способ переработки углеводородов.

настоящее изобретение относится к химической технологии, в

частности к технологии получения из таких источников сырья как сырая

нефть, высококипящие нефтяные фракции, нефтяные остатки, продукты

ожижения угля и коксохимического производства, отработанные масла,

бытовые и промышленные органические отходы различных сортов

углеводородных топлив и исходных углеводородных продуктов для

основного и нефтехимического синтеза.

для вышеозначенной области химической технологии известны

различные способы переработки углеводородов, основанные на принципах

гидрогенизации и дегидрогенизации перерабатываемых углеводородов.

известен способ переработки углеводородов, включающий стадию

перемешивания углеводородов с водородсодержащим газом,

гидрогенизацию полученной смеси, ее сепарацию, выделение фракции,

содержащей светлые нефтепродукты (см. патент рф N« 2241735 мпк ⁷

C10G63/02, опубликован 12.10.2004).

недостаток этого способа заключен в том, что он требует

повышенного давления водородсодержащего газа, так как гидрогенизация

идет за счет молекулярного водорода. кроме того, многие углеводороды

имеют плотную структуру, что практически исключает проникновение

водорода в эту структуру для гидрогенизации.

заменяющий лист (правило 26)

известен способ переработки углеводородов, включающий выбор или

синтез донор— водородного растворителя, стадию перемешивания

углеводородов с донор-водородным растворителем, гидрогенизацию

полученной смеси, ее сепарацию, выделение фракции содержащей светлые

нефтепродукты (см. патент сша N° 4329221 нки 208/214, опубликован

11.05.1982).

в известном способе решается техническая задача - проникновение

водорода в структуру перерабатываемого углеводорода для его

гидрогенизации. однако в этом способе донор-водородный растворитель

недостаточно эффективно передает водород акцептору водорода, поскольку

донор водорода не активирован.

этот недостаток устранен в известном способе, который является

наиболее близким к настоящему изобретению, а именно способ

переработки углеводородов, включающий выбор и/или синтез доноров

водорода, стадию перемешивания углеводородов, доноров водорода и

катализатора, гидрогенизацию полученной смеси, ее сепарацию, выделение

легкой и тяжелой фракций, (см. патент рф XQ 2255959 мпк ⁷ C10G47/02,

опубликован 10.07.2005).

недостатком этого способа является то, что он не в полной мере

обеспечивает глубокую переработку тяжелого высокомолекулярного сырья

в светлые нефтепродукты и другие продукты нефтехимического синтеза в

силу отсутствия оптимального соотношения между донором водорода и

заменяющий лист (правило 26)

акцептором водорода при гидрогенизации, а также недостаточно высокой

степени перемешивания таких углеводородов с катализатором перед

гидрогенизацией.

в силу вышеизложенного, в настоящем изобретении решается

техническая задача обеспечения оптимального соотношения в

углеводородах между донором водорода и акцептором водорода при

гидрогенизации и повышения степени перемешивания углеводородов с

катализатором перед гидрогенизацией.

поставленная задача решается за счет того, что в известном способе

переработки углеводородов, включающем выбор и/или синтез доноров

водорода, стадию перемешивания углеводородов, доноров водорода и

катализатора, гидрогенизацию полученной смеси, ее сепарацию, выделение

легкой и тяжелой фракций, тяжелую фракцию вместе с катализатором и

выбранными донорами водорода направляют на стадию перемешивания, а

легкую фракцию подвергают гидрогенизации с последующим выделением

синтезированных доноров водорода, которые направляют на стадию

перемешивания.

а также за счет того, что:

- легкую фракцию выбирают с температурой кипения до 180 - 420 ⁰ C;

- тяжелую фракцию выбирают с температурой кипения выше 180 —

420 ⁰ C;

- доноры водорода выбирают в виде собственных фракций

заменяющий лист (правило 26)

углеводородов с температурой кипения 200 - 400 ⁰ C;

доноры водорода синтезируют из собственных фракций

углеводородов, с температурой кипения 200 - 400 ⁰ C;

- в качестве доноров водорода выбирают и/или синтезируют

гидропроизводные би- и трициклических ароматических углеводородов и

их алкилпроизводных;

- в качестве катализатора выбирают водорастворимые соединения

металлов VI и VIII групп элементов периодической системы;

-в качестве катализатора выбирают водорастворимые или

гелеобразные соединения кремния в количестве од - 5,0 вес. % от массы

углеводородов;

- гидрогенизацию углеводородов осуществляют под давлением 1,0 -

7,0 мпа и температуре 350 - 500 ⁰ C;

способ переработки углеводородов поясняется блок-схемой на

фигуре.

как следует из фигуры, углеводороды вместе с содержащейся в них

водой поступают для переработки по продуктопроводу 1 в смеситель 2. в

смесителе 2 осуществляется перемешивание углеводородов с донорами

водорода и катализатором в виде водорастворимых соединений солей

металлов или водорастворимых/гелеобразных соединений кремния. доноры

водорода выбирают в виде собственных фракций углеводородов с

заменяющий лист (правило 26)

температурой кипения 200 - 400 ⁰ C и/или получают из собственных фракций

углеводородов, с температурой кипения 200 - 400 ⁰ C.

после перемешивания, полученная смесь по продуктопроводу 3

поступает в диспергатор 4. в диспергаторе 4 осуществляется

диспергирование, в том числе и катализатора, до мелкодисперсного

состояния эмульсии или суспензии, с размером частиц до 10 - 50 мкм.

после диспергирования смесь по продуктопроводу 5 поступает в реактор 6,

где осуществляется гидрогенизация и/или крекинг полученной смеси.

в реакторе 6, при нагреве, за счет взрывообразного перехода раствора

катализатора в паровую фазу, происходит образование каталитической

системы, обеспечивающей гидрогенизацию и/или крекинг. полученные при

этом продукты по продуктопроводу 7 поступают в колонну - сепаратор 8

для разделения на фракции, легкую, с температурой кипения до 180 - 420

⁰ C и тяжелую фракцию, с температурой кипения выше 180 - 420 ⁰ C следует

отметить, что катализатор всегда находится в тяжелой фракции. после

разделения тяжелая фракция по продуктопроводу 9 направляется в

смеситель 2. легкая фракция по трубопроводу 10 подается в реактор 11

гидрогенизации.

в реакторе 11 выполняют гидрогенизацию легкой фракции в

присутствии катализатора гидрогенизации. в качестве катализаторов

выбирают, например, стационарные алюмокобальтмолибденовые и/или

алюмоникельмолибденовые катализаторы. такая гидрогенизация

заменяющий лист (правило 26)

б обеспечивает как необходимое качество товарных продуктов, так и

образование доноров водорода, при этом возможно получение

гидропроизводных би- и трициклических ароматических углеводородов и

их алкилпроизводных.

после гидрогенизации, полученная смесь по продуктопроводу 12

направляется в дистиллятор 13, где выделяются товарные продукты,

например бензин, дизельное топливо и т. д. и донор водорода. выделенный

донор водорода по продуктопроводу 14 поступает в смеситель 2.

поскольку доноры водорода являются растворителями по отношению

к более вязким фракциям перерабатываемых углеводородов, то они

растворяют углеводороды в смесителе 2. растворение углеводородов в

смесителе 2 и понижение вязкости приводит к более эффективному

внедрению катализатора в перерабатываемую смесь, что, в свою очередь,

обеспечивает более результативные гидрогенизацию и/или крекинг

углеводородов в дальнейшем.

использование доноров водорода, полученных из обрабатываемых

углеводородов, предполагает большее химическое сродство с акцепторами

водорода исходных углеводородов. это приводит к возможности управлять

процессом, стабилизировать его, оптимизировать получение светлых

топлив и основных продуктов для нефтехимического синтеза.

поскольку тяжелую фракцию и катализатор подают на стадию

смешения, то однажды введенный катализатор рециркулирует с тяжелыми

заменяющий лист (правило 26)

фракциями углеводородов, обеспечивая протекание реакций

гидрогенизации и/или крекинга. содержащиеся в углеводородах после

смешения доноры водорода (при недостатке собственных доноров

водорода, они вырабатываются при гидрогенизации легкой фракции), в

основном, в виде гидропроизводных би- и трициклических ароматических

углеводородов и их алкилпроизводных осуществляют передачу водорода

акцепторам, стабилизируют продукты радикального характера,

образующиеся при деструкции углеводородного мультимера. в этом случае

требуется невысокое давление водорода, которое оказывается достаточным

для глубокого превращения углеводородов в светлые нефтепродукты или

продукты для нефтехимического синтеза.

с другой стороны многократный возврат катализатора совместно с

донорами водорода на стадию перемешивания, как показывает опыт,

повышает каталитическую эффективность каталитической системы.

