RU2812723C1 - Способ переработки тяжелого нефтяного сырья - Google Patents
Способ переработки тяжелого нефтяного сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812723C1 RU2812723C1 RU2023106655A RU2023106655A RU2812723C1 RU 2812723 C1 RU2812723 C1 RU 2812723C1 RU 2023106655 A RU2023106655 A RU 2023106655A RU 2023106655 A RU2023106655 A RU 2023106655A RU 2812723 C1 RU2812723 C1 RU 2812723C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- oil
- feedstock
- raw material
- oils
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 title description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 22
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 8
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011269 tar Substances 0.000 claims 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract description 8
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 6
- 244000309464 bull Species 0.000 description 5
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 description 1
- UVPKUTPZWFHAHY-UHFFFAOYSA-L 2-ethylhexanoate;nickel(2+) Chemical compound [Ni+2].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O UVPKUTPZWFHAHY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- -1 keto, amino, carboxyl Chemical group 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности к переработке тяжелых нефтяных остатков для получения светлых нефтепродуктов. Способ переработки тяжелых нефтей и нефтяных остатков в присутствии ультрадисперсных суспензий металла включает обработку исходного сырья газом, после обработки газом смесь, содержащую сырье с предварительно нагретым газом, содержащим наночастицы металла, разделяют в испарителе с образованием фракций, выкипающих до 390-420°С, и фракции, выкипающие до 390-420°С, подвергают дальнейшему крекингу в реакторе каталитического крекинга при подаче прекурсора для формирования катализатора с получением фракций, выкипающих выше 390-430°С, и светлых нефтепродуктов, выделяют образовавшиеся светлые нефтепродукты. Технический результат - увеличение выхода светлых нефтепродуктов. 3 з.п. ф-лы, 9 пр.
Description
Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности к переработке тяжелых нефтяных остатков для получения светлых нефтепродуктов.
Известен способ переработки тяжелых нефтяных остатков путем контактирования нагретого до 450-520°С исходного сырья с горячим газом в реакторах при 350-450°С, давлении 0,4-16 атм, времени контакта 1-10 час. Для получения высококачественного продукта термокрекинг проводят в 2-5 последовательно соединенных реакторах, температура в которых снижается на 5-50°С по мере превращения сырья. Способ обеспечивает получение пека, масла и газа (US 4340464, 20.07.1982 г.).
Недостатком известного способа является незначительное количество получаемых светлых нефтепродуктов, а также сложность аппаратурного оформления процесса.
Также известен способ переработки тяжелых нефтяных остатков, включающий обработку по крайней мере части исходного сырья воздухом, нагревание сырья в печи до 400-450°С, последующий термический крекинг в выносном реакторе и отделение образовавшихся светлых нефтепродуктов (RU 2237700, 10.10.2004 г.). Согласно описанию, выход светлых нефтепродуктов в известном способе может достигать 70%. Однако эта величина достижима только в лабораторных условиях. При этом остальные 30% представляют собой неиспользуемый остаток и создают проблему хранения или уничтожения такого продукта.
В патенте RU 2232789, 2004 г. описана установка термического крекинга тяжелых нефтяных остатков, содержащая блок предварительного нагрева исходного сырья, инжектор-смеситель исходного сырья со сжатым воздухом, печь для нагрева сырья, выносной реактор термического крекинга и блок разделения продуктов крекинга. В установке за счет смешения исходного сырья со сжатым воздухом происходит образование органических пероксидов, которые способствуют более эффективному проведению термического крекинга и получению на выходе большего количества светлых нефтепродуктов.
Однако образование в сырье пероксидов происходит в известной установке перед подачей сырья в печь для нагрева. При этом в печи нагрева значительная часть пероксидов разрушается, что снижает эффективность последующего процесса крекинга. Кроме того, присутствие пероксидов в печи нагрева повышает вероятность коксообразования, по крайней мере, в зонах местного перегрева. В свою очередь это приводит к необходимости периодической очистки от образовавшегося кокса.
