RU2710855C1 - Способ крекинга нефтяных фракций - Google Patents
Способ крекинга нефтяных фракций Download PDFInfo
- Publication number
- RU2710855C1 RU2710855C1 RU2019129197A RU2019129197A RU2710855C1 RU 2710855 C1 RU2710855 C1 RU 2710855C1 RU 2019129197 A RU2019129197 A RU 2019129197A RU 2019129197 A RU2019129197 A RU 2019129197A RU 2710855 C1 RU2710855 C1 RU 2710855C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- phosphorus
- oil fractions
- zeolite
- bentonite clay
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/12—Silica and alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/16—Clays or other mineral silicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/02—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used
- C10G11/04—Oxides
- C10G11/05—Crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
- C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к способам получения легких олефинов. Предлагаемый способ крекинга нефтяных фракций включает подачу нефтяных фракций в реактор с псевдоожиженным слоем катализатора при температуре 540-640°С и причем используемый катализатор содержит модифицированный фосфором цеолит ZSM-5 с отношением Si/Al от 40 до 150 и содержанием фосфора от 1,0 до 4,0 мас.%, в качестве компонентов матрицы - оксид алюминия и бентонитовую глину или оксид алюминия, бентонитовую глину и аморфный алюмосиликат при следующем соотношении компонентов в катализаторе, мас.%: модифицированный фосфором цеолит ZSM-5 40-50; оксид алюминия 15-25; бентонитовая глина 20-35 и аморфный алюмосиликат 0-10. Технический результат - создание способа крекинга нефтяных фракций, обеспечивающего повышение выхода легких олефинов. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 9 пр.
Description
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к способу получения легких олефинов.
Легкие олефины - этилен, пропилен, бутилены - в настоящее время находят применение в качестве сырья как для нефтехимии, так и при производстве высокооктановых компонентов моторных топлив. Одним из способов получения олефинов является каталитический крекинг углеводородных фракций на цеолитсодержащих катализаторах. Сырьем данного процесса могут выступать низкосортные бензиновые фракции, не находящие рационального применения в структуре современных нефтеперерабатывающих предприятий. Процесс может осуществляться как на специализированной установке для переработки только легких бензиновых фракций, так и на существующих установках каталитического крекинга вакуумного газойля.
Известен способ крекинга широкой углеводородной фракции С4-С12, который включает контактирование углеводородов при температуре 300-1000° и 10-1000 час.-1 с катализатором, состоящим из модифицированного фосфором цеолита ZSM-5 с отношением Si/Al, равным 20-60, а также оксида кремния, бентонитовой и каолиновой глины (патент US 5171921). Содержание фосфора в цеолите варьируется от 0,1 до 10% масс.Недостатками данного способа является необходимость паровой активации катализатора при температуре 500-700°С и давлении 1-5 атм. в течение 1-48 ч, низкий модуль исходного цеолита ZSM-5, а также использование неактивной матрицы, уменьшающей общую активность катализатора.
Известен способ крекинга углеводородов, в котором контакт углеводородов и катализатора осуществляют в реакторе с неподвижным слоем, реакторе с кипящим слоем или реакторе с движущимся слоем при температуре реакции 400-650°С, массовом соотношении катализатор/сырье, равном 1:25, и массовой часовой объемной скорости 10-120 ч-1 (патент RU 2397811). Используемый катализатор крекинга содержит 20-50 мас. % цеолита ZSM-5, 10-45 мас. % глины, 10-45 мас. % неорганического оксида, 1-10 мас. % одного или нескольких металлов и 5-15 мас. % фосфора, в котором модификацию фосфором проводят для цеолита ZSM-5. Недостатком является низкая активность катализатора.
Известен способ получения легких олефинов путем каталитического крекинга фракции углеводородов с пределами температур кипения 30-200°С, с применением катализатора на основе цеолита типа ZSM-5, природной глины, неорганического оксида с внесением оксида марганца и фосфора в катализатор (патент RU 2494809). Внесение предшественника фосфора осуществляют на композицию катализатора или его составляющие. Недостатком также является низкая активность катализатора.
Наиболее близким к предлагаемому способу крекинга нефтяных фракций является способ крекирования углеводородов, который включает введение углеводородного исходного материала в условиях каталитического крекинга в контакт с катализатором, который представляет собой композицию с использованием кислотного цеолита с малыми и средними порами (патент US 6080303, прототип, аналог заявка RU 2000125817). Способ получения катализатора включает стадии обработки кислотного цеолита с малыми или средними порами 0,5-10 мас. % соединения фосфора с получением обработанного фосфором цеолита и совмещения этого обработанного фосфором цеолита с 1-50 мас. % AlPO4 в пересчете на массу цеолита. Крекингу подвергаются бензиновые и бензино-лигроиновые фракции. Недостатком данного способа является низкий выход легких олефинов.
Изобретение решает задачу создания способа крекинга нефтяных фракций, обеспечивающего повышение выхода легких олефинов.
Предлагаемый способ крекинга нефтяных фракций включает подачу нефтяных фракций в реактор с псевдоожиженным слоем катализатора при температуре 540-640°С и отличается тем, что используемый катализатор содержит модифицированный фосфором цеолит ZSM-5 с отношением Si/Al от 40 до 150 и содержанием фосфора от 1,0 до 4,0 мас. %, в качестве компонентов матрицы оксид алюминия и бентонитовую глину или оксид алюминия, бентонитовую глину и аморфный алюмосиликат при следующем соотношении компонентов в катализаторе, мас. %: модифицированный фосфором цеолит ZSM-5 40-50; оксид алюминия 15-25; бентонитовая глина 20-35 и аморфный алюмосиликат 0-10.
В качестве нефтяных фракций используют следующие: прямогонная бензиновая фракция 62-85°С, фракция с началом кипения - 70°С, бензин-рафинат, смеси указанных фракций.
Показатели качества используемых фракций приведены в таблице 1.
Технический эффект предлагаемого способа крекинга нефтяных фракций обусловлен применением катализатора, который включает модифицированный фосфором цеолит ZSM-5 с отношением Si/Al от 40 до 150 и содержанием фосфора от 1,0 до 4,0 мас. %, в качестве компонентов матрицы оксид алюминия и бентонитовую глину или оксид алюминия, бентонитовую глину и аморфный алюмосиликат.
Приготовление катализаторной композиции выполняют путем последовательного смешения суспензий составляющих ее компонентов. Последовательность смешения компонентов при приготовлении следующая:
1) приготовление алюминийсодержащего компонента в результате смешения суспензий бентонитовой глины и переосажденного гидроксида алюминия в необходимом соотношении;
2) ввод в суспензию алюминийсодержащего компонента суспензии цеолита;
3) добавление (если требуется) к полученной суспензии рассчитанного количества суспензии аморфного алюмосиликата.
Основным требованием к осуществлению всех стадий приготовления катализаторной композиции является гомогенное смешение суспензий компонентов. Полученную композицию катализаторов формуют.Далее катализатор сушат сначала на воздухе при комнатной температуре, затем при 100°С, прокаливают при 600°С. Для оценки стабильной активности катализаторов образцы обрабатывают в среде 100% водяного пара при 788°С в течение 5 ч в соответствии с ASTM D 4463.
Каталитические испытания выполнены на лабораторной проточной установке с неподвижным слоем катализатора. Испытания катализаторов выполнены для стабилизированных в среде водяного пара (100% H2O, 788°С, 5 ч) образцов.
Анализ газообразных продуктов осуществляли на хроматографе «ГХ-1000» с капиллярной колонкой (SiO2, 30 м * 0.32 мм) и пламенно-ионизационным детектором для определения состава углеводородных газов. Содержание кокса на катализаторе определяли по убыли массы при прокаливании образца катализатора до 650°С.
Конверсию сырья рассчитывали по формуле:
где X - конверсия сырья, Еж - массовая доля жидких продуктов.
Состав катализаторов и результаты испытаний приведены в таблице 2.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. (сравнительный по прототипу).
Катализатор готовят путем смешения цеолита P/ZSM-5 (1,0 мас. % Р), оксида кремния из его золя и раствора AlPO4 с последующей формовкой, сушкой и прокалкой в соответствии с примерами 2 и 3 по прототипу. Катализатор содержит 40% цеолита, 55% оксида кремния и 5% AlPO4.
Прямогонную бензиновую фракцию 62-85°С подают в реактор с неподвижным слоем катализатора. Температура реактора равна 590°С.
Пример 2.
