Способ получения сырья для производства технического углерода

 

ОПИСА

НИЕ ИЗОКРЕТЕНИД; —,,; ",„,,, „ "„",, К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5044169/04 (22) 25.05.92 (46) 1511.93 Бюл. Ио 41 — 42 (7!) Сызранский нефтеперерабатывающий завод (72) Шафранский В.Г; Кубрин Ю.Г; Пыжов НА;

Пушкарев Ю.Н„ Рыжков Н.Ф„ Фомин В.Ф.; Гольдштейн Ю.М„ Пилипенко И.Б. (73) Сызранский нефтеперерабатывающий завод (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА (57) Сущность изобретения: тяжелые дистиллятные фракции подвергают термическому крекингу в пер— вой печи. Полученные продукты подвергают ректификации. Выделяют газойлевую фракцию, выки— лающую в интервале 240 — 280 С и целевой про(19) RU (и) 2ÎÎ2793 С1 (51) 5 C10G9 00 дукт — сырье для производства технического углерода Одновременно нефтяные остатки подают во вторую печь совместно с выделенной газойлевой фракцией в соотношении (0,5 — 1,5): (8,5 — 9,5}.

Полученные продукты подвергают ректификации с выделением газойпевую фракции, выкипающей в интервале 340 — 410 С, подаваемую в первую печь в соотношении с тяжелыми дистиллятными фракциями (0,5 — 3,0): (7,0 — 9,5). Тяжелые дистиплятные фракции предварительно смешивают с остатком термического крекинга первичных дистиллятов, осуществляемого в третьей трубчатой печи при 480 — 530 С, давлении 0,1 — 12 МПа, взятым в количестве 5,0 — 45.0%. 1 злф-лы, 2 табл. 1 ил.

2002793

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышпенности и может быть использовано на установках термического крекинга при получении сырья для технического углерода, кокса, котельного топлива, светлых нефтепродуктОв.

Известно, что при переработке тяжелых дистиллятных нефтепродуктов, например, экстрактов масел, каталитических газойлей и их смесей путем термического крекинга получают высокоароматиэированные дистилляты или остатки, используемые в качестве нефтяного сырья для производства технического углерода термогазойль, термомасло).

При переработке тяжелых нефтяных остатков атмосферной и вакуумной перегонки нефти путем термического крекинга в мягком. режиме (висбрекин г) получают котельное топливо, Известен способ получения сырья для технического углерода, включающий термический крекинг нефтяного сырья в трубчатой печи, при одновременном термическом крекинге нефтяных остатков во второй трубчатой печи с получением котельного топлива. Этот процесс одновременного получения сырья для технического углерода и котельного топлива является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению.

Основными недостатками известного способа являются низкий выход сырья для техуглерода (не более 50 мас. Д) и сложная технология, связанная с осуществлением стадии деасфальтизации продуктов термического крекинга при получении сырья для техуглерода.

Кроме того, введение раствора асфальта в крекинг-остаток процесса переработки тяжелых нефтяных остатков, ухудшает качество котельного топлива по таким показателям, как коксуемость, содержание механических примесей, зольность. Условная вязкость котельного топлива с добавкой асфальта также остается достаточно высокой (от.5,1 до l7,1 BY при 80 С).

В известном способе также вследствие повышенной коксуемости котельного топлива и значительного содержания механических примесей при ведении раствора асфальта ухудшается эксплуатация установки термического крекинга за счет забивки оборудования твердыми отложениями, Укаэанные недостатки устраняются в предлагаемом способе получения сырья для производства технического углерода. Согласно способу, включающему термический крекинг тяжелых дистиллятных фракций в трубчатой печи и выделение целевого продукта ректификацией, при одновременном термическом крекинге нефтяных остатков

5 во второй трубчатой печи, газойлевую фракцию со среднеобьемной температурой кипения 240 — 280 С, выделенную из продуктов термического крекинга тяжелых дистиллятных фракций при получении сырья техугле10 рода, подают на термический крекинг нефтяных остатков в массовом соотношении (0,5 — 1,5):(8,5 — 9,5), а газойлевую фракцию со среднеобьемной температурой кипения 340 — 410 С, выделенную из продук15 тов термического крекинга нефтяных остатков при получении котельного топлива, подают на термический крекингтяжелыхдистиллятных фракций в массовом соотношении (0,5 — 3,0):(7,0 — 9,5). Согласно способу, в

