СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАКТИВНОГО ТОПЛИВА
METHOD OF JET ENGINE FUEL PRODUCTION

Изобретение относится к способам получения реактивного топлива и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
-1
1
4
Известен способ получения реактивного топлива путем каталитической депарафинизации прямогонных керосиновых дистиллятов (фракции 168-282°С) в присутствии цеолитсодержащего катализатора (СГК-1). Процесс осуществляют при температуре 315°С, давлении 4 МПа, объемной скорости подачи сырья 1 час, соотношении водород/сырье 1000 нл/л. В результате содержание алкановых углеводородов н-строения в дистилляте снижается от 21% до 0%, температура начала кристаллизации уменьшается от -36°С до -60°С. Выход облагороженной фракции составляет 74,2 мас.% (при выходе бензина 17,5-18,3 мас.%, углеводородов С-С- 5,8-6,4 мас.% и потерях 1,4-1,8 мас.%). Указанная фракция может быть использована в качестве реактивного топлива
(Радченко Е.Д., Нефедов Б.К., Алиев P.P. Промышленные катализаторы гидрогенизационных процессов нефтепереработки, М., Химия, 1987 г., стр.95).
Недостатком способа является относительно низкий выход целевой фракции (около 74 мас.%), а также невозможность в ряде случаев достижения требуемого качества реактивного топлива по таким константам, как содержание непредельных углеводородов, термическая стабильность, содержание общей и меркаптановой серы.
-1
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения углеводородного топлива, заключающийся в глубоком гидрировании легкого газойля каталитического крекинга (фракция 200-315°С) при давлении 25-30 МПа, температуре 350-400°С в присутствии сульфидного никель-вольфрамового катализатора с последующей каталитической депарафинизацией полученного гидрогенизата. Глубокое гидрирование легкого газойля каталитического крекинга позволяет получить продукт, содержащий 2,8% ароматических углеводородов, 73,6% нафтеновых углеводородов и 23,6% парафиновых углеводородов, из которых 8,6% - нормального строения, температура начала кристаллизации этого продукта минус 18°С. Для понижения температуры начала кристаллизации используют стадию каталитической депарафинизации в присутствии цеолитсодержащего катализатора (СГК-1). Эту стадию осуществляют при давлении водорода 4-25 МПа, температуре 280-400°С в интервале объемных скоростей подачи сырья 1-10 час. В результате достигается снижение температуры начала кристаллизации продукта от -18 до -60°С. Этот продукт по своим показателям соответствует требованиям на реактивное топливо для сверхзвуковой авиации типа Т-6 (после введения присадок). (Бабиков А.Ф., Зеленцов Ю.Н. и др. Нефтепеработка и нефтехимия, №6, 1996 г., стр.22).
Недостатками способа являются нижеследующие:
- применение относительно высокого давления водорода (до 30 МПа) на стадии глубокого гидрирования легкого газойля каталитического крекинга, что требует использования металлоемкого и дорогостоящего оборудования;
- узкая сырьевая база технологии (только газойли каталитического крекинга), что существенно ограничивает применимость данного способа в условиях российской нефтепереработки;
- применение дорогого и сложного в эксплуатации сульфидного никель-вольфрамового катализатора на стадии глубокого гидрирования;
- относительно низкий выход целевого продукта (максимально 74-75 мас.% от исходного сырья).
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения реактивного топлива, позволяющего улучшить технологичность процесса за счет снижения давления водорода, что приведет к удешевлению производства, а также позволяющего повысить выход целевого топлива при одновременном расширении сырьевых ресурсов технологии (использование доступного прямогонного сырья).
Поставленная задача решается предлагаемым способом получения реактивного топлива, включающим гидрогенизационную обработку нефтяных дистиллятов и каталитическую депарафинизацию при повышенных температуре и давлении в присутствии катализаторов. Способ отличается тем, что в качестве сырья используют прямогонные керосиногазойлевые дистилляты, которые последовательно подвергают сначала каталитической депарафинизации, затем гидроочистке, причем соотношение объемов катализаторов стадий каталитической депарафинизации и гидроочистки составляет соответственно от 25-60 об.% до 75-40 об.%.
-1
Причем стадию каталитической депарафинизации осуществляют при давлении 2-5 МПа, температуре 290-380°С, объемной скорости подачи сырья 2-10 час, соотношении водород/сырье 200-1000 н.об./об. в присутствии молибденового или никель-молибденового катализатора на цеолитсодержащем носителе.
-1
Стадию гидроочистки осуществляют при давлении 2-5 МПа, температуре 290-360°С, объемной скорости подачи сырья 2-10 час, соотношении водород/сырье 200-1000 н.об./об. в присутствии алюмоникель-молибденового или алюмокобальт-молибденового катализатора.
На стадии каталитической депарафинизации парафиновые углеводороды нормального строения подвергаются деструкции, что способствует снижению температуры начала кристаллизации топливной фракции.
