Способ получения высокооктанового компонента бензина, обогащенного изопарафинами

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности к методам получения высокооктановых компонентов бензинов из узких бензиновых фракций. Изобретение касается способа получения высокооктанового компонента бензина, включающего стадию изомеризации бензиновых фракций в реакторе изомеризации, охлаждение, сепарацию и разделение продуктов, при этом процесс превращения углеводородов бензиновой фракции в высокооктановый компонент бензина ведут в реакторе на платинированном цеолитсодержащем катализаторе на основе цеолита BETA или деалюминированного морденита, содержащего 0,5% платины, в отсутствие водородной среды. Технический результат - получение высокооктанового компонента бензина, обогащенного изопарафинами. 3 табл.

 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности к усовершенствованному способу изомеризации узких бензиновых фракций с целью получения высокооктанового компонента бензина, обогащенного изопарафинами.

Известен способ получения изопарафинов на основе высокодисперсного хлорированного оксида алюминия с нанесенной платиной в количестве 0,2-0,5 мас.%, позволяющий осуществлять изомеризацию парафинов при температурах 150-230°С (см. статью Кузнецова П.Н., Кузнецовой Л.И., Твердохлебова В.П., Санникова А.Л. Каталитическая изомеризация низкомолекулярных парафиновых углеводородов в производстве экологически чистых высокооктановых бензинов // Технология нефти и газа. - №3. - 2005. - С.20-31).

Недостатком процесса является высокая чувствительность катализаторов к микропримесям сырья и влаги и необходимость регулярного добавления хлорсодержащих соединений, что делает процесс нерентабельным.

Наиболее близким по сути техническим решением является способ среднетемпературной изомеризации легких бензиновых фракций, включающий превращение парафиновых углеводородов линейного строения в изопарафины в присутствии цеолитсодержащего катализатора СИ-1 ОАО НПП «Нефтехим», модифицированного 0,3-0,35 мас.% Pt. Процесс осуществляется при температуре 240-270°С, давлении 2,5 МПа, объемной скорости подачи сырья 2 ч^-1. (см. статью Луговского А.И., Логинова С.А., Сысоева В.А. и др. Среднетемпературная изомеризация легких бензиновых фракций // Химия и технология топлив и масел. - №5. - 2000. - С.30-32).

Недостатком данного способа является использование водородсодержащего газа, требующего дорогостоящего оборудования и повышающего уровень опасности процесса; в качестве сырья возможно использование бензиновых фракций н.к. 62°С и, или н.к. 75°С, не содержащих бензола и циклопарафинов. При этом фракция 75-85°С остается невостребованной, так как не используется ни в изомеризации, ни в риформинге.

Техническая задача - создание простого и безопасного способа изомеризации углеводородов.

Технический эффект - существенное усовершенствование способа получения высокооктанового компонента бензина, обогащенного изопарафинами.

Он достигается тем, что способ получения высокооктанового компонента бензина включает стадию изомеризации бензиновых фракций в реакторе изомеризации, охлаждение, сепарацию и разделение продуктов. Процесс превращения углеводородов бензиновой фракции в высокооктановый компонент бензина ведут в реакторе на платинированном цеолитсодержащем катализаторе на основе цеолита BETA или деалюминированного морденита, содержащего 0,5% платины, в отсутствие водородной среды.

Реакцию безводородной изомеризации исследовали на модельном сырье (н-гексане) в безводородной среде, в присутствии катализатора на основе широкопористого цеолита (BETA или деалюминированного морденита), содержащего 0,5% платины (Pt), при температуре 250-300°С, давлении 0,1-1 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,4-2 ч^-1. Наилучший катализатор испытывали на бензиновой фракции н.к. 85°С, который позволил повысить октановое число бензина на 18-24 пункта.

Положительным эффектом является то, что реакцию изомеризации ведут в отсутствие водородсодержащего газа, что позволяет существенно усовершенствовать способ получения высокооктановых компонентов бензина с использованием сырья практически любого углеводородного состава, что дает возможность максимально вовлекать прямогонные бензины в процессы изомеризации, упростить обслуживание установки и повысить степень безопасности процесса.

Пример 1.

