RU2782059C1 - Топливо и способ его приготовления - Google Patents
Топливо и способ его приготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782059C1 RU2782059C1 RU2021137762A RU2021137762A RU2782059C1 RU 2782059 C1 RU2782059 C1 RU 2782059C1 RU 2021137762 A RU2021137762 A RU 2021137762A RU 2021137762 A RU2021137762 A RU 2021137762A RU 2782059 C1 RU2782059 C1 RU 2782059C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- mass
- oil
- cellulosic biomass
- unenriched renewable
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 229920002209 Crumb rubber Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 12
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 11
- 102200035591 MAP6D1 C10G Human genes 0.000 description 8
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 7
- 101710030186 C10L Proteins 0.000 description 6
- 101710004797 C12orf57 Proteins 0.000 description 6
- 101710017568 MVA035L Proteins 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 2
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 2
- CYQFCXCEBYINGO-IAGOWNOFSA-N delta1-THC Chemical compound C1=C(C)CC[C@H]2C(C)(C)OC3=CC(CCCCC)=CC(O)=C3[C@@H]21 CYQFCXCEBYINGO-IAGOWNOFSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229960004242 dronabinol Drugs 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 101710017328 GSPATT00030171001 Proteins 0.000 description 1
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N Isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 1
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 241000183024 Populus tremula Species 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- QNRMTGGDHLBXQZ-UHFFFAOYSA-N buta-1,2-diene Chemical compound CC=C=C QNRMTGGDHLBXQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000010897 cardboard waste Substances 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-ARJAWSKDSA-N cis-but-2-ene Chemical compound C\C=C/C IAQRGUVFOMOMEM-ARJAWSKDSA-N 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 235000013847 iso-butane Nutrition 0.000 description 1
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N isobutene Chemical compound CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propene Chemical compound CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-ONEGZZNKSA-N trans-but-2-ene Chemical compound C\C=C\C IAQRGUVFOMOMEM-ONEGZZNKSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium(0) Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к нефтепереработке. Предложено топливо, включающее в себя продукт каталитического крекинга текучей среды, содержащей топливную смесь, состоящую из 93-99,95 мас.% материала нефтяной фракции и 0,05-7 мас.% материала необогащенного возобновляемого нефтяного топлива, состоящего из продукта измельчения и некаталитической термической обработки углеродсодержащей массы, содержащей целлюлозную биомассу, с превращением по меньшей мере 60 мас.% этой массы в необогащенное возобновляемое нефтяное топливо, имеющее углеродсодержание по меньшей мере 40 мас.% на сухую основу и содержание воды в интервале 10-40 мас.%, при этом необогащенное возобновляемое нефтяное топливо получено из углеродсодержащей массы, включающей 90-50 мас.% целлюлозной биомассы и 10-50 мас.% резиновой крошки и/или отходов полимеров. Также предложен способ получения топлива. Технический результат заключается в расширении арсенала топлив. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 табл.
Description
Изобретение относится к нефтепереработке с использованием крекинга и получением жидкого топлива с возобновляемыми ингредиентами при утилизации промышленных и бытовых отходов.
Наиболее близким по технической сущности являются системы и способы для возобновляемого топлива, которые в себя включают:
Топливо (патент RU № 2628521, МПК C10L 1/04, C10L 1/18, C10G 1/00, C10G 3/00, C10G 11/00, C10G 11/18, C10L 1/16, опубл. 17.08.2017, Бюл. № 23), которое содержит продукт каталитического крекинга текучей среды, содержащей топливную смесь, включающую:
i) 93-99,95 мас.% материала нефтяной фракции; и
ii) 0,05-7 мас.% материала необогащенного возобновляемого нефтяного топлива,
где необогащенное возобновляемое нефтяное топливо включает:
продукт измельчения и некаталитической быстрой термической обработки целлюлозной биомассы с превращением по меньшей мере 60 мас.% целлюлозной биомассы в необогащенное возобновляемое нефтяное топливо; и
где необогащенное возобновляемое нефтяное топливо имеет углеродосодержание по меньшей мере 40 мас.% на сухую основу и кислородосодержание в интервале 20-50 мас.% на сухую основу и содержание воды в интервале 10-40 мас.%.
