CS263359B1 - Spdsob výroby motorovej nafty - Google Patents

Description

I 263359 2

Vynález sa týká spůsobu výroby motorovej nafty a tým aj vykurovacej nafty s obsahom0,1 až 0,15 % hmot. zo strednosírnych a vysokosírnych rfip, či už atmosférickou alebo atmosfé-rioko-vákuovou destiláciou, s vhodným technologickým usporiadaním spfisobu výroby, praktickyna stávajúcich výrobných zariadeniach s úsporou energií a nových výrobných, zvlášť hydroge-načných zariadení. Výroba motorvej nafty, či jej získavanie z rfiznych nízkosírnych rfip je dobré známa,podobné, ako aj z vysokosírnych r8p, najma ak nie je v nej limitovaný obsah síry, resp.zlúčenín síry. Avšak v případe získavania frakcií vhodných na kompaundovanie motorovej naftys nízkým obsahom síry je zapotreby ako petrolejovú frakciu, tak aj plynový olej hydrorafino-vať, resp. hydrodesulfuxizovat /Ji A. Kent (Edit.) i Riegels Handbook of Industrial Chemi-stry, str. 402 až 414. Van Nostrand Reinhold Company, New York-Cincinnati-Toronto-London--Melbourne (1974); S. K. Ogorodnikov: Spravočnik neftechimika, str. 61-73. Izdatelstvo "Chi-mija", Leningrad (1978); L. E. Codd a iní: Materials and Technology, Vol. IV. Petroleum andorganic Chemicals. J. H. Longman de Busy, str. 42 až 43. Amsterdam (1972); C. D. Robson(Edit): Modern Petroleum Technology, Part I., str. 388 až 390. John Wiley and Sons, Cbiche-ster-New Yokr-Brisbane-Toronto-Singapore (1984)/. Připadne sa pridávajú, či využívajú nakompaundáciu uhlovodíkové frakcie z hydrokrakovania výkuových destilátov, ktoré bývajú velmihlboko desulfurizované.

Avšak ako použitie produktov hydrokrakovania, tak aj hydrodesulfurizovaných ropnýchfrakcií si vyžaduje osobitné procesy hydrokrakovania alebo hydrorafinácie. Dokonca sa využí-vajú procesy automatizovaného kompaundovania motorových paliv (Hydrocarb. Process £5, No 2,February, str. 75 /1986/), ako motorových benzínov, tak aj motovorej nafty, pričoro v tejtosa reguluje nielen obsah síry, viskosita, filtrovatelnosť, teplota zákalu a vznietenia,pričom však v prípadoch spracovávania sírnych rfip súčasťou rafinérskeho zariadenia a procesovspracovania sú odsírovacie jednotky.

Obecne sa motorová nafta so sníženým obsahom síry, napr, nad 0,2 % hmot. vyrába budjej hydrogenáciou, resp. hydrodesulfurizáciou na požadovaná úroveň obsahu síry alebo petro-lejový komponent sa nehydrogenuje a kompaunduje sa s hlboko odsířeným plynovým olejom (napr.pod 0,1 % hmot. siry), pričom v závislosti na hlbke tohto odsírenia a na požadovanom obsahusíry v motorovej naftě, mfiže sa časť tohto plynového oleja i nehydrogenovať. To sa spravidlavyužívá napr. na výrobu motorovej nafty s obsahom 0,4 % hmot. síry. Avšak pri teplote výrobymotorovej nafty s obsahom síry na 0,15 % hmot. a menej zo strednosírnej a vysokosírnej ropysa uvedený spfisob nedá využiť. Preto sa vo všeobecnosti hydrogenuje, resp. hydrodesulfuri-zuje ako petrolejová frakcia, tak aj frakcia plynového oleja. Teda sú potřebné dva procesyhydrodesulfurizácie.

