WO2010008314A1 - Способ подготовки углеводородного сырья для дальнейшей углубленной переработки - Google Patents

Способ подготовки углеводородного сырья для дальнейшей углубленной переработки Download PDF

Info

Publication number
WO2010008314A1
WO2010008314A1 PCT/RU2009/000074 RU2009000074W WO2010008314A1 WO 2010008314 A1 WO2010008314 A1 WO 2010008314A1 RU 2009000074 W RU2009000074 W RU 2009000074W WO 2010008314 A1 WO2010008314 A1 WO 2010008314A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hydrogen
oil
feedstock
catalyst
processing
Prior art date
Application number
PCT/RU2009/000074
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Владимир Андреевич ЗОЛОТУХИН
Original Assignee
Zolotukhin Vladimir Andreevich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zolotukhin Vladimir Andreevich filed Critical Zolotukhin Vladimir Andreevich
Publication of WO2010008314A1 publication Critical patent/WO2010008314A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G47/00—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
    • C10G47/02—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions characterised by the catalyst used

Definitions

  • the invention relates to the oil refining and petrochemical industry, and specifically to the field of oil preparation, including heavy, residues of oil refining and petrochemical industries, coal, oil shale, plant products and other hydrocarbon media, solid, liquid, gaseous, hereinafter raw materials, for their further in-depth processing and can be used in the production of hydrocarbon fuels and petrochemical products.
  • the preparation of oil, oil residues and other raw materials for processing refers not only to the removal of harmful impurities from raw materials, but also, most importantly, an increase in the number of light target products higher than their potential content in the feedstock, which allows to further significantly increase the processing depth and profitability of the whole processing industry.
  • Light target intermediates or fractions are understood as fractions for further processing and obtaining light target commodity products with a boiling point mainly up to 360 0 C, containing fuel, i.e. the most expensive gas, gasoline, kerosene and diesel fractions, as well as intermediates for petrochemical industries.
  • fuel i.e. the most expensive gas, gasoline, kerosene and diesel fractions
  • intermediates for petrochemical industries i.e. the most expensive gas, gasoline, kerosene and diesel fractions
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) installations with the classical scheme it is possible to select these fractions with respect to oil no more than 25-30%.
  • the high content of sulfur, chlorides and resinous substances reduces the life of the equipment of oil refineries.
  • the properties of the "heavy" Ulyanovsk oil are as follows: density - 930 - 980 kg / m 3 (20 - 13 API), viscosity - 50 - 90 MPa-s, sulfur content - up to 5% of the mass, chloride salts up to 2000 mg / l , resins and asphaltenes - up to 35% of the mass.
  • heavy oil is understood to mean oil with a density of more than 900 kg / m 3 , with a low content of light fractions and a high content of tar-asphaltene substances and other harmful impurities.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) oil refining and petrochemical industries, for example, still bottoms after atmospheric or vacuum distillation. There are practically no light products in them, and there are even more harmful impurities than in the feedstock.
  • the preparation of heavy oil for refining which can include not only the removal of harmful impurities from raw materials, but also an increase in the number of light target fractions above their potential content in the feedstock, is the process that determines the profitability of the entire oil refining industry.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) temperature, the vibrational levels of the molecules are excited and upon reaching critical energy, bonds are broken and one of the more likely heavy molecules is formed, two lighter ones, etc.
  • gases and unsaturated hydrocarbons in thermal cracking products, which increases the requirements for further equipment in obtaining marketable products - gasoline, diesel fuel, etc.
  • the poor quality of thermal cracking products leads to an increase in capital and operating costs. Therefore, recently, thermal cracking processes, especially in the fuel version, are rarely used. High temperatures of heating of raw materials (470-550 0 C and above) and pressure (up to 7 MPa) also lead to high capital costs, and coking of equipment and low overhaul mileage of equipment - to increase operating costs and the complexity of process control.
  • thermal cracking units The operation of thermal cracking units is characterized by a short overhaul time, sometimes no more than 20 days (Dekhterman A.Sh. Oil refining according to the fuel version, M., Chemistry, 1988, p. 51). Therefore, thermal cracking is not used in world practice as widely as catalytic processes. In addition, using thermal cracking it is not possible to achieve 100% processing depth, because heavy residues such as coke will always remain.
  • thermomechanical exposure or cracking Known methods for processing heavy oil-containing fractions using, simultaneously with thermal, and wave, including cavitation, exposure of various nature and a wide range of frequencies, which can be defined as methods of thermomechanical exposure or cracking.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) fractions from hydrocarbons using electromagnetic energy with a frequency of 300 MHz-300 GHz (US patent 5055180, class C 10 G 1/00, 1991).
  • the liquid phase of the still bottom is exposed to acoustic vibrations with a frequency of 0.1-200 KHz and a power of 0.2-3 W / cm 2 at a residual pressure of 20-200 mm Hg (see ed. St. USSR 1377281, class C lO G 7/06, 1988).
  • thermomechanical cracking has a good prospect for
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) advanced hydrocarbon processing, as the process is not avalanche-like (as in thermal cracking), but controlled and heavy raw materials do not poison the catalysts due to their absence
  • catalytic - catalytic cracking The most famous and widely used processes of deep processing are catalytic - catalytic cracking, hydrocracking, etc. (Sukhanov V.P. Catalytic processes in oil refining. M., "Chemistry", 1973. Prokopyuk C.G., Masagutov R.M. Industrial catalytic cracking installations. M., Khimiya, 1974.)
  • the essence of catalytic cracking is that bond breaking occurs in the presence of a catalyst at high temperature (450-550 0 C and above) and pressure (up to 15 MPa), which lead to a serious increase in capital costs, while rokrekinge - in a hydrogen atmosphere.
  • Catalytic cracking and hydrocracking in various versions are widely used in the world, one of the drawbacks is the very high cost of the process (equipment, catalysts, catalyst regeneration process etc.).
  • the feedstock, and during hydrocracking the feedstock and hydrogen are heated and sent to a reactor with a catalyst, then the reaction products are sent to a rectification and preparation of commercial products.
  • the feedstock is in direct contact with the catalyst in the reactor, hence the main drawback of these processes is the poisoning of the catalyst with harmful impurities contained in the feedstock and the coking of the catalyst surface with heavy reaction products. This leads to the fact that in order to maintain the operability of the processing complex, it is necessary to use processes and equipment for the regeneration or replacement of spent catalyst, which, ultimately
  • the aim of the invention is to increase the yield of light target intermediates or fractions (gas, gasoline, kerosene and diesel, as well as fractions for petrochemical industries) up to 100% and, accordingly, increase the processing depth to 100%, purification of raw materials from sulfur and other harmful impurities, prevention coking and poisoning of the process catalyst with raw materials and its impurities, reduction of operating and capital costs, simplicity and reliability of equipment design and process control and regulation, process continuity, ul improving the quality of the obtained fractions for their further transportation and processing, as well as the optimal and rational use of raw materials in their further processing and obtaining the target marketable products.
  • Light target products are understood as refining fractions with a boiling point up to 360 ° C containing fuel, i.e. the most expensive gas, gasoline, kerosene and diesel fractions, as well as
  • the proposed method is aimed at, and the goal is achieved by organizing the preparation process in which the raw materials and the catalyst do not contact, as a result of which the catalyst is not poisoned by harmful impurities and does not coke, which leads to an increase in the durability of the catalyst and the absence of the need for regeneration processes.
  • the raw material is subjected to the process of preparation or processing of this method repeatedly.
