RU2711756C1 - Method for catalytic cracking of vacuum gas oil - Google Patents

Method for catalytic cracking of vacuum gas oil Download PDF

Info

Publication number
RU2711756C1
RU2711756C1 RU2019120090A RU2019120090A RU2711756C1 RU 2711756 C1 RU2711756 C1 RU 2711756C1 RU 2019120090 A RU2019120090 A RU 2019120090A RU 2019120090 A RU2019120090 A RU 2019120090A RU 2711756 C1 RU2711756 C1 RU 2711756C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas oil
vacuum gas
temperature
catalytic cracking
catalyst
Prior art date
Application number
RU2019120090A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аргам Виликович Акопян
Николай Сергеевич Левшаков
Александр Владимирович Анисимов
Эдуард Аветисович Караханов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Priority to RU2019120090A priority Critical patent/RU2711756C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2711756C1 publication Critical patent/RU2711756C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/28Molybdenum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/24Nitrogen compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/04Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing carboxylic acids or their salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G27/00Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by oxidation
    • C10G27/04Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by oxidation with oxygen or compounds generating oxygen
    • C10G27/12Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by oxidation with oxygen or compounds generating oxygen with oxygen-generating compounds, e.g. per-compounds, chromic acid, chromates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G55/00Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process
    • C10G55/02Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only
    • C10G55/06Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only including at least one catalytic cracking step

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to oil refining industry, namely to catalytic cracking of vacuum gas oil. Method for catalytic cracking of vacuum gas oil is characterized by that it includes preliminary heating of material to temperature at which vacuum gas oil passes into liquid state, then adding a mixture containing hydrogen peroxide with concentration of 20–37 wt% and a catalyst, having the following composition (wt%): concentrated formic acid 80±5, water 13±5, compound containing molybdenum 4±1, surfactant, soluble and stable in catalyst 2±0.5, interphase carrier 1±0.1, obtained reaction mixture is stirred at temperature, at which vacuum gas oil passes into liquid state for 1–2 hours, then at temperature of 60±10 °C for another 1–2 hours and further 4 hours ± 10 min at temperature 80±5 °C, upon completion of reaction, the mixture is heated to 100±5 °C and adding an extractant for extraction of oxidation products, is mixed for 5–10 minutes at this temperature and the extractant is separated to obtain purified vacuum gas oil, then the obtained desulphurised vacuum gas oil is subjected to catalytic cracking using a zeolite-containing catalyst at temperature of 480–540 °C, pressure of 0.1–0.3 MPa and mass feed rate of 12.2–20 hto obtain a wide fraction of catalytic cracking with high content of gasoline fraction.EFFECT: reduction of amount of sulfur in liquid products of catalytic cracking, increased output of gasoline fraction and low output of coke during cracking when using pre-oxidized vacuum gasoil as raw material.7 cl, 2 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Группа изобретений относится к области относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к области каталитического крекинга вакуумного газойля. Предлагаемый способ снижения серы и каталитическая композиция могут быть использованы в нефтеперерабатывающей промышленности для получения продуктов каталитического крекинга с меньшим содержанием серы и кокса.The group of inventions relates to the field relates to the refining industry, and in particular to the field of catalytic cracking of vacuum gas oil. The proposed method for reducing sulfur and a catalytic composition can be used in the oil refining industry to obtain catalytic cracking products with a lower sulfur and coke content.

Уровень техникиState of the art

Высокое содержание серы в моторных топливах приводит к коррозии оборудования. А продукты сгорания топлив (оксиды серы) наносят вред окружающей среде, в частности вызывают кислотные дожди. В связи с этим необходимо искать пути снижения содержания серы в моторных топливах, которые получают смешением бензиновых фракций с ряда процессов переработки, в том числе процесса каталитического крекинга. Экономически выгодно, чтобы в результате применения нового способа получения продуктов крекинга, помимо снижения содержания серы повышался выход целевого продукта - бензиновой фракции. Также уменьшения выхода кокса увеличивает конверсия процесса и позволяет повысить срок службы катализатора.High sulfur content in motor fuels leads to corrosion of equipment. And fuel combustion products (sulfur oxides) are harmful to the environment, in particular, they cause acid rain. In this regard, it is necessary to look for ways to reduce the sulfur content in motor fuels, which are obtained by mixing gasoline fractions from a number of processing processes, including the catalytic cracking process. It is economically advantageous that, as a result of applying the new method for producing cracking products, in addition to reducing the sulfur content, the yield of the target product, the gasoline fraction, will increase. Also, reducing the coke yield increases the conversion of the process and allows to increase the life of the catalyst.

Традиционно, в промышленности для снижения серы в вакуумном газойле используют способы, связанные с применением водорода: гидроочистка и гидрокрекинг. В связи с большим опытом использования данных методов широко исследованы условия и параметры дальнейшей переработки. Применение безводородного способа переработки нефтяного сырья - окислительного обессеривания позволит снизить количество серы без использования водорода, что может уменьшить капитальные затраты и положительно сказаться на качестве вакуумного газойля.Traditionally, in industry, methods related to the use of hydrogen are used to reduce sulfur in vacuum gas oil: hydrotreating and hydrocracking. In connection with the extensive experience in using these methods, the conditions and parameters of further processing are widely studied. The use of an anhydrous method of processing petroleum feedstock - oxidative desulfurization will reduce the amount of sulfur without the use of hydrogen, which can reduce capital costs and positively affect the quality of vacuum gas oil.

