Способ переработки природных битумов



Способ переработки природных битумов

 


Владельцы патента RU 2600448:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) (RU)

Изобретение относится к способу переработки природного битума в бензиновые и дизельные фракции путем каталитического крекинга в среде ацетилена в присутствии мезопористого алюмосиликата с диаметром пор 50 Ǻ, взятого в количестве 5-10 мас.%, модифицированного наноразмерным порошком никеля со средним размером частиц 20 нм, полученного методом газофазного синтеза, в количестве 0,5-2,0% к массе цеолита. Технический результат - увеличение выхода бензиновой (НК-200°С) до 23,9% и дизельной (200-360°С) фракций до 42,7% при уменьшении газо- и новообразования до 3,2 и 0,2 мас.%, соответственно. 1 табл., 9 пр.

 

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к переработке природных битумов, и может быть использовано для получения бензиновой и дизельной фракций.

Поскольку природные битумы отличаются повышенным содержанием асфальтенов, смол (до 50% мас.), гетероатомных серо-, азот- и кислородсодержащих соединений, а также металлокомплексов ванадила и никеля, то переработка природных битумов с применением обычных технологий невозможна без предварительного облагораживания и получения «синтетической нефти». При этом используются такие процессы, как термический и каталитический крекинг, гидрокрекинг. При термическом крекинге тяжелого сырья для получения дополнительного выхода легких фракций процесс проводится при высоких температурах, что сопровождается образованием высокого количества газа и кокса.

Гидрокрекинг природного битума на сегодняшний день является весьма затратным, поскольку требуется дорогостоящее оборудование и необходимо присутствие в реакционной зоне водорода или водородсодержащего газа и создание повышенного давления. Каталитический крекинг значительно дешевле и проще гидрокрекинга. Однако каталитическая переработка природного битума осложняется конденсацией высокомолекулярных компонентов с образованием кокса и, как следствие, быстрой дезактивацией катализатора.

Известен способ термического крекинга природного битума с металлосодержащими добавками. Показано каталитическое влияние металлов (V, Ni) на процесс термического крекинга, приводящее к увеличению выхода жидких продуктов. Процесс проводится в кварцевом реакторе при температуре 450°С в атмосфере водорода с добавками гудронов, полученных из природного битума Мордово-Кармальского месторождения и природного битума Горского месторождения (Старшов Игнат Михайлович, Термический крекинг битомоносных пород. 02.00.13 - Нефтехимия. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук). Недостатком данного способа является использование водорода при переработке битума и незначительный выход светлых фракций.

Известен способ получения легкокипящих продуктов из тяжелого углеводородного сырья, входящего в контакт с катализатором ряда ZSM и/или цеолитов ZRP при 450-600°С, при соотношении катализатор/исходное сырье в пределах от 1 до 30 (Пат. RU №2464298). Недостатком данного способа является высокая температура процесса и значительный выход побочных продуктов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ крекинга тяжелых нефтей в присутствии цеолита структурного типа Y в активной водородной форме (HY) с диаметром пор с добавкой нанопорошка никеля, взятого в количестве 2,0% мас. (Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. Красноярск, 2012 г., №2(5), с. 224-235). Недостатком данного способа является высокое содержание никеля в катализаторе и повышенное коксообразование.

Задачей изобретения является углубление процесса переработки тяжелого углеводородного сырья - природного битума при незначительном газо- и коксообразовании.

Техническим результатом изобретения является увеличение выхода бензиновой (НК-200°С) до 23,9% и дизельной (200-360°С) фракций до 42,7% при уменьшении газо- и коксообразования до 3,2 и 0,2% мас., соответственно.

Технический результат достигается проведением каталитического крекинга природного битума в автоклавах в среде ацетилена при температуре 450°С в течение 100 мин в присутствии мезопористого алюмосиликата с диаметром пор , взятого в количестве 5-10% мас., модифицированного наноразмерным порошком никеля со средним размером частиц 20 нм, полученного методом газофазного синтеза, в количестве 0,5-2,0% мас.

Относительно большой диаметр пор алюмосиликата способствует проникновению крупных молекул смол и асфальтенов природного битума в объем катализатора, что увеличивает их термодеструкцию и позволяет получить дополнительное количество легкокипящих продуктов без образования значительных количеств газа и кокса. Модификация катализатора никелем в количестве 0,5-2,0% мас. способствует диспропорционированию водорода в ходе реакции и образованию компонентов бензиновых и дизельных фракций из высокомолекулярных соединений сырья. Содержание никеля в катализаторе более 2% мас. приводит к увеличению активности катализатора в побочных реакциях - газо- и коксообразования. Использование ацетилена позволяет снизить выход газообразных и твердых продуктов, кроме того, ацетилен является источником водорода, который необходим для образования более коротких молекул углеводородов бензиновой и дизельной фракций.

