close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

способ крекинга углеводородов

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
(19)
(11)
2 300 552
(13)
C1
(51) МПК
C10G 47/02
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2006111589/04, 10.04.2006
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
10.04.2006
(45) Опубликовано: 10.06.2007 Бюл. № 16
(73) Патентообладатель(и):
Озеренко Алексей Анатольевич (RU)
переход раствора катализатора в паровую фазу.
Получают, в основном, компоненты моторных
топлив. Технический результат - упрощение
процесса каталитического крекинга с повышением
выхода товарных продуктов, возможность создани промышленных установок небольшой единичной
мощности дл переработки 0,5-1,0 млн тонн нефти
в год. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.
R U
2 3 0 0 5 5 2
(57) Реферат:
Использование:
нефтепереработка
и
нефтехими . Сущность: в углеводороды ввод т
раствор катализатора и провод т крекинг под
давлением в присутствии водорода. Катализатор
выбирают в виде водорастворимого соединени кремни , а крекинг ведут при температуре и
давлении,
обеспечивающих
взрывообразный
Страница: 1
RU
C 1
C 1
(54) СПОСОБ КРЕКИНГА УГЛЕВОДОРОДОВ
2 3 0 0 5 5 2
Адрес дл переписки:
123100, Москва, ул. Рочдельска , 11/5, кв.89,
А.А.Озеренко
R U
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2181751 C1, 27.04.2002. RU 2095394
C1, 10.11.1997. RU 2208625 C1, 20.07.2003. RU
2255959 C1, 10.07.2005. US 4770764 A,
13.09.1988. US 5935419 A, 10.08.1999.
(72) Автор(ы):
Заманов Владимир Васильевич (RU),
Кричко Андрей Анатольевич (RU),
Озеренко Алексей Анатольевич (RU),
Малолетнев Анатолий Станиславович (RU),
Зекель Леонид Абрамович (RU),
Фросин Сергей Борисович (RU)
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 300 552
(13)
C1
(51) Int. Cl.
C10G 47/02
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2006111589/04, 10.04.2006
(24) Effective date for property rights: 10.04.2006
(45) Date of publication: 10.06.2007 Bull. 16
Mail address:
123100, Moskva, ul. Rochdel'skaja, 11/5,
kv.89, A.A.Ozerenko
(73) Proprietor(s):
Ozerenko Aleksej Anatol'evich (RU)
into vapor phase. Motor fuel components are
predominantly obtained. Yearly processing of 0.5
to 1.0 million ton petroleum is thus envisaged.
EFFECT: simplified process, increased yield of
commercial products, and enabled creation of
mediate-scale cracking plants.
5 cl, 2 tbl, 3 ex
R U
2 3 0 0 5 5 2
C 1
C 1
(57) Abstract:
FIELD: petroleum processing and petrochemistry.
SUBSTANCE: catalyst (water-soluble silicon
compound) solution is added to hydrocarbons,
which are then subjected to cracking in presence
of hydrogen at temperature and overpressure
providing explosive transfer of catalyst solution
Страница: 2
EN
2 3 0 0 5 5 2
(54) HYDROCARBON CRACKING PROCESS
R U
(72) Inventor(s):
Zamanov Vladimir Vasil'evich (RU),
Krichko Andrej Anatol'evich (RU),
Ozerenko Aleksej Anatol'evich (RU),
Maloletnev Anatolij Stanislavovich (RU),
Zekel' Leonid Abramovich (RU),
Frosin Sergej Borisovich (RU)
RU 2 300 552 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к технологии углубленной переработки углеводородного, в том
числе и нефт ного сырь дл получени дистилл тных фракций, пригодных дл использовани в качестве моторных топлив.
Известен способ каталитического крекинга углеводородов с температурой кипени 360520°С (560°С) в присутствии стационарного катализатора и катализатора в кип щем слое.
При этом достигаетс выход 50-62% бензиновых фракций, 15-20% легкого газойл с
температурой кипени до 360°С, как компонента дизельного топлива, а также т желого
газойл с температурой кипени выше 360°С, который используетс как сырье дл производства технического углерода (Oil and Gas Journal, Aug. 12, 1996, p.71-80).