Из уровня техники известны способы предварительной очистки сырья для каталитического крекинга основанные на экстракции полициклических ароматических углеводородах и гетероатомных соединений, в том числе сероорганических (RU 2203306, опубликовано 27.04.2003, кл. C10G 21/00). Однако этот способ нацелен только на полициклические ароматические соединения, что существенно снижает его эффективность для достижения высоких степеней обессеривания нефтепродуктов.The prior art methods for the preliminary purification of raw materials for catalytic cracking based on the extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons and heteroatomic compounds, including organosulfur (RU 2203306, published 04/27/2003, CL C10G 21/00). However, this method is aimed only at polycyclic aromatic compounds, which significantly reduces its effectiveness for achieving high degrees of desulfurization of petroleum products.

Известен ряд катализаторов, содержащих молибден и кобальт для использования в гидроочистке (RU 2626400, опубликовано 27.07.2017, кл. C10G 45/08, B01J 31/22, B01J 23/882, RU 2626398, опубликовано 27.07.2017, кл. B01J 21/02). Однако, как было сказано выше, способы обессеривания газойля с использованием водорода требует высоких капитальных затрат. Применение водорода приводит к снижению октанового числа вследствие гидрирования ненасыщенных соединений.A number of catalysts are known containing molybdenum and cobalt for use in hydrotreating (RU 2626400, published 07/27/2017, CL C10G 45/08, B01J 31/22, B01J 23/882, RU 2626398, published 07/27/2017, CL B01J 21 / 02). However, as mentioned above, methods for the desulphurization of gas oil using hydrogen require high capital costs. The use of hydrogen leads to a decrease in the octane number due to the hydrogenation of unsaturated compounds.

Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, является разработка способа получения продуктов крекинга вакуумного газойля с содержанием серы и кокса ниже, чем при получении продуктов крекинга из гидроочищенного вакуумного газойля и каталитическая композиция для этого.The technical problem to be solved by the claimed group of inventions is the development of a method for producing vacuum gas oil cracking products with sulfur and coke contents lower than when obtaining cracked products from hydrotreated vacuum gas oil and a catalytic composition for this.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат данной группы изобретений - разработка способа, позволяющего получить жидкие продукты крекинга с меньшим содержанием серы и пониженным образованием кокса на катализаторе крекинга по сравнению с теми же показателями для продуктов крекинга вакуумного газойля, предварительно прошедшего гидроочистку. При использовании данного способа, в котором на первом этапе негидроочищенный вакуумный газойль подвергается окислительному обессериванию каталитической композицией, выход бензиновой фракции увеличивается на 3-8%, выход кокса снижается на 2-3%, содержание серы снижается на 2-6% массовых по сравнению с крекингом гидроочищенного вакуумного газойля.The technical result of this group of inventions is the development of a method that allows to obtain liquid cracking products with a lower sulfur content and reduced coke formation on a cracking catalyst in comparison with the same indicators for vacuum gas oil cracking products that have previously been hydrotreated. When using this method, in which at the first stage non-purified vacuum gas oil is subjected to oxidative desulfurization with a catalytic composition, the yield of the gasoline fraction increases by 3-8%, the yield of coke decreases by 2-3%, and the sulfur content decreases by 2-6% by weight compared to cracking of hydrotreated vacuum gas oil.

Технический результат достигается за счет того, что способ окислительного обессеривания вакуумного газойля включает следующие основные этапы:The technical result is achieved due to the fact that the method of oxidative desulfurization of vacuum gas oil includes the following main steps:

1) предварительный нагрев вакуумного газойля до жидкого состояния;1) preliminary heating of vacuum gas oil to a liquid state;

2) окисление полученной смеси пероксидом водорода в присутствии катализатора;2) oxidation of the mixture with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst;

3) удаление продуктов окисления путем экстракции при повышенной температуре с использованием N-метилпирролидона или N-этилпирролидона или пирролидона;3) removal of oxidation products by extraction at elevated temperature using N-methylpyrrolidone or N-ethylpyrrolidone or pyrrolidone;

4) каталитический крекинг обессеренного вакуумного газойля.4) catalytic cracking of desulfurized vacuum gas oil.

На первом этапе предварительно подогревают вакуумный газойль до температуры, необходимой для перехода вакуумного газойля в жидкое состояние с последующим ступенчатым нагревом сырья до 80°С ± 5°С, окисление полученной смеси пероксидом водорода с концентрацией 20-37 масс. % в присутствии катализатора, в состав которого входят:At the first stage, the vacuum gas oil is preheated to the temperature necessary for the transition of the vacuum gas oil to a liquid state, followed by stepwise heating of the feed to 80 ° C ± 5 ° C, oxidation of the resulting mixture with hydrogen peroxide with a concentration of 20-37 mass. % in the presence of a catalyst, which includes:

- концентрированная муравьиная кислота,- concentrated formic acid,

- соединение, содержащее молибден- a compound containing molybdenum

- катализатор фазового перехода (межфазный переносчик)- phase transition catalyst (interphase carrier)

- вещества для улучшения эмульсионных свойств катализатора.- substances to improve the emulsion properties of the catalyst.

