Способ получения высокооктанового бензина

 

Изобретение относится к нефтепереработке и может быть использовано при производстве высокооктановых бензинов. Описывается способ получения высокооктанового бензина путем риформинга прямогонных бензиновых фракций в присутствии платиносодержащего катализатора, ректификации бензина каталитического риформинга с получением головной, средней и остаточной фракций. Риформинг проводят при температуре 480-530^oC и давлении до 4 МПа, выделяют фракции бензина риформинга, выкипающие в интервале НК-95^oC или (60-65) - (85-95)^oC и 150^oC-КК с последующим смешением головной и остаточной фракций и контактированием полученной смеси с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину, никель, кобальт) на окиси алюминия, при температуре 450-535^oC и давлении 1,5-3,5 МПа. Технический результат - повышение качества целевого продукта за счет снижения в нем содержания бензола и повышения октанового числа. 13 табл.

Изобретение касается производства моторных топлив, в частности получения высокооктанового бензина, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ получения высокооктанового бензина путем риформинга прямогонных бензиновых фракций в присутствии алюмоплатинового катализатора. Процесс проводят при температуре 480-520^oC и давлении до 4 МПа (Сулимов А.Д. Каталитический риформинг бензинов. - М. : Химия, с. 98-100). Недостатком способа является низкое октановое число продукта риформинга.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ получения высокооктанового бензина путем каталитического риформинга прямогонных бензиновых фракций в присутствии платиносодержащего катализатора при температуре 480-510^oC и давлении до 3 МПа, ректификации бензина каталитического риформинга с получением головной фракции НК-90^oC, средней фракции 90-140^oC и остаточной фракции 140^oC-КК. Головную фракцию направляют на гидродеароматизацию в присутствии платиносодержащего катализатора при повышенной температуре, давлении до 5 МПа и объемной скорости подачи сырья 1-5 ч^-1. Продукт гидродеароматизации смешивают со средней фракцией 90-140^oC с получением целевого продукта. Предпочтительно гидродеароматизацию проводят при температуре 200-450^oC в присутствии алюмоплатинового катализатора АП-64 (патент RU 2120467 C1, 20.10.98). Недостатком известного способа является низкое октановое число целевого продукта, что не позволяет получать бензины с октановым числом 95 и выше 95, например 98, без добавления этиловой жидкости, и содержание в нем наиболее токсичного и нежелательного компонента - бензола.

Технической задачей изобретения является повышение качества целевого продукта за счет увеличения октанового числа и снижения содержания бензола.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе получения высокооктанового бензина путем риформинга прямогонных бензиновых фракций в присутствии платиносодержащего катализатора, ректификации бензина каталитического риформинга с получением головной, средней и остаточной фракций, отличающемся тем, что риформинг проводят при температуре 480-530^oC и давлении до 4 МПа, выделяют фракции бензина риформинга, выкипающие в интервале НК-95^oC или (60-65) - (85-95)^oC и 150^oC-КК с последующим смешением головной и остаточной фракций и контактированием полученной смеси с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину, никель, кобальт) на окиси алюминия, при температуре 450-535^oC и давлении 1,5-3,5 МПа.

Способ проводят следующим образом. Прямогонную бензиновую фракцию 85-180^oC подвергают риформированию в присутствии платиносодержащего катализатора при температуре 480-530^oC, давлении до 4 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,5 ч^-1 и кратности циркуляции водородсодержащего газа (ВСГ) 1500 нм³/м³ с последующей ректификацией бензина риформинга на фракции, выкипающие в интервале НК-95^oC или (60-65) - (85-95)^oC, 95-150^oC, 150^oC-КК. Фракцию НК-95^oC или часть ее, выкипающую при температуре (60-65) - (85-95)^oC, смешивают с фракцией 150^oC-КК и контактируют с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину, никель, кобальт) на окиси алюминия, при температуре 450-535^oC и давлении 1,5-3,5 МПа.

В этом случае получают целевой продукт - бензин с октановым числом (по исследовательскому методу) 95,9-98,9 при отсутствии в его составе наиболее токсичного и нежелательного компонента - бензола против соответственно 90,0 и 1,8-2,0% (известный способ).