Avšak podlá tohto vynálezu sa spfisob výroby motorovej nafty s obsahom síry 0,1 až15 % hmot. zo strednosírnej a/alebo vysokosírnej ropy, atmosférickou a/alebo atmosféricko--vákuovou destiláciou, pri ktorej sa oddelujú okrem ropných plynov lahký i ťažký primárnýbenzín s teplotou varu do 180 - 20 °C, dalej petrolejová frakcia, plynový olej, ktorý saaspoň sčasti hydrodesulfurizuje pri teplote 300 až 450 °C, tlaku 0,1 až 10 MPa, na katalyzá-toroch obsahujúčich najmenej jeden kov a/alebo zlúčeniny kovu VI. a/alebo VIII. skupiny pe-riodického systému prvkov, spravidla na nosiči alebo nosičoch, připadne sa navýše deparafi-nizuje, vykurovací olej a případné dalšie užšie ropné frakcie a mazut, sa uskutečňuje tak,že sa zníži středná teplota varu petrolejovej frakcie v rozsahu od 10 do 35 °C v závislostiod hmotnostnej koncentrácie v nej obsaženej siry, ktorá sa zníži na 0,16 až 0,24 % hmot.,dalej sa odoberá Širšia frakcia plynového oleja v zvýšenom výťažku, pričom táto frakciaplynového oleja so zr.íženou koncentráciou síry o 5 až 25 % rel. sa vedie samostatná a/aleboplynový olej z iných destilácií ropy na hydrodesulfurizáciu s konveriou siry v plynovomoleji 70 až 98 % a dalej sa s užšou petrolejovou frakciou kompanduje na motorové naftus obsahom síry 0,1 až 0,15 % hmot. Výhodou spfisobu výroby motorovej a tým aj vykurovacej nafty podlá tohto vynálezu 3 263359 opierajúceho sa o zistenie, že závislost obsahu síry vyjádřená v S hmot. na ose x, ktorá zahrnuje všetky formy síry a jej zlúčenin, od strednej teploty varu na osi y ropných uhlo- vodíkov, resp. středných teplót varu frakcií róp hlavně strednosírnych a vysokosírnych má definovaný poloparabolický tvar.

Exaktně poznanie tejto závislosti umožňuje na štandardnom destilačnom zariadeni primár-ného spracovania ropy vyrobit petrolejová frakciu o nižšom obsahu síry vhodnd na priarnukompaundáciu 8 hydrorafinováným plynovým olejom na motorovú naftu s obsahom síry 0,1 až0,15 » hmot. ĎalSÍ vyšší účinok oproti známému stavu techniky spočívá v zlepšení podmienokpre hydrorafináciu plynového oleja, čo je vplyvom "tahania" "lahšieho" petroleja a týmnižšej koncentrácie síry v plynovom oleji vedenom na hydrodesulfurizáciu. Potom úsporahydrogenačnej kapacity alebo celého technologického stupňa hydrosulfurizácie petroleja. Ďalej je to úspora energií, hlavně tepelnej, zníženie potrieb počtu zásobníkov, zvýšenievýrobnosti motorovej nafty bez nárokov na výstavbu nových zariadeni ako aj zvýšenie flexi-bility výroby motorovej nafty různých kvalit a špeciálnych požiadaviek odberatelov.

SpĎsobcm podJa tohto vynálezu možno spracovávať strednosírne ropy u ktorých závislostobsahu síry vo frakciách uhlovodíkov stúpa "parabolicky" so střednou teplotou varu, akonapr. zmes romaškinskej ropy so západosibírskymi sírnoparafinickými ropami, u ktorých prezávislost obsahu síry x (v % hmot.) od strednej teploty varu frakcií y (v °C) platí empiric-ký vztah y = (310 + 25) "^"x.

Ako hydrogenačné, resp. hydrodesulfurizačné katalyzátory sa využívají katalyzátoryna báze kovov VI. a VIII. skupiny periodického systému, predovšetkým na báze volfrámu, molyb-dénu, chrómu, kobaltu a niklu, zriedkavejšie tiež platiny. Tie bývajú bud vo formě kovov,čaetejšie však vo formě oxidov, najma však kovov alebo oxidov na nosičoch. Vodík má bytčo najčistejšl. Přijatelné příměsi v ňom však můžu tvořit inerty a plynné nasýtené uhlovo-díky. Hydroóesulfurizácia plynového oleja může byt spojená s dealkanizáciou, či už cez inter-mediárne adukty s močovinou alebo adsorpčnodesorpčným postupom pomocou molekulových sít,připadne katalytickou deparafinizáciou (selektívnym hydrokrakovaním).

