RU2807763C1 - Method for producing motor fuel and synthetic hydrocarbons - Google Patents
Method for producing motor fuel and synthetic hydrocarbons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807763C1 RU2807763C1 RU2023110752A RU2023110752A RU2807763C1 RU 2807763 C1 RU2807763 C1 RU 2807763C1 RU 2023110752 A RU2023110752 A RU 2023110752A RU 2023110752 A RU2023110752 A RU 2023110752A RU 2807763 C1 RU2807763 C1 RU 2807763C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- synthetic
- gas
- hydrocarbons
- reactor
- gasoline
- Prior art date
Links
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 61
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 50
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 23
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims abstract description 10
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 6
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 28
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 21
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 15
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 5
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 cyclohexane hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 102200118166 rs16951438 Human genes 0.000 description 2
- DSEKYWAQQVUQTP-XEWMWGOFSA-N (2r,4r,4as,6as,6as,6br,8ar,12ar,14as,14bs)-2-hydroxy-4,4a,6a,6b,8a,11,11,14a-octamethyl-2,4,5,6,6a,7,8,9,10,12,12a,13,14,14b-tetradecahydro-1h-picen-3-one Chemical compound C([C@H]1[C@]2(C)CC[C@@]34C)C(C)(C)CC[C@]1(C)CC[C@]2(C)[C@H]4CC[C@@]1(C)[C@H]3C[C@@H](O)C(=O)[C@@H]1C DSEKYWAQQVUQTP-XEWMWGOFSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001934 cyclohexanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к вторичным процессам переработки углеводородов, а именно к переработке бензиновых фракций, получаемых из углеводородного сырья, для превращения его в высокооктановое моторное топливо и синтетические углеводороды - синтетический бензин и синтетическое дизельное топливо. The invention relates to secondary processes for processing hydrocarbons, namely to the processing of gasoline fractions obtained from hydrocarbon feedstocks to convert them into high-octane motor fuel and synthetic hydrocarbons - synthetic gasoline and synthetic diesel fuel.
Известен способ получения высокооктанового бензина и дизельного топлива из фракций газового конденсата (RU 2008323, МПК C10G 51/04, опубл.28.02.94). Согласно этому способу стабильный газовый конденсат разделяют с выделением прямогонных фракций: бензиновой, дизельной и остаточной. Остаточную фракцию или ее смесь с газообразными продуктами реакции подвергают пиролизу при температуре 600-900°С. Продукты пиролиза фракционируют с выделением газообразной и жидкой фракций. Газ пиролиза смешивают с прямогонной бензиновой фракцией и подвергают дальнейшей переработке в реакторе на цеолитсодержащем катализаторе. Продукты реакции фракционируют с выделением углеводородных газов и бензиновой фракции, которую компаундируют с пиролизным конденсатом и подвергают ректификации для выделения целевого бензина и остаточной фракции. По данному способу выход целевой бензиновой фракции составляет 46,8% в пересчете на стабильный газовый конденсат или 82,4% на прямогонную бензиновую фракцию.There is a known method for producing high-octane gasoline and diesel fuel from gas condensate fractions (RU 2008323, IPC C10G 51/04, publ. 02.28.94). According to this method, stable gas condensate is separated to separate straight-run fractions: gasoline, diesel and residual. The residual fraction or its mixture with gaseous reaction products is subjected to pyrolysis at a temperature of 600-900°C. Pyrolysis products are fractionated to separate gaseous and liquid fractions. Pyrolysis gas is mixed with straight-run gasoline fraction and subjected to further processing in a reactor on a zeolite-containing catalyst. The reaction products are fractionated to release hydrocarbon gases and a gasoline fraction, which is compounded with pyrolysis condensate and subjected to rectification to isolate the target gasoline and the residual fraction. According to this method, the yield of the target gasoline fraction is 46.8% in terms of stable gas condensate or 82.4% in terms of straight-run gasoline fraction.
