Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВАКУУМНЫХ ДИСТИЛЛАТОВ

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности, к способу переработки вакуумных дистиллатов с получением дизельных топлив класса ЕВРО-5, применяемых в холодной и арктической зонах.

Известен способ получения моторных топлив путем каталитического крекинга вакуумных дистиллатов (фракция >360°С, содержащая 1,5-2,5 мас. % серы), заключающийся в предварительной гидроочистке и последующем каталитическом крекинге облагороженного продукта. В результате процесса гидроочистки получают углеводородный газ (1,5 мас. %), бензиновый дистиллат (1,3 мас. %), дизельный дистиллат (9,2 мас. %) и остаток с температурой кипения >350°С с содержанием серы 0,05-0,2 мас. %, который и направляют на стадию каталитического крекинга. В результате процесса каталитического крекинга получают порядка 10,0 мас. % углеводородного газа, порядка 50 мас. % бензинового дистиллата с содержанием серы 0,003-0,010 мас. % и порядка 10 мас. % среднедистллатной (дизельной) фракции с содержанием серы 0,10-0,40 мас. % (Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти, Москва, 2001 г., с. 121).

Недостатком способа является высокое содержание серы и ароматических соединений в продуктах каталитического крекинга, в частности - в дизельном дистиллате.

Дизельный дистиллат содержит 0,10-0,40 мас. % серы, около 40 мас. % ароматических углеводородов, что значительно превышает нормы, предъявляемые к дизельным топливам ЕВРО-5. Как правило, полученный дизельный дистиллат применяют как компонент более тяжелых топлив (судовое, котельное и др.) или используют как сырье для дальнейшего гидрогенизационного облагораживания.

Другим недостатком способа является невозможность использования полученных дизельных фракций в качестве низкозастывающих сортов дизельного топлива (зимнего и арктического).

Наиболее близким к заявляемому является способ переработки нефтяного сырья, включающий стадии гидрогенизационного облагораживания нефтяного сырья и каталитического крекинга остатка, полученного из продуктов гидрогенизационного облагораживания, который отличается тем, что дизельный дистиллат стадии гидрогенизационного облагораживания смешивают с дизельным дистиллатом стадии каталитического крекинга и подвергают совместной гидроочистке в соотношении соответственно от 15-85% до 60-40 мас. % (Патент РФ №2312887, 2007 г.).

При этом процесс гидрогенизационного облагораживания нефтяного сырья проводят при давлении 3,0-8,0 МПа, температуре 350-420°С, объемной скорости подачи сырья 0,5-2,0 час.^-1

Процесс каталитического крекинга остатка, полученного из продуктов гидрогенизационного облагораживания, проводят при температуре 500-540°С, кратности циркуляции катализатора 4-10 кг/кг сырья.

Совместную гидроочистку дизельного дистиллата, полученного смешением соответствующих дистиллатов стадии гидрогенизационного облагораживания и стадии каталитического крекинга, осуществляют при давлении 3,0-8,0 МПа, температуре 330-410°С, объемной скорости подачи сырья 0,7-3,0 час.^-1

Возможен вариант вовлечения в сырье совместной гидроочистки, полученное смешением дизельных дистиллатов стадии гидрогенизационного облагораживания и стадии каталитического крекинга, до 60 мас. % прямогонного дизельного дистиллата.

Недостатком способа является относительно высокая предельная температура фильтруемости (ПТФ) полученного топлива (порядка -10-15°С), что позволяет использовать это топливо только в зоне умеренного климата и исключает его применение в зонах холодного и арктического климата.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа переработки вакуумных дистиллатов, сочетающего гидрогенизационные технологии с процессом каталитического крекинга и каталитической депарафинизации, обеспечивающего увеличение выхода дизельного топлива класса ЕВРО-5, с предельной температурой фильтруемости не более -38°С и -44°С (класс 3 и 4 соответственно), что позволит использовать это топливо в условиях холодного и арктического климата, и при этом имеющего цетановое число не менее 47 ед.