Ako komponent kompaundovanej nafty spósobom podlá tohto vynálezu možno až do 50 % vyu-žit aj frakcie uhlovodíkov z hydrokrakovania s teplotou varu od 160 do 360 °C, připadnesyntetické alkylbenzény a alkylcyklohexány a iné alkylaromatické a nafténické uhlovodíky.

Spůsob hydrogenácie, resp. hydrodesulfurizácie plynového oleja sa sice může uskutečňo-vat pretržite i polopretržite, ale najvhodnejšia je kontinuálna hydrodesulfurizácia. Přitomna kompaundovanie možno pochopitelné využit hydrogenovaný, či rafinovaný plynový olej ajz iných jednotiek a rafinérií. Třeba však dbát, aby desufurizácia plynového oleja prebehlas konveriou minimálně 70 %.

Do motorovej a tým aj vykurovacej nafty vyrobenej podlá tohto vynálezu možno přidávatobvyklé aditívy, ako depresanty, antiokorozívne přísady, přísady proti čadivosti ap. Ďalšie podrobnosti spůsobu podlá tohto vynálezu, ako aj dalšie výhody sú zřejmé z prí-kladov. Příklad 1

Atmosférickou destiláciou zmesi romaškinskej a západosibírskych sírno-parafinickýchrůp sa získává okrem rafinérskych plynov frakcia s t.v. 35 až 180 °C, tvoriaca primárnýbenzín, v množstve okolo 18 % hmot., dalej s t.v. 180 až 280 °C ako petrolejová frakciav množstve okolo 12 % hmot., resp. frakcia o t.v. 240 až 360 °C ako frakcia plynového olejav množstve okolo 15 Ϊ, resp. frakcia vykurovacieho oleja Iahkého s t.v. nad 320 °C v množstveokolo 7 % hmot. a zvyšok tvoří mazut.

I 263359 4

Motorová, resp. vykurovacia nafta s obsahom max. 0,4 4 hmot. siry sa vyrába kompaundá-ciou plynového oleja s obsahem siry 0,9 až 1,0 % hmot. s petrolejovou frakciou a obsahomsiry 0,3 až 0,4 4 hmot. a s hydrogenovaným plynovým olejom s obsahom siry 0,15 až 0,2 % hmot

Kvalitnejšia motorové nafta s obsahom siry max. 0,2 % hmot. sa vyréba kompaundácloupetrolejovej frakcie v množstva 35 až 50 % hmot., s obsahom siry 0,32 % hmot. a s hydrogeno-vaným plynovým olejom v množstve 65 až 50 4 hmot. s obsahom siry 0,1 až 0,15 4 hmot.

Hydrogenécla, resp. hydrodesulfurizécia plynového oleja s obsahom 0,99 4 hmot. sirysa uskutečňuje kontinuálně na kobalt-molybdénovom katalyzátore prl teplote 340 až 380 °C, tlaku 4 až 4,6 MPa, prl postere suroviny k cirkulačnému vodíku čistoty 80 až 90 4 obj. - 3 3 *“1 3

" 1 m :250 až 300 m a priestorovej rýchlosti suroviny - plynového oleja - 0,5 h (2 mJ n 3 plynového oleja na 1 m katalyzátore za hodinu). Obsah siry v hydrorafinovanom plynovomoleji je 0,1 až 0,15 4 hmot., v závislosti od teploty hydrorafinácie, zafaženia katalyzátoreresp. priestorovej rýchlosti a aktivity, resp. vyčerpanosti katalyzátore. Na dosiahnutieobsahu 0,1 4 hmot. siry v hydrogenovanom plynovom oleji je zapotreby spravidla teplota hydrogenácie 370 až 395 °C.

