Способ получения высокооктанового бензина

 

Изобретение касается производства топлив, в частности получения высокооктанового бензина, что может быть использовано в нефтехимии. Цель - повышение качества целевого продукта. Для этого ведут разделение прямогонной бензиновой фракции на легкую и тяжелые фракции. Последнюю подвергают риформингу в присутствии платиносодержащего катализатора и стабилизации . При этом перед стабилизацией легкую фракцию прямогонной бензиновой фракции смешивают с нестабильным риформатом. Смесь дебутанизируют и подвергают ректификации. Фракцию ректификации , выкипающую до 60-70°С, подвергают изомеризации в присутствии морденитсодержащего катализатора и водорода . Эти условия позволяют повысить октановое число бензина с 95 до 97,0 п, 1 табл. .СП С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rs<>s С 10 G 59/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4806065/04 (22) 26,03.90 (46) 30.05.92, Бюл, N. 20 (71) Ленинградское научно-производственное объединение по разработке и внедрению нефтехимических процессов (72) Ю.А.Скипин, B.Á,Ìàðûøåâ, С.М.Моисеев, Д.С,Орлов и В,Ю,Георгиевский (53) 665,644.4(088.8) (56) Бурсиан Н.P. Технология иэомеризации парафиновых углеводородов. Л., 1985, с. 3-4.

Миначев Х.М„Исаков Я.И. Металлосодержашие цеолиты в катализе, . M. Наука, 1976. с, 85 — 98.

Маслянский Г.Н,Шапиро P.Н.Каталитический риформинг бензинов. Л.:Химия, 1985.

Европейский патент

N 0245124, кл. С 10 G 59/06, 1987, Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способам получения высокооктанового бензина из npslMocoHHblx бензиновых фракций с использованием процессов изомеризации и риформинга, и может найти применение в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Наиболее широко изомеризацию применяют для повышения октановых чисел легких фракций прямогонных бензинов, выкипающих в пределах до 70 С и содержащих пентаны и гексаны. Полученные. иэомериэаты используют в качестве компонентов смешения с бензинами каталитического риформинга для получения

„„SU „„1737000А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ BblCOKOOKTAНОВОГО БЕНЗИНА (57) Изобретение касается производства топлив, в частности. получения высокооктанового бензина, что может быть использовано в нефтехимии, Цель — повышение качества целевого продукта, Для этого ведут разделение прямогонной бензиновой фракции на легкую и тяжелые фракции.-Последнюю подвергают риформингу в присутствии платиносодер>кащего катализатора и стабилизации, При этом перед стабилизацией легкую фракцию прямогонной бензиновой фракции смешивают с нестабильным риформатом. Смесь дебутанизируют и подвергают ректификации. Фракцию ректификации, выкипающую до 60 — 70 С, подвергают изомеризации в присутствии морденитсодержащего катализатора и во- . дорода. Эти условия позволяют повысить октановое число бензина с 95 до 97,0 и, 1 табл. высокооктановых автомобильных бензинов.

Известны процессы изомеризации парафиновых углеводородов на алюмоплатиновых катализаторах, промотированных хлором и фтором, и металлцеолитсодер>кащих катализаторах. Изомеризацию проводят при температурах 20 — 450 С, давлении

0,5 — 4 МПа, объемных скоростях 1,0 — 3,0 ч молярном соотношении водород †. yãëåðîä

0.5-6,0.

Известен способ среднетемпературной изомеризации пентан-гексановой фракции с использованием в качестве катализатора высококремнеэемного цеолита типа морденит, осуществляемый в среде водорода при

1737000

230-300 С. При проведении процесса по схеме "за проход" изомеризат имеет октановое число по исследовательскому методу (ИОЧ) 80-82 пункта с выделением н-парафиновых углеводородов на молекулярных ситах или ректификацией ИОЧ изомеризата увеличивается до 89 пунктов.

Первый и особенно второй вариант изомеризации характеризуются высокими эксплуатационными затратами, необходимыми для подогрева сырья и циркуляции водорода, что увеличивает себестоимость автомобильных бензинов.