Способ получения топлива (патент RU № 2628521, МПК C10L 1/04, C10L 1/18, C10G 1/00, C10G 3/00, C10G 11/00, C10G 11/18, C10L 1/16, опубл. 17.08.2017 Бюл. № 23), включающий:
совместную обработку топливной смеси в присутствии катализатора, где топливная смесь содержит:
i) 93-99,95 мас.% материала нефтяной фракции; и
ii) 0,05-7 мас.% материала необогащенного возобновляемого нефтяного топлива,
где необогащенное возобновляемое нефтяное топливо включает продукт измельчения и некаталитической быстрой термической обработки целлюлозной биомассы с превращением по меньшей мере 60 мас.% целлюлозной биомассы в необогащенное возобновляемое нефтяное топливо; и где необогащенное возобновляемое нефтяное топливо имеет:
a) углеродосодержание по меньшей мере 40 мас.% на сухую основу;
b) кислородосодержание в интервале 20-50 мас.% на сухую основу; и
с) содержание воды в интервале 10-40 мас.%.
Недостатками данного патента являются узкая область применения из-за использования в качестве возобновляемого нефтяного топлива только целлюлозной биомассы, а также большие временные и материальные затраты на получение 60% и более топлива из биомассы.
Технической задачей предполагаемого изобретения является создание топлива и способа его приготовления, позволяющих расширить область применения за счет использования в возобновляемом нефтяном топливе смеси углеродсодержащей массы, состоящей из целлюлозной биомассы с резиновой крошкой и/или медицинскими отходами и/или отходами полимеров, а также снизить материальные затраты на получение топлива из биомассы, то есть позволяет расширить арсенал технических средств для создания альтернативного топлива.
Техническая задача решается топливом, включающим в себя продукт каталитического крекинга текучей среды, содержащей топливную смесь, состоящую из 93-99,95 мас.% материала нефтяной фракции и 0,05-7 мас.% материала необогащенного возобновляемого нефтяного топлива, состоящего из продукта измельчения и некаталитической термической обработки углеродсодержащей массы, содержащей целлюлозную биомассу, с превращением по меньшей мере 60 мас.% этой массы в необогащенное возобновляемое нефтяное топливо, имеющее углеродсодержание по меньшей мере 40 мас.% на сухую основу и содержание воды в интервале 10-40 мас.%.
Новым является то, что необогащенное возобновляемое нефтяное топливо получено из углеродсодержащей массы, включающей 90-50 мас.% целлюлозной биомассы и 10-50 мас.% резиновой крошки и/или отходов полимеров.
Техническая задача решается также способом получения топлива, включающим совместную обработку топливной смеси в присутствии катализатора, содержащей 93-99,95 мас.% материала нефтяной фракции и 0,05-7 мас.% материала необогащенного возобновляемого нефтяного топлива, состоящего из продукта измельчения и некаталитической термической обработки углеродсодержащей массы, содержащей целлюлозную биомассу, с превращением по меньшей мере 60 мас.% этой массы в необогащенное возобновляемое нефтяное топливо, имеющее углеродсодержание по меньшей мере 40 мас.% на сухую основу и содержание воды в интервале 10-40 мас.%.
Новым является то, что необогащенное возобновляемое нефтяное топливо получают из углеродсодержащей смеси, включающей 90-50 мас.% целлюлозной биомассы и 10-50 мас.% резиновой крошки и/или отходов полимеров.
Новым является также то, что размер резиновой крошки и/или отходов полимеров, подаваемых в углеродсодержащую массу с целлюлозной биомассой, подбирают эмпирическим путем.
