СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ
METHOD FOR PROCESSING OIL RESIDUES

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при получении судовых и моторных топлив.
Известен способ переработки нефтяных остатков, который включает вакуумную перегонку мазута с выделением вакуумного дистиллята и гудрона, деасфальтизацию гудрона углеводородным растворителем, дальнейшее гидрогенизационное облагораживание смеси вакуумного дистиллята и деасфальтизата с получением гидрогенизата, который путем ректификации разделяют на бензиновую, дизельную и остаточную фракции, при этом остаточную фракцию гидрогенизата направляют на смешение с сырьем гидрогенизационного облагораживания при следующем соотношении компонентов, % мас.:
Вакуумный дистиллят
40-80
Деасфальтизат
10-30
Остаточная фракция гидрогенизата
10-30
-1
Процесс гидрогенизационного облагораживания осуществляют при давлении 5,0-18,0 МПа, температуре 340-440°С, объемной скорости подачи сырья 0,5-1,5 час, соотношении водородсодержащий газ/сырье 800-1800 н.об./об. в присутствии алюмо-никель-молибденового или алюмо-кобальт-молибденового цеолитсодержащего катализатора.
В качестве углеводородного растворителя процесса деасфальтизации гудрона используют бутан, пентан или бензин. (RU 2613634 от 21.03.2017 г.).
Недостатком способа является то, что в схему переработки включен сложный процесс деасфальтизации гудрона, требующий проведения работ с растворителями (с последующей их регенерацией и возвращением в процесс деасфальтизации). Способ также не предусматривает получение судового топлива.
Другим недостатком является применение относительно высокого давления водорода (до 18,0 МПа) на стадии гидрогенизационного облагораживания смеси вакуумного дистиллята и деасфальтизата. Оба указанные обстоятельства существенно удорожают экономику переработки нефтяных остатков.
-1
Известен также способ получения моторных топлив, включающий переработку нефтяных остатков. Выделенный ректификацией мазут направляют на вакуумную перегонку с получением вакуумного дистиллята и гудрона, затем проводят процесс гидрирования и смешение фракций с получением целевых продуктов. Способ отличается тем, что вакуумный дистиллят подвергают каталитическому крекингу с выделением фракции, выкипающей в интервале температур 150-400°С, а гудрон - замедленному коксованию с выделением фракции, выкипающей в интервале температур 150-400°С, затем эти фракции совместно подвергают гидрированию при объемной скорости подачи сырья 0,2-1,5 ч, из полученного гидрогенизата выделяют фракции, выкипающие в интервале температур 30-200°С и 130-350°С, которые используют для получения целевых продуктов.
Согласно способу фракции каталитического крекинга и замедленного коксования, выкипающие в интервале температур 150-400°С, смешивают в массовом соотношении от 90:10% до 10:90%.
В смесь фракций каталитического крекинга и замедленного коксования, выкипающих в интервале температур 150-400°С, перед гидрированием вводят 5-30% мас. прямогонной дизельной фракции.
3
3
Процесс гидрирования проводят при давлении 25-30 МПа в присутствии никель-вольфрамового сульфидного катализатора при температуре 320-410°С и отношении водородсодержащий газ/сырье 800-1500 нм /м (RU 2232183 от 26.11.2002 г.).
Недостатком способа является то, что процесс гидрирования фракций каталитического крекинга и замедленного коксования осуществляют при высоком давлении 25-30 МПА.
Указанное обстоятельство существенно удорожает экономику способа получения моторных топлив.
Способ не предусматривает получение судового топлива.
Наиболее близким к заявляемому является способ переработки нефти, который включает переработку нефтяных остатков, в частности мазута. Способ предусматривает вакуумную перегонку мазута с выделением прямогонного вакуумного дистиллята и гудрона, коксование гудрона с последующим разделением продуктов коксования на бензиновую фракцию, легкую и тяжелую газойлевые фракции коксования и кокс. Тяжелую газойлевую фракцию коксования разделяют на два потока, один из которых в смеси с легкой газойлевой фракцией коксования и прямогонным вакуумным дистиллятом направляют на гидрокрекинг, а второй поток предварительно подвергают гидроочистке и затем направляют на каталитический крекинг в смеси с остатком гидрокрекинга, причем эти потоки разделяют в соотношении 35-80 мас. % и 20-65 мас. % (RU 2321613 от 04.10.2008 г.).
Недостатками способа являются:
1. Сложная технологическая схема, включающая набор технологических процессов (коксование гудрона, гидрокрекинг смеси прямогонного вакуумного дистиллята и тяжелой фракции коксования, гидроочистка с последующим каталитическим крекингом тяжелой газойлевой фракции коксования).
2. Преимущественное получение дистиллятов моторных топлив при минимальной возможности производства тяжелых топлив: судовых, котельных и др.
3. Относительно высокое давление водорода на стадии гидрокрекинга (13-17 МПА), что делает указанный процесс недостаточно экономичным.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа переработки нефтяных остатков, обеспечивающая получение наряду с моторными топливами дополнительного количества более тяжелого судового топлива, по качеству соответствующего современным требованиям, а также упрощение технологической схемы производства, снижение давления водорода в используемых гидрогенизационных процессах.
Для решения поставленной задачи предлагается способ переработки тяжелых нефтяных остатков, включающий вакуумную перегонку мазута с выделением прямогонного вакуумного дистиллята и гудрона, коксование гудрона с последующим разделением жидких продуктов коксования на бензиновую, дизельную фракции и тяжелую газойлевую фракцию, которую смешивают с прямогонным вакуумным дистиллятом и направляют на стадию гидрооблагораживания. Способ отличается тем, что из продуктов гидрооблагораживания выделяют фракции бензина, дизельного топлива и остаток гидрооблагораживания, который разделяют на два потока, один из которых выводят в качестве остаточного судового топлива, а второй возвращают в процесс гидрооблагораживания в смеси с прямогонным вакуумным дистиллятом и тяжелой газойлевой фракцией коксования. При этом соотношение выведенного из процесса остаточного судового топлива и возвращаемого в процесс остатка гидрооблагораживания составляет от 30-70% до 70-30% мас.
-1
3
3
Процесс гидрооблагораживания осуществляют при давлении 5-12 МПа, температуре 340-420°С, объемной скорости подачи сырья 0,5-2,0 час и соотношении водородсодержащего газа к сырью 500-2000 нм/м на алюмо-никель-молибденовом или алюмо-кобальт-молибденовом катализаторе.
В заявляемом способе могут быть использованы различные способы коксования гудрона, преимущественно замедленное коксование.
Заявленный способ позволяет вырабатывать наряду с моторными топливами значительное количество малосернистого остаточного судового топлива, соответствующего нормам ГОСТ 32510-2013, с содержанием серы менее 0,5% мас. и даже до 0,1% мас.
Достоинством предлагаемого способа переработки нефтяных остатков является то, что он сочетает возможность производства компонентов моторных топлив и малосернистого остаточного судового топлива, по качеству соответствующего современным требованиям (ГОСТ 32510-2013), а также упрощение технологической схемы производства, снижение давления водорода в используемых гидрогенизационных процессах.
Способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
3
Вакуумной разгонке подвергают мазут малосернистой нефти с выделением вакуумного дистиллята (фракция 320-500°С) и гудрона (остаток>500°С). Качество вакуумного дистиллята: содержание серы - 0,8% мас., плотность 914 кг/м, коксуемость по Конрадсону - 0,15% мас., содержание азота 0,1% мас., выход на мазут 45% мас.
3
Качество гудрона: содержание серы - 1,4% мас., плотность 1001 кг/м, коксуемость по Конрадсону - 15% мас., выход на мазут 55% мас.
