КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУДОВЫХ ВЫСОКОВЯЗКИХ ТОПЛИВ И НЕФТЯНОГО КОКСА
COMBINED METHOD OF PRODUCING HIGH-VISCOSITY MARINE FUEL AND OIL COKE

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и комбинированным способам получения топлив для судовых двигателей и нефтяного электродного кокса процессами замедленного коксования и висбрекинга тяжелых нефтяных остатков.
Известно судовое высоковязкое топливо (патент РФ №1672731, опубл. 10.05.1995 г.) на основе прямогонного гудрона и мазута, а также остатков и дистиллятов вторичных процессов глубокой переработки нефти (каталитического крекинга, термического крекинга, или висбрекинга, или коксования, а также деасфальтизации), взятых в соотношении, мас.%:
Мазут
20-40
Газойль каталитического крекинга
5-20
Фр. 180-500°C вторичных процессов
и/или фр. 200-480°C крекинг-флегмы
5-15
Фр. 450°C - к.к. остатка термических процессов
или фр. 520°C - к.к. остатка деасфальтизации
20-60
Гудрон
До 100
Недостатком технологии производства является многокомпонентность, используемых в качестве компонентов продуктов процессов термического крекинга, или висбрекинга, или коксования. Количество тяжелых нефтяных остатков достигает 65-90%, в том числе до 20-40% потенциального сырья для выделения светлых нефтепродуктов - прямогонного мазута, а также широкие пределы кипения 180-500°C вторичных дистиллятов обуславливают низкую стабильность топлива к расслоению на фазы при длительном хранении и эксплуатации, неполноту сгорания и плохие экологические характеристики. К недостаткам известного состава также относится высокое содержание сернистых соединений (2,25-2,95%).
Известно судовое топливо (патент РФ №2155211, опубл. 27.08.2000 г.), которое получают на основе остаточной нефтяной фракции - смеси прямогонного мазута и полугудрона с добавлением дизельного топлива, легкого газойля каталитического крекинга и депрессорной присадки, гидроочищенного дизельного топлива, широкой вакуумной фракции 260-510°C или продуктов висбрекинга полугудрона и широкой вакуумной фракции 260-510°C при следующем массовом соотношении компонентов:
Полутудрон
5-30
Широкая вакуумная фракция 260-510°C
или продукты висбрекинга полугудрона
и широкой вакуумной фракции 260-510°C
До 25
Легкий газойль каталитического крекинга
20-25
Гидроочищенное дизельное топливо
15-40
Депрессорная присадка
До 0,05
Прямогонный мазут
До 100
Недостатком данной технологии получения судового остаточного топлива является добавление в качестве обязательного компонента до 15-40% гидроочищенной дизельной фракции, являющейся дефицитной и используемой для производства дизельных топлив для наземной техники, дизель-генераторов и дизель-насосов и дистиллятных судовых топлив. Также недостатком является использование прямогонного мазута, с невыделенными фракциями светлых нефтепродуктов, фактически от 15 до 45%.
Известен состав судового высоковязкого топлива (патент РФ №2084494, опубл. 20.07.1997 г.), содержащего: мазут, остаток ректификации 200°C - к.к. смеси ловушечной нефти и нефтешлама после двухступенчатого обезвоживания и смесь ловушечной нефти и нефтешлама после трехступенчатого обезвоживания, берущегося при следующем массовом соотношении компонентов:
Остаток ректификации 200°C - к.к.
12,5-25,0
Смесь ловушечной нефти и нефтешлама
после трехступенчатого обезвоживания
12,5-25,0
Мазут
50,0-75,0
Недостатком данного состава судового топлива является его низкие показатели качества, такие как: температура застывания (3-7°C), плохая прокачиваемость топлива. Применение ловушечных нефтепродуктов, содержащих значительное количество примесей, в том числе ванадия, приводит к высокотемпературной коррозии, а также к значительному увеличению зольности, отложению солей металлов на поверхности нагрева котлов.
Известно судовое высоковязкое топливо для среднеоборотных и малооборотных судовых дизелей (варианты) (патент РФ №2079542, опубл. 20.05.1997 г.), включающий в использование в качестве компонентов углеводородную дистиллятную фракцию прямой перегонки нефти 350-500°C и депрессорную добавку на основе остатка термического крекинга.
Недостатком предложенного состава судового топлива является использование в качестве депрессорной добавки остатка термического крекинга, который не вырабатывается на современных нефтеперерабатывающих предприятиях ввиду отсутствия установок термического крекинга, без которых невозможно получить судовое высоковязкое топливо на основе фракции 350-500°C прямой перегонки нефти.
