СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ
METHOD FOR PROCESSING OIL RESIDUES

Изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно к способу переработки нефтяных остатков.
2
-1
Известен способ переработки нефтяных остатков, который включает стадии гидрогенизационного облагораживания нефтяных остатков и разделения полученного гидрогенизата на дистиллят (топливные фракции) и непревращенный остаток. Полученный непревращенный остаток подвергают замедленному коксованию, получая дистилляты коксования и кокс. Затем дистилляты коксования дополнительно смешивают с дистиллятами стадии гидрогенизационного облагораживания и прямогонными дизельными дистиллятами и подвергают совместной гидроочистке при следующем соотношении, % масс.: дистилляты коксования 35-80, дистилляты гидрогенизационного облагораживания 15-40, прямогонные дизельные дистилляты 5-25. Процесс совместной гидроочистки осуществляют при давлении 40-80 кгс/см, температуре 320-400°С, объемной скорости подачи сырья 0,5-2,0 час, соотношении водородсодержащий газ (ВСГ)/сырье 400-1500 н.об./об. в присутствии алюмокобальтмолибденового или алюмоникельмолибденового катализатора. Способ позволяет получить малосернистый нефтяной кокс, пригодный к применению в качестве электродного кокса, бензиновую фракцию (Н.К. -180°С), которая используется как компонент сырья процесса каталитического риформинга, дизельную фракцию (180-360°С), содержащую порядка 0,035% масс. серы, и остаточную фракцию (>360°С), содержащую 0,1-0,3% масс. серы, которая может использоваться как компонент сырья каталитического крекинга или как компонент малосернистого котельного топлива (Патент РФ №2309974, 2007 г.).
Недостатком способа является то, что полученные топливные продукты не соответствуют современным требованиям по содержанию серы. В 2016 г. вводится ГОСТ на дизельное топливо, содержащее менее 0,001% масс. серы (Стандарт ЕВРО-5), что не может быть достигнуто по указанному способу. С другой стороны, получаемая остаточная фракция (>360°С), содержащая 0,1-0,3% масс. серы, не позволяет получить малосернистое сырье для процесса каталитического крекинга, где требуется снижение содержания серы до 0,02-0,05% масс.
Известен также способ переработки нефти, который включает атмосферную перегонку исходной нефти с получением топливных фракций и мазута, вакуумную перегонку мазута с выделением прямогонного вакуумного дистиллята и гудрона, коксование гудрона с последующим разделением продуктов коксования на бензиновую фракцию, легкую и тяжелую газойлевые фракции коксования и кокс. Тяжелую газойлевую фракцию коксования разделяют на два потока, один из которых в смеси с легкой газойлевой фракцией коксования и прямогонным вакуумным дистиллятом направляют на гидрокрекинг, а второй поток предварительно подвергают гидроочистке и затем направляют на каталитический крекинг в смеси с остатком гидрокрекинга, причем эти потоки разделяют в соотношении 35-80 масс. % и 20-65 масс. % (Патент РФ №2321613, 2007 г.).
Недостатком способа является весьма сложная технологическая схема, предусматривающая использование процессов коксования, каталитического крекинга (с предварительной гидроочисткой) и гидрокрекинга, что существенно удорожает процесс производства моторных топлив.
Наиболее близким к заявляемому является способ переработки нефтяных остатков, включающий деасфальтизацию гудрона бензином (процесс Добен) или бутаном и последующее гидрообессеривание деасфальтизатов (Берг Г.А., Хабибуллин С.Г. «Каталитическое гидрооблагораживание нефтяных остатков». Ленинград, Химия, 1986 г., стр. 173-176).
Процесс деасфальтизации углеводородными растворителями обеспечивает получение остаточного продукта, практически не содержащего асфальтенов со всеми сопутствующими им металлами. Так, при деасфальтизации гудрона арланской нефти (бутаном или пентаном) достигается выход деасфальтизата 70% и 85% соответственно.
Полученный деасфальтизат подвергают гидрогенизационному облагораживанию при давлении 10,0-14,7 МПа на стационарном слое катализатора. Полученный гидрогенизат после отделения газов - водородсодержащего и дистиллятного - подвергают ректификации.
Выход продуктов составляет (при переработке деасфальтизированного гудрона арланской нефти):
углеводородный газ С<sub>1</sub>-С<sub>4</sub>
2,3% масс.
аммиак + сероводород
3,2% масс.
фр. С<sub>5</sub> - 200°С
4,8% масс.
фр. 200-350°С
15,9% масс.
остаток >350°С
75,0% масс.
Расход водорода составляет 1,2% масс.
Содержание серы в гидрогенизате составляет 0,7-1,0% масс., в бензиновой фракции - 0,07-0,10% масс., в дизельной фракции - 0,4-0,6% масс., в остаточной фракции - 0,9-1,5% масс.