В ходе лабораторных и аппаратных испытаний на объектах акционерного общества «ТАНЕКО» группы компаний публичного акционерного общества «Татнефть» им. В.Д, Шашина (АО «ТАНЕКО») технологии получения топлива по наиболее близкому аналогу, то есть с добавлением в 93-99,95 мас.% материала нефтяной фракции 0,05-7 мас.% целлюлозной биомассы показал эффективный переход в топливо при обработке топливной смеси при помощи крекинга в присутствии катализатора до 40% целлюлозной биомассы от общей ее массы. Для повышения извлечения топлива до 60% и выше требуется увеличение времени обработки и/или режимов работы, что может сделать с высокой вероятностью данный процесс малорентабельным или вообще затратным. При использовании влажной древесины только из мягких сортов деревьев (осина, орех или т.п.) выделяется в топливо 10-20% целлюлозной биомассы, а добавление в биомассу отходов от бумаги и картона может повысить до 59% целлюлозной биомассы в топливо с сохранением временных и финансовых затрат на обработку с нефтяными фракциями. То есть наиболее вероятный и эффективный выход необогащенного возобновляемого нефтяного топлива из целлюлозной биомассы в топливо составляет 90–50%. При этом надо учитывать сезонность и неравномерность поставки отходов деревообработки. Для повышения эффективности до по меньшей мере 60 мас.% и снижения зависимости только от отходов деревообрабатывающей промышленности проведены опыты с получением углеводородной массы с добавлением в целлюлозную биомассу 10-50% (выявлено эмпирическим путем) резиновой крошки (отходы производства шин ПАО «Нижнекамскшина»), медицинских отходов (перемолотый в крошку полиэтилен, полипропилен и т.п. от бутылок, систем, шприцов и т.п.) и/или отходов полимеров (крошка или гранулы отходов получения канистр для масла, не кондиция производства и т.п.) в любой пропорции. Размер крошки и/или гранул (на испытаниях использовались крошка и/или гранулы с габаритными размерами, не превышающими 10 мм) и количество резиновой крошки, медицинских отходов и/или отходов полимеров, подаваемых в углеродсодержащую массу с целлюлозной биомассой, подбирают эмпирическим путем для получения из углеродсодержащей массы 60% и более необогащенного возобновляемого нефтяного топлива (чем меньше выход необогащенного возобновляемого нефтяного топлива из целлюлозной биомассы, тем применяется больший суммарный процент крошки и/или гранул).
Способ реализуется в следующей последовательности.
В качестве исходных продуктов используют (таблица 1):
- в качестве материала нефтяной фракции используют непревращенный остаток гидрокрекинга и гидроочищенный тяжелый газойль коксования,
- в качестве материала необогащенного возобновляемого нефтяного топлива используют:
- продукт измельчения и некаталитической быстрой термической обработки целлюлозной биомассы или древесной биомассы по ГОСТ 33103.1-2017 (щепа, опилки, кора, горбыль и т.д.), являющейся сырьем модульной установки быстрого пиролиза (МУБП),
- в качестве резиновой крошки используют продукт вторичной переработки резиновых отходов и изношенных автомобильных шин, относящийся к 4-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76 (медицинские отходы и/или отходы полимеров), например, по:
ТУ 38.10438-82 Резина дробленая марок РД и РДС";
ТУ 38.105590-91 "Крошка резиновая из вулканизационных отходов" (ВРШРЗ);
ТУ 38.108035-97 "Резина дробленая марок РД 0,5; РД 0,8; РД1,0; РД1.2; РД1.6; РД2.0; РД5.0; РД8.0; РД10.0" (взамен ТУ 38.108035-92 "Резина дробленая марок РД, РДС и РДЕ", заменивших ТУ 38.108035-87);
ТУ 2519-001-47659157-01 "Порошок резиновый тонкоизмельченный из вулканизованных резин и резинотканевых отходов";
ТУ 2519-001-48697140-00 "Крошка резиновая. Технические условия";
СТО 2511-001-58146599-2004 "Крошка резиновая" (стандарт ассоциации "Шиноэкология");
ТУ 2511-029-01877509-04 "Резина дробленая марок РД 1,2, РД 1,0, РД 0,5" (взамен ТУ 8189-004-01877509-98);
ТУ 38.305-088-2008 "Резиновый порошок";
ТУ 2519-082-17423242-2013 "Порошок резиновый КОЛТЕК тонкоизмельченный обеспыленный из вулканизированной резины").
