Способ термоокислительного крекинга тяжелых нефтяных остатков



Способ термоокислительного крекинга тяжелых нефтяных остатков
Способ термоокислительного крекинга тяжелых нефтяных остатков

 


Владельцы патента RU 2458967:

Демьянов Сергей Витальевич (RU)
Гольдберг Юрий Максимович (RU)
Швец Валерий Федорович (RU)

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к переработке тяжелых нефтяных остатков (ТНО) для получения светлых нефтепродуктов. Изобретение касается способа термоокислительного крекинга тяжелых нефтяных остатков, включающего в себя нагрев потоков исходного сырья и кислородсодержащего газа и подачу их в реактор крекинга. При этом перед подачей их в реактор нагретые потоки смешивают, а полученную газожидкостную смесь направляют в реактор в виде одного или нескольких потоков. Технический результат - снижение выхода газообразных продуктов. 2 ил., 5 пр.

 

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к переработке тяжелых нефтяных остатков (ТНО) для получения светлых нефтепродуктов.

Известен способ переработки ТНО, включающий их обработку озонсодержащей смесью с последующим термическим крекингом полученного продукта при давлении 0,5-3,0 МПа и объемной скорости 1-2 ч-1. Термокрекинг ведут при температуре 400-430°C (RU 2184761).

Основным недостатком данного способа является образование значительного количества кокса 0.2-0.25% от количества поданного сырья, что создает определенные проблемы при реализации процесса в непрерывном режиме. Дополнительным недостатком данного способа является использование оборудования для получения озонсодержащей смеси и аппаратов для такой обработки.

Известна установка для термического крекинга ТНО, в котором ТНО нагревают в блоке предварительного нагрева до 100-200°C, смешивают в инжекторе с воздухом при температуре 50-250°C, давлении 0,5-1 МПа при скорости подачи воздуха 0,1-10 ч-1, разделяют в сепараторе на два потока: газообразный (отработанный воздух) и жидкий (активированные ТНО). Жидкий поток нагревают до 380-410°C в трубчатой печи и направляют в выносной реактор термического крекинга ТНО, где происходит реакция термического крекинга ТНО. Жидкие и парообразные продукты реакции разделяют на фракции в блоке разделения с выделением соответственно углеводородного газа, жидких фракций и тяжелого остатка крекинга. В зависимости от типа ТНО получают углеводородный газ и светлые фракции: бензиновую (НК - 180°C), дизельную (180-350°C) и вакуумный газойль (350-450°C), а также мазут 450°C (в случае использования в качестве исходного сырья прямогонного мазута), битум (в случае использования в качестве исходного сырья гудрона). Выход продуктов крекинга в патенте не приводят (RU 2232789).

Основным недостатком данной установки является ее сложность.

Известен способ переработки ТНО, включающий контакт всего предварительно нагретого исходного сырья воздухом непосредственно в реакторе термического крекинга при 400-420°C, при подаче сырья в верхнюю часть реактора, а воздуха в нижнюю часть, с последующим разделением полученных продуктов на углеводородный газ, жидкие фракции и тяжелый остаток (RU 2289607, фиг.2). При переработке нефтяного гудрона при 420°C и расходе воздуха 2,5 л/кг сырья выход светлых фракций составил 30%, газообразных 5%, мазут M100 - остальное.

Недостатком способа является относительно низкий выход светлых фракций.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ переработки ТНО путем окислительного крекинга, включающий подачу потоков предварительно нагретого исходного сырья до 430-450°C в верхнюю часть реактора и воздуха до 500-530°C в нижнюю часть реактора, отвод из нижней части реактора тяжелого остатка и подачу его в закалочный аппарат или отпарную колонну и из верхней части - легких продуктов крекинга и подачу их блок разделения (RU 2335525).

При переработке прямогонного мазута при 440°C и давлении 8,5-9 атм при времени контакта 10 мин выход светлых фракций (включая газ) составил 63%, остальное - мазут марки M100.

При переработке нефтяного гудрона с добавкой 5% нефтешламов при 450°C и температуре воздуха 530°C, его расходе 2,8 кг/100 кг сырья, давлении в реакторе 1,2 атм и времени контакта крекинга 9 мин, выход светлых фракций составил 36%, газообразных продуктов 5%, мазут M100 - остальное.