Основными недостатками данного способа являются: образование газообразных фракций без дальнейшей их переработки, относительно низкие выходы целевых бензиновых фракций в расчете на превращенное сырье, а также непродолжительный пробег цеолитсодержащего катализатора до его последующей регенерации.The main disadvantages of this method are: the formation of gaseous fractions without further processing, relatively low yields of target gasoline fractions based on the converted raw material, as well as the short life of the zeolite-containing catalyst before its subsequent regeneration.
Известен способ производства высокооктановых компонентов моторных топлив (RU 2144056, МПК C10G 63/02, опубл. 10.01.2000). Способ включает совместную переработку C1-C4- углеводородных газов и С5+- бензиновых фракций в присутствии платиносодержащего катализатора с последующим отделением жидких высокооктановых продуктов и рециркуляцией C1-C4- углеводородных газов в зону реакции. Образовавшуюся в процессе смесь газов (водород и C1-C4- углеводородные газы) подвергают разделению путем связывания водорода при контакте с ароматическими углеводородами в зоне каталитического гидрирования, после чего жидкие продукты гидрирования отделяют от C1-C4- углеводородных газов. Последние возвращаются в зону реакции. C1-C4- углеводородные газы непрерывно циркулируют в замкнутой системе из зоны гидрирования в зону реакции и обратно без вывода их из процесса. В циркулирующий поток газа подают дополнительное количество C1-C4- углеводородного газа из внешнего источника. Скорость связывания водорода в зоне гидрирования поддерживают равной скорости выделения водорода в зоне реакции. Продукты гидрирования разделяют на жидкие и газообразные C1-C4- углеводороды в газожидкостном сепараторе. Связанный водород в виде циклогексановых углеводородов выводят из процесса. Циклогексановые углеводороды направляют в зону каталитического дегидрирования. В зоне дегидрирования при температуре 300-500°С на катализаторе, содержащем металл(ы) VIII группы, углеводороды циклогексанового ряда превращаются в ароматические углеводороды и водород. Водород отделяют от ароматических углеводородов в сепараторе и выводят из процесса. Ароматические углеводороды направляют в зону гидрирования непрерывно для связывания выделяющегося в процессе реакции водорода. Растворенные в жидких высокооктановых продуктах С3-С4- углеводородные газы выделяют в ректификационной колонне и возвращают в реакционную зону на смешение с бензиновой фракцией. Растворенные в жидких циклогексановых углеводородах углеводородные газы отделяют ректификацией и непрерывно возвращают на смешение с жидким сырьем. Таким образом, все образующиеся в процессе C1-C4- углеводородные газы в известном способе возвращаются в реакционную зону реактора на вторичную переработку совместно с жидкой бензиновой фракцией.There is a known method for the production of high-octane components of motor fuels (RU 2144056, IPC C10G 63/02, published 01/10/2000). The method involves the joint processing of C 1 -C 4 - hydrocarbon gases and C 5+ - gasoline fractions in the presence of a platinum-containing catalyst, followed by separation of liquid high-octane products and recycling of C 1 -C 4 - hydrocarbon gases into the reaction zone. The mixture of gases formed in the process (hydrogen and C 1 -C 4 hydrocarbon gases) is separated by binding hydrogen upon contact with aromatic hydrocarbons in the catalytic hydrogenation zone, after which the liquid hydrogenation products are separated from the C 1 -C 4 hydrocarbon gases. The latter return to the reaction zone. C 1 -C 4 - hydrocarbon gases continuously circulate in a closed system from the hydrogenation zone to the reaction zone and back without removing them from the process. An additional amount of C 1 -C 4 hydrocarbon gas is supplied to the circulating gas stream from an external source. The rate of hydrogen binding in the hydrogenation zone is maintained equal to the rate of hydrogen evolution in the reaction zone. Hydrogenation products are separated into liquid and gaseous C 1 -C 4 hydrocarbons in a gas-liquid separator. Bound hydrogen in the form of cyclohexane hydrocarbons is removed from the process. Cyclohexane hydrocarbons are sent to the catalytic dehydrogenation zone. In the dehydrogenation zone at a temperature of 300-500°C on a catalyst containing Group VIII metal(s), hydrocarbons of the cyclohexane series are converted into aromatic hydrocarbons and hydrogen. The hydrogen is separated from the aromatic hydrocarbons in a separator and removed from the process. Aromatic hydrocarbons are continuously sent to the hydrogenation zone to bind the hydrogen released during the reaction. Hydrocarbon gases dissolved in liquid high-octane products C 3 -C 4 are separated in a distillation column and returned to the reaction zone for mixing with the gasoline fraction. Hydrocarbon gases dissolved in liquid cyclohexane hydrocarbons are separated by rectification and continuously returned to mixing with liquid raw materials. Thus, all C 1 -C 4 hydrocarbon gases formed in the process are returned in a known method to the reaction zone of the reactor for recycling together with the liquid gasoline fraction.
