Способ глубокой одновременной переработки жидкого и твердого углеводородсодержащего сырья и установка для его осуществления

Авторы патента:

C10G57 - Обработка углеводородных масел в отсутствие водорода путем по крайней мере одного процесса крекинга или процесса очистки и по крайней мере одного другого процесса конверсии

C10G11/02 - отличающийся используемыми катализаторами

Владельцы патента RU 2374299:

Яковлев Геннадий Михайлович (RU)
Цой Людмила Евгеньевна (RU)

Изобретение относится к нефтехимии. Изобретение касается установки для глубокой одновременной переработки жидкого и твердого углеводородсодержащего сырья, содержащей печь, один испаритель, трубопроводы и элементы управления, внутренний объем печи крышкой и роторным конвейером, выполненным в виде вертикального вала с лопастями, разделен на «n» секций, в которых установлено «n» (где «n»=1, 2, 3 …) испарителей с возможностью осевого перемещения, причем одна секция снабжена воротами, контактирующими с конвейером, взаимодействующим с кантователем, снабженным очистителем, и служит для перегрузки испарителей, а другая - для охлаждения испарителей, а также установка снабжена механизмом для загрузки твердого углеводородсодержащего сырья, трубопроводы с элементами управления для загрузки жидкого углеводородсодержащего сырья в испаритель и трубопроводы с элементами управления для отвода полученных продуктов из испарителя размещены на крышке печи, при этом трубопроводы с элементами управления для отвода полученных продуктов из испарителя соединены с входами конденсаторов, первые выходы которых соединены с емкостями, а вторые выходы посредством вентилятора соединены с секциями печи. Изобретение также касается способа, осуществляемого в данной установке. Технический результат - одновременная переработка жидкого и твердого углеводородсодержащего сырья, расширение сырьевой базы, защита окружающей среды от отходов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к способу глубокой переработки углеводородсодержащего сырья.

Известны способы переработки нефти или вторичного углеводсодержащего сырья для получения целевых продуктов (например, кокса и/или тяжелой и легкой фракций парогазовых продуктов), включающие следующие общие действия: термообработку с фракционированием, смешивание с другими продуктами, охлаждение (см., например, патенты РФ №2125078, №2022994, заявка РФ №2002120875, дата публикации 2004.06.20; авторские свидетельства СССР №1490134, №1450360 и №1214717).

Общим недостатком рассмотренных технических решений является невозможность одновременной переработки жидкого и твердого углеводородсодержащего сырья.

Известен способ переработки нефти (и его реализующая установка, приведенная в описании изобретения) путем перегонки в атмосферной колонне с получением мазута, его нагрева и перегонки в основной и отпарной вакуумных колоннах с получением вакуумного газойля и гудрона. Затем вакуумный газойль направляют на каталитический крекинг, а гудрон на коксование. Для повышения выхода целевых продуктов мазут после атмосферной колонны направляют в промежуточный вакуумный фракционирующий испаритель с получением компонента вакуумного газойля, который смешивают с вакуумным газойлем основной и отпарной вакуумных колонн. Остаток каталитического крекинга смешивают с гудроном, подаваемым на коксование, а тяжелый газойль коксования, не охлаждая, смешивают с мазутом, направляемым в промежуточный вакуумный фракционирующий испаритель. Установка, реализующая рассмотренный способ, содержит атмосферную колонну, соединенную с промежуточным вакуумным фракционирующим испарителем, посредством печи соединенным с основной вакуумной колонной, соединенной с отпарной колонной, соединенной посредством блока коксования с входом промежуточного вакуумного фракционирующего испарителя, вход блока коксования соединен с выходом блока крекинга, вход которого соединен с промежуточным вакуумным фракционирующим испарителем, основной вакуумной колонной и отпарной вакуумной колонной (см. авторское свидетельство СССР №1447840, C10G 57/00 - прототип).

Рассмотренный способ реализует последовательную глубокую переработку нефти, однако одновременная переработка жидкого и твердого углеродосодержащего сырья невозможна.

Задача изобретения - обеспечение глубокой одновременной переработки жидкого и твердого углеводородсодержащего сырья.

Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в способе глубокой одновременной переработки жидкого и твердого углеводородсодержащего сырья, включающем термообработку в испарителе жидкого углеводородсодержащего сырья, охлаждение и раздельное получение целевых продуктов, предлагается до начала термообработки загрузить в испаритель и твердое углеродсодержащее сырье, а затем осуществить их одновременную термообработку последовательным перемещением в испарителе по следующим температурным зонам: до 200°С; 350°С; 500°С и свыше 500°С при соответствующей выдержке.

Технический результат поставленной задачи достигается также тем, что в установке для реализации способа, содержащей печь, как минимум, один испаритель, трубопроводы и элементы управления, предлагается внутренний объем печи крышкой и роторным конвейром, выполненным в виде вертикального вала с лопастями, разделить на «п» секций, в которых установить «n» (где «n»=1, 2, 3, …) испарителей с возможностью осевого перемещения. При этом «n - 2» секций обеспечивают нагрев испарителей до 200°С; 350°С; 500°С и свыше 500°С при соответствующей выдержке. Предлагается также одну секцию снабдить воротами, контактирующими с конвейром, взаимодействующим с кантователем, снабженным очистителем для перегрузки испарителей, а другую секцию предназначить для охлаждения испарителей. Установку предлагается снабдить механизмом загрузки твердого углеводородсодержащего сырья, трубопроводами с элементами управления для загрузки жидкого углеводородсодержащего сырья в испарители и трубопроводами с элементами управления для отвода полученных продуктов из испарителей, которые разместить на крышке печи; трубопроводы с элементами управления для отвода полученных продуктов из испарителя соединить с входами конденсаторов, первые выходы которых соединить с емкостями, а вторые выходы посредством вентилятора соединить с секциями печи.

На фиг.1 представлена установка для глубокой одновременной переработки жидкого и твердого углеводородсодержащего сырья, вид сверху со снятой крышкой.

На фиг.2 - сечение А-А фиг.1.

На фиг.3 - принципиальная гидравлическая схема.

Установка состоит из печи 1, внутренний объем которой разделен крышкой 2 (крышка 2 может быть выполнена вращающейся), ротором конвейра 3, их гнездами 4, в которых установлены шесть испарителей 5 на шесть секций: I, II, III, IV, V, VI. Причем четыре испарителя расположены в дымоходе печи, а два вне дымохода. Печь 1 снабжена воротами 6, контактирующими с конвейром 7, на котором смонтирован кантователь 8 с очистителем (не показан) испарителей 5 и механизмом для загрузки твердого углеводородсодержащего сырья (не показано). Крышка 2 соединена с конденсаторами «А», «В», «С» и «D» соответствующими трубопроводами 9 с клапанами 10 отвода продуктов 13 деструкции и с испарителем 5 соответствующими трубопроводами 11 с клапанами 12 для подачи жидкого 14 углеводородсодержащего сырья. Крышка 2, роторный конвейр 3 и гнезда 4 взаимодействуют с внутренней поверхностью печи 1, разделяя сепаратором 15 ее объем на секции I, II, III, IV, соответственно обеспечивающие нагрев испарителей 5 до температур: свыше 500°С; до 500°С; до 350°С; до 200°С. V - секция перегрузки испарителей 5; VI - охлаждение секций 5. В системе трубопроводов 9 отвода продуктов деструкции установлен вентилятор 16 (насос), обеспечивающий вакуумирование до = 0,95 ата. В печи 1 конструктивно обеспечен выброс продуктов сжигания топлива (обводные каналы, труба и т.д.) (не показано).

Установка работает следующим образом.