Объектом исследований являлись модельное сырье (н-гексан) и прямогонная бензиновая фракция н.к. 85°С. Процесс изомеризации проводили при температуре 300°С, давлении 0,1 МПа, в присутствии катализаторов на основе платинированного деалюминированного морденита (0,5% Pt/MOR) и платинированного цеолита типа BETA (0,5% Pt/BETA) на проточной лабораторной установке.

Для исследования активности катализаторов использовалась установка проточного типа со стационарным слоем катализатора. Опыты проводились при атмосферном давлении. В реактор загружалось 10 см³ катализатора фракции 0,5-1 мм.

Первоначально активность катализаторов исследовали на модельном сырье - н-гексане.

Результаты приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1
Материальный баланс безводородной изомеризации н-гексана на катализаторе 0,5% Pt/BETA.
Температура 300°С, давление 0,1 МПа,
объемная скорость подачи сырья 0,4 ч-1.
Приход	Расход
Наименование	Гр.	мас.%	Наименование	Гр.	мас.%
Сырье - н-гексан	1,97	100	Изомеризат	0,72	48,02
			Углеводородный газ	0,55	8,61
			Непревращенный н-гексан	0,69	43,0
Потери + кокс	0,01	0,37
Всего:	1,97	100		1,97	100

Выход изопарафинов составляет 45,77 мас.%

Таблица 2
Материальный баланс безводородной изомеризации н-гексана на катализаторе 0,5% Pt/MOR
Температура 300°С, давление 0,1 МПа,
объемная скорость подачи сырья 0,4 ч-1.
Приход	Расход
Наименование	Гр.	мас.%	Наименование	Гр.	мас.%
Сырье - н-гексан	2,23	100	Изомеризат	0,98	60,31
			Углеводородный газ	0,65	15,47
			Непревращенный н-гексан	0,58	23,18
Потери + кокс	0,02	0,44
Всего:	2,23	100		2,23	100

Наилучший результат в безводородной изомеризации показал катализатор 0,5% Pt/MOR, на котором выход изопарафинов при 300°С достигает 52 мас.%

Наиболее активный катализатор испытывали на прямогонной бензиновой фракции н.к. 85°С в аналогичных условиях. Результаты опытов сведены в таблицу 3.

Таблица 3
Материальный баланс установки деструктивной изомеризации бензиновой фракции н.к. 85°С
Приход	Расход
Наименование	Гр.	мас.%	Наименование	Гр.	мас.%
бензиновая фракция н.к. 85°С	3,89	100	Изомеризат	3,71	95,39
			Углеводородный газ	0,14	4,05
Потери + кокс	0,04	0,56
Всего:	3,89	100		3,89	100

Анализ катализата показал, что переработка фракции н.к. 85°С при 300°С в присутствии платинусодержащего морденита позволяет получить жидкий катализат с октановым числом на 18-24 пунктов выше, чем у исходной бензиновой фракции.

Проведенные испытания подтвердили возможность получения концентрата изопарафиновых углеводородов - высокооктанового компонента бензинов, без применения водорода в присутствии цеолитсодержащего катализатора при температуре 250-300°С и давлении 0,1-1 МПа.

Исследования превращений узкой бензиновой фракции н.к. 85°С на промотированных платиной катализаторах показали перспективность ее использования для процесса деструктивной безводородной изомеризации.

Внедрение установки безводородной деструктивной изомеризации с целью получения высокооктанового компонента бензина, обогащенного изопарафинами, позволит расширить сырьевую базу и увеличить выпуск высокооктановых марок автобензинов: АИ-98 (Супер-98), АИ-95 (Премиум-95), АИ-92 (Регуляр-92), А-76 (Нормаль-80).

Способ получения высокооктанового компонента бензина, включающий стадию изомеризации бензиновых фракций в реакторе изомеризации, охлаждение, сепарацию и разделение продуктов, отличающийся тем, что процесс превращения углеводородов бензиновой фракции в высокооктановый компонент бензина ведут в реакторе на платинированном цеолитсодержащем катализаторе на основе цеолита BETA или деалюминированного морденита, содержащего 0,5% платины, в отсутствие водородной среды.