Способ переработки нефтяного сырья

(51) 10 47/00 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(76) Серикова Ардак Серик кызы Сазонов Валерий Иванович(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ(57) Изобретение относится к нефтепереработке, и может быть использовано при комплексное переработке нефти, газового конденсата и их смесей, тяжелых нефтяных остатков, в том числе мазутов, нефтешламов, газоконденсатных остатков,смеси нефти с мазутом с содержанием мазута до 50, высокопарафинистых нефтей. Способе переработки нефтяного сырья путем каталитического крекинга, включает алкилирование пропилена и бутилена, газофракционирование бутанов и легких углеводородных газов,гидрокрекинг газойлей,и каталитический риформинг, причем исходное нефтяное сырье подвергают атмосферной ректификации,образованную при этом фракцию мазута перерабатывают вакуумной перегонкой, при этом в процессе всей технологической переработки получают высокооктановый бензин, авиационное топливо, дизельное топливо, сжиженный бытовой газ-пропан, газ н-бутан и дорожно-строительный битум. Изобретение относится к нефтепереработке, и может быть использовано при комплексной переработке нефти, газового конденсата и их смесей, тяжелых нефтяных остатков, в том числе мазутов, нефтешламов, газоконденсатных остатков,смеси нефти с мазутом с содержанием мазута до 50, высокопарафинистых нефтей. Известен способ переработки нефтяного сырья газойля путем каталитического крекинга с получением высокооктанового бензина, сжиженного бытового газа, авиационного топлива и газа н-бутан,включающий гидрокрекинг газойлей,каталитический крекинг с образованием бензина,газофракционирование бутанов и легких углеводородных газов, алкилирование пропилена и бутилена, каталитический риформинг (инн. патент 20690, кл. 10 11/05, оп. 15.01.2009). Данное изобретение позволяет эффективно перерабатывать сырье с получением целевых продуктов высокого качества, однако недостатком способа является использование в качестве исходного сырья газойля,являющегося дефицитным. Задачей изобретения является разработка универсальной технологии комплексной переработки с расширением исходного нефтяного сырья и использованием, например, нефти,газоконденсата, их смеси, тяжелых нефтяных остатков и др. Для этого в способе переработки нефтяного сырья путем каталитического крекинга,включающем алкилирование бензина,газофракционирование бутанов и легких углеводородных газов, гидрокрекинг газойлей,алкилирование пропилена и бутилена и каталитический риформинг, согласно изобретения,исходное нефтяное сырье подвергают атмосферной ректификации, образованную при этом фракцию мазута перерабатывают вакуумной перегонкой, при этом в процессе всей технологической переработки получают высокооктановый бензин, авиационное топливо, дизельное топливо, сжиженный бытовой газ-пропан, газ н-бутан и дорожно-строительный битум. При этом легкий и тяжелый прямогонный газойль установки переработки сырой нефти, легкая фракция вакуумной перегонки - вакуумный газойль подают для переработки на установку каталитического крекинга. Остаток вакуумной перегонки перерабатывается в дорожностроительный битум. Прямогонный бензин и нафта после атмосферной ректификации являются дополнительным сырьем для каталитического риформинга. Керосин и легкий прямогонный газойль могут быть использованы для увеличения выхода бензина, как сырье для установки каталитического крекинга,а также при необходимости после дополнительной очистки, как самостоятельные нефтепродукты керосин - как авиационное топливо, легкий прямогонный газойль- как дизельное топливо. Бутан и более легкие углеводородные газы используются в качестве дополнительного сырья установки газофракционирования. Дополнительные 2 преимущества по сравнению с прототипом заключаются в универсальности применяемого нефтяного сырья нефти, газоконденсата и их смесей, тяжелых нефтяных остатков, в том числе мазута, нефтешлама, высокопарафинистой нефти использование в дальнейшей переработке разогретых нефтепродуктов переработки сырой нефти и вакуумной перегонки создает значительную экономию энергетических ресурсов. Установка атмосферной ректификации дает дополнительные нефтепродукты прямогонный бензин и нафту,керосин и легкий прямогонный газойль, бутан. Остаток вакуумной перегонки перерабатывается в дорожно-строительный битум. Способ осуществляют следующим образом. Подогретая сырая нефть в виде паров при атмосферном давлении поступает в ректификационную колонну, где в зависимости от температуры кипения происходит разделение фракций, на следующие составляющие-температура 32 С, бутан и более легкие углеводородные газы (УВ) направляют на газофракционную установку (ГФУ)- 32-105 С, прямогонный бензин направляют на компаундирование бензина(КБ) или каталитический риформинг (КР)- 105-160 С, нафта - лигроин направляют как сырье на каталитический риформинг (КР) 160-230 С,керосин направляют на гидроочистку и используют как товарную продукцию, или как сырье каталитического крекинга (КК)- 230-340 С, легкий прямогонный газойль направляют на гидроочистку и используют как товарное дизтопливо,либо как сырье каталитического крекинга- 340-430 С, тяжелый прямогонный газойль после гидроочистки используют как сырье установки каталитического крекинга- 430 С, прямогонный остаток - мазут направляют на вакуумную перегонку. Прямогонный остаток - мазут при температуре 480-540 С непосредственно перекачивают на установку вакуумной перегонки, причем давление с 1,03 атм. в ректификационной колонне снижается до 0,32-0,4 атм. на этапе вакуумной перегонки. При этом большая углеводородная молекула распадается на несколько более мелких, а при пониженном давлении легкие фракции сразу начинают кипеть и быстро испаряются с разделением на две основные фракции-легкая фракция вакуумной перегонки,используемая как сырье каталитического крекинга- остаток вакуумной перегонки используют как прямогонный битум. Возможно после продувки остатка горячим воздухом получить окисленный битум по характеристикам более твердый и резиноподобный, либо приготовить вакуумную эмульсию, содержащую 50-70 воды. Чтобы эти компоненты оставались в смешанном состоянии,добавляют примерно один процент эмульгатора,типа мыла. Из готового материала вода испаряется и в результате образуется твердый асфальт. Таким образом, вакуумная перегонка прямогонного остатка эквивалентна атмосферной перегонке в интервале температур кипения около 540-590 С. Гидроочистке подвергают светлые дистилляты прямой перегонки, выкипающие при температуре ниже 350 С в том числе и дистилляты,направляемые на платформинг, аналогичные дистилляты из сырья вторичного происхождения(газойли каталитического крекинга и коксования),тяжелые газойли, поступающие на каталитический крекинг, а также другие продукты. Вначале поток нефтепродукта смешивают стоком водорода и нагревают до 260-425 С. Затем смесь нефтепродукта и водорода направляют в реактор, заполненный катализатором в форме таблеток. Для гидроочистки нефтяных продуктов от сернистых соединений применяют кобальтмолибденовый или никель-молибденовый катализатор на носителе - оксиде алюминия. В присутствии катализатора происходит несколько химических реакций-некоторые соединения азота превращаются в аммиак-некоторые олефины и ароматические углеводороды насыщаются водородом кроме того в некоторой степени идет гидрокрекинг нафтенов и образуется некоторое количество метана, этана,пропана и бутанов. Таким образом, гидроочистка позволяет решить две следующие основные проблемы удаление серы и металлов из товарных продуктов и из фракций,направляемых на дальнейшую переработку, что является важной защитой для катализаторов процесса риформинга, крекинга и гидрокрекинга снижение содержания серы в нефтепродуктах до предельно допустимых концентраций,установленных в нормативно-технической документации (ГОСТах, ТУ и т.п.). В качестве основного сырья каталитического крекинга (КК) используют прямогонный газойль и легкую фракцию вакуумной перегонки. В целях получения максимального выхода высокооктановых бензинов в качестве сырья могут быть использованы фракция прямогонного керосина и фракция легкого прямогонного газойля. Каталитический крекинг (КК) проводят при повышенном давлении в контакте с катализатором,340-590 реакц.480. В результате образуются газы - 35, крекинг бензин 55, легкий крекинггазойль 12, тяжелый крекинг-газойль 8, кокс 8. На установке каталитического крекинга в качестве товарной продукции вырабатывают крекинг-бензин,который поступает на компаундирование бензина(КБ) АИ 92-95. Легкий и тяжелый крекинг газойли подают на установку гидрокрекинга (ГК), пропилен и бутилены подают на установку аликилирования. Бутан и легкие углеводородные газы поступают на газофракционирующую установку (ГФУ). Кокс,осажденный на микросферах катализатора окисляют(сжигают в регенераторе) с выделением большого количества тепла, а тепло в виде горячего потока СО и СО 2 используют в теплообменнике для нагрева сырья. В качестве сырья гидрокрекинга(ГК) используют тяжелый и легкий крекинг-газойли. Для увеличения производительности возможно использование в качестве дополнительного сырья прямогонного тяжелого газойля. Сырье, смешанное с водородом, нагретым до 290-400 С, под давлением 84-140 атм. направляют в реактор, где происходит реакция в присутствии катализатора - серы с кобальтом, молибденом или никелем и оксидом алюминия. В результате процесса получают товарный керосин(авиатопливо),н-Бутан,являющийся ценным высокооктановым компонентом бензина, который поступает на компаундирование. Легкий и тяжелый продукты гидрокрекинга могут быть отправлены на компаундирование бензина или направлены на каталитический риформинг (КР). Установка гидрокрекинга также производит изобутан-газ,который подают на алкилирование. Технологический процесс каталитического риформинга (КР) - это реакция дегидрирования, где нафтены - лигроин превращаются в ароматические углеводороды, являющимися высокооктановыми дистиллятами бензина с ОЧ 92-94 по исследовательскому методу. Сырье смешивают с водородом и направляют в реактор, где Р 14-35 атм., 480-520. Реакция происходит в присутствии катализатора, обычно это оксид алюминия, силикагель и платина с выделением водорода, который затем отделяют и направляют на рециркуляцию. В качестве сырья используют легкий и тяжелый(нафта) продукты