Количественную оценку выхода фракций проводили методом термогравиметрии.

Примеры конкретного выполнения.

Эксперименты проводили в автоклавах объемом 12 см3. Каталитическую систему получали смешением порошков алюмосиликата и никеля в вибрационной мельнице КМ-1 в течение 4 ч, затем полученную смесь прокаливали в муфельной печи в атмосфере воздуха при температуре 500°С в течение 2 ч.

Пример 1. Исходный природный битум подвергают крекингу в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 100 минут. Показатели процесса приведены в таблице.

Пример 2. К исходному битуму добавляют 5,0% мас. мезопористого алюмосиликата с диаметром пор . Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 100 минут. Показатели процесса приведены в таблице.

Пример 3. К исходному битуму добавляют 5,0% мас. каталитической системы - мезопористого алюмосиликата с диаметром пор с добавкой 0,5 мас. % нанопорошка никеля со средним размером частиц 20 нм. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде ацетилена в течение 100 минут. Показатели процесса приведены в таблице.

Пример 4. К исходному битуму добавляют 5,0% мас. каталитической системы - мезопористого алюмосиликата с диаметром пор с добавкой 1,0% мас. нанопорошка никеля со средним размером частиц 20 нм. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 100 минут. Показатели процесса приведены в таблице.

Пример 5. К исходному битуму добавляют 5,0% мас. каталитической системы - мезопористого алюмосиликата с диаметром пор с добавкой 1,0 мас. % нанопорошка никеля со средним размером частиц 20 нм. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде ацетилена в течение 100 минут. Показатели процесса приведены в таблице.

Пример 6. К исходному битуму добавляют 0,05% мас. нанопорошка никеля со средним размером частиц 20 нм. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 100 минут. Показатели процесса приведены в таблице.

Пример 7. К исходному битуму добавляют 5,0% мас. каталитической системы - мезопористого алюмосиликата с диаметром пор с добавкой 2,0% мас. нанопорошка никеля со средним размером частиц 20 нм. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде ацетилена в течение 100 минут. Показатели процесса приведены в таблице.

Пример 8. К исходному битуму добавляют 10,0% мас. каталитической системы - мезопористого алюмосиликата с диаметром пор с добавкой 2,0% мас. нанопорошка никеля со средним размером частиц 20 нм. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде ацетилена в течение 100 минут. Показатели процесса приведены в таблице.

Пример 9. К исходному битуму добавляют 10,0% мас. каталитической системы - мезопористого алюмосиликата с диаметром пор с добавкой 5,0% мас. нанопорошка никеля со средним размером частиц 20 нм. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде ацетилена в течение 100 минут. Показатели процесса приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить выход бензиновых и дизельных фракций и уменьшить образование кокса по сравнению с прототипом при более низком содержании никеля в каталитической системе.

Способ переработки природного битума в бензиновые и дизельные фракции путем каталитического крекинга в присутствии алюмосиликата, содержащего наноразмерный порошок никеля, полученного методом газофазного синтеза, со средним размером частиц 20 нм, отличающийся тем, что процесс проводят в среде ацетилена, а в качестве алюмосиликата используют мезопористый алюмосиликат с диаметром пор 50 Ǻ, взятый в количестве 5-10 мас.%, модифицированный наноразмерным порошком никеля, в количестве 0,5-2,0 мас. %.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам обработки потоков для повышения их качества. Способ повышения качества потока пиролизного масла и углеводородного потока включает стадии: раздельного введения потока пиролизного масла и углеводородного потока в реакционную зону для формирования смеси потока пиролизного масла и углеводородного потока в реакционной зоне; каталитического крекинга смеси потока пиролизного масла и углеводородного потока в присутствии частиц катализатора крекинга в реакционной зоне и активное охлаждение и поддержание потока пиролизного масла при температуре ниже или равной 80°С по существу до введения в реакционную зону, в котором активное охлаждение и поддержание потока пиролизного масла включает внешнее охлаждение потока пиролизного масла внешней охлаждающей средой.

Настоящее изобретение относится к вариантам способа каталитической конверсии для получения дополнительного количества дизельного топлива и пропилена. Один из вариантов способа заключается в осуществлении контакта исходного нефтяного сырья с катализатором каталитического крекинга в реакторе каталитического крекинга, в котором температура реакции, среднечасовая скорость подачи сырья и весовое отношение катализатор/исходное нефтяное сырье достаточны для того, чтобы получить продукт реакции, содержащий от 12 до 60% по весу жидкого газойля каталитического крекинга в расчете на вес исходного нефтяного сырья; среднечасовая скорость подачи сырья равна от 25 до 100 ч-1; диапазон температур реакции составляет от 450 до 600°C; весовое отношение катализатор каталитического крекинга/исходное нефтяное сырье составляет 1-30; и жидкий газойль каталитического крекинга подается, по меньшей мере, в одно устройство из устройства гидрогенизации, устройства экстракции растворителем и устройства гидрокрекинга для дальнейшей переработки.