Для проведения реакции окисления берут компоненты в следующих массовых соотношениях:To carry out the oxidation reaction, components are taken in the following weight ratios:

катализатор : сера в вакуумном газойле = 1:6 до 1:20catalyst: sulfur in vacuum gas oil = 1: 6 to 1:20

пероксид водорода : сера в вакуумном газойле = 6:1 до 20:1hydrogen peroxide: sulfur in vacuum gas oil = 6: 1 to 20: 1

при этом предварительно в раствор пероксида водорода добавляют катализатор, смесь перемешивают со скоростью не менее 600 об/мин до образования гомогенной смеси и затем полученную смесь добавляют в предварительно нагретый до жидкого состояния вакуумный газойль. Полученную смесь перемешивают при заданной температуре (минимальная температура при которой вакуумный газойль переходит в жидкое состояние) в течение 1 часа ± 10 мин, затем при температуре 60°С ± 10°С в течение еще 1 часа ± 10 мин и далее 4 часа ± 10 мин при температуре 80°С±5°С. По окончании реакции смесь нагревают до 100°C±5°C и добавляют экстрагент N-метилпирролидон или N-этилпирролидон или пирролидон (в объемном соотношении сырье: экстрагент 1:1±10% об.), перемешивают 5-10 мин при температуре 100°С±5°С и отделяют экстрагент с получением очищенного вакуумного газойля (экстрагент подбирают таким образом, чтобы он не смешивался с вакуумным газойлем, таким образом после выключения перемешивания образуется двухфазная система экстрагент: вакуумный газойль с четкой границей раздела фаз, экстрагент удаляют любым доступным способом, в частности декантацией и т.д.).in this case, a catalyst is added to the hydrogen peroxide solution first, the mixture is stirred at a speed of at least 600 rpm until a homogeneous mixture is formed, and then the resulting mixture is added to a vacuum gas oil preheated to a liquid state. The resulting mixture is stirred at a given temperature (the minimum temperature at which vacuum gas oil turns into a liquid state) for 1 hour ± 10 min, then at a temperature of 60 ° C ± 10 ° C for another 1 hour ± 10 min and then 4 hours ± 10 min at a temperature of 80 ° C ± 5 ° C. At the end of the reaction, the mixture is heated to 100 ° C ± 5 ° C and the extractant N-methylpyrrolidone or N-ethylpyrrolidone or pyrrolidone (in the volume ratio of raw materials: extractant 1: 1 ± 10% vol.) Is added, stirred for 5-10 min at a temperature of 100 ° C ± 5 ° C and the extractant is separated to obtain purified vacuum gas oil (the extractant is selected so that it does not mix with vacuum gas oil, so after mixing is turned off, a two-phase extractant system is formed: vacuum gas oil with a clear interface, the extractant is removed by any available from special, in particular by decantation etc.).

Скорость ступенчатого нагрева устанавливают не более 10°С в минуту.The speed of stepwise heating is set to not more than 10 ° C per minute.

Технический результат также достигается составом каталитической композиции для окислительного обессеривания вакуумного газойля. Каталитическая композиция для окислительного обессеривания вакуумного газойля включает следующие компоненты (масс. %):The technical result is also achieved by the composition of the catalytic composition for the oxidative desulfurization of vacuum gas oil. The catalytic composition for the oxidative desulfurization of vacuum gas oil includes the following components (wt.%):

Концентрированная муравьиная кислота 80±5Concentrated Formic Acid 80 ± 5

Вода 13±5Water 13 ± 5

Соединение, содержащее молибден 4±1Compound containing molybdenum 4 ± 1

Поверхностно-активное вещество, растворимое и устойчивое в катализаторе 2±0,5Soluble and stable surfactant in the catalyst 2 ± 0.5

Катализатор фазового перехода (межфазный переносчик) 1±0,1Phase transition catalyst (phase transfer carrier) 1 ± 0.1

При этом соединением, содержащим молибден может быть молибдат аммония, молибдат натрия, парамолибдат аммония, парамолибдат натрия, в качестве поверхностно-активного вещества, растворимого и устойчивого в катализаторе - Неонол АФ 9-6 или N-оксид амина, а в качестве межфазного переносчика используют тетрабутиламмоний бромид или тетраоктиламмоний бромид.In this case, the compound containing molybdenum can be ammonium molybdate, sodium molybdate, ammonium paramolybdate, sodium paramolybdate, as a surfactant, soluble and stable in the catalyst — Neonol AF 9-6 or amine N-oxide, and use as an interphase carrier tetrabutylammonium bromide or tetraoctylammonium bromide.

