CC BY
28
Раздел 05.17.07
УДК 665.642.4.013
Химическая технология топлива и высокоэнергетических веществ
DOI: 10.17122/bcj-2020-3-88-90
И. Р. Хайрудинов (д.х.н., проф., гл. н. с.), А. А. Тихонов (к.т.н., зав. отд.), А. А. Ишкинин (к.т.н., с. н. с.), Т. И. Сажина (зав. лаб.), Р. И. Хайрудинов (н. с.)
ПЕРЕРАБОТКА ТЯЖЕЛЫХ ТЕРМИЧЕСКИХ ГАЗОЙЛЕЙ
ВТОРИЧНЫХ ПРОЦЕССОВ НПЗ С ПОЛУЧЕНИЕМ ВЫСОКОИНДЕКСНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО
УГЛЕРОДА
АО «Институт нефтехимпереработки», департамент фундаментальных исследований 450065, г. Уфа, ул. Инициативная, 12; тел. (347) 2422438, e-mail: redaktor@inhp.ru
I. R. Khayrudinov, A. A. Tikhonov, A. A. Ishkinin, T. I. Sazhina, R. I. Khayrudinov
PROCESSING OF HEAVY THERMAL GAS OILS OF THE SECONDARY PROCESSES OF REFINERY TO PRODUCE HIGH-INDEX RAW MATERIAL FOR TECHNICAL CARBON
JSC Institute of Petroleum Refining and Petrochemistry 12, Initsiativnaya Str, 450065, Ufa, Russia, ph. (347) 2422438, e-mail: redaktor@inhp.ru
Выполнены анализы промышленных образцов тяжелых газойлей коксования и тяжелого газойля каталитического крекинга. На основании экспериментов, проведенных на пилотной установке термического крекинга, с последующим фракционированием выделена газойлевая фракция, имеющая высокое содержание ароматических углеводородов, обладающая достаточно высокими значениями индекса корреляции. Рассмотрен вариант получения сырья для технического углерода с использованием газойле-вых фракций установок глубокой переработки остаточного сырья одного из НПЗ, разработаны исходные данные для проектирования установки.
Ключевые слова: пилотная установка термического крекинга; получение сырья для производства технического углерода с индексом корреляции не ниже 120; тяжелый газойль каталитического крекинга; тяжелые газойли коксования; фракционирование продуктов термического крекинга
Введение в эксплуатацию в отрасли установок каталитического крекинга и замедленного коксования обеспечивает достаточно большие ресурсы тяжелых термических газойлей, выкипающих 360 °С. Сложившаяся практика вовлечения в состав котельного топлива не решает проблемы их эффективной утилизации
Дата поступления 30.06.20
Analyzes of industrial samples of heavy coking gas oils and catalytic cracking heavy gas oils have been carried out. Based on experiments carried out on a pilot thermal cracking unit, followed by fractionation, a gas oil fraction with a high content of aromatic hydrocarbons and sufficiently high values of the correlation index was isolated. A variant of obtaining feedstock for carbon black using gas oil fractions of installations for deep processing of residual feedstock of one of the refineries is considered, initial data for the design of the installation are developed.
Key words: fractionation of thermal cracking products; heavy coking gas oils; obtaining raw materials for the production of carbon black with a correlation index of at least 120; pilot thermal cracking unit; heavy catalytic cracking gas oil.
из-за введения акцизов на топочные мазуты и приводит к убыточности такого технического решения.
Вместе с тем на российских НПЗ ранее были апробированы технологии, позволяющие повысить ароматичность этих газойлей и обеспечить достижение индекса корреляции до уровня 120 ед. и выше
С целью развития одной из этих технологий в АО «ИНХП» были проведены эксперименты по получению сырья для технического углерода путем термической переработки тяжелых газойлей установки замедленного коксования (УЗК), обладающих индексом корреляции не более 70 ед.