установки гидрокрекинга (ГК). Продукт каталитического риформинга риформат есть ценнейший высокооктановый компонент бензина, который подают на компаундирование бензина. На установке алкилирования используют пропилен и бутилен каталитического крекинга (КК). Реакция алкилирования протекает в присутствии изобутана. Алкилирование - это процесс, обратный крекингу,заключающийся в превращении небольших молекул в крупные. Взаимодействие пропилена или бутилена с изобутаном с образованием изопарафинов - алкилата. Поток пропан-пропиленовой или бутан-бутиленовой смеси установки крекинга смешивают с потоком изобутана и серной кислотой (в качестве катализатора) и подают в холодильную установку при температуре 4-5 С под давлением 3-12 атм. Реакция алкилирования протекает в реакторе, затем жидкость поступает в узел отделения кислоты, где кислота опускается вниз, а углеводороды поднимаются вверх, их подают в узел щелочной промывки(едким натром),а затем в ректификационной колонне алкилат отделяют от насыщенных газообразных углеводородов, изобутан при этом возвращают в процесс. В результате процесса алкилирования получают алкилатценнейший высокооктановый компонент бензина,3 который отправляют на компаундирование бензина(КБ) для получения товарного бензина. Н-Бутан отправляют на компаундирование бензина - это ценнейший высокооктановый компонент бензина. Пропан - компонент сжиженного бытового газа. Бутаны и более легкие углеводородные газы отправляют на газофракционирующую установку(ГФУ). Технологический процесс ГФУ это насыщенный газ сжимают до давления 14 атм, при этом часть газов сжижается и их отделяют в сепараторе, оставшиеся газы под высоким давлением направляют в разделительный абсорбер(поглотитель). Поглотитель, собравший эти газы,подают в верхнюю часть колонны для абсорбции пропана и бутана, т.е. производят дебутанизацию(отделение бутана),затем производят депропанизацию (отделение пропана). В качестве сырья используют бутаны и более легкие углеводородные газы каталитического крекинга,каталитического риформинга и гидрокрекинга. Продукцией установки ГФУ являются изобутан,который используется в процессе алкилирования пропан, являющийся компонентом сжиженного бытового газа н-Бутан - ценнейший компонент бензина и используется при компаундировании бензина этановые газы используют как газообразное топливо для внутренних целей на заводе. Компаундирование бензина производят по двум направлениям- получение необходимого значения давления насыщенного пара(ДПР),обеспечивающее нормальное воспламенение паровоздушной смеси бензина в двигателе- получение бензина с заданным значением октанового числа, показывающего степень сжатия,при которой обеспечивается самовоспламенение смеси именно в верхней точке хода поршня, т.е. детонацию. Пример 1. Вариант максимального получения базового высокооктанового автомобильного бензина Аи 92 - Аи 95 по ГОСТ 51866-2002(ЕН 228-2004), по схеме функциональной переработки нефти Способ 1 на Фиг.1 1.1. Основные продукты Бензиновые высокооктановые компоненты- риформат - до 28 с МОЧ 80,2 с ИОЧ 100,(эти три компонента составляют 87 высокооктановых базовых бензинов)- этановое топливо (С 2, С 3, 1- С 2) - до 5,4,получается при газофракционировании,потребляется на промежуточный подогрев продукции. Пример 2. Вариант получения дополнительно дизельного топлива и авиационного керосина для двигателей типа - Т-2, по схеме функциональной переработки нефти - Способна фиг. . 2.1. Основные продукты Бензиновые высокооктановые компоненты(эти три продукта составляют 50 высокооктановых базовых бензинов)- этановое топливо (С 2, С 3, 1-2) - 4,0,получение и потребление аналогично п. 1.3). Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить базовый(без содержания высокооктановых присадок) высокооктановый неэтилированный автомобильный бензин марок Аи 92 (95) по ГОСТ 51866-2002 (ЕН 228-2004),удовлетворяющий требованиям экологического стандарта Евро - 4, с выходом до 87 от общего количества перерабатываемого сырья и дополнительной сопутствующей продукции авиационного керосина, сжиженного бытового газапропана (С 3), газа нормального бутана (н-Бутана, н С 4) и дорожно-строительного битума. Данный способ также позволяет переключать режим производства на получение дизельного топлива по ГОСТ Р 52386-2005(ЕН 590-2004),удовлетворяющего требованиям экологического стандарта Евро-4 с выходом до 21 от общего количества перерабатываемого сырья с одновременным уменьшением выхода бензина до 50 и получением аналогичной выше названной дополнительной сопутствующей продукции. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переработки нефтяного сырья путем каталитического крекинга,включающий алкилирование пропилена и бутилена, 25301 газофракционирование бутанов и легких углеводородных газов, гидрокрекинг газойлей и каталитический риформинг, отличающийся тем,что исходное нефтяное сырье подвергают атмосферной ректификации,образованную фракцию мазута перерабатывают вакуумной перегонкой,при этом в процессе всей технологической переработки получают высокооктановый бензин, авиационное топливо,дизельное топливо, сжиженный бытовой газпропан, газ н-бутан и дорожно-строительный битум.