20 тяжелые дистиллятные фракции при получении сырья техуглерода подают также остаток термического крекингэ первичных дистиллятов, осуществляемого в третьей трубчатой печи при температуре 480 — 530 С, давлении 0,1 — 1,2 МПа, в количестве 5 — 45 мас, 0, Отличительным признаком предложенного способа является подача газойлевой фракции со среднеобьемной температурой кипения 240 — 280 С, выделенной из продуктов термического крекинга тяжелых дистиллятных фракций, на термический крекинг нефтяных остатков в массовом соотношении (0,5 — 1,5), (8,5 — 9,5). Подача вышенаэван35 ной фракции в смеси с нефтяными остатками на термообработку позволяет увеличить ароматиэованность исходного остаточного сырья, уменьшить коксообразование аппаратуры при крекинге и значи40 тельно улучшить качество получаемых продуктов — крекинг-остатка и тяжелой флегмы — газойлевой фракции со среднеобьемкой температурой кипения 340-410 С, Оптимальные количества газойлевой фрэк45 ции, смешанной с нефтяными остатками, составляет 0,5 — 1,5 мас,ч. на 9,5 — 8,5 частей остатка. Меньшие, чем 0,5 частей, количества не улучшают качества котельного топлива, а большие, чем 1,5 мас.ч. на 8,5 частей

50 остатков, приводят к увеличению содержания механических примесей в котельном топливе и эакоксованию аппаратуры.

Крекинг-остаток процесса термического крекинга нефтяных остатков с добавкой газойлевой фракции со среднеобьемной температурой 240-280 С, которая является продуктом крекинга ароматизированных тяжелых дистиллятных фракций, обладает высокими KB÷ecòâåíèûìè показателями и может использоваться без введения каких2002793

50 либо добавок как высококачественное котельное топливо, например, типа технологических топлив Э-4; Э-5 (ТУ 38.001361 — 87), По сравнению с известным способом котельное топливо имеет более низкую температуру застывания (менее +15 С), условную вязкость (менее 5 BY при 80 С), коксуемость (6 — 8 мас.% против 10 — 13 мас,%), содержание механических примесей (0,25 мас.% против 0,8-1,0 мэс,%}.

Другое отличие предлагаемого способа заключается этом, что в тяжелые дистиллятные фракции при получении сырья техуглерода подают газойлевую фракцию со среднео1>ъемной температурой кипения

340 — 410 С, выделенную из продуктов термического крекинга нефтяных остатков при получении котельного топлива в массовом соотношении (0,5 — 3,0):(7,0 — 9,5}. Введение названной газойлевой фракции в сырьевую смесь при получении сырья техуглерода позволяет, кроме расширения сырьевой базы, увеличить выход целевого продукта — сырья для производства технического углерода.

Газойлевая фракция термического крекинга смеси нефтяных остатков и газойлевой фракции, выделенной из продуктов термического крекинга при получении сырья техуглерода со средней температурой кипения 240 — 280 С, отличается по качеству от фракции термического крекинга мазута известного способа. Она имеет более высокую ароматизованность (более 28 мас.% тяжелых ароматических углеводородов), более низкую температуру застывания (ниже 20 С) и вязкость (менее 10 мм /с при

50 С). Подача такой гаэойлевой фракции на термический крекинг в смеси с тяжелыми дистиллятными фракциями при получении сырья техуглерода позволяет получить высокоароматизованный целевой продукт без стадии деасфальтизации, которая сни>кает выход целевого продукта, Количество газойлевой фракции, добавляемой в тя>келые нефтяные фракции, составляет от 0,5 до

3,0 мас.ч. на 9,5-7,0 мас.ч. исходных дистиллятных фракций, Меньшие, чем 0,5 мас,ч. не приводят к увеличению выхода целевого продукта, а большие, чем 3,0 мас.«; на 7,0 ч. тяжелого сырья, не позволяют получить качественный целевой продукт по степени ароматизованности (индекс корреляции менее 103).

Увеличению выхода сырья техуглерода способствует также подача в тяжелые нефтяные фракции при получении сырья техуглерода остатка термического крекинга первичных дистиллятов, осуществляемого в третьей трубчатой псчи при температуре

480 — 530 С, давлении 0,1-1,2 МПа. Количество остатка в смеси составляет 5-45 мас.%.

Такой технический прием в предлагаемом способе является новым, л следовательно, следующим отличительным признаком.

Проведение термического крекинга первичных дистиллятов в вышеназванных условиях, т.е. при температуре 480-530 С и при пониженном давлении, равном 0,1 — 1,2 МПа, позволяет исключить протекание реакций уплотнения и получить остаток с низкой коксуемостью (не более 1,5%). В то же время температура крекинга достаточна для реакций расщепления парафиновых углеводородов, что дает более ароматизированный продукт по сравнению с прямогонными первичными дистиллятами. Введение такого термообработанного остатка в тяжелые дистиллятные фракции при получении сырья техуглерода приводит к увеличению выхода целевого продукта, Менее 5 мас.% остатка в смеси не дает увеличения выхода, а более

45 мас,% его в смеси не дает увеличения выхода, а более 45 мас.% в смеси снижает ароматизованность целевого продукта и увеличивает коксуемость выше нормы.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом (см, чертеж).

Тяжелые дистиллятные фракции по линии I в смеси с газойлевой фракцией со среднеобъемной температурой кипения

340-410 С. выделенной из продуктов термического крекинга нефтяных остатков. подаваемой по линии Х из блока разделейия продуктов 5, и с остатком термического крекинга первичных дистиллятов, подаваемым по линии XI из блока разделения продуктов

6, поступают в трубчатую печь 1, где происходят реакции термического крекинга.

Продукты реакции из трубчатой печи 1 поступают на разделение в колонну ректификации 4 по линии IY. Иэ колонны сверху выводят газо-бензиновые фракции по линии

Xil, газойлевую фракцию со среднеобъемной температурой кипения 240 — 280 С по линии IX, остаточную фракцию — сырье для технического углерода (целевой продукт) по линии Yil. Одновременно термическому крекингу подвергают нефтяные остатки, которые по линии il подаются во вторую трубчатую печь 2 в смеси с газойлевой фракцией, выводимой из колонны 4 по линии IX, Продукты реакции из трубчатой печи 2 поступают на разделение в колонну ректификации 5 по линии Y. Из колонны сверху выводят газо-бензиновые фракции в линию

XI1, с верхнего бокового отбора легкую флегму в линию Xlll, с нижнего бокового отбора тяжелую гаэойлевую фракцию со среднеобъемной температурой кипения 340410 С, которую по линии X направляют на

2002793

Таблица 1

Исходные данные по примерам 1-8, иллюстрирующим сущность изобретения

Характеристики

Показатель по примеру

Тяжелый каталитический газойль

Тяжелый ката- Тяжелый каталитический ra- литический гаЭкстракт масел

Тяжелый каталитический гаИсходное сырье первой печи при получении сырья техуглерода

Исходное сырье второй печи при получении котельного зойль зойль зойль:экстракт масел (1:2 по массе)

Мазут AT: нефтеловушка (3:1 по массе) Мазут AT: нефтеловушка (3:1 по масее) Гудрон АВТ

Мазут AT: нефтеловушка (3:1 по массе) Мазут AT топлива крекинг в печь 1, и снизу по линии Ylll выводят крекинг-остаток, являющийся вторым целевым продуктом — котельным топливом улучшенного качества.

Первичные дистилляты с установок АВТ по линии 1!! подают на термический крекинг в третью трубчатую печь 3, где при температуре 480-530 С и давлении 0,1 — 1,2 МПа проходят реакции термического крекирования.

Продукты реакции из печи 3 по линии YI поступают на разделение в колонну ректификации 6, Сверху колонны в линию XII выводятся газо-бензиновые фракции, с аккумулятора колонны — легкий газойль, поступающий в линию ХИ!, и снизу — остаток, который по линии XI подается в линию I на крекинг в печь 1.

Ниже приводятся примеры, поясняющие сущность изобретения. Примеры осуществляли llo вышеописанной схеме (фиг.

1). Примеры отличаются исходным сырьем, массовым соотношением компонентов, подаваемых на термический крекинг в печи 1 и 2, и режимом термического крекинга в печи 3.

Все данные по составам смесей и режимам в примерах сведены в табл. 1, В табл, 2 приводится качество целевых продуктов — сырья техуглерода и котельного топлива.

Как видно из данных табл., 1 и 2, осуществление процесса получения сырья для техуглерода по предлагаемому способу (примеры 1-4) в заявленных пределах среднеобьемной температуры кипения и соотношений гаэойлевых фракций, выделенных из продуктов реакции второй и первой печей и поступающих на термический крекинг в смеси с дистиллятными тяжелыми фракциями в первую печь и в смеси с нефтяными остатками во вторую печь, а также введение в исходное сырье в первую печь остатка термообработанного первичного дистилля5 та в указанных количествах и режиме крекирования (табл. 1), позволяет получить высококачественные целевые продукты— сырье для техуглерода с выходом от 52 до

60;5 мас.% и котельное топливо, соответст10 вующее ТУ 38.001361-87. При этом ароматиэованность сырья для техуглерода составляет от 105 до 125 у,е. при коксуемости не более 11,5 мас.%.

Кроме того, за счет исключения иэ схе15 мы стадии деасфальтизации и перекачки раствора асфальта в котельное топливо упрощается эксплуатация установки, а качество получаемого котельного топлива значительно улучшается.

20 Экономический эффект может составить около 800 тыс. руб. Предлагаемый способ может быть внедрен на заводах, имеющих установки термического крекинга, и позволит увеличить глубину переработки

25 нефтяного сырья. (56) Качество и эффективное использование углеводородного сырья в производстве технического углерода, Материалы Всес. науч30 но-техн, совещания, Омск, 13 — 15 марта

1984/ЦНИИТЭнефтехим, M„1984, с. 8, 16, 25-29.

Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Крекинг нефтяного сырья и

35 переработка углеводородных газов, Иэд. 3е, пер. и доп.. — M. Химия, 1980, с. 81.

Патент США М 34 I2009, кл, 208-72, 1968.

2002793

Известный

Характеристики

Тяжелый катали- Экстракт масел тический газойль:

Тяжелый каталитический газойль:

Тяжелый каталитический газойль экстракт масел (1:2по массе) Мазут AT: нефтеловушка (3:1 по массе) экстракт масел (1:2по массе) Мазут AT: нефтеловушка (3:1 по массе) Гудрон АВТ

Гудрон А8Т

Показатель по примеру

Хара ктеристикЬ

230

280

260. 260

240

1,0;9,0

1,5:8,5

2,0:8.0

0,5:9,5

1,5 .8,5

380

360

410

340

360

1,0:9.0

3,0:7,0

1,5:8,5

0,5:9,5

1,5:8.5

1,2

0,6

0,1

0,6

540

25 печи

Исходное сырье первой печи при получении сырья техуглерода

Исходное сырье второй печи при получении котельного топлива

Среднеобьемная температура кипения газойлевой фракции (поток IX} при получении сырья техуглерода, оС

Массовое соотношение газойлевая фракция: (IX) исходное сырье второй печи

Среднеобъемная температура кипения газойлевой фракции (поток Х) при получении котельного топлива, ОС

Массовое соотношение га. зойлевой фракции (Х): исходное сырье первой печи

Режим крекинга первичных дистиллянтов в третьей печи: температура, С давление, МПа

Количество остатка термического крекинга третьей печи в исходном сырье первой

Показатель по примеру

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 1

2002793

Продол>кение табл. 1

Показатель по примеру

Характеристики

Известный

Среднеобъемная температура кипения газойлевой фракции (поток IX) при получении сырья техуглерода, С

Массовое соотношение газойлевая фракция; (! Х) исходное сырье второй печи

Среднеобьемная температура кипения газойлевой фракции (поток Х) при получении котельного топлива, С

Массовое соотношение гэзойлевой фракции (X): исходное сырье первой печи

Режим крекинга первичных дистиллянтов в третьей печи: температура, С давление, МПа

Количество остатка термического крекинга третьей печи в исходном сырье первой печи гао

290

240

Не выделяется

1,0:9,0

0,4. 9,6

1,5:8,5

340

330

420

Не выделяется

0,3:9,7

3,2:6,8

3,0:7.0

0,6

0,1

0,05

Таблица 2

Характеристика целевых продуктов — сырья для технического углерода и котельного топлива по предлагаемому способу (примеры 1-8) 2002793

Продолжение табл. 2

Известный

Показатель по примеру

ХарэктеристиМассовая доля механических примесей, 7ь

Индекс корреляции, у,е.

Котельное

0,005 0,005

110 125

0,005

0,028

0,009 0,012

0,004

0,008

102

105 120

116 топливо

Условная вязкость при

800С 0

Температура застывания, С

Температура вспышки в зэ4,25 14,6

+16 +20

5,45

5.18

3,08 3,12

+20

+12 крытом тигле, ОС

Массовая доля

75

82

85 механических примесей, 0

0,14

0,12

0,82

0,25

0,095 0,85

0,068

0,12

0,065

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЫРЬЯ ДЛЯ

ПРОИЗВОДСТВА ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА, включающий термический крекинг тяжелых дистиллятных фракций в первой трубчатой печи, ректификацию полученных продуктов и выделение целевого продукта, одновременный термический крекинг нефтяных остатков во второй трубчатой печи и ректификацию полученных продуктов, отличающийся тем, что из продуктов термического крекинга тяжелых дистиллятных фракций выделяют газойлевую фракцию, выкипающую в интервале 240 - 280 С, и подают ее на термический крекинг совместно с нефтяными остатками в их массовом соотношении 0,5 - 1,5: 8,5 - 9,5, из продуктов термического крекинга нефтяных остатков выделяют газойлевую фракцию, выкипающую в интервале 340 - 410 С, и подают ее на термический крекинг совместно с тяжелыми дистиллятными фракциями в их массовом соотношении 0,5 - 3,0

: 7,0 - 9,5.

2. Способ по п.1, отличающийся тем. что тяжелые дистиллятные фракции пред10 варительно смешивают с остатком термического крекинга первичных дистиллятов, осуществляемого в третьей трубчатой печи при 480 - 530 С и 0,1 - 1,2 МПа, взятым в количестве 5,0-45,0 мас,$, 2002793

Составитель

Техред М.Моргентал

Редактор Л, Волкова

Корректор Л,Ливринц

Заказ 3216 Тираж

НПО "Поиск" Роспатента

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

Подписное

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101