СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
METHOD FOR DIESEL FUEL GENERATION

Изобретение относится к области нефтепереработки и может быть использовано при получении малосернистого дизельного топлива.
В настоящее время в качестве моторного топлива все чаще применяется дизельное топливо, вследствие его более высокого КПД. Получение дизельных топлив с низким содержанием серы является одной из наиболее важных проблем современной нефтепереработки. Присутствие соединений серы в нефтепродуктах вызывает усиленную коррозию, ухудшает условия эксплуатации двигателя, снижает сроки службы оборудования, а также требует защиты окружающей среды от вредного воздействия окислов серы, образующихся при сжигании сернистых соединений.
Требования к характеристикам выпускаемых в оборот дизельных топлив жестко регламентируются. В частности, в соответствии с международными стандартами содержание серы в готовом продукте не может превышать 10 ppm.
Известен способ получения дизельного топлива (патент РФ №2247140), включающий одноступенчатую гидроочистку легкой (конец кипения не выше 300°С) и двухступенчатую гидроочистку тяжелой (температура начала кипения не ниже 300°С) газойлевых фракций на алюмоникель-/алюмокобальтмолибденовом катализаторе. Гидроочистка производится при повышенной температуре и давлении с последующим компаундированием гидроочищенных фракций.
Известен способ получения сверхмалосернистого дизельного топлива, описанный в патенте РФ №2303624, в соответствии с которым топливо получают путем двухступенчатой каталитической гидроочистки дизельной фракции 180-360°С в присутствии водородсодержащего газа при повышенной температуре и давлении, получают паровую и жидкую фазу гидрогенизата первой ступени. Жидкую фазу гидрогенизата первой ступени подвергают гидроочистке на второй ступени с получением гидрогенизата второй ступени и его последующим объединением с паровой фазой гидрогенизата первой ступени.
Недостатком известных способов является то, что они не предназначены для получения топлива с содержанием серы не более 10 ppm.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению и выбранный авторами в качестве прототипа является способ получения дизельного топлива, описанный в «Справочнике нефтепереработчика» под редакцией Г.А.Ластовкина, Е.Д.Радченко, М.Г.Рудина, Ленинград, «ХИМИЯ», 1986 г., стр.73-74.
В соответствии с данным способом обессоленную нефть подают в атмосферную колонну на перегонку (дистилляцию). Из атмосферной колонны помимо бензиновой и керосиновой фракций отбирают два компонента дизельного топлива - фракцию 250-320°С и фракцию 320-380°С, температура питания колонны составляет 362°С. Фракции смешивают. Соотношение компонентов подбирается так, чтобы балансовая смесь вышеуказанных фракций, прошедшая гидроочистку при перегонке по методу ASTM D-86 выкипала до 360°С на >90% (по объему) и содержала до 1% серы.
Известный способ не позволяет получать топливо с содержанием серы до 10 ppm.
Целью предлагаемого изобретения является получение дизельного топлива с содержанием серы не более 10 ppm.
Указанная цель достигается способом получения дизельного топлива, включающим обессоливание нефти; ее дистилляцию; выведение дизельных фракций; их смешение и последующую гидроочистку смеси, при этом в соответствии с предлагаемым решением при дистилляции в атмосферной колонне отбирают фракцию с температурой кипения 170-341°С, фракции с температурой кипения выше 341°С направляют на последующую переработку в вакуумную колонну; при дистилляции в вакуумной колонне отбирают фракции с температурой кипения 181-304°С и 226-326°С; производят их смешение с фракцией дизельного топлива атмосферной колонны (170-341°С) в балансовом соотношении, при этом смесь этих фракций при перегонке по методу ASTM D-86 имеет конец кипения не более 340°С; полученную смесь подвергают гидроочистке на алюмокобальтмолибденовом или алюмоникельмолибденовом катализаторе.
Из литературных данных (например, Salvatore Torrisi, Michael Gunter, журнал "Petroleum Technology Quartlerly", 2004 г., т.9, №4 стр.29-35) известно, что во фракциях с концом кипения свыше 340°С содержатся сернистые соединения (замещенные дибензотиофены), где сера связана с пространственно затрудненными полиароматическими кольцами и ее удаление при гидроочистке осложняется ввиду пространственного закрытия атома серы.
Предлагаемый в качестве изобретения способ получения дизельного топлива решает эту проблему путем удаления этих соединений в вакуумной колоне, в результате чего высококипящие дибензотиофены остаются в вакуумном дистилляте, а дизельные фракции не содержат трудноудаляемой серы. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Обессоленную нефть направляют на дистилляцию в атмосферную колонну. Помимо бензиновой и керосиновой фракций отбирают компонент дизельного топлива фракцию 171-341°С, температура питания колонны составляет 362°С. Фракции с температурой кипения выше 341°С (в том числе тяжелые фракции дизельного топлива) направляются на дальнейшую переработку вместе с мазутом в вакуумную колонну. Из этой колонны, кроме вакуумного газойля, выводят две дизельные фракции с температурой кипения 181-304°С (верхний вывод) и фракцию 226-326°С (боковой вывод). Для достижения поставленной цели при осуществлении предлагаемого способа в вакуумную колонну вместе с мазутом направляются фракции с температурой кипения от 341°С. Увеличение содержания дизельных фракций с температурой конца кипения >341°С в мазуте не влияет на процесс дальнейшей переработки мазута в вакуумной колонне.
