Способ переработки нефтяных остатков в дистиллятные фракции
METHOD OF PROCESSING OIL RESIDUES INTO DISTILLATES

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к переработке тяжелых нефтяных остатков в процессе инициированного термокрекинга, и может быть использовано для получения дополнительного количества топлив дистиллятных фракций (с температурой кипения до 360°С).
В настоящее время продолжается рост потребления нефтепродуктов, однако запасы легкой нефти неуклонно снижаются. Дальнейшее развитие нефтеперерабатывающей промышленности направлено на вовлечение в переработку тяжелого нефтяного сырья (тяжелые нефти, битумы) и повышение глубины переработки нефтяных остатков. В связи с этим в мире широко ведутся исследования и поиски новых технологий глубокой переработки тяжелого углеводородного сырья. Главной проблемой при переработке тяжелых нефтяных остатков в условиях традиционных каталитических процессов, является быстрое закоксовывание и отравление катализаторов. Поэтому перспективным является предварительное облагораживание тяжелого нефтяного сырья и остатков в процессе инициированного термического крекинга с использованием дешевых инициирующих и каталитических добавок.
Известен способ получения дистиллятных фракций из нефтяных остатков путем их смешивания с измельченным катализатором - отходами обогащения молибденовых, или кобальтовых, или никелевых, или вольфрамовых руд и последующего термокрекинга полученной смеси (патент РФ №2182923). Недостатком способа является необходимость предварительной подготовки катализатора (измельчение) и привязка данного способа к территориальному расположению комбинатов по обогащению вышеуказанных руд (т.к. доставка данных катализаторов на большие расстояния и невозможность их регенерировать, снижают рентабельность данного метода).
Известен способ получения жидких продуктов из тяжелых нефтяных остатков, включающий их смешение с сапропелитом, взятым в количестве 5-25% и предварительно подвергнутым механохимической обработке в вибромельнице, с последующим термокрекингом при 390-400°С (патент РФ №2132862). Недостатком способа является относительно невысокий выход светлых фракций.
Известен способ получения светлых фракций из тяжелых нефтяных остатков в присутствии непредельных карбоновых кислот и/или их производных (авторы указывают, что предпочтительно, в качестве производных непредельных карбоновых кислот использовать растительные масла). Способ заключается в непосредственном контакте сырья с кислородсодержащим газом в реакторе крекинга при повышенной температуре и давлении, включает отвод парообразных продуктов из верхней части реактора крекинга и тяжелых продуктов крекинга из нижней части реактора и выделение светлых фракций углеводородов ректификацией (патент РФ №2610845). Недостатком способа является необходимость использования кислородсодержащего газа (с содержанием кислорода не менее 40% об.) и большой его расход, что приводит к увеличению выхода побочных газообразных продуктов и повышению содержания кислородсодержащих компонентов в дистиллятных фракциях.
Наиболее близким к предложенному способу является совместная переработка нефтяных остатков и растительных масел в условиях термокрекинга (Юсевич А.И., Тимошкина М.А., Грушова Е.И. / Нефтехимия. - 2010, том 50, №5. - С. 241-246).
Недостатком способа является низкий выход топливных фракций.
Задачей изобретения является увеличение выхода дистиллятных фракций из нефтяных остатков в процессе термической переработки мазута.
Техническим результатом изобретения является увеличение общего выхода дистиллятных фракций (с температурой кипения до 360°С) до 63,5%, а выхода бензиновых фракций (с температурой кипения до 200°С) до 39,3%.
Термокрекинг смеси тяжелых нефтяных остатков и нерафинированныхого растительного масел (содержание в сырье от 1,0 до 8,0% мас.) проводят в присутствии порошка оксида меди двухвалентной (размер частиц от 0,05 до 0,30 мм), взятого в количестве 1,0-5,0% мас. на сырьевую смесь при температурах 400-450°С в течение 10-60 мин.