Сырье на Каталитический крекинг (типовые операции) подается смесью из «Непревращенный остаток гидрокрекинга (ГК)» и «Гидроочищенный тяжелый газойль коксования (ГО ТГК)»
Свойства исходного материала внесены в таблицу 1, в которой:
Вариант 1 – это смесь «Непревращенный остаток ГК» в количестве 21,8 мас.% и «ГО ТГК» в количестве 78,2 мас.%.
Вариант 2 - это смесь «Непревращенный остаток ГК» в количестве 63,6 мас.% и «ГО ТГК» в количестве 36,4 мас.%.
ASTM D1160 –стандарт метода испытаний для перегонки нефтепродуктов при пониженном давлении;
НК – начало кипения;
КК – конец кипения.
Таблица 1
| Тип | Ед. изм. | Непревращенный остаток ГК | ГО ТГК | Смесь Вариант 1 |
Смесь Вариант 2 |
| Количество, вариант 1 |
мас.% | 21,8 | 78,2 | 100 | - |
| Количество, вариант 2 |
мас.% | 63,6 | 36,4 | - | 100 |
| Расход | т/ч | 29,4 | 105,4 | 134,8 | 134,8 |
| Расход | тыс.т/год | 1100 | 1100 | ||
| Удельный вес | 0,835 | 0,919 | 0,899 | 0,864 | |
| ASTM D1160 | °C | ||||
| НК | 350 | 347 | 323 | 323 | |
| 5% | °C | - | 355 | 341 | 347 |
| 10% | °C | 364 | 365 | 355 | 356 |
| 30% | °C | 377 | 416 | 392 | 379 |
| 50% | °C | 390 | 451 | 433 | 404 |
| 70% | °C | 415 | 492 | 475 | 438 |
| 90% | 452 | 543 | 535 | 497 | |
| 95% | - | - | 551 | 526 | |
| КК | 503 | 570 | 570 | 570 | |
| Содержание водорода | мас.% | 14.0 | 12.3 | 12.7 | 13.4 |
| Сера | масс.ppm | 30 макс. | 300 | 241 | 128 |
| Общий азот | масс.ppm | 2 макс. | 430 | 337 | 158 |
| Коксуемость по Конрадсону | мас.% | 0,02 | 0,1 max | 0,1 | 0,05 |
| Содержание Ni + V |
масс.рpm | 0,1 max | 0,5 max | 0,4 | 0,2 |
| Вязкость при 100°C | сСт | 7,0 | 6,5 | 6,7 | 6,8 |
| Вязкость при 50°C | сСт | 36,0 | 26,9 | 28,8 | 32,5 |
На МУБП ведется переработка углеродсодержащей массы, состоящей из целлюлозной биомассы с добавлением необходимого количества резиновой крошки, медицинских отходов и/или отходов полимеров, для получения 60% и более от начальной массы необогащенного возобновляемого нефтяное топлива, которое в количестве 0,05 – 7 мас.% добавляют материал нефтяной фракции, получая топливную смесь, причем целлюлозной биомассы в углеродсодержащей массе содержится 50–90 мас.%, а переработка на МУБП производится при температуре 450-490°С и давлении минус 0,25-0,25 кПа смешивают и получают из углеродсодержащей массы продукт измельчения и некаталитической быстрой термической обработки углеродсодержащей массы с превращением ее в необогащенное возобновляемое нефтяное топливо, с кислородосодержанием – от 5 до 19,9 мас.%, углеродосодержанием – 60-90 мас.%, содержание воды в интервале 15-30 мас.%.
Топливо получают в процессе каталитического крекинга в присутствии катализатора топливной смеси.
Для переработки топливной смеси в топливо могут применяться любые известные установки для крекинга с любыми катализаторами, позволяющими производить переработку подобных топливных смесей. Авторы на это не претендуют. Для примера рассмотрим работу установки каталитического крекинга АО «ТАНЕКО» (научные исследования – испытания).