При работе вакуумной колонны используются параметры, соответствующие проектному решению:
Температура питания, °С не выше 395
Температура верха колонны, °С не выше 125
Температура низа колонны, °С не выше 380
Давление верха, мм рт.ст. 680-760
Полученные в атмосферной и вакуумной колонне дизельные фракции смешивают и подвергают гидроочистке на алюмокобальтмолибденовом или алюмоникельмолибденовом катализаторе. Балансовая смесь этих фракций при перегонке по методу ASTM D-86 имеет конец кипения не более 340°С.
Режим гидроочистки дизельного топлива зависит от вида катализатора, его активности, от качества сырья и требований к получаемому продукту и подбирается в соответствии с проектным решением, например:
Катализатор CoMo, NiMo
2
Давление, кг/см 20-60
Температура, °С 340-400
-1
Объемная скорость подачи сырья, ч 1-3
3
3
Кратность циркуляции водородсодержащего газа, нм/м 200-600
Содержание водорода в циркулирующем газе, % об. 75-95
Для понижения температуры застывания дизельного топлива после процесса гидроочистки используют процессы депарафинизации фракций дизельного топлива. Известны различные способы депарафинизации, например: карбамидная, каталитическая, адсорбционная - методом «Парекс» (см. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. М.: Химия, 2001, стр.442). Однако процесс депарафинизации применяется не всегда. Для получения дизельного топлива, соответствующего нормативным и эксплуатационным требованиям по низкотемпературным характеристикам, возможно использование депрессорно-диспергирующих присадок (Технология переработки нефти / Под редакцией Глаголевой О.Ф., Капустина В.М. Часть первая. Первичная переработка нефти. М.: Химия, «КолосС», стр.230). Например, депрессорно-диспергирующая присадка фирмы Clariant Dodiflow 5416. Присадки добавляются прямо в трубопровод, по которому готовое топливо поступает в накопительный резервуар. Добавление присадок не влияет на количество серы в готовом топливе.
Предлагаемый способ разработан и успешно применяется на ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез». Способ можно проиллюстрировать следующими примерами.
Пример №1.
В соответствии с предлагаемым способом обессоленную нефть направляют в атмосферную колонну на дистилляцию, температура питания колонны составляет 362°С. Отбирают компонент дизельного топлива - фракцию с температурой кипения 171-365°С. Фракции с температурой кипения выше 365°С направляются на дальнейшую переработку вместе с мазутом в вакуумную колонну, где выводят две дизельные фракции с температурой кипения 181-304°С (верхний вывод) и фракцию 226-340°С (боковой вывод).
Полученные дизельные фракции смешивают, при перегонке по методу ASTM D-86 смесь этих фракций имеет конец кипения не более 360°С.
При смешении, количества фракций берут в следующих соотношениях:
171-365°С - 85-87%
181-304°С - 1-3%
226-340°С - 8-12%
Смесь подвергают гидроочистке на алюмокобальтмолибденовом или алюмоникельмолибденовом катализаторе. Количество серы в готовом топливе составляет 0,0074% мас. (или 74 ppm).
Пример №2.
Способ осуществляется аналогично примеру 1, только из атмосферной колонны отбирают фракцию с температурой кипения 171-360°С, фракции смешивают, смесь этих фракций при перегонке по методу ASTM D-86 имеет конец кипения не более 350°С.
Процентный состав фракций в смеси имеет следующие пределы:
171-360°С - 82-85%
181-304°С - 1-5%
226-340°С - 11-13%
Смесь подвергают гидроочистке на алюмокобальтмолибденовом или алюмоникельмолибденовом катализаторе. Количество серы в готовом топливе составляет 0,002% мас. (или 20 ppm).
Пример №3.
Пример представляет собой вариант, при котором достигается цель, поставленная предлагаемым изобретением. Обессоленную нефть направляют в атмосферную колонну на дистилляцию, где отбирают компонент дизельного топлива - фракцию с температурой кипения 171-341°С.
Фракции с температурой кипения выше 341°С направляются на дальнейшую переработку вместе с мазутом в вакуумную колонну, где выводят две дизельные фракции с температурой кипения 181-304°С (верхний вывод) и фракцию 226-326°С (боковой вывод). Затем производят смешение дизельных фракций, отобранных из двух колон, а именно: 171-341°С; 181-304°С и 226-326°С. Смесь этих фракций при перегонке по методу ASTM D-86 имеет конец кипения не более 340°С. Процентный состав фракций в полученной смеси таков:
171-341°С - 80%
181-304°С - 7%
226-326°С - 13%
Указанное соотношение фракций представляет собой балансовое количество или выработанное количество (или количество по выработке). При смешении всего выработанного количества каждой из трех фракций, температура смеси при перегонке по методу ASTM D-86 имеет конец кипения не более 340°С.
Смесь подвергают гидроочистке на алюмокобальтмолибденовом или алюмоникельмолибденовом катализаторе. Количество серы в готовом топливе составляет 0,0009% мас. (или 9 ppm), что соответствует требованиям международных стандартов.
Предлагаемый способ позволяет получить дизельное топливо с содержанием серы не более 10 ppm, что соответствует требованиям международных стандартов и позволит расширить рынки сбыта готового продукта.
Технология получения дизельного топлива с низким содержанием серы, описываемая в предлагаемом изобретении, может быть внедрена на нефтеперерабатывающем заводе, имеющем стандартный набор оборудования, а именно установки АВТ и гидроочистки. Предлагаемый способ не требует дополнительного оборудования, не предусматривает проведение вторичной перегонки дизельной фракции, что позволяет экономить энергозатраты. Внедрение предлагаемого способа не требует дополнительных капиталовложений.