RU2186090C2 - Method for production of liquid hydrocarbons by hydrogenation and demetallization of heavy oil feedstock - Google Patents

Method for production of liquid hydrocarbons by hydrogenation and demetallization of heavy oil feedstock Download PDF

Info

Publication number
RU2186090C2
RU2186090C2 RU2000112320/04A RU2000112320A RU2186090C2 RU 2186090 C2 RU2186090 C2 RU 2186090C2 RU 2000112320/04 A RU2000112320/04 A RU 2000112320/04A RU 2000112320 A RU2000112320 A RU 2000112320A RU 2186090 C2 RU2186090 C2 RU 2186090C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
hydrogenation
tar
yield
oil
Prior art date
Application number
RU2000112320/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000112320A (en
Inventor
Н.В. Королева
О.В. Хоружа
О.В. Хоружая
Л.Н. Кузнецова
Original Assignee
Королева Наталья Владиславовна
Хоружая Оксана Викторовна
Кузнецова Лариса Николаевна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Королева Наталья Владиславовна, Хоружая Оксана Викторовна, Кузнецова Лариса Николаевна filed Critical Королева Наталья Владиславовна
Priority to RU2000112320/04A priority Critical patent/RU2186090C2/en
Publication of RU2000112320A publication Critical patent/RU2000112320A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2186090C2 publication Critical patent/RU2186090C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: petroleum processing and petrochemistry. SUBSTANCE: heavy oil residues are subjected to hydrogenation using as catalyst iron polyphosphate with gel or xerogel structure containing 92.0-97.0 wt % ferric oxide ate P2O5/Fe2O3 ratio between 0.5:1 and 1.5:1 and no more than 4 wt % transition metals of V-VIII groups, each of the metals being present in quantities 0.001 to 1.0 wt % and the rest of catalyst being composed by water Ca, Si, Na, and Mg oxide impurities. Process is conducted during 0.5 to 2.0 h at 380-450 C and hydrogen pressure 2-6 atm. EFFECT: increased yield of lube oil fractions. 2 cl, 6 tbl, 19 ex

Description

Изобретение относится к области нефтепереработки и катализа процессов получения из тяжелого нефтяного сырья углеводородных фракций, используемых для получения жидких моторных топлив, и может быть применено также в нефтехимической промышленности и промышленности органического синтеза. The invention relates to the field of oil refining and catalysis of processes for producing hydrocarbon fractions from heavy petroleum feedstocks used to produce liquid motor fuels, and can also be applied in the petrochemical and organic synthesis industries.

В связи с увеличением содержания смолисто-асфальтовых и сернистых соединений в современных добываемых нефтях во всем мире приобретают важное значение проблемы углубленной переработки тяжелых нефтяных остатков - гудронов, содержащих значительное количество смолисто-асфальтеновых веществ, сернистых вторичных гудронов, тяжелых вязких смол пиролиза и т.п. In connection with the increase in the content of tar-asphalt and sulfur compounds in modern produced oils all over the world, the problems of advanced processing of heavy oil residues - tars containing a significant amount of tar-asphaltene substances, sulfur secondary tars, heavy viscous pyrolysis resins, etc. .

В настоящее время для углубленной переработки нефти с целью получения дополнительных количеств бензина применяют малоэффективный процесс коксования, где выход бензиновых фракций составляет 20%. Currently, for the advanced oil refining in order to obtain additional quantities of gasoline, a low-efficiency coking process is used, where the yield of gasoline fractions is 20%.

Каталитические процессы получения жидкого углеводородного сырья из тяжелых дистиллятов, например, гидрокрекинг, используются в настоящее время для переработки сравнительно легких фракций, например, газойлей и высококипящих нефтяных масел (1. Смидович Е.В. Технология нефти, ч. II. Деструктивная переработка нефти. М., Химия, 1968, 375 с.). Catalytic processes for the production of liquid hydrocarbon feedstocks from heavy distillates, for example, hydrocracking, are currently used for the processing of relatively light fractions, for example, gas oils and high boiling oil oils (1. Smidovich E.V. Petroleum technology, part II. Destructive oil refining. M., Chemistry, 1968, 375 p.).

К недостаткам указанных процессов в отношении использования в них в качестве сырья гудронов следует отнести, во-первых, перевод сырья в жидко-паровую фазу, что практически невозможно в случае вовлечения в процесс вязких фракций с температурой кипения более 500oС и, во-вторых, необходимость частой циклической регенерации катализатора.The disadvantages of these processes regarding the use of tar as a raw material in them are, firstly, the transfer of raw materials to the liquid-vapor phase, which is almost impossible if viscous fractions with a boiling point of more than 500 o С are involved in the process and, secondly , the need for frequent cyclic regeneration of the catalyst.

Известны процессы получения жидких продуктов из углей и их смесей с нефтяными тяжелыми фракциями (2. Кричко А.А., Лебедев В.В., Фарберов И.Л. Нетопливное использование углей. М., Недра, 1978. 215 с.3. Юлин М.К. Гидрогенизация бурых углей Канско-Ачинского бассейна под невысоким давлением водорода в синтетическое жидкое топливо. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени д. т. н. М. , МХТИ им. Д.И. Менделеева, 1990. 4. Малолетнев А.С., Кричко А.А., Гаркуша А.А. Получение синтетического жидкого топлива гидрогенизацией углей. М., Недра, 1992, 128 с.). Known processes for producing liquid products from coal and their mixtures with heavy oil fractions (2. Krichko A.A., Lebedev V.V., Farberov I.L. Non-fuel use of coal. M., Nedra, 1978. 215 p.3. Yulin MK Hydrogenation of brown coals of the Kansk-Achinsk basin under low hydrogen pressure into synthetic liquid fuel. Abstract of thesis for the degree of Doctor of Technical Sciences M., Moscow Art Institute named after DI Mendeleev, 1990 4. Maloletnev A.S., Krichko A.A., Garkusha A.A. Obtaining synthetic liquid fuel by hydrogenation of coal. M., Nedra, 1992, 128 pp.).