Для решения поставленной задачи предлагается способ переработки вакуумных дистиллатов, включающий стадии гидрогенизационного облагораживания исходного сырья и каталитического крекинга остаточной фракции, полученной из продуктов гидрогенизационного облагораживания, смешения дизельных дистиллатов стадии гидрогенизационного облагораживания и стадии каталитического крекинга в соотношении от 10:90 до 50:50 мас. % и их совместную гидроочистку, который отличается тем, что полученный гидрогенизат стадии гидроочистки путем ректификации разделяют на две фракции: легкую дизельную фракцию, выкипающую внутри интервала температур 140-300°С и оставшуюся тяжелую дизельную фракцию, выкипающую при температуре до 360°С, после чего оставшуюся тяжелую дизельную фракцию подвергают каталитической депарафинизации при температуре 320-400°С, давлении 3,0-10,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,6-3,0 час^-1 и последующей гидроочистке-деароматизации при температуре 300-400°С, давлении 3,0-10,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 3,0-10,0 час^-1.

При этом, процесс гидрогенизационного облагораживания вакуумных дистиллатов проводят при температуре 340-430°С, давлении 4,0-10,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,6-3,0 час^-1.

Процесс каталитического крекинга остаточной фракции, полученной из продуктов гидрогенизационного облагораживания, проводят при температуре 500-540°С и кратности циркуляции катализатора 4-10 кг/кг сырья.

Совместную гидроочистку дизельного дистиллата, полученного смешением соответствующих дистиллатов стадии гидрогенизационного облагораживания и стадии каталитического крекинга, осуществляют при температуре 320-420°С, давлении 4,0-10,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5-3,0 час^-1.

Возможен вариант вовлечения в сырье совместной гидроочистки, полученное смешением дизельных дистиллатов стадии гидрогенизационного облагораживания и стадии каталитического крекинга, до 50 мас. % прямогонного дизельного дистиллата.

В качестве исходного сырья - вакуумных дистиллатов при реализации данного способа используют нефтяные фракции, выкипающие внутри интервала температур 340-560°С, содержащие 1,5-3,0 мас. % серы.

Разделение гидрогенизата стадии гидроочистки на фракции - легкую дизельную фракцию, выкипающую внутри интервалов температур 140-300°С и оставшуюся тяжелую дизельную фракцию, выкипающую при температуре до 360°С, каталитическая депарафинизация и последующая гидроочистка-деароматизация оставшейся дизельной фракции позволяет сделать способ технологичным, избежать излишней загрузки реактора и не подвергать дополнительной обработке фракции, в этом не нуждающиеся, таким образом добиться высокого выхода (до 40 мас. % на исходное сырье) дизельного топлива с необходимыми параметрами, соответствующими ГОСТ Р52368-2005, для холодного и арктического климата.

Ниже приведены примеры конкретной реализации способа.

Пример 1

Вакуумный дистиллат западносибирской нефти - фр. 340-560°С (содержание серы - 1,5 мас. %, содержание азота - 0,3 мас. %, коксуемость - 0,35 мас. %, до 360°С выкипает 9 об. %) подвергают гидрогенизационному облагораживанию при температуре 390°С, давлении 4,0 МПа, объемной скорости подачи сырья -1,5 час^-1 в присутствии алюмо-никель-молибденового катализатора. Степень конверсии составляет 15 мас. %, из которых 1,5 мас. % - бензиновый дистиллат (фр. Н.К. - 180°С), 13,5 мас. % - дизельный дистиллат (фр. 180-350°С), остальное - 85 мас. % - облагороженная остаточная фракция (фр. >350°С).

Дизельный дистиллат характеризуется содержанием серы 0,025 мас. %, облагороженная остаточная фракция - 0,1 мас. %.

Облагороженную остаточную фракцию подвергают каталитическому крекингу в присутствии цеолитсодержащего катализатора при температуре 540°С и кратности циркуляции катализатора - 4 кг/кг сырья. При каталитическом крекинге получают углеводородного газа - 20 мас. %, бензинового дистиллата (фр. Н.К. - 180°С) - 50 мас. %, дизельного дистиллата (фр. 180-350°С) - 18 мас. %, тяжелого газойля и кокса - 12 мас. %. Содержание серы в дизельном дистиллате - 0,1 мас. %.