Из уравнительной емкости материал нефтяной фракции подают сырьевыми насосами под давлением от 1,33 до 1,43 МПа на узел нагрева сырья – в три последовательных теплообменника и печь, нагревают в печи и с температурой 248–365°С подают через раздаточный коллектор узла ввода сырья в форсунки к основанию лифт-реактора каталитического крекинга. Вводят в нижнюю часть лифт-реактора через пять сырьевых форсунок с распылением на мельчайшие капельки с высокой удельной поверхностью, обеспечивая быстрый теплообмен с горячим регенерированным катализатором. Расход сырья от насосов измеряют расходомером, контролируют и регулируют расход с помощью регулятора, клапан которого установлен на линии минимального расхода.
Режимы работы установки каталитического крекинга показаны в таблице 2.
Таблица 2
| ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ | |||
| Расход сырья + рециркуляция ТГ КК | кг/ч | 148 284 | |
| Температура сырья | °C | 250 | |
| Расход смеси | кг/ч | 5 400 | |
| Температура смеси | °C | 40 | |
| Циркуляция катализатора | тонн/мин | 19.7 | |
| C/O | - | 8.77 | |
| Дельта кокс | мас.% | 0.63 | |
| Шиберная задвижка отработанного катализатора | кПа | 45 | |
| Шиберная задвижка регенерированного катализатора | кПа | 49 | |
| Стандартная конверсия | мас.% | 82.2 | |
| об.% | 86.2 | ||
| V + Na на равновесном катализаторе | масс.ppm | 1 914 | |
| Ni на равновесном катализаторе | масс.ppm | 1 078 | |
| Ca + Fe на равновесном катализаторе | масс.ppm | 4 211 | |
| Активность MAT катализатора | мас.% | 66-68 | |
| Подпитка сухим катализатором | т/сут | 12 (1) | |
| Водород в коксе | мас.% | 6.5 | |
| Сера в коксе | мас.% | 0.04 | |
| Азот в коксе | мас.% | 0.34 | |
В качестве катализатора используют цеолит в составе композиции для производства высокооктанового бензина с высоким показателем дельта кокс. Необходимая микроактивность (МАТ) равновесного катализатора – 66-68 мас.%. Количество кокса, остающегося на катализаторе после регенерации – 0,05 мас.%. Размер пор и содержание редкоземельных металлов должны быть оптимизированы в рамках производственной задачи (высокий выход бензина и высокий показатель дельта кокс). Содержание металлов в равновесном катализаторе никель <1000 масс. ppm, ванадий <1000 масс. рpm.
Сырье после нагревания подается к основанию лифт-реактора и подается на форсунки подачи сырья. В форсунках сырье подвергается тонкому распылению и смешивается с распылительным паром, после чего впрыскивается в лифт-реактор. Маленькие капельки сырья соприкасаются с движущимся попутно горячим регенерированным катализатором и мгновенно испаряются. Испаренный нефтепродукт эффективно перемешивается с частицами катализатора и подвергается крекингу с образованием более легких и более ценных продуктов, а также шлама, кокса и газов. Пары продуктов поднимаются по лифт-реактору, перенося частицы катализатора. Время пребывания в лифт-реакторе при проектных условиях составляет около 2 секунд. Проектное соотношение катализатор/сырье - 9,4. Температура на выходе из лифт-реактора регулируется за счет изменения количества регенерированного катализатора, подаваемого в лифт-реактор через задвижку регенерированного катализатора. Отпаренный отработанный катализатор стекает вниз по стояку отработанного катализатора и проходит через задвижку отработанного катализатора. Далее катализатор попадает в регенератор, где производится выжиг кокса с поверхности катализатора. Воздух, необходимый для сжигания кокса, подается при помощи воздуходувки, в качестве привода которой обычно используется паровая турбина высокого давления. Горячий регенерированный катализатор переходит из регенератора в стояк регенерированного катализатора, откуда направляется на смешение с сырьем. Часть катализатора уносится парами продукта в колонну фракционирования, с куба которой выводится в виде продуктового шлама. Недостаток унесенного катализатора компенсируется подачей свежего катализатора. Расход свежего катализатора составляет 0,7 г на тонну сырья.
