Способ переработки тяжелых нефтяных остатков

Настоящее изобретение относится к способу переработки тяжелых нефтяных остатков, включающему каталитический крекинг сырья при температуре выше 370°С с ипользованием железосодержащего катализатора. При этом в качестве железосодержащего катализатора используют измельченные железомарганцевые конкреции, содержащие (4,5-15,0)% мас. железа, (8,0-28,0)% мас. марганца и (7,0-9,0)% мас. кремния, с размером частиц 1-100 мкм, взятые в количестве 0,001-1,0% мас. Предлагаемый способ позволяет регулировать конверсию и менять соотношение получаемых светлых продуктов крекинга, а также получить кубовой остаток низкой зольности, который может быть использован в качестве топочного мазута без дальнейшей переработки. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 7 пр.

 

Заявляемое изобретение относится к процессу термокаталитического крекинга тяжелых нефтяных остатков, таких как гудрон, мазут, легкий и тяжелый газойль, с выделением дистиллятных фракций.

В настоящее время в условиях мировой тенденции к увеличению потребления нефтепродуктов и снижению объемов разведанных запасов легкой нефти дальнейшее развитие нефтеперерабатывающей промышленности направлено на повышение глубины переработки нефти и нефтяных остатков. Переработка «тяжелой» нефти, содержащей значительное количество тяжелых фракций и остатков, с целью получения топлива по классической схеме, низкорентабельна, а в ряде случаев невозможна. Разработки последних лет относятся к созданию инновационных технологий, способных удешевить переработку тяжелых углеводородов и сделать ее более экологичной. В настоящее время описано много способов глубокой переработки тяжелых нефтяных фракций, тяжелых нефтей и нефтяных остатков [Анчита Ж., Спейт Дж. Переработка тяжелых нефтей и нефтяных остатков. Гидрогенизационные процессы: пер. с англ. СПб.: ЦОП «Профессия», 2012. - 384 с.].

Так, известен процесс гидрокрекинга тяжелых нефтепродуктов в суспензионной фазе катализатора - природной смеси гидроксидов трехвалентного железа (лимонита) [Г. Окуй, М. Ясумуро, М. Тамура, Т. Шигехиа, С. Юи. // Нефтегазовые технологии. - 2006. - №5. - С. 75-80]. Получаемая в этом процессе бензиновая фракция применяется в качестве сырья каталитического риформинга, а тяжелый газойль - в качестве сырья каталитического крекинга в псевдоожижженном слое.

Недостатком способа является тот факт, что продукты крекинга нуждаются в переработке, а для повышения качества полученных полупродуктов и получения дополнительного количества моторных топлив необходимо использование большого количества водорода или водородсодержащего газа как на основной ступени - в гидрокрекинге, так и в двухступенчатой гидроочистке.

Также известен способ крекинга тяжелых фракций нефти (вакуумного газойля, мазута, гудрона, нефти) при 370°С в присутствии 5-55% мас. катализатора сложного состава, включающего высококремнеземный цеолит, модифицированный поливалентными элементами, такими как Ni, Al, Се, Fe, Cr, и редкоземельные элементы, а также гидрирующие компоненты, выбранные из группы, включающей Ni, Co, Mo и W, наполнители и связующие, применяемого в виде гранулята размером 800-1000 мкм [RU 2183503, МПК B01J 29/24, 2002]. Получение катализатора, описанное в RU 2183503, многостадийно и энергоемко. Указанный способ позволяет значительно увеличить выход фракций, кипящих до 200° и 300°С при крекинге нефти и (в присутствии водорода) гудрона.

Недостатком способ является не только продолжительная и энергоемкая стадия приготовления катализатора, но и тот факт, что катализатор содержит дорогостоящие металлы (Mo, Co, W, редкоземельные металлы), что значительно удорожает процесс в целом, а высокая концентрация катализатора затрудняет или делает невозможной утилизацию крекинг-остатка, насыщенного твердыми включениями.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ переработки тяжелой нефти путем внесения в нее 3-20% мас. катализатора с последующим термокрекингом при температуре 400-500°С, в котором в качестве катализатора используют магнитные фракции микросфер зол теплоэлектроцентралей, содержащие 40,0-95,0% мас. оксида железа (III) с диаметром микросфер 0,01-0,60 мм, прокаленные при 600-800°С [RU 2375410, МПК C10G 11/04, 2009].