Основным недостатком способа является сложная система выделения получаемых продуктов, включающая закалочный аппарат или отпарную колонну, а также достаточно высокий выход газообразных продуктов (не менее 5%), трудно поддающихся утилизации.

Технической задачей изобретения является упрощение процесса, а также снижение выхода газообразных продуктов.

Данная задача решается способом переработки тяжелых нефтяных остатков, включающим нагрев потоков исходного жидкого сырья и кислородсодержащего газа, крекинг нефтяных остатков при повышенном давлении и температуре в реакторе, разделение полученных продуктов на фракции, в котором нагретые потоки сырья и кислородсодержащего газа перед подачей их в колонный аппарат смешивают, а полученную газожидкостную смесь направляют в реактор в виде одного или нескольких потоков.

Для иллюстрации способа в качестве реакторов были использованы полые вертикальные аппараты колонного типа объемом 1 л. Однако не противопоказано использование других типов реакторов. Принцип работы колонных реакторов, используемых для иллюстрации способа, может быть также различен.

Так, наличие в реакционной массе неконденсируемой газовой фазы (главным образом, азота) позволяет совместить процесс крекинга с процессом удаления образующихся светлых продуктов крекинга в виде паров с потоком газа из верхней части реактора и отводом тяжелого остатка крекинга из нижней части колонного реактора (фиг.2).

Не противопоказано также осуществление процесса по схеме, когда жидкие и газообразные продукты отводят из верхней части колонного реактора, а сам процесс разделения осуществляют в выносном сепараторе газ-жидкость (фиг.1).

В зависимости от способа отвода продуктов из колонного реактора место ввода газожидкостных потоков в реактор может быть также различно. Однако с целью снижения уноса непревращенных исходных веществ (кислорода и тяжелых продуктов) из реакционной зоны, в случае отвода тяжелого остатка крекинга из нижней части колонного реактора и светлых продуктов из верхней части, точки ввода потока газожидкостной смеси в реактор должны быть расположены ближе к середине колонны (фиг.2). В случае отвода продуктов из верхней части реактора точки ввода предпочтительно располагать в нижней части реактора (фиг.1).

Следующие примеры иллюстрируют способ.

Пример 1

Сырье, гудрон Московского НПЗ (поток I), с расходом 2.1 кг/час и воздух (поток II) с расходом 160 л/час нагревают в печах 1 и 2 до температуры 440°С и 450°С соответственно и смешивают в смесителе 3. Полученную газожидкостную смесь разделяют на два потока, один из которых направляют в самый низ реактора термоокислительного крекинга 4, а второй в его середину (фиг.1). За счет одновременного протекания реакций частичного окисления и деструкции сырья температура в реакторе в процессе проведения данного эксперимента составила 440±5°С. Давление в реакторе 0.1 МПа. Полученные газообразные и жидкие продукты термоокислительного крекинга отводят из верхней части реактора 4 и направляют в сепаратор 5, из которого со скоростью 1.38 кг/час отбирают жидкие тяжелые продукты (поток III) и пары светлых фракций углеводородов (поток IV). Поток IV направляют в ректификационную колонну 6, из которой отбирают бензиновую фракцию (НК - 180°С) со скоростью 0.09 кг/час (поток V) и дизельную фракцию (180-350°С) со скоростью 0.51 кг/час (поток VI), кубовый остаток (поток VII) со скоростью 0.03 кг/час, а также газообразные продукты - остальное (поток VIII). Поток VII объединяют с потоком III. Полученная смесь отвечает требованиям, предъявляемым к дорожному битуму марки БН 60/90.

Выход светлых фракций 28.6%. Выход газообразных продуктов 4%.

Пример 2

Сырье, гудрон Московского НПЗ, с расходом 2,7 кг/час и воздух с расходом 180 л/час нагревают в печах 1 и 2 до температуры 460°C и 455°C соответственно и смешивают в смесителе 3. Полученную газожидкостную смесь разделяют на три потока, которые подают в центральную часть реактора 4 термоокислительного крекинга (Фиг.2). Температура в реакторе 455±5°C. Давление в реакторе 0.3 МПа. Из нижней части реактора со скоростью 1.51 кг/час отводят тяжелые продукты (поток III). Газообразные продукты реакции из верхней части реактора (поток IV) направляют в ректификационную колонну 5, из которой отбирают бензиновую фракцию (НК - 180°C) со скоростью 0.14 кг/час (поток V) и дизельную фракцию (180-350°C) со скоростью 0.85 кг/час (поток VI), кубовый остаток (поток VII) со скоростью 0.03 кг/час, а также газообразные продукты - остальное (поток VIII). Поток III объединяют с потоком VII. Полученная смесь отвечает требованиям, предъявляемым к дорожному битуму марки БН 60/90.

