Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСТИЛЛЯТНЫХ ФРАКЦИЙ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСТИЛЛЯТНЫХ ФРАКЦИЙ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСТИЛЛЯТНЫХ ФРАКЦИЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: дистиллятные фракции получают термокрекингом тяжелого и остаточного нефтяного сырья в присутствии инициирующей добавки 10 20% полиэтилена любого вида при 360 460 °С. Образующиеся пары конденсируют при 10 90 °С для раздельного отбора жидких и маслянных дистиллятных фракций. 2 табл. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2047645
Класс(ы) патента: C10G9/16
Номер заявки: 93020250/04
Дата подачи заявки: 20.04.1993
Дата публикации: 10.11.1995
Заявитель(и): Институт органической и физической химии им.А.Е.Арбузова Казанского филиала АН СССР
Автор(ы): Кадыров М.У.; Романов Г.В.; Бикмухаметов Д.З.; Семкин В.И.; Газикашев А.А.
Патентообладатель(и): Институт органической и физической химии им.А.Е.Арбузова Казанского филиала АН СССР
Описание изобретения: Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к получению светлых дистиллятных фракций путем термодеструкции тяжелых нефтей и нефтяных остатков, и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен способ переработки тяжелого нефтяного сырья, описанный (1) пат. СССР N 719551, Бюл. N 8, 1980.
Сущность способа заключается в термическом крекинге нефтяного сырья в серии реакторов при 405-520оС в контакте с инертным газом, поступающим в зону реакции с температурой 400-2000оС.
Недостатки данного способа: образуются летучие газы (6-10%); остается большой процент кубового остатка (35-40%); можно получать только масляные фракции (данный способ не рассчитан на получение бензиновых и керосиновых фракций).
Наиболее близким к изобретению относится способ получения дистиллятных фракций из тяжелых нефтей и нефтяных остатков (мазута) (2) а.с. N 941397, Бюл. N 25, 1982. Согласно описанию способ проводится следующим образом.
Нефтяной остаток подвергается вакуумной перегонке в присутствии ароматического концентрата, выкипающего в пределах 300-500оС и с содержанием ароматических углеводородов 50-100% Количество его берется 5-12% исходного сырья. В качестве ароматического концентрата используются: экстракты масляных фракций (побочный продукт, получаемый при селективной очистке масляных фракций нефтей); смолы пиролиза нефтяных остатков; антраценовая фракция, представляющая собой продукт каталитического реформинга. До 3/4 ароматического концентрата смешивается с исходной нефтью, а остальная часть вводится в дистилляционную колонну. Вакуумную перегонку ведут при температуре верха колоны 180оС, низа 380оС и остаточном давлении 50 мм рт.ст. Суммарный выход дистиллятов составляет на исходное сырье 70-74% кубовый остаток составляет 20-25% летучие углеводороды 5-6% Недостатками прототипа являются сравнительно высокий выход летучих и кубового остатка; наличие вредных примесей в ароматических концентратах, таких как сера (до 2%), фосфора (до 1%) и пр. элементов, загрязняющих целевые дистилляты; применение в технологии операции вакуумирования.
Целью изобретения является замена данных ароматических концентратов на легкодоступное и химически чистое углеводородное сырье, уменьшение выхода побочных продуктов летучих и кубового остатка, получение жидких дистиллятов, соответствующих бензиновым и керосиновым фракциям, исключение из технологии операции вакуумирования.
Поставленная задача достигается тем, что в исходное тяжелое нефтяное сырье вместо ароматического концентрата добавляют полиэтилен, причем полиэтилен любого вида в количестве 10-20% получаемой смеси, полученную смесь подвергают термическому крекингу (пиролизу) при атмосферном давлении путем нагрева в интервале температур 360-460оС, где 360оС начало пиролиза, а 460оС конец пиролиза, образующиеся в процессе пиролиза продукты разложения конденсируют в холодильнике-конденсаторе, температуру хладагента которого повышают от 10 до 90оС в соответствии с ростом температуры пиролиза.
Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что вместо ароматических концентратов в качестве инициирующей добавки применяют легкодоступный и химически чистый полиэтилен, причем полиэтилен любого вида (ПВД полиэтилен высокого давления; ПНД полиэтилен низкого давления; НП нестандартный полиэтилен; ОУ отходы и утиль), и вместо вакуумной перегонки процесс термодеструкции проводят при атмосферном давлении.
Такое техническое решение обеспечивает уменьшение выхода побочных продуктов летучих газов и кубового остатка соответственно до 1-2 и 5-6% вместо 6 и 30% у известных способов, и получение наряду с масляными дистиллятами жидких дистиллятов, разгоняемых в интервале температур 100-300оС и в количестве 22-36% исходной смеси.
Предлагаемый способ проводят по следующей технологии, схема лабораторной установки приведена на чертеже.
Исходную смесь 1, состоящую из 80-90% тяжелой нефти или нефтяного остатка (мазута) и 10-20% полиэтилена загружают в реактор 2 и начинают нагревать включением муфельной электропечи 3. Регулировку и контроль температур в реакторе 2 и печи 3 осуществляют с помощью термопар 4. С достижением в реакторе 2 температуры 360оС начинается процесс пиролиза полиэтилена.
В процессе пиролиза полиэтилена продукты его расщепления начинают инициировать разрыв цепей в молекулах нефтяного сырья и способствуют таким образом образованию целевых дистиллятов бензино-керосиновых и масляных. Пиролиз смеси 1 продолжается до 460оС. Выше этой температуры начинается уже термический процесс коксования углеводородов. Поэтому процесс пиролиза смеси 1 с достижением температуры 460оС считается законченным. В процессе пиролиза в интервале температур 360-460оС, образующиеся пары попадают в холодильник-конденсатор 5, конденсируются там и стекают в приемник 6, состоящий из емкостей для жидких и масляных дистиллятов. Процесс пиролиза протекает все технологическое время при атмосферном давлении в стационарном режиме (без перемешивания).