Pre potřeby dalšieho znlženia obsahu siry v motorovéj naftě na hodnotu max. 0,15 4 hmotje zapotreby kompaundovaf 55 4 hmot. hydrogenovaného plynového oleja s obsahom 0,1 4 hmot.siry, 20 4 hmot. hydrogenovaného petroleje s obsahom siry 0,05 4 hmot. a 25 4 hmot. nehydro-genovaného petroleja s obsahom 0,32 4 hmot. siry. Takáto motorová nafta má obsah siry0,145 4 hmot. Na jej výrobu je zapotreby okrem hydrogenácie plynového oleja aj hydrogenáciapetroleje.

Destiláciou zmesi romaškinskej a západosiblrskych slrno-parafinických rOp sa zlskava"poloparabolická" závislost "x" obsahu siry v ropnej frakcii (v 4 hmot. siry) so stúpajúcoustřednou teplotou varu »y" frakcie (v °C), znázorněná na obr. 1. Tak pre závislost strednejteploty varu frakcie y (v °C) od obsahu siry x (v 4 hmot.) platí empirická rovnica y = » (308 + 12) “^x".

Znamená to, že výrazný vzrast obsahu siry je zřejmý pri poměrně malom zvyšovaní teplotyvaru frakcii a naopak.

Tak sa petrolejová frakcia jímá od t.v. 180 °C len po 265 °C tak, že obsah siry v nejje 0,22 4 hmot. Zlska sa tak o znížené množstvo petroleje viac plynového oleja, ale obsahsiry v ňom je tiež nižší. Tento sa vedie na hydrodesulfuritáciu za uvedených podmienok azlska sa hydrogenovaný plynový olej s obsahom siry 0,1 4 hmot.

Schématické znázornenie hydrogenácie, resp. hydrodesulfurizácie plynového oleja jeznázorněné na obr. 2.

Plynový olej zo zásobnlka 1 sa vedie prlvodom 2 na sanie nástrekového čerpadla 3 az něho výtlakem cez výměník (utizátor) tepla 4 cez ohrevnú pec 5, v ktorem sa predohrejena teplotu 340 až 380 °C prlvodom 6 do reaktora 7 s obsahom kobaltmolybdénového alebo nikel-molybdénového katalyzátore. Z reaktora 7, pracujúcom pri tlaku 4,1 MPa sa odvádza surovýdehydrogenát odvodom 8 cez výmennlk (utilizátor) tepla 4 a z něho odvodom 9 cez chladič10 do separátora 11, z ktorého pri teplote 45 °C a tlaku 3,6 MPa oddělený plyn - v podstatěvodík sa odvádza potrubím 12 do cirkulačného kompresora 13 a z něho do přívodu 2 plynovéhooleja. Čerstvý vodík sa privádza prlvodom 14. Kvapalný podiel sa zo separátora 11 vedietrasou 15 cez výmennlk tepla 16 do stripovacej kolony 17, do ktorem sa z vyvarovacej, resp."reboilovacej· pece 18 privádza predohriaty hydrogenovaný plynový olej, pričom hlavou stripovacej kolony 17 sa odvádza potrubím 19 sirovodík a lahké uhlovodíky a spodom, potrubím 20cez výmennlk tepla 16 a chladič 21, odvodom 20 hydrogenovaný plynový olej.

Kompaundáclou takto získaného petroleja v množstve 37 4 hmot. a s obsahom siry 0,22 4

Claims (1)

1. 5 263359 hmot. s hydrogenovaným plynovým olejom v množstve 63 % hmot. a obsahom síry 0,1 % hmot. sa získá motorová nafta s obsahom síry 0,144 8 hmot., splňujúca tiež vžetky ostatně kvali- tativně parametre podlá CSN 65 6506. Příklad 2 Postupuje sa s menšími odchylkami v technologických parametroch podobné ako v příkla-de 1. Pre kompaundáciu motorovéj nafty na obsah 0,2 8 hmot. síry sa jímá petrolejová frakciaso začiatkom destilácie 169 °C, pričom do teploty 189 °C vydestiluje 10 % obj., do teploty217 °C už 50 % obj., do teploty 255 °C 90 % obj. petroleje, s koncovou teplotou destilácie291 °C. Hustota petroleje je 89 kg.m-3 a obsah síry v ňom 0,29 % hmot. Plynový olej je so začiatkom destilácie 203 °C, pričom 10 % obj. vydestiluje do teploty248 °C, 50 % obj. do teploty 294 °C, 90 8 obj. do teploty 348 °C a koniec destilácie360 °C/93 8. Hustota plynového oleja je 851 kg.m-3 a obsah síry v ňom 0,92 % hmot. Jehohydrogenácia, resp. hydrodesulfurizácia sa uskutočňuje pri teplote 380 °C, tlaku 4,1 MPa, za použitia vodika čistoty 87 %, pri pomere nastrekovaného plynového oleja k cirkulačnému3 3 -1 plynu 1 m :250 mn a priestorovej rýchlosti 0,1 h . Obsah síry v hydrogenovanom plynovomoleji je 0,1 % hmot. Pre kompaundovanie motorovej nafty s obsahom síry do 0,15 % hmot. sa jímá petrolejováfrakcia so začiatkom teploty destilácie 166 °C, pričom 10 % obj. vydestiluje do t.v. 189 °C,50 % obj. do t.v. 209 °C, 90 % obj. do t.v. 247 °C s koncom destilácie 275 °C. Hustota získa-ného petroleje » 804 kg.m-3 a obsah síry " 0,22 8 hmot. Plynový olej je so začiatkom destilácie 196 °C, pričom 10 8 obj. sa vydestiluje doteploty 231 °C, 50 8 obj. do teploty 283 °C, 90 8 obj. do teploty 341 °C, s koncom destiláciepri 360 °C/97 8. Hustota plynového oleja = 846 kg.m-3 a obsah síry = 0,81 % hmot. Jeho hydrogenáciou pri teplote 380 °C, tlaku 4,1 MPa a priestorovej rýchlosti 0,5 h-1 sazíská hydrodesulfurzivaný plynový olej s obsahom síry 0,080 8 hmot. siry. Kompaundovaním 40 8 hmot. petroleja s 0,22 8 hmot. síry so 60 8 hmot. hydrogenovanéhoplynového oleja s 0,08 8 hmot. síry sa dostane kvalitná motorová nafta s obsahom 0,130 8hmot. síry. Kompaundovaním s 35 8 hmot. petroleja a 65 8 hmot. hydrogenovaného plynovéhooleja sa dostává motorová nafta s 0,129 8 hmot. síry. PREDMET VYNALEZU Spůsob výroby motorovej nafty s obsahom síry 0,1 až 15 8 hmot. zo strednosírnej a/alebovysokoslrnej ropy, atmosférickou a/alebo atmosféricko-vákuovou destiláciou, pri ktorej saoddelujú okrem ropných plynov Iahký a fažký primárný benzín s teplotou varu do 180 - 20 °C,dalej petrolejová frakcia, plynový olej, ktorý sa aspoň sčasti hydrodesulfurizuje pri teplote300 až 450 °C, tlaku 0,1 až 10 HPa, na katalyzátorech obsahujúcich najmenej jeden kov a/alebozlúčeniny kovu VI. a/alebo VIII. skupiny periodického systému prvkov, spravidla na nosičialebo nosičoch, připadne sa navýše deparafinizuje, vykurovací olej a případné dalžie užšieropné frakcie a mazut, vyznačený tím, že sa zníži středná teplota varu petrolejovéj frakciev rozsahu od 10 do 35 °C v závislosti od hmotnostnej koncentrácie v nej obsaženej síry,ktorá sa zníži na 0,16 až 0,24 8 hmot., dalej sa odoberá širšia frakcia plynového olejav zvýšenom výtažku, pričom táta frakcia plynového oleja so znlženou koncentráciou síryo 5 až 25 8 rel. sa vedie samotná a/alebo plynový olej z iných destilácií ropy na hydrode-sulfurizáciu s konveriou síry v plynovou oleji 70 až 98 8 a dalej sa s užšou petrolejovoufrakciou kompaunduje na motorovú naftu s obsahom siry 0,1 až 0,15 8 hmot.