Способ получения автомобильного бензина

 

Использование: нефтехимия. Сущность: из бензиновых фракций вторичного происхождения выделяют фракцию, выкипающую до 85^oС. Ее подвергают контактированию с металлом в присутствии алюмосиликатного цеолитсодержащего катализатора при 100 - 125^oС, давлении 1,5 - 2,5 МПа, мольном соотношении фракция : метанол, равном 1 : 0,47 - 0,65. Бензиновую фракцию подвергают контактированию со сквозным и затем полусквозным потоками цеолитсодержащего катализатора. Контактирование с полусквозным потоком проводят при 400 - 500^oС массовой скорости подачи сырья 10 - 14 ч^-1. Продукты процессов каталитической переработки и контактирования с метанолом смешивают. 1 ил.

Изобретение относится к получению автомобильного бензина путем облагораживания вторичных бензинов, которые могут использоваться в автомобильной промышленности. Целью изобретения является повышение выхода продукта и улучшение его качества. На чертеже представлена принципиальная схема процесса. Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Вторичные бензины (от процесса каталитического крекинга или коксования) по линии 1 (см. чертеж) поступают в ректификационную колонну 2, в которой фракция НК 85^оС с верха колонны 2 по линии 3 прокачивается в реактор 4 со стационарным слоем алюмосиликатного цеолитсодержащего катализатора (ЦСК), в котором при температуре 100-125^оС и давлении 1,5-2,5 МПа осуществляется процесс взаимодействия с метанолом, который подается в реактор 4 по линии 5. При этом избыток давления через обратный клапан (на чертеже не показан) сбрасывается в атмосферу. Полученные продукты через конденсатор-холодильник прокачиваются в газосепаратор (на чертеже не показан), а катализат (полученная бензиновая фракция) поступает по линии 6 в приемник 7. Фракция НК 85-195^оС с низа колонны 2 по линии 8 подается в печь 9, где предварительно нагревается до 380-400^оС, затем поступает в захватное устройство 10 реактора 11 со сквозным потоком катализатора, переходящим в полусквозной. Одновременно из регенератора 12 по стояку 13 в захватное устройство 10 непрерывно поступает отрегенерированный ЦСК, который подхватывается транспортирующим агентом сырьем, и направляется в реактор 11 со сквозным, переходящим в полусквозной, потоком катализатора, в котором и происходит каталитическое облагораживание фракции 85^оС-КК при температуре 400-500^оС и массовой скорости подачи сырья 10-14 ч^-1. Продукты реакции и отработанный катализатор поступают в безударный сепаратор 14. Закоксованный катализатор поступает в регенератор 12 по линии 15. Продукты реакции из безударного сепаратора 14 направляются в конденсационно-холодильную систему. Сконденсированные продукты и вода попадают в приемник 16 для разделения, откуда углеводородная фаза попадает в ректификационную колонну 17 и выделенная бензиновая фракция по линии 6 идет в приемник 7 на компаундирование с бензиновой фракцией, полученной от взаимодействия с метанолом. Таким образом, проведение процесса по данной схеме обеспечивает повышение качества автомобильного бензина и его выхода за счет использования нефтяного сырья-метанола, что также приводит к значительной экономии исходных сырьевых ресурсов. В прототипе ОЧ бензина повышается только за счет протекания циклизации непредельных углеводородов с образованием ароматических углеводородов, являющихся канцерогенными веществами. В предлагаемом способе ОЧ бензинов повышается за счет взаимодействия метанола с изоолефинами фракции НК-85^оС с образованием высокооктановых эфиров и спиртов, улучшающих эксплуатационные характеристики автомобильных бензинов. Причем в процессе взаимодействия участвуют как изоолефины, содержащиеся в исходной фракции НК-85^оС, так и изоолефины, образующиеся в результате изомеризации н-олефинов на ЦСК. Предложенный