Базовым компонентом автобензинов является бензин каталитического риформинга, сырьем которого являются бензиновые фракции, выкипающие в пределах

85-180 С. Процесс каталитического риформинга проводят в-среде водорода, при

450 — 550 С и давлении до 4,0 МПа с использованием платиносодержащего катализатора. Целевой продукт процесса — риформат— имеет ИОЧ до 98-100 пунктов, 20

Однако для получения автобензинов к риформату необходимо добавлять компоненты типа изомеризата, кроме того, эатра25 ты при риформировании бензиновых фракций также велики.

Затраты на переработку бензиновых отдельных процессов, например риформинга и изомериэации, поскольку уменьшаются капвложения по сравнению с переработкой бензинов на отдельных установках.

Более глубокое снижение затрат уже за счет не только капитальных, но и эксплуатационных затрат происходит при интегрировании процессов по материальным потокам. Обычно интегрируют (вписывают один в другой) процессы, близкие по техническим параметрам, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения высокооктанового бензина, в соответствии с которым тяжелую часть бензиновой фракции подвергают риформингу, а легкую часть — изомеризации, при этом для изомеризации легкой части бензиновой фракции используют избыточный во40

50 дород процесса риформинга, жидкие продукты обоих процессов смешивают и получают целевой продукт — высокооктановый бензин. Полученный продукт имеет

ИОЧ 95 пунктов и выход на сырье 89,7 об.%.

Катализатор изомеризации содержит металл УШ группы, нанесенный на смесь морденита и матрицы.

Проведение изомериэации в среде избыточного водорода риформинга обеспечи55 вает улучшенную интеграцию, а также фракций снижают эа счет комбинирования 30 понижает затраты и капиталовложения по сравнению с использованием двух раздельно работающих установок.

Недостатком известного способа является низкое качество (октановое число) целевого продукта.

Цель изобретения — повышение качества целевого продукта.

Предлагаемый способ позволяет улучшить качество целевого продукта за счет повышения его ИОЧ с 95 до 97 пунктов.

Кроме того, повышается ИОЧ фракции целевого продукта. выкипающей до 100 G.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения выокооктанового бензина, согласно которому исходную прямогонную бензиновую фракцию разделяют на легкую и тяжелую фракции, последнюю подвергают риформингу в присутствии платиносодержащего катализатора. легкую фракцию исходного сырья смешивают с риформатом. полученную смесь стабилизируют в режиме дебутанизации, дебутанизированний продукт подвергают ректификации, фракцию ректификации, выкипающую до 60 — 70 С, подвергают изомеризации в присутствии морденитсодержащего катализатора и избыточного водорода риформинга. Иэомеризат смешивают со стабильным риформатом и получают целевой продукт повышенного качества.

Положительный эффект по предлагаемому способу достигается. как за счет дополнительной каталитической обработки легкой части риформата, так и эа счет подготовки сырья для иэомеризации из смеси легкой прямогонной фракции и риформата.

Способ осуществляется следующим образом.

Из широкой IlpAMoloHHQA бензиновой фракции ректификацией выделяют легкую выкипающую, например. до 65 С и тяжелую, выкипающую от 85 до 180 С, фракции.

Последнюю подвергают риформингу на установке типа Лà — 35-11 в присутствии катализатора, например, КР-104А, содержащего 0,36 мас.% платины. 0,20 мас,% рения, 0,25 мас.% кадмия на хлорированной окиси алюминия при температуре. изменяемой в течение цикла от 470 до 515 С, давлении 2,0 МПа, обьемной скорости подачи сырья 1.6 ч, кратности циркуляции водо-1 родсодержащего газа (ВСГ) 1300 нм /м, В качестве продукта процесса получают нестабильный риформат и избыточный ВСГ с концентрацией водорода 75-89 мол.% и в количестве от 6,3 до 10,7 тыс.нм /ч.

К нестабильному риформату добавляют легкую прямогонную фракцию, смесь на1737000 формат и ВСГ с концентрацией водорода

75-89 мол-%.