В табл. 1 представлены физико-химические показатели образцов тяжелых газойлей коксования и каталитического крекинга. В табл. 2 представлены параметры качества узких фракций, полученных из балансовой смеси тяжелых газойлей УЗК, выкипающих в пределах 290-480 оС.
Из полученных данных видно, что легко-кипящие компоненты данной смеси, выкипающие до 400 оС имеют более низкие значения
плотности (863.5-927.1 кг/м3), вязкости (1.20-3.43 сСт), содержат много насыщенных (неароматических) углеводородов (50.1-63.8 %) и, как следствие, низкие значения индекса корреляции (39-55 ед.). Более высокипящие фракции 400-480 оС имеют значения индекса корреляции 61-76 ед.
В табл. 3 представлены результаты фракционирования тяжелого газойля каталитического крекинга с получением аналогичных узких фракций.
Все фракции тяжелого газойля каталитического крекинга имеют намного более высокие значения плотности (946.4-1141.2 кг/м3), намного меньшее содержание неароматических углеводородов (5.1-26.4 %) и более высокие значения индекса корреляции (от 85 до 156 ед.).
Таблица 1
Характеристика сырьевых газойлей НПЗ
Наименование показателей Тяжелый Тяжелый Тяжелый
газойль газойль газойль
ко ксования-1 коксования-11 каткрекинга
Плотность при 20°С, кг/м3 943.8 964.7 1073.6
Массовая доля серы, % 2.76 2.90 0.14
Массовая доля воды, % отс. отс. отс.
Массовая доля механических примесей, % 0.009 0.007 0.010
Зольность, % 0.002 0.270 0.003
Индекс корреляции 67 69 127
Вязкость при 50°С, сСт 19.3 43.0 80.2
Фракционный состав, % об.
- начало кипения, °С 307 265 242
- 10% выкипает при 346 376 367
- 50% выкипает при 392 449 398
- 90% выкипает при 461 538 479
- 95% выкипает при 479 560 503
- конец кипения 505 571 547
- выход, % 99 97 99
Групповой химический состав, %
- парафино-нафтеновые 42.1 37.7 10.1
- ароматические 50.0 51.6 82.1
- смолы 7. 9 10.7 4.0
- асфальт ены отс. отс. 3.8
Таблица 2
Характеристики узких фракций смеси термических газойлей
Наименование фракций Выход, % мас. Плотность, кг/м3 Вязкость при 100°С, сСт Групповой химический состав, % Индекс корреляции
ПНУ АУ Смолы Асф.
290-300 °С 0.30 863.5 1.20 63.8 28.7 7.5 - 39
300-320 °С 0.55 881.5 1.26 62.7 30.3 7.0 - 42
320-340 °С 2.53 897.9 1.62 61.7 31.9 6.4 - 46
340-360 °С 5.17 909.0 2.01 51.7 43.2 5.1 - 50
360-380 °С 9.27 918.7 2.62 51.3 43.4 5.3 - 52
380-400 °С 15.17 927.1 3.43 50.1 44.0 5.1 - 55
400-420 °С 15.46 942.7 4.46 45.1 47.7 7.2 - 61
420-440 °С 15.75 955.3 6.22 41.9 50.8 7.3 - 67
440-460 °С 9.44 965.9 8.27 40.2 52.1 7.7 - 72
460-480 °С 9.64 976.7 10.97 32.3 57.6 10.1 - 76
выше 480 °С 16.72 1003.9 43.03 24.9 60.3 11.9 2.9 89
С целью ароматизации балансовой смеси тяжелых газойлей УЗК нами были проведены эксперименты по ее термическому крекингу на пилотной установке при температурах 490— 500 оС, давлении 2.5 Мпа с подачей 65 мл/ мин. В ходе опытов отбирали пробы газа и жидкого продукта крекинга, который разделяли на бензин, легкий газойль, тяжелый газойль (380—480 оС) и крекинг остаток.
