Способ получения топливных дистиллятов

Данное решение не свободно от недостатков. Так, относительно низкая степень деметаллизации не снимает затруднений при последующем каталитическом крекинге продукта этого процесса, но даже использование современных, стойких к металлам катализаторов,требует их повышенного расхода, что отрицательно сказывается на общей экономической оценке этого известного решения.Наиболее близким к изобретению является способ получения топливных дистиллятов из остаточного нефтяного сырья (например, гудрона), включающий смешение остаточного нефтяного сырья с сапропелитом и жидкой ароматизированной добавкой, проведение термокрекинга, полученной смеси с последующим выделением Целевых продуктов (3).В известном способе термокрекингу подвергают смесь, содержащую тяжелое нефтяное сырье (мазут, гудрон, тяжелые нефти), сланец - ленинградский, прибалтийский, в количестве 1-10 мас. , сланцевую смолу или ее фракцию 220-340 С, в количестве 1-10 мас. . и гидрированную фракцию продуктов термокрекинга с т. кип. 300-400 С, в количестве 1-5 мас. , при повышенной температуре и давлении с последующим выделением топливных дистиллятов. Выход топливных дистиллятов при термокрекинге составляет 55-60 мас. на сырье.Данное решение не свободно от недостатков. Применяемая в качестве ароматизированной добавки гидрированная фракция с температурой выкипания 300-400 С увеличивает стоимость конечных продуктов, ввиду того, что для их получения необходима дополнительная стадия ее гидрооблагораживания. Достаточно высокая стоимость гидрированной фракции с температурой выкипания 300-400 С сдерживает процесс использования в нефтеперерабатывающей промышленности известного способа (3).К недостаткам указанного способа можно отнести также применение в них в качестве твердой добавки-активатора сланца в количестве 1-10 мас. Применяемый в качестве твердой добавки-активатора сланец также увеличивает стоимость целевых продуктов, ввиду того, что для подготовки сланца, а именно для измельчения его до размеров 50-100 мк,требуется дорогостоящее оборудование типа 1 ЭЕ 51 -14.Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности способа переработки тяжелых нефтяных остатков, включая снижение стоимости конечного продукта.Техническим результатом изобретения является исключение из процесса получения топливных дистиллятов использования твердой добавки-активатора при сохранении вь 1 хода готовой продукции.Указанный технический результат достигается тем, что переработка остаточного сырья(гудрона), с целью получения топливных дистиллятов и котельного топлива с пониженной вязкостью ведется путем его смешения с жидкой добавкой-активатором (фракция сланцевого масла с пределами выкипания 200-400 С). Согласно изобретению, перед осуществлением термоконверсии смесь подвергают механоактивации и воздействию магнитно-вихревого поля в соответствующих устройствах. Механоактивацию смеси проводят в диспергаторах,а обработку магнитно-вихревым полем осуществляют пропусканием потока среды через ферромагнитные частицы, например через вращающиеся ферромагнитные иголки. Иголки вращаются в рабочей зоне аппарата, при температуре 80-150 С, куда поступает смесь гудрона и сланцевого масла с температурой выкипания 200-400 С (4). Такой подход применительно к переработке тяжелых нефтяных остатков ранее не применялся.В процессе механоактивации 2-х компонентной смеси и ее обработке магнитновихревь 1 м полем происходит достаточно эффективное перемешивание и активация сырья,при этом размеры молекул сланцевого масла (0,3-0,5 нм) соизмеримы с размером молекул гудрона (0,4-0,7 нм). Это обстоятельство имеет важное значение для создания условий оптимального взаимодействия молекул сланцевого масла с молекулами гудрона.