Как показали результаты опытов пиролиз смеси в интервале температур 360-400оС протекает с образованием жидких дистиллятов (бензино-керосиновых), выкипающих в интервале температур 100-300оС, а в интервале температур 400-460оС с образованием маслянных дистиллятов, состоящих из легких, средних и тяжелых фракций. Поскольку температура плавления масел легких фракций начинается с 38-40оС и повышается до 90оС у тяжелых, то в процессе пиролиза температура хладагента в конденсаторе 5 повышается с 10 до 90оС с ростом температуры смеси 1 в реакторе 2.
При проведении опытов по изложенной технологии были установлены следующие закономерности: механизм термокрекинга смеси нефтяное сырье + полиэтилен не зависит от вида полиэтилена, а зависит только от химического состава нефтяного сырья и количества полиэтилена; если полиэтилена берется меньше 10% исходной смеси, то температура окончания пиролиза понижается. Такое понижение приводит на начальном этапе к простой перегонке, а затем к операции коксования углеводородов. В результате этого выход целевых дистиллятов уменьшается, а выход летучих и кубового остатка увеличивается; если количество полиэтилена берется более 20% исходной смеси, то в процессе пиролиза в целевых дистиллятах увеличивается содержание α-олефиновых углеводородов, а это влечет за собой резкое изменение физических и химических свойств целевых продуктов.
П р и м е р 1. Нефтяной остаток прямой перегонки нефти Студено-Ключевского месторождения, имеющий показатели: плотность ρ 0,939 кг/м3, температуру разгонки 340-500оС, вязкость кинематическую ν50 20,6 сСт, содержание серы S 1,8% коксуемость К 6,9% смешивают в количестве 900 г с полиэтиленом вида НП (нестандартный полиэтилен, представляющий собой технологический отход производства), взятым в количестве 100 г. Показатели полиэтилена: плотность ρ 0,86 кг/м3, температура пиролиза 360-440оС. Полученную в соотношении 9:1, исходную смесь 1 нагревают в реакторе 2 путем установки его в муфельную электропечь 3. С достижением в реакторе 2 температуры 360оС начинается пиролиз смеси 1. С этого момента пары разложения поступают в холодильник-конденсатор 5, охлаждаемый водой с температурой 10-20оС, конденсируются там и стекают в емкость для бензино-керосинового дистиллята приемника 6. Сбор данного дистиллята в емкость заканчивается при температуре в реакторе 395-400оС. Начиная с этой температуры приемку целевых дистиллятов переводят на емкость для масляных фракций. Масляные дистиллят, представляющий собой смесь легких, средних и тяжелых фракций получается при пиролизе, протекающем в интервале температур 400-460оС. Поскольку температура плавления масляных фракций растет от 38 (легкая) до 90оС (тяжелая), то в процессе их сбора поднимают и температуру хладагента (воды) с 20 до 90оС. С достижением в реакторе 2 температуры 460оС пиролиз смеси 1 прекращается, реактор 2 выводится из зоны нагрева, охлаждается и взвешивается. Взвешиваются также емкости приемника 6 с целевыми продуктами. Результаты пиролиза представлены в табл.1.
П р и м е р 2. Технологический режим тот же, что и в примере 1, только исходная смесь 1 взята в соотношении 8:2 (800 г нефтяной остаток и 200 г полиэтилена вида НП). Результаты пиролиза представлены в табл.1.
П р и м е р 3. Технологический режим тот же, что и в примере 1, только в качестве исходного нефтяного сырья взят топочный мазут показателями: плотностью ρ0,954 кг/м3, вязкостью кинематической ν 21,0 сСт, температурой разгонки 340-520оС, коксуемостью К 7,0% содержанием серы S 2,1% Соотношение компонентов в исходной смеси 9: 1 (900 г мазута и 100 г полиэтилена НП). Результаты пиролиза представлены в табл.1.
П р и м е р 4. Технологический режим тот же, что и в примере 1, исходная смесь 1 та же, что в примере 3, соотношение компонентов в смеси 8:2. Результаты пиролиза представлены в табл.1.
Из табл.1 видно, что предложенный способ позволяет получать из нефтяных остатков бензино-керосиновые дистилляты, выкипающие в интервале температур 100-300оС в количестве 22-36% исходного сырья, масляные дистилляты, выкипающие в интервале температур 300-440оС в количестве 60-72% исходного сырья и уменьшить выход летучих до 2% и кубового остатка до 6%
Получаемые таким способом целевые дистилляты имеют одинаковые или очень близкие физико-химические показатели (см. табл.2), что показывает высокую стабильность найденного технологического режима.
Таким образом, применение предлагаемого способа в нефтеперерабатывающей промышленности позволит решить такие задачи, как:
замена химически неоднородных ароматических концентратов на легко доступное и химически чистое углеводородное сырье на полиэтилен; уменьшения выхода летучих газов и кубового остатка; получения жидких дистиллятов, соответствующих бензино-керосиновым фракциям; упрощения технологического процесса путем исключения операции вакуумирования.
Формула изобретения: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСТИЛЛЯТНЫХ ФРАКЦИЙ путем термокрекинга тяжелого и остаточного нефтяного сырья в присутствии инициирующих добавок, отличающийся тем, что в качестве инициирующей добавки используют полиэтилен любого вида в количестве 10-20 мас. от исходного сырья, полученную смесь подвергают термокрекингу при атмосферном давлении и температуре 360-460oС с конденсацией образующихся паров при 10-90oС для раздельного отбора жидких и масляных дистиллятных фракций.