Легкую прямогонную фракцию Н.К,—

65 С совместно с нестабильным риформатом направляют в колонну стабилизации, входящую в состав установки риформинга, в которой поддерживают режим дебутанизации. Дебутанизированный продукт ректификацией разделяют на фракции: Н..К,—

60 Си60 С вЂ” К,К.

55 правляют в колонну стабилизации, где проводят дебутанизацию смеси, Иэ дебутанизррованной смеси ректификацией отделяют низкокипящую фракцию, например, Н.К,— . 65 С, являющуюся сырьем для изомериза- 5 ции.

Иэомеризацию проводят на блоке изомеризации, смонтированном при реконструкции установки риформинга таким . образом, что избыточный ВСГ риформинга 10 непосредственно направляют на смешение с сырьем изомериэации. Условия процесса: . температура.260-280ОС, давление 1,8 МПа, -1 объемная скорость,по сырью 2,0 ч;. Для иэомеризации используют промышленный 15 морденитсодержащий" катализатор типа

ИПМ. Жидкие продукты иэомеризации смешивают с оставшимся риформатом (фр.

65 С вЂ” К.К) и получают целевой. продукт— смесь изомерйзата и риформата, имеющий 20 октановое число по исследовательскому методу 96,9 пунктов. Выход целевого. продукта на исходное сырье составляет 89.8 об,% при плотности 0,765 кг/м . Фракционный со3 став продукта: начало кипения 38 С, 25

10 об,% выкипает при 54 С, 50- 94 С, 90%.—

153 С, койец кипения 193 С. Целевой продукт служит базовым компонентом для получения незтилированного бензина АИ-93, а при зтилировании с концентрацией ТЭС 30

0,1 — 0,2 т/кг получают автобензин типа AN98.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, Пример 1, Из широкой прямогонной бензиновой фракции на установке вторичной подготовки бензинов (УВ П Б) ректифи,кацией выделяют легкую фракцию, . выкипающую до 65 С и тяжелую, выкипающую в пределах 85 — 180 С. Последнюю под- 40 вергают риформингу на установке

ЛГ-35 — 1 1 с использованием полиметаллического катализатора.KP-104A, содержащего 0,36 мас.% платины, 0,20 мас.% рения, 0,25 мас.% кадмия на хлорированной окиси 45 .,алюминия в следующих условиях: температура процесса 470-515 С, давлении

2,0 МПа, объемная скорость подачи сырья 1,6 ч, кратность циркуляции ВСГ

-1

1300 нм /м . Получают нестабильный ри- 50

Ниэкокипящую фракцию (Н.К, — 60 С) совместно с избыточным ВСГ риформинга направляют на блок иэомеризации, смонти- . рованный при реконструкции установки риформинга..Изомериэацию проводят в присутствии морденитсодержащего катализатора ИПМ) йри 260 — 280 С, давлении

1,8 МПа, объемной скорости по сырью

2,0 ч1.

Катализатор изомериэации ИПМ содержит 0,4 мас.% платины, носителем служит смесь морденита (40 отн.%) и оксида алюминия при молярном отношении Я!02:А!20з, равном 13.

Готовят катализатор следующим образом.

Порошок морденита в натриевой форме (NaM) обрабатывают раствором нитрата аммония при 80 С в течение 3 ч при постоянном перемешивании, отжимают и вносят в лепешку гидроксида алюминия, после чего направляют на формирование гранул, Сформированные гранулы носителя сушат при 110-130"С в течение 2 ч, прокаливают в токе воздуха при 500 С в течение 2 ч, Платину.в носитель вносят пропиткой из растворов платинохлористоводородной и уксусной кислот, после чего операции сушки и прокалки повторяют.

Иэомеризат смешивают с фракцией

60 С вЂ” K, K, (с оставшейся вы соко кипя щей фракцией после ректификации дебутанизированного продукта) и получают целевой продукт, выход которого на исходное прямогонное сырье составляет 89,7 об.% N04 целевого продукта 97 пунктов, ИОЧ фракции, выкипающей до 100 С, 81,8 пункта, фракционный состав, Н.К. — 38, 10% — 54.

