Разработка промышленной технологии каталитического синтеза моторных топлив из фракции Ткк - 360оС, получаемой при переработке 100 тысяч тонн высоковязкой высокосернистой нефти (ВВН)

Гарифзянова Г. Г.

ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

УДК 661.715.322

Г. Г. Гарифзянова, Г. Г. Гарифзянов

РАЗРАБОТКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО СИНТЕЗА МОТОРНЫХ ТОПЛИВ ИЗ ФРАКЦИИ Ткк - 360ОС, ПОЛУЧАЕМОЙ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ 100 ТЫСЯЧ ТОНН ВЫСОКОВЯЗКОЙ ВЫСОКОСЕРНИСТОЙ НЕФТИ (ВВН)

Разработан узел каталитического синтеза качественных моторных топлив из фракции Ткк - 360°С для создания современных мини-НПЗ.

И реальные, и упорно предсказываемые сырьевые трудности приводят к поиску возможностей создания ресурсосберегающих технологий, что проявляется в неуклонном стремлении к максимальной избирательности процесса и рациональности превращения нефтяных углеводородов в целевой продукт. Химическая технология, снижая удельные расходы сырья и материалов, как бы приспосабливается к предлагаемым обстоятельствам развития отрасли. Придерживаясь вышеуказанного принципа, при разработке новой технологии для переработки ВВН нами были учтены экономические и экологические требования времени.

На действующих НПЗ фундаментом химической технологии является раздельная переработка нефтяных фракций, поэтому на НПЗ вынуждены многоступенчатыми способами производить товарные нефтепродукты. При этом экономически оправданной считается мощность НПЗ более 2 млн.т/год [1].

Новая технология предназначена для создания мини-НПЗ мощностью до 100 тыс. т/год. В основе технологии заложены данные лабораторных исследований, достоверность которых подтверждены совместными работами Новосибирского ИК СОРАН на пилотной установке мощностью 100 л/сут Научной организации «Плазмохим» (г. Казань).

В качестве катализатора на установке использовался цеолит алюмосиликатного состава с мольным отношением ЭЮ2/А120з не более 450, выбранный из ряда ZSM.

В качестве сырья были использованы: нурлатский дистиллят фр. Ткк. - 360оС, S=3,75% мас.; нижнекамский дистиллят Ткк. - 350оС, S=0,51% мас.

Все опыты подтвердили результаты лабораторных испытаний. Например, из сырья ^=0,51% мас., содержащего 48,2% мас. бензиновой фракции с ОЧ 56,8 ИМ и 51,8% мас. дизельной фракции) были получены следующие выходы продуктов, %мас.:

— легких газов (Н2, Н^, 0і-02) - 4,5

— пропан-бутановой фракции - 15,5;

— бензина (8=0,01%) с ОЧ 84,3 ИМ - 47,3;

— дизельного топлива ^=0,05%), цетановое число 54 - 31,7.

Получены следующие основные базовые результаты:

1. Подтверждена возможность безраздельной переработки фракции нефти Тк.к. -360оС, что дало возможность исключить из технологической схемы НПЗ атмосферновакуумную перегонку нефти.

2. Содержание серы в сырье не лимитируется. Серосодержащие соединения превращаются в сероводород и в соответствующий органический остаток. Исключается из технологической схемы НПЗ гидроочистка.

3. Полученный высокооктановый бензин, содержащий серу менее 0,01% мас., соответствует ГОСТ Р51105-97. Исключается из технологической схемы НПЗ риформинг и высокооктановые компоненты, добавляемые в бензин.

4. Полученное зимнее дизельное топливо, содержащее не более 8% мас. н-алканов; 5-10% мас. ароматических углеводородов; 0,05% мас. серы, соответствует ГОСТ 305-2002.

На этот способ переработки нефти получен патент [2].

Технологическая схема установки каталитического синтеза моторных топлив из фракции Ткк. - 360оС представлена на рис.1.