На кантователе 8 в испаритель 5 загружается твердое углеводородсодержащее сырье с катализаторами (не показано) с последующей подачей конвейром 7 через ворота 6 в гнездо 4 печи 1. Ворота 6 закрывают, через трубопровод 11 с клапаном 12 обеспечивают дозагрузку жидким углеводородсодержим сырьем 14. Роторным конвейром 3 испаритель 5 последовательно поступает в секции IV, III, II, I с соответствующим нагревом до 200°С; 350°С; 500°С и свыше 500°С при соответствующей выдержке, последующей транспортировкой в секцию VI охлаждения, затем секцию транспортировки 5. Открывают ворота 6 и конвейром 7 транспортируют испаритель 5 к месту выгрузки шлака, очистки испарителя 5 и последующей загрузкой твердого углеводородсодержащего сырья 14. Параллельно продукты деструкции 13 соответственно из испарителей 5, находящихся в секциях I, II, III, IV, поступают в конденсаторы «А», «В», «С» и «D», из которых конденсат поступает в соответствующие емкости для хранения (не показано), а несконденсированные продукты деструкции вентилятором 16 направляются на форсунку (не показано) печи 1. Количество температурных зон соответствует существующим технологическим процессам (возможны иные температурные зоны), поэтому ротор представлен 6-ю секциями. Количество испарителей в секции (см. фиг.1) для примера показано одним, но при большей производительности испарителей двумя и более.

Предложенное техническое решение позволяет проводить глубокую одновременную переработку жидкого и твердого углеводородсодержащего сырья, что позволяет одновременно с расширением сырьевой базы обеспечить защиту окружающей среды от отходов промышленности и жизнедеятельности человека.

Примеры конкретного применения.

Была изготовлена печь с шестью испарителями с вращающейся крышкой. Испарители выполнены из нержавеющей стали марки ОХ18Н10Т с параметрами: высота - 2000 мм, диаметр - 1200 мм, толщина стенки - 6 мм, с полезной загрузкой

≈ 2 м³.

В качестве исходного сырья (шихты) использовали:

- твердое углеводородсодержащее вторсырье: автомобильные шины преимущественно с металлокордом, резиновые шланги, обрезиненные кабели и шланги высокого давления;

- жидкое углеводородсодержащее вторсырье: отработанные автомобильные масла и отходы при очистке цистерн, перевозивших мазут.

В качестве катализатора были использованы диспергированные до крупности не более 0,1 мм образцы из 5, 10, 15, 20 метровой глубины (считая с вершины) отвала Аллареченского месторождения, где добывают медь, никель, кобальт; содержащие с погрешностью, определяемые по нормам погрешности при определении химического состава минерального сырья по III категории точности (ОСТ 41-08-212-04), см. табл. №1.

Загрузку в испарители проводили в последовательности:

- твердая углеводородсодержащая шихта;

- катализатор;

- жидкая углеводородсодержащая шихта.

Выдержка в каждой температурной зоне составляла » 1,3 часа.

Были проведены 4 загрузки, каждая в течение 5 рабочих дней, для определения влияния количества катализатора на выход жидкой фракции целевого продукта, см. табл. №2.

Проведенные исследования дают основание считать, что оптимальное содержание катализатора ≈ 0,1÷0,2%, обеспечивающее повышение содержания выходящего жидкой фракцией целевого продукта на ≈ 8%. Дальнейшее повышение содержания катализатора 0,3% экономически нецелесообразно; содержание металлов более 10% связано с тем, что в качестве твердой шихты использованы значительные количества шлангов высокого давления, снабженных металлическими штуцерами и оплеткой; а неметаллы - это загрязнители шихты (песок, глина и т.д.), причем отделение металлов от неметаллов выполнялось при очистке испарителя на сетку, задерживающую магнитный металл.

Таблица №1 Химический состав минерального сырья катализатора.
Образец из глубины отвала, м	Содержание, %
SiO₂	TiO₂	Аl₂О₃	Fе₂O₃	CaO	MgO	MnO	К₂О	Na₂O	SO₃	Р₂O₅	N₂O	CuO	CoO	* Pt, Pd	H₂O
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
5	до 100	0,43	9,63	25,34	2,52	3,69	0,11	1,11	0,91	22,21	0,10	3,26	2,00	0,051	0,01	0,22
10	до100	0,49	10,49	21,73	2,66	3,62	0,11	1,25	0,88	16,18	0,11	1,62	2,63	0,037	0,01	0,58
15	до100	0,49	10,17	21,60	2,68	3,70	0,11	1,25	0,88	16,39	0,10	1,59	2.74	0,035	0,015	0,41
20	до100	0,79	10,38	16,48	3,08	7,65	0,11	1,31	1,13	7,61	0,13	0,78	0,96	0,017	0,017	0,7
* - твердые растворы, включающие PtFe, PtCu и сросшийся с платиной палладий, причем Pt и Pd в среднем соотношении 5:1.