50% — 95, 90% — 153: К.К. — 193. Компаундированием целевого продукта в качестве базового компонента и низкооктановых бензинов получают незтилированные автобензины типа АИ вЂ” 93 (либо А — 76) с высокими эксплуатационными характеристиками, этилированием целевого продукта с концентрацией ТЭС 0,1-0,2 r/êã получают автобензин типа AN98.

Таким образом, комбинированная переработка бензиновых фракций в соответст-" вии с предложенным способом позволяет повысить качество целевого продукта- за счет повышения его ИОЧ с 95 до 97пунктов.

Существенным является то обстОятельство,, что прирост октанового числа происходит преимущественно за счет легкокипящей части целевого продукта, что улучшает эксплуатационные свойства автобензина, . полученного на его основе.

Пример 2. На установке риформинга

Лà — 35 — 11, комбинированной при реконст7

1737000 рукции блоком иэомеризации, подвергают переработке прямогонные бензиновые фракции H.Ê. — 85 С и 85 — 180ОС, предварительно выделенные ректификацией из широкой прямогонной бензиновой фракции на 5 установке УВПБ, Тяжелую фракцию (85180 С) подвергают риформингу в присутствии катализатора и в условиях, приведенных в примере 1. Получают нестабильный риформат и избыточный ВСГ с кон- 10 центрацией водорода от 75 до 89 мол%.

Легкую прямогонную фракцию Н,К.—

85 С совместно с нестабильным риформатом подвергают дебутанизации в колонне стабилизации установки риформинга, затем 15 дебутанизированную смесь в колонне ректификации разделяют на две фракции: низ. кокипящую — Н.К. -- 70 С и высококипящую—

7.0 С вЂ” К, К.

Ниэкокипящую фракцию в среде из- 20 быточного ВСГ.риформинга. подвергают изомеризации в присутствии морденитсодержащего катализатора и в условиях, приведенных в примере 1.

Полученный изомеризат смешивают со, 25 высококипящей фракцией (70ОС -- К.К.) и получают целевой продукт следующего качества: ИОЧ 96,8 пункта, ИОЧ фракции до 100 С

81,5 пункта, Фракционный состав, С: Н,К. 38, 10% 30

54, 50% 93, 90% 152, К.К, 193.

Выход целевого продукта составил.

90,0 об.% в расчете на исходное прямогонное сырье, Таким образом, предложенный способ 35 комбинированной переработки бензиновых фракций по сравнению со способом в соответствии с известным позволяет получить целевой продукт с более высоким октановым числом, т.е, более высокого качества. 40

Полученный целевой продукт служит базовым компонентом для получения высокооктановых автобензинов.

Пример 3, (сравнительный). 45

Из широкой прямогонной бензиновой фракции на УВПБ выделяют. легкую и тяжелую фракции, выкипающие от Н.К. — до 65 С и от 85 до 180 С соответственно, Тяжелую фракцию подвергают рифор- 50 мингу на установке ЛГ-35 — 11, комбинированной. блоком . изомеризации, в присутствии катализатора и в условиях. приведенных в примере 1. Продуктами процесса являются избыточный ВСГ и неста- 55 бильный риформат. Последний подвергают дебутанизации в колонне стабилизации установки риформинга и только после этого смешивают с легкой прямогонной фракцией. Из полученного продукта выделяют в качестве сырья изомеризации низкокипящую фракцию, выкипающую до 65 С..

Изомеризацию в среде избыточного

ВСГ с установки. риформинга проводят- в присутствии морденитсодержащего катализатора в условиях, приведенных в примере 1.

Изомеризат смешивают с фракцией

65 С вЂ” К.К., оставшейся после. выделения ректификацией сырья для изомеризации. получают целевой продукт со следующими показателями; ИОЧ 95,3 пункта, ИОЧ фрак- ции до 100 С 78,9 пункта.