Недостатком этих процессов является использование высоких давлений, введение значительных количеств элементной серы (3. Юлин М.К. Гидрогенизация бурых углей Канско-Ачинского бассейна под невысоким давлением водорода в синтетическое жидкое топливо. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени д.т.н. М. , МХТИ им. Д.И. Менделеева) или необходимость сложной регенерации катализатора, вследствие включения в его состав благородных металлов (4. Малолетнев А.С., Кричко А.А., Гаркуша А.А. Получение синтетического жидкого топлива гидрогенизацией углей. М., Недра, 1992, 128 с.). The disadvantage of these processes is the use of high pressures, the introduction of significant amounts of elemental sulfur (3. Yulin M.K. Hydrogenation of brown coals of the Kansk-Achinsk basin under low hydrogen pressure into synthetic liquid fuel. Abstract of dissertation for scientific degree. Science M., Moscow Art Theater named after DI Mendeleev) or the need for complex catalyst regeneration due to the inclusion of noble metals (4. Maloletnev A.S., Krichko A.A., Garkusha A.A. Synthetic liquid fuel by coal hydrogenation. M., Nedra, 1 992, 128 p.).

В процессах переработки нефтяных фракций используют твердо-кислотные катализаторы, например, на основе фосфатов поливалентных металлов (5. Патент США 3.088.908. ). Наиболее близким аналогом предлагаемому решению проблемы получения жидких продуктов из тяжелых нефтяных остатков является способ (5. Патент США 3.088.908.) гидрокрекинга высококипящих минеральных масел (Ткип. менее 500oС) в присутствии Н2 с использованием фосфатов поливалентных металлов - 40-80% А1Р04; 35% Fе3 (Р04)3 фосфаты в ксерогельной форме с 5-10% фторида натрия.In the processing of petroleum fractions, solid acid catalysts are used, for example, based on polyvalent metal phosphates (5. US Patent 3,088,908.). The closest analogue to the proposed solution to the problem of obtaining liquid products from heavy oil residues is the method (5. US Patent 3,088,908.) Hydrocracking high-boiling mineral oils (Bp. Less than 500 o C) in the presence of H 2 using phosphates of polyvalent metals - 40-80 % A1P0 4 ; 35% Fe 3 (P0 4 ) 3 phosphates in xerogel form with 5-10% sodium fluoride.

При гидрокрекинге высококипящих минеральных масел, которые существенно отличаются от гудронов более низкой молекулярной массой соединений, меньшим количеством смолисто-асфальтовых веществ, и соединений тяжелых металлов и гетероатомов при заявленных в патенте условиях образуется газа 15-20%, бензина 30-25%, масел 45-50% и смол 5-15 (мас.%). When hydrocracking high-boiling mineral oils, which differ significantly from tars with a lower molecular weight of compounds, fewer tar and asphalt compounds, and compounds of heavy metals and heteroatoms, under the conditions stated in the patent, gas 15-20%, gasoline 30-25%, oils 45 -50% and resins 5-15 (wt.%).

Недостатком способов является не только невозможность использования на стационарных катализаторах в качестве сырья вязких гудронов, но и дезактивация катализатора гетероорганическими (особенно серосодержащими) соединениями, и термическая нестабильность используемого катализатора при регенерации после образования кокса на поверхности. The disadvantage of the methods is not only the impossibility of using viscous tars as a raw material on stationary catalysts, but also the catalyst deactivation by heteroorganic (especially sulfur-containing) compounds, and the thermal instability of the used catalyst during regeneration after coke formation on the surface.

Задача данного способа заключается в обеспечении возможности переработки прямогонных гудронов, сернистых вторичных гудронов, тяжелых вязких смол пиролиза и т.п. тяжелых остатков нефтепереработки. The objective of this method is to provide the possibility of processing straight-run tar, sulphurous secondary tar, heavy viscous pyrolysis resins, etc. heavy refinery residues.

Для решения поставленной задачи предлагается способ получения жидких продуктов гидрогенизацией тяжелого нефтяного сырья в присутствии водорода и катализатора на основе полифосфата железа в количестве 4-6 мас.% от общего количества сырья. To solve this problem, a method for producing liquid products by hydrogenation of heavy oil feedstock in the presence of hydrogen and a catalyst based on iron polyphosphate in the amount of 4-6 wt.% Of the total amount of the feedstock is proposed.

Отличие предлагаемого способа от известных заключается в том, что в качестве катализатора используют полифосфат железа геле- или ксерогельной структуры - 92-97 мас. % при соотношении P2O5:Fе2О3=0,5-1,5 и переходные металлы V-VIII групп в количестве не более 4 мас.% в сумме от состава катализатора, причем каждый металл присутствует в количестве 0,001-1,000 мас. %, остальное вода и примеси оксидов Ca, Si, Na, Mg. Отличие также состоит в том, что процесс проводят при Т=380-450oС, давлении водорода 2-6 МПа, времени контакта 0,5-2,0 час. Благодаря такой совокупности признаков становится возможным выполнение вышеназванной задачи - гидрогенизации тяжелого нефтяного сырья преимущественно в масло.The difference between the proposed method and the known ones is that iron polyphosphate of a gel or xerogel structure is used as a catalyst — 92-97 wt. % with a ratio of P 2 O 5 : Fe 2 O 3 = 0.5-1.5 and transition metals of groups V-VIII in an amount of not more than 4 wt.% in total of the composition of the catalyst, with each metal present in an amount of 0.001-1,000 wt. %, the rest is water and impurities of the oxides Ca, Si, Na, Mg. The difference also lies in the fact that the process is carried out at T = 380-450 o C, a hydrogen pressure of 2-6 MPa, a contact time of 0.5-2.0 hours. Thanks to such a combination of features, it becomes possible to carry out the above task - hydrogenation of heavy crude oil mainly into oil.