  • Liquid (for example, oil, oil residues, etc.) feedstock is heated or heated and subjected to thermal and / or thermomechanical cracking and fed to a mixer reactor without a catalyst, molecular hydrogen or light hydrogen-containing media enriched with hydrogen, for example, associated gas including gas produced during preparation, pentane fractions, xylene, toluene, light shoulder straps of gasoline fractions, including those obtained during preparation, etc., if necessary (especially if the hydrogen-containing feed - it is a liquid and has to be transferred to a vapor phase) is heated separately from the raw material is fed at a higher than the pressure in the reactor - mixer, pressure on the step of producing active atomic hydrogen into the reactor heated to the required temperature the catalyst (approximately 300 - 600 0 C and more), after which the active hydrogen is sent to the mixer reactor in the cracking zone of the feedstock to the stage of intensive mixing of the cracked feedstock and active hydrogen for the reaction, the reaction products after the reactor mixer and a separation step, light fractions
  • SUBSTITUTE SHEET target commercial products such as liquefied gas, gasoline, kerosene, diesel fuel, petrochemical products, etc. at the place of preparation of raw materials by this method or transported to a remote place for the production of light commercial products, the heavy residue after the separation stage, mainly with a boiling point of 360 ° C , sent to obtain heavy commercial products such as bitumen, coke, etc., or partially or completely sent to the stage of purification from harmful impurities, then to re-processing according to this method at the beginning of pr ocesa together with the feedstock or separately to the next stage of processing, solid hydrocarbon feedstocks (for example, coal, shale, vegetable products, etc.) are sent to the stage of finely divided grinding and introduced into the feedstock and / or heavy separation residue before processing it again, gaseous hydrocarbons are also introduced into the feedstock and / or the remainder of the separation before it is processed again, liquid, solid and gaseous hydrocarbons can be processed by this method simultaneously
  • the temperature of 360 ° C is currently the boundary temperature between light and heavy target products, however, over time, guests and requirements for fractional composition of motor fuels and petrochemical products may change and the boundary temperature may change in any direction. According to this method, the changing requirements are easily satisfied by changing the process temperature accordingly at the separation stage.
  • Raw materials are heated separately from hydrogen or hydrogen-containing
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) products are heated to a temperature at which thermal or thermomechanical cracking of the feed is feasible to some extent.
  • Thermal cracking for heavy oil has features: the onset temperature of decomposition is 238 0 C at a residual pressure of 0.25 kPa (Soskind D. M., Ratov A.N. Small-tonnage complex for oil refining in the Ulyanovsk region with associated vanadium recovery. "Chemistry and Technology fuels and oils ", N ° l, 1996). Starting from 410 - 420 0 C and more, thermal cracking occurs at a high speed, i.e. on an industrial scale. The heating temperature of the raw material is selected from the requirements for the resulting final products. The higher the temperature, the more gases and unsaturated hydrocarbons are formed, the lower the temperature of the process, the more isomers and aromatic compounds, but at the same time to achieve a greater depth of conversion of the raw material, more than one processing is necessary.
  • thermomechanical cracking the feed is heated thermally, i.e. the most economical in this case, a method up to a certain temperature, which is lower than the temperature of the onset of an avalanche-like uncontrolled thermal cracking, i.e. heated so that uncontrolled thermal cracking has not yet begun.
  • Heating can be carried out in a fire or electric furnace, or another type of furnace, as well as in heat exchangers of various designs, in which the raw material is heated by the heat carrier.
  • the raw material heated for example, heat carrier
  • a subcritical temperature vibrational levels of the molecules are already excited, but an avalanche-like breaking of bonds still does not occur
  • mechanical for example, cavitation
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) and the wave action of various nature (sound, ultrasound, cavitation, electromagnetic, light, radiation, etc.) and a wide range of resonant frequencies.
  • the raw materials processed by thermal or thermomechanical action are sent to the mixer reactor to the stage of intensive mixing with active atomic hydrogen, moreover, the thermal or thermomechanical effect can be constructively implemented in the mixer reactor, i.e. the stages of cracking the feed and mixing it with atomic hydrogen can be combined in one apparatus.
  • the reaction products after the reactor-mixer are sent to the stage of separation into light target reaction fractions, mainly with a boiling point of up to 360 0 C, and a heavy separation residue.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) fuel components (gasoline, kerosene, diesel fractions), as well as components for further production of petrochemical products - it is necessary to saturate the bonds with hydrogen atoms, because molecular hydrogen is not very chemically active, and even a hydrogen molecule cannot be attached to one open bond. The quality of the obtained fractions is significantly improved. Instead of unsaturated hydrocarbons, saturated isomers with a large octane number and aromatic hydrocarbons as good raw materials for the production of petrochemical products are obtained.
  • Atomic hydrogen is much more active than molecular hydrogen: So, under normal conditions, atomic hydrogen combines with sulfur, phosphorus, arsenic, etc., reduces the oxides of many metals, displaces some metals (Cu, Pb, Ag, etc.) from their salts and enters into other chemical reactions that ordinary molecular hydrogen is not capable of under the same conditions. In chemical interactions involving ordinary hydrogen, its molecule must decay into atoms. But the very reaction of such a decay (dissociation into atoms) is strongly endothermic. The energy spent on the dissociation of one hydrogen molecule into two atoms is 435 kJ (kilojoules).