Фракционный состав, С: Н.К. 26,.10%

39, 50% 90, 90% 150, К.К. 193.

Выход целевого продукта составил 90,8 об,% в расчете на исходное прямогонное сырье, Таким образом, осуществление предло-. женного способа комбинированной перера- " ботки прямогонных бензиновых фракций, но со смешением легкой прямогонной фракции с предварительно дебутанизированным: риформатом, не позволяет повысить ИОЧ целевого продукта, т.е, повысить его качество. Низкое значение ИОЧ фракции, выкипающей до 100 С, свидетельствует о недостаточной эффективности процесса иэомеризации; что; по-видимому, связано с приведенной в примере подготовкой сырья изоме риза ции, Кроме того, полученный целевой про-. дукт не может служить компонентом товарных автобензинов без дополнительной обработки, поскольку температура начала кипения его (26 С) существенно ниже требо- ваний стандартов;

Пример 4 (сравнительный.) Из широкой прямогонной бензиновой фракции на.

УВПБ выделяют легкую и тяжелую фракции, выкипающие от Н,К. — до .65 С и от 85 до

180 С соответственно.

Тяжелую фракции подвергают риформингу на установке Лà — 35 — 11, комбинированной блоком изомеризации.. в присутствии катализатора и в условиях. приведенных в примере 1. Продуктами процесса являются избыточный ВСГ и нестабильный рифбрмат. Последний дебутанизируют в колонне стабилизации установки риформинга, затем ректификацией разделяют на две фракции; ниэкокипящую, выкипающую до 65 С,. и высококипящую, выкипающую от 65" С до К.К.

Низкокипящую фракцию смешивают с . легкой прямогонной фракцией и в среде избыточного ВСГ риформинга подвергают иэомеризации в присутствии морденитсо держащего катализатора и в условиях. приведенных в примере 1.

1737000

Высококипящую фракцию (65 С вЂ” K,К) смешивают с изомеризатом и получают целевой продукт с выходом 90,8 об,% в расчете на исходное прямогонное сырье и следующими показателями: ИОЧ 95,4 пункта, ИОЧ фракции до 100 С вЂ” 79,1 пункта.

Фракционный состав, С; Н.К.24, 10%

37, 50% 90, 90% 152, К.К. 193.

Полученный целевой продукт по качеству уступает приведенному в примерах 1, 2, т.е. в соответствии с предлагаемым способом. Кроме того, из-эа низкого показателя

"температура начала кипения" полученный продукт без дополнительной подготовки не может быть и:пользован в качестве базового компонента автобенэинов, Таким образом, цель предлагаемого способа может быть достигнута только при соблюдении совокупности и последовательности указанных в способе приемом (признаков).

Пример 5 (сравнительный).

Из широкой прямогонной бензиновой фракции на УВПБ выделяют легкую и тяжелую фракции, выкипающие от rl.Ê, до 65 С и 85-180 С соответственно.

Тяжелую фракцию (85-180 С) подверга. ют риформингу на установке Л Г вЂ” 35 — 11, комбинированной блоком иэомеризации, в присутствии катализатора и в условиях. приведенных в примере 1. Продуктами процесса являются избыточный ВСГ и нестабильный риформат.

Легкую прямогонную фракцию H,K.—

65 С смешивают с нестабильным риформатом, смесь дебутанизируют в колонне стабилизации установки риформинга, затем ректификацией разделяют на низкокипящую, выкипающую до 55 С и высококипящую от 55 С до К.К.

Низкокипящую фракцию в среде избыточного ВСГ риформинга подвергают изомеризации в присутствии морденитсодержащего катализатора и в условиях, приведенных в примере 1, Высококипящую фракцию смешивают с изомеризатом и получают целевой продукт с выходом 89,9 об.% в расчете на исходное прямогонное сырье и следующими показателями: ИОЧ 95,5 пункта; ИОЧ фракции до

100 С вЂ” 80,0 пункта.

Фракционный состав, С; H.Ê. 37, 10%

53, 50% 94, 90% 153, К.К. 193.