Недостатком указанного способа является то, что полученные при гидрогенизационном облагораживании дистилляты требуют дополнительной сероочистки, т.к. содержание в них серы значительно превосходит показатели, регламентируемые стандартом ЕВРО-5 (так, для дизельного дистиллята содержание серы не должно превышать 0,001% масс., т.е. 10 ррм).
Другим недостатком данного способа является относительно невысокий выход топливных продуктов - суммарный выход бензинового и дизельного дистиллята составляет порядка 20% масс.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа переработки нефтяных остатков, обеспечивающего увеличение выхода светлых фракций, в первую очередь дизельного топлива, соответствующего стандарту ЕВРО-5.
Для решения поставленной задачи предлагается способ переработки нефтяных остатков, который включает вакуумную перегонку мазута с выделением вакуумного дистиллята и гудрона, деасфальтизацию гудрона углеводородным растворителем, дальнейшее гидрогенизационное облагораживание смеси вакуумного дистиллята и деасфальтизата с получением гидрогенизата. Гидрогенизат путем ректификации разделяют на бензиновую, дизельную и остаточную фракции, остаточную фракцию гидрогенизата направляют на смешение с сырьем гидрогенизационного облагораживания при следующем соотношении компонентов, % масс.:
Вакуумный дистиллят
40-80
Деасфальтизат
10-30
Остаточная фракция гидрогенизата
10-30
Способ отличается тем, что гидрогенизационному облагораживанию подвергают деасфальтизат в смеси с вакуумным дистиллятом, также в это сырье рециркулирует остаточная фракция, полученная после гидрогенизации.
-1
Процесс гидрогенизационного облагораживания осуществляют при давлении 5,0-18,0 МПа, температуре 340-440°С, объемной скорости подачи сырья 0,5-1,5 час, соотношении водородсодержащий газ/сырье 800-1800 н.об./об. в присутствии алюмоникельмолибденового или алюмокобальтмолибденового цеолитсодержащего катализатора.
В качестве углеводородного растворителя процесса деасфальтизации гудрона используют бутан, пентан или бензин.
Ниже приведены примеры конкретной реализации способа.
Пример 1.
3
3
3
Переработке подвергают мазут арланской нефти (содержание серы 3,7% масс., плотность 1002 кг/м). Указанный мазут разделяют путем вакуумной перегонки на вакуумный дистиллят (плотность 901 кг/м, содержание серы - 3,2% масс.) и гудрон (плотность 1100 кг/м, содержание серы - 4,2% масс.).
3
Гудрон направляют на деасфальтизацию бутаном, при которой выход деасфальтизата составляет 70% масс. Качество деасфальтизата - плотность 965 кг/м, содержание серы - 3,8% масс., коксуемость 8,0%.
-1
Указанный деасфальтизат смешивают с вакуумным дистиллятом и подают на стадию гидрогенизационного облагораживания. Процесс гидрогенизационного облагораживания осуществляют при давлении 18 МПа, температуре 340°С, объемной скорости подачи сырья - 0,5 час, соотношении ВСГ/сырье 1800 н.об./об. В качестве катализатора используют алюмоникельмолибденый цеолитсодержащий катализатор.
В результате получают гидрогенизат, который после сепарации газов подвергают ректификации с выделением бензиновой фракции (выход - 10% масс.), дизельной фракции - выход 50% масс.) и остаточной фракции (выход - 37% масс.). Остальное - сероводород и углеводородные газы. Бензиновый дистиллят характеризуется пределами выкипания 40-190°С, содержанием серы менее 0,0001% масс. и является качественным сырьем процесса каталитического риформинга. Дизельный дистиллят характеризуется пределами выкипания 190-350°С, содержанием серы - менее 0,001% масс., цетановым числом 52, предельной температурой фильтруемости - 15°С и является товарным дизельным топливом класса ЕВРО-5 по ГОСТ Р 52368-2005 для умеренного климата.
3
Остаточная фракция (350°С - К.К.) характеризуется содержанием серы - 0,05% масс., плотностью 880 кг/м, коксуемостью - 0,10% масс. Указанная фракция частично выводится из системы, а частично подается на смешение с сырьем процесса гидрогенизационного облагораживания.
Соотношение продуктов в смеси, поступающей на стадию гидрогенизационного облагораживания, составляет:
Вакуумный дистиллят
40%
Деасфальтизат
30%
Остаточная фракция гидрогенизата
30%
В результате обеспечивается высокий выход светлых фракций - 60% масс. на исходное сырье, причем дизельная фракция отвечает стандарту ЕВРО-5.
Пример 2.
3
3
3
Переработке подвергают мазут западно-сибирской нефти (содержание серы 2,3% масс., плотность 950 кг/м). Указанный мазут разделяют путем вакуумной перегонки на вакуумный дистиллят (плотность 890 кг/м, содержание серы - 1,8% масс.) и гудрон (плотность 1020 кг/м, содержание серы - 2,8% масс.).
3
Гудрон направляют на деасфальтизацию пентаном, при которой выход деасфальтизата составляет 82% масс. Качество деасфальтизата - плотность 990 кг/м, содержание серы - 2,4% масс., коксуемость 6,0%.
-1
Указанный деасфальтизат смешивают с вакуумным дистиллятом и подают на стадию гидрогенизационного облагораживания. Процесс гидрогенизационного облагораживания осуществляют при давлении 10 МПа, температуре 400°С, объемной скорости подачи сырья - 1,0 час, соотношении ВСГ/сырье 1300 н.об./об. В качестве катализатора используют алюмокобальтмолибденовый цеолитсодержащий катализатор.
В результате получают гидрогенизат, который после сепарации газов подвергают ректификации с выделением бензиновой фракции (выход - 5% масс.), дизельной фракции - выход 42% масс.) и остаточной фракции (выход - 49% масс.). Остальное - сероводород и углеводородные газы. Бензиновый дистиллят характеризуется пределами выкипания 40-150°С, содержанием серы менее 0,0001% масс. и является качественным сырьем процесса каталитического риформинга. Дизельный дистиллят характеризуется пределами выкипания 150-340°С, содержанием серы - менее 0,001% масс., цетановым числом 48, предельной температурой фильтруемости - 38°С и является товарным дизельным топливом класса ЕВРО-5 по ГОСТ Р 52368-2005 для холодного и арктического климата.
3
Остаточная фракция (340°С - К.К.) характеризуется содержанием серы - 0,07% масс., плотностью 876 кг/м, коксуемостью - 0,13% масс. Указанная фракция частично выводится из системы, а частично подается на смешение с сырьем процесса гидрогенизационного облагораживания.
Соотношение продуктов в смеси, поступающей на стадию гидрогенизационного облагораживания, составляет:
Вакуумный дистиллят
60%
Деасфальтизат
20%
Остаточная фракция гидрогенизата
20%
В результате обеспечивается высокий выход светлых фракций - 47% масс. на исходное сырье, причем дизельная фракция отвечает стандарту ЕВРО-5.
Пример 3.
3
3
3
Переработке подвергают мазут восточных сернистых нефтей (содержание серы 3,0% масс., плотность 982 кг/м). Указанный мазут разделяют путем вакуумной перегонки на вакуумный дистиллят (плотность 898 кг/м, содержание серы - 2,4% масс.) и гудрон (плотность 1050 кг/м, содержание серы - 3,5% масс.).
3
Гудрон направляют на деасфальтизацию бензином (процесс «Добен»), при которой выход деасфальтизата составляет 86% масс. Качество деасфальтизата - плотность 1010 кг/м, содержание серы - 3,1% масс., коксуемость 7,5%).
-1
Указанный деасфальтизат смешивают с вакуумным дистиллятом и подают на стадию гидрогенизационного облагораживания. Процесс гидрогенизационного облагораживания осуществляют при давлении 5 МПа, температуре 440°С, объемной скорости подачи сырья - 1,5 час, соотношении ВСГ/сырье 800 н.об./об. В качестве катализатора используют алюмоникельмолибденовый цеолитсодержащий катализатор.
В результате получают гидрогенизат, который после сепарации газов подвергают ректификации с выделением бензиновой фракции (выход - 3% масс.), дизельной фракции - выход 30% масс.) и остаточной фракции (выход - 64% масс.). Остальное - сероводород и углеводородные газы. Бензиновый дистиллят характеризуется пределами выкипания 40-170°С, содержанием серы менее 0,0001% масс. и является качественным сырьем процесса каталитического риформинга. Дизельный дистиллят характеризуется пределами выкипания 170-350°С, содержанием серы - менее 0,001% масс., цетановым числом 51, предельной температурой фильтруемости - 16°С и является товарным дизельным топливом класса ЕВРО-5 по ГОСТ Р 52368-2005 для умеренного климата.
3
Остаточная фракция (350°С - К.К.) характеризуется содержанием серы - 0,1% масс., плотностью 886 кг/м, коксуемостью - 0,15% масс. Указанная фракция частично выводится из системы, а частично подается на смешение с сырьем процесса гидрогенизационного облагораживания.
Соотношение продуктов в смеси, поступающей на стадию гидрогенизационного облагораживания, составляет:
Вакуумный дистиллят
80%
Деасфальтизат
10%
Остаточная фракция гидрогенизата
10%
В результате обеспечивается высокий выход светлых фракций - 33% масс. на исходное сырье, причем дизельная фракция отвечает стандарту ЕВРО-5.
Таким образом, способ позволяет получить бензиновую фракцию - от 3 до 10% масс., отвечающую требованиям на сырье процесса каталитического риформинга (содержание серы менее 0,0001% масс.), дизельную фракцию - от 30 до 50% масс., отвечающую требованиям на дизельное топливо класса ЕВРО-5 (содержание серы менее 0,001% масс., или 10 ррм). Остаточная фракция (содержание серы не более 0,1% масс.) возвращается в процесс гидрогенизационного облагораживания, а также может частично использоваться как сырье процесса каталитического крекинга или производства масел.