На стадии гидроочистки протекают реакции гидрирования сернистых соединений, в том числе меркаптанов, что обеспечивает получение малосернистого керосинового дистиллята, содержащего в своем составе минимальное количество меркаптанов. Указанный дистиллят отвечает требованиям на топливо РТ или ТС-1 (после введения соответствующих присадок).
Предлагаемое техническое решение подтверждается следующими примерами.
Пример 1.
Каталитической депарафинизации подвергают керосиновый дистиллят сернистой нефти - фракция 140-250°С, содержащий 0,15 мас.% серы и характеризующийся температурой начала кристаллизации минус 48°С.
-1
На этой стадии используют катализатор депарафинизации БФК-1 (молибден-никель на цеолитсодержащем носителе) при загрузке 25% общего объема катализаторов, и поддерживают следующий режим: температура - 380°С, давление - 5 МПа, объемная скорость подачи сырья - 10 час, соотношение водород/сырье - 1000 н.об./об.
В результате получают продукт, характеризующийся содержанием серы - 0,10 мас.% и температурой начала кристаллизации - ниже минус 60°С.
Указанный продукт направляют на стадию гидроочистки, где используют катализатор гидроочистки АНМ (алюмоникель-молибденовый); загрузка катализатора - 75% общего объема катализаторов.
-1
На стадии гидроочистки поддерживают следующий режим: температура - 290°С, давление - 5 МПа, объемная скорость подачи сырья - 2,0 час, соотношение водород/сырье - 1000 н.об./об.
В результате получают продукт, характеризующийся содержанием серы менее 0,01 мас.%, в том числе меркаптановой серы - отс., температурой начала кристаллизации - ниже минус 60°С и другими константами качества, отвечающими требованиям на реактивное топливо РТ. После введении присадок агидол и «нефтяные кислоты» этот продукт аттестуется как товарное топливо РТ. Выход топлива составляет 90% мас. от исходного сырья.
Пример 2.
Каталитической депарафинизации подвергают керосиновый дистиллят высокосернистой нефти - фракция 145-245°С, содержащий 0,25 мас.% серы и характеризующийся температурой начала кристаллизации - минус 44°С.
-1
На этой стадии используют катализатор депарафинизации СГК-5 (никель-молибден на цеолитсодержащем носителе) при загрузке 60% общего объема катализаторов, и поддерживают следующий режим: температура - 290°С, давление - 2 МПа, объемная скорость подачи сырья - 2 час, соотношение водород/сырье - 200 н.об./об.
В результате получают продукт, характеризующийся содержанием серы - 0,16 мас.% и температурой начала кристаллизации - ниже минус 60°С.
Указанный продукт направляют на стадию гидроочистки, где используют катализатор гидроочистки АКМ (алюмокобальт-молибденовый). Загрузка катализатора - 40% общего объема катализаторов.
-1
На стадии гидроочистки поддерживают следующий режим: температура - 360°С, давление - 2 МПа, объемная скорость подачи сырья - 10 час, соотношение водород/сырье - 200 н.об./об.
В результате получают продукт, характеризующийся содержанием серы - 0,1 мас.%, в том числе меркаптановой серы - 0,001 мас.%, температурой начала кристаллизации - ниже минус 60°С и другими константами качества, отвечающими требованиям на реактивное топливо ТС-1. Указанный продукт аттестуется как товарное топливо ТС-1. Выход топлива составляет 85 мас.% от исходного сырья.
Пример 3.
Каталитической депарафинизации подвергают керосиновый дистиллят малосернистой парафинистой нефти - фракция 135-245°С, содержащий 0,11 мас.% серы и характеризующийся температурой начала кристаллизации минус 42°С.
-1
На этой стадии используют катализатор депарафинизации СГК-1 (молибден на цеолитсодержащем носителе) при загрузке 50% общего объема катализаторов и поддерживают следующий режим: температура - 330°С, давление - 3,5 МПа, объемная скорость подачи сырья - 4 час, соотношение водород/сырье - 500 н.об./об.
В результате получают продукт, характеризующийся содержанием серы - 0,009% мас. и температурой начала кристаллизации - ниже минус 60°С.
Указанный продукт направляют на стадию гидроочистки, где используют катализатор гидроочистки АКМ (алюмокобальт-молибденовый); загрузка катализатора - 50% общего объема катализаторов.
-1
На стадии гидроочистки поддерживают следующий режим: температура - 330°С, давление - 3,5 МПа, объемная скорость подачи сырья - 4 час, соотношение водород/сырье - 500 н.об./об.
В результате получают продукт, характеризующийся содержанием серы - менее 0,005% мас, в том числе меркаптановой серы - отс., температурой начала кристаллизации - ниже минус 60°С и другими константами качества, отвечающими требованиям на реактивное топливо РТ.
После введения присадок агидол и «нефтяные кислоты» этот продукт аттестуется как товарное топливо РТ. Выход топлива составляет 75 мас.% от исходного сырья.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет улучшить технологичность процесса за счет снижения давления водорода до 2-5 МПа, что приводит к удешевлению производства. Также повышается выход реактивного топлива до 75-90% при использовании доступного прямогонного сырья.