Для улучшения реологических свойств реакционной массы и контакта фаз непрерывный процесс проводят в присутствии 1-3 мас.% поверхностно-активного вещества. To improve the rheological properties of the reaction mass and phase contact, a continuous process is carried out in the presence of 1-3 wt.% Surfactant.

Способ получения катализатора
Катализатор, вводимый в гудрон (пример 1-15), мазут (пример 16), смесь гудрона и смолы "Парекс" (пример 19) получают осаждением мочевиной солей железа из раствора, содержащего рассчитанное количество ортофосторной кислоты и солей металлов-сокатализаторов - Мо, Со, Ni, Сr, Сu, Ti, при молярном соотношении пентаоксида фосфора к оксиду железа Р2О5:Fе2О3=0,5-1,5. При этом после "созревания" и старения геля образуется ксерогель фосфата (пример 1), высушенный катализатор содержит по данным атомно-абсорбционного анализа ортополифосфаты железа и металлов-сокатализаторов (табл.2).
The method of producing catalyst
The catalyst introduced into the tar (example 1-15), fuel oil (example 16), a mixture of tar and Parex resin (example 19) are obtained by urea precipitation of iron salts from a solution containing the calculated amount of orthophostoric acid and salts of metal-cocatalysts - Mo, Co, Ni, Cr, Cu, Ti, with a molar ratio of phosphorus pentoxide to iron oxide P 2 O 5 : Fe 2 O 3 = 0.5-1.5. In this case, after “maturing” and aging of the gel, a phosphate xerogel is formed (Example 1), the dried catalyst contains, according to atomic absorption analysis, iron orthophosphiphosphates and metal-cocatalysts (Table 2).

Катализатор, как следует из дериватографического анализа, термостабилен до высоких температур, Δg при Т=850oС - 10 мас.%. Однако, повторное его использование нецелесообразно, т.к. после отжига кокса, как показал рентгенофазовый и микроскопический анализ, меняется его фазовый состав, образуются оксиды железа.The catalyst, as follows from the derivatographic analysis, is thermostable to high temperatures, Δg at T = 850 o C - 10 wt.%. However, its reuse is impractical because after coke annealing, as shown by x-ray phase and microscopic analysis, its phase composition changes, iron oxides are formed.

Процесс осуществляют следующим способом:
Пример 1
Гудрон, характеристики которого представлены в табл.1, нагревают до температуры 90oС и пропускают через диспергатор, куда вводят 6 г катализатора (6 мас.%) - ксерогеля фосфата железа, содержащего добавки группы металлов (состав катализатора КТ-1 представлен в табл.2).
The process is carried out in the following way:
Example 1
The tar, the characteristics of which are presented in Table 1, is heated to a temperature of 90 o C and passed through a dispersant, where 6 g of the catalyst (6 wt.%) Is introduced - iron phosphate xerogel containing metal group additives (the composition of the catalyst CT-1 is presented in table .2).

После диспергирования гудрон с катализатором подвергают процессу деструктивной гидрогенизации при Т=450oС, РН2=5,0 МПа в течение 0,5 часа во вращающемся автоклаве.After dispersion, the tar with the catalyst is subjected to a destructive hydrogenation process at T = 450 ° C, P H2 = 5.0 MPa for 0.5 hours in a rotating autoclave.

После опыта газ дросселируют через газовые часы и анализируют методом газожидкостной хроматографии на приборе ЛХМ-8МД при комнатной температуре, газ-носитель - гелий, детектор - катарометр; Н2, СН4, СО - анализируют на колонке L=1 м, d=4 мм на цеолите МаХ; С02, NH3 и С2С4 - на колонке L=9 м, d= 4 мм, заполненной сферохромом-2 с 10 мас.% н-гексадекана. По составу газа за исключением Н2 рассчитывают плотность газа и его выход при гидрогенизации гудрона (Г).After the experiment, the gas is throttled through a gas clock and analyzed by gas-liquid chromatography on an LHM-8MD instrument at room temperature, the carrier gas is helium, and the detector is a katharometer; H 2 , CH 4 , CO — analyzed on a column L = 1 m, d = 4 mm on zeolite Max; С0 2 , NH 3 and С 2 С 4 - on a column L = 9 m, d = 4 mm, filled with a spherochrome-2 with 10 wt.% N-hexadecane. The gas composition, with the exception of H 2, is used to calculate the gas density and its yield during the hydrogenation of tar (G).

Твердые и жидкие продукты гидрогенизации анализируют по принятым в нефтепереработке методам исследования нефтяных остатков (6. Дияров И.Н., Батуева А.Н., Садыков А.Н., Солодова Н.Л. Химия нефти. Л., Химия, 1990. 240 с. ). Твердый остаток на фильтре экстрагируют толуолом в аппарате Сокслета, сушат до постоянного веса, озоляют и по разности весов определяют выход твердых продуктов (карбенов, карбоидов и кокса - мас.%). Solid and liquid hydrogenation products are analyzed according to the methods adopted in oil refining for the study of oil residues (6. Diyarov I.N., Batueva A.N., Sadykov A.N., Solodova N.L. Petroleum Chemistry. L., Chemistry, 1990. 240 s.). The solid residue on the filter is extracted with toluene in a Soxhlet apparatus, dried to constant weight, ashed, and the yield of solid products (carbenes, carboids and coke - wt.%) Is determined by the difference in weights.

