СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ
MOTOR FUEL OBTAINING METHOD

Изобретение относится к способу получения моторных топлив (товарных автомобильных бензинов и дизельных топлив) и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен способ глубокого гидрирования газойлевых дистиллятов термических и каталитических процессов с получением малосернистых дизельных дистиллатов, отвечающих требованиям современных стандартов (содержание серы - менее 0,035 мас.%) (Пат. РФ №2232183, 2004).
3
3
Согласно способу процесс гидрирования осуществляют при давлении 25-30 МПа, температуре 330-410° в присутствии сульфидного никель-вольфрамового катализатора в соотношении водородсодержащий газ/сырье 800-1500 нм/м.
В результате получают компонент бензина, пригодный для использования как сырье процесса каталитического крекинга, и дизельную фракцию, отвечающую требованиям на товарное дизельное топливо.
К недостаткам способа следует отнести высокое давление водорода - до 30 МПа, что требует применения металлоемкого и дорогостоящего оборудования, а также невозможность снизить содержание серы в дизельном дистиллате до уровня менее 0,005 мас.%, что ограничивает применение данного способа.
-1
Известен способ получения компонентов автомобильных бензинов путем совместной гидроочистки бензиновых дистиллатов термических процессов и прямогонных бензинов (в соотношении от 1:1 до 1:3). Способ осуществляют в присутствии алюмо-кобальт-молибденового катализатора при температуре 330-350°С, давлении - 4 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,7-2,0 час. В результате получают компонент автомобильного бензина с содержанием серы 0,001-0,002 мас.%, содержанием азота 0,00005-0,00020 мас.%, который может быть направлен на дальнейшее облагораживание путем каталитического риформинга (установка с блоком предварительной гидроочистки сырья). Процесс каталитического риформинга обеспечевает производство товарного автомобильного бензина (в смеси с другими высокооктановыми компонентами).
(Осипов Л.Н. и др. Нефтепереработка и нефтехимия, №2, 1969 г., стр.1).
К недостаткам способа следует отнести следующее:
1) высокий тепловой эффект процесса гидрирования, что требует применения сложных многосекционных реакционных устройств, снабженных линиями подвода холодного водорода;
2) невозможность снизить содержание серы в очищенном продукте до уровня менее 0,001 мас.%, что вызывает необходимость дополнительной очистки полученного гидрогенизата.
Указанные недостатки существенно ограничивают возможность промышленной реализации данного способа.
Наиболее близким к предлагаемому является способ облагораживания смеси бензиновых дистиллатов термических процессов переработки нефти и прямогонных дизельных дистиллатов (А.с. СССР №336994, 1980).
Согласно данному способу гидроочистке подвергают бензиновые дистиллаты вторичного происхождения, например, от процессов термического крекинга и коксования тяжелых остатков сернистых и высокосернистых нефтей, в смеси с прямогонным дизельным дистиллатом в соотношении 3:7. Гидрогенизат направляют на ректификацию с выделением бензинового и дизельного дистиллата. Бензиновый дистиллат подвергают дополнительной гидроочистке и последующему риформингу с получением товарного автомобильного бензина, а дизельный дистиллат используют как товарное дизельное топливо.
Гидроочистку осуществляют при давлении 3-5 МПа, температуре 360-400°С, в присутствии алюмо-кобальт-молибденового катализатора.
Полученный после разделения гидрогенизата бензин имеет октановое число 55 (М.М.) при содержании серы не более 0,1 мас.% и азота 0,0002 мас.%. При каталитическом риформинге такого бензина получают товарный автомобильный бензин с октановым числом 85 (М.М.).
Дизельный дистиллат содержит не более 0,2 мас.% серы, цетановое число 48.
К недостаткам способа можно отнести невозможность снизить содержание серы в бензиновом дистиллате до уровня требований к сырью каталитического риформинга (0,00005 мас.%) и отсутствие возможности облагораживать дизельные дистиллаты вторичных процессов, что существенно ограничивает применимость способа на НПЗ России.
Задачей настоящего изобретения является расширение сырьевой базы за счет вовлечения в процесс гидрирования более широкой смесевой фракции бензиновых и дизельных дистиллатов вторичных процессов с получением моторных топлив (автомобильного бензина и дизельного топлива), соответствующих требованиям современных стандартов.
Поставленная задача решается предлагаемым способом получения моторных топлив, который включает гидроочистку смеси дистиллатов термических процессов с прямогонным дизельным дистиллатом при повышенной температуре и давлении, разделение гидрогенизата путем ректификации на бензиновый и дизельный дистиллаты, дополнительную гидроочистку и последующий риформинг выделенного бензинового дистиллата. Способ отличается тем, что в качестве дистиллатов термических процессов используют широкую бензиногазойлевую фракцию, выкипающую внутри интервала температур 30-370°С, которую смешивают с прямогонным дизельным дистиллатом в соотношении от 10:90 мас.% до 40:60 мас.%.
Дополнительную гидроочистку бензинового дистиллата, выделенного из гидрогенизата, проводят в смеси с прямогонным бензиновым дистиллатом в соотношении от 15:85 мас.% до 25:75 мас.%, после чего гидроочищенную фракцию направляют на риформинг.
Дизельный дистиллат, выделенный из гидрогенизата, частично возвращают на стадию гидрирования в количестве 5-20 мас.% на исходное сырье, а оставшуюся часть выводят в качестве товарного дизельного топлива.
Гидроочистку осуществляют при температуре 330-400°С, давлении 3-7 МПа в присутствии алюмо-никель-молибденового или алюмо-кобальт-молибденового катализатора.
В сырье гидроочистки может быть дополнительно добавлено 3-30 мас.% легкого газойля каталитического крекинга, выкипающего внутри интервала температур 160-360°С.
Дополнительую гидроочистку проводят при температуре 300-390°С, давлении 2-4,5 МПа в присутствии алюмо-кобальт-молибденового или алюмо-никель-молибденового катализатора.
-1
Каталитический риформинг осуществляют в присутствии алюмо-платинового катализатора при давлении 2-3 МПа, температуре 480-520°С, объемной скорости подачи сырья 0,5-2,0 час. В результате получают компонент автомобильного бензина, характеризующийся октановым числом 97-98 по исследовательскому методу (86 по моторному методу). Выход компонента автомобильного бензина составляет 85,0 мас.% на сырье каталитического риформинга.
Помимо целевых продуктов: компонента автомобильного бензина и дизельного дистиллата - при реализации способа образуются углеводородные газы, сероводород и аммиак (при каталитическом риформинге - водород). На стадии гидроочистки выход углеводородного газа достигает 0,7-1,2 мас.%, сероводорода и аммиака до 1 мас.% (суммарно). На стадии каталитического риформинга выход углеводородного газа достигает 14 мас.%, сероводорода и аммиака - менее 0,0001 мас.%, водорода- 1,0-1,4 мас.%.
В типичном случае - при переработке смеси, состоящей из 25 мас.% широкой бензиногазойлевой фракции и 75 мас.% прямогонного дизельного дистиллата выход продуктов составляет (мас.%):
компонент автомобильного бензина
12,0
дизельный дистиллат
85,5
углеводородные газы
1,5
сероводород и аммиак
1,0
Итого
100
Водород, образующийся в процессе каталитического риформинга, целиком потребляется на стадии гидроочистки исходной сырьевой смеси.
Предлагаемый способ позволяет получать моторные топлива (компоненты автомобильного бензина и дизельное топливо), соответствующие требованиям современных стандартов. Так, бензиновый компонент характеризуется октановым числом 97-98 И.М., отсутствием серы, содержанием ароматических углеводородов 63-80 мас.% и при смешении с другими компонентами (алкилаты, изомеризаты, спирты, эфиры) обеспечивает получение товарных автомобильных бензинов АИ-92 и АИ-95 (ГОСТ 51866). Дизельное топливо характеризуется цетановым числом 47-53, содержанием серы либо менее 0,035 мас.%, либо менее 0,005 мас.%, либо менее 0,001 мас.%, что соответствует требованиям ГОСТ 52368-2005 (EH 590:2004) на топливо соответственно видов I, II, III.
При этом достигается расширение сырьевой базы за счет вовлечения в процесс гидрирования широкой смесевой фракции вторичных термических процессов (например, замедленного коксования гудрона, висбрекинга гудрона, термического крекинга мазута), выкипающей внутри интервала температур 30-370°С. Это позволяет, с одной стороны, упростить схему процесса - отказаться от стадии ректификации продуктов термических процессов (с разделением на бензиновый и дизельный дистиллат) и, с другой стороны, проводить процесс последующего гидрогенизационного облагораживания при относительно мягких условиях (давлении 3-7 МПа, температуре 330-400°С). Для повышения степени очистки бензинового и дизельного дистиллатов дополнительно используют гидроочистку бензинового дистиллата в смеси с прямогонным бензиновым дистиллатом и частичное рециркулирование очищенного дизельного дистиллата (т.е. смешение его с исходным сырьем).
Дополнительного расширения сырьевых ресурсов дизельного топлива можно достигнуть за счет вовлечения в сырьевую смесь дополнительно 3-30 мас.% легкого газойля каталитического крекинга, выкипающего внутри интервала температур 160-360°С. Указанный газойль, характеризующийся высоким содержанием серы (до 2 мас.%) и низким цетановым числом (менее 35), не находит квалифицированного использования на большинстве НПЗ России. Привлечение его к производству высококачественного дизельного топлива позволяет заметно увеличить выработку малосернистого дизельного топлива в соответствии с требованиями ГОСТ 52368-2005 (EH 590:2004).
Ниже приведены примеры конкретной реализации способа.
Пример 1
-1
Гидрогенизационному облагораживанию подвергают широкую бензиногазойлевую фракцию процесса замедленного коксования гудрона с пределами выкипания 30-370°С (фракция содержит 1,5 мас.% серы и характеризуется йодным числом 60 г йода/100 г). Указанную фракцию предварительно смешивают с прямогонным дизельным дистиллатом (содержание серы 1,0 мас.%, йодное число 2 г йода/100 г) в соотношении 10:90 мас.%. Смесь направляют на гидроочистку в присутствии алюмо-кобальт-молибденового катализатора при давлении 7 МПа, температуре 330°С, объемной скорости подачи сырья 1,0 час. Полученный гидрогенизат направляют на ректификацию с выделением бензинового и дизельного дистиллатов (выхода соответственно 4 мас.% и 96 мас.%). Безиновый дистиллат, содержащий 0,04 мас.% серы, смешивают с прямогонной бензиновой фракцией (содержание серы 0,005 мас.%) в соотношении 15:85 мас.% и подвергают дополнительной гидроочистке с достижением остаточной серы 0,00005 мас.%. Дополнительную гидроочистку проводят при температуре 360°С, давлении 3 МПа в присутствии алюмо-кобальт-молибденового катализатора, а затем направляют на каталитический риформинг.
-1
Стадию каталитического риформинга бензинового дистиллата осуществляют при давлении 2 МПа, температуре 480°С, объемной скорости подачи сырья - 2,0 час.
Процесс каталитического риформинга обеспечивает выработку бессернистого компонента автомобильного бензина с октановым числом 97 (И.М.), поступающего на производство товарного автомобильного бензина (путем смешения с другими компонентами).
Дизельный дистиллат, выделенный из гидрогенизата, частично возвращают на смешение с исходным сырьем в количестве 20 мас.% на исходное сырье. Оставшуюся часть выводят в качестве конечного продукта, содержащего 0,001 мас.% серы (цетановое число 51), удовлетворяющего современным требованиям на малосернистое дизельное топливо.
Выход продуктов приведен ниже (мас.%):
компонент автомобильного бензина
4,5
дизельный дистиллат
93,5
углеводородные газы
1,3
сероводород и аммиак
0,7
Итого
100,0
Пример 2
-1
Гидрогенизационному облагораживанию подвергают широкую бензиногазойлевую фракцию процесса висбрекинга гудрона с пределами выкипания 50-360°С (фракция содержит 2,0 мас.% серы и характеризуется йодным числом 50 г йода/100 г). Указанную фракцию предварительно смешивают с прямогонным дизельным дистиллатом (содержание серы 1,2 мас.%, йодное число 1,5 г йода/100 г) в соотношении 40:60 мас.%. Смесь направляют на гидроочистку в присутствии алюмо-никель-молибденового катализатора при давлении 3 МПа, температуре 380°С, объемной скорости подачи сырья 2,0 час. Полученный гидрогенизат направляют на ректификацию с выделением бензинового и дизельного дистиллатов (выхода соответственно 24 мас.% и 76 мас.%). Безиновый дистиллат, содержащий 0,06 мас.% серы, смешивают с прямогонной бензиновой фракцией (содержание серы 0,009 мас.%) в соотношении 25:75 мас.% и подвергают дополнительной гидроочистке с достижением остаточной серы 0,00005 мас.%. Дополнительную гидроочистку проводят при температуре 390°С, давлении 4,5 МПа в присутствии алюмо-никель-молибденового катализатора, а затем направляют на каталитический риформинг.
-1
Стадию каталитического риформинга бензинового дистиллата осуществляют при давлении 2,5 МПа, температуре 500°С, объемной скорости подачи сырья - 1,0 час.
Процесс каталитического риформинга обеспечивает выработку бессернистого компонента автомобильного бензина с октановым числом 98 (И.М.), поступающего затем на производство товарного автомобильного бензина (путем смешения с другими компонентами).