Дизельный дистиллат стадий гидрогенизационного облагораживания и каталитического крекинга смешивают в соотношении 50:50 мас. % и направляют на совместную гидроочистку, которую осуществляют при давлении 4 МПа, температуре 380°С, объемной скорости подачи сырья 3,0 час^-1 на алюмо-кобальт-молибденовом катализаторе.

В результате получают гидрогенизат, характеризующийся содержанием серы менее 0,001 мас. % и температурой предельной фильтруемости - 15°С.

Указанный гидрогенизат путем ректификации разделяют на две фракции - легкую дизельную фракцию, выкипающую внутри интервала температур 140-300°С и оставшуюся тяжелую дизельную фракцию, выкипающую при температуре до 360°С.

Легкая дизельная фракция, выкипающая внутри интервала температур 140-300°С дизельного дистиллата, характеризуется содержанием серы менее 0,002 мас. %, температурой предельной фильтруемости -40°С и имеет цетановое число 47 ед.

Оставшуюся тяжелую дизельную фракцию, выкипающую при температуре до 360°С, подвергают каталитической депарафинизации при температуре 320°С, давлении 3,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 3,0 час^-1, при соотношении водородсодержащий газ/сырье - 500 об./об. в присутствии молибденового катализатора на цеолитовом носителе (содержит 9 мас. % молибдена) и последующей гидроочистке-деароматизации при температуре 300°С, давлении 3,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 3,0 час^-1, при соотношении водородсодержащий газ/сырье 500 об./об.

В результате получают дизельный дистиллат, характеризующийся содержанием серы менее 0,001 мас. %, температурой предельной фильтруемости -38°С и имеющий при этом цетановое число 48 ед.

Общий выход дизельного топлива (класса ЕВРО-5) на исходный вакуумный дистиллат составляет 36 мас. %.

Пример 2

Вакуумный дистиллат сернистой татарской нефти - фр. 350-550°С (содержание серы - 2,6 мас. %, содержание азота - 0,3 мас. %, коксуемость - 0,35 мас. %, до 360°С выкипает 6 об. %) подвергают гидрогенизационному облагораживанию при температуре 430°С, давлении 10,0 МПа, объемной скорости подачи сырья -0,6 час^-1 в присутствии алюмо-кобальт-молибденового катализатора. Степень конверсии составляет 24 мас. %, из которых 2,5 мас. % - бензиновый дистиллат (фр. Н.К. - 180°С), 21,5 мас. % - дизельный дистиллат (фр. 180-350°С), остальное - 76 мас. % - облагороженная остаточная фракция (фр >350°С).

Дизельный дистиллат характеризуется содержанием серы 0,015 мас. %, облагороженная остаточная фракция - 0,05 мас. %.

Облагороженную остаточную фракцию подвергают каталитическому крекингу в присутствии цеолитсодержащего катализатора при температуре 540°С и кратности циркуляции катализатора - 4 кг/кг сырья. При каталитическом крекинге получают углеводородного газа - 22 мас. %, бензинового дистиллата (фр. Н.К. - 180°С) - 54 мас. %, дизельного дистиллата (фр. 180-350°С) - 16 мас. % тяжелого газойля и кокса - 8 мас. %. Содержание серы в дизельном дистиллате - 0,05 мас. %.

Дизельный дистиллат стадий гидрогенизационного облагораживания и каталитического крекинга смешивают в соотношении 30:70 мас. % и направляют на совместную гидроочистку, которую осуществляют при давлении 10,0 МПа, температуре 320°С, объемной скорости подачи сырья 0,5 час^-1 на алюмо-кобальт-молибденовом катализаторе.

В результате получают гидрогенизат, характеризующийся содержанием серы менее 0,001 мас. % и температурой предельной фильтруемости -12°С.

Указанный гидрогенизат путем ректификации разделяют на две фракции - легкую дизельную фракцию, выкипающую внутри интервала температур 140-270°С, и оставшуюся тяжелую дизельную фракцию, выкипающую до 360°С.

Легкая дизельная фракция, выкипающая внутри интервала температур 140-270°С, характеризуется содержанием серы менее 0,001 мас. %, температурой предельной фильтруемости -44°С и имеет цетановое число 47 ед.