Известно судовое высоковязкое топливо (патент РФ №2177979, опубл. 10.01.2002 г.), принятое за прототип, на базе гудрона и газойлей замедленного коксования. Процесс получения судового топлива по известному способу осуществляется следующим образом: предварительно подогретые до 30-50°C компоненты топлива смешиваются друг с другом при помощи механической мешалки в течение 30-60 мин. Вследствие протекающих в процессе перемешивания процессов растворения смолисто-асфальтовых веществ ароматическими углеводородами образуется устойчивая мелкодисперсная коллоидная система. Исходные компоненты смешиваются в следующем массовом соотношении (мас.%):
Легкий газойль коксования
20-40
Тяжелый газойль коксования
5-20
Экстракт селективной очистки
15-30
Смола полиалкилбензольная
1-5
Гудрон
До 100
Недостатком данной технологии является высокое содержание дистиллятных фракций, количество которых вместе с экстрактами селективной очистки масел достигает 40-90%. Ограниченное количество используемого гудрона делает невозможным получение высоковязких топлив тяжелых марок. Высокое содержание серы в топливе (1,91-2,00%) ведет к увеличению выбросов ее оксидов при сгорании в атмосферу. Использование полиалкилбензольной смолы (ПАБ), являющейся побочным продуктом нефтехимического производства, отсутствующего на крупных НПЗ, приводит к ухудшению растворимости смолисто-асфальтеновых веществ гудрона в дистиллятах.
Техническим результатом является получение судового высоковязкого топлива и нефтяного электродного кокса процессом замедленного коксования тяжелых нефтяных остатков.
Технический результат достигается тем, что при атмосферно-вакуумной перегонке нефти выделяют: фракцию вакуумного газойля, 95% которой выкипает от 350 до 500°C и гудрон - фракцию, выкипающую выше 500°C, при этом каталитическому крекингу подвергают фракцию вакуумного газойля от 350 до 500°C, предварительно подвергнутую каталитической гидроочистке, с выделением тяжелого газойля каталитического крекинг от 180 до 400°C, висбрекингу - гудрон с выделением висбрекинг-остатка, а замедленному коксованию - смесь гудрона и тяжелого газойля каталитического крекинга, взятых в массовом соотношении 70-90:10-30, с выделением из продуктов реакций легких газойлевых фракций от 180 до 360°C и тяжелых газойлевых фракций от 360 до 450°C, а также нефтяного электродного кокса - твердого продукта реакций уплотнения и термополиконденсации, и последующим компаундированием висбрекинг-остатка (ВО) и легкого газойля замедленного коксования (ЛГЗК) от 180 до 360°C для получения судового высоковязкого топлива, взятых в их массовом соотношении:
Висбрекинг-остаток
10-70
Легкий газойль замедленного коксования
30-90
Компаундированием висбрекинг-остатка (ВО) и тяжелого газойля замедленного коксования (ТГЗК) от 360 до 450°C, взятых в их массовом соотношении получают судовое высоковязкое топливо:
Висбрекинг-остаток
20-60
Тяжелый газойль замедленного коксования
40-80
Способ поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - физико-химические характеристики базовых компонентов судовых высоковязких топлив по предлагаемому изобретению;
фиг. 2 - компонентный состав и свойства судовых высоковязких топлив по прототипу и предлагаемому изобретению;
фиг. 3 - показатели качества нефтяного электродного кокса по нормам и предлагаемому изобретению.
Способ осуществляется следующим образом.
Нефть на установке АВТ (AT и ВТ) подвергают перегонке с выделением фракции вакуумного газойля, 95% которого выкипает в пределах 180-360°C, выделяют гудрон - остаток вакуумной перегонки нефти, выкипающий выше 500°C и подвергают процессу висбрекинга с выделением висбрекинг-остатка, а также выделяют фракцию вакуумного газойля 350-500°C, каталитически гидроочищают и подвергают каталитическому крекингу, с выделением из продуктов реакций газойлевой фракции 180-400°C. Гудрон смешивают с газойлевой фракцией 180-400°C в массовом соотношении 70-90:10-30, и подвергают замедленному коксованию, с выделением из продуктов реакций газойлевых фракций 180-360°C и 360-450°C. Полученные фракции ВО (висбрекинг-остаток) и ЛГЗК (легкий газойль замедленного коксования) (фиг. 1) смешивают в массовом соотношении (мас.%):
Висбрекинг-остаток
10-70
Легкий газойль замедленного коксования
30-90,
обеспечивая получение судового высоковязкого топлива различных марок (фиг. 2).