Дизельный дистиллат, выделенный из гидрогенизата, частично возвращают на смешение с исходным сырьем в количестве 5 мас.% на исходное сырье. Оставшуюся часть выводят в качестве конечного продукта, содержащего 0,035 мас.% серы (цетановое число 51), удовлетворяющего современным требованиям на малосернистое дизельное топливо. Выход продуктов приведен ниже (мас.%):
компонент автомобильного бензина
15,0
дизельный дистиллат
82,0
углеводородные газы
1,5
сероводород и аммиак
1,5
Итого
100,0
Пример 3
-1
Гидрогенизационному облагораживанию подвергают широкую бензиногазойлевую фракцию процесса термического крекинга мазута с пределами выкипания 40-350°С (фракция содержит 1,7 мас.% серы и характеризуется йодным числом 70 г йода/100 г). Указанную фракцию предварительно смешивают с прямогонным дизельным дистиллатом (содержание серы 1,5 мас.%, йодное число 2 г йода/100 г) в соотношении 25:75 мас.%. Смесь направляют на гидроочистку в присутствии алюмо-кобальт-молибденового катализатора при давлении 5 МПа, температуре 400°С, объемной скорости подачи сырья 1,5 час. Полученный гидрогенизат направляют на ректификацию с выделением бензинового и дизельного дистиллатов (выхода соответственно 13 мас.% и 87 мас.%). Безиновый дистиллат, содержащий 0,05 мас.% серы, смешивают с прямогонной бензиновой фракцией (содержание серы 0,005 мас.%) в соотношении 20:80 мас.% и подвергают дополнительной гидроочистке с достижением остаточной серы 0,00005 мас.%, которую проводят при температуре 340°С, давлении 4 МПа в присутствии алюмо-кобальт-молибденового катализатора, а затем направляют на каталитический риформинг.
-1
Стадию каталитического риформинга бензинового дистиллата осуществляют при давлении 3 МПа, температуре 520°С, объемной скорости подачи сырья - 2,0 час.
Процесс каталитического риформинга обеспечивает выработку бессернистого компонента автомобильного бензина с октановым числом 97,5 (И.М.), поступающего на производство товарного автомобильного бензина (путем смешения с другими компонентами).
Дизельный дистиллат, выделенный из гидрогенизата, частично возвращают на смешение с исходным сырьем в количестве 12 мас.% на исходное сырье. Оставшуюся часть выводят в качестве конечного продукта, содержащего 0,001 мас.% серы (цетановое число 51), удовлетворяющего современным требованиям на малосернистое дизельное топливо.
Выход продуктов приведен ниже (мас.%):
компонент автомобильного бензина
12,5
дизельный дистиллат
84,5
углеводородные газы
1,7
сероводород и аммиак
1,3
Итого
100,0
Пример 4
-1
Гидрогенизационному облагораживанию подвергают широкую бензиногазойлевую фракцию процесса висбрекинга гудрона с пределами выкипания 50-360°С (фракция содержит 2,0 мас.% серы и характеризуется йодным числом 50 г йода/100 г). Указанную фракцию предварительно смешивают с прямогонным дизельным дистиллатом (содержание серы 1,2 мас.%, йодное число 1,5 г йода/100 г) в соотношении 40:60 мас.%. В полученную смесь дополнительно вводят 15 мас.% легкого газойля каталитического крекинга с пределами выкипания 160-360°С (содержание серы 1,8 мас.%, цетановое число - 30, йодное число 10,0 г йода/100 г). Смесь, состоящую из широкой бензиногазойлевой фракции висбрекинга, прямогонного дизельного дистиллата и легкого газойля каталитического крекинга, направляют на гидроочистку в присутствии алюмо-никель-молибденового катализатора при давлении 5 МПа, температуре 380°С, объемной скорости подачи сырья 2,0 час. Полученный гидрогенизат направляют на ректификацию с выделением бензинового и дизельного дистиллатов (выхода соответственно 17 мас.% и 83 мас.%). Безиновый дистиллат, содержащий 0,05 мас.% серы, смешивают с прямогонной бензиновой фракцией (содержание серы 0,009 мас.%) в соотношении 25:75 мас.% и подвергают дополнительной гидроочистке с достижением остаточной серы 0,00005 мас.%, которую проводят при температуре 390°С, давлении 4,5 МПа в присутствии алюмо-никель-молибденового катализатора, а затем направляют на каталитический риформинг.
-1
Стадию каталитического риформинга бензинового дистиллата осуществляют при давлении 2,5 МПа, температуре 500°С, объемной скорости подачи сырья - 1,0 час.
Процесс каталитического риформинга обеспечивает выработку бессернистого компонента автомобильного бензина с октановым числом 98 (И.М.), поступающего затем на производство товарного автомобильного бензина (путем смешения с другими компонентами).
Дизельный дистиллат, выделенный из гидрогенизата, частично возвращают на смешение с исходным сырьем в количестве 5 мас.% на исходное сырье. Оставшуюся часть выводят в качестве конечного продукта, содержащего 0,032 мас.% серы (цетановое число 51), удовлетворяющий современным требованиям на малосернистое дизельное топливо.
Выход продуктов приведен ниже (мас.%):
компонент автомобильного бензина
18,0
дизельный дистиллат
1,6
углеводородные газы
79,0
сероводород и аммиак
1,4
Итого
100,0