Нефтяная фракция Ткк. - 360оС из установки легкого каталитического гидропиролиза по линии 1 под давлением 10 атм поступает в секцию трубчатой печи П603, где подогревается до температуры реакции. Пары фракции Ткк. - 360оС поступают вверх адиабатического реактора I ступени Р6041 с неподвижным слоем катализатора. В реакторе происходят крекинг, изомеризация, вследствие чего повышается октановое число бензиновой фракции. Процесс идет с поглощением тепла, поэтому продукты реакции после I ступени проходят через секции печи П603, где подогреваются до температуры реакции. Подогретые продукты реакции контактируют с катализатором в реакторе II ступени Р6042. После реактора II ступени продукты реакции проходят через секции печи П603, где подогреваются до температуры реакции и поступают в реактор III ступени Р6043. После III ступени продукты реакции направляются в котел-утилизатор КУ605, где охлаждаются за счет получения водяного пара из обессоленной воды, подаваемой насосом Н612 из емкости Е611. Пар Р=0,6 МПа из котла поступает в сеть. После котла-утилизатора КУ605 катализат охлаждается в теплообменнике Т606 горячей водой, в теплообменнике Т607 - оборотной водой и поступает в емкость Е608, где жидкая часть отделяется от газов. Газы после емкости Е608 проходят через холодильник Х609, где происходит конденсация углеводородов С3-С4. Конденсат через сепаратор С610 возвращается в емкость Е608, а легкие газы (^, H2S, C1-C2) из сепаратора С610 направляются на сероочистку. После сепаратора установлен регулятор давления системы. Жидкий катализат Е608 под давлением поступает на узел ректификации. При остановке одного из реакторов для регенерации работа продолжается в непрерывном режиме с двумя реакторами.

В таблице 1 приведены данные материального баланса каталитического синтеза моторных топлив из фракции Ткк. - 360 оС ВВН.

В таблице 2 указаны условия проведения процесса.

Разработанная технология получения моторных топлив позволит выполнить проектирование мини-НПЗ на местах добычи нефти, исключая ее транспортирование на дальние расстояния.

Таблица 1 - Материальный баланс каталитического синтеза моторных топлив из фракции Тк.к. - 360 оС ВВН

1 2 3 4 5 6 7 8

кг/ч кг/ч кг/ч кг/ч кг/ч кг/ч кг/ч кг/ч

Светлая фракция Катализат Газы: Н2 С1-С2 И2в Бензиновая фракция Дизельная фракция Фракция С3-С4 Азот Воздух Водяной пар Г азы регенерации 7550 7550 45,3 30,20 275,35 3473 3020 702,15 160 50 500 214

Таблица 2 - Условия проведения процесса

Наименование стадии Наименование показателей режима и условий процесса Рабочие значения показателей Допустимые пределы колебаний показателей

Получение высокооктанового бензина из фракции Ткк - 360оС Реактор 6041-3 Объемная скорость подачи сырья (по жидкой фазе), ч-1 1-4 2-4

Температура реакции, оС 370 360-450

Давление, МПа 1,0 0,5-2,0

Длительность цикла реакции, ч не <200 150-230

Цикл регенерации катализатора:

Длительность регенерации, ч 50-70

Регенерация паровоздушно-азотной смесью

Концентрация кислорода в регенерирующем газе в начале регенерации, % об. Не >0,5

Концентрация кислорода в регенерирующем газе в конце регенерации, % об. Не >5,0

Температура в слое катализатора, оС Не >550

Давление реактора, МПа 0,4-2,0 0,3-2,0

Литература

1. Смирнов Г.Г., Толчинский А.Р., Кондратьева Т.Ф. Конструирование безопасных и нефтехимических производств: Справочник. Л.:Машиностроение, 1988. 260 с.

2. Патент №2169755 РФ.

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Гарифзянова Г. Г.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Гарифзянова Г. Г.