Влияние катализатора на выход целевых продуктов.

Таблица №2
№№ п/п	загрузка в испаритель, содержание в % к весу	выход целевого продукта, содержание в % к весу
№№ п/п	углеводородсодержащая шихта	катализатор	жидкая фракция	твердая фракция	при очистке испарителя
твердая	жидкая	С₅-С₉, Т_кип 40-150°С **	С₉-С₂₀, Т_кип 150-340°С	С₂₀-С₃₅, Т_пл 40-65°С	С₃₅₊, Т_пл выше 65°С	металлы	Неметал-лы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	60	до 100	0,05	18,1	14,2	31	24,4	11,0	1,3
2	62	до 100	0,1	24,1	16,5	29	17,6	10,7	2,1
3	60	до 100	0,2	24,2	17,1	27	18,8	11,2	1,7
4	63	до 100	0,3	24,2	17,2	27,4	18,0	11,4	1,8
** содержание воды в жидкой фракции C₅-C₉ не превышало 25%, отделяли в отстойнике, причем при снижении содержания твердой фракции снижалось содержание воды.

1. Установка для глубокой одновременной переработки жидкого и твердого углеводородсодержащего сырья, содержащая печь, один испаритель, трубопроводы и элементы управления, отличающаяся тем, что внутренний объем печи крышкой и роторным конвейером, выполненным в виде вертикального вала с лопастями, разделен на «n» секций, в которых установлено «n» (где «n»=1, 2, 3 …) испарителей с возможностью осевого перемещения, причем одна секция снабжена воротами, контактирующими с конвейером, взаимодействующим с кантователем, снабженным очистителем и служит для перегрузки испарителей, а другая - для охлаждения испарителей, а также установка снабжена механизмом для загрузки твердого углеводородсодержащего сырья, трубопроводы с элементами управления для загрузки жидкого углеводородсодержащего сырья в испаритель и трубопроводы с элементами управления для отвода полученных продуктов из испарителя размещены на крышке печи, при этом трубопроводы с элементами управления для отвода полученных продуктов из испарителя соединены с входами конденсаторов, первые выходы которых соединены с емкостями, а вторые выходы - посредством вентилятора соединены с секциями печи.

2. Способ глубокой одновременной переработки жидкого и твердого углеводородсодержащего сырья, осуществляемы в установке по п.1, включающий термообработку в испарителе жидкого углеводородсодержащего сырья, охлаждение и раздельное получение целевых продуктов, отличающийся тем, что до начала термообработки в испаритель также загружают и твердое углеводородсодержащее сырье с катализатором, а затем обеспечивают нагрев испарителей до 200°С, 350°С, 500°С и свыше 500°С при соответствующей выдержке.

3. Установка для глубокой одновременной переработки жидкого и твердого углеводородсодержащего сырья по п.1, отличающаяся тем, что крышка печи выполнена с возможностью вращения.

Изобретение относится к способу превращения смеси углеводородной загрузки, содержащей линейные и разветвленные олефины, включающие от 4 до 15 атомов углерода, причем вышеупомянутый способ содержит следующие стадии: а) селективное образование простых эфиров большинства разветвленных олефинов, присутствующих в вышеупомянутой загрузке, b) обработка линейных олефинов, содержащихся в вышеупомянутой загрузке, в условиях умеренной олигомеризации, с) разделение эфлюента, полученного на стадии b), по меньшей мере на две фракции: фракцию , содержащую углеводороды, конечная температура кипения которых меньше температуры, находящейся в интервале от 150 до 200°С, фракцию , содержащую по меньшей мере часть углеводородов, начальная температура кипения которых больше температуры, находящейся в интервале от 150 до 200°С, d) обработка углеводородной фракции, содержащей простые эфиры, образовавшиеся на стадии а), в условиях по меньшей мере частичного крекинга простых эфиров, при этом вышеупомянутая обработка сопровождается разделением на бензиновую фракцию с улучшенным октановым числом и на фракцию, содержащую исходный спирт, е) гидрирование фракции в условиях получения газойля с высоким цетановым числом и удаление по меньшей мере части азотсодержащих или основных примесей, содержащихся в исходной углеводородной загрузке.

Комбинированный способ получения судовых топлив и дорожных битумов (варианты) // 2312129

Изобретение относится к комбинированным способам получения топлив для судовых двигателей (судовое легкое, судовое высоковязкое легкое и судовое маловязкое топлива) и дорожных битумов глубоковакуумной перегонкой мазутов, легким термическим крекингом вакуумных газойлей (ЛТКВГ) и окислением тяжелых гудронов.

Способ конверсии углеводородной загрузки // 2294916

Способ коксования каменноугольной смолы // 2233308

Изобретение относится к способу получения высококачественного кокса замедленным коксованием. .

Способ переработки нефтяных отходов // 2176660

Изобретение относится к способам переработки и утилизации нефтяных отходов, накапливаемых в виде нефтешламов, и может найти применение в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Способ извлечения и удаления одноядерных и многоядерных ароматических побочных продуктов, образующихся в реакционной зоне дегидрогенизации углеводорода // 2173331

Изобретение относится к извлечению и удалению побочных продуктов, представляющих собой многоядерные соединения ароматического ряда, из потока пара, вытекающего из реакционной зоны дегидрогенизации обычно газообразного углеводорода.

Способ получения низкооктановых и высокооктановых бензинов и бензола из катализатов риформинга широких бензиновых фракций // 2113453

Изобретение относится к химической переработке нефтепродуктов, а именно к процессу получения товарных автобензинов с О.Ч.76-81ПММ и экологически чистых бензинов с О.Ч.92- 96ПИМ, а также бензола высшей очистки из катализатов риформинга широких бензиновых фракций.

Способ получения маловязкого судового топлива // 2074232

Изобретение относится к способам получения топлива для судовых двигателей и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. .

Способ переработки тяжелого нефтяного сырья // 2023001

Изобретение относится к нефтепереработке и может быть использовано при переработке нефтяного сырья каталитическим крекингом. .

Способ получения автомобильного бензина // 1829386

Способ извлечения катализатора из выходящего потока жидкофазного каталитического крекинга легких олефинов // 2330059

Изобретение относится к извлечению катализатора из выходящего потока жидкофазного каталитического крекинга легких углеводородов и также к регенерации извлеченного катализатора.

Способ получения олефинов // 2327519

Изобретение относится к способу получения олефинов из углеводородов, в котором углеводороды обрабатываются автотермическим крекингом. .

Катализатор для парового крекинга углеводородов, способ его получения и способ получения легкого олефина посредством его использования // 2294798

Изобретение относится к катализатору для парового крекинга углеводородов, к способу его получения и способу получения олефинов посредством парового крекинга углеводородов в присутствии катализатора.

Способ получения жидких продуктов из нефтяных остатков // 2182923

Изобретение относится к способу получения жидких продуктов термокаталитическим крекингом нефтяных остатков и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Способ получения низших олефинов // 2169167

Изобретение относится к получению низших олефинов пиролизом углеводородного сырья и может быть использовано как в химической, так и в нефтехимической промышленности для производства полупродуктов органического синтеза.

Способ получения низших олефинов // 2148610

Способ получения низших олефинов // 2144055

Изобретение относится к получению низших олефинов пиролизом углеводородного сырья и может быть использовано для их производства как в химической, так и в нефтехимической промышленности.

Способ получения низших олефинов // 2142495

Изобретение относится к получению низших олефинов пиролизом углеводородного сырья в трубчатых реакторах без добавки водяного пара в присутствии катализаторов и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Способ пассивации катализатора крекинга углеводородов // 2033256

Изобретение относится к способу каталитического крекинга углеводородов, в частности к восстановлению катализаторов крекинга, контактировавших с исходным углеводородным материалом.

Способ облагораживания бензинов вторичного происхождения // 1768618

Способ сокращения выбросов nox в процессах полного сжигания продуктов крекинга // 2394065

Изобретение относится к процессу сокращения выбросов NOx в процессах нефтеперегонки