Полученный целевой продукт по качеству уступает приведенному в примерах 1, 2, т.е. по предлагаемому способу.

Таким образом. при изомеризации ниэкокипящей фракции с К.К, ниже 60 С эффективность предлагаемого способа снижается.

20

30 54, 50,4 93, 90% 152, К, К, 193.

40

50

55 содержащий катализатор описаны в приме5

Г1 р и м е р 6 (сравнительный). Из широкой прямогонной бензиновой фракции на

УВПБ выделяют легкую (Н.К. — 85 С) и тяжелую (85-180 С) фракции.

Последнюю подвергают риформингу на установке Лà — 35-11. комбинированной блоком изомеризации, в присутствии катализатора и в условиях, приведенных в примере

1. Продуктами процесса являются избыточный ВСГ и нестабильный риформат, Легкую прямогонную фракцию смешивают с нестабильным риформатом, смесь дебутанизируют в колонне стабилизации установки риформинга, затем ректификацией разделяют на низкокипящую, выкипающую до 75 С, и высококипящую, выкипающую до

75 С до К.К.

Низкокипящую (Н.К. — 75"С) в среде избыточного ВСГ риформинга подвергают изомеризации в присутствии морденитсодержащего катализатора и в условиях, приведенных в примере 1, Высококипящую фракцию смешивают с изомеризатом и получают целевой продукт с выходом 90,0 об.% в расчете на исходное прямогонное сырье и следующими показателями: ИОЧ продукта 95.2 пункта, ИОЧ фракции до 100 С 78,4 пункта.

Фракционный состав, С: Н.К. 39, 10%

Таким образом, при изомеризации низкокипящей фракции с К.К. выше 70 С качеСтво целевого продукта (ИОЧ) ниже, чем в примерах 1, 2.

Пример 7 (иэвестный), Из широкой прямогонной бензиновой фракции на УВПБ выделяют легкую и тяжелую фракции, выкипающие от Н.К, до 65 С и от 85 С до 180 С соответственно.

Переработку указанных фракций осуществляют на комбинированной установке с использованием процессов риформинга и изомеризации, причем изомеризацию проводят в среде избыточного ВСГ процесса риформинга.

Риформингу подвергают тяжелую прямогонную фракцию в присутствии катализатора и в условиях, приведенных в примере

1. Продуктами процесса являются избыточный ВСГ и нестабильный риформат.

Сырьем для процесса изомериэации служит только легкая прямогонная бензиновая фракция, Условия проведения изомериэации и используемый морденитре1, Полученные изомеризат и нестабильный риформат смешивают, смесь дебутанизируют в кОлонне стабилизации и получают цеЛевой продукт — смесь изомериэата и ри1737000

Формула изобретения

Способ получения высокооктанового бензина путем разделения исходной прямоСоставитель В,Марышев

Редактор M. Недолуженко Техред M.Моргентал Корректор Л.Патай

Заказ 1870 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 формата следующего качества: ИОЧ 95 пунктов, ИОЧ фракции до 100 С 78,5 пунктов.

Фракционный состав, С: Н.К, 40, 10

53, 50 95,90 150, К,К, 195.

Выход целевого продукта на исходное сырье составил 89,7 об., Таким образом, осуществление предлагаемого способа комбинированной переработки прямогонных бензинов по известному способу по сравнению с предложенным приводит к получению целевого продукта с меньшим ИОЧ, т.е. более низкого качества. гонной. бензиновой фракции на легкую и тяжелую фракции, риформинга последней в присутствии платиносодержащего катализатора, стабилизации полученного ри5 формата с использованием прбцесса изомериэации в присутствии морденитсодержащего катализатора и избыточного водорода риформинга, смешения жидких продуктов риформинга с продуктами изоме10 ризации, отличающийся тем, что. с целью повышения качества целевого продукта, легкую фракцию исходного сырья смешивают с риформатом перед его стабилизацией, полученный дебутанизирован15 .ный продукт подвергают ректификации и на . изомеризацию направляют фракцию ректификации, выкипающую до 60-70 С,