Полученные фракции ВО (висбрекинг-остаток) и ТГЗК (тяжелый газойль замедленного коксования) (фиг. 1) смешивают в массовом соотношении (мас. %):
Висбрекинг-остаток
20-60
Тяжелый газойль замедленного коксования
40-80,
обеспечивая получение судового высоковязкого топлива различных марок (фиг. 2).
Нефтяной электродный кокс - твердый углеродистый продукт реакций уплотнения и термополиконденсации получают при замедленном коксовании с заданными показателями качества (фиг. 3).
Из представленных данных видно, что предлагаемый способ комбинированного получения судового высоковязкого топлива для малооборотных и среднеоборотных судовых дизелей и энергетических установок позволяет не использовать труднодоступный компонент - полиалкилбензольную смолу. При получении судового высоковязкого топлива по предлагаемой технологии наиболее полно используются ресурсы тяжелого газойля замедленного коксования (40-80%). При получении судового высоковязкого топлива по предлагаемой технологии также получают нефтяной электродный кокс высокого качества - с низким содержанием серы и ванадия для нужд электродной и других отраслей промышленности.
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1. Нефть на установке АВТ (AT и ВТ) подвергают перегонке с выделением: гудрона - остатка, выкипающего выше 500°C, подвергаемого висбрекингу с выделением висбрекинг-остатка; вакуумной газойлевой фракции, 95% которой выкипает в пределах 350-500°C, которую гидроочищают и подвергают каталитическому крекингу, с выделением из продуктов реакций тяжелой газойлевой фракции 180-400°C. Гудрон в смеси с тяжелым газойлем каталитического крекинга 180-400°C в соотношении 70-90:10-30 подвергают замедленному коксованию, с выделением тяжелого газойля замедленного коксования 360-450°C и нефтяного электродного кокса и последующим компаундированием висбрекинг-остатка и тяжелого газойля замедленного коксования 360-450°C в соотношении 20:80мас.%
Полученная в данном соотношении (20:80) базовая смесь ВО и ТГЗК по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к судовому высоковязкому топливу марки СВЛ (фиг. 2). Нефтяной электродный кокс также отвечает выдвигаемым требованиям по всем показателям качества (фиг. 3).
Пример 2. Нефть на установке АВТ (AT и ВТ) подвергают перегонке с выделением: гудрона - остатка, выкипающего выше 500°C, подвергаемого висбрекингу с выделением висбрекинг-остатка; вакуумной газойлевой фракции, 95% которой выкипает в пределах 350-500°C, которую гидроочищают и подвергают каталитическому крекингу, с выделением из продуктов реакций тяжелой газойлевой фракции 180-400°C. Гудрон в смеси с тяжелым газойлем каталитического крекинга 180-400°C в соотношении 30:70 мас.%
Полученная в данном соотношении (30:70) базовая смесь ВО и ТГЗК по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к судовому высоковязкому топливу марки СВЛ (фиг. 2). Нефтяной электродный кокс также отвечает выдвигаемым требованиям по всем показателям качества (фиг. 3).
Пример 3. Нефть на установке АВТ (AT и ВТ) подвергают перегонке с выделением: гудрона - остатка, выкипающего выше 500°C, подвергаемого висбрекингу с выделением висбрекинг-остатка; вакуумной газойлевой фракции, 95% которой выкипает в пределах 350-500°C, которую гидроочищают и подвергают каталитическому крекингу, с выделением из продуктов реакций тяжелой газойлевой фракции 180-400°C. Гудрон в смеси с тяжелым газойлем каталитического крекинга 180-400°C в соотношении 40:60мас.%
Полученная в данном соотношении (40:60) базовая смесь ВО и ТГЗК по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к судовому высоковязкому топливу марки СВТ (фиг. 2). Нефтяной электродный кокс также отвечает выдвигаемым требованиям по всем показателям качества (фиг. 3).
Пример 4. Нефть на установке АВТ (AT и ВТ) подвергают перегонке с выделением: гудрона - остатка, выкипающего выше 500°C, подвергаемого висбрекингу с выделением висбрекинг-остатка; вакуумной газойлевой фракции, 95% которой выкипает в пределах 350-500°C, которую гидроочищают и подвергают каталитическому крекингу, с выделением из продуктов реакций тяжелой газойлевой фракции 180-400°C. Гудрон в смеси с тяжелым газойлем каталитического крекинга 180-400°C в соотношении 50:50 мас.%
Полученная в данном соотношении (50:50) базовая смесь ВО и ТГЗК по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к судовому высоковязкому топливу марки СВС (фиг. 2). Нефтяной электродный кокс также отвечает выдвигаемым требованиям по всем показателям качества (фиг. 3).