  • dissociation energy the energy expended on this reaction (dissociation energy) must be replenished by the energy released during the interaction of hydrogen atoms with the substance introduced into the reaction. Therefore, it can be expected that hydrogen reactions, in which less than 435 kJ / mol is released, will not occur spontaneously. In the case of the interaction of substances with atomic hydrogen, such an energy expenditure for dissociation is no longer required. Therefore, a much wider range of reactions is possible here. The large amount of energy released during the formation of a hydrogen molecule explains it
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) stability under normal conditions. A noticeable thermal dissociation of hydrogen begins at about 2000 ° C and effectively occurs when the temperature reaches 5000 ° C. Naturally, to saturate the unsaturated bonds formed during cracking of unsaturated hydrocarbons, it is impossible to use thermal dissociation to form atomic hydrogen - too high temperatures are required. In addition to high temperatures, there are many other methods for producing active atomic hydrogen. The rate of reactions of the formation of atomic hydrogen from molecular and light hydrogen-containing media increases when using catalysts (platinum group metals, transition or heavy metal oxides), methods of excitation by means of wave action with a wide range of frequencies of various nature and intensity (light, electric discharge, electric arc, etc.
  • catalysts platinum group metals, transition or heavy metal oxides
  • gaseous molecular hydrogen, hydrogen-containing media and / or a reactor with a catalyst are heated to a temperature of 300 - 600 0 C and more.
  • atomic hydrogen is formed, which effectively saturates open bonds of light radicals resulting from the reaction cracking of hydrocarbons, resulting in the formation of saturated light target fractions of good quality.
  • Light radicals obtained by detaching active atomic hydrogen from used hydrogen-containing media also attach to light cracking radicals of the feed, saturate their open bonds and form target fractions. If they (or atomic hydrogen) are attached to the heavy radicals of the cracking of the feedstock, then after the separation stage the heavy residue of the reactions is sent either partially or completely to the reprocessing by this method, or partially or completely to obtain heavy commercial products such as coke, bitumen, etc. (depending on the task).
  • much more light radicals are formed during cracking of raw materials than heavy ones, because most likely, a long raw material molecule breaks in about the middle, and with a much lesser probability is a very small and very large radical. This is evidenced, for example, by thermal cracking processes, as a result of which lighter fractions in larger quantities are obtained from heavy raw materials than heavy ones. Therefore on
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) re-processing sent a significantly smaller amount of separation residue than raw materials.
  • the separation residue can be sent for re-processing at the beginning of the process together with the feedstock, or separately for an additional processing unit according to this method.
  • the separation residue may be heated together with the raw material or separately, in a separate furnace coil or in a separate heater (furnace). In the latter case, the temperature of the residue can be much higher than the temperature of the feedstock, and thermal or thermomechanical cracking of the feedstock is carried out through interaction, for example direct mixing, with a heated heavy separation residue.
  • the feedstock is not sufficiently purified, for example, of mechanical impurities, then in the heavy separation residue their concentration increases significantly and it is necessary to clean it before reprocessing the residue. With repeated reprocessing of the heavy separation residue, the feed will be processed into light target products with an efficiency of up to 100%.
  • Hydrogen-containing media and a reactor with a catalyst can be heated to produce atomic hydrogen using separate heaters of various types, but it is most economical to use the heat of a heated feedstock or separation residue.
  • the temperature of the feed for the thermal and / or thermomechanical cracking reaction usually exceeds 400 0 C and lies in the temperature range of the use of catalysts for the dissociation of hydrogen.
  • widely known heat exchangers of various types and designs are used.
  • the feedstock is purified from sulfur and other impurities. Bond energies carbon - heteroatom (carbon - sulfur,
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) carbon – nitrogen, etc.) is lower than carbon – carbon and carbon – hydrogen bonds (T. V. Bukharkina, H. G. Digurov. Chemistry of natural energy carriers and carbon materials. M., 1998). Therefore, for example, sulfur atoms, the purification of the feedstock from which is problematic, are more likely to disconnect from the hydrocarbon molecule during cracking, and when this method is implemented, they form hydrogen sulfide. Hