при экологически безопасной выработке пара для получения электроэнергии и теплоснабжения потребителей. Технический результат заключается в снижении расхода дефицитного и дорогостоящего катализатора и уменьшении содержания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490543
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.09.2013
№216.012.6e5f

Поглотитель, способ его приготовления (варианты) и способ удаления диоксида углерода из газовых смесей

Изобретение относится к области адсорбционного разделения газов. Предложен поглотитель диоксида углерода, содержащий карбонат калия, нанесенный на пористую матрицу из оксида иттрия. Описаны два варианта метода приготовления поглотителя. Предложен способ удаления диоксида углерода из газовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493906
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.09.2013
№216.012.6eea

Способ получения диоксида титана

Изобретение может быть использовано для получения диоксида титана с высокой дисперсностью, применяемого в качестве фотокатализатора для процессов фотокаталитической очистки воды и воздуха, а также в качестве адсорбента, пигмента или носителя активного компонента для приготовления катализаторов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494045
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.78c3

Катализатор гидрооблагораживания

Изобретение относится к области разработки катализатора гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы. Описан катализатор гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы, который является композитом, содержащим никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496577
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.78c5

Способ приготовления катализатора и способ каталитического сжигания топлив в псевдоожиженном слое

Изобретение относится к катализаторам. Описан способ приготовления катализатора сжигания топлива в псевдоожиженном слое на основе мартеновского шлака, в котором гранулы мартеновского шлака подвергают обработке парами воды при температуре максимального выделения водорода с последующим нанесением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496579
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.78c6

Способ приготовления катализатора гидрооблагораживания

Изобретение относится к области разработки способа приготовления катализатора гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы. Описан способ приготовления катализатора гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496580
Дата охранного документа: 27.10.2013
+ добавить свой РИД