Недостатком способа является использование большого количества катализатора (от 3 до 20%). Это может создавать проблемы при отделении катализатора от нефтепродуктов и ухудшать их качество за счет повышения зольности кубового остатка. Высокий выход бензиновой фракции (65 мас. % при общем выходе дистиллятных фракций до 83 мас. % при крекинге нефти) при отсутствии в реакционной смеси водорода свидетельствует о ненасыщенном характере получающихся фракций. Наличие большого количества олефинов, диенов и других ненасыщенных соединений в бензиновой фракции не позволяет использовать ее непосредственно для каталитического риформинга. Кроме того, кубовый остаток (гудрон), содержащий 3-20% мас. катализатора, не может быть использован без дополнительной операции очистки.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в преобразования низкосортного исходного сырья в дистиллятное моторное топливо и топочный мазут.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки тяжелых нефтяных остатков, включающем каталитический крекинг сырья при температуре выше 370°C с использованием железосодержащего катализатора, в качестве железосодержащего катализатора используют измельченные железомарганцевые конкреции, содержащие (4,5-15,0)% мас. железа, (8,0-28,0)% мас. марганца и (7,0-9,0)% мас. кремния, с размером частиц 1-100 мкм, взятые в количестве 0,001-1,0% мас.

Катализатор вводят в сырье в виде суспензии в жидком углеводороде, выбранном из группы, включающей керосиновую, дизельную или легкую масляную фракцию перегонки нефти.

Процесс проводят следующим образом.

Железомарганцевые конкреции измельчают размолом на механической мельнице, рассеивают и промывают водой или 1-10%-ным раствором соляной кислоты, а затем водой и сушат при 75-115°С. Из отобранных для использования в качестве катализатора фракций с заданной дисперсностью в пределах 1-100 мкм готовят суспензию в керосиновой, дизельной или легкой масляной фракции перегонки нефти.

В качестве сырья в заявляемом способе может использоваться гудрон, мазут, легкий или тяжелый вакуумный газойль.

Крекинг осуществляется при температуре выше 370°С, а именно при температуре 400-500°С. Время контакта сырья и катализатора обычно составляет от 10 до 60 мин.

Процесс проводят либо в среде инертного газа (азота) или дымовых газов (СО2), или в среде водорода, или в среде водородсодержащего газа с примесью углеводородов: метана, этана и пропана, под давлением 0,5-6,0 МПа.

В эксперименте процесс проводили в автоклаве периодического действия. В качестве сырья использовали тяжелый вакуумный газойль (ТВГ). Характеристика сырья приведена в табл. 1.

Продукты крекинга были исследованы в соответствии с ГОСТ 2177-99. Нефтепродукты. Методы определения фракционного состава, ГОСТ 2072-82. Нефтепродкты светлые. Метод определения йодных чисел и содержания непредельных углеводородов, а также в соответствии с ГОСТ 10585-99. Топливо нефтяное. Мазут. Технические условия. Результаты проведения процесса при разных условиях и свойства полученных продуктов приведены в таблице 2.

Далее способ иллюстрируется примерами, но не ограничен ими.

Пример 1.

В сырье вводят 0,001% мас. измельченных железомарганцевых конкреций, содержащих % мас.: Mn 28,0; Fe 4,5; Si 8,0 с размером частиц 1-50 мкм, в виде суспензии в керосиновой фракции. Измельченный катализатор был подвергнут промывке водой и термической обработке (сушке) при температуре 75°С.

Процесс каталитического крекинга проводят при температуре 400°С, в среде инертного газа (азота), при давлении 0,5 МПа, время контакта сырья и катализатора составляет 10 минут.

Условия проведения опыта и свойства полученных продуктов приведены в таблице 2.

Пример 2.

В сырье вводят 0,05% мас. измельченных железомарганцевых конкреций, содержащих % мас.: Mn 16,0; Fe 10,0; Si 7,0, с размером частиц 50-100 мкм, в виде суспензии в дизельной фракции. Измельченный катализатор был промыт водой и высушен при температуре 90°С.

Процесс крекинга проводят при температуре 450°С в среде CO2, при давлении 1,5 МПа, время контакта сырья и катализатора составляет 30 мин.