По нашему мнению, наиболее близким изобретением является патент РФ 2485167 [Патент РФ №2485167 опубл. 20.06.2013. Бюл. №17]. Изобретение касается способа переработки углеводородсодержащего сырья с использованием наночастиц металла и включает разделение на фракции с получением светлых углеводородных фракций и остаточной фракции, при этом перед стадией разделения на фракции вводят либо металлорганическую соль, имеющую формулу M(OOC-R)n, или M(SOC-R)n, или M(SSC-R)n, где R обозначает алкил, арил, изоалкил, трет-алкил, алкиларил, возможно, включающий гидроксильную, кето-, амино-, карбоксильную, тиокарбаминовую группу, n - 1-3, а М обозначает переходной металл, при разложении соли которого получают наночастицы металла, оксида металла или сульфида металла, либо наночастицы указанных соединений этих металлов из расчета 0,001-0,1% масс. металла на массу сырья. Недостатком указанного способа является неполное извлечение светлых фракций в опытно-промышленных условиях.
Целью данного изобретения является увеличение выхода светлых нефтепродуктов путем применения технологии каталитической переработки нефтяных остатков и тяжелых нефтей в присутствии ультрадисперсных (наноразмерных) катализаторов с использованием подачи газов.
Способ переработки тяжелых нефтяных остатков включает нагревание сырья в печи до 390-430°С, последующая подача в сырье ультрадисперсных катализаторов и газа, отделение в испарителе от углеводородов, выкипающих до 390-420°С и их каталитический крекинг, в присутствии ультрадисперсных катализаторов в испарителе и реакторе, отделение образовавшихся светлых нефтепродуктов и газов. Принципиальным отличием способа от ранее известных является то, что процесс осуществляют при подаче углеводородных газов (1-10 л/кг сырья) в присутствии ультрадисперсных катализаторов. Ранее проведенными исследованиями установлено, что при вводе в углеводородное сырье прекурсоров при определенных условиях образуются ультрадисперсные (наноразмерные) каталитические суспензии, которые влияют на выход светлых фракций [патент РФ №2472842 опубл. 20.01.2013. Бюл. №2, патент РФ №2485168 опубл. 20.06.2013. Бюл. №17, патент РФ №2486130 опубл. 27.06.2013. Бюл. №17, патент РФ №2495087 опубл. 10.10.2013. Бюл. №30].
В качестве прекурсоров, образующих ультрадисперсные катализаторы, использованы металлорганические соли, имеющие формулу M(OOC-R)n, где R обозначает алкил, арил, изоалкил, трет-алкил, алкиларил, n - 1-3, М обозначает переходной металл.
В качестве исходного тяжелого нефтяного сырья можно использовать тяжелые, высоковязкие, битуминозные нефти и любые нефтяные остатки различного происхождения, отработанные масла, нефтешламы и т.д.
Установка для переработки тяжелых нефтяных остатков включает источник сырья и ультрадисперсного катализатора или прекурсора, соединенные трубопроводами с печью для нагрева сырья, источник газа, испарителя, выносного реактора крекинга и блока разделения продуктов крекинга. Из блока разделения отводятся раздельно газовая, бензиновая, дизельная фракции.
Способ и работа установок проиллюстрированы следующими примерами.
Пример 1. В опытной установке переработали 1 т исходного сырья в виде вакуумного газойля, полученного из западно-сибирской нефти на установке АВТ. Вакуумный газойль нагрели в трубчатой печи до 390°С и направили в испаритель. Непосредственно перед вводом в испаритель, сырье смешалось с предварительно нагретым углеводородом, содержащего наночастицы, из расчета 0,01% масс никеля на 1 тонну сырья и с газом (метан), из расчета 5 л на 1 кг сырья. Для последующего каталитического крекинга продуктов, выделенных из испарителя, вводится прекурсор в виде 2-этилгексаноата никеля, из расчета 0,01% масс никеля на тонну. Продукты каталитического крекинга направлялись в блок разделения, где были выделены 848 кг дистиллятных фракций. Кубовый остаток, в количестве 110 кг вывели с низа испарителя. Коксообразование в установке не наблюдалось.