Отличительный признак заявляемого технического решения заключается в выделении фракций бензина реформинга, выкипающих в интервале температур НК-95^oC или (60-65) - (85-95)^oC и 150^oC-КК, и контактировании полученной смеси с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину, никель, кобальт) на окиси алюминия, при температуре 450-535^oC и давлении 1,5-3,5 МПа.

Фракция НК-95^oC или (60-65) - (85-95)^oC бензина риформинга содержит почти весь бензол, содержащийся в бензине риформинга. Фракция 150^oC-КК бензина содержит в основном ароматические углеводороды C⁹⁺ . При контактировании смеси фракций HK-95^oC или (60-65) - (85-95)^oC и 150^oC-КК бензина риформинга с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину, никель, кобальт) на окиси алюминия, при температуре 450-535^oC и давлении 1,5-3,5 МПа протекает реакция переалкилирования бензола и ароматических углеводородов C⁹⁺, содержащихся в указанных фракциях. В результате образуется смесь ароматических углеводородов C₇ (толуол) и C₈ (ксилолы), октановое число смешения которых составляет 120-135 пунктов против 90-92 пункта у бензола.

Таким образом, достигается повышение октанового числа целевого продукта, в котором отсутствует наиболее токсичный и нежелательный компонент - бензол. Высокое октановое число целевого продукта позволяет получить перспективные бензины АИ-95, АИ-58, не содержащие бензол, то есть с улучшенными экологическими свойствами.

Пример 1 Прямогонную бензиновую фракцию 85-180^oC подвергают риформированию в присутствии платиносодержащего катализатора при температуре 480-530^oC, давлении до 4 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,5 ч^-1 и кратности циркуляции водородсодержащего газа 1500 нм³/м³ с последующей ректификацией бензина риформинга на фракции НК-95^oC, 95-150^oC и 150^oC-КК. Фракцию НК-95^oC смешивают с фракцией 150^oC-КК и контактируют с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину - 0,65 мас.%, никель - 5,0 мас.%, кобальт - 6,0 мас.%) на окиси алюминия, при температуре 450^oC и давлении 1,5 МПа. Баланс ректификации и данные качества сырья и продуктов приведены в табл.1.

В последующих примерах используют прямогонную бензиновую фракцию 85-180^oC и бензин риформинга, качество которых приведено в табл.1.

Октановое число целевого продукта 95,9, т.е. значительно выше, чем октановое число целевого продукта, полученного известным способом, при этом в продукте отсутствует наиболее токсичный и нежелательный компонент - бензол по сравнению с 1,8-2% бензола в известном способе.

Пример 2 Бензин риформинга подвергают ректификации на фракции НК-95^oC, 95-150^oC и 150^oC-КК. Фракцию НК-95^oC смешивают с фракцией 150^oC-КК и контактируют с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину - 0,65 мас.%, никель - 5,0 мас. %, кобальт - 5,0 мас.%) на окиси алюминия, при температуре 535^oC и давлении 3,5 МПа. Баланс ректификации и данные качества продуктов приведены в табл.2.

Октановое число целевого продукта 98,9, т.е. значительно выше, чем октановое число целевого продукта, полученного известным способом, при этом в продукте отсутствует наиболее токсичный и нежелательный компонент - бензол по сравнению с 1,8-2% бензола в известном способе.

Пример 3 Бензин риформинга подвергают ректификации на фракции НК-60^oC, 60-85^oC, 85-150^oC и 150^oC-КК. Фракцию 60-85^oC смешивают с фракцией 150^oC-КК и контактируют с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину - 0,65 мас. %, никель - 5,0 мас.%, кобальт - 6,0 мас.%), при температуре 450^oC и давлении 1,5 МПа, затем продукт контактирования смешивают с фракцией НК-60^oC и получают целевой продукт. Баланс ректификации и данные качества продуктов приведены в табл. 3.

Октановое число целевого продукта 95,9, т.е. выше, чем октановое число целевого продукта, полученного известным способом, при этом в продукте отсутствует наиболее токсичный и нежелательный компонент - бензол по сравнению с 1,8-2% бензола в известном способе.

Пример 4 Бензин риформинга подвергают ректификации на фракции НК-60^oC, 60-85^oC, 85-150^oC и 150^oC-КК. Фракцию 60-85^oC смешивают с фракцией 150^oC-КК и контактируют с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину - 0,65 мас. %, никель - 5,0 мас.%, кобальт - 6,0 мас.%) на окиси алюминия, при температуре 535^oC и давлении 3,5 МПа, затем продукт контактирования смешивают с фракцией НК-60^oC и получают целевой продукт. Баланс ректификации и данные качества продуктов приведены в табл. 4.

Октановое число целевого продукта 96,6, т.е. выше, чем октановое число целевого продукта, полученного известным способом, при этом в продукте отсутствует наиболее токсичный и нежелательный компонент - бензол по сравнению с 1,8-2% бензола в известном способе.

Пример 5 Бензин риформинга подвергают ректификации на фракции НК-65^oC, 65-95^oC, 95-150^oC и 150^oC-КК. Фракцию 65-95^oC смешивают с фракцией 150^oC-КК и контактируют с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину - 0,65 мас. %, никель - 5,0 мас.%, кобальт - 6,0 мас.%) на окиси алюминия, при температуре 450^oC и давлении 1,5 МПа, затем продукт контактирования смешивают с фракцией НК-65^oC и получают целевой продукт. Баланс ректификации и данные качества продуктов приведены в табл. 5.

Октановое число целевого продукта 98,2, т.е. значительно выше, чем октановое число целевого продукта, полученного известным способом, при этом в продукте отсутствует наиболее токсичный и нежелательный компонент - бензол по сравнению с 1,8-2% бензола в известном способе.

Пример 6 Бензин риформинга подвергают ректификации на фракции НК-65^oC, 65-95^oC, 95-150^oC и 150^oC-КК. Фракцию 65-95^oC смешивают с фракцией 150^oC-НК и контактируют с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину - 0,65 мас. %, никель - 5,0 мас.%, кобальт - 6,0 мас.%) на окиси алюминия, при температуре 535^oC и давлении 3,5 МПа, затем продукт контактирования смешивают с фракцией НК-65^oC и получают целевой продукт. Баланс ректификации и данные качества продуктов приведены в табл. 6.

Октановое число целевого продукта 98,9, т.е. значительно выше, чем октановое число целевого продукта, полученного известным способом, при этом в продукте отсутствует наиболее токсичный и нежелательный компонент - бензол по сравнению с 1,8-2% бензола в известном способе.

Пример 7 Бензин риформинга подвергают ректификации на фракции НК-65^oC, 65-95^oC, 95-150^oC и 150^oC-КК. Фракцию 65-95^oC смешивают с фракцией 150^oC-КК и контактируют с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину - 0,8 мас. %, никель - 11,0 мас. %, кобальт - 12 мас.%) на окиси алюминия, при температуре 545^oC и давлении 1,0 МПа, затем продукт контактирования смешивают с фракцией НК-65^oC и получают целевой продукт. Баланс ректификации и данные качества продуктов приведены в табл. 7.

Октановое число целевого продукта достаточно высокое, однако выход продукта ниже, чем в примерах 5, 6.

Пример 8 Бензин риформинга подвергают ректификации на фракции НК-65^oC, 65-95^oC, 95-150^oC и 150^oC-КК. Фракцию 55-95^oC смешивают с фракцией 150^oC-КК и контактируют с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину - 0,2 мас. %, никель - 2 мас.%, кобальт - 3,0 мас.%) на окиси алюминия, при температуре 430^oC и давлении 4,0 МПа, затем продукт контактирования смешивают с фракцией НК-65^oC и получают целевой продукт. Баланс ректификации и данные качества продуктов приведены в табл. 8.

Октановое число целевого продукта достаточно высокое, однако в нем содержится 3,1% наиболее токсичного и нежелательного компонента - бензола.