Сырье, подвергнутое такой обработке, дает возможность проводить его термоконверсию в более мягких условиях по сравнению с известными способами, а именно при температуре в реакторе 410-450 С, давлении 2,5-5 МПа, объемной скорости 1,0-3,0 час 1. Носамым важным обстоятельством является то, ЧТО процесс термоконверсии протекают в отсутствии каких-либо катализаторов.Заявленный способ осуществляют с Использованием нового жидкого активатора-фракции сланцевого масла с пределами вь 1 кипания 200-400 С. Отличительной особенностью фракции сланцевого масла с пределами вь 1 кипания 200-400 С является то, что в своем составе она содержит повышенное Количество водорода (не менее 10 мас. ) за счет присутствия в нем значительного количества гидропроизводнь 1 х полициклических ароматических соединений типа тетралина, алкилированнь 1 х нафталина, антрацена, фенантрена и др. Фракция сланцевого масла с пределами вь 1 кипания 200-400 С имеет следующий групповой углеводородный состав (мас. ) парафиновые циклопарафиновые - 71,3 ароматические углеводороды - 28,7, в том числе гидропроизводнь 1 е тетралинов, антраценов и др. - 9,3. Сланцевое масло смешивают с гудроном при общем количестве жидкой добавки 0,5-6,0 мас. от тяжелого нефтепродукта, подвергают термоконверсии в интервале температур 410-450 С,давлении 2,5-5 МПа, объемной скорости 1,0-3,0 час 1. Такое масло получают известным способом - термической переработкой горючих сланцев с твердым теплоносителем. По известному способу мелкозернистый сланец сушат, подвергают термодеструкции с твердым теплоносителем с образованием парогазовой смеси. Последнюю, после ее сухой очистки, орошают смесью конденсатов с выводом первого конденсата тяжелой фракции масла. Далее, парогазовую смесь охлаждают в холодильнике с выводом второго конденсата тяжелой фракции масла в качестве готового продукта. Несконденсированную часть парогазовой смеси разделяют в ректификационной колонне с выделением легкой фракции масла с пределами вь 1 кипания 200-400 С, выводимой в качестве готового продукта. Способ обеспечивает получение из горючего сланца ценных фракций с низким содержанием механических примесей и оптимизацию параметров процесса (5).Указанная фракция сланцевого масла с пределами вь 1 кипания 200-400 С является достаточно эффективным донором водорода при термоконверсии остаточного нефтяного сырья (предпочтительно гудрона). Для получения необходимого количества целевых продуктов при термоконверсии оптимальное содержание водорода в сланцевом масле с пределами вь 1 кипания 200-400 С должно быть не менее 10 мас. . При снижении количества водорода в сланцевом масле ниже 10 мас. заметно снижается выход целевых продуктов в процессе термоконверсии. Увеличение количества водорода во фракции сланцевого масла с пределами вь 1 кипания 200-400 С выше 10 мас. . практически не влияет на выход целевых продуктов. Фракцию сланцевого масла с пределами вь 1 кипания 200-400 С и содержащую не менее 10,0 мас. водорода добавляют в количестве 0,5-6 мас. на гудрон.Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный способ отличается использованием иного приема - смешением фракции сланцевого масла с пределами вь 1 кипания 200-400 С с тяжелым нефтяным продуктом (гудроном), получением 2-х компонентной смеси с заданным комплексом возможного, только с помощью осуществления предлагаемого способа. Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию новизна.Сравнение заявленного решения с прототипом и другими техническими решениями в данной области техники позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию изобретательский уровень.Целевыми топливными дистиллятами при разделении продуктов термоконверсии, в соответствии с изобретением, являются топливные фракции бензиновая, выкипающая до 180 С, дизельная, выкипающая в пределах 180-360 С, газойлевая, выкипающая в пределах 360-500 С, а также мазут с невысокой вязкостью, отвечающий требованиям ГОСТ 10585, на мазут марки М-100.Подобные топливные фракции являются основными продуктами при осуществлении процесса, в соответствии с изобретением. Топливные фракции легко могут быть перера ВУ 10367 С 1 200811248ботань 1 в КОМПОНЕНТЫ товарных топлив, т.е. изобретение позволяет получить результат,который не вытекает с очевидностью из известного уровня техники.Преимущества изобретения проиллюстрированы следующими примерамиВ качестве остаточного нефтяного сырья в приведенных примерах используют гудрон,который имеет следующую характеристику плотность - 984 кг/мз, элементный состав,мас.С 86,8 Н 10, 86 5 1,5 М 0,3 (кислород и примеси по разности - до 100,0), вязкость 28,0 сСТ, коксуемость 10,0 мас. , асфальтены 9,3 мас. , выкипает до 500 С 24,5 мас. ,содержит ванадия 180 г/т, никеля 90 г/т.В качестве жидкой активирующей добавки используют сланцевое масло, состоящее из фракции с пределами выкипания 200-400 С, имеющую следующую характеристику плотность 995 кг/мз, показатель преломления 1, 5696, молекулярная масса 290, содержание асфальтенов 3,8 мас. , элементный состав, мас. С - 86,95 Н - 10,9 Ы - 0,56 5 0,6 температура застывания - минус 22 С, вязкость 14,9 сСТ при 50 С.Процесс термоконверсии гудрона проводят или на проточной установке с объемом реактора 6 л или на промышленной установке с объемом реактора 10 мз. Условия термоконверсии температура 410-450 С, давление (азота, собственных углеводородных газов,водородосодержащего газа) 2,5-4,0 МПа, объемная скорость 1,0-3,0 час 1, соотношение газ сырье - 800 нм 3/м 3.Количество жидкой активирующей добавки составляет 0,5-6,0 в расчете на гудрон,содержание водорода в ней 10,0-12,0 мас. .В процессе отбирают газ и жидкие продукты, отделяют твердые компоненты. Жидкие продукты процесса дистиллируют на фракции с т. кип. до 180 С, 180-360 С, 360-500 С и остаток с т. кип. выще 360 С.Смесь для процесса термоконверсии готовят путем последовательного смещения гудрона, фракции сланцевого масла с пределами выкипания 200-400 С. Смещение и циркуляцию ведут в обогреваемой мещалке при температуре не ниже 90 С в течение 2,5 часов,а затем полученную смесь подвергают механоактивации в диспергирующем устройстве и обработке магнитно-вихревым полем на установке активации процессов.Исходную смесь готовят смещением гудрона 10 т. и фракции сланцевого масла с пределами выкипания 200-400 С массой 0,05 т. Смещение и циркуляцию ведут в обогреваемой мещалке при температуре не ниже 90 С в течение 2,5 часов. Затем смесь подвергают механоактивации и обработке при температуре 80-150 С магнитно-вихревым полем. Термоконверсию ведут под давлением 3-5 МПа, температуре 410-450 С, объемной скорости 1-2 час 1. Содержание фракции сланцевого масла составляет 0,5 мас. , на гудрон, содержание в сланцевом масле водорода составляет 10,0 мас. . Смесь пропускают через магнитно-вихревое поле напряженностью 0,05-0,2 Тл. Полученные жидкие продукты подвергают центрифугированию для отделения твердых компонентов. Жидкие продукты дистиллируют на фракции с т. кип. до 180 С (бензиновая), 180-360 С (дизельная), 360-500 С(газойлевая) и остаток с т. кип. выще 500 С. Показатели процесса приведены в табл. 1.Сырье и условия процесса термоконверсии аналогичны примеру 1, за исключением того, что содержание фракции сланцевого масла с пределами выкипания 200-400 С составляет 1,0 мас. на гудрон. Смесь пропускают через магнитно-вихревое поле напряженностью 0,05 Тл. Показатели процесса термоконверсии приведены в табл. 1.