Выход светлых фракций 36.7%. Выход газообразных продуктов 4.8%.

Пример 3

Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но используя в качестве сырья тяжелый нефтяной остаток вакуумной перегонки сборных нефтей Казахстана с расходом 4,2 кг/час (поток I) и кислородсодержащий газ состава, об.%: кислород 48; азот и инерты - остальное, с расходом 78 л/час (поток II). Данные потоки нагревают в печах 1 и 2 до температуры 460°C и 440°C соответственно и смешивают в смесителе 3. Полученную газожидкостную смесь в полном объеме одним потоком направляют в низ реактора термоокислительного крекинга 4 (Фиг.1). Температура в реакторе 450±5°C. Давление в реакторе 0.2 МПа. В результате было получено: 1,40 кг/час светлых углеводородов, в т.ч. 0.3 кг/час (поток V) бензиновой фракции и 1.1 кг/час (поток VI) дизельной фракции. Тяжелый остаток (сумма потоков III и VII), в количестве 2,65 кг/час, по своим характеристикам соответствует нефтяным фракциям, используемых в производстве компаудирования мазутов, например, марки М-100. Выход светлых фракций 34.8%. Выход газообразных продуктов 3.6%.

Пример 4

Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но используя в качестве сырья Канадский битум провинции «Alberta» с расходом 2.1 кг/час (поток I) и кислородсодержащий газ состава, об.%: кислород 39; азот и инерты - остальное, с расходом 109 л/час (поток II). Данные потоки нагревают в печах 1 и 2 до температуры 440°C и 460°C соответственно и смешивают в смесителе 3. Полученную газожидкостную смесь разделяют на два потока. Первый поток направляют в низ реактора, второй в центральную часть реактора (Фиг.1). Температура в реакторе 445±5°C. Давление в реакторе 0.1 МПа. В результате было получено 0,68 кг/час светлых фракций и 1.33 кг/час тяжелого остатка крекинга, который по своим характеристикам соответствует нефтяным тяжелым остаткам, используемым в процессах производства компаундированных нефтяных битумов. Выход светлых фракций 32.3%. Выход газообразных продуктов 4.2%.

Пример 5

Процесс осуществляют аналогично примеру 4, но поток битума до смесителя нагревают до 430°C, а воздуха до 460°C. Полученную газожидкостную смесь разделяют на четыре потока. Первый поток направляют в низ реактора, три других потока распределяют равномерно по колонне от ее середины до низа. Температура в реакторе 440±5°C. Давление в реакторе 0.1 МПа. Выход светлых фракций 34.3%. Выход газообразных продуктов 3.8%.

Проведение процесса данным способом позволяет существенно упростить технологию крекинга, а также снизить выход газообразных продуктов с 5.0 до 3.6-4.6% при достаточно высоком выходе светлых фракций (28-37%).

Способ термоокислительного крекинга тяжелых нефтяных остатков при повышенной температуре и давлении, включающий предварительный нагрев потоков исходного сырья и кислородсодержащего газа и подачу их в реактор крекинга, отличающийся тем, что перед подачей их в реактор нагретые потоки смешивают, а полученную газожидкостную смесь направляют в реактор в виде одного или нескольких потоков.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу термического крекинга с тяжелым минеральным маслом при нагнетании перегретого водяного пара в реакционную камеру для термического крекинга с образованием масляных фракций и пека, в котором перегретый водяной пар нагнетается в реакционную камеру из ее донной секции таким образом, что перегретый водяной пар создает циркуляционный поток вокруг центральной оси корпуса реакционной камеры.
Изобретение относится к дегидрированию и пиролизу углеводородов в присутствии водяного пара. .

Изобретение относится к процессам пиролиза углеводородов в присутствии водяного пара под действием электромагнитного излучения сверхвысокочастотного диапазона, при этом водяной пар перед подачей на смешение в проточном режиме предварительно обрабатывают электромагнитным излучением сверхвысокочастотного диапазона мощностью 1000-1600 Вт.
Изобретение относится к дегидрированию и пиролизу углеводородов в присутствии водяного пара. .

Изобретение относится к процессу пиролиза углеводородного сырья с рециркуляцией отработанного конденсата и может быть использовано при получении пара разбавления из отработанного водного конденсата.
Изобретение относится к способу получения ацетилена и синтез-газа. .

Изобретение относится к способам конверсии углеводородов. .

Изобретение относится к области переработки высокомолекулярного углеродсодержащего сырья, в том числе тяжелых нефтесодержащих фракций (мазута, отработанных моторных или смазочных масел, нефтешламов и т.п.), смол углепереработки, переработки горючих сланцев, древесины и т.п

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа термической конверсии тяжелого углеводородного сырья, проводимого в непрерывном режиме, в качестве фракции крекинга используют пары термолиза, а тяжелое углеводородное сырье предварительно нагревают продуктами процесса, смесь тяжелого углеводородного сырья с парами термолиза фракционируют с получением газа и светлых продуктов, выводимых с установки, вакуумного остатка и тяжелой газойлевой фракции, которую смешивают с остатком первой стадии термолиза, нагревают в крекинг-печи до температуры не выше 480°C и сепарируют с получением паров сепарации и остатка сепарации, последний далее подвергают термолизу в три стадии. На первой стадии термолиз проводят при давлении 0,8-1,2 МПа и температуре 440-450°C с получением паров и остатка первой стадии термолиза, часть которого смешивают с тяжелой газойлевой фракцией, а балансовую часть остатка первой стадии термолиза смешивают с парами сепарации и подают на вторую стадию термолиза, проводимую при давлении 0,4-0,6 МПа и температуре 430-440°C, с получением паров и остатка второй стадии термолиза, полученный остаток смешивают с вакуумным остатком, перегретым водяным паром, и подают на третью стадию термолиза, проводимую при давлении 0,4-0,6 МПа и температуре 420-450°C с получением пека, выводимого с установки, и паров термолиза, при этом сумму паров термолиза направляют на смешение с тяжелым углеводородным сырьем. Технический результат - получение светлых продуктов с высоким выходом. 1 ил.

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к переработке тяжелых нефтяных остатков (ТНО) для получения светлых нефтепродуктов. Изобретение касается способа, включающего предварительный нагрев потоков тяжелых нефтяных остатков и кислородсодержащего газа до температуры 430-460°С, смешение их и подачу полученной парожидкостной смеси в реактор крекинга в виде одного или нескольких потоков, по крайней мере, через один или несколько тангенциально расположенных патрубков. Технический результат - упрощение процесса и снижения выхода газообразных продуктов. 3 ил., 7 пр.

Изобретение относится к области переработки тяжелого нефтяного сырья. Изобретение касается способа переработки тяжелого углеводородного сырья, в котором нагревают перерабатываемое сырье и параллельно готовят перегретый водяной пар, нагретое перерабатываемое сырье и перегретый водяной пар подают в первую реакционную камеру реактора, имеющего две последовательно расположенные и сообщающиеся между собой реакционные камеры, при этом объем первой реакционной камеры меньше объема второй реакционной камеры, и диаметр и объем второй реакционной камеры обеспечивают снижение давления и температуры реакционной смеси, температуру перерабатываемого сырья устанавливают меньше температуры в первой реакционной камере, а температуру водяного пара устанавливают выше температуры в первой реакционной камере, температура и давление перерабатываемого сырья, температура и давление перегретого водяного пара устанавливаются на значения, достаточные для осуществления термического крекинга, по меньшей мере, части углеводородного сырья в первой реакционной камере, при этом обеспечивают среднее время пребывания реакционной смеси в первой реакционной камере менее 0,1 секунды и среднее время пребывания реакционной смеси во второй реакционной камере не менее 10 секунд, выводят продукты реакции из второй реакционной камеры реактора. Изобретение также касается реактора термического крекинга углеводородного сырья, установки переработки тяжелого углеводородного сырья и других способов переработки углеводородного сырья. Технический результат - высокая степень конверсии сырья при минимальном газообразовании и потерях. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 табл., 2 ил.

Изобретение относится к способу термической конверсии тяжелого углеводородного сырья и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа подготовки тяжелого углеводородного сырья к термической конверсии, включающего предварительный нагрев и смешение тяжелого углеводородного сырья с циркулирующей частью (рециркулятом) продукта дегидроциклодимеризации газа термической конверсии, предварительно очищенного от сероводорода, возможно, смешанного с углеводородными газами, содержащими, предпочтительно, углеводороды С3-С4. Рециркулят получают путем охлаждения продукта дегидроциклодимеризации, его сепарации с получением газа и жидкого продукта, разделения газа сепарации на балансовую часть и циркулирующую часть, которую смешивают с жидким продуктом сепарации. Балансовую часть газа сепарации используют в качестве топлива для собственных нужд. Технический результат - увеличение выхода светлых продуктов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройству для получения непредельных углеводородов из углеводородного сырья. Устройство состоит из генератора горячих газов, патрубков подачи окислителя и горючего, узла зажигания, реакционной камеры, снабженной узлом подачи углеводородного сырья, закалочной камеры, снабженной патрубками подачи закалочного компонента. При этом устройство характеризуется тем, что устройство дополнительно снабжено испарителем-нагревателем сырья, установленным по греющему телу на выходе закалочной камеры, снабженного патрубком подачи жидкого сырья и соединенным газоводом с узлом подачи сырья в реакционную камеру, узел подачи сырья выполнен в виде смесителя из блока двухкомпонентных газ-газовых форсунок, реакционная и закалочная камеры снабжены кольцами - активаторами перемешивания потока, а на входе в закалочную камеру установлен смеситель реакционной смеси с закалочным компонентом, выполненным в виде блока двухкомпонентных газожидкостных форсунок. Предлагаемое устройство позволяет получить по сравнению с используемыми в настоящее время более высокий удельный выход непредельных углеводородов, преимущественно этилена, сократить удельные расходы горючего и окислителя, снизить стоимость получаемых продуктов. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способу получения легких олефинов. При этом способ включает: (a) пропускание оксигенатного сырья в реактор превращения оксигенатов в олефины, чтобы оксигенатное сырье контактировало с молекулярно-ситовым катализатором и превращалось в легкие олефины, которые выгружаются из реактора превращения оксигенатов в олефины в виде исходящего потока; (b) разделение исходящего потока на первый поток легких олефинов, отделенный от первого потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (c) селективное гидрирование и последующий крекинг первого потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды, во втором реакторе крекинга олефинов, используя катализатор крекинга олефинов, с образованием первого исходящего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины; (d) отдельный крекинг углеводородного потока с образованием второго исходящего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины, и отдельного потока пиролизного газа, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (e) совместное фракционирование первого и второго исходящих потоков газов крекинга, чтобы получить второй поток, содержащий легкие олефины, отделенный от второго потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (f) совместное кондиционирование первого потока и второго потока, содержащего легкие олефины, с целью удаления кислых газов и получения кондиционированного потока; и (g) разделение кондиционированного потока на поток этиленового продукта, поток пропиленового продукта и поток, содержащий углеводороды С4. Настоящий способ является усовершенствованием способа получения легких олефинов, достигаемым путем разумного объединения установки превращения оксигенатов в олефины (МВОЛ) с установкой пиролиза углеводородов. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу преобразования углерода в оксид углерода. Данный способ включает приведение углерода в контакт с паром в присутствии материала со структурой типа карнегиита, имеющего формулу (Na2O)xNa2[Al2Si2O8], где 0<х≤1. Предлагаемый способ позволяет эффективно снизить количество коксовых отложений. Изобретение также относится к способу крекинга углеводородов, а также устройству для крекинга углеводородов. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 4 пр.

Изобретение относится к способу переработки тяжелых нефтяных остатков при повышенной температуре и давлении, включающему контакт предварительно нагретого исходного сырья с кислородсодержащим газом в реакторе крекинга, отвод парообразных продуктов из верхней части реактора крекинга и тяжелого остатка крекинга из нижней части реактора и последующее выделение светлых фракций углеводородов ректификацией. Способ характеризуется тем, что часть парообразных продуктов, отводимых из верхней части реактора, конденсируют и возвращают в реактор. Использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить выход светлых фракций. 1 ил., 6 пр.
Наверх