Оставшуюся тяжелую дизельную фракцию, выкипающую при температуре до 360°С, подвергают каталитической депарафинизации при температуре 360°С, давлении 10,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,6 час^-1, при соотношении водородсодержащий газ/сырье 700 об./об. на никелевом катализаторе с цеолитовым носителем (содержит 8 мас. % никеля) и последующей гидроочистке-деароматизации при температуре 350°С, давлении 7,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 7,0 час^-1, при соотношении водородсодержащий газ/сырье 700 об./об.

В результате получают дизельный дистиллат, характеризующийся содержанием серы менее 0,001 мас. %, температурой предельной фильтруемости -44°С и имеющий при этом цетановое число 47 ед.

Общий выход дизельного топлива (класса ЕВРО-5) на исходный вакуумный дистиллат составляет 40 мас. %.

Пример 3

Вакуумный дистиллат западносибирской нефти - фр. 350-550°С (содержание серы - 1,3 мас. %, содержание азота - 0,15 мас. %, коксуемость - 0,25 мас. %, до 360°С выкипает 5 об. %) подвергают гидрогенизационному облагораживанию при температуре 340°С, давлении 7,0 МПа, объемной скорости подачи сырья -3,0 час^-1 в присутствии алюмо-никель-молибденового катализатора. Степень конверсии составляет 20 мас. %, из которых 2,0 мас. % - бензиновый дистиллат (фр. Н.К. - 180°С), 18,0 мас. % - дизельный дистиллат (фр. 180-350°С), остальное - 80 мас. % - облагороженная остаточная фракция (фр. >350°С).

Дизельный дистиллат характеризуется содержанием серы 0,013 мас. %, облагороженная остаточная фракция -0,04 мас. %.

Облагороженную остаточную фракцию подвергают каталитическому крекингу в присутствии цеолитсодержащего катализатора при температуре 500°С и кратности циркуляции катализатора - 10 кг/кг сырья. При каталитическом крекинге получают углеводородного газа - 21 мас. %, бензинового дистиллата (фр. Н.К. - 180°С) – 51 мас. %, дизельного дистиллата (фр. 180-350°С) - 17 мас. %, тяжелого газойля и кокса - 11 мас. %. Содержание серы в дизельном дистиллате - 0,07 мас. %.

Дизельный дистиллат стадий гидрогенизационного облагораживания и каталитического крекинга смешивают в соотношении 10:90 мас. %, добавляют к ним 50 мас. % прямогонного дизельного дистиллата и направляют на совместную гидроочистку, которую осуществляют при давлении 7,0 МПа, температуре 420°С, объемной скорости подачи сырья 1,5 час^-1 на никель-молибденовом катализаторе.

В результате получают гидрогенизат, характеризующийся содержанием серы менее 0,0015мас. % и температурой предельной фильтруемости -13°С.

Указанный гидрогенизат путем ректификации разделяют на две фракции: легкую дизельную фракцию, выкипающую внутри интервала температур 140-285°С, и оставшуюся тяжелую дизельную фракцию, выкипающую до 360°С фракции.

Легкая дизельная фракция, выкипающая внутри интервала температур 140-285°С характеризуется содержанием серы менее 0,001 мас. %, температурой предельной фильтруемости -42°С и имеет цетановое число 49 ед.

Оставшуюся тяжелую дизельную фракцию, выкипающую при температуре до 360°С, подвергают каталитической депарафинизации при температуре 400°С, давлении 7,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,5 час^-1, при соотношении водородсодержащий газ/сырье 850 об./об. на молибденовом катализаторе с цеолитовым носителем (содержит 9% молибдена) и последующей гидроочистке-деароматизации при температуре 400°С, давлении 10,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 10,0 час^-1, при соотношении водородсодержащий газ/сырье 850 об./об.

В результате получают дизельный дистиллат, характеризующийся содержанием серы менее 0,001 мас. %, температурой предельной фильтруемости -42°С и имеющий при этом цетановое число 49 ед.

Общий выход дизельного топлива (класса ЕВРО-5) на исходный вакуумный дистиллат составляет 38 мас. %.