Настоящее изобретение относится к вариантам способа каталитической конверсии для увеличения цетанового барреля дизельного топлива. Один из вариантов способа включает контактирование нефтяного сырья с катализатором, обладающим сравнительно стабильной активностью и содержащим в основном широкопористые цеолиты, в реакторе каталитической конверсии, причем температура реакции, время контакта паров нефтепродуктов и массовое соотношение катализатор/нефтяное сырье достаточны для получения продукта реакции, содержащего дизельное топливо и примерно 12-60% газойля каталитического крекинга в кипящем слое от массы нефтяного сырья.

Изобретение относится к технологии переработки нефтешламов и вязкой нефти, которые образуются при длительном хранении в амбарах, озерах испарителях, на предприятиях нефтепродуктообеспечения.

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.

Настоящее изобретение относится к способу каталитического крекинга, включающему следующие стадии: тяжелое углеводородное сырье и необязательно распыляющий водяной пар приводят в контакт с катализатором, содержащими формоселективный цеолит со средним размером пор менее 0.7 нм, в первом лифт-реакторе и в результате реакции получают поток, содержащий первые углеводороды и первый закоксованный катализатор, причем указанные первые углеводороды и указанный первый закоксованный катализатор разделяют в сепараторе в конце первого лифт-реактора; легкое углеводородное сырье и необязательно распыляющий водяной пар подают во второй лифт-реактор с катализатором, содержащим формоселективный цеолит со средним размером пор менее 0.7 нм, и в результате реакции получают второй углеводородный продукт и второй закоксованный катализатор, которые подают в реактор с кипящим слоем, соединенный последовательно с указанным вторым лифт-реактором, где протекает реакция в присутствии катализатора, содержащего формоселективный цеолит со средним размером пор менее 0.7 нм; крекированное тяжелое углеводородное сырье, предпочтительно крекированное тяжелое углеводородное сырье, полученное в собственной системе разделения, вводят в указанный второй лифт-реактор и/или в указанный реактор с кипящим слоем, предпочтительно в указанный реактор с кипящим слоем, где протекает реакция; и на выходе из реактора с кипящим слоем получают поток, содержащий третий углеводородный продукт и третий закоксованный катализатор.

Изобретение относится к каталитической конверсии сырья, содержащего биовозобновляемое сырье. Способ флюидного каталитического крекинга (FCC) сырья, содержащего, по меньшей мере, один источник биовозобновляемого сырья, включает следующие стадии: контактирование сырья, содержащего, по меньшей мере, одну углеводородную фракцию и, по меньшей мере, один источник биовозобновляемого сырья, с катализатором каталитического крекинга в условиях крекинга FCC, где указанный катализатор содержит цеолит, обладающий активностью в каталитическом крекинге, матрицу и, по меньшей мере, 1% масс.

Изобретение относится к способу производства отдельного изомера ксилола из исходных сырьевых потоков, содержащих ароматические соединения С8, ароматические соединения С9 и более тяжелые ароматические соединения.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения наночастиц металлов для использования в термокаталитических процессах переработки углеводородного сырья.
Изобретение относится к области производства модифицированных катализаторов крекинга углеводородов, в частности нефтяных фракций, обладающих повышенной активностью и селективностью, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам для производства теплоизоляционного автоклавного газобетона и изделий на его основе, которые могут применяться для теплоизоляции промышленных установок и ограждающих конструкций зданий и сооружений.

Изобретение относится к способу получения композиционного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), обладающего теплопроводящими электроизоляционными свойствами, методом полимеризационного наполнения.

Настоящее изобретение относится к способу получения полимерных микросфер, содержащих квантовые точки. Описан способ получения полимерных микросфер, содержащих квантовые точки, включающий приготовление раствора квантовых точек в органическом растворителе, содержащем катионактивное ПАВ, представляющее собой алкилдиметилэтилбензиламмоний хлорид в количестве 1-2 мас.%, с концентрацией квантовых точек в растворе 0,1-1,0 г/л, с последующим добавлением к раствору квантовых точек полимерных микросфер полистирола или полиметилметакрилата, при соотношении полимер:раствор квантовых точек, равном 1:1, полученную смесь подвергают ультразвуковой обработке, затем выдерживают в течение 2-6 часов при комнатной температуре и диспергируют в С2-С4-алифатическом спирте с катионактивным ПАВ, представляющим собой алкилдиметилэтилбензиламмоний хлорид, взятый в количестве 1-2 мас.%, выдерживают в течение 5-15 минут, затем центрифугируют для выделения образовавшегося осадка, состоящего из полимерных микросфер, содержащих квантовые точки.