Пример 9 Бензин риформинга подвергают ректификации на фракции НК-60^oC, 60-85^oC, 85-150^oC и 150^oC-КК. Фракцию 60-85^oC смешивают с фракцией 150^oC-KK и контактируют с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину - 0,8 мас. %, никель - 11,0 мас.%, кобальт - 12 мас.%) на окиси алюминия, при температуре 545^oC и давлении 1,0 МПа, затем продукт контактирования смешивают с фракцией НК-60^oC и получают целевой продукт. Баланс ректификации и данные качества продуктов приведены в табл. 9.

Октановое число целевого продукта достаточно высокое, однако выход продукта ниже, чем в примерах 3, 4.

Пример 10
Бензин реформинга подвергают ректификации на фракции НК-60^oC, 60-85^oC, 85-150^oC и 150^oC-КК. Фракцию 60-85^oC смешивают с фракцией 150^oC-КК и контактируют с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину - 0,2 мас. %, никель - 2,0 мас.%, кобальт - 3,0 мас.%) на окиси алюминия, при температуре 430^oC и давлении 4,0 МПа, затем продукт контактирования смешивают с фракцией НК-60^oC и получают целевой продукт. Баланс ректификации и данные качества продуктов приведены в табл. 10.

Октановое число целевого продукта достаточно высокое, однако в целевом продукте содержится 2,8% наиболее токсичного и нежелательного компонента - бензола.

Пример 11
Бензин реформинга подвергают ректификации на фракции НК-95^oC, 95-150^oC и 150^oC-КК. Фракцию НК-95^oC смешивают с фракцией 150^oC-КК и контактируют с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину - 0,8 мас.%, никель - 11,0 мас.%, кобальт - 12,0 мас.%) на окиси алюминия, при температуре 545^oC и давлении 1,0 МПа. Баланс ректификации и данные качества продуктов приведены в табл. 11.

Октановое число целевого продукта достаточно высокое, однако выход продукта ниже, чем выход продукта в примерах 1, 2.

Пример 12
Бензин реформинга подвергают ректификации на фракции НК-95^oC, 95-150^oC и 150^oC-КК. Фракцию НК-95^oC смешивают с фракцией 150^oC-КК и контактируют с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину - 0,2 мас.%, никель - 2,0 мас. %, кобальт - 3,0 мас.%) на окиси алюминия, при температуре 430^oC и давлении 4,0 МПа. Баланс ректификации и данные качества продуктов приведены в табл. 12.

Октановое число у целевого продукта достаточно высокое, однако в целевом продукте содержится 3,5% наиболее токсичного и нежелательного компонента - бензола.

В табл. 13 сведены данные по условиям контактирования смеси выделенных фракций с катализатором и данные по качеству целевого продукта.

Из представленных в табл. 13 данных видно, что предлагаемый способ позволяет повысить качество целевого продукта за счет снижения в нем содержания наиболее токсичного и нежелательного компонента - бензола и повышения октанового числа.

Предлагаемое изобретение может быть использовано на нефтеперерабатывающих заводах топливного направления для получения высокооктановых бензинов, конкурирующих с аналогичным бензинами Европейского стандарта.

Дополнительным преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным способом является снижение вредных выбросов в атмосферу, то есть уменьшение загрязнения окружающей среды.

Формула изобретения

Способ получения высокооктанового бензина путем риформинга прямогонных бензиновых фракций в присутствии платиносодержащего катализатора, ректификации бензина каталитического риформинга с получением головной, средней и остаточной фракций, отличающийся тем, что риформинг проводят при температуре 480 - 530^oC и давлении до 4 МПа, выделяют фракции бензина риформинга, выкипающие в интервале НК-95^oC или (60 - 65) - (85 - 95)^oC и 150^oC - КК с последующим смешением головной и остаточной фракций и контактированием полученной смеси с катализатором, содержащим металлы VIII группы (платину, никель, кобальт) на окиси алюминия, при температуре 450 - 535^oC и давлении 1,5 - 3,5 МПа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10