Однако этому способу свойственны недостатки. В частности, процесс в кип щем слое
мелкозернистого катализатора осуществл етс при относительно высокой температуре 525-535°С и при большом отношении катализатор-сырье, равном 1:6-1:8. При этом
образуетс кокс в количестве 4-5%, который выжигают с поверхности катализатора в
регенераторе. Реактор и регенератор на промышленных установках имеют большие
размеры. При производительности 125 т/час диаметр аппаратов достигает 4,5-5,0 м, а
высота - 13-30 м. Используемые в промышленности установки крекинга со стационарным
слоем катализатора имеют производительность 5-10 т/час и малоэффективны.
Этот способ не приемлем дл мини заводов производительностью 2-3 т/час, котора не
может быть обеспечена существующей технологией. Поэтому на мини заводах глубина
переработки нефти в светлые нефтепродукты не превышает 50-60% и ограничена отбором
пр могонных дистилл тов с температурой кипени до 360°С, а остаток используетс в
качестве котельного топлива.
Наиболее близким к насто щему изобретению вл етс способ крекинга углеводородов,
включающий введение раствора катализатора и крекинг под давлением в присутствии
водорода (патент РФ №2095394, МКИ C10G 47/02,1997 год).
Недостатком известного способа вл етс необходимость использовани дорогосто щих катализаторов, применение которых в известном способе не эффективно,
так как происходит коксование.
Исход из вышеуказанного, в насто щем изобретении достигаетс следующий
технический результат - повышение выхода светлых углеводородов, исключение
образовани кокса и снижение потреблени молекул рного водорода от внешнего
источника.
Технический результат достигаетс за счет того, что в способе крекинга
углеводородов, включающем введение раствора катализатора и крекинг под давлением в
присутствии водорода, катализатор выбран в виде водорастворимого соединени кремни ,
а крекинг ведут при температуре и давлении, обеспечивающих взрывообразный переход
раствора катализатора в паровую фазу, а также за счет того, что
- раствор катализатора ввод т в количестве 0,5-5,0 мас.% от массы углеводорода;
- раствор катализатора диспергируют или эмульгируют в углеводороде до образовани суспензии или эмульсии с размерами частиц не более 50 мкм;
- в качестве водорастворимых соединений кремни используют водорастворимые соли
кремни в количестве 0,2-1,0 мас.% от массы углеводорода;
- в качестве водорастворимых соединений кремни используют соединени кремни ,
содержащие добавки цеолита и/или соединений бари или кобальта или редкоземельных
элементов;
- взрывообразный переход раствора катализатора в паровую фазу в частицах эмульсии
или дисперсии выполн ют путем нагрева суспензии или эмульсии от 90-95°С до 380-450°С
со скоростью 0,01-0,1°С/сек.
Катализатор вводитс в углеводородное сырье единовременно и рециркулирует в
системе в смеси с рециркул том - фракци ми сырь с температурой кипени выше 360°С
в количестве 30-50% от исходного сырь . Могут использоватьс соли, алюмосиликаты или
другие водорастворимые соединени кремни , в том числе в виде суспензии или гел .
По мере нагрева суспензии или эмульсии сырь с раствором катализатора происходит
Страница: 3
DE
RU 2 300 552 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
образование кристаллитов катализатора нано-размеров 10-100 нм за счет взрывообразного
перехода раствора катализатора в паровую фазу и их равномерное распределение в
объеме сырь и далее при 420-450°С собственно крекинг сырь .
Дл перемешивани сырь в нагревательных трубах в систему вводитс небольшое
количество (100-150 м 3/т) рециркулирующего газа. Дл обеспечени протекани процесса,
в основном в жидкой фазе, примен етс давление не более 3,0 МПа. Поскольку процесс
осуществл етс при относительно низкой температуре - до 450°С, образование кокса не
наблюдаетс и регенерации катализатора не требуетс .
Насто щее изобретение по сн етс примерами 1-6 и таблицами 1 и 2.
Пример 1. Крекинг вакуумного газойл с температурой кипени 360-520°С осуществл ли
в пустотелом проточном реакторе под давлением 0,3 МПа газа-носител (азот) в
количестве 120 л/л сырь , температуре 450°С, объемной скорости подачи сырь 2,0 час -1.