Недостатком известного способа производства моторных топлив является значительное содержание бензола (5-15%), влияющее на токсичность выбросов двигателей внутреннего сгорания, высокая стоимость катализатора, содержащего металл(ы) платиновой группы, высокая чувствительность катализатора к содержанию серы в сырье, невозможность получения иных углеводородов с высокой добавленной стоимостью.The disadvantages of the known method of producing motor fuels are the significant benzene content (5-15%), which affects the toxicity of emissions from internal combustion engines, the high cost of a catalyst containing platinum group metal(s), the high sensitivity of the catalyst to the sulfur content in the raw material, and the impossibility of producing other hydrocarbons. with high added value.
Техническим результатом изобретения является повышение качества получаемого моторного топлива за счет увеличения октанового числа не ниже 92 пунктов и уменьшения содержания серы и бензола, а также расширение функциональных возможностей технологического процесса с обеспечением выхода дополнительных полезных продуктов - синтетических углеводородных топлив и синтетической смеси предельных углеводородов от С36 до С55.The technical result of the invention is to improve the quality of the resulting motor fuel by increasing the octane number to at least 92 points and reducing the sulfur and benzene content, as well as expanding the functionality of the technological process to ensure the yield of additional useful products - synthetic hydrocarbon fuels and a synthetic mixture of saturated hydrocarbons from C36 to C55.
Технический результат достигается способом получения моторного топлива и синтетических углеводородов, заключающимся в переработке бензиновой фракции с концом кипения не выше 180°С, при температуре 350-450°С, давлении не более 3,0 МПа, при котором бензиновую фракцию после нагрева, перед подачей ее на первый реактор, смешивают с газообразным водородом, а полученную смесь подвергают каталитической переработке в первом реакторе, где находится цеолитсодержащий катализатор, на выходе из которого продукты охлаждают и подвергают разделению в первом сепараторе высокого давления на газовую и нестабильную жидкую фазу, затем от нестабильной жидкой фазы в первом сепараторе низкого давления отделяют остатки углеводородного газа, а жидкую фазу в виде стабильного моторного топлива отгружают в качестве товарного продукта, причем газовую фазу в виде углеводородного газа из первого сепаратора высокого давления направляют на дополнительную сероочистку, превращают в синтез-газ, и для удержания в нем необходимого соотношения Н2/СО, равного 2:1, в него добавляют газообразный водород, далее синтез-газ подвергают каталитической переработке во втором реакторе при массовых расходах синтез-газа не более 2 ч-1 при использовании кобальтового катализатора, после чего продукты синтеза охлаждают и делят во втором сепараторе высокого давления на смесь синтетических предельных углеводородов и непрореагировавший синтез-газ, который подают обратно во второй реактор на повторную обработку, а синтетические жидкие углеводороды направляют на ректификацию синтетического бензина и синтетического дизельного топлива.The technical result is achieved by a method for producing motor fuel and synthetic hydrocarbons, which consists in processing the gasoline fraction with a boiling point not higher than 180°C, at a temperature of 350-450°C, a pressure of not more than 3.0 MPa, at which the gasoline fraction after heating, before feeding it into the first reactor, mixed with hydrogen gas, and the resulting mixture is subjected to catalytic processing in the first reactor, where a zeolite-containing catalyst is located, at the exit of which the products are cooled and subjected to separation in the first high-pressure separator into a gas and an unstable liquid phase, then from an unstable liquid phases in the first low-pressure separator separate the remaining hydrocarbon gas, and the liquid phase in the form of stable motor fuel is shipped as a commercial product, and the gas phase in the form of hydrocarbon gas from the first high-pressure separator is sent for additional desulfurization, converted into synthesis gas, and for maintaining the required H2/CO ratio of 2:1 in it, hydrogen gas is added to it, then the synthesis gas is subjected to catalytic processing in a second reactor at a mass flow rate of synthesis gas of no more than 2 h -1 using a cobalt catalyst, after which the products the synthesis is cooled and divided in a second high-pressure separator into a mixture of synthetic saturated hydrocarbons and unreacted synthesis gas, which is fed back into the second reactor for re-processing, and the synthetic liquid hydrocarbons are sent for rectification of synthetic gasoline and synthetic diesel fuel.