В табл. 4 представлены результаты фракционирования фракции 380—480 оС на аналогичные узкие фракции. Все полученные фракции имеют высокие значения плотности
(1010.8—1098.1 кг/м3) невысокое содержание неароматических углевдородов (8.5—24.9 %) и достаточно высокое значение индекса корреляции (97-136 ед.).
Полученные результаты были использованы для предпроектной проработки в виде исходных данных для проектирования специализированной установки для переработки газой-левых фракций, получаемых в термических процессах коксования и крекинга остаточного сырья, мощностью 120 тыс. т по высококачественному сырью для технического углерода с индексом корреляции не ниже 120 ед.
Таблица 3
Характеристики узких фракций каталитического газойля
Наименование фракций Выход, % мас. Плотность, кг/м3 Вязкость при 100°С, сСт Групповой химический состав, % Индекс корреляции
ПНУ АУ смолы асф.
290-320 °С 1.06 946.4 0.89 26.4 70.4 3.2 - 85
320-340 °С 2.62 999.2 1.38 20.7 76.8 2.5 - 103
340-360 °С 2.70 1012.1 2.10 15.5 80.6 3.9 - 104
360-380 °С 20.79 1042.8 3.32 14.7 83.0 2.3 - 115
380-400 °С 19.13 1061.3 4.46 12.6 85.3 3.2 - 123
400-420 °С 15.71 1081.4 6.20 10.5 86.3 3.2 - 131
420-440 °С 11.84 1099.3 9.97 9.4 88.1 2.5 - 138
440-460 °С 9.41 1118.5 16.50 7.7 88.8 3.5 - 146
460-480 °С 5.03 1141.2 26.20 5.1 90.4 4.5 - 156
выше 480 °С 11.71 1196.4 не течет 3.7 67.9 1 1.1 17.3 -
Таблица 4
Характеристика узких 20-ти градусных фракций тяжелого газойля опыта №3
Наименование Выход, Плот- Вязкость Групповой химический Индекс
фракций % мас. ность, при 100°С, состав,% * корреля-
кг/ м3 сСт ПНУ АУ смолы ции
380-400 °С 19.5 1010.8 4.98 24.9 62.5 12.6 97
400-420 °С 19.9 1048.3 7.90 18.3 67.3 14.4 112
420-440 °С 20.3 1067.8 12.40 16.2 67.6 16.2 122
440-460 °С 20.7 1087.2 21.25 9.2 72.1 18.7 132
460-480 °С 19.6 1098.1 41.02 8.5 70.5 21.0 136
*асфальтены отсутствуют
Литература
1. Федотов В.Е., Кушнер Б.Э., Соловьев В.Г., Макаров А.Д. Совершенствование производства сырья для технического углерода на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности.— М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1990.— 60 с.
2. Хайрудинов И.Р., Тихонов А.А., Таушев В.В., Теляшев Э.Г. Современное состояние и перспективы развития термических процессов переработки нефтяного сырья.— Уфа: Изд. ГУП ИНХП РБ, 2015.- С.277-301.
References
1. Fedotov V.Ye., Kushner B.E., Solov'yev V.G., Makarov A.D. Sovershenstvovaniye proizvodstva syr'ya dlya tekhnicheskogo ugleroda na predpriyatiyakh neftepererabatyvayushchey promyshlennosti [Improving the production of raw materials for carbon black at the enterprises of the oil refining industry]. Moscow, TSNIITEneftekhim Publ.,1990, 60 p.
2. Khayrudinov I.R., Tikhonov A.A., Taushev V.V., Telyashev E.G. Sovremennoye sostoyaniye i perspektivy razvitiya termicheskikh protsessov pererabotki neftyanogo syr'ya [Current state and prospects for the development of thermal processes in the processing of petroleum raw materials]. Ufa, GUP INKHP RB Publ., 2015, pp.277-301.