Получение цеолита P-ZSM-5 осуществляют путем пропитки цеолита HZSM-5 раствором (NН4)2НРO4. Пропитанный цеолит отделяют от маточного раствора, сушат сутки на воздухе при комнатной температуре, затем при 100°С в течение 10 ч, прокаливают при 600°С в течение 5 ч. Катализатор готовят путем смешения цеолита P-ZSM-5 с суспензиями бентонитовой глины, переосажденного гидроксида алюминия и аморфного алюмосиликата, с последующей формовкой, сушкой катализатора при 100°С в течение 12 ч и прокалкой в атмосфере воздуха при температуре 600°С в течение 5 ч.
Катализатор содержит 40% цеолита с отношением Si/Al равным 150, 25% бентонитовой глины, 25% оксида алюминия и 10% аморфного алюмосиликата. Содержание фосфора в цеолите 1,0 мас. %.
Прямогонную бензиновую фракцию 62-85°С подают в реактор с неподвижным слоем катализатора. Температура реактора равна 590°С.
Пример 3. Аналогичен примеру 2, отличается тем, что крекингу подвергают бензиновую фракцию н.к. -70°С.
Пример 4. Аналогичен примеру 2, отличается тем, что крекингу подвергают бензин - рафинат.
Пример 5. Катализатор содержит 50 мас. % цеолита P/ZSM-5 с отношением Si/Al равным 40, 25 мас. % бентонитовой глины и 25 мас. % оксида алюминия. Содержание фосфора в цеолите 4%. Крекингу подвергают смесь бензиновых фракций н.к. -70°С, 62-85°С и бензина рафината с массовым соотношением 1:1:2. Температура реактора 590°С.
Пример 6. Катализатор содержит 50 мас. % цеолита P/ZSM-5 с отношением Si/Al равным 40, 20% бентонитовой глины, 25 мас. % оксида алюминия и 5% аморфного алюмосиликата. Содержание фосфора в цеолите 1%. Крекингу подвергают прямогонную бензиновую фракцию 62-85°. Температура реактора 540°С.
Пример 7. Аналогичен примеру 6, но катализатор содержит 35% бентонитовой глины и 15% оксида алюминия. Температура реактора составляет 570°С.
Пример 8. Аналогичен примеру 2, но содержание фосфора в цеолите 2,0 мас. %.
Пример 9. Аналогичен примеру 2, но температура крекинга составляет 640°С.
Повышение температуры от 540°С до 640°С при одинаковых условиях процесса приводит к существенному увеличению выхода более низкомолекулярных углеводородов. В результате наблюдается резкое увеличение выхода этилена в диапазоне 590-640°С.
Таким образом, как следует из примеров и таблицы 2, использование предлагаемого нового способа крекинга нефтяных фракций обеспечивает высокие выходы легких олефиновых углеводородов (этилен, пропилен и бутилены).
Кроме того, техническим результатом изобретения является расширение сырьевой базы за счет привлечения низкосортных бензиновых фракций для получения легких олефинов и качественных товарных бензинов.
Claims (2)
1. Способ крекинга нефтяных фракций, включающий подачу нефтяных фракций в реактор с псевдоожиженным слоем катализатора при температуре 540-640°С, отличающийся тем, что используемый катализатор содержит модифицированный фосфором цеолит ZSM-5 с отношением Si/Al от 40 до 150 и содержанием фосфора от 1,0 до 4,0 мас.%, в качестве компонентов матрицы - оксид алюминия и бентонитовую глину или оксид алюминия, бентонитовую глину и аморфный алюмосиликат при следующем соотношении компонентов в катализаторе, мас.%: модифицированный фосфором цеолит ZSM-5 40-50; оксид алюминия 15-25; бентонитовая глина 20-35 и аморфный алюмосиликат 0-10.