Указанный гудрон направляют на установку замедленного коксования. В результате процесса коксования получают (% мас. на сырье коксования):
Углеводородный газ + фр. С<sub>5</sub>-С<sub>6</sub>
7,0
Бензиновая фракция (30-180°С)
8,3
Легкая газойлевая фракция (180-350°С)
28,0
Тяжелая газойлевая фракция (остаток>350°С)
29,2
Кокс
27,5
Тяжелую газойлевую фракцию коксования смешивают с вакуумным дистиллятом и направляют на стадию гидрооблагораживания.
-1
Процесс гидрооблагораживания осуществляют при давлении 5 МПа, температуре 340°С, объемной скорости подачи сырья 0,5 час, соотношении водородсодержащий газ/сырье - 500 н.об./об. в присутствии катализатора алюмо-никель-молибденового.
В результате получают гидрогенизат, который разделяют путем атмосферной перегонки на углеводородный газ, бензиновую фракцию (30-180°С), дизельную фракцию (180-350°С) и остаток (>350°С).
Материальный баланс процесса гидрооблагораживания (% мас. на сырье процесса):
углеводородный газ + сероводород
3
бензиновая фракция (30-180°С)
3
дизельная фракция (180-350°С)
16
остаток (>350°С)
78
Бензиновая фракция содержит менее 20 мг/кг серы и является ценным сырьем процесса каталитического риформинга (после дополнительной гидроочистки), дизельная фракция содержит 450 мг/кг серы и после дополнительной гидроочистки до остаточного содержания серы менее 10 мг/кг соответствует требованию на топливо экологического класса К5.
Остаток процесса гидрооблагораживания характеризуется следующим качеством:
Кинематическая вязкость при температуре 50°С, мм<sup>2</sup>/с
22
Плотность при 15°С, кг/м<sup>3</sup>
930
Массовая доля серы, %
0,45
Указанный продукт соответствует требованиям ГОСТ 32510-2013 к судовому остаточному топливу RMB 30.
Полученный продукт разделяют на два потока в соотношении 70% мас. и 30% мас., из которых первый поток выводят из системы как судовое остаточное топливо, а второй поток подают на смешение с сырьем установки гидрооблагораживания.
Пример 2.
Вакуумной разгонке подвергают мазут малосернистой нефти с выделением вакуумного дистиллята (фракция 350-530°С) и гудрона (остаток>530°С).
3
Качество вакуумного дистиллята: содержание серы - 1,0° мас., содержание азота 0,12% мас., плотность 918 кг/м, коксуемость по Конрадсону - 0,18% мас., выход на мазут 48% мас.
3
Качество гудрона: содержание серы - 1,8% мас., плотность 1007 кг/м, коксуемость по Конрадсону - 17% мас., выход на мазут 52% мас.
Указанный гудрон направляют на установку замедленного коксования.
В результате процесса коксования получают (% мас. на сырье коксования):
Углеводородный газ + фр. С<sub>5</sub>-С<sub>6</sub>
6,5
Бензиновая фракция (30-180°С)
7,8
Легкая газойлевая фракция (180-350°С)
26,0
Тяжелая газойлевая фракция (остаток>350°С)
30,8
Кокс
28,9
Тяжелую газойлевую фракцию коксования смешивают с вакуумным дистиллятом и направляют на стадию гидрооблагораживания.
-1
Процесс гидрооблагораживания осуществляют при давлении 10 МПа, температуре 380°С, объемной скорости подачи сырья 0,8 час, соотношении водородсодержащий газ/сырье - 1200 н.об./об. в присутствии катализатора алюмо-кобальт-молибденового.
В результате получают гидрогенизат, который разделяют путем атмосферной перегонки на углеводородный газ, бензиновую фракцию (30-180°С), дизельную фракцию (180-350°С) и остаток (>350°С).
Материальный баланс процесса гидрооблагораживания (% мас. на сырье процесса):
углеводородный газ + сероводород
3,5
бензиновая фракция (30-180°С)
4,0
дизельная фракция (180-350°С)
20,0
остаток (>350°С)
72,5
Бензиновая фракция содержит менее 20 мг/кг серы и является ценным сырьем процесса каталитического риформинга (после дополнительной гидроочистки), дизельная фракция содержит 350 мг/кг серы и после дополнительной гидроочистки до остаточного содержания серы менее 10 мг/кг соответствует требованию на топливо экологического класса К5.
Остаток процесса гидрооблагораживания характеризуется следующим качеством:
Кинематическая вязкость при температуре 50°С, мм<sup>2</sup>/с
25
Плотность при 15°С, кг/м<sup>3</sup>
934
Массовая доля серы, %
менее 0,1
Указанный продукт соответствует требованиям ГОСТ 32510-2013 к судовому остаточному топливу RMB 30.
Полученный продукт разделяют на два потока в соотношении 50% мас. - 50% мас., из которых первый поток выводят из системы как судовое остаточное топливо, а второй поток подают на смешение с сырьем установки гидрооблагораживания.
Пример 3.
Вакуумной разгонке подвергают мазут сернистой нефти с выделением вакуумного дистиллята (фракция 350-560°С) и гудрона (остаток>560°С).
3
Качество вакуумного дистиллята: содержание серы - 2,2% мас., плотность 925 кг/м, коксуемость по Конрадсону - 0,22% мас. выход на мазут 50% мас.
3
Качество гудрона: содержание серы - 4,1% мас., плотность 1014 кг/м, коксуемость по Конрадсону - 20% мас., выход на мазут 50% мас.
Указанный гудрон направляют на установку замедленного коксования. В результате процесса коксования получают (% мас. на сырье коксования):
Углеводородный газ + фр. С<sub>5</sub>-С<sub>6</sub>
6,0
Бензиновая фракция (30-180°С)
7,0
Легкая газойлевая фракция (180-340°С)
23,0
Тяжелая газойлевая фракция
33,4
Кокс
30,6
Тяжелую газойлевую фракцию коксования смешивают с вакуумным дистиллятом и направляют на стадию гидрооблагораживания.
-1
Процесс гидрооблагораживания осуществляют при давлении 12 МПа, температуре 420°С, объемной скорости подачи сырья 2,0 час, соотношении водородсодержащий газ/сырье - 2000 н.об./об. в присутствии катализатора алюмо-никель-молибденового.
В результате получают гидрогенизат, который разделяют путем атмосферной перегонки на углеводородный газ, бензиновую фракцию (30-180°С), дизельную фракцию (180-350°С) и остаток (>350°С).
Материальный баланс процесса гидрооблагораживания (% мас. на сырье процесса):
углеводородный газ
4,0
бензиновая фракция (30-180°С)
5,1
дизельная фракция (180-350°С)
25,5
остаток (>350°С)
65,4
Бензиновая фракция содержит менее 10 мг/кг серы и является ценным сырьем процесса каталитического риформинга (после дополнительной гидроочистки), дизельная фракция содержит 200 мг/кг серы и после дополнительной гидроочистки до остаточного содержания серы менее 10 мг/кг соответствует требованию на топливо экологического класса К5.
Остаток процесса гидрооблагораживания характеризуется следующим качеством:
Кинематическая вязкость при температуре 50°С, мм<sup>2</sup>/с
28
Плотность при 15°С, кг/м<sup>3</sup>
945
Массовая доля серы, %
0,10
Указанный продукт соответствует требованиям ГОСТ 32510-2013 к судовому остаточному топливу RMB 30
Полученный продукт разделяют на два потока в соотношении 30% мас. - 70% мас., из которых первый поток выводят из системы как судовое остаточное топливо, а второй поток подают на смешение с сырьем установки гидрооблагораживания.
Таким образом, предлагаемый способ переработки нефтяных остатков позволяет выработать с высоким выходом малосернистое остаточное судовое топливо, по качеству соответствующего современным требованиям (ГОСТ 32510-2013), и компоненты моторных топлив, при относительно мягких условиях (давление на стадии гидрооблагораживания 5-12 МПа). При этом не используются сложные технологические процессы, такие как каталитический крекинг и деасфальтизация. В результате способа достигается углубление переработки мазута.