Условия проведения опыта и свойства полученных продуктов приведены в таблице 2.

Пример 3.

В сырье вводят 1% мас. измельченных железомарганцевых конкреций, содержащих % мас.: Mn 8,0; Fe 15,0; Si 9,0 с размером частиц 30-80 мкм, в виде суспензии в легкой масляной фракции. Измельченный катализатор был промыт водой и высушен при температуре 115°С.

Крекинг проводят при температуре 500°С в среде водорода, при давлении 6,0 МПа, время контакта сырья и катализатора составляет 60 мин.

Условия проведения опыта и свойства полученных продуктов приведены в таблице 2.

Пример 4.

В сырье вводят 0,5% мас. измельченных железомарганцевых конкреций, содержащих % мас.: Mn 16,0; Fe 15,0; Si 9,0, с размером частиц 30-80 мкм, в виде суспензии в легкой масляной фракции. Измельченный катализатор был промыт 10%-ным раствором соляной кислоты, затем водой до нейтральной реакции промывной воды и высушен при температуре 75°С.

Крекинг проводят при температуре 500°С в среде азота, при давлении 3,0 МПа, время контакта сырья и катализатора составляет 60 мин.

Условия проведения опыта и свойства полученных продуктов приведены в таблице 2.

Пример 5.

В сырье вводят 0,05% мас. измельченных железомарганцевых конкреций, содержащих % мас.: Mn 16,0; Fe 15,0; Si 9,0 с размером частиц 30-80 мкм, в виде суспензии в легкой масляной фракции. Измельченный катализатор был промыт 8%-ным раствором соляной кислоты, затем водой до нейтральной реакции промывной воды и высушен при температуре 100°С.

Процесс проводят при температуре 500°С в среде азота, при давлении 3,0 МПа, время контакта сырья и катализатора составляет 60 мин.

Условия проведения опыта и свойства полученных продуктов приведены в таблице 2.

Пример 6.

В сырье вводят 0,05% мас. измельченных железомарганцевых конкреций, содержащих % мас.: Mn 16,0; Fe 15,0; Si 9,0, с размером частиц 30-80 мкм, в виде суспензии в легкой масляной фракции. Измельченный катализатор был промыт 1%-ным раствором соляной кислоты, затем водой до нейтральной реакции промывной воды и высушен при температуре 115°С.

Процесс проводят при температуре 500°С в среде пропана, при давлении 3,0 МПа, время контакта сырья и катализатора составляет 60 мин.

Условия проведения опыта и свойства полученных продуктов приведены в таблице 2.

Пример 7.

В сырье вводят 1% мас. измельченных железомарганцевых конкреций, содержащих % мас.: Mn 28,0; Fe 15,0; Si 9,0 с размером частиц 1-10 мкм в виде суспензии в керосиновой фракции. Измельченный катализатор промыт 10% раствором соляной кислоты, затем водой до нейтральной реакции промывной воды и высушен при температуре 115°С.

Крекинг проводят при температуре 500°С в среде водорода, при давлении 6,0 МПа, время контакта сырья и катализатора составляет 60 мин.

Условия проведения опыта и свойства полученных продуктов приведены в таблице 2.

Как следует из приведенных данных, заявляемый катализатор обладает достаточной активностью в процессе каталитического термического крекинга тяжелых углеводородных фракций и адекватно "отвечает" на производимые изменения параметров технологического режима.

Расход катализатора в расчете на перерабатываемое сырье очень низок, и он сохраняет свою активность в заявленном диапазоне концентраций.

Способ позволяет регулировать конверсию и менять соотношение получаемых светлых продуктов крекинга, которые могут затем быть подвергнуты гидроочистке для получения всей линейки моторных топлив.

Низкая температура застывания кубового остатка (см. таблицу 2), его низкая зольность, обусловленная низкой концентрацией мелкодисперсного катализатора, позволяет использовать кубовый остаток, полученный заявляемым способом, в качестве топочного мазута без дальнейшей переработки.