Осуществление изобретениеThe implementation of the invention

Заявляемый состав катализатора для окислительного обессеривания вакуумного газойля включает следующие компоненты (масс. %): концентрированная муравьиная кислота 80±5; вода 13±5; соединение, содержащее молибден 4±1, выбранное из группы включающей молибдат аммония, молибдат натрия, парамолибдат аммония, парамолибдат натрия; неонол АФ 9-6 или N-оксид амина 2±0,5; тетрабутиламмоний бромид или тетраоктиламмоний бромид 1±0,1.The inventive catalyst composition for the oxidative desulfurization of vacuum gas oil includes the following components (wt.%): Concentrated formic acid 80 ± 5; water 13 ± 5; a compound containing 4 ± 1 molybdenum selected from the group consisting of ammonium molybdate, sodium molybdate, ammonium paramolybdate, sodium paramolybdate; neonol AF 9-6 or N-amine oxide 2 ± 0.5; tetrabutylammonium bromide or tetraoctylammonium bromide 1 ± 0.1.

Катализатор получают путем последовательного растворения компонентов в смеси муравьиной кислоты и воды. Предварительно смешивают воду и концентрированную муравьиную кислоту, затем добавляют остальные компоненты, при этом порядок добавления компонентов может быть произвольным. После добавления каждого компонента смесь перемешивается любым доступным методом, обеспечивающим получение гомогенного раствора. Каждый следующий компонент добавляется после полного растворения предыдущего компонента.The catalyst is prepared by sequentially dissolving the components in a mixture of formic acid and water. Pre-mix water and concentrated formic acid, then add the remaining components, while the order of addition of the components can be arbitrary. After adding each component, the mixture is mixed by any available method, ensuring a homogeneous solution. Each subsequent component is added after complete dissolution of the previous component.

Данный состав катализатора позволяет получать активные пероксокомплексы в присутствии пероксида водорода, а также надкислоты в виде надмуравьиной кислоты. Добавление в систему Неонол АФ 9-6 или N-оксида амина позволяет улучшить эмульгирование смеси катализатора и пероксида водорода в среде вакуумного газойля, а добавление тетрабутиламмоний бромида или тетраоксиламмоний бромида позволяет уменьшить межфазные ограничения и увеличить скорость реакции. Указанный катализатор получают путем последовательного добавления в воду указанных компонентов при постоянном перемешивании и до полного растворения каждого компонента, при этом порядок добавления компонентов не регламентирован и не оказывает влияния на состав и свойства получаемого катализатора.This catalyst composition allows the preparation of active peroxocomplexes in the presence of hydrogen peroxide, as well as peroxyacids in the form of formic acid. The addition of Neonol AF 9-6 or amine N-oxide to the system improves emulsification of the mixture of catalyst and hydrogen peroxide in a vacuum gas oil environment, and the addition of tetrabutylammonium bromide or tetraoxylammonium bromide can reduce interfacial limitations and increase the reaction rate. The specified catalyst is obtained by sequentially adding the indicated components to water with constant stirring and until each component is completely dissolved, while the order of adding the components is not regulated and does not affect the composition and properties of the resulting catalyst.

Каталитический крекинг возможно провести на установках с различным аппаратурным решением: стационарный и движущийся слой катализатора, кипящий слой катализатора и лифт-реактор. При этом возможно использовать стандартный способ отделения продуктов. Крекинг проводят при температуре 480-540°С и давлении 0,1-0,3 МПа, пропуская 1,33±0,03 г сырья в течение 75±1 секунд через стационарный слой катализатора массой 3,2-5,2 г, что соответствует массовой скорости подачи сырья 12,2-20 ч-1. В качестве катализатора используют промышленный равновесный цеолитсодержащий катализатор крекинга, свойства которого представлены ниже.It is possible to carry out catalytic cracking at plants with different hardware solutions: a stationary and moving catalyst bed, a fluidized catalyst bed and an elevator reactor. In this case, it is possible to use the standard method of separation of products. Cracking is carried out at a temperature of 480-540 ° C and a pressure of 0.1-0.3 MPa, passing 1.33 ± 0.03 g of raw material for 75 ± 1 seconds through a stationary catalyst bed weighing 3.2-5.2 g, which corresponds to a mass feed rate of 12.2-20 h -1 . The catalyst used is an industrial equilibrium zeolite-containing cracking catalyst, the properties of which are presented below.

Figure 00000001
Figure 00000001

Каталитический крекинг вакуумного газойля проводят согласно следующим пунктам:The catalytic cracking of vacuum gas oil is carried out according to the following points:

1. Загрузка катализатора в реактор, подогрев вакуумного газойля до 50±5°С для его плавления и более легкой подачи в реактор1. Loading the catalyst into the reactor, heating the vacuum gas oil to 50 ± 5 ° C for its melting and easier feeding into the reactor

2. Нагрев реактора до заданной температуры (480-540°С) в токе аргона2. Heating the reactor to a predetermined temperature (480-540 ° C) in an argon flow

3. Продувка реактора, нагретого до заданной температуры, потоком аргона в течение 15 минут со скоростью 30 см3/мин3. Purge the reactor, heated to a predetermined temperature, with an argon flow for 15 minutes at a speed of 30 cm 3 / min

4. Подача 1,33±0,03 г сырья за 75 секунд4. Feeding 1.33 ± 0.03 g of raw material in 75 seconds

5. Продувка реактора в токе аргона в течение 10 минут со скоростью 30 см3/мин5. Purge the reactor in a stream of argon for 10 minutes at a speed of 30 cm 3 / min

6. Сбор жидких продуктов в колбе-приемнике, помещенной в ледяную баню6. Collecting liquid products in a receiver flask placed in an ice bath

7. Полученные жидкие продукты взвешивают, анализируют фракционный состав и содержание серы7. The resulting liquid products are weighed, analyze the fractional composition and sulfur content

8. Ректор охлаждают до комнатной температуры, определяют количество кокса гравиметрическим способом8. The rector is cooled to room temperature, the amount of coke is determined gravimetrically

Таким образом, применение данной последовательности процессов переработки позволяет получить жидкие продукты крекинга с меньшим количеством серы и выходом кокса.Thus, the use of this sequence of processing processes allows to obtain liquid cracking products with less sulfur and coke yield.

Ниже представлено более подробное описание заявляемого изобретения. Настоящее изобретение может подвергаться различным изменениям и модификациям, понятным специалисту на основе прочтения данного описания. Такие изменения не ограничивают объем притязаний.Below is a more detailed description of the claimed invention. The present invention may be subjected to various changes and modifications understood by one skilled in the art upon reading this description. Such changes do not limit the scope of claims.

На первом этапе предварительно подогревают вакуумный газойль до температуры, необходимой для перехода вакуумного газойля в жидкое состояние, а именно осуществляют нагрев сырья до температуры 40°С ± 5°С с последующим ступенчатым нагревом сырья до 80°С ± 5°С. При этом. Нагревают способом, обеспечивающим равномерный нагрев со скоростью не более 10°С в минуту всей реакционной массы.At the first stage, vacuum gas oil is preheated to the temperature necessary for the transition of vacuum gas oil to a liquid state, namely, the raw material is heated to a temperature of 40 ° C ± 5 ° C, followed by stepwise heating of the raw material to 80 ° C ± 5 ° C. Wherein. Heated by a method that provides uniform heating at a speed of not more than 10 ° C per minute of the entire reaction mass.

Подогрев можно осуществлять на водяной бане или в реакторе с термостатируемой рубашкой.Heating can be carried out in a water bath or in a reactor with a thermostatically controlled jacket.

На втором этапе проводят окисление серосодержащих компонентов вакуумного газойля пероксидом водорода в присутствии катализатора. Используют пероксид водорода в концентрации 20-37 масс. %. Предварительно катализатор добавляют в навеску пероксида водорода и смесь перемешивают до образования гомогенной смеси. Полученную смесь добавляют к исходному сырью. Компоненты для проведения реакции окисления берут в следующих массовых соотношениях.At the second stage, the sulfur-containing components of the vacuum gas oil are oxidized with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst. Use hydrogen peroxide in a concentration of 20-37 mass. % The catalyst is preliminarily added to a weighed portion of hydrogen peroxide and the mixture is stirred until a homogeneous mixture is formed. The resulting mixture was added to the feedstock. The components for the oxidation reaction are taken in the following weight ratios.

катализатор : сера в вакуумном газойле = 1:6 до 1:20catalyst: sulfur in vacuum gas oil = 1: 6 to 1:20

пероксид водорода: сера в вакуумном газойле = 6:1 до 20:1hydrogen peroxide: sulfur in vacuum gas oil = 6: 1 to 20: 1

Причем проведение реакции окисления осуществляют при постоянном перемешивании смеси со скоростью не менее 600 об/мин в течение смеси 6±1 ч., а температуру смеси поднимают ступенчато до 80°С ± 5°С для минимизирования разложения пероксида водорода.Moreover, the oxidation reaction is carried out with constant stirring of the mixture at a speed of at least 600 rpm for a mixture of 6 ± 1 h, and the temperature of the mixture is raised stepwise to 80 ° C ± 5 ° C to minimize decomposition of hydrogen peroxide.

На третьем этапе смесь нагревали до 100°С ±5°С и добавляли N-метилпирролидон или N-этилпирролидон или пирролидон (в объемном соотношении сырье : экстрагент 1:1 ± 10% объемных) для экстракции продуктов окисления, перемешивали 5-10 мин при температуре 100°С ± 5°С и сепарировали экстрагент с получением очищенного вакуумного газойля.In the third stage, the mixture was heated to 100 ° C ± 5 ° C and N-methylpyrrolidone or N-ethylpyrrolidone or pyrrolidone (in a volume ratio of raw materials: extractant 1: 1 ± 10% by volume) was added to extract oxidation products, stirred for 5-10 min at temperature 100 ° C ± 5 ° C and the extractant was separated to obtain purified vacuum gas oil.

Содержание серы в исходном вакуумном газойле в массовых долях заранее определено любым известным из уровня техники методом (методом, основанным на окислении серы и анализе полученных оксидов; методом, основанным на восстановлении серы до сернистого водорода; спектральным методом и др.).The sulfur content in the initial vacuum gas oil in mass fractions is predetermined by any method known from the prior art (a method based on the oxidation of sulfur and analysis of the obtained oxides; a method based on the recovery of sulfur to hydrogen sulfide; spectral method, etc.).

На третьем этапе проводят экстракцию полученных продуктов окисления сероорганических соединений N-метилпирролидоном или N-этилпирролидоном или пирролидоном. При этом экстракцию проводят при температуре 100°С ± 5°С.At the third stage, the obtained products of the oxidation of organosulfur compounds are extracted with N-methylpyrrolidone or N-ethylpyrrolidone or pyrrolidone. The extraction is carried out at a temperature of 100 ° C ± 5 ° C.

