Способ получения экологически чистого дизельного топлива

 

Изобретение относится к нефтепереработке нефтяного сырья и, в частности, к гидроочистке нефтяных дистиллятов. При гидрогенизационной переработке дистиллятов и их смесей с остатками происходит забивка и дезактивация катализаторов процесса металлоорганическими соединениями и отложением кокса. Для увеличения срока службы катализатора и повышения их активности предлагается 2-х стадийный способ гидроочистки, где на стадии гидроподготовки предлагается катализатор при следующем соотношении компонентов, мас. %: Трехокись молибдена - 10-15 Окись никеля и кобальта - 2-5 Фосфата алюминия - 1,5-10 Фосфата железа - 0,5-2,0 Окись алюминия - Остальное 4 табл.

Изобретение относится к способам гидрогенизационной переработки нефтяного сырья в присутствии катализатора и водорода и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

При гидрогенизационной переработке нефтяных дистиллятов и их смесей с остатками происходит забивка и дезактивация катализаторов процесса металлоорганическими соединениями ванадия, никеля, железа и коксовыми отложениями.

Для увеличения срока службы катализатора и повышения их активности применяют двухстадийные способы гидропереработки нефтяного сырья. Известен способ гидроочистки нефтяных фракций /1/, в котором для увеличения стабильности работы и срока службы катализатора гидроочистки процесс осуществляют в две стадии с предварительной подготовкой сырья. Глубина гидрообессеривания вакуумного газойля в таком процессе составляет не менее 80,0 а дизельной фракции не менее 90 Наиболее близким к предполагаемому изобретению является способ гидропереработки /2/, который осуществляют с предварительной гидроподготовкой сырья на двух разных катализаторах гидроподготовки и гидроочистки.

Процесс гидропереработки с предварительной гидроподготовкой вакуумного газойля 350-560 ^oC (сера 1,68 мас. азот 0,14 мас. коксуемость 0,7 мас. суммарное содержание ванадия, никеля и железа 3,8 г/т) проводят при давлении 5 МПа, температуре 360-400 ^oC и различных объемных скоростях гидроподготовки и гидроочистки.

В качестве катализаторов гидроочистки используют катализаторы на основе окиси алюминия, модифицированной добавками и промотированной металлами IV-VIII групп.

Глубина гидрообессеривания вакуумного газойля в таком процессе составляет не менее 89,0 а дизельной фракции до 96 Целью изобретения является повышение степени очистки исходного сырья.

Поставленная цель достигается описываемым способом гидропереработки нефтяного сырья, включающим стадию предварительной гидроподготовки на катализаторе, содержащем трехокись молибдена, окись никеля или кобальта, окись алюминия, фосфат алюминия и фосфат железа при мольном отношении фосфата алюминия к фосфату железа от 3:1 до 5:1 и стадию гидроочистки при соотношении катализаторов от 1:1 до 1:20 при повышенной температуре и давлении при соотношении компонентов катализатора гидроподготовки, мас.

Трехокись молибдена 10,0-15,0 Окись никеля или кобальта 2,0-5,0
Фосфат алюминия 1,5-10,0
Фосфат железа 0,5-2,00
Окись алюминия Остальное
Существенным отличием предлагаемого способа является использование на стадии гидроподготовки катализатора, дополнительно содержащего фосфат алюминия и фосфат железа при мольном соотношении от 3:1 до 5:1, модифицирующего окись алюминия и обеспечивающего повышение степени очистки и эффективность предлагаемого способа.

Процесс проводят при давлении 3-10 МПа, температуре 330-420 ^oC, объемной скорости в зоне гидроподготовки сырья 2-15 ч^-1 и в зоне гидроочистки 1-10 ч^-1 при соотношении катализаторов в зоне гидроподготовки и гидроочистки от 1:1 до 1:20, циркуляции водородсодержащего газа 300-1000 нм³/м³ сырья.

В качестве катализаторов гидроочистки используют катализаторы на основе окиси алюминия, модифицированной цеолитом или пятиокисью фосфора и фосфатом железа или окисью церия, европия и циркония или окисью титана, промотированной металлами IV или VIII групп.

Сравнение предлагаемого способа с прототипом показывает, что он отличается использованием в составе катализатора гидроподготовки фосфата алюминия, что соответствует критерию "новизны".

Сравнение заявляемого технического решения с другими известными в данной области техники решениями показывает, что использование на стадии гидроподготовки катализатора, содержащего от 1,5 до 10,0 фосфата алюминия и от 0,5 до 2,0 фосфата железа при мольном отношении от 3 до 5 неизвестно и выбрано авторами в связи с тем, что сочетание в одном катализаторе фосфата алюминия и фосфата железа наряду с Ni, Со, Мо и окисью алюминия, как показано авторами, повышает не только гидрообессеривающую активность, но также существенно возрастает активность по удалению азотистых соединений, особенно по удалению основного азота, что положительно сказывается на последующей стадии гидроочистки и тем самым обеспечивается высокая стабильность работы катализатора и увеличивается степень очистки целевого продукта, улучшаются технико-экономические показатели процесса.

Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Пример 1. Сырье дизельный дистиллят (фр. 180-360 ^oC) прямогонный в смеси с дизельным дистиллятом оренбургского газового конденсата имеет следующие характеристики: плотность 860 кг/м³, содержание серы 18000 ррм, содержание ароматических углеводородов 20% содержание азота 300 ррм. Гидроподготовку дизельного дистиллята проводят при температуре 340 ^oC, давления 4 МПа, объемной скорости 3,0 ч^-1, циркуляции водородсодержащего газа 300 нм³/м³.

Мольное отношение фосфата алюминия к фосфату железа 3. Соотношение катализаторов I и II стадии 1:20. В табл. 1 приведены результаты гидроочистки по предлагаемому (пример 1) и по известному способу.

Пример 2. В качестве сырья используют вакуумный газойль 350-540 ^oС западно-сибирской нефти, содержащей 19000 ррм серы, 1300 ррм азота, в том числе 400 ррм основного, 1 г/т металлов (V+Ni) и имеющий коксуемость 0,97 мас. Гидропереработку вакуумного газойля проводят при давлении 5,0 МПа, температуре 370 ^oC, объемной скорости подачи сырья 1,0 ч^-1, циркуляции водородсодержащего газа 500 нм³/м³ на катализаторах, взятых в соотношении 1:8 и имеющих следующий состав, мас. (см. табл. 2).

Мольное отношение фосфата алюминия к фосфату железа 4,25. В табл. 2 приведены результаты опыта по описываемому способу и по известному способу (пример 2). Приведенное сравнение показывает, что в случае применения способа с описываемым катализатором степень гидроочистки по удалению сернистых и азотистых соединений выше.

Пример 3. В качестве сырья используют вакуумный газойль 350-500 ^oC в смеси с мазутом. Используемая смесь имеет следующие характеристики: содержание серы 19000 ррм, азота общего 1350 ррм, в том числе основного 600 ррм, коксуемость 1,0 мас. содержание металлов (V+Ni) 10 г/т. Гидропереработку исходного сырья проводят при давлении 5,0 МПа, температуре 380 ^oC, объемной скорости подачи сырья 1,0 ч^-1 и циркуляции водородсодержащего газа 500 нм³/м³ при массовом соотношении катализаторов 1:1 и имеющих следующий состав, мас. (см. табл. 3). Мольное отношение фосфата алюминия к фосфату железа 5. В табл. 3 приведены результаты опыта по описываемому и известному способам. В случае применения предлагаемого способа с описываемой системой катализаторов степень обессеривания составляет 92,8 при этом степень деазотирования 36,2 Полученный гидрогенизат удовлетворяет существующим требованиям на малосернистое сырье для каталитического крекинга по содержанию остаточной серы (не более 300 ррм), содержанию тяжелых металлов (не более 8 г/т), коксуемости (не выше 0,5-0,6 мас.).

Таким образом, сопоставление данных, полученных при использовании предлагаемого способа с известным способом, показывает, что степень очистки увеличивается в случае гидроочистки дизельной фракции, особенно ароматических и азотистых соединений (необходимо для улучшения стабильности дизельного топлива), и в результате получается экологически чистое дизельное топливо с содержанием серы ниже 500 ррм и ароматических углеводородов ниже 20 об. что соответствует ТУ 38.1011348-90 на экологическое дизельное топливо, вакуумного газойля 350-540 ^oC на 5,5 (пример 2); а при гидроочистке смеси вакуумного газойля с мазутом (пример 3) можно получить продукт, отвечающий требованиям к сырью для установки типа Г-43-107 или КТ-1. При этом степень гидроочистки и деазотирования выше. Применение этого способа применительно к установке Л-24-5 позволит получить экологически чистое дизельное топливо и по предварительным данным экономический эффект от внедрения этого изобретения составит около 500000 долларов США в год.

Формула изобретения

Способ получения экологически чистого дизельного топлива в две стадии путем предварительной подготовки исходного сырья на первой стадии при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора, содержащего трехокись молибдена, окись никеля или кобальта, окись алюминия, и гидроочистки полученных продуктов на второй стадии при повышенных температуре и давлении в присутствии окисного катализатора, содержащего трехокись молибдена и окись никеля или кобальта, отличающийся тем, что на первой стадии используют катализатор, дополнительно содержащий фосфат алюминия и фосфат железа при молярном отношении фосфата алюминия к фосфату железа 3 5 при следующем соотношении компонентов, мас.

Трехокись молибдена 10 15
Окись никеля или кобальта 2 5
Фосфат алюминия 1,5 10,0
Фосфат железа 0,5 2,0
Окись алюминия Остальное
и способ проводят при массовой загрузке катализаторов первой и второй стадий 1:1 1:20.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2