Использование катализаторов в представленном способе переработки на основе цеолитов семейства пентасилов, без их предварительной гидроочистки с последующим каталитическим превращением получаемых углеводородных газов в синтетические углеводороды имеет ряд существенных преимуществ:The use of catalysts in the presented processing method based on zeolites of the pentasil family, without their preliminary hydrotreating, followed by the catalytic conversion of the resulting hydrocarbon gases into synthetic hydrocarbons has a number of significant advantages:
- такие катализаторы не чувствительны к повышенному содержанию серы, и не требуется гидроочистка сырья от серы и азотсодержащих соединений;- such catalysts are not sensitive to high sulfur content, and hydrotreating of raw materials from sulfur and nitrogen-containing compounds is not required;
- в результате протекающих реакций превращения сернистых соединений сырья, в том числе демеркаптанизации, содержание общей серы в жидких продуктах не превышает 0,02-0,05%;- as a result of ongoing reactions of transformation of sulfur compounds of raw materials, including demercaptanization, the total sulfur content in liquid products does not exceed 0.02-0.05%;
- катализаторы разработаны на основе экологически чистой системы, не содержащей дорогостоящих благородных металлов;- the catalysts are developed on the basis of an environmentally friendly system that does not contain expensive noble metals;
- в каталитических процессах используется водород в незначительных количествах;- in catalytic processes hydrogen is used in small quantities;
- получаемое моторное топливо более адаптировано к экологическим требованиям благодаря значительно меньшему содержанию в них ароматических углеводородов и низкому содержанию бензола, что отвечает современным требованиям экологической безопасности.- the resulting motor fuel is more adapted to environmental requirements due to its significantly lower content of aromatic hydrocarbons and low benzene content, which meets modern environmental safety requirements.
В результате указанных преимуществ капитальные затраты и эксплуатационные расходы значительно снижаются.As a result of these benefits, capital costs and operating costs are significantly reduced.
Процесс работы на цеолитсодержащих катализаторах препятствуют реакциям образования бензола. Если бензол присутствует в исходном сырье, то он частично превращается в толуол и ксилол вследствие алкилирования промежуточными олефинами и взаимодействия ароматических углеводородов.The process of working on zeolite-containing catalysts prevents the reactions of benzene formation. If benzene is present in the feedstock, it is partially converted to toluene and xylene due to alkylation with intermediate olefins and the reaction of aromatic hydrocarbons.
