СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА ИЗ ОСТАТОЧНОГО НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ
METHOD OF OBTAINING DIESEL FUEL FROM RESIDUAL OIL MATERIAL

Изобретение относится к способам получения дизельного топлива из остаточного нефтяного сырья и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен способ получения дизельного топлива, включающий гидрогенизационную переработку мазутов и гудронов при давлении 24,5 МПа, температуре 370-440°С. Способ позволяет получить как малосернистое дизельное топливо (содержание серы - до 0,2 мас.%), так и качественное сырье для процессов каталитического крекинга и коксования. (Капустин В.М. и др. «Нефтеперерабатывающая промышленность США и бывшего СССР», 1995 г., стр.196).
Недостатком способа является весьма высокое давление водорода и, следовательно, большая металлоемкость оборудования установок, а также невозможность производства дизельных топлив с содержанием серы менее 350 ррm, 50 ррm и 10 ррm (Евро -3, 4, 5).
Также известен способ получения дизельного топлива гидрогенизационным облагораживанием нефтяных дистиллатов, включающих смеси прямогонных и вторичных продуктов в три ступени: гидрирование - гидроочистка - деароматизация, при давлении 3,0-4,8 МПа. Этот способ позволяет получить из сернистого сырья дизельное топливо с содержанием серы до 500 ррm. (Патент РФ №2095395 от 10.11.1997).
К недостаткам способа следует отнести сложную трехступенчатую схему процесса, а также невозможность производства дизельного топлива современного уровня качества, т.е. с содержанием серы менее 350 ррm.
-1
Известен способ получения моторных топлив, в том числе дизельных топлив, включающий ректификацию нефти с получением мазута, вакуумную перегонку мазута с получением вакуумного дистиллата, выкипающего в интервале температур 330-520°С, и гудрона. Вакуумный дистиллат подвергают каталитическому крекингу с выделением фракции, выкипающей в интервале температур 150-400°С, а гудрон - термической переработке, в частности замедленному коксованию с выделением фракции, выкипающей в интервале температур 150-400°С. Эти фракции совместно подвергают гидрогенизационному облагораживанию при объемной скорости подачи сырья 0,2-1,5 ч, при давлении 25-30 МПа и температуре 320-410°С. Из полученного гидрогенизата выделяют фракцию, выкипающую в интервале температур 130-350°С, которую используют в качестве дизельного топлива (с содержанием серы до 500 ррm), а также фракцию, выкипающую в интервале температур 30-200°С, которую используют в качестве компонента при получении бензина или для других технологических целей. (Патент РФ №2232183 от 10.07.2004 г).
К числу недостатков способа следует отнести относительно высокое давление водорода в процессе гидрогенизационного облагораживания (25-30 МПа), что приводит к большой металлоемкости оборудования, а также невозможность производства дизельного топлива с содержанием серы менее 500 ррm.
3
4
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения дизельного топлива в процессе переработки нефти, который включает вакуумную перегонку мазута с выделением прямогонного вакуумного дистиллата и гудрона, термическую переработку гудрона, в частности коксование гудрона, с последующим выделением из продуктов коксования легкой (180-350°С) и тяжелой (350-560°С) газойлевых фракций. Тяжелую газойлевую фракцию коксования разделяют на два потока, один из которых в смеси с легкой газойлевой фракцией коксования и прямогонным вакуумным дистиллатом направляют на гидрокрекинг, выделяя затем из продуктов гидрокрекинга до 42 мас.% целевой дизельной фракции. Второй поток предварительно подвергают гидроочистке и затем направляют на каталитический крекинг в смеси с остатком гидрокрекинга, получая в качестве целевых продуктов углеводородную фракцию С-С и бензиновую фракцию.
-1
Процесс гидрокрекинга проводят при давлении 13-17 МПа, температуре 390-410°С, объемной скорости подачи сырья 0,7-1,2 час, соотношении водородсодержащий газ/сырье 1200-1500 н.об./об. (Патент РФ №2321613, 10.04.2008)
Недостатком способа является невозможность получения достаточного объема дизельного топлива из-за включения в схему стадии замедленного коксования остаточного нефтяного сырья (гудрона), направленной на получение твердого кокса.