некоторые примеры осуществления способа, иллюстрирующие, но не

ограничивающие его:

пример 1. гидрогенизации подвергают газовый конденсат. исходное

сырье содержало фракции с температурами кипения:

н.к. - 180°C - 40 %,

180 - 300 ⁰ C - 55 %,

выше 300 ⁰ C - 5 %

заменяющий лист (правило 26)

и смешивалось с 0,1 - 5,0 % силикатного водорастворимого катализатора и

30 % рециркулирующих фракций, выкипающих выше 18O ⁰ C. реакцию

проводили при 410 - 450 ⁰ C и давлении до 3,0 мпа в пустотелом реакторе.

в результате было получено 95 % бензина A-80 и 5,0 % газов Cj - C ₄ , а

также 30 % фракций, кипящих выше 180 ⁰ C и используемых в качестве

рециркулята. при этом рециркулят содержал до 95 % введенного

катализатора и доноры водорода. свежий катализатор при 15 кратной

рециркуляции не вводился.

пример 2. гидрогенизации подвергают сырую западносибирскую

нефть.

исходное сырье содержало фракции с температурами кипения:

н.к. - 180°C - 18,6 %,

180 - 350° с - 36,9 %,

350 - 500° с - 14,3 %,

выше 500°C - 29,7 %,

потери - 0,5 %

и смешивалось с 29 % фракций гидрогенизата, выкипающих выше 35O ⁰ C, а

также 0,01 — 1,0 % водорастворимой соли молибдена. реакцию проводили

при 410 - 45O ⁰ C и давлении до 5,0 мпа в пустотелом реакторе. было

получено 34 % бензина, 60,5 % дизельного топлива, 5,5 % газа и 29 %

фракций, выкипающих выше 350 ⁰ C, используемых в качестве рециркулята,

содержащего до 95 % катализатора и доноры водорода.

заменяющий лист (правило 26)

фракции, выкипающие до 35O ⁰ C, подвергались гидрооблагораживанию известными методами с получением бензина Aи-93 (95) и дизельного топлива, отвечающих требованиям евростандарта UCO — 4, и используемых в качестве товарных продуктов.

пример 3. гидрогенизации подвергают дистиллят вакуумной перегонки мазута.

сырье, выкипающее при температуре до 500 ⁰ C, смешивали с 35 %

фракций гидрогенизата, выкипающих выше 340 ⁰ C и 0,1 - 5 %

водорастворимого силикатного катализатора. реакцию проводили при 410 -

450 ⁰ C и давлении до 2,5 мпа в пустотелом реакторе. было получено 93 %

фракций выкипающих до 34O ⁰ C, 7 % газа и 35 % фракций, выкипающих

выше 34O ⁰ C, используемых в качестве рециркулята, содержащего до 95 %

катализатора и доноры водорода.

фракции, выкипающие до 340 ⁰ C, подвергались

гидрооблагораживанию известными методами с получением 37,8 % бензина

Aи-93 (95) и 53,8 % дизельного топлива, отвечающих требованиям

евростандарта UCO - 4, и используемых в качестве товарных продуктов.

пример 4. гидрогенизации подвергают остаток вакуумной перегонки

мазута.

сырье, выкипающее при температуре выше 500 ⁰ C, смешивали с 20 %

фракций гидрогенизата, выкипающих выше 340 ⁰ C и содержащих доноры

водорода, а также 0,01 - 1,0 % водорастворимой соли молибдена. реакцию

заменяющий лист (правило 26)

проводили в пустотелом реакторе при температуре 410 - 450°C и давлении

7,0 мпа. было получено 7 % газа и 43 % фракций, выкипающих до 340 ⁰ C,

25 % фракций, выкипающих в пределах 340 - 460 ⁰ C и 25 % фракций,

выкипающих при температуре выше 460 ⁰ C и используемых в качестве

рециркулята.

фракции 340 - 460 ⁰ C подвергаются каталитическому крекингу по

технологии, описанной в примере 3. продукты крекинга совместно с

фракцией до 340 ⁰ C подвергаются гидрооблагораживанию известными

методами. в результате при полной переработке гудрона получили 23 %

бензина и 60 % дизельного топлива, отвечающим требованиям

евростандарта UCO - 4.

таким образом, формирование каталитической системы с участием

исходных углеводородов, формирование доноров водорода из исходных

углеводородов и возврат их на стадию смешивания приводит к новому

качественному эффекту - возможности переработки широкого спектра

углеводородов с получением ценных товарных продуктов.

заменяющий лист (правило 26)