В каталитическом процессе в первом реакторе на поверхности катализатора происходит образование кокса, который дезактивирует катализатор, что, в свою очередь, приводит к снижению октанового числа моторного топлива и уменьшению рабочего пробега катализатора. Потерю активности катализатора компенсируют добавлением водорода в сырье и постепенным повышением температуры от 360 до 450°С, таким образом поддерживая состав и качество продуктов на постоянном уровне. Длительность межрегенерационного пробега катализатора при нормальном режиме эксплуатации в присутствии водорода составляет 420-650 час. Для восстановления активности катализатор в реакторе периодически регенерируют, подавая на регенерацию инертный газ азот с постепенным увеличением в нем кислородной смеси (воздуха).In the catalytic process in the first reactor, coke is formed on the surface of the catalyst, which deactivates the catalyst, which, in turn, leads to a decrease in the octane number of motor fuel and a decrease in the operating range of the catalyst. The loss of catalyst activity is compensated by adding hydrogen to the raw material and gradually increasing the temperature from 360 to 450°C, thus maintaining the composition and quality of the products at a constant level. The duration of the catalyst's inter-regeneration run under normal operating conditions in the presence of hydrogen is 420-650 hours. To restore activity, the catalyst in the reactor is periodically regenerated by supplying inert gas nitrogen for regeneration with a gradual increase in the oxygen mixture (air) in it.
Результаты работы по предложенному технологическому процессу показывают, что снижение объемной скорости сырья, подаваемого на реакторный блок, с 2 до 1,2 ч-1 позволяет получать в начальный период цикла ароматизации (в течение 60-80 ч) моторное топливо с октановым числом, таким же как у автобензина АИ-92. Выход моторного топлива при этом не превышает 75 масс. % в расчете на исходное сырье, а остальное сырье в количестве 25 масс. % превращается в газовую фазу, состоящую из смеси углеводородных газов С1-С4, что снижает экономическую эффективность работы установки.The results of work on the proposed technological process show that reducing the volumetric velocity of the raw material supplied to the reactor unit from 2 to 1.2 h-1 makes it possible to obtain motor fuel with an octane number such as the same as for AI-92 gasoline. The yield of motor fuel does not exceed 75 wt. % based on the feedstock, and the rest of the feedstock in the amount of 25 wt. % turns into a gas phase consisting of a mixture of hydrocarbon gases C1-C4, which reduces the economic efficiency of the installation.
Поэтому для увеличения экономической эффективности работы установки, реализующей предложенный способ, газовая фаза направляется на матричный конвектор, на выходе которого получают синтез-газ с целью превращения его в синтетические углеводороды.Therefore, to increase the economic efficiency of the installation that implements the proposed method, the gas phase is sent to a matrix convector, at the output of which synthesis gas is obtained in order to convert it into synthetic hydrocarbons.
Сущность изобретения поясняется принципиальной схемой технологического процесса получения моторного топлива и синтетических углеводородов.The essence of the invention is illustrated by a schematic diagram of the technological process for producing motor fuel and synthetic hydrocarbons.
Схема содержит насос 1, рекуперативный теплообменник 2, печь 3, смеситель 4, электролизер 5, первый реактор 6, испаритель 7, первый аппарат воздушного охлаждения 8, первый сепаратор высокого давления 9, первый сепаратор низкого давления 10, адсорбер 11, матричный конвектор 12, второй аппарат воздушного охлаждения 13, второй реактор 14, второй сепаратор высокого давления 15, теплообменник 16, второй сепаратор низкого давления 17, ректификационную колонну 18.The circuit contains a pump 1, a recuperative heat exchanger 2, a furnace 3, a mixer 4, an electrolyzer 5, a first reactor 6, an evaporator 7, a first air cooler 8, a first high-pressure separator 9, a first low-pressure separator 10, an adsorber 11, a matrix convector 12, second air cooling apparatus 13, second reactor 14, second high-pressure separator 15, heat exchanger 16, second low-pressure separator 17, distillation column 18.
Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.
Прямогонную бензиновую фракцию подвергают переработке при повышенных температурах (от 360 до 450°С) и избыточном давлении (до 2,0 МПа) на цеолитсодержащем катализаторе с объемной скоростью подачи сырья до 2 ч-1 (объемная скорость подачи сырья - это отношение объема жидкого сырья, поступающего в течение часа, к объему катализатора, помещенного в реактор).The straight-run gasoline fraction is subjected to processing at elevated temperatures (from 360 to 450°C) and excess pressure (up to 2.0 MPa) on a zeolite-containing catalyst with a volumetric feed rate of up to 2 h-1 (the volumetric feed rate is the ratio of the volume of liquid feedstock , arriving within an hour, to the volume of catalyst placed in the reactor).