Четвертый этап предполагает проведение каталитического крекинга обессеренного вакуумного газойля.The fourth stage involves the catalytic cracking of sulfur-free vacuum gas oil.

Каталитический крекинг проводят на установке, соответствующей стандарту ASTM d 3907-13. Эксперимент проводят со стационарным слоем катализатора при температуре 480-540°С, с массовой скоростью подачи сырья 14,5-20,0 ч-1 (подача 1,33 г сырья в течение 75±1 секунд через слой катализатора массой 3,2-5,2 г). В качестве катализатора используют промышленный равновесный цеолитсодержащий катализатор крекинга. В качестве сырья применяют негидроочищенный вакуумный газойль, негидроочищенный вакуумный газойль подвергнутый окислительному обессериванию и гидроочищенный вакуумный газойль.Catalytic cracking is carried out in an installation that complies with ASTM d 3907-13. The experiment is carried out with a stationary catalyst bed at a temperature of 480-540 ° C, with a mass feed rate of 14.5-20.0 h -1 (supply of 1.33 g of feedstock for 75 ± 1 seconds through a catalyst bed of 3.2- 5.2 g). The catalyst used is an industrial equilibrium zeolite-containing cracking catalyst. Non-hydrotreated vacuum gas oil, non-hydrotreated vacuum gas oil subjected to oxidative desulfurization and hydrotreated vacuum gas oil are used as raw materials.

Фракционный состав жидких продуктов крекинга определяли методом имитированной дистилляции на хроматографе «Хромое ГХ-1000». Концентрацию серы в жидких продуктах крекинга определяли с помощью энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализатора «АСЭ-2». Содержание кокса на катализаторе определяли гравиметрическим методом.The fractional composition of liquid cracking products was determined by simulated distillation on a Lame GC-1000 chromatograph. The sulfur concentration in the liquid cracking products was determined using an ASE-2 energy dispersive X-ray fluorescence analyzer. The coke content on the catalyst was determined by the gravimetric method.

Каталитический крекинг проводили на образце обессеренного вакуумного газойля с наименьшим содержанием серы.Catalytic cracking was carried out on a sample of desulfurized vacuum gas oil with the lowest sulfur content.

Ниже приведены примеры конкретного выполнения окислительного обессеривания негидроочищенного вакуумного газойля (НГВГ).The following are examples of specific embodiments of oxidative desulfurization of non-hydrotreated vacuum gas oil (NGVG).

Предварительно анализировали содержание общей серы в исходном вакуумном газойле рентгенофлуоресцентным методом на приборе «АСЭ-2». Окислительное обессеривание образца вакуумного газойля с содержанием общей серы 14 400 ppm проводили с использованием водного раствора пероксида водорода (концентрация 20-37 масс. %) в присутствии катализатора (состав катализатора в каждом примере, количество взятых катализатора и пероксида водорода, условия окисления и экстракции приведены в таблице 1).The total sulfur content in the initial vacuum gas oil was preliminarily analyzed by the X-ray fluorescence method on an ASE-2 instrument. Oxidative desulphurization of a vacuum gas oil sample with a total sulfur content of 14,400 ppm was carried out using an aqueous solution of hydrogen peroxide (concentration of 20-37 wt.%) In the presence of a catalyst (the composition of the catalyst in each example, the amount of catalyst and hydrogen peroxide taken, oxidation and extraction conditions are given in table 1).

Проведение окисления осуществляли при постоянном перемешивании смеси со скоростью не менее 600 об/мин в течение смеси 6±1 ч., а температуру смеси поднимали ступенчато до 80°С ± 5°С для минимизирования разложения пероксида водорода.The oxidation was carried out with constant stirring of the mixture at a speed of at least 600 rpm for a mixture of 6 ± 1 h, and the temperature of the mixture was raised stepwise to 80 ° C ± 5 ° C to minimize decomposition of hydrogen peroxide.

По окончании реакции смесь нагревали до 100°С ± 5°С и добавляли N-метилпирролидон или N-этилпирролидон или пирролидон (в объемном соотношении сырье: экстрагент 1:1 ± 10% об.) для экстракции продуктов окисления, перемешивали 5-10 мин при температуре 100°С ± 5°С и сепарировали экстрагент с получением очищенного вакуумного газойля. Полученные результаты приведены в таблице 1.At the end of the reaction, the mixture was heated to 100 ° C ± 5 ° C and N-methylpyrrolidone or N-ethylpyrrolidone or pyrrolidone (in a volume ratio of feed: extractant 1: 1 ± 10% vol.) Was added to extract oxidation products, stirred for 5-10 min at a temperature of 100 ° C ± 5 ° C and the extractant was separated to obtain purified vacuum gas oil. The results are shown in table 1.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Общая методика проведения каталитического крекинга вакуумного газойля.General methodology for the catalytic cracking of vacuum gas oil.

