СПОСОБ ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНЫХ ДИСТИЛЛЯТОВ
METHOD FOR HYDRAULIC TREATMENT OF DIESEL DISTILLATES

Настоящее изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно к способу гидроочистки дизельных дистиллятов.
Известен способ гидроочистки дизельных дистиллятов путем контактирования исходного сырья и водородсодержащего газа через слой катализатора при повышенной температуре и давлении. При этом исходное сырье подают как в верхнюю часть реактора, так и в несколько точек по высоте реактора в слой катализатора. Такой прием позволяет успешно решать проблему съема излишнего тепла реакции гидроочистки, так как дополнительно подаваемые порции сырья по высоте реактора выполняют функцию охлаждающего агента (Суханов В.П. «Каталитические процессы в нефтепереработке», М., «Химия», 1973 г., с.251).
Однако существенным недостатком известного способа является общее снижение степени очистки сырья вследствие поступления части сырья (в количестве 20-40% от свежего сырья) не на вход реактора, а по высоте 10%, 20%, 30% и 40% слоя загруженного катализатора, что уменьшает время контакта части поступившего сырья с катализатором.
-1
Наиболее близким к заявляемому является способ гидроочистки прямогонных дизельных дистиллятов или их смесей с продуктами вторичного происхождения путем контактирования исходного сырья с водородсодержащим газом (ВСГ) через слой гранулированного катализатора. Гидроочистку проводят при температуре 340-400°С, давлении 2,8-5,5 МПа, объемной скорости подачи сырья 3-5 час, соотношении водородсодержащий газ/сырье 200-500 н.об./об., при этом в одну или три точки по высоте слоя загруженного в реактор катализатора подают дополнительно водородсодержащий газ. В этом случае водородсодержащий газ выполняет функцию охлаждающего агента для обеспечения требуемого распределения температуры по всей зоне реактора (Ахметов С.А., Ишмиров М.Х., Веревкин А.П., Докучаев Е.С., Малышев Ю.М. «Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа», М., «Химия», 2005 г., с.316).
Недостатком способа являются значительные энергетические затраты на проведение процесса гидроочистки, связанные с дополнительным расходом водородсодержащего газа.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка способа гидроочистки дизельных дистиллятов, позволяющего одновременно обеспечивать требуемую степень очистки сырья, и регулировать температуру в зоне реакции.
Для решения поставленной задачи предлагается способ гидроочистки дизельных дистиллятов путем ректификации исходного сырья с разделением на облегченную и тяжелую дизельные фракции, затем тяжелую дизельную фракцию в смеси с водородсодержащим газом направляют в верхнюю часть реактора гидроочистки и пропускают через слой алюмо-никель-молибденового (ARM) или алюмо-кобальт-молибденового (АКМ) катализатора при повышенной температуре и давлении с подачей охлаждающего агента, в качестве которого используют облегченную дизельную фракцию, которую вводят в реактор гидроочистки в одну или несколько точек по высоте слоя катализатора, при этом точки ввода охлаждающего агента расположены по ходу сырья между 10 об.% и 50 об.% загрузки катализатора.
Причем в качестве исходного сырья используют прямогонные дизельные фракции или их смесь с дистиллятами вторичного происхождения, выкипающие в интервале температур 150-360°С. Облегченная дизельная фракция выкипает в интервале температур 150-260°С.
-1
Гидроочистку проводят при давлении 3-7 МПа, температуре 320-380°С, объемной скорости подачи сырья 1-5 час и соотношении водородсодержащий газ/сырье на входе в реактор не менее 250 н.об/об.
Отличия предлагаемого технического решения от известных состоят в том, что исходное сырье предварительно подвергают ректификации с разделением на облегченную и тяжелую дизельные фракции, затем тяжелую направляют в верхнюю часть реактора гидроочистки, а облегченную используют в качестве охлаждающего агента.
Указанные отличия позволяют получить двойной положительный эффект - обеспечивается регулирование температуры в зоне реакции и достигается требуемая степень очистки исходного сырья. Порционная подача облегченной дизельной фракции в зону реакции позволяет повысить производительность процесса без снижения степени очистки сырья.
Предлагаемый способ иллюстрируется приведенными ниже примерами.
Пример 1
Прямогонный дизельный дистиллят, выкипающий в пределах кипения 150-360°С, содержащий 1,4 мас.% серы, подвергают ректификации для разделения его на облегченную фракцию 150-220°С, содержащую 0,4 мас.% серы (выход фракции 150-220°С на исходный дизельный дистиллят составляет 20 мас.%), и тяжелую фракцию 220-360°С.