Бензиновая фракция насосом 1 прокачивается через рекуперативный теплообменник 2, где нагревается за счет тепла продуктов реакции, затем в печи 3 до температуры в пределах 360-450°С. В газовой фазе, проходя через смеситель 4, в который добавляется водород от электролизера 5, продукт поступает в первый реактор 6 с цеолитсодержащим катализатором. Из реактора продукты реакции проходят трубное пространство испарителя 7, рекуперативный теплообменник 2, первый аппарат воздушного охлаждения 8 и в первом сепараторе высокого давления 9 разделяются на газовую и жидкую фазы. Жидкая фаза поступает в первый сепаратор низкого давления 10, в котором разделяется на моторное топливо и газовую фазу.The gasoline fraction is pumped by pump 1 through the recuperative heat exchanger 2, where it is heated due to the heat of the reaction products, then in furnace 3 to a temperature in the range of 360-450°C. In the gas phase, passing through mixer 4, into which hydrogen is added from electrolyzer 5, the product enters the first reactor 6 with a zeolite-containing catalyst. From the reactor, the reaction products pass through the tube space of the evaporator 7, the recuperative heat exchanger 2, the first air cooling apparatus 8 and in the first high-pressure separator 9 are separated into gas and liquid phases. The liquid phase enters the first low-pressure separator 10, in which it is separated into motor fuel and the gas phase.
Углеводородные газы С1-С4 с первого сепаратора высокого давления 9 направляются в адсорбер 11 на сероочистку, после которой углеводородные газы поступают в матричный конвектор 12, в котором происходит превращение углеводородных газов в синтез-газ (процесс идет аналогично описанному в патенте на изобретение RU 2675561). После охлаждения синтез-газа во втором аппарате воздушного охлаждения 13 до необходимой температуры он направляется во второй реактор 14, где в присутствии кобальтового катализатора превращается в смесь синтетических углеводородов, состоящую из бензиновой, дизельной фракций и смеси предельных углеводородов С36 - С55.Hydrocarbon gases C1-C4 from the first high-pressure separator 9 are sent to the adsorber 11 for desulfurization, after which the hydrocarbon gases enter the matrix convector 12, in which the hydrocarbon gases are converted into synthesis gas (the process is similar to that described in the patent for the invention RU 2675561) . After cooling the synthesis gas in the second air cooling apparatus 13 to the required temperature, it is sent to the second reactor 14, where, in the presence of a cobalt catalyst, it is converted into a mixture of synthetic hydrocarbons consisting of gasoline, diesel fractions and a mixture of saturated hydrocarbons C36 - C55.
На выходе из второго реактора полученная смесь углеводородов направляется во второй сепаратор высокого давления 15 для отделения непрореагировавших газов и смеси предельных углеводородов С36 - С55, и после охлаждения в теплообменнике 16 - во второй сепаратор низкого давления 17 для отделения жидких углеводородов от воды, далее смесь жидких углеводородов поступает в ректификационную колонну 18 для разделения на синтетическое дизельное топливо и синтетический бензин, где в качестве нагревателя используется испаритель 7, из межтрубного пространства которого выводится синтетическое дизельное топливо.At the exit from the second reactor, the resulting mixture of hydrocarbons is sent to the second high-pressure separator 15 to separate unreacted gases and a mixture of saturated hydrocarbons C36 - C55, and after cooling in the heat exchanger 16 - to the second low-pressure separator 17 to separate liquid hydrocarbons from water, then a mixture of liquid hydrocarbons enter the distillation column 18 for separation into synthetic diesel fuel and synthetic gasoline, where an evaporator 7 is used as a heater, from the annulus of which synthetic diesel fuel is removed.
Пример 1Example 1
Сырье - прямогонная бензиновая фракция НК-180°С с октановым числом ОЧ=65 ММ, нагретое в печи до Т=400°С и смешенное с водородом в отношении 0,2:1, направляется в реактор, в котором находится цеолитсодержащий катализатор, давление в реакторе Рр=2,0 МПа при скорости подачи 1 ч-1. Полученные продукты реакции состоят из 85% целевого продукта - моторного топлива с октановым числом ОЧ=92 ММ и 15% газообразной углеводородной фракции. Газообразная углеводородная фракция, превращенная в синтез газ, направляется во второй реактор, в котором превращается в смесь синтетических углеводородов.The raw material is straight-run gasoline fraction NK-180°C with an octane number of RON=65 mm, heated in a furnace to T=400°C and mixed with hydrogen in a ratio of 0.2:1, sent to a reactor in which a zeolite-containing catalyst is located, pressure in the reactor Рр=2.0 MPa at a feed rate of 1 h-1. The resulting reaction products consist of 85% of the target product - motor fuel with an octane number of RON = 92 mm and 15% of the gaseous hydrocarbon fraction. The gaseous hydrocarbon fraction, converted into synthesis gas, is sent to the second reactor, in which it is converted into a mixture of synthetic hydrocarbons.
Из 1 м3 углеводородного газа получается 0,98 м3 синтез-газа, а из 1 м3 синтез-газа выходит до 0,2 кг синтетических углеводородов, таких как бензин с октановым числом ОЧ=82 ММ, дизельное топливо с октановым числом не ниже 45, предельной температурой фильтруемости не выше -53°С, а также синтетический церезин марки не ниже 90.From 1 m 3 of hydrocarbon gas, 0.98 m 3 of synthesis gas is obtained, and from 1 m 3 of synthesis gas, up to 0.2 kg of synthetic hydrocarbons are obtained, such as gasoline with an octane number of RON = 82 mm, diesel fuel with an octane number of not below 45, maximum filterability temperature not higher than -53°C, as well as synthetic ceresin grade not lower than 90.
Потери в виде газообразных углеводородов при повышении октанового числа бензиновых фракций составляют не более 2%, которые используются в качестве технологического топлива.Losses in the form of gaseous hydrocarbons with an increase in the octane number of gasoline fractions are no more than 2%, which are used as process fuel.
Пример 2. Для сравнения показана реализация предложенного способа для производства моторного топлива с октановым числом АИ-92 без добавления водорода в первый реактор. В этом случае фиксируется заметное снижение у моторного топлива октанового числа после 80 ч работы установки. Добавление водорода в газообразное сырье до 3% позволяет увеличить продолжительность цикла работы реактора в режиме производства моторного топлива с октановым числом АИ-92 по предложенному способу до 120 часов работы до следующей регенерации катализатора. То есть предложенное изобретение позволяет увеличить пробег в рабочем режиме цеолитсодержащего катализатора до его последующей регенерации, что повышает экономическую и экологическую эффективность процесса.Example 2. For comparison, the implementation of the proposed method for the production of motor fuel with an octane number of AI-92 without adding hydrogen to the first reactor is shown. In this case, a noticeable decrease in the octane number of the motor fuel is recorded after 80 hours of operation of the installation. Adding hydrogen to the gaseous feedstock up to 3% makes it possible to increase the duration of the reactor operating cycle in the production mode of motor fuel with an octane number of AI-92 according to the proposed method to 120 hours of operation before the next catalyst regeneration. That is, the proposed invention makes it possible to increase the operating range of a zeolite-containing catalyst before its subsequent regeneration, which increases the economic and environmental efficiency of the process.