Пример 2. Эксперимент проводили как в примере 1, только без подачи углеводородного газа. Количество дистиллятной фракции составило 611 кг.
Пример 3. На той же установке переработали 890 кг исходного битуминозного тяжелого сырья (ашальчинского месторождения). Процесс проводили в тех же условиях, как в примере 1, только с тем отличием, что в качестве углеводородов, содержащих наночастиц использовали 110 кг кубового остатка, образующегося в результате эксперимента, проведенного по примеру 1. Также, в качестве подаваемого газа в процесс использовали пропан в количестве 2 л/кг, а подогрев сырья довели до 410°С. Последующий термокаталитический крекинг при этой температуре привел к образованию 740 кг светлых нефтепродуктов. Коксообразование в установке также не наблюдалось.
Пример 4. На той же установке переработке подвергали 800 кг нефтяного гудрона с добавлением 200 кг отработанных масел. Процесс проводили как в примере 1, только с тем отличием, что в качестве катализатора использовали ультрадисперсную суспензию, содержащую в качестве каталитически активного компонента молибден в количестве 0,01% масс на массу исходного сырья, а в качестве прекурсора - ацетилацетонат молибдена. Температуру сырья нагревали до 420°С. Было выделено 811 кг дистиллятной фракции.
Коксообразование в установке также не наблюдалось.
Пример 5. Эксперименты проводили как в примере1, только с тем отличием, что в качестве сырья использовали смолу пиролиза бензина, а в качестве катализатора применяли цинксодержащие суспензии, из расчета 0,5% масс цинка на кг сырья и прекурсора - октаноат цинка. Было выделено 881 кг светлых дистиллятов.
Пример 6. Эксперименты проводили как в примере 4, только с тем отличием, что температура процесса составляла 430°С, а количество подаваемого газа составляла 10 л/кг. Было выделено 904 кг светлых дистиллятов.
Пример 7. Эксперимент проводили как в примере2, только с тем отличием, что в качестве подаваемого газа использовали смесь метана и водорода (4:1 по массе). Выделили 846 кг дистиллятной фракции.
Пример 8. Эксперимент проводили как в примере 3, только с тем отличием, что в качестве подаваемого газа использовали смесь метана и пропилена (1:1 по массе). Выделили 842 кг дистиллятной фракции.
Пример 9. В условиях примера 2, но при температуре 420°С переработали исходное сырье в виде нефтяного гудрона с добавлением 20% нефтешлама. Количество дистиллятной фракции составило 814 кг.
Во всех случаях под светлыми нефтепродуктами подразумеваются сумма бензиновых и дизельных фракций, соотношение которых может меняться в зависимости от условий проведения процесса.
Таким образом, данный способ позволяет получать значительные количества светлых нефтепродуктов в опытно-промышленных условиях, при полном отсутствии коксообразования в установке.
Claims (4)
1. Способ переработки тяжелых нефтей и нефтяных остатков в присутствии ультрадисперсных суспензий металла, включающий обработку исходного сырья газом, отличающийся тем, что после обработки газом смесь, содержащую сырье с предварительно нагретым газом, содержащим наночастицы металла, разделяют в испарителе с образованием фракций, выкипающих до 390-420°С, и фракции, выкипающие до 390-420°С, подвергают дальнейшему крекингу в реакторе каталитического крекинга при подаче прекурсора для формирования катализатора с получением фракций, выкипающих выше 390-430°С, и светлых нефтепродуктов, выделяют образовавшиеся светлые нефтепродукты.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фракции, выкипающие выше 390-430°С выводят из ректора каталитического крекинга и смешивается с сырьем, подаваемым в испаритель.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что производят обработку сырья перед подачей в испаритель углеводородным газом или смесью углеводородных газов и водорода в соотношении 10 л к кг исходного сырья.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют тяжелые, битуминозные нефти, газойли, мазуты, нефтяные гудроны, отработанные масла, нефтешламы.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2812723C1 true RU2812723C1 (ru) | 2024-02-01 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2289607C1 (ru) * | 2005-11-24 | 2006-12-20 | Сергей Витальевич Демьянов | Способ и установка (варианты) для переработки тяжелых нефтяных остатков |