Из жидких продуктов последовательно выделяют по методике ВНИИНП осаждением в бензине асфальтены - (А, мас.%) и на колонке с силикагелем АСК последовательно выделяют масла (М, мас.%), неполярные и полярные смолы (СН и Сп, мас.%).Asphaltenes - (A, wt.%) Are sequentially isolated from liquid products by the VNIINP method by gasoline deposition in gasoline and oils (M, wt.%), Non-polar and polar resins (С Н and С п , wt. %).

В суммарном жидком гидрогенизате определяют содержание серы (7. ГОСТ 1437-75. Ускоренный метод определения серы.) - мас.% и рассчитывают степень удаления серы (% уд.). In the total liquid hydrogenate, the sulfur content is determined (7. GOST 1437-75. Accelerated method for determining sulfur.) - wt.% And calculate the degree of sulfur removal (% beats).

Количество полярных смол в исходном гудроне и в жидком продукте характеризует удаление гетероорганических соединений. The amount of polar resins in the initial tar and in the liquid product characterizes the removal of heteroorganic compounds.

Пример 2 (сравнительный)
Гудрон нагревают до температуры 90oС и пропускают через диспергатор, при температуре 450oС, давлении водорода 5,0 Мпа, в течении 0,5 часа во вращающемся автоклаве проводят гидрогенизацию гудрона.
Example 2 (comparative)
The tar is heated to a temperature of 90 o C and passed through a dispersant, at a temperature of 450 o C, a hydrogen pressure of 5.0 MPa, hydrogenation of the tar is carried out for 0.5 hours in a rotating autoclave.

Результаты анализов представлены в табл.4. The results of the analyzes are presented in table 4.

Как следует из сравнения результатов оп.1 и 2, реакция деструктивного гидрирования в присутствии катализатора - фосфата железа, диспергированного в гудроне, проходит селективно с образованием преимущественно масел - 60,3 мас. %, наиболее ценных фракций для получения жидких моторных топлив. При этом существенно - с 19,2 до 7,6% снижается коксообразование и газообразование - с 30,7 до 11,3 мас.%. Следует также отметить высокую степень обессеривания гудрона - 59,6%. As follows from a comparison of the results of Op. 1 and 2, the destructive hydrogenation reaction in the presence of a catalyst - iron phosphate dispersed in the tar passes selectively with the formation of mainly oils - 60.3 wt. %, the most valuable fractions for the production of liquid motor fuels. At the same time, coke formation and gas production decrease significantly - from 19.2 to 7.6% - from 30.7 to 11.3 wt.%. It should also be noted a high degree of desulfurization of tar - 59.6%.

Примеры 3-4
Опыты и анализ проводят аналогично оп.1, изменяя время процесса. Как следует из данных табл.3, увеличение времени процесса приводит к углублению деструкции органического вещества гудрона, возрастает количество образующегося газа, однако, выход масел до τ = 2 час остаются не ниже 40%, что соответствует параметрам прототипа. Существенно повышается степень удаления серы - 80 мас.%.
Examples 3-4
The experiments and analysis are carried out similarly to op.1, changing the process time. As follows from the data in Table 3, an increase in the time of the process leads to a deeper destruction of the organic matter of the tar, the amount of gas formed increases, however, the oil yield up to τ = 2 hours remains at least 40%, which corresponds to the parameters of the prototype. Significantly increases the degree of removal of sulfur - 80 wt.%.

Примеры 5-6
В опытах 5, 6, 1 варьируется температура процесса Т=380-450oС. В указанном диапазоне температур сохраняется значительный (более 80%) выход жидких продуктов, однако несколько снижается селективный выход масел - с 60,3 до 45,5 мас.%.
Examples 5-6
In experiments 5, 6, 1, the process temperature varies T = 380-450 o C. In the indicated temperature range, a significant (more than 80%) yield of liquid products remains, however, the selective yield of oils is slightly reduced - from 60.3 to 45.5 wt. %

Примеры 7-9
Существенное влияние на процесс оказывает давление водорода РН2. Снижение РН2 ниже 2,0 МПа нецелесообразно, т.к. в жидком гидрогенизате увеличивается содержание асфальтенов и смол, снижается степень удаления серы до 31,6%. Повышение давления водорода РН2 выше 6 МПа также нецелесообразно, поскольку увеличивается выход газообразных продуктов (почти в 2 раза) и снижается (на 10%) суммарный выход жидких продуктов.
Examples 7-9
A significant effect on the process is exerted by the hydrogen pressure P H2 . A decrease in P H2 below 2.0 MPa is impractical because the content of asphaltenes and resins in the liquid hydrogenate increases, the degree of sulfur removal decreases to 31.6%. An increase in the hydrogen pressure P H2 above 6 MPa is also impractical, since the yield of gaseous products increases (almost 2 times) and the total yield of liquid products decreases (by 10%).