Технической задачей изобретения является максимальное увеличение выхода дизельного топлива, отвечающего современным требованиям, из остаточного нефтяного сырья.
Поставленная задача решается способом получения дизельного топлива из остаточного нефтяного сырья, который включает термическую переработку сырья, разделение продуктов термической переработки на легкую и тяжелую фракции, гидрогенизационное облагораживание выделенных фракций. Способ отличается тем, что легкую фракцию продуктов термической переработки подвергают гидроочистке в смеси с прямогонной дизельной фракцией и легким газойлем каталитического крекинга, взятыми в массовом соотношении, соответственно, от 20%-60%-20% до 40%-50%-10%, а оставшуюся более тяжелую фракцию продуктов термической переработки подвергают гидрокрекингу в смеси с прямогонным вакуумным дистиллатом при массовом соотношении, соответственно, от 25%-75% до 75%-25%, из продуктов гидроочистки и гидрокрекинга выделяют дизельные фракции, выкипающие внутри интервала температур 160-370°С, которые смешивают в массовом соотношении, соответственно, от 30%-70% до 60%-40%, с получением целевого продукта (товарного дизельного топлива в соответствии со стандартом Евро-3, Евро-4 или Евро-5).
Причем легкая фракция продуктов термической переработки выкипает внутри интервала температур 180-400°С, а оставшаяся тяжелая фракция - при температуре до 600°С.
-1
Гидроочистку проводят при давлении 4-10 МПа, температуре 320-400°С, объемной скорости подачи сырья 0,5-3,0 час.
-1
Гидрокрскинг проводят при давлении 10-15 МПа, температуре 330-420°С, объемной скорости подачи сырья - 0,3-2,5 час.
3
В качестве остаточного нефтяного сырья используют мазут или гудрон, которые характеризуются плотностью 0,9-1,2 кг/м, содержанием серы до 5,5 мас.%, коксуемостью по Конрадсону - до 25,0 мас.%, содержанием никеля и ванадия - до 250 ррm (суммарно).
В качестве катализатора на стадии гидроочистки используют алюмоникельмолибденовую (АНМ) или алюмокобальтмолибденовую (АКМ) композицию.
В качестве катализатора на стадии гидрокрекинга используют АНМ композицию, содержащую в своем составе промотирующие добавки.
Указанный набор процессов, последовательность операций и соотношение компонентов обеспечивают повышение выхода дизельного топлива, отвечающего современным требованиям (Евро-3, Евро-4 или Евро-5).
Ниже представлены примеры конкретной реализации предлагаемого изобретения.
Пример 1.
Термической переработке в присутствии перегретого водяного пара подвергают гудрон высокосернистой нефти (содержание серы - 5,5 мас.%, коксуемость по Конрадсону - 25 мас.%). В результате получают 70 мас.% жидких продуктов, в том числе 12,0 мас.% бензиновой фракции, 28,0 мас.% фракции 180-400°С, 30,0 мас.% фракции 400-600°С.
-1
После ректификации с выделением указанных дистиллатов фракцию 180-400°С подвергают гидроочистке в смеси с прямогонной дизельной фракцией и легким газойлем каталитического крекинга (содержание серы в каждом из упомянутых продуктов, соответственно, 1,9%; 1,5% и 1,7 мас.%). Массовое соотношение компонентов, соответственно, 20%-60%-20%. Гидроочистку смеси осуществляют при давлении 6 МПа, температуре 360°С, объемной скорости подачи сырья - 1,5 час в присутствии АКМ катализатора. После выделения из смеси фракции 180-350°С получают дизельный дистиллат, содержащий менее 50 ррm серы с выходом 95 мас.%.
-1
Фракцию 400-600°С подвергают гидрокрекингу в смеси с прямогонным вакуумным дистиллатом при массовом соотношении, соответственно, 25%-75%, при давлении 12 МПа, температуре 380°С, объемной скорости подачи сырья - 1,0 час, в присутствии АНМ катализатора. В результате получают 75 мас.% на сырье фракции 150-350°С с содержанием серы - 50 ррm.