Характеристики исходного нефтяного остатка приведены в таблице 1, в качестве объекта был взят мазут тяжелой высокопарафинистой (содержание твердых парафинов 21,8% мас.) нефти с низким содержанием серы и высоким содержанием смол.
Характеристики растительного масла представлены в таблице 2, используют нерафинированное подсолнечное масло.
Порошок оксида меди содержит не менее 98,5% оксида меди двухвалентной, размер частиц колеблется от 0,05 до 0,30 мм.
Пример 1
В качестве сырья используют мазут. В мазут вводят 2,0% растительного масла и 2,0% порошка оксида меди двухвалентной, размер частиц 0,05 мм. Процесс проводят в автоклаве периодического действия при температуре 400°С в течение 60 мин. Средняя скорость нагрева до заданной температуры составляет 20°С/мин, заданная температура поддерживается с помощью регулятора. Показатели процесса приведены в таблице 3.
Пример 2
В качестве сырья используют мазут. В мазут вводят 5,0% растительного масла и 2,0% порошка оксида меди двухвалентной, размер частиц 0,30 мм. Процесс проводят в автоклаве периодического действия при температуре 400°С в течение 60 мин. Средняя скорость нагрева до заданной температуры составляет 20°С/мин, заданная температура поддерживается с помощью регулятора. Показатели процесса приведены в таблице 3.
Пример 3
В качестве сырья используют мазут. В мазут вводят 8,0% растительного масла и 5,0% порошка оксида меди двухвалентной, размер частиц от 0,10. Процесс проводят в автоклаве периодического действия при температуре 400°С в течение 60 мин. Средняя скорость нагрева до заданной температуры составляет 20°С/мин, заданная температура поддерживается с помощью регулятора. Показатели процесса приведены в таблице 3.
Пример 4
В качестве сырья используют мазут. В мазут вводят 1,0% растительного масла и 1,0% порошка оксида меди двухвалентной, размер частиц от 0,20 мм. Процесс проводят в автоклаве периодического действия при температуре 420°С в течение 45 мин. Средняя скорость нагрева до заданной температуры составляет 20°С/мин, заданная температура поддерживается с помощью регулятора. Показатели процесса приведены в таблице 3.
Пример 5
В качестве сырья используют мазут. В мазут вводят 8,0% растительного масла и 2,0% порошка оксида меди двухвалентной, размер частиц 0,30 мм. Процесс проводят в автоклаве периодического действия при температуре 420°С в течение 30 мин. Средняя скорость нагрева до заданной температуры составляет 20°С/мин, заданная температура поддерживается с помощью регулятора. Показатели процесса приведены в таблице 3.
Пример 6
В качестве сырья используют мазут. В мазут вводят 8,0% растительного масла и 5,0% порошка оксида меди двухвалентной, размер частиц 0,20 мм. Процесс проводят в автоклаве периодического действия при температуре 420°С в течение 15 мин. Средняя скорость нагрева до заданной температуры составляет 20°С/мин, заданная температура поддерживается с помощью регулятора. Показатели процесса приведены в таблице 3.
Пример 7
В качестве сырья используют мазут. В мазут вводят 8,0% растительного масла и 5,0% порошка оксида меди двухвалентной, размер частиц 0,30 мм. Процесс проводят в автоклаве периодического действия при температуре 450°С в течение 20 мин. Средняя скорость нагрева до заданной температуры составляет 20°С/мин, заданная температура поддерживается с помощью регулятора. Показатели процесса приведены в таблице 3.
Пример 8
В качестве сырья используют мазут. В мазут вводят 10,0% растительного масла и 5,0% порошка оксида меди двухвалентной, размер частиц 0,10 мм. Процесс проводят в автоклаве периодического действия при температуре 450°С в течение 10 мин. Средняя скорость нагрева до заданной температуры составляет 20°С/мин, заданная температура поддерживается с помощью регулятора. Показатели процесса приведены в таблице 3.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет увеличить выход дистиллятных фракций до 63,5% и упростить процесс переработки нефтяных остатков.