Продукт измельчения и некаталитической быстрой термической обработки углеродсодержащей массы подают в уравнительную емкость объемом 50 м3, затем подают сырьевым насосом в линию циркуляции, включающую теплообменник, за счет чего обеспечивают однородность нагрева до температуры в 40°С±5%. Полученный продукт из уравнительной емкости подают сырьевыми насосами через раздаточный коллектор в верхний участок лифт-камеры и через одну сырьевую форсунку распыляют на мельчайшие капельки с высокой удельной поверхностью одновременно с распылением продукта нефтяной фракции. Температуру реакции каталитического крекинга 526-540°С регулируют изменением кратности циркуляции катализатора за счет раскрытия шиберной задвижки на линии подачи катализатора в лифт-реактор.
В ходе конверсии происходит изменение объема паров. Объем испаренных продуктов примерно в 3,5-4 раза превышает объем испаренного сырья. При расщеплении молекул объем пропорционален количеству молекул. При увеличении объема также происходит рост скорости восходящего потока в лифт-реакторе. Именно поэтому скорость в конце лифт-реактора превышает 20 м/с.
Выход продукции по патенту RU №2628521 и по предлагаемому техническому решению показаны в таблице 3
Таблица 3
| Продукты | патент RU №2628521 | По предлагаемому техническому решению | Относи-тельное изменение |
| мас.% | мас.% | ||
| Сухой газ | 2.7 | 2.8 | 104% |
| Всего сжиженных углеводородных газов (СУГ) | 19.7 | 19.2 | 97% |
| Бензин (C5-220°C) | 55.3 | 54.6 | 99% |
| Легкий газойль каталитического крекинга (ЛГ КК) (220-360°C) | 12.9 | 13.5 | 105% |
| Шлам (360°C+) | 3.9 | 4.3 | 110% |
| Кокс | 5.4 | 5.6 | 104% |
Состав продукции, получаемый в результате каталитического крекинга по патенту RU №2628521 и по предлагаемому техническому решению, показан в таблице 4.
Таблица 4
| патент RU № 2628521 | По предлагаемому техническому решению | |||
| Компонент | т/ч | мас.% | т/ч | мас.% |
| H2O | 10 050 | 6.28% | 11 529 | 7.05% |
| N2 | 2 335 | 1.46% | 1 782 | 1.09% |
| CO | 130 | 0.08% | 100 | 0.06% |
| CO2 | 684 | 0.43% | 526 | 0.32% |
| NH3 | 4 | 0.00% | 5 | 0.00% |
| H2S | 10 | 0.01% | 11 | 0.01% |
| H2 | 145 | 0.09% | 153 | 0.09% |
| CH4 | 1 510 | 0.94% | 1 481 | 0.91% |
| C2H6 | 1 289 | 0.81% | 1 281 | 0.78% |
| ЭТИЛЕН | 1 183 | 0.74% | 1 307 | 0.80% |
| ПРОПАН | 2 123 | 1.33% | 2 333 | 1.43% |
| ПРОПИЛЕН | 7 406 | 4.63% | 8 136 | 4.98% |
| изо-БУТАН | 4 225 | 2.64% | 4 562 | 2.79% |
| БУТАН | 2 143 | 1.34% | 2 335 | 1.43% |
| ИЗОБУТИЛЕН | 2 781 | 1.74% | 2 623 | 1.60% |
| 1-БУТЕН | 2 218 | 1.39% | 2 868 | 1.75% |
| цис-2-БУТЕН | 2 315 | 1.45% | 2 567 | 1.57% |
| транс-2-БУТЕН | 3 399 | 2.12% | 3 768 | 2.31% |
| 1,2-БУТАДИЕН | 30 | 0.02% | 28 | 0.02% |
| 20-50 | 14 173 | 8.86% | 17 361 | 10.62% |
| 50-80 | 15 637 | 9.78% | 15 513 | 9.49% |
| 80-100 | 9 544 | 5.97% | 9 470 | 5.79% |
| 100-120 | 8 394 | 5.25% | 8 752 | 5.35% |
| 120-140 | 7 196 | 4.50% | 7 987 | 4.89% |
| 140-160 | 6 106 | 3.82% | 7 187 | 4.40% |
| 160-180 | 5 196 | 3.25% | 6 377 | 3.90% |
| 180-200 | 4 478 | 2.80% | 5 591 | 3.42% |
| 200-220 | 3 930 | 2.46% | 4 860 | 2.97% |
| 220-240 | 3 515 | 2.20% | 4 209 | 2.58% |
| 240-260 | 3 193 | 2.00% | 3 656 | 2.24% |
| 260-280 | 2 934 | 1.83% | 3 207 | 1.96% |