Примеры 10-11
Концентрация катализатора - ксерогеля фосфата железа P2O5:Fе2О3= 0,5-1,5 содержащего металлы сокатализаторы: Мо, Со, Ni, Сr, Сu, Ti, в исследованном диапазоне оказывает существенное влияние на выход масел - наибольший выход масел в жидком продукте гидрогенизации составляет 70,4 мас.% при Скат=8 мас. %, РН2=3,0 МПа, τ = 0,5 час. Однако при этом суммарный выход жидких продуктов несколько ниже, чем при Скат=6 мас.% (пример 7), в то же время степень удаления серы остается на прежнем уровне. Таким образом, экономически нецелесообразно увеличивать концентрацию катализатора выше 6 мас.%. Снижение концентрации катализатора до 4 мас.% и ниже резко снижает выход масляной фракции и ухудшает показатели обессеривания.
Examples 10-11
The concentration of the catalyst - xerogel of iron phosphate P 2 O 5 : Fe 2 O 3 = 0.5-1.5 metal-containing cocatalysts: Mo, Co, Ni, Cr, Cu, Ti, in the studied range has a significant effect on the oil yield - the greatest the oil yield in the liquid hydrogenation product is 70.4 wt.% at Scat = 8 wt. %, P H2 = 3.0 MPa, τ = 0.5 hours. However, while the total yield of liquid products is slightly lower than at Skat = 6 wt.% (Example 7), at the same time, the degree of sulfur removal remains at the same level. Thus, it is not economically feasible to increase the concentration of the catalyst above 6 wt.%. A decrease in the concentration of the catalyst to 4 wt.% And lower sharply reduces the yield of the oil fraction and worsens the performance of desulfurization.

Результаты опытов 1-11 свидетельствуют о возможности изменения условий процесса в зависимости от цели переработки гудрона, получение бензина, масел, удаления гетероорганических соединений. The results of experiments 1-11 indicate the possibility of changing the process conditions depending on the purpose of processing tar, obtaining gasoline, oils, and removing hetero-organic compounds.

Примеры 12, 13
Результатом замены фосфата железа на ортополифосфаты железа с соотношением Р2О5:Fе203=2,0-2,5 несмотря на снижение общего выхода жидких продуктов (оп. 1-81,1%, oп. 12, 13-72,1% и 77,0 мас.%, что вероятно связано с уменьшением содержания в катализаторе - КТ-2, КТ-3 железа - табл.2), является повышение деструкции гетероорганических соединений, снижается содержание серы и полярных смол почти до уровня точности анализа - 0,2 мас.%.
Examples 12, 13
The result of the replacement of iron phosphate with iron orthopoliphosphates with a ratio of P 2 O 5 : Fe 2 0 3 = 2.0-2.5 despite a decrease in the total yield of liquid products (op. 1-81.1%, op. 12, 13-72 , 1% and 77.0 wt.%, Which is probably associated with a decrease in the content of iron in the catalyst - KT-2, KT-3 - Table 2), is an increase in the destruction of heteroorganic compounds, the content of sulfur and polar resins is reduced almost to the level of accuracy analysis - 0.2 wt.%.

Пример 14 (Прототип)
В качестве прототипа выбран способ (5ю Патент США 3.088.908.) гидрокрекинга высококипящих минеральных масел с использованием катализатора следующего химического состава:
A1PO4 - 60 мас.%
Fe3(PO4)2 - 35 мас.%
SiF4 - 5 мас.%.
Example 14 (Prototype)
As a prototype of the selected method (5 US Patent 3.088.908.). Hydrocracking of high-boiling mineral oils using a catalyst of the following chemical composition:
A1PO 4 - 60 wt.%
Fe 3 (PO 4 ) 2 - 35 wt.%
SiF 4 - 5 wt.%.

Поскольку высококипящие минеральные масла существенно отличаются от гудрона более низкой молекулярной массой соединений, меньшим количеством смолисто-асфальтеновых веществ и соединений тяжелых металлов и гетероатомов, использование катализатора, полученного по способу, описанному в (5. Патент США 3.088.908.) приводит к повышенному коксообразованию и низкому выходу как бензиновой так и масляной фракций. Since high boiling mineral oils are significantly different from tar with a lower molecular weight of compounds, fewer tarry and asphaltene compounds and compounds of heavy metals and heteroatoms, the use of a catalyst obtained by the method described in (5. US Patent 3,088,908.) Leads to increased coke formation and low yield of both gasoline and oil fractions.

Для сравнения результаты приведены в табл.3. For comparison, the results are shown in table.3.

Таким образом, введением ксерогельного твердокислотного катализатора (полиметаллического железоортополифосфатного) достигается возможность гидрогенизационной переработки гудрона в условиях гидрокрекинга Т=380-450oС, РН2=2,0-6,0 МПа в жидкие фракции масел, идущие на производство моторных топлив в количествах не ниже чем в прототипе.Thus, the introduction of a xerogel solid-acid catalyst (polymetallic iron-orthopolyphosphate) makes it possible to hydrogenate the processing of tar under hydrocracking conditions T = 380-450 o С, Р Н2 = 2.0-6.0 MPa into the liquid fractions of oils used for the production of motor fuels in quantities not lower than in the prototype.

Пример 15
Указанный способ переработки гудрона может быть осуществлен в условиях непрерывного процесса.
Example 15
The specified method of processing tar can be carried out in a continuous process.

Гудрон, характеристики которого представлены в табл.1, нагревается до температуры 90oС и пропускается через диспергатор, куда вводят катализатор и добавки 2 мас.% поверхностно-активного вещества для улучшения реологических свойств сырья.The tar, the characteristics of which are presented in Table 1, is heated to a temperature of 90 o C and passed through a dispersant, where catalyst and additives of 2 wt.% Surfactant are introduced to improve the rheological properties of the feedstock.

В качестве ПАВ используют максимально дешевые вещества ряда полиэтиленгликолей, или др. соединений, не ухудшающих состава продуктов гидрогенизации (табл.3). As surfactants use the most cheap substances of a number of polyethylene glycols, or other compounds that do not impair the composition of hydrogenation products (Table 3).

После диспергирования добавок гудрон последовательно под давлением нагревается до заданной температуры (Т=425oС, РН2=5,0 МПа, объемная скорость сырья - 1,0 час-1).After dispersing the additives, the tar is subsequently heated under pressure to a predetermined temperature (T = 425 ° C, P H2 = 5.0 MPa, bulk velocity of the feed is 1.0 hour -1 ).

После дросселирования и отделения водородсодержащего газа гидрогенизат подают в горячий сепаратор, из верхней части которого гидрогенизат отбирают на фракционирование, из нижней части гидрогенизат, обогащенный катализатором в количестве 1-10%, направляют на рецикл в диспергатор. При этом от заданной величины постоянно может вводиться до 70% свежего катализатора. Твердый остаток периодически выводится из сепаратора, центрифугируется и направляется либо на выжигание коксовых отложений, либо на газификацию. After throttling and separating the hydrogen-containing gas, the hydrogenate is fed into a hot separator, from the upper part of which the hydrogenate is taken for fractionation, from the lower part the hydrogenate, enriched in the catalyst in an amount of 1-10%, is sent for recycling to the dispersant. In this case, up to 70% of the fresh catalyst can be continuously introduced from a given value. The solid residue is periodically removed from the separator, centrifuged and sent either to burn out coke deposits or to gasification.

Показатели непрерывного процесса несколько выше, чем для периодического процесса в автоклавах, вероятно, за счет улучшенного в условиях проточной установки контакта водорода и вязкой реакционной массы: выход масел при Т= 450oС и PH2=5,0 МПа составляет 63,2 мас.%, степень удаления серы - 75,4 мас. %.The performance of the continuous process is slightly higher than for a batch process in autoclaves, probably due to improved contact between hydrogen and a viscous reaction mass under conditions of flow installation: the oil yield at T = 450 ° C and P H2 = 5.0 MPa is 63.2 wt .%, the degree of sulfur removal - 75.4 wt. %

Пример 16
Предлагаемый способ может использоваться для переработки мазута. Мазут нагревают до 80oС и пропускают через диспергатор, куда вводят катализатор в количестве 4,2 мас.% на сырье. После диспергирования катализатора мазут под давлением нагревают до заданной температуры (Т=425oС, Pн2=2,5 Мпа, объемная скорость подачи сырья 1,0 ч-1, подача водорода 1000 л/кг сырья. Далее аналогично примеру 15. Показатели предлагаемого процесса выше, чем для типового спеособа переработки тяжелых фракций - каталитический крекинг + гидроочистка. Выход и состав продуктов приведены в таблице 5.
Пример 17 (сравнительный)
В качестве способа сравнения был проведен процесс каталитического крекинга вакуумного газойля сернистой нефти на цеолитсодержащем катализаторе с последующей гидроочисткой катализата.
Example 16
The proposed method can be used for processing fuel oil. The fuel oil is heated to 80 o C and passed through a dispersant, where the catalyst is introduced in an amount of 4.2 wt.% On raw materials. After dispersing the catalyst, the fuel oil is heated under pressure to a predetermined temperature (T = 425 o C, Pn 2 = 2.5 MPa, a volumetric feed rate of 1.0 h -1 , a hydrogen supply of 1000 l / kg of feedstock. Next, as in Example 15. the proposed process is higher than for a typical method for processing heavy fractions - catalytic cracking + hydrotreating.The yield and composition of the products are shown in table 5.
Example 17 (comparative)
As a comparison method, the process of catalytic cracking of vacuum gas oil of sulphurous oil on a zeolite-containing catalyst was carried out, followed by hydrotreating of the catalysis.

Каталитический крекинг проводят при температуре 500-530oС и давлении в реакторе 0,2-0,3 Мпа, объемной скорости подачи сырья 1,0 ч-1. Гидроочистку катализата проводят при температуре 425oС давлении 2,5 Мпа, объемной скорости подачи сырья 1,0 ч-1, подача водорода 1200 лН2/кг сырья.Catalytic cracking is carried out at a temperature of 500-530 o C and a pressure in the reactor of 0.2-0.3 MPa, a volumetric feed rate of 1.0 h -1 . Hydrotreating of catalysis is carried out at a temperature of 425 o With a pressure of 2.5 MPa, a volumetric feed rate of 1.0 h -1 , a hydrogen supply of 1200 lN 2 / kg of raw material.

Выход продуктов и состав гидрогенизата представлены в таблице 5. The yield and composition of the hydrogenate are presented in table 5.

Из данных таблицы видно, что при переработке мазута предлагаемым способом увеличивается выход гидрогенизата, по сравнению со способом прототипом, до 89,9% (причем выход светлых фракций: бензиновой и дизельной фракций, составляет 68,7%). Кроме этого, уменьшается выход газа до 2,6% и коксоотлажение до 1,5%. From the table it is seen that during the processing of fuel oil by the proposed method, the yield of hydrogenate is increased, compared with the prototype method, to 89.9% (and the yield of light fractions: gasoline and diesel fractions is 68.7%). In addition, the gas yield is reduced to 2.6% and coke recovery to 1.5%.

Пример 18
Помимо гудрона и мазута в переработку предлагаемым способом можно вовлекать смолы, например, высокосернистую смолу процесса "Парекс".
Example 18
In addition to tar and fuel oil, it is possible to involve resins, for example, high-sulfur resin of the Pareks process, into processing by the proposed method.

Опыт проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что при диспергировании в гудрон вводится смола процесса "Парекс" в соотношении 1:1. Состав высокосернистой смолы процесса "Парекс": H2S04 свободная - 29,4%; Н20 - 11,0%; остальное - сульфокислоты, ароматические углеводороды, смолы. Выход и состав получаемых продуктов представлены в таблице 6.The experiment is carried out analogously to example 1, except that when dispersed in the tar is introduced resin of the process "Parex" in a ratio of 1: 1. The composition of the high-sulfur resin of the Parex process: H 2 S0 4 free - 29.4%; H 2 0 - 11.0%; the rest is sulfonic acids, aromatic hydrocarbons, resins. The yield and composition of the obtained products are presented in table 6.

Пример 19 (сравнительный)
Опыт проводят аналогично примеру 2, за исключением того, что при диспергировании в гудрон и вводится смола процесса "Парекс" в соотношении 1:1. Выход и состав получаемых продуктов представлены в таблице 6
Из данных таблице 6 видно, что при гидрокрекинге смеси гудрона и смолы процесса "Парекс" в присутствии катализатора уменьшается количество коксовых отложений с 37,7% до 8,92%, увеличивается выход жидких продуктов по сравнению с термическим процессом с 33,96% до 87,57%, причем, снижается выход газообразных продуктов, даже по сравнению с гидрокрекингом одного гудрона, с 9,22% до 7,5%.
Example 19 (comparative)
The experiment is carried out analogously to example 2, except that when dispersed into the tar, the resin of the Parex process is introduced in a ratio of 1: 1. The yield and composition of the products are presented in table 6
From the data in table 6 it is seen that when hydrocracking a mixture of tar and tar from the Parex process in the presence of a catalyst, the amount of coke deposits decreases from 37.7% to 8.92%, the yield of liquid products increases compared with the thermal process from 33.96% to 87.57%, moreover, the yield of gaseous products decreases, even compared with hydrocracking of one tar, from 9.22% to 7.5%.

Так же следует отметить, что при переработке смеси наблюдается максимальный выход масляных фракций - 83,35% при минимальном выходе асфальтенов. It should also be noted that when processing the mixture, the maximum yield of oil fractions is observed - 83.35% with a minimum yield of asphaltenes.

Claims (2)

1. Способ получения жидких продуктов путем гидрогенизации и деметализации тяжелого нефтяного сырья в присутствии водорода и катализатора на основе полифосфата железа, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют полифосфат железа ксерогельной структуры в количестве 4-6 мас. % на сырье; катализатор содержит 92-97 мас. % полифосфата железа при соотношении Р2О5: Fе2О3= 0,5-1,5, переходные металлы V-VIII подгрупп не более 4 мас. % в сумме от состава катализатора в количестве от 0,001 до 1,0 мас. % каждого, остальное - вода и примеси оксидов Са, Si, Na, Mg, процесс проводят при температуре 380-450oС, давлении водорода РH2 2-6 МПа в течение 0,5-2,0 ч.1. The method of producing liquid products by hydrogenation and demethalization of heavy crude oil in the presence of hydrogen and a catalyst based on iron polyphosphate, characterized in that the catalyst is used iron polyphosphate xerogel structure in the amount of 4-6 wt. % on raw materials; the catalyst contains 92-97 wt. % iron polyphosphate with a ratio of P 2 O 5 : Fe 2 O 3 = 0.5-1.5, transition metals of V-VIII subgroups of not more than 4 wt. % in total of the composition of the catalyst in an amount of from 0.001 to 1.0 wt. % of each, the rest is water and impurities of oxides of Ca, Si, Na, Mg, the process is carried out at a temperature of 380-450 o C, a hydrogen pressure of P H2 2-6 MPa for 0.5-2.0 hours 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс проводят непрерывно в присутствии катализатора и 1,0-3,0 мас. % поверхностно-активного вещества, вводимых в сырье диспергированием. 2. The method according to p. 1, characterized in that the process is carried out continuously in the presence of a catalyst and 1.0-3.0 wt. % surfactant introduced into the raw material by dispersion.
RU2000112320/04A 2000-05-18 2000-05-18 Method for production of liquid hydrocarbons by hydrogenation and demetallization of heavy oil feedstock RU2186090C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000112320/04A RU2186090C2 (en) 2000-05-18 2000-05-18 Method for production of liquid hydrocarbons by hydrogenation and demetallization of heavy oil feedstock

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000112320/04A RU2186090C2 (en) 2000-05-18 2000-05-18 Method for production of liquid hydrocarbons by hydrogenation and demetallization of heavy oil feedstock

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000112320A RU2000112320A (en) 2002-02-10
RU2186090C2 true RU2186090C2 (en) 2002-07-27

Family

ID=20234734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000112320/04A RU2186090C2 (en) 2000-05-18 2000-05-18 Method for production of liquid hydrocarbons by hydrogenation and demetallization of heavy oil feedstock

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2186090C2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7648625B2 (en) 2003-12-19 2010-01-19 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US7678264B2 (en) 2005-04-11 2010-03-16 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US7745369B2 (en) 2003-12-19 2010-06-29 Shell Oil Company Method and catalyst for producing a crude product with minimal hydrogen uptake
US7749374B2 (en) 2006-10-06 2010-07-06 Shell Oil Company Methods for producing a crude product
US7763160B2 (en) 2003-12-19 2010-07-27 Shell Oil Company Systems and methods of producing a crude product
US7918992B2 (en) 2005-04-11 2011-04-05 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
RU2659223C1 (en) * 2017-11-13 2018-06-29 Общество с ограниченной ответственностью "Каталитический акватермолиз" Catalyst of destructive hydrogenation of heavy hydrocarbon raw material and a method for the use thereof
CN109277108A (en) * 2017-07-20 2019-01-29 中国石油化工股份有限公司 Siliceous Hydrodemetalation catalyst and its preparation method and application
CN109277095A (en) * 2017-07-20 2019-01-29 中国石油化工股份有限公司 Silicon-containing alumina carrier and its preparation method and application