Группа изобретений относится к применению модифицированных наночастиц оксида кремния в древесно-стружечных плитах, к древесно-стружечной плите и к способу ее изготовления.

Использование: для изготовления устройства с субмикронным джозефсоновским π-контактом. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления устройства с субмикронным джозефсоновским π-контактом заключается в том, что в качестве слабой связи джозефсоновского перехода используют единичный нанопровод, сформированный из последовательно чередующихся магнитных и немагнитных участков таким образом, что магнитный участок имеет субмикронные размеры во всех направлениях X, Y, Z, где Z - направлен вдоль нанопровода, а немагнитные участки выполнены из сверхпроводящего материала или из нормального металла с большими длинами когерентности ξN, который помещают горизонтально на подложку и подводят к немагнитным участкам сверхпроводящие контакты.

Изобретение относится в области нанотехнологии, медицины, фармакологии и фармацевтике. Технической задачей изобретения является упрощение и ускорение процесса получения нанокапсул и увеличение выхода по массе.

Изобретение относится к области нанотехнологии, в частности к способу получения нанокапсул зеленого чая, характеризующемуся тем, что в качестве оболочки используется высоко- или низкоэтерифицированный яблочный или цитрусовый пектин, а в качестве ядра используется экстракт зеленого чая, при осуществлении способа экстракт зеленого чая добавляют в суспензию пектина в этаноле в присутствии 0,01 г поверхностно-активного вещества E472c, при этом массовое соотношение ядро:оболочка при пересчете на сухое вещество составляет 1:3, затем при перемешивании 1300 об/мин приливают этилацетат, полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре Способ обеспечивает упрощение и ускорение процесса получения нанокапсул, уменьшение потерь при получении нанокапсул.

Изобретение относится к области нанотехнологии, в частности к способу получения нанокапсул, обладающих кардиотоническим действием, и описывает способ, характеризующийся тем, что в качестве оболочки используется каррагинан, а в качестве ядра используется настойка боярышника, при осуществлении способа настойку боярышника добавляют в суспензию каррагинана в бензоле в присутствии поверхностно-активного вещества E472c при перемешивании 1300 об/мин, при этом массовое соотношение ядро:оболочка при пересчете на сухое вещество составляет 1:1, или 1:3, или 3:1, полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.

Изобретение относится к области нанотехнологии и медицины. Описан способ получения нанокапсул аминогликозидного антибиотика в оболочке из альгината натрия.
Изобретение относится к технологии устройств нано- и микроэлектроники, нанофотоники. Сущность изобретения заключается в получении многослойной фотоактивной гетероструктуры на основе монолитно-стыкованных последовательно осажденных гидрогенизированных слоев микрокристаллического кремния µc-Si:H(i) и двуокиси кремния µc-SiO2(n), µc-SiO2(p) плазмохимическим осаждением с горячей нитью при температуре процесса, не превышающей 180°C, на подложки из боросиликатного стекла, на которые методом ВЧ-магнетронного осаждения наносится связующий слой толщиной не более 100 нм из прозрачного проводящего оксида, например ZnO, для улучшения адгезии и уменьшения плотности дефектов в микрокристаллической n-i-p гетероструктуре.

Изобретение относится к сублимационному выращиванию эпитаксиальных массивов самоорганизованных монокристаллических наноостровков кремния на сапфировых подложках и может быть использовано в качестве нанотехнологического процесса, характеризующегося повышенной стабильностью формирования однородных по размерам наноостровков кремния с пониженной степью дефектности их структуры. Изобретение обеспечивает стабильное снижение дефектности сублимационно формируемых однородных по размерам наноостровков кремния на сапфировой подложке. В способе формирования эпитаксиального массива монокристаллических наноостровков кремния на сапфировой подложке в вакууме, включающем отжиг сапфировой подложки в вакуумной камере, последующий нагрев источника кремния пропусканием электрического тока через него и выращивание на нагретой сапфировой подложке массива монокристаллических наноостровков кремния путем самоорганизованного образования наноостровков на поверхности сапфировой подложки из осаждаемого атомарного кремния, отжиг сапфировой подложки ведут при 1200°С, а испаряемый атомарный поток кремния осаждают на сапфировой подложке, нагретой до температуры T, выбираемой из интервала ее величин 550-700°С, со скоростью роста атомарных слоев кремния V, выбираемой в зависимости от расстояния между испаряемой поверхностью источника кремния и поверхностью роста сапфировой подложки и температурой нагрева сапфировой подложки. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Наверх