CC BY
124
УДК 665.662.39:665.644.2
А. Т. Пивоваров, А. Р. Рамазанова Астраханский государственный технический университет
НОВЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ АСТРАХАНСКОГО ГАЗОКОНДЕНСАТА
Остатки газоконденсатного сырья, выкипающие при температуре выше 350 °С, нередко используются как малоценные товарные нефтепродукты. Так, например, мазут конденсата Астраханского газоконденсатного месторождения (АГКМ) используется в основном в качестве котельного топлива. Газоконденсатные остатки, в отличие от нефтяных, характеризуются значительно меньшим количеством асфальтосмолистых веществ, тяжелых металлов, но при этом содержат ощутимое количество твердых парафиновых углеводородов. В связи с этим мазут с такими свойствами экономически целесообразнее было бы использовать как сырье для получения твердых алканов, либо как сырье для приготовления дизельных топлив, либо как сырье каталитического крекинга.
Нами исследуется возможность использования мазута конденсата АГКМ как сырья каталитического крекинга.
Экономическая эффективность процесса каталитического крекинга определяется по выходу двух целевых продуктов: бензина и газа. Количество и качество данных продуктов зависят от физико-химических свойств сырья и технологического режима. Качество сырья, или его реакционная способность, определяется групповым углеводородным составом. В табл. 1 представлен углеводородный состав некоторых вакуумных дистиллятов, используемых как сырье каталитического крекинга [1].
Таблица 1
Групповой углеводородный состав сырья каталитического крекинга из различных нефтей, % мас.
N. Нефть Ставропольская Котуртепинская Западно-сибирская (самотлорская) Арланская Астраханский мазут
Углеводороды '''ч Фр. 350450 °С -0 С Я £ .рФ 005
Парафино-нафтеновые 83,7 72,3 46,5 39,8 40,6 -
В том числе:
парафиновые - 28,2 25,3 - 22,7 -
нафтеновые - 44,1 21,2 - 17,9 -
Ароматические 15,5 26,6 52,5 56,4 58,1 -
В том числе:
моноциклические 4,8 7,7 19,0 17,8 20,8 -
би- и трициклические 3,9 18,9 24,5 39,6 33,5 -
полициклические 6,8 - 9,0 0 3,8 -
Смолы 0,8 1,1 1,0 3,8 1,3 -
Характеризующий фактор 11,98 11,50 11,17 10,95 11,23 11,21
Сырье каталитического крекинга должно обладать низкой коксуемостью (не более 0,5 % мас.), т. е. содержать немного полициклических ароматических углеводородов и смолистых веществ, вызывающих быстрое закоксовывание катализатора. В сырье также ограничивается содержание металлов (не более 20-25 г/т), способных дезактивировать катализатор, и содержание серы (не боле 0,3 % мас.). В 50-70-е гг. XX в. реакционная способность сырья каталитического крекинга оценивалась по характеризующему фактору [2, 3].
Солгасно литературным данным [4] о составе конденсата АГКМ, во фракциях, выкипающих в интервале температур 350-500 °С, отмечено высокое содержание серы, ароматических углеводородов и высококипящих парафинов нормального строения. Характер распределения
серы по 50-градусным фракциям почти равномерный - 2,8-3,1 % мас., а содержание ароматических углеводородов по мере повышения температуры отбора фракций резко увеличивается - с 48,8 до 62,6 % мас. Концентрация твердых алканов увеличивается по мере утяжеления фракций - так, например, в узкой фракции 490-500 °С содержание парафинов достигает 37,1 % мас.
При исследовании физико-химических свойств мазута АГК были получены следующие данные:
Температура:
застывания.................24,5 °С
вспышки в открытом тигле...208 °С
Плотность.....................926 кг/м3
Коксуемость...................2 % мас.
я20д..........................1,4602
Балансовая разгонка стабильного газового конденсата АГКМ, представленная в табл. 2, показала, что содержание остатка, выкипающего при температуре выше 350 °С, составляет 12,5 % мас.
Таблица 2
Балансовая разгонка стабильного конденсата АГКМ
Т емпературный предел выкипания фракций, °С Балансовая разгонка стабильного конденсата
% мас. % суммарный
Газы, включая н-С-4 1,29
2 40 .н 7,17 8,46
62-70 2,85 11,31
70-85 3,51 14,82
85-100 4,74 19,56
100-120 8,07 27,63
120-130 2,86 30,49
130-140 3,73 34,22
140-150 3,58 37,80
150-160 3,45 41,25
160-170 3,91 45,16
170-180 4,35 49,51
180-190 2,71 52,22
190-200 3,27 55,49
200-210 2,13 57,62
210-220 1,71 59,33
220-230 3,02 62,35
230-240 2,31 64,66
240-250 2,20 66,86
250-260 2,43 69,29
260-270 2,34 71,63
270-280 2,06 73,69
280-290 2,11 75,80
290-300 1,90 77,70
300-310 2,19 79,89
310-320 1,02 80,91
320-330 1,68 82,59
330-340 1,54 84,13
340-350 1,55 85,68
Остаток выше 350 12,50 98,18
Потери 1,82 -
На основании вышеизложенного представляется возможным использовать мазут конденсата АГКМ в качестве сырья каталитического крекинга с предварительной очисткой от асфальтосмолистых веществ и серосодержащих соединений.