1. Способ переработки тяжелых нефтяных остатков, включающий каталитический крекинг сырья при температуре выше 370°С с использованием железосодержащего катализатора, отличающийся тем, что в качестве железосодержащего катализатора используют измельченные железомарганцевые конкреции, содержащие (4,5-15,0)% мас. железа, (8,0-28,0)% мас. марганца и (7,0-9,0)% мас. кремния, с размером частиц 1-100 мкм, взятые в количестве 0,001-1,0% мас.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катализатор вводят в сырье в виде суспензии в жидком углеводороде.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что жидкий углеводород выбран из группы, включающей керосиновую, дизельную или легкую масляную фракцию перегонки нефти.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу гидроконверсии тяжелых нефтяных фракций, включающему стадию гидроконверсии сырья по меньшей мере в одном реакторе, содержащем суспендированный катализатор, и дающему возможность рекуперировать металлы из неконвертированной остаточной фракции, в частности металлы, использовавшиеся в качестве катализаторов.

Изобретение относится к способу гидроконверсии тяжелых нефтяных фракций, включающему стадию гидроконверсии сырья по меньшей мере в одном реакторе, содержащем суспендированный катализатор, дающий возможность рекуперировать из остаточной неконвертированной фракции металлы, в частности использовавшиеся в качестве катализаторов.

Изобретение относится к способу гидроконверсии тяжелых нефтяных фракций, включающему стадию гидроконверсии сырья по меньшей мере в одном реакторе, содержащем суспендированный катализатор.

Изобретение относится к извлечению металлов из потока обогащенного углеводородами и углеродсодержащими остатками с помощью зоны обработки. Способ включает следующие стадии: подачу указанного потока на первичную обработку, осуществляемую в одну или более стадий, где указанный поток обрабатывают в присутствии разжижителя в устройстве механической обработки при температуре от 80 до 180°C, предпочтительно от 100 до 160°C, и подвергают разделению на жидкую и твердую фазы, чтобы получить очищенный продукт, в основном состоящий из жидкостей, и уплотненный осадок (нефтяной кек); при необходимости, сушку отделенного уплотненного осадка, чтобы удалить из него углеводородный компонент с температурой кипения ниже температуры от 300 до 350°C; подачу уплотненного осадка, при необходимости высушенного, на вторичную термическую обработку, включающую: беспламенный пиролиз уплотненного осадка, осуществляемый при температуре от 400 до 800°C; окисление остатка пиролиза, осуществляемое в окислительной среде и при температуре от 400 до 800°C, предпочтительно от 500 до 700°C, с получением продукта, в основном состоящего из сульфидов/неорганических оксидов металлов; селективное извлечение металлических компонентов из продукта, полученного на стадии вторичной термической обработки.

Изобретение относится к катализатору гидродеметаллирования и гидродесульфуризации, к каталитической системе и способу гидрообработки тяжелого углеводородного сырья.
Изобретение относится к способу переработки серосодержащего нефтешлама с высоким содержанием воды, включающему предварительное смешение нефтешлама с углеводородным растворителем, активирование полученного продукта воздействием на последний электромагнитным излучением с частотой 40-55 МГц, мощностью 0,2-0,6 кВт, при продолжительности активации 1-8 ч и температуре 40-70°C, отделение от активированного продукта углеводородной, водной и твердой фаз, отгонку из углеводородной фазы углеводородного растворителя и проведение гидрокрекинга, полученного при отгонке углеводородного компонента в присутствии цеолитсодержащего катализатора при температуре 400-500°C, давлении водорода 50-100 атм, в течение 2,0-3,0 часов с получением целевого нефтепродукта.

Изобретение относится к нанесенному катализатору для обработки углеводородного сырья с образованием продуктов обработки, который содержит по меньшей мере один металл из группы 6, альтернативно называемой группой VIB периодической таблицы элементов, по меньшей мере один металл из групп 8, 9 или 10, альтернативно называемых группой VIII периодической таблицы элементов, и необязательно содержащий фосфор, где указанные металлы и фосфор, если он присутствует, нанесены на носитель или подложку, имеющие отверстия.

Изобретение относится к способу гидрокрекинга со взвешенным слоем катализатора. Способ включает подачу одного или нескольких углеводородных соединений, имеющих температуру начала кипения, составляющую по меньшей мере 340°С, и суспензионного катализатора в зону гидрокрекинга со взвешенным слоем катализатора.

Настоящее изобретение относится к области нефтепереработки тяжелых нефтяных фракций. Изобретение касается способа гидроконверсии тяжелых фракций нефти - исходного сырья, состоит из нулевой стадии и последующих N стадий.