Дизельные фракции от стадий гидроочистки и гидрокрскинга смешивают в массовом соотношении, соответственно, 30%-70%, получая товарное дизельное топливо в соответствии со стандартом Евро-4 (содержание серы менее 50 ррm, содержание полициклических ароматических углеводородов менее 11 мас.% и другие показатели в соответствии с требованием ГОСТа Р 52368-2005 (EH 590:2004).
Выход дизельного топлива составляет суммарно 54 мас.% от гудрона.
Пример 2.
Термической переработке в присутствии перегретого водяного пара подвергают гудрон сернистой нефти (содержание серы - 4 мас.%, коксуемость по Конрадсону - 20 мас.%). В результате получают 75 мас.% жидких продуктов, в том числе 8,0 мас.% бензиновой фракции, 36,0 мас.% фракции 190-350°С, 31,0 мас.% фракции 350-580°С.
-1
После ректификации с выделением указанных дистиллатов фракцию 190-350°С подвергают гидроочистке в смеси с прямогонной дизельной фракцией и легким газойлем каталитического крекинга (содержание серы в каждом из упомянутых продуктов соответственно 1,6%; 1,2% и 1,4 мас.%). Массовое соотношение компонентов, соответственно, 30%-50%-20%. Гидроочистку смеси осуществляют при давлении 10 МПа, температуре 400°С, объемной скорости подачи сырья - 0,5 час в присутствии АНМ катализатора. В результате получают дизельный дистиллат, выкипающий при температуре 170-350°С, содержащий менее 10 ррm серы с выходом 96 мас.%.
-1
Фракцию 350-580°С подвергают гидрокрекингу в смеси с прямогонным вакуумным дистиллатом при массовом соотношении, соответственно, 45%-55%, при давлении 15 МПа, температуре 420°С, объемной скорости подачи сырья - 0,3 час, в присутствии АНМ катализатора. В результате получают 73 мас.% на сырье фракции 170-350°С с содержанием серы - 10 ррm.
Дизельные фракции от стадий гидроочистки и гидрокрекинга смешивают в массовом соотношении, соответственно, 45%-55%, получая товарное дизельное топливо в соответствии со стандартом Евро-5 (содержание серы менее 10 ррm, содержание полициклических ароматических углеводородов менее 11 мас.% и другие показатели в соответствии с требованием ГОСТа Р 52368-2005 (EH 590:2004).
Выход дизельного топлива составляет суммарно 56 мас.% от гудрона.
Пример 3.
Термической переработке в присутствии перегретого водяного пара подвергают мазут сернистой нефти (содержание серы - 2,5 мас.%, коксуемость по Конрадсону - 11 мас.%). В результате получают 91 мас.% жидких продуктов, в том числе 14,0 мас.% бензиновой фракции, 40,0 мас.% фракции 200-350°С, 37,0 мас.% фракции 350-570°С.
-1
После ректификации с выделением указанных дистиллатов фракцию 200-350°С подвергают гидроочистке в смеси с прямогонной дизельной фракцией и легким газойлем каталитического крекинга (содержание серы в каждом из упомянутых продуктов, соответственно, 1,3%; 1,1% и 1,2 мас.%). Массовое соотношение компонентов, соответственно, 40%-50%-10%. Гидроочистку смеси осуществляют при давлении 4 МПа, температуре 320°С, объемной скорости подачи сырья - 3,0 час в присутствии АНМ катализатора. В результате получают дизельный дистиллат (200-350°С), содержащий менее 350 ррm серы с выходом 97 мас.%.
-1
Фракцию 350-570°С подвергают гидрокрекингу в смеси с прямогонным вакуумным дистиллатом при массовом соотношении, соответственно, 75%-25%, при давлении 10 МПа, температуре 330°С, объемной скорости подачи сырья - 2,5 час, в присутствии АНМ катализатора. В результате получают 70 мас.% на сырье фракции 200-350°С с содержанием серы менее - 350 ррm.
Дизельные фракции от стадий гидроочистки и гидрокрекинга смешивают в массовом соотношении, соответственно, 60%-40%, получая товарное дизельное топливо в соответствии со стандартом Евро-3 (содержание серы менее 350 ррm, содержание полициклических ароматических углеводородов менее 11 мас.% и другие показатели в соответствии с требованием ГОСТа Р 52368-2005 (EH 590:2004)).
Выход дизельного топлива составляет суммарно 60 мас.% от мазута.