| 280-300 | 2 747 | 1.72% | 2 868 | 1.75% |
| 300-320 | 2 772 | 1.73% | 2 676 | 1.64% |
| 320-340 | 3 775 | 2.36% | 2 854 | 1.75% |
| 340-360 | 7 467 | 4.67% | 3 925 | 2.40% |
| 360-380 | 7 456 | 4.66% | 3 454 | 2.11% |
| 380-400 | 3 338 | 2.09% | 2 229 | 1.36% |
| 400-420 | 1 328 | 0.83% | 1 663 | 1.02% |
| 420-440 | 633 | 0.40% | 1 498 | 0.92% |
| 440-460 | 393 | 0.25% | 720 | 0.44% |
| 460-480 | 313 | 0.20% | 4 | 0.00% |
| 480-500 | 300 | 0.19% | 1 | 0.00% |
| 500-520 | 312 | 0.20% | 0 | 0.00% |
| 520-540 | 313 | 0.20% | 0 | 0.00% |
| 540-560 | 275 | 0.17% | 0 | 0.00% |
| 560-580 | 186 | 0.12% | 0 | 0.00% |
| 580-600 | 71 | 0.04% | 0 | 0.00% |
| Всего | 159 955 | 100.00% | 163 462 | 100.00% |
Топливо и способ его получения позволят получать компонент моторного топлива 2-го поколения (различное топливо, полученное различными методами пиролиза биомассы).
Как видим из таблиц предлагаемый способ для получения топлива позволяет повысить эффективность за счет более полного разделения топливной смеси и, как следствие, снизить материальные затраты в пределах 4–10 %, что при больших объемах переработки дает существенный экономический эффект. При этом расширяются функциональные возможности за счет утилизации и переработки в топливо резиновой крошки, медицинских отходов и/или отходов полимеров.
Предлагаемые топливо и способ его приготовления позволяют расширить область применения за счет использования в возобновляемом нефтяном топливе смеси углеродсодержащей массы, состоящей из целлюлозной биомассы с резиновой крошкой, медицинскими отходами и/или отходами полимеров, а также снизить материальные затраты на получение топлива из углеродсодержащей массы.
Claims (3)
1. Топливо, включающее в себя продукт каталитического крекинга текучей среды, содержащей топливную смесь, состоящую из 93-99,95 мас.% материала нефтяной фракции и 0,05-7 мас.% материала необогащенного возобновляемого нефтяного топлива, состоящего из продукта измельчения и некаталитической термической обработки углеродсодержащей массы, содержащей целлюлозную биомассу, с превращением по меньшей мере 60 мас.% этой массы в необогащенное возобновляемое нефтяное топливо, имеющее углеродсодержание по меньшей мере 40 мас.% на сухую основу и содержание воды в интервале 10-40 мас.%, отличающееся тем, что необогащенное возобновляемое нефтяное топливо получено из углеродсодержащей массы, включающей 90-50 мас.% целлюлозной биомассы и 10-50 мас.% резиновой крошки и/или отходов полимеров.
2. Способ получения топлива, включающий совместную обработку топливной смеси в присутствии катализатора, содержащей 93-99,95 мас.% материала нефтяной фракции и 0,05-7 мас.% материала необогащенного возобновляемого нефтяного топлива, состоящего из продукта измельчения и некаталитической термической обработки углеродсодержащей массы, содержащей целлюлозную биомассу, с превращением по меньшей мере 60 мас.% этой массы в необогащенное возобновляемое нефтяное топливо, имеющее углеродсодержание по меньшей мере 40 мас.% на сухую основу и содержание воды в интервале 10-40 мас.%, отличающееся тем, что необогащенное возобновляемое нефтяное топливо получают из углеродсодержащей смеси, включающей 90-50 мас.% целлюлозной биомассы и 10-50 мас.% резиновой крошки и/или отходов полимеров.