| WO2011078994A1 (en) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | Consistent Llc | Increasing distillates yield in low temperature cracking process by using nanoparticles |
| RU2485167C1 (ru) * | 2012-02-02 | 2013-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" | Способ переработки углеводородсодержащего сырья (варианты) |
| RU2624864C1 (ru) * | 2016-09-21 | 2017-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) | Способ переработки мазута и тяжелого нефтяного сырья в дистиллятные фракции |
| RU2626393C1 (ru) * | 2015-11-26 | 2017-07-26 | Общество с ограниченной ответственностью "КИНЭКС" (ООО "КИНЭКС") | Способ переработки тяжелых нефтяных остатков |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2289607C1 (ru) * | 2005-11-24 | 2006-12-20 | Сергей Витальевич Демьянов | Способ и установка (варианты) для переработки тяжелых нефтяных остатков |
| WO2011078994A1 (en) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | Consistent Llc | Increasing distillates yield in low temperature cracking process by using nanoparticles |
| RU2485167C1 (ru) * | 2012-02-02 | 2013-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" | Способ переработки углеводородсодержащего сырья (варианты) |
| RU2626393C1 (ru) * | 2015-11-26 | 2017-07-26 | Общество с ограниченной ответственностью "КИНЭКС" (ООО "КИНЭКС") | Способ переработки тяжелых нефтяных остатков |
| RU2624864C1 (ru) * | 2016-09-21 | 2017-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) | Способ переработки мазута и тяжелого нефтяного сырья в дистиллятные фракции |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108884395B (zh) | 通过回收和处理重质裂化器残余物来增加烯烃产量的整合方法 | |
| KR102457860B1 (ko) | 공급 원료 탄화수소를 석유 화학 제품으로 전환하는 시스템 및 방법 | |
| CN108884397B (zh) | 具有改善的产品产率的将原油转化为石油化学品的方法和装置 | |
| AU717437B2 (en) | Process for obtaining olefins from residual and other heavy feedstocks | |
| GB2142930A (en) | A process for cracking a heavy hydrocarbon | |
| US11332680B2 (en) | Processes for producing petrochemical products that utilize fluid catalytic cracking of lesser and greater boiling point fractions with steam | |
| JP2020015912A (ja) | 軽質オレフィンの製造のための溶剤脱瀝および流動接触分解の統合された方法 | |
| US4036736A (en) | Process for producing synthetic coking coal and treating cracked oil | |
| US4504377A (en) | Production of stable low viscosity heating oil | |
| US11230673B1 (en) | Processes for producing petrochemical products that utilize fluid catalytic cracking of a lesser boiling point fraction with steam | |
| JPS6337155B2 (ru) | ||
| WO2024015726A1 (en) | Methods for processing a hydrocarbon oil feed stream utilizing a gasification unit and steam enhanced catalytic cracker | |
| WO2020157595A1 (en) | Methods and systems for upgrading crude oils, heavy oils, and residues | |
| US4487686A (en) | Process of thermally cracking heavy hydrocarbon oils | |
| RU2812723C1 (ru) | Способ переработки тяжелого нефтяного сырья | |
| EP0072873B1 (en) | Refining process for producing increased yield of distillation from heavy petroleum feedstocks | |
| EP2049618A1 (en) | Process of modification of a feedstock in a delayed coking unit | |
| JP6672427B2 (ja) | 多段分離システムを用いる２段階熱分解法 | |
| CN1382766A (zh) | 一种脱油沥青减粘裂化方法 | |
| DE60016787T2 (de) | Zweistufiges verfahren zur umwandlung von rückständen zu benzin und leichtolefinen | |
| GB2138840A (en) | Thermal cracking of heavy hydrocarbon oils | |
| JPS5975985A (ja) | 重質油から留出油増収のアルカリ土金属塩基性条件下の分解法 | |
| RU2819187C1 (ru) | Установка висбрекинга | |
| Alrubaye et al. | Studying Thermal Cracking Behavior of Vacuum Residue | |
| US5879535A (en) | Two-stage process for obtaining significant olefin yields from residua feedstocks |