Сырье и условия процесса термоконверсии аналогичны примеру 1, за исключением того, что содержание фракции сланцевого масла с пределами выкипания 200-400 С составляет 2,0 мас. на гудрон. Смесь пропускают через магнитно-вихревое поле напряженностью 0,1 Тл. Показатели процесса термоконверсии приведены в табл. 1.Сырье И условия процесса термоконверсии аналогичны примеру 1, за исключением того, что содержание фракции сланцевого масла с пределами выкипания 200-400 С составляет 3,0 мас. на гудрон. Смесь пропускают через магнитно-вихревое поле напряженностью 0,15 Тл. Показатели процесса термоконверсии приведены в табл. 1.Сырье и условия процесса термоконверсии аналогичны примеру 1, за исключением того, что содержание фракции сланцевого масла с пределами выкипания 200-400 С составляет 6,0 мас. на гудрон. Смесь пропускают через магнитно-вихревое поле напряженностью 0,2 Тл. Показатели процесса термоконверсии приведены в табл. 1.Исходное сырье готовят смешением 10 т гудрона и 0,3 т сланцевого масла. Смешение и циркуляцию ведут в обогреваемой мешалке при температуре не ниже 90 С в течение 2,5 часов. Затем смесь подвергают механоактивации и воздействию магнитно-вихревого поля напряженностью 0,5 Тл при температуре 80-150 С. В данном примере содержание фракции сланцевого масла с пределами выкипания 200-400 С составляет 3,0 мас. , а содержание водорода в ней - 8,0 мас. .Термоконверсию ведут под давлением 3-5 МПа, температуре 410-450 С, объемной скорости 1-2 час 1. Полученные жидкие продукты подвергают центрифугированию для отделения твердых компонентов. Жидкие продукты дистиллируют на фракции с т. кип. до 180 С (бензиновая), 180-360 С (дизельная), 360-500 С (газойлевая) и остаток с т. кип. выше 500 С. Показатели процесса термоконверсии приведены в табл. 1.Получаемые продукты имеют следующую характеристику бензиновая фракция с т. кип. до 180 С показатель преломления - 1,4216, элементный состав, мас. С 85,50 Н 13,75 5 0,46 Ы 0,06 дизельная фракция с т. кип. 180-360 С показатель преломления 1,4786, элементный состав, мас. С 86,80 Н 12,26 5 0,69 Ы 0,06 газойлевая фракция с т. кип. 360-500 С показатель преломления - 1,5211, элементный состав, мас. С 86,60 Н 11,24 5 1,29 Ы 0,21 остаток с т. кип. выше 500 С плотность - 1011 кг/м 3, элементный состав, мас. С 88,18 Н 9,48 5 1,70 Ы 0,64.Сырье и условия процесса термоконверсии аналогичны примеру 6, за исключением содержания водорода в сланцевом масле в количестве 10 мас. . Смесь пропускают через магнитно-вихревое поле напряженностью 0,1 Тл. Результаты процесса термоконверсии приведены в табл. 1.Сырье и условия термоконверсии аналогичны примеру 6, за исключением содержания водорода в сланцевом масле, в количестве 11 мас. . Смесь пропускают через магнитновихревое поле напряженностью 0,15 Тл. Показатели процесса термоконверсии приведены в табл. 1.Сырье и условия процесса термоконверсии аналогичны примеру 6, за исключением содержания водорода в сланцевом масле, в количестве 12 мас. . Смесь пропускают через магнитно-вихревое поле напряженностью 0,2 Тл. Показатели процесса термоконверсии приведены в табл. 1.Исходное сырье готовят смешением гудрона - 10 т и сланцевого масла - 0,05 т. Смешение и циркуляцию ведут в обогреваемой мешалке при температуре не ниже 90 С, в течение 2,5 часов. Затем смесь подвергают механоактивации и обработке магнитно-вихревым полем напряженностью 0,05-0,2 Тл при температуре 80-150 С. В данном примере содержание фракции сланцевого масла с пределами выкипания 200-400 С составляет 0,5 мас. на гудрон, содержание в нем водорода составляет - 10,0 мас. .