Cited By (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8025791B2 (en) 2003-12-19 2011-09-27 Shell Oil Company Systems and methods of producing a crude product
US8506794B2 (en) 2003-12-19 2013-08-13 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US7674368B2 (en) 2003-12-19 2010-03-09 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US8025794B2 (en) 2003-12-19 2011-09-27 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US7736490B2 (en) 2003-12-19 2010-06-15 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US7745369B2 (en) 2003-12-19 2010-06-29 Shell Oil Company Method and catalyst for producing a crude product with minimal hydrogen uptake
US8663453B2 (en) 2003-12-19 2014-03-04 Shell Oil Company Crude product composition
US7763160B2 (en) 2003-12-19 2010-07-27 Shell Oil Company Systems and methods of producing a crude product
US7648625B2 (en) 2003-12-19 2010-01-19 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US7807046B2 (en) 2003-12-19 2010-10-05 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US7811445B2 (en) 2003-12-19 2010-10-12 Shell Oil Company Systems and methods of producing a crude product
US7828958B2 (en) 2003-12-19 2010-11-09 Shell Oil Company Systems and methods of producing a crude product
US7837863B2 (en) 2003-12-19 2010-11-23 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US7854833B2 (en) 2003-12-19 2010-12-21 Shell Oil Company Systems and methods of producing a crude product
US8613851B2 (en) 2003-12-19 2013-12-24 Shell Oil Company Crude product composition
US7955499B2 (en) 2003-12-19 2011-06-07 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US7959796B2 (en) 2003-12-19 2011-06-14 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US7959797B2 (en) 2003-12-19 2011-06-14 Shell Oil Company Systems and methods of producing a crude product
US7780844B2 (en) 2003-12-19 2010-08-24 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US8608938B2 (en) 2003-12-19 2013-12-17 Shell Oil Company Crude product composition
US8394254B2 (en) 2003-12-19 2013-03-12 Shell Oil Company Crude product composition
US8070936B2 (en) 2003-12-19 2011-12-06 Shell Oil Company Systems and methods of producing a crude product
US8163166B2 (en) 2003-12-19 2012-04-24 Shell Oil Company Systems and methods of producing a crude product
US8241489B2 (en) 2003-12-19 2012-08-14 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US8268164B2 (en) 2003-12-19 2012-09-18 Shell Oil Company Systems and methods of producing a crude product
US8070937B2 (en) 2003-12-19 2011-12-06 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US8475651B2 (en) 2003-12-19 2013-07-02 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US8608946B2 (en) 2003-12-19 2013-12-17 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US7674370B2 (en) 2003-12-19 2010-03-09 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US8481450B2 (en) 2005-04-11 2013-07-09 Shell Oil Company Catalysts for producing a crude product
US7918992B2 (en) 2005-04-11 2011-04-05 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US7678264B2 (en) 2005-04-11 2010-03-16 Shell Oil Company Systems, methods, and catalysts for producing a crude product
US7749374B2 (en) 2006-10-06 2010-07-06 Shell Oil Company Methods for producing a crude product
CN109277108B (en) * 2017-07-20 2021-07-27 中国石油化工股份有限公司 Silicon-containing hydrodemetallization catalyst and preparation method and application thereof
CN109277108A (en) * 2017-07-20 2019-01-29 中国石油化工股份有限公司 Siliceous Hydrodemetalation catalyst and its preparation method and application
CN109277095A (en) * 2017-07-20 2019-01-29 中国石油化工股份有限公司 Silicon-containing alumina carrier and its preparation method and application
CN109277095B (en) * 2017-07-20 2021-07-30 中国石油化工股份有限公司 Silicon-containing alumina carrier and preparation method and application thereof
RU2659223C1 (en) * 2017-11-13 2018-06-29 Общество с ограниченной ответственностью "Каталитический акватермолиз" Catalyst of destructive hydrogenation of heavy hydrocarbon raw material and a method for the use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5322617A (en) Upgrading oil emulsions with carbon monoxide or synthesis gas
KR102447300B1 (en) A conversion process comprising fixed bed hydrotreating for the manufacture of marine fuels, separation of the hydrotreated resid fraction and catalytic cracking steps
Ancheyta Modeling and simulation of catalytic reactors for petroleum refining
RU2380397C2 (en) Raw material processing method, of materials such as heavy crude oil and bottoms
US5496464A (en) Hydrotreating of heavy hydrocarbon oils in supercritical fluids
BRPI0715219A2 (en) process for converting feed loads
CA2203470C (en) Delayed coking process with water and hydrogen donors
GB2060681A (en) Diesel fuel oils from coal
RU2186090C2 (en) Method for production of liquid hydrocarbons by hydrogenation and demetallization of heavy oil feedstock
US3321395A (en) Hydroprocessing of metal-containing asphaltic hydrocarbons
KR0148566B1 (en) Process for the conversion of a heavy hydrocarbonaceous feedstock
Sanford Molecular approach to understanding residuum conversion
RU2767392C1 (en) Method of producing and using metal catalyst for hydrocracking in suspended bed
US8696890B2 (en) Desulfurization process using alkali metal reagent
EP0035864B1 (en) Process for upgrading heavy hydrocarbonaceous oils
EP0072873A1 (en) Refining process for producing increased yield of distillation from heavy petroleum feedstocks
Kwak et al. Hydrotreatment process kinetics for bitumen and bitumen-derived liquids
Rakow Petroleum oil refining
US12116536B1 (en) Process and apparatus for converting crude oil to chemicals
Khan et al. Heavy oil upgrading processes
Prieto Araujo Catalytic Upgrading of Vacuum Gas Oil, Waste Tire Pyrolysis Oil and Extra-Heavy Oil using Aquaprocessing Technology.
US12049591B2 (en) Bitumens comprising unconventional bitumen bases
US20240376391A1 (en) Process and apparatus for converting crude oil to chemicals
GB2136826A (en) Refining and cracking carbonaceous materials
US20230105555A1 (en) Hydrocarbon Pyrolysis of Feeds Containing Silicon

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20030519