Примен ли 10%-ный водный раствор катализатора К2SiO3 (табл.1), который добавл ли в
сырье в количестве 2,9 мас.% и смешивали с сырьем в дисковом диспергаторе дл получени эмульсии следующего дисперсного состава (мас.%): менее 0,5 мкм - 2,9; 0,51,0 мкм - 11,1; 1,0-2,0 мкм - 8,4; 2,0-4,0 мкм - 15,1; 4,0-5,0 мкм - 18,2; 5,0-10,0
мкм - 24,1; 10,0-20,0 мкм - 10,4; 20,0-30,0 мкм - 5,1; выше 30 мкм - 4,7. При нагреве
эмульсии от 90°С до 380°С со скоростью 0,01°С/сек происходил взрывообразный переход
раствора катализатора в паровую фазу в частицах эмульсии с образованием кристаллитов
катализатора. Выход жидких продуктов составл л 98,5%, газа - 2,6%, в том числе
углеводородов C1-C4 - 2,36%. Степень превращени исходного газойл во фракции с
температурой кипени до 360°С составл ла 66,3%. Кокс не образовывалс .
Примеры 2-5. Крекинг вакуумного газойл с температурой кипени 360-520°С
осуществл ли в услови х, аналогичных примеру 1. Примен ли водную суспензию
следующих катализаторов с добавками: силикат цери , кобальт-алюмосиликат, барийалюмосиликат, суспензии цеолита HY в растворе алюмосиликата натри (табл.1).
Катализатор вводили в количестве 1% на сырье смешением в дисковом диспергаторе.
Нагрев эмульсии от 90°С до 390°С со скоростью 0,05°С/сек обеспечивал взрывообразный
переход раствора (суспензии) катализатора в паровую фазу и образование кристаллитов
катализатора. Выход жидких продуктов составл л 95,6-97,7%, газа - 3,4-5,0%, в том
числе углеводородов С1-С4 - 3,1-4,8%. Степень превращени исходного газойл во
фракции с температурой кипени до 360°С составл ла 63,5-69,0%. Кокс не образовывалс .
Пример 6. Крекинг сырь осуществл ли в виде смеси (60:40) исходного газойл и
фракций с температурой кипени выше 360°С, полученных от предыдущих циклов, в
которых содержалось 1,0-1,2 мас.% катализатора от предыдущих циклов в виде
мелкодисперсных частиц нано-размеров (табл.1). Первоначально катализатор на
основе К2SiO3 вводилс аналогично примеру 1 со скоростью нагрева эмульсии от 95°С до
400°С - 0,1°С/сек. Процесс осуществл ли под давлением 0,6 МПа газа-носител (азот) в
количестве 100 л/л сырь , температуре 450°С, объемной скорости подачи сырь 2,0 час -1.
Выход жидких продуктов составл л 95,1%, газа - 4,9%, в том числе углеводородов С1-С4 4,2%. Степень превращени сырь во фракции с температурой кипени до 360°С
составл ла 54,8%. В составе катализата присутствовало 24,2% бензиновых фракций с
температурой кипени до 180°С (октановое число по моторному методу 80 пунктов), 37,4%
дизельных фракций с температурой кипени 180-360°С и 38,4% остатка (рециркул та) с
температурой кипени выше 360°С. Кокс не образовывалс .
Процесс протекает с низким газообразованием (выход газа не превышает 5%) и высоким
выходом компонентов моторных топлив (выше 90%), в том числе бензина свыше 30%.
Бензины содержат умеренное количество ароматических углеводородов - до 16%, что
обеспечит выполнение современных требований к их химическому составу.
Повышенное количество ароматических углеводородов в дизельной фракции с
температурой кипени 180-360°С потребует их частичного удалени путем гидрировани .
Важным обсто тельством, положительно характеризующим процесс, вл етс Страница: 4
RU 2 300 552 C1
5
10
практическое отсутствие в газах водорода (менее 0,01%), который при каталитическом
крекинге перераспредел етс в основном между бензиновой и дизельной фракци ми и не
тер етс с топливным газом. Потер водорода на образование газа не превышает 1,0%
потенциального содержани его в сырье.
При каталитическом крекинге смеси (70:30) исходного сырь - вакуумного газойл и
остатка с температурой кипени выше 360°С от предыдущего цикла (табл.2) достигнуто
превращение сырь , достаточное дл осуществлени технического процесса с
рециркул цией остатка. При этом свежий катализатор в смесь не добавл лс , а
использовалс остаток от предыдущего цикла в составе рециркул та.
При изучении роли температуры в процессе каталитического крекинга (табл.2)
показано, что удовлетворительные результаты достигаютс при температуре 450°С.
Степень превращени сырь во фракции моторного топлива за один проход превышает
60%, а при полном его превращении с рециркул цией остатка - свыше 90%.
Таблица 1
15
Показатели
Исходное сырье
Без
катализатора
№ примера
1
2
3
4
5
Катализаторы
Co-Al- Na-Al- Ba-AlК2SiO Се2
Si+HY Si
(SiO3)2 Si
6
Газойль:
рециркул т =60:40
3
Вз то, мас.%:
20
1.Сырье
-
100,0
100,0
100,0
100,0
2.Водный раствор катализатора
-
-
2,9
3,1
2,8
ИТОГО:
-
100,0
102,9
103,1
102,8
100,0 100,0
2,6
3,0
100,0
-
102,6 103,0
100,0
Получено, мас.%:
25
1.Жидкие продукты
-
93,0
98,5
95,6
97,1
96,3
97,7
95,1
2.Газ
-
4,9
2,6
5,0
3,4
4.3
4,5
4,9
3.Вода+потери
-
2,1
1,8
2,5
2,3
2,0
1,8
ИТОГО:
-
100,0
102,9
103,1
102,8
-
102,6 103,0
100,0
0,8610 0,8678 0,8665 0,8659 0,8617
0,9273
Характеристика жидких продуктов
Плотность катализата при 20°С, г/см 3
0,9110
0,8863
227
35
Фракционный состав катализата, мас.%:
30
температура начала кипени , °С
27
36
28
32
31
выкипает до 180°С
-
16,6
29,2
30,0
27,6
29,5
32,0
24,2
180-360°С
15,1
41,1
42,2
42,5
41,4
40,6
41,7
37,4
выше 360°С
84,9
42,3
28,6
27,5
31,0
29.9
26,3
38,4
50,2
66,3
67,6
63,5
64,8
69,0
54,8
Степень превращени сырь в дистилл тные фракции с
т.кип. до 360 °С, мас.%
35
Таблица2
Показатели
Температура, °С
Исходное сырье газойль
420 газойль
450
газойль газойль: рециркул т =70:30
Баланс крекинга
40
Вз то, мас.%
1.Сырье
-
100,0
100,0
2. Водный раствор катализатора
-
0,4
0,4
100,0
-
ИТОГО:
-
100,4
100,4
100,0
92,8
Получено, мас.%
45
1.Жидкие продукты
-
92,9
92,6
2.Газ, в том числе:
-
7,0
7,5
7,0
C1-C4
-
5,3
6,0
5,8
3.Катализатор + потери
-
0,5
0,3
0,2
ИТОГО:
-
100,4
100,4
100,0
0,8642
0,8724
Характеристика жидких продуктов
50
35
Плотность при 20°С, г/см 3
0,9110
0,8710
Фракционный состав, мас.%:
н.кип., °С
227
60
59
34
до 180°С
-
7,2
11,6
22,4
180-360°С
15,1
22,7
42,9
43,5
Страница: 5
RU 2 300 552 C1
выше 360°С
84,9
70,1
45,5
34,1
Йодное число во фракци х с т.кип., °С:
5
10
15
20
25
до 180
-
23,1
18,8
10,9
180-360
2,5
7,7
7,1
5,7
Содержание ароматических углеводородов во фракци х с т.кип. °С, мас.%:
до 180
-
8,5
7,5
14,0
180-360
52,1
51,1
38,5
55,8
Формула изобретени 1. Способ крекинга углеводородов, включающий введение раствора катализатора и
крекинг под давлением в присутствии водорода, отличающийс тем, что катализатор
выбран в виде водорастворимого соединени кремни , а крекинг ведут при температуре и
давлении, обеспечивающих взрывообразный переход раствора катализатора в паровую
фазу.
2. Способ по п.1, отличающийс тем, что раствор катализатора ввод т в количестве
0,5-5,0 мас.% от массы углеводорода.
3. Способ по п.1, отличающийс тем, что раствор катализатора диспергируют или
эмульгируют в углеводороде до образовани суспензии или эмульсии с размерами частиц
не более 50 мкм.
4. Способ по п.1, отличающийс тем, что в качестве водорастворимых соединений
кремни используют водорастворимые соли кремни в количестве 0,2-1,0 мас.% от массы
углеводорода.
5. Способ по п.1, отличающийс тем, что в качестве водорастворимых соединений
кремни используют соединени кремни , содержащие добавки цеолита и/или соединений
бари или кобальта или редкоземельных элементов.
6. Способ по п.1, отличающийс тем, что взрывообразный переход раствора
катализатора в паровую фазу в частицах суспензии или эмульсии выполн ют при нагреве
суспензии или эмульсии от 90-95 до 380-450°С со скоростью 0,01-0,1°С/с.
30
35
40
45
50
Страница: 6
CL
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
87 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа