СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ЖИДКОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА
METHOD OF OBTAINING ECOLOGICALLY PURE LIQUID PROPELLANT

Изобретение относится к процессам нефтепереработки, в частности к получению экологически чистого ракетного топлива.
На экологические свойства нефтяных топлив, в том числе жидких ракетных и реактивных, основное влияние оказывают содержание серы и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). На технические характеристики ракетных топлив оказывает влияние содержание непредельных углеводородов и смол.
В качестве возможных аналогов в таблице 1 приведены спецификации на ракетное топливо США.
В качестве возможных прототипов в таблице 2 приведены характеристики деароматизированных топлив из прямогонных продуктов нефтяного происхождения (керосиновые фракции).
Недостатком вышеприведенных примеров является отсутствие широкой сырьевой базы для производства экологически чистых ракетных топлив и довольно низкие значения плотностей.
При создании изобретения ставилась задача получения экологически чистого жидкого ракетного топлива с ультранизким содержанием серы и минимальным содержанием полициклических ароматических углеводородов из доступной сырьевой базы.
-1
Вышеуказанная задача решается способом получения экологически чистого ракетного топлива из керосино-газойлевых фракций каталитического крекинга деасфальтизата, получаемого в процессе деасфальтизации бензином остатков сернистых и высокосернистых нефтей, в котором, согласно изобретению, деасфальтизат от процесса деасфальтизации бензином остатка сернистых и высокосернистых нефтей подвергают каталитическому крекингу в лифт-реакторе на цеолитсодержащем катализаторе при давлении 0,5-2,0 атм, температуре 510-540°C, кратности циркуляции катализатора к сырью 10:1 с последующей ректификацией катализата, выделением фракции легкого газойля с интервалом кипения 200-270°C и последующим ее глубоким гидрированием в реакторе с восходящим потоком газосырьевой смеси и неподвижным слоем вольфрамо-никель-сульфидного катализатора при давлении 15 МПа, температуре 350°C, объемной скорости подачи сырья 0,5 ч, и ректификации с выделением целевой фракции продуктов гидрогенизации в интервале температур кипения 220-260°C.
Предлагаемый способ за счет применения каталитического крекинга деасфальтизата процесса деасфальтизации нефтяных остатков бензином позволяет получить новый технический результат - экологически чистое жидкое ракетное топливо на базе доступного нефтяного сырья.
Сущность предлагаемого способа иллюстрируется следующим примером.
На первом этапе из тяжелой сернистой нефти путем атмосферной и вакуумной ректификации на стандартном аппарате АРН-2 в лабораторных условиях по ГОСТ был получен 47%-ный высококипящий остаток (гудрон).
На втором этапе полученный 47%-ный высококипящий остаток был подвергнут деасфальтизации прямогонной бензиновой фракцией с интервалом кипения НК-62°C. Деасфальтизацию проводили по способу Гольде путем выделения осадка асфальто-смолистых веществ отстаиванием при атмосферном давлении и последующей отмывкой осадка в аппарате Соксклета. Из собранного в нижней колбе аппарата Соксклета раствора деасфальтизата в растворителе (прямогонной бензиновой фракции с интервалом кипения НК-62°C) отгоняли растворитель однократной перегонкой в колбе при атмосферном давлении. Остатки растворителя удаляли путем выдерживания деасфальтизата в нагревательном лабораторном шкафу в открытой таре при атмосферном давлении и температуре на 20°C выше верхней температуры кипения растворителя до постоянной массы деасфальтизата. Показатели качества деасфальтизата представлены в таблице 3.
На третьем этапе в лабораторных условиях на пилотной установке с неподвижным слоем цеолитсодержащего катализатора при давлении 0,5-2,0 атм, температуре 510-540°C проводили стадию каталитического крекинга полученного на втором этапе деасфальтизата 47%-ного остатка тяжелой сернистой нефти. В таблице 4 приведена характеристика полученного легкого газойля каталитического крекинга во всем интервале температур кипения.
На четвертом этапе полученный продукт каталитического крекинга был подвергнут атмосферной и вакуумной ректификации на стандартном аппарате АРН-2 в лабораторных условиях по ГОСТ с выделением целевой фракции легкого газойля с интервалом кипения 200-270°С.
-1
На пятом этапе полученную фракцию катализата 200-270°С подвергли глубокому гидрированию в лабораторных условиях на пилотной установке высокого давления с восходящим потоком газосырьевой смеси с неподвижным слоем вольфрамо-никель-сульфидного катализатора при давлении 15 МПа, температуре 350°С, объемной скорости подачи сырья 0,5 ч. Гидрогенизат подвергли ректификации в стабилизационной колонне с выделением целевой фракции в интервале температур кипения 220-260°С. В таблице 5 приведены результаты глубокого гидрирования фракции 220-260°С легкого газойля каталитического крекинга.
Параметры качества получаемого экологически чистого жидкого ракетного топлива регулируются путем изменения фракционного состава стабилизированного гидрогенизата стадии глубокого гидрирования. Контроль содержания ПАУ проводится методом жидкостной хроматографии со спектрофотометрическим детектором по поглощению в ультрафиолетовой и видимой областях электромагнитного спектра.
В таблице 6 приведены результаты сравнения характеристик деароматизированного прямогонного и полученного в результате каталитического крекинга и последующего гидрирования бензинового деасфальтизата жидкого ракетного топлива.
Таким образом, при создании данного изобретения решена задача получения экологически чистого жидкого ракетного топлива с ультранизким содержанием серы и минимальным содержанием полициклических ароматических соединений из доступного сырья.