СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВОГО КОМПОНЕНТА БЕНЗИНА, ОБОГАЩЕННОГО ИЗОПАРАФИНАМИ
METHOD FOR OBTAINING HIGH-OCTANE PETROLEUM COMPONENT ENRICHED WITH ISOPARAFFINS

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности к усовершенствованному способу изомеризации узких бензиновых фракций с целью получения высокооктанового компонента бензина, обогащенного изопарафинами.
Известен способ получения изопарафинов на основе высокодисперсного хлорированного оксида алюминия с нанесенной платиной в количестве 0,2-0,5 мас.%, позволяющий осуществлять изомеризацию парафинов при температурах 150-230°С (см. статью Кузнецова П.Н., Кузнецовой Л.И., Твердохлебова В.П., Санникова А.Л. Каталитическая изомеризация низкомолекулярных парафиновых углеводородов в производстве экологически чистых высокооктановых бензинов // Технология нефти и газа. - №3. - 2005. - С.20-31).
Недостатком процесса является высокая чувствительность катализаторов к микропримесям сырья и влаги и необходимость регулярного добавления хлорсодержащих соединений, что делает процесс нерентабельным.
-1
Наиболее близким по сути техническим решением является способ среднетемпературной изомеризации легких бензиновых фракций, включающий превращение парафиновых углеводородов линейного строения в изопарафины в присутствии цеолитсодержащего катализатора СИ-1 ОАО НПП «Нефтехим», модифицированного 0,3-0,35 мас.% Pt. Процесс осуществляется при температуре 240-270°С, давлении 2,5 МПа, объемной скорости подачи сырья 2 ч. (см. статью Луговского А.И., Логинова С.А., Сысоева В.А. и др. Среднетемпературная изомеризация легких бензиновых фракций // Химия и технология топлив и масел. - №5. - 2000. - С.30-32).
Недостатком данного способа является использование водородсодержащего газа, требующего дорогостоящего оборудования и повышающего уровень опасности процесса; в качестве сырья возможно использование бензиновых фракций н.к. 62°С и, или н.к. 75°С, не содержащих бензола и циклопарафинов. При этом фракция 75-85°С остается невостребованной, так как не используется ни в изомеризации, ни в риформинге.
Техническая задача - создание простого и безопасного способа изомеризации углеводородов.
Технический эффект - существенное усовершенствование способа получения высокооктанового компонента бензина, обогащенного изопарафинами.
Он достигается тем, что способ получения высокооктанового компонента бензина включает стадию изомеризации бензиновых фракций в реакторе изомеризации, охлаждение, сепарацию и разделение продуктов. Процесс превращения углеводородов бензиновой фракции в высокооктановый компонент бензина ведут в реакторе на платинированном цеолитсодержащем катализаторе на основе цеолита BETA или деалюминированного морденита, содержащего 0,5% платины, в отсутствие водородной среды.
-1
Реакцию безводородной изомеризации исследовали на модельном сырье (н-гексане) в безводородной среде, в присутствии катализатора на основе широкопористого цеолита (BETA или деалюминированного морденита), содержащего 0,5% платины (Pt), при температуре 250-300°С, давлении 0,1-1 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,4-2 ч. Наилучший катализатор испытывали на бензиновой фракции н.к. 85°С, который позволил повысить октановое число бензина на 18-24 пункта.
Положительным эффектом является то, что реакцию изомеризации ведут в отсутствие водородсодержащего газа, что позволяет существенно усовершенствовать способ получения высокооктановых компонентов бензина с использованием сырья практически любого углеводородного состава, что дает возможность максимально вовлекать прямогонные бензины в процессы изомеризации, упростить обслуживание установки и повысить степень безопасности процесса.
Пример 1.
Объектом исследований являлись модельное сырье (н-гексан) и прямогонная бензиновая фракция н.к. 85°С. Процесс изомеризации проводили при температуре 300°С, давлении 0,1 МПа, в присутствии катализаторов на основе платинированного деалюминированного морденита (0,5% Pt/MOR) и платинированного цеолита типа BETA (0,5% Pt/BETA) на проточной лабораторной установке.
3
Для исследования активности катализаторов использовалась установка проточного типа со стационарным слоем катализатора. Опыты проводились при атмосферном давлении. В реактор загружалось 10 см катализатора фракции 0,5-1 мм.
Первоначально активность катализаторов исследовали на модельном сырье - н-гексане.
Результаты приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
Материальный баланс безводородной изомеризации н-гексана на катализаторе 0,5% Pt/BETA.
Температура 300°С, давление 0,1 МПа,
объемная скорость подачи сырья 0,4 ч<sup>-1</sup>.
Приход
Расход
Наименование
Гр.
мас.%
Наименование
Гр.
мас.%
Сырье - н-гексан
1,97
100
Изомеризат
0,72
48,02
Углеводородный газ
0,55
8,61
Непревращенный н-гексан
0,69
43,0
Потери + кокс
0,01
0,37
Всего:
1,97
100
1,97
100
Выход изопарафинов составляет 45,77 мас.%
Таблица 2
Материальный баланс безводородной изомеризации н-гексана на катализаторе 0,5% Pt/MOR
Температура 300°С, давление 0,1 МПа,
объемная скорость подачи сырья 0,4 ч<sup>-1</sup>.
Приход
Расход
Наименование
Гр.
мас.%
Наименование
Гр.
мас.%
Сырье - н-гексан
2,23
100
Изомеризат
0,98
60,31
Углеводородный газ
0,65
15,47
Непревращенный н-гексан
0,58
23,18
Потери + кокс
0,02
0,44
Всего:
2,23
100
2,23
100
Наилучший результат в безводородной изомеризации показал катализатор 0,5% Pt/MOR, на котором выход изопарафинов при 300°С достигает 52 мас.%
Наиболее активный катализатор испытывали на прямогонной бензиновой фракции н.к. 85°С в аналогичных условиях. Результаты опытов сведены в таблицу 3.
Таблица 3
Материальный баланс установки деструктивной изомеризации бензиновой фракции н.к. 85°С
Приход
Расход
Наименование
Гр.
мас.%
Наименование
Гр.
мас.%
бензиновая фракция н.к. 85°С
3,89
100
Изомеризат
3,71
95,39
Углеводородный газ
0,14
4,05
Потери + кокс
0,04
0,56
Всего:
3,89
100
3,89
100
Анализ катализата показал, что переработка фракции н.к. 85°С при 300°С в присутствии платинусодержащего морденита позволяет получить жидкий катализат с октановым числом на 18-24 пунктов выше, чем у исходной бензиновой фракции.
Проведенные испытания подтвердили возможность получения концентрата изопарафиновых углеводородов - высокооктанового компонента бензинов, без применения водорода в присутствии цеолитсодержащего катализатора при температуре 250-300°С и давлении 0,1-1 МПа.
Исследования превращений узкой бензиновой фракции н.к. 85°С на промотированных платиной катализаторах показали перспективность ее использования для процесса деструктивной безводородной изомеризации.
Внедрение установки безводородной деструктивной изомеризации с целью получения высокооктанового компонента бензина, обогащенного изопарафинами, позволит расширить сырьевую базу и увеличить выпуск высокооктановых марок автобензинов: АИ-98 (Супер-98), АИ-95 (Премиум-95), АИ-92 (Регуляр-92), А-76 (Нормаль-80).