способ одновременно решает проблему охраны окружающей среды от вредных примесей. В качестве катализатора в предлагаемом способе использован цеолитсодержащий алюмосиликатный катализатор Цеокар-2 со следующими свойствами: Насыпной вес, г/см³ 0,7610 Индекс активности, мас. 48,1 Индекс стабильности, мас. 48,0 Фракционный состав, мм 0,125-0,315 Удельная поверхность, м²/г 300 Химический состав, мас. SiO₂ 83,43 Al₂O₃ 11,8 Fe₂O₃ 0,32 CaO 0,9 Na₂O 0,35 РЗЭ 3,2 Содержание цеолита, мас. 16-18 Индекс механической прочности, мас. 90,4 Прочность на раздав- ливание 92,3 В качестве исходного сырья исследованы вторичные бензины от процессов каталитического крекинга (БКК) и коксования (БК). Качество БКК (фракция НК-200^оС) Плот- ность 0,7842 кг/м³ НК 50^оС Мол. масса 104,0 10% 73^оС Йодное число 73,3 50% 113^оС Групповой состав угле- водородов: 90% 175^оС Непредельные 30,4 КК 195^оС Нафтеновые 11,7 Арома- тичес- кие 25,69 Парафиновые 32,0 ОЧ по ММ 78,5 п. Качество БКК (фракция НК-85^оС) Плотность, кг/м³ 0,68 Мол. масса 76,2 Йодное число 116,1 Групповой состав, мас. непредельные 34,8 парафино-нафтеновые 61,2 ароматические 4,0 ОЧ (по ММ), п. 78,5 Качество БК (НК-85^оС) Плотность, кг/м³ 0,6747 Мол.масса 76,9 Йодное число 126,5 Групповой состав, мас. непредельные 38,3 парафино-нафтеновые 59,9 ароматические 1,8 ОЧ (по ММ), п. 65 Качество БК (НК-170)^оС Плотность, кг/м³ 0,7257 Мол.масса 90 Йодное число 84,2 Групповой состав, мас. непредельные 34,8 ароматические 5,4 парафино-нафтеновые 61,8 ОЧ по ММ, п. 66 П р и м е р 1. Сырье вторичный бензин от процесса каталитического крекинга (БКК), разделяют на фракции НК-85^оС и 85^оС КК. Фракция НК-85^оС от БКК и метанол подаются в реактор со стационаpным слоем цеолитсодержащего алюмиосиликатного катализатора в мольном соотношении фракции НК-85^оС: метанол 1: 0,65 при температуре 100^оС и давлении 2,5 МПа, а фракция 85^оС от БКК подвергается каталитическому облагораживанию в реакторе с восходящим сквозным и полусквозным потоками цеолитсодержащим алюмосиликатным катализатором при температуре 500^оС и массовой скорости подачи сырья (МСПС) 14к ч^-1 с последующим компаундированием полученных бензиновых фракций. Материальный баланс процесса постадийно и суммарно представлен ниже. I ступень: Взято, мас. Фракция НК-85^оС от БКК 20 Метанол 13 Итого 33 Получено,мас. Фракция бензина 33 в т.ч. эфиры 4 спирты 1,4 метанол 7,6 Итого 33 Октановое число фракции бензина (по ММ), п. 86,5 II ступень: Взято, мас. Фракция 95^оС КК от БКК 80% Получено, мас. Фракция бензина 68,4 Газ 7,3 Фракция 195^оС 2,0 Кокс 2,3 Итого 80,0
Качественный состав фракции бензина, мас. углеводороды: ароматические 45 непредельные 13,4 парафины 29,1 нафтеновые 12,5 Итого 100,0 ОЧ бензина в чистом виде (по ММ), п. 86,8
В результате компаундирования полученных бензиновых фракций выход стабильного автомобильного бензина составляет 101,4к мас. (33-68,4) с октановым числом 86,7 (по ММ) с индукционным периодом 910 ч. П р и м е р 2. Сырье вторичный бензин от процесса каталитического крекинга (БКК) -К разделяют на фракции НК-85^оС и 85^оС КК. Фракция НК-85 от БКК и метанол подаются в реактор со стационарным слоем цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора в мольном соотношении фракции НК-85; метанол 1:0,57 при температуре 115^оС и давлении 1,5 МПа, а фракция 85^оС КК от БКК подвергается каталитическому облагораживанию в реакторе со сквозным и полусквозным восходящими потоками на ЦСК при температуре 450^оС и МСПС 12 ч^-1 с последующим компаундированием полученных бензиновых фракций. Материальный баланс процесса постадийно и суммарно представлен ниже. I ступень:
Взято, мас. Фракция НК-85^оС от БКК 20 Метанол 11,4 Итого 31,4 Получено, мас. Фракция бензина 31,4 в т.ч. эфиры 4,0 спирты 1,2 метанол 6,2 Итого 11,4 ОЧ фракции бензина, п. 87,4 II ступень: Взято, мас. Фракция 85-195^оС от БКК 80 Получено, мас. Фракция бензина 69,7 Газ 6,3 Фракция >195^оС 2,5 Кокс 1,5 Итого 80