2. Способ крекинга нефтяных фракций по п. 1, отличающийся тем, что в качестве нефтяных фракций используют следующие: прямогонная бензиновая фракция 62-85°С, фракция с началом кипения - 70°С, бензин-рафинат, смеси указанных фракций.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019129197A RU2710855C1 (ru) | 2019-09-16 | 2019-09-16 | Способ крекинга нефтяных фракций |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019129197A RU2710855C1 (ru) | 2019-09-16 | 2019-09-16 | Способ крекинга нефтяных фракций |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2710855C1 true RU2710855C1 (ru) | 2020-01-14 |
Family
ID=69171299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019129197A RU2710855C1 (ru) | 2019-09-16 | 2019-09-16 | Способ крекинга нефтяных фракций |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2710855C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5171921A (en) * | 1991-04-26 | 1992-12-15 | Arco Chemical Technology, L.P. | Production of olefins |
US6080303A (en) * | 1998-03-11 | 2000-06-27 | Exxon Chemical Patents, Inc. | Zeolite catalyst activity enhancement by aluminum phosphate and phosphorus |
US7547813B2 (en) * | 2004-04-29 | 2009-06-16 | Basf Catalysts Llc | ZSM-5 additive |
RU2397811C2 (ru) * | 2004-12-28 | 2010-08-27 | Чайна Петролеум Энд Кемикел Корпорейшн | Катализатор крекинга и способ крекинга углеводородов с его использованием |
RU2516847C1 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Газпромнефть-Омский НПЗ" | Каталитическая добавка для повышения октанового числа бензина каталитического крекинга и способ ее приготовления |
-
2019
- 2019-09-16 RU RU2019129197A patent/RU2710855C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5171921A (en) * | 1991-04-26 | 1992-12-15 | Arco Chemical Technology, L.P. | Production of olefins |
US6080303A (en) * | 1998-03-11 | 2000-06-27 | Exxon Chemical Patents, Inc. | Zeolite catalyst activity enhancement by aluminum phosphate and phosphorus |
US7547813B2 (en) * | 2004-04-29 | 2009-06-16 | Basf Catalysts Llc | ZSM-5 additive |
RU2397811C2 (ru) * | 2004-12-28 | 2010-08-27 | Чайна Петролеум Энд Кемикел Корпорейшн | Катализатор крекинга и способ крекинга углеводородов с его использованием |
RU2516847C1 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Газпромнефть-Омский НПЗ" | Каталитическая добавка для повышения октанового числа бензина каталитического крекинга и способ ее приготовления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9895682B2 (en) | Catalyst for selective conversion of oxygenates to aromatics | |
Lee et al. | Influence of catalyst binders on the acidity and catalytic performance of HZSM-5 zeolites for methanol-to-propylene (MTP) process: single and binary binder system | |
KR20190116485A (ko) | 제올라이트 혼합물을 포함하는 촉매를 이용하여 원유와 같은 탄화수소 스트림을 분해하기 위한 시스템 및 방법 | |
US8940953B2 (en) | Process for conversion of lower aliphatic ethers to aromatics and lower olefins | |
JPH03504737A (ja) | C↓2〜c↓1↓2パラフィン系炭化水素を石油化学原料に転化する方法 | |
RU2709522C1 (ru) | Катализатор совместного крекинга нефтяных фракций | |
RU2710855C1 (ru) | Способ крекинга нефтяных фракций | |
RU2709521C1 (ru) | Катализатор крекинга нефтяных фракций | |
RU2710856C1 (ru) | Способ совместного крекинга нефтяных фракций | |
JPH01213240A (ja) | 炭化水素の製造方法 | |
AU2016396601B2 (en) | Method and catalyst for producing high octane components | |
EA043214B1 (ru) | Катализатор крекинга нефтяных фракций | |
US11618721B2 (en) | Method for isomerising dehydration of a non-linear primary monoalcohol on a quadrilobed iron zeolite catalyst | |
RU2688662C1 (ru) | Способ каталитического крекинга бутан-бутиленовой фракции и катализатор для его осуществления | |
RU2554884C1 (ru) | Способ приготовления катализатора крекинга вакуумного газойля с регулируемым выходом олефинов с3 и с4 | |
Plekhova et al. | Research of the influence of ZSM-5 zeolite modification with zinc on the direction of transformations of oil raw materials | |
Plekhova et al. | Joint transformations of H-dodecane and 2-methylthiophene on bizeolite cracking catalysts containing phosphorus-modified zeolite ZSM-5 | |
KR20150135665A (ko) | 디젤 수율을 극대화할 수 있는 rfcc 공정용 접촉분해촉매 및 이의 제조방법 | |
Plekhova et al. | Catalysts for joint C6 and C16-Hydrocarbons catalytic cracking | |
CN113355126A (zh) | 一种原油催化裂解方法 | |
US20120142990A1 (en) | procress for the preparation of an olefinic product, process for the manufacture of an oxygenate conversion catalyst and an oxygenate conversion catalyst | |
RU2315031C1 (ru) | Способ переработки метанола |