Пример 5. Нефть на установке АВТ (AT и ВТ) подвергают перегонке с выделением: гудрона - остатка, выкипающего выше 500°C, подвергаемого висбрекингу с выделением висбрекинг-остатка; вакуумной газойлевой фракции, 95% которой выкипает в пределах 350-500°C, которую гидроочищают и подвергают каталитическому крекингу, с выделением из продуктов реакций тяжелой газойлевой фракции 180-400°C. Гудрон в смеси с тяжелым газойлем каталитического крекинга 180-400°C в соотношении 60:40 мас.%
Полученная в данном соотношении (60:40) базовая смесь ВО и ТГЗК по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к судовому высоковязкому топливу марки СВС (фиг. 2). Нефтяной электродный кокс также отвечает выдвигаемым требованиям по всем показателям качества (фиг. 3).
Пример 6. Нефть на установке АВТ (AT и ВТ) подвергают перегонке с выделением: гудрона - остатка, выкипающего выше 500°C, подвергаемого висбрекингу с выделением висбрекинг-остатка; вакуумной газойлевой фракции, 95% которой выкипает в пределах 350-500°C, которую гидроочищают и подвергают каталитическому крекингу, с выделением из продуктов реакций легкой газойлевой фракции 180-360°C. Гудрон в смеси с тяжелым газойлем каталитического крекинга 180-400°C в соотношении 10:90 мас.%
Полученная в данном соотношении (10:90) базовая смесь ВО и ЛГЗК по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к судовому высоковязкому топливу марки СЛ (фиг. 2). Нефтяной электродный кокс также отвечает выдвигаемым требованиям по всем показателям качества (фиг. 3).
Пример 7. Нефть на установке АВТ (AT и ВТ) подвергают перегонке с выделением: гудрона - остатка, выкипающего выше 500°C, подвергаемого висбрекингу с выделением висбрекинг-остатка; вакуумной газойлевой фракции, 95% которой выкипает в пределах 350-500°C, которую гидроочищают и подвергают каталитическому крекингу, с выделением из продуктов реакций легкой газойлевой фракции 180-360°C. Гудрон в смеси с тяжелым газойлем каталитического крекинга 180-400°C в соотношении 30:70 мас.%
Полученная в данном соотношении (30:70) базовая смесь ВО и ЛГЗК по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к судовому высоковязкому топливу марки СЛ (фиг. 2). Нефтяной электродный кокс также отвечает выдвигаемым требованиям по всем показателям качества (фиг. 3).
Пример 8. Нефть на установке АВТ (AT и ВТ) подвергают перегонке с выделением: гудрона - остатка, выкипающего выше 500°C, подвергаемого висбрекингу с выделением висбрекинг-остатка; вакуумной газойлевой фракции, 95% которой выкипает в пределах 350-500°C, которую гидроочищают и подвергают каталитическому крекингу, с выделением из продуктов реакций легкой газойлевой фракции 180-360°C. Гудрон в смеси с тяжелым газойлем каталитического крекинга 180-400°C в соотношении 50:50 мас.%
Полученная в данном соотношении (50:50) базовая смесь ВО и ЛГЗК по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к судовому высоковязкому топливу марки СЛ (фиг. 2). Нефтяной электродный кокс также отвечает выдвигаемым требованиям по всем показателям качества (фиг. 3).
Пример 9. Нефть на установке АВТ (AT и ВТ) подвергают перегонке с выделением: гудрона - остатка, выкипающего выше 500°C, подвергаемого висбрекингу с выделением висбрекинг-остатка; вакуумной газойлевой фракции, 95% которой выкипает в пределах 350-500°C, которую гидроочищают и подвергают каталитическому крекингу, с выделением из продуктов реакций легкой газойлевой фракции 180-360°C. Гудрон в смеси с тяжелым газойлем каталитического крекинга 180-400°C в соотношении 70:30 мас.%
Полученная в данном соотношении (70:30) базовая смесь ВО и ЛГЗК по физико-химическим показателям отвечает предъявляемым требованиям к судовому высоковязкому топливу марки СВЛ (фиг. 2). Нефтяной электродный кокс также отвечает выдвигаемым требованиям по всем показателям качества (фиг. 3).
Предлагаемая технология комбинированного способа получения судовых высоковязких топлив для малооборотных и среднеоборотных судовых дизельных и энергетических установок, а также нефтяного электродного кокса найдет широкое применение для производства на НПЗ с глубокой переработкой нефтяного сырья.