В качестве сырья использовали негидроочищенный вакуумный газойль (НГ ВГ) с содержанием серы 14 400 ppm, негидроочищенный вакуумный газойль (НГ ОВГ) предварительно подвергнутый окислительному обессериванию и гидроочищенный вакуумный газойль (ГО ВГ) с содержанием серы 3600 ppm. Проводили каталитический крекинг с массовой скоростью подачи сырья 12,2-20 ч-1 при 480-540°С. Жидкие продукты отделили и определили фракционный состав и содержание серы (табл. 2).Non-hydrotreated vacuum gas oil (NG VG) with a sulfur content of 14,400 ppm, non-hydrotreated vacuum gas oil (NG OVG) preliminarily subjected to oxidative desulfurization and hydrotreated vacuum gas oil (GO VG) with a sulfur content of 3600 ppm were used as raw materials. Catalytic cracking was carried out with a mass feed rate of 12.2-20 h -1 at 480-540 ° C. Liquid products were separated and the fractional composition and sulfur content were determined (Table 2).

Figure 00000004
Figure 00000004

Claims (9)

1. Способ каталитического крекинга вакуумного газойля, характеризующийся тем, что включает предварительный нагрев сырья до температуры, при которой вакуумный газойль переходит в жидкое состояние, затем добавляют смесь, включающую пероксид водорода с концентрацией 20-37 мас.% и катализатор, следующего состава (мас.%):1. The method of catalytic cracking of vacuum gas oil, characterized in that it involves preheating the feed to a temperature at which the vacuum gas oil goes into a liquid state, then add a mixture comprising hydrogen peroxide with a concentration of 20-37 wt.% And a catalyst of the following composition (wt. .%): концентрированная муравьиная кислотаconcentrated formic acid 80±580 ± 5 водаwater 13±513 ± 5 соединение, содержащее молибденmolybdenum compound 4±14 ± 1 поверхностно-активное вещество,surface-active substance, растворимое и устойчивое в катализатореsoluble and stable in the catalyst 2±0,52 ± 0.5 межфазный переносчикinterphase carrier 1±0,1,1 ± 0.1,
полученную реакционную смесь перемешивают при температуре, при которой вакуумный газойль переходит в жидкое состояние, в течение 1-2 часа, затем при температуре 60°С±10°С в течение еще 1-2 ч и далее 4 часа ± 10 мин при температуре 80°С±5°С, по окончании реакции смесь нагревают до 100°С±5°С и добавляют экстрагент для извлечения продуктов окисления, перемешивают 5-10 мин при данной температуре и отделяют экстрагент с получением очищенного вакуумного газойля, затем полученный обессеренный вакуумный газойль подвергают каталитическому крекингу с использованием цеолитсодержащего катализатора при температуре 480-540°С, давлении 0,1-0,3 МПа и массовой скоростью подачи сырья 12,2-20 ч-1 с получением широкой фракции каталитического крекинга с повышенным содержанием бензиновой фракции.the resulting reaction mixture is stirred at a temperature at which the vacuum gas oil turns into a liquid state for 1-2 hours, then at a temperature of 60 ° C ± 10 ° C for another 1-2 hours and then 4 hours ± 10 min at a temperature of 80 ° C ± 5 ° C, at the end of the reaction, the mixture is heated to 100 ° C ± 5 ° C and the extractant is added to extract the products of oxidation, stirred for 5-10 minutes at this temperature and the extractant is separated to obtain purified vacuum gas oil, then the resulting desulfurized vacuum gas oil subjected to catalytic cracking using the use of a zeolite-containing catalyst at a temperature of 480-540 ° C, a pressure of 0.1-0.3 MPa and a mass feed rate of 12.2-20 h -1 to obtain a wide catalytic cracking fraction with a high content of gasoline fraction. 2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что экстрагент берут в объемном соотношении сырье : экстрагент 1:1±10% объемных.2. The method according to p. 1, characterized in that the extractant is taken in a volume ratio of raw materials: extractant 1: 1 ± 10% vol. 3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве экстрагентов для отделения продуктов окисления используют N-метилпирролидон, N-этилпирролидон, пирролидон.3. The method according to p. 1, characterized in that as extractants for the separation of oxidation products using N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, pyrrolidone. 4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что скорость ступенчатого нагрева составляет не более 10°С в минуту.4. The method according to p. 1, characterized in that the speed of stepwise heating is not more than 10 ° C per minute. 5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что соединение, содержащее молибден, выбирают из группы, включающей молибдат аммония, молибдат натрия, парамолибдат аммония, парамолибдат натрия.5. The method according to p. 1, characterized in that the compound containing molybdenum is selected from the group comprising ammonium molybdate, sodium molybdate, ammonium paramolybdate, sodium paramolybdate. 6. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют Неонол АФ 9-6 или N-оксид амина.6. The method according to p. 1, characterized in that as a surfactant use Neonol AF 9-6 or N-amine oxide. 7. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве межфазного переносчика используют тетрабутиламмоний бромид или тетраоктиламмоний бромид.7. The method according to claim 1, characterized in that tetrabutylammonium bromide or tetraoctylammonium bromide is used as an interphase carrier.
RU2019120090A 2019-06-27 2019-06-27 Method for catalytic cracking of vacuum gas oil RU2711756C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120090A RU2711756C1 (en) 2019-06-27 2019-06-27 Method for catalytic cracking of vacuum gas oil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120090A RU2711756C1 (en) 2019-06-27 2019-06-27 Method for catalytic cracking of vacuum gas oil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2711756C1 true RU2711756C1 (en) 2020-01-21