Универсальным способом облагораживания сырья каталитического крекинга является процесс гидроочистки. Применение гидроочищенных вакуумных дистиллятов позволяет повысить качество и выход светлых продуктов, в основном бензина, а также существенно уменьшить образование кокса и содержание 802 в дымовых газах регенератора. Утяжеленное сырье, в частности мазут, являющееся перспективным для установок каталитического крекинга, хуже подвергается гидроочистке, т. к. в высококипящих фракциях увеличивается содержание сера-, азот-, кислоро-
дорганических соединений, полициклических ароматических углеводородов, органических производных тяжелых металлов, ухудшающих показатели гидроочистки и каталитического крекинга.
Именно поэтому в настоящее время ведутся разработки альтернативных процессов повышения качества сырья каталитического крекинга.
А. А. Гайле и др. [5] исследовали экстакционное облагораживание фракции 470 °С-к. к. тяжелого вакуумного газойля смесью N-метилпирролидона с октаном, в результате которого коксуемость газойля снижается с 4 до 1,75 % мас. При проведении каталитического крекинга такого очищенного сырья относительный выход бензиновой и дизельной фракций повышается соответственно на 10 и 37 %, коксообразование снижается на 30 %.
Заключение
Таким образом, с целью увеличения выхода светлых дистиллятов из астраханского газоконденсата планируется применение мазута конденсата АГКМ в качестве сырья каталитического крекинга с предварительной селективной очисткой от асфальтосмолистых веществ и гетеро-органических соединений. Удаление нежелательных компонентов из мазута конденсата АГКМ смесью N-метилпирролидона с неполярными растворителями должно способствовать улучшению технологического режима процесса каталитического крекинга и, как следствие, - показателей качества целевых продуктов. По опыту переработки керосиногазойлевой фракции из смеси нефтей Озексуатского и Сунженского месторождений с характеризующим фактором К = 11,7 на установке каталитического крекинга с движущимся слоем катализатора Цеокар-3 в г. Грозном получалось до 36,5 % мас. высокооктановой бензиновой фракции [4]. Следует ожидать, что выход бензиновой фракции из астраханского сырья, имеющего характеризующий фактор К = 11,21, на установке Г-43-107 будет не ниже.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Крекинг нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах / Под ред. С. Н. Хаджиева. - М.: Химия, 1982. - 280 с.
2. Хейфец Е. М. Химия и технология искусственного жидкого топлива и газа. - М.: Гостоптехиздат, 1952.
3. Исследование процесса каталитического крекинга на установке 43-102 / А. Т. Пивоваров, Я. И. Минь-ковский и др. // Химия и технология топлив и масел. - 1966. - № 7. - С. 1-4.
4. Фрязинов В. В., Креймер М. Л., Ивченко Е. Г. Особенности химического состава фракций конденсата Астраханского месторождения // Подготовка и переработка газа и газового конденсата. - 1992. -Вып. 5. - С. 11-13.
5. Экстракционная очистка сырья каталитического крекинга / А. А. Гайле, А. П. Хворов, Г. Д. Залищев-ский и др. // Химия и технология топлив и масел. - 2005. - № 1. - С. 19-21.
Статья поступила в редакцию 4.12.2006
NEW METHODS OF TREATING OF THE ASTRAKHAN GAS CONDENSATE
A. T. Pivovarov, A. P. Ramazanova
Nowadays the black oil of the Astrakhan gas condensate (AGC) is used as not valuable boiler fuel. In accordance with the literary data about the composition of the Astrakhan field condensate, the reduced crude with over point 350 centigrade degrees contains the high quantity of sulfur, aromatic carbohydrates and high-boiling paraffin of normal structure. Thereupon, the black oil of the Astrakhan field condensate would be more economically sound to use for production of the more valuable products - light distillate. For the increase of light distillate yield of AGC the black oil of it is planning to use as the raw material for the catalytic cracking with preliminary selective treatment from asphalt-tarry matter and heter-organic compounds with use of the mixture of N-methyl pyrrolidone and nonpolar solvent. The removal of unneeded components from AGC black oil will promote the improvement of the technological conditions of catalytic cracking process and, as a result, of the quality coefficient of target products. It’s to be expected the sufficiently high yield of gasoline fraction from the Astrakhan raw material (the characteristic factor K = 11.21) on the catalytic cracking unit.