-1
Тяжелую фракцию 220-360°С смешивают с циркулирующим ВСГ и направляют в верхнюю часть реактора гидроочистки, загруженного АНМ катализатором. В реакторе осуществляют процесс гидроочистки при давлении 4 МПа, температуре 370°С, объемной скорости подачи сырья 5 час, соотношении ВСГ/сырье на входе в реактор 300 н.об./об.
Облегченную фракцию 150-220°С в качестве охлаждающего агента направляют в слой катализатора через распределительное устройство на уровне 30 об.% от верхней части загруженного катализатора по ходу сырья и последующие 70% загрузки катализатора указанная фракция проходит совместно с фракцией 220-360°С. Этим обеспечивается перепад температуры по слою катализатора не более 10°С, т.е. температура на входе в реактор 370°С, на выходе из реактора 380°С.
3
Полученный дизельный дистиллят характеризуется содержанием серы - менее 0,035 мас.% и соответствует по своему качеству требованиям ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН-590:2004). Содержание серы по данному ГОСТу дя топлива Вида 1 не должно превышать 0,035 мас.% (Евро-3). Остальные показатели качества также соответствуют требованиям ГОСТа (цетановое число - не менее 51, цетановый индекс - не менее 46, плотность при 15°С 820-845 кг/м и т.д.).
Пример 2
Прямогонный дизельный дистиллят, выкипающий в пределах кипения 150-360°С, содержащий 1,3 мас.% серы, подвергают ректификации для разделения его на облегченную фракцию 150-260°С, содержащую 0,7 мас.% серы (выход фракции 150-260°С на исходный дизельный дистиллят составляет 40 мас.%), и тяжелую фракцию 260-360°С.
-1
Тяжелую фракцию 260-360°С смешивают с циркулирующим ВСГ и направляют в верхнюю часть реактора гидроочистки, загруженного АКМ катализатором. В реакторе осуществляют процесс гидроочистки при давлении 5 МПа, температуре 320°С, объемной скорости подачи сырья 1,0 час, соотношении ВСГ/сырье на входе в реактор 400 н.об./об.
Облегченную фракцию 150-260°С в качестве охлаждающего агента подают в слой катализатора через распределительное устройство на уровне 20 об.% от верхней части загруженного катализатора по ходу сырья и последующие 80% загрузки катализатора указанная фракция проходит совместно с фракцией 260-360°С. Этим обеспечивается перепад температуры по слою катализатора не более 10°С, т.е. температура на входе в реактор 320°С, на выходе из реактора 330°С.
3
Полученный дизельный дистиллят характеризуется содержанием серы - менее 0,005 мас.% и соответствует по своему качеству требованиям ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН-590:2004). Содержание серы по данному ГОСТу для топлива вида 2 не должно превышать 0,005 мас.% (Евро-4). Остальные показатели качества также соответствуют требованиям ГОСТа (цетановое число - не менее 51, цетановый индекс - не менее 46, плотность при 15°С 820-845 кг/м и т.д.).
Пример 3
Смесь прямогонного дистиллята (70%) и легкого газойля каталитического крекинга (30%), выкипающую в пределах кипения 180-350°С, содержащую 1,6 мас.% серы, подвергают ректификации для разделения ее на облегченную фракцию 180-230°С, содержащую 0,5 мас.% серы (выход фракции 180-230°С на исходный дизельный дистиллят составляет 30 мас.%), и тяжелую фракцию 230-350°С.
-1
Тяжелую фракцию 230-350°С смешивают с циркулирующим ВСГ и направляют в верхнюю часть реактора гидроочистки, загруженного АНМ катализатором. В реакторе осуществляют процесс гидроочистки при давлении 7 МПа, температуре 340°С, объемной скорости подачи сырья 1,0 час, соотношении ВСГ/сырье на входе в реактор 500 н.об./об.
Облегченную фракцию 180-230°С в качестве охлаждающего агента подают в слой катализатора через распределительное устройство в двух точках: на уровне 10 об.% и 50 об.% от верхней части загруженного катализатора. Затем смесь фракций 180-230°С и 230-350°С проходит совместно через слой катализатора. Этим обеспечивается перепад температуры по слою катализатора не более 10°С, т.е. температура на входе в реактор 340°С, на выходе из реактора 350°С.
3
Полученный дизельный дистиллят характеризуется содержанием серы - менее 0,0010 мас.% и соответствует по своему качеству требованиям ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН-590:2004). Содержание серы по данному ГОСТу для топлива Вида 3 не должно превышать 0,0010 мас.% (Евро-5). Остальные показатели качества также соответствуют требованиям ГОСТа (цетановое число - не менее 51, цетановый индекс - не менее 46, плотность при 15°С 820-845 кг/м и т.д.).
Таким образом, реализация предлагаемого способа позволяет при облагораживании дизельных дистиллятов получать продукцию требуемого качества при относительно мягких технологических условиях и хороших расходных показателях.