Изобретение относится к каталитической гидрообработке. Изобретение касается способа гидрообработки углеводородного сырья, в котором жидкофазный поток, содержащий углеводородное сырье и достаточно низкую концентрацию водорода для поддержания непрерывной жидкой фазы, вводят в реактор гидрообработки, включающий катализатор гидрообработки, образующий неподвижный слой и содержащий гранулы, наибольший геометрический размер которых составляет в среднем не более 1,27 мм (1/20 дюйма) и более 100 нм, для получения первого потока углеводородных продуктов, причем реактор гидрообработки эксплуатируют при массовой скорости потока больше 29300 кг/(ч·м2) (6000 фунт/(ч·фут2)).

Изобретение относится к установке для переработки нефтепродуктов. Изобретение касается реактора гидрокрекинга, содержащего корпус с днищами, внутреннюю теплоизоляцию, патрубки входа сырья и водородсодержащего газа, патрубок выхода продукта.

Изобретение относится к способу переработки тяжелого нефтяного сырья, в том числе мазутов, путем гидропереработки в присутствии катализатора при повышенной температуре в диапазоне от 300 до 600°C, времени контакта с катализатором 0,5-2 г-сырья/г-кат/ч, в присутствии водорода, подаваемого под давлением 4-6 МПа со скоростью 16-80 мг-H2/г сырья/ч.

Изобретение относится к области катализа. Изобретение относится к цеолиту Y с модифицированной фожазитной структурой, внутрикристаллическая структура которого содержит по меньшей мере одну систему микропор, по меньшей мере одну систему мелких мезопор средним диаметром от 2 до 5 нм и по меньшей мере одну систему крупных мезопор средним диаметром от 10 до 50 нм.

Изобретение относится к способу получения дизельных топлив с улучшенными противоизносными свойствами и повышенной воспламеняемостью и может использоваться в нефтеперерабатывающей, автомобильной промышленности.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей отрасли промышленности и может быть использовано для улучшения свойств тяжелого углеводородного сырья, включая тяжелые сырые нефти и природные битумы.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к процессам каталитического крекинга мазута и тяжелого нефтяного сырья, направленным на повышение выхода светлых фракций.

Изобретение относится к способу переработки тяжелого нефтяного сырья в присутствии катализатора. Процесс проводят при температуре 410-420°С, в течение 1,0-1,5 ч, в герметичном автоклаве, в среде инертного газа, в качестве катализатора используют крупнодисперсный порошок карбида вольфрама со средним размером частиц 4-9 мкм в количестве 0,05-5,0% мас.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения сфероидальных частиц оксида алюминия готовят суспензию, содержащую воду, кислоту и по меньшей мере один порошок бемита.

Предлагаемое изобретение относится к нефтехимии, касается способа каталитического пиролиза углеводородной смеси C1-C4 в низшие олефины С2-С4, которые могут быть использованы в процессах полимеризации, алкилирования и этерификации.

Настоящее изобретение относится к вариантам способов каталитической конверсии для улучшения состава целевого продукта. Высокосортный исходный нефтепродукт контактирует с горячим регенерированным катализатором в реакторе, чтобы выполнять реакцию крекинга, продукт реакции отделяется от отработанного катализатора, подлежащего регенерации, затем продукт реакции подается в систему разделения, и отработанный катализатор, подлежащий регенерации, отпаривается, регенерируется и рециркулируется в способ, причем горячий регенерированный катализатор имеет однородное распределение активности.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей отрасли промышленности и может быть использовано для улучшения свойств тяжелого углеводородного сырья, включая тяжелые сырые нефти и природные битумы.

Настоящее изобретение относится к способу переработки тяжелых нефтяных остатков, включающему каталитический крекинг сырья при температуре выше 370°С с ипользованием железосодержащего катализатора. При этом в качестве железосодержащего катализатора используют измельченные железомарганцевые конкреции, содержащие мас. железа, мас. марганца и мас. кремния, с размером частиц 1-100 мкм, взятые в количестве 0,001-1,0 мас. Предлагаемый способ позволяет регулировать конверсию и менять соотношение получаемых светлых продуктов крекинга, а также получить кубовой остаток низкой зольности, который может быть использован в качестве топочного мазута без дальнейшей переработки. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 7 пр.

Наверх