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет повысить качество получаемого моторного топлива за счет увеличения октанового числа не ниже 92 пунктов и уменьшения содержания серы и бензола, а также расширить функциональные возможности технологического процесса с обеспечением выхода дополнительных полезных продуктов - синтетических углеводородных топлив.Thus, the proposed invention makes it possible to improve the quality of the resulting motor fuel by increasing the octane number to at least 92 points and reducing the sulfur and benzene content, as well as to expand the functionality of the technological process to ensure the yield of additional useful products - synthetic hydrocarbon fuels.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807763C1 true RU2807763C1 (en) | 2023-11-21 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3806447A (en) * | 1972-08-03 | 1974-04-23 | Universal Oil Prod Co | Continuous low pressure catalytic reforming process |
| US4615793A (en) * | 1984-02-13 | 1986-10-07 | Chevron Research Company | High density recycle gas for reforming process |
| RU2008323C1 (en) * | 1992-04-16 | 1994-02-28 | Виктор Георгиевич Степанов | Method of producing motor fuels |
| RU2144056C1 (en) * | 1999-06-01 | 2000-01-10 | Институт катализа им. Г.К.Борескова СО РАН | Method for production of motor fuel components |
| RU2630307C1 (en) * | 2016-06-02 | 2017-09-07 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Method and plant for producing high-octane synthetic gasoline fraction from natural or associated gases |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3806447A (en) * | 1972-08-03 | 1974-04-23 | Universal Oil Prod Co | Continuous low pressure catalytic reforming process |
| US4615793A (en) * | 1984-02-13 | 1986-10-07 | Chevron Research Company | High density recycle gas for reforming process |
| RU2008323C1 (en) * | 1992-04-16 | 1994-02-28 | Виктор Георгиевич Степанов | Method of producing motor fuels |
| RU2144056C1 (en) * | 1999-06-01 | 2000-01-10 | Институт катализа им. Г.К.Борескова СО РАН | Method for production of motor fuel components |
| RU2630307C1 (en) * | 2016-06-02 | 2017-09-07 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Method and plant for producing high-octane synthetic gasoline fraction from natural or associated gases |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4329516A (en) | Process for the production of methyl t-butyl ether | |
| CN108633286B (en) | Chemical and fuel blend preparation by catalytic fast pyrolysis process | |
| KR100710542B1 (en) | The method of production increase of light olefins from hydrocarbon feedstock | |
| CN101376823B (en) | Benzin naphtha catalytic reforming method | |
| KR101688248B1 (en) | Method for obtaining pure aromatic compounds from hydrocarbon fractions containing aromatic compounds | |
| US8324441B2 (en) | Pentane catalytic cracking process | |
| RU2543712C1 (en) | Method of increasing benzene and toluene production volume | |
| RU2429910C1 (en) | Catalyst and method for combined treatment of low-octane hydrocarbon fractions and aliphatic alcohols and/or dimethyl ehter | |
| CN101497815B (en) | Isomerization method for light hydrocarbon | |
| RU2807763C1 (en) | Method for producing motor fuel and synthetic hydrocarbons | |
| RU2135441C1 (en) | Method of processing methane (valiants) | |
| JPH08157399A (en) | Production of aromatic hydrocarbon | |
| CN110760333A (en) | Hydrogenation method and system for laminated oil | |
| RU2144056C1 (en) | Method for production of motor fuel components | |
| RU128612U1 (en) | ENGINE FOR FUEL FUELS | |
| RU2186089C1 (en) | High-octane gasoline fraction and aromatic hydrocarbon production process | |
| CN1261544C (en) | Medium pressure hydrogenation method for maximumly producing high quality diesel fuel | |
| US3146187A (en) | Catalytic hydrogenation of benzene | |
| US1995604A (en) | Process for producing high grade motor fuel by destructive hydrogenation in a series of conversion stages | |
| RU2103322C1 (en) | Method of gasoline fraction and aromatic hydrocarbons producing | |
| RU2152977C1 (en) | Method of processing hydrocarbon raw material based on aliphatic hydrocarbons | |
| RU2518481C1 (en) | Method of obtaining high-octane base gasoline | |
| US2425960A (en) | Process for hydrocarbon conversion | |
| US3917706A (en) | Production of secondary alkyl primary amines | |
| SU378024A1 (en) |