Качественный состав фракции бензина, мас. Углеводороды ароматические 44,1 непредельные 14,2 парафины 28,8 нафтены 13,0 Итого 100,0 ОЧ полученной фракции бензина в чистом виде (по ММ), п. 81,3
В результате компаундирования полученных бензиновых фракций выход стабильного автомобильного бензина составляет 101,1 мас. (69,7 + 31,4) с ОЧ 84,4 п. с индукционным периодом 900 ч. П р и м е р 3. Сырье вторичный бензин от процесса каталитического крекинга (БКК) разделяют на фракции НК-85^оС и 85^оС -КК. Фракция НК-85^оС и метанол подаются в реактор со стационарным слоем цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора в мольном соотношении фракции НК-85^оС; метанол 1:0,5 при температуре 125^оС и давлении 2,5 МПа, а фракция 85^оС КК подвергается каталитическому облагораживанию в реакторе с восходящим сквозным и полусквозным потоками ЦСК при температуре 400^оС и МСПС 10 ч^-1 с последующим компаундированием полученных бензиновых фракций. Материальный баланс процесса постадийно и суммарно представлен ниже. I ступень:
Взято, мас. Фракция НК-85^оС от БКК 20 Метанол 10 Итого 30,0 Получено, мас. Фракция бензина 30 в т.ч. эфиры 4,8 спирты 1,6 метанол 3,6 Итого 10,0 ОЧ фракции бензина, п. 86,5
II ступень:
Взято, мас. Фракция 85^оС КК от БКК 80 Получено, мас. Фракция бензина 70,5 Газ 5,8 Фракция >195^оС 2,3 Кокс 1,4 Итого 80,0
Качественный состав бензина представлен ниже. Углеводороды, мас. ароматические 41 непредельные 16,0 нафтены 10,7 парафины 32,3 Итого 100,0 ОЧ фракций бензина в чистом виде (по ММ), п. 82
В результате компаундирования полученных бензиновых фракций выход автомобильного бензина составляет 100,5 мас. (30+ 70,5) с ОЧ 84,2 п. с индукционным периодом 910 ч. П р и м е р 4. Сырье вторичный бензин от процесса коксования (БК) разделяют на фракции НК-85^оС и 85^оС КК. Фракция НК-85^оС и метанол подаются в реактор со стационарным слоем цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора в мольном соотношении фракции НК-85^оС: метанол 1,047 при температуре 120^оС и давлении 2,0 МПа. Фракция 85^оС КК от БК подвергается каталитическому облагораживанию в реакторе с восходящим сквозным и полусквозным потоками цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора при температуре 500^оС и МСПС 14 ч^-1. Материальный баланс процесса постадийно и суммарно представлен ниже. I ступень:
Взято, мас. Фракция НК-85^оС от БК 34,0 Метанол 16,1 Итого 50,1 Получено, мас. Фракция бензина 50,1 в т.ч. эфиры 6,0 спирты 1,5 метанол 8,6 Итого 16,1 ОЧ фракции бензина, п. 77,5
II ступень:
Взято, мас. Фракция 85^оС КК от БК 66,0
Получено, мас. Фракция бензина 51,9 Газ 10,8 Фракция >195^оС 1,65 Кокс 1,65 Итого 1,65
Качественный состав, мас. Углеводороды ароматические 35,6 парафиновые 31,8 непредельные 10,8 нафтеновые 21,8 Итого 100,0 ОЧ фракции бензина в чистом виде (по ММ), п. 76,5
В результате компаундирования полученных бензиновых фракций выход автомобильного бензина составляет 102 мас. (50,1 + 51,9) с ОЧ 77,0 п. с индукционным периодом 910 ч. П р и м е р 5. Сырье вторичный бензин от процесса коксования (БК) разделяют на фракции НК-85^оС и 85^оС КК. Фракция НК-85^оС и метанол подаются в реактор со стационарным слоем ЦСК в мольном соотношении фракция НК-85^оС: метанол 1:0,65 при температуре 125^оС и давлении 2,5 МПа, а фракция 85^оС КК подвергается каталитическому облагораживанию в реакторе с восходящим сквозным и полусквозным слоями цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора при температуре 400^оС и МСПС 14 ч^-1 с последующим компаундированием полученных бензиновых фракций. I ступень:
Взято, мас. Фракция НК-85^оС от БК 34,0 Метанол 22,1 Итого 56,1 Получено, мас. Фракция бензина 56,1 в т.ч. эфиры 7,1 спирты 1,4 метанол 9,5 (не-
прореа-
гировав-
ший ме-
танол 4,1) ОЧ фракции бензина (по ММ), п. 80
II ступень:
Взято, мас. Фракция 85-195^оС от БК 66
Получено, мас. Фракция бензина 54,4 Газ 9,4 Фракция 195^оС 1,1 Кокс 66,2
Качественный состав фракции бензина, мас. Углеводороды парафиновые 24,0 ароматические 39,3 нафтеновые 16,1 непредельные 20,6 Итого 100,0
ОЧ фракции в чистом виде (по ММ), п. 75
В результате компаундирования полученных бензиновых фракций выход автомобильного бензина составляет 110,5 мас. (56,1 + 54,4) с ОЧ 77,7 п. Однако полученный бензин стабильностью не обладает и легко расслаивается с выделением метанола. Ниже приводятся примеры осуществления предложенного способа получения автомобильного бензина с запредельными значениями показателей процесса. П р и м е р 6. Сырье вторичный бензин от процесса коксования (БК) разделяют на фракции НК-85^оС и 85^оС КК. Фракция НК 85^оС и метанол подаются в реактор со стационарным слоем цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора в мольном соотношении фракции НК 85^оС: метанол 1:0,4 при температуре 120^оС и давлении 1,5 МПа, а фракции 85-195^оС от БК подвергается каталитическому облагораживанию в реакторе с восходящим сквозным и полусквозным потоками цеолитсодержащим алюмосиликатным катализатором при температуре 390^оС и МСПС 10 ч^-1 с полусквозным компаундированием полученных бензиновых фракций. Материальный баланс процесса постадийно и суммарно представлен ниже. I ступень:
Взято, мас. Фракция НК 85^оС от БК 34 Метанол 13,6 Итого 47,6 Получено, мас. Фракция бензина 47,6 в т.ч. эфиры 5,2 спирты 1,4 метанол 7,0 ОЧ фракции бензина, п. 75,4
II ступень:
Взято, мас. Фракция 85^оС КК 66,0
Получено, мас. Фракция бензина 52,0 Газ 11,4 Фракция >195^оС 1,3 Кокс 1,3 Итого 66,0
Качественный состав фракции бензина, мас. Углеводороды ароматические 30,0 парафиновые 37,6 непредельные 16,3 нафтеновые 17,1 Итого 100,0 ОЧ бензина в чистом виде (по ММ), п. 75
В результате компаундирования полученных бензиновых фракций выход автомобильного топлива не увеличивается (99,6 мас.) и октановая характеристика не удовлетворяет ГОСТ (ОЧ 75,2 п.). П р и м е р 7. Сырье вторичный бензин от процесса каталитического крекинга разделяют на фракции НК-85^оС и 85^оС КК. Фракция НК-85^оС от БКК и метанол подаются в реактор со стационарным слоем ЦСК в мольном соотношении фракция НК-85^оС:метанол 1:0,7 при температуре 100^оС и давлении 3,0 МПа а фракцию 85^оС КК от БКК подвергают каталитическому облагораживанию в реакторе с восходящим сквозным и полусквозным потоками цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора при температуре 510^оС и МСПС 8 ч^-1 с последующим компаундированием полученных фракций бензина. Материальный баланс процесса постадийно и суммарно представлен ниже. I ступень:
Взято, мас. Фракция НК-85^оС от БКК 20,0 Метанол 14,0 Итого 34,0 Получено, мас. Фракция бензина 34,0 в т.ч. эфиры 4,0 спирты 1,4 метанол 8,6 Итого 14,0 ОЧ фракции бензина (по ММ), п. 86,9
II ступень:
Взято, мас. Фракция 85^оС КК от БКК 80 Получено, мас. Фракция бензина 62,4 Газ 12,2 Фракция >195^оС 2,4 Кокс 3,0 Итого 80,0
Качественный состав фракции бензина, мас. Углеводороды ароматические 47,4 непредельные 10,1 парафиновые 28,3 нафтеновые 14,2 Итого 100,0 ОЧ фракции бензина в чистом виде (по ММ), п. 87
В результате компаундирования полученных бензиновых фракций, хотя ОЧ автомобильного бензина и достигает 86,9 п. (по ММ), выход его значительно снижается и составляет всего 96,4 мас. П р и м е р 8. Сырье вторичный бензин от процесса каталитического крекинга разделяют на фракции НК-85^оС и 85^оС КК. Фракция НК-85^оС от БКК и метанол подаются в реактор со стационарным слоем цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора в мольном соотношении фракция НК-85^оС:метанол 1:0,65 при температуре 90^оС и давлении 1,0 МПа, а фракции 85^оС-195^оС от БКК подвергается каталитическому облагораживанию в реакторе с восходящим сквозным и полусквозным потоками цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора при температуре 510^оС и МСПС 9 ч^-1 с последующим компаундированием полученных бензиновых фракций. Материальный баланс процесса постадийно и суммарно представлен ниже. I ступень:
Взято, мас. Фракция НК-85^оС от БКК 20 Метанол 13 Итого 33
Получено, мас. Фракция бензина 33 в т.ч. эфиры 2,0 спирты 1,0 метанол 10 Итого 13 ОЧ фракции бензина, п. 81,7
II ступень:
Взято, мас. Фракция 85^оС КК от БКК 80 Получено, мас. Фракция бензина 64 Газ 10,4 Фракция >195^оС 2,7 Кокс 2,9 Итого 80,0
Качественный состав бензина, мас. Углеводороды ароматические 46,2 непредельные 11,3 парафиновые 29,8 нафтеновые 12,7 Итого 100,0 ОЧ фракции бензина в чистом виде (по ММ), п. 87
Выход автомобильного бензина значительно уменьшается (до 97 мас.), хотя ОЧ его высокое (83,5 п. по ММ), однако индукционный период его ниже 900 час. т.е. не соответствует ГОСТ. П р и м е р 9. Сырье вторичный бензин от процесса каталитического крекинга разделяют на фракции НК-85^оС от БКК и 85^оС КК. Фракция НК-85^оС от БКК и метанол подаются в реактор со стационарным слоем цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора в мольном соотношении фракции НК-85^оС КК от БКК:метанол 1:0,65 при температуре 130^оС и давлении 1,0 МПа, а фракция 85^оС КК от БКК подвергается каталитическому облагораживанию в реакторе с восходящим сквозным и полусквозным потоками цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора при температуре 390^оС и МСПС 15 ч^-1 с последующим компаундированием полученных бензиновых фракций. I ступень:
Взято, мас. Фракция НК-85^оС от БКК 20 Метанол 13 Итого 33 Получено, мас. Фракция бензина 29 в т.ч. эфиры 1,6 спирты 1,3 метанол 10,1 Итого 13,0 ОЧ фракции бензина (по ММ), п. 81,7
II ступень:
Взято, мас. Фракция 85^оС КК от БКК 80
Получено, мас. Фракция бензина 71,0 Газ 4,0 Фракция >195^оС 4,0 Кокс 1,0 Итого 80,0
Качественный состав фракции бензина мас. Углеводороды ароматические 38,9 непредельные 18,9 парафиновые 33,8 нафтеновые 8,4 Итого 100,0 ОЧ фракции бензина в чистом виде (по ММ), п. 81
В результате компаундирования полученных бензиновых фракций выход автомобильного бензина не увеличивается (100 мас.), ОЧ снижается (81,3 п.) по сравнению с примерами 2 и 3. Таким образом, проведение процесса по данной схеме обеспечивает повышение качества автомобильного бензина и его выхода. Выход автомобильного бензина увеличивается на 14,2-19,2% в случае получения из бензина каталитического крекинга; на 19,2-29% в случае получения из бензина коксования. При этом ОЧ автомобильного бензина, полученного из бензина каталитического крекинга, повышается на 0,4-3,1 п. (по ММ), а из бензина коксования на 9-12 п. (по ММ).

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО БЕНЗИНА путем каталитической переработки бензиновых фракций вторичного происхождения в контакте последовательно со сквозным и полусквозным потоками цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и качества целевого продукта, из исходного сырья предварительно выделяют фракцию, выкипающую до 85^oС, которую подвергают контактированию с метанолом в присутствии алюмосиликатного цеолитсодержащего катализатора при температуре 100 - 125^oС, давлении 1,5 - 2,5 МПа, мольном соотношении фракция: метанол, равном 1 : 0,47 - 0,65, контактирование с полусквозным потоком катализатора при каталитической переработке проводят при температуре 400 - 500^oС, массовой скорости подачи сырья 10 - 14 ч^-1 с последующим смешением продуктов процесса каталитической переработки и контактированием с метанолом.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---