Family

ID=69184058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019120090A RU2711756C1 (en) 2019-06-27 2019-06-27 Method for catalytic cracking of vacuum gas oil

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2711756C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2291859C1 (en) * 2005-09-20 2007-01-20 Виль Ришатович Нигматуллин Petroleum sulfide oxidation process
CN101050378A (en) * 2007-04-26 2007-10-10 河北科技大学 Method for eliminating sulfur compound contained in fuel oil by catalytic oxidation of phase transition
US20090200206A1 (en) * 2006-03-03 2009-08-13 Al-Shahrani Farhan M Catalytic Process for Deep Oxidative Desulfurization of Liquid Transportation Fuels
EA016125B1 (en) * 2005-09-08 2012-02-28 Сауди Арейбиен Ойл Компани Diesel oil desulfurization by oxidation and extraction
US8715489B2 (en) * 2005-09-08 2014-05-06 Saudi Arabian Oil Company Process for oxidative conversion of organosulfur compounds in liquid hydrocarbon mixtures
RU2584697C1 (en) * 2015-02-03 2016-05-20 Александр Иванович Пойманов Method of cleaning diesel fuel from sulphur compounds
RU2641101C2 (en) * 2012-09-28 2018-01-16 Адития Бирла Сайенс Энд Текнолоджи Компани Лимитед Methods and composition for desulphurating compositions
RU2691744C1 (en) * 2018-10-04 2019-06-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Oxidative desulphurisation method and catalyst for vacuum desulphurisation of vacuum gas oil

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA016125B1 (en) * 2005-09-08 2012-02-28 Сауди Арейбиен Ойл Компани Diesel oil desulfurization by oxidation and extraction
US8715489B2 (en) * 2005-09-08 2014-05-06 Saudi Arabian Oil Company Process for oxidative conversion of organosulfur compounds in liquid hydrocarbon mixtures
RU2291859C1 (en) * 2005-09-20 2007-01-20 Виль Ришатович Нигматуллин Petroleum sulfide oxidation process
US20090200206A1 (en) * 2006-03-03 2009-08-13 Al-Shahrani Farhan M Catalytic Process for Deep Oxidative Desulfurization of Liquid Transportation Fuels
CN101050378A (en) * 2007-04-26 2007-10-10 河北科技大学 Method for eliminating sulfur compound contained in fuel oil by catalytic oxidation of phase transition
RU2641101C2 (en) * 2012-09-28 2018-01-16 Адития Бирла Сайенс Энд Текнолоджи Компани Лимитед Methods and composition for desulphurating compositions
RU2584697C1 (en) * 2015-02-03 2016-05-20 Александр Иванович Пойманов Method of cleaning diesel fuel from sulphur compounds
RU2691744C1 (en) * 2018-10-04 2019-06-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Oxidative desulphurisation method and catalyst for vacuum desulphurisation of vacuum gas oil

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4746420A (en) Process for upgrading diesel oils
JP5960719B2 (en) Desulfurization and denitrification integrated process including mild hydrotreatment of aromatic dilute fraction and oxidation of aromatic rich fraction
RU2380397C2 (en) Raw material processing method, of materials such as heavy crude oil and bottoms
US4659453A (en) Hydrovisbreaking of oils
DE69304583T2 (en) Polycyclic aromatic ring splitting process
US6068758A (en) Process for hydrocracking heavy oil
JPS594686A (en) Purification of hydrocarbon oil
JP2014507493A (en) Integrated desulfurization and denitrification processes including mild hydroprocessing and oxidation of aromatic rich hydroprocessing products
DE2729533A1 (en) METHOD FOR HYDROCONVERTING AN OIL / COAL MIXTURE
Houda et al. Ultrasound assisted oxidative desulfurization of marine fuels on MoO3/Al2O3 catalyst
CN110607191B (en) Combined process for hydrotreatment of residual oil and production of bright stock
DE1770264A1 (en) Process for cleaning petroleum
RU2711756C1 (en) Method for catalytic cracking of vacuum gas oil
JPS62250092A (en) Method for enhancing quality of diesel oil
RU2592286C2 (en) Method for production of olefins and gasoline with low benzene content
RU2691744C1 (en) Oxidative desulphurisation method and catalyst for vacuum desulphurisation of vacuum gas oil
DE2557913C2 (en)
DE69011217T2 (en) Heavy oil conversion process.
RU2677462C1 (en) Method of oil-protection of raw oil by hydrogen peroxide with identification of oxidation products
RU2722103C1 (en) Vacuum gas oil processing method
JP4803785B2 (en) Method for producing gasoline base material, environmentally friendly gasoline, and method for producing the same
JP4217324B2 (en) Gas oil desulfurization method and gas oil desulfurization system
CN112251256B (en) Combined process for hydrotreatment of residual oil and production of bright stock and aromatic base mineral oil
JPH07102266A (en) Process for reducing sulfur content of petroleum distillate
CN111841662B (en) Pre-sulfurization process of hydrorefining catalyst

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200907

Effective date: 20200907