3. Способ получения топлива по п. 2, отличающееся тем, что размер резиновой крошки и/или отходов полимеров, подаваемых в углеродсодержащую массу с целлюлозной биомассой, подбирают эмпирическим путем.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2782059C1 true RU2782059C1 (ru) | 2022-10-21 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010002792A3 (en) * | 2008-06-30 | 2010-05-06 | Kior, Inc. | Co-processing solid biomass in a conventional petroleum refining process unit |
| BG110283A (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-30 | "Еко Зора" Оод | LIQUID FUELS FROM WASTES HYDROCARBON MATERIALS |
| US20100222620A1 (en) * | 2006-08-16 | 2010-09-02 | Bioecon International Holding N.V. | Fluid catalytic cracking of oxygenated compounds |
| RU2522615C2 (ru) * | 2012-10-03 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Способ совместной переработки нефтяных фракций и полимерных отходов |
| RU2628521C2 (ru) * | 2011-12-12 | 2017-08-17 | Энсин Реньюэблс, Инк. | Системы и способы для возобновляемого топлива |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100222620A1 (en) * | 2006-08-16 | 2010-09-02 | Bioecon International Holding N.V. | Fluid catalytic cracking of oxygenated compounds |
| WO2010002792A3 (en) * | 2008-06-30 | 2010-05-06 | Kior, Inc. | Co-processing solid biomass in a conventional petroleum refining process unit |
| BG110283A (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-30 | "Еко Зора" Оод | LIQUID FUELS FROM WASTES HYDROCARBON MATERIALS |
| RU2628521C2 (ru) * | 2011-12-12 | 2017-08-17 | Энсин Реньюэблс, Инк. | Системы и способы для возобновляемого топлива |
| RU2522615C2 (ru) * | 2012-10-03 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Способ совместной переработки нефтяных фракций и полимерных отходов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2628521C2 (ru) | Системы и способы для возобновляемого топлива | |
| JP7220021B2 (ja) | 水素化熱分解プロセスの制御のための共処理及びその生成物 | |
| CN105940087B (zh) | 生物质或剩余废料向生物燃料的转化 | |
| US20100187162A1 (en) | Improved process for converting carbon-based energy carrier material | |
| KR20120101010A (ko) | 바이오 오일 및/또는 석탄 오일로부터 탄화수소 생성물의 생성 방법 | |
| CN101037618A (zh) | 一种结焦抑制剂及其制备方法和应用 | |
| MX2014007150A (es) | Metodos para desoxigenar aceites de pirolisis derivados de biomasa. | |
| CN105505457B (zh) | 一种提高汽油辛烷值的方法 | |
| RU2569301C2 (ru) | Многостадийный способ крекинга и отпарки в установке fcc | |
| CN101831317A (zh) | 一种高芳高氮烃的氢化方法 | |
| CN103946188A (zh) | 用于最大化来自流化催化裂解单元（fccu）的馏分产量的方法 | |
| JP4865311B2 (ja) | 流動接触分解を用いたバイオマスの処理方法 | |
| CN104140847A (zh) | 一种费托合成石脑油改质生产高辛烷值汽油的方法 | |
| WO2013191788A1 (en) | Methods and apparatuses for deoxygenating biomass-derived pyrolysis oil | |
| CN101210188B (zh) | 一种烃油转化方法 | |
| JP2004501224A (ja) | サイクル油転化方法 | |
| CN102250641B (zh) | 一种最大限度制乙烯、丙烯的方法和装置 | |
| RU2782059C1 (ru) | Топливо и способ его приготовления | |
| CN110028986A (zh) | 一种生物质热解液制备燃油的方法 | |
| CN102989519B (zh) | 一种催化裂化催化剂连续老化方法 | |
| CN201695001U (zh) | 一种制乙烯、丙烯的装置 | |
| CA3007013C (en) | Processes for producing a burner fuel from a biomass feed | |
| CN101942339A (zh) | 沸腾床渣油加氢裂化与催化裂化组合工艺方法 | |
| CN106609151B (zh) | 一种生产低碳烯烃的方法 | |
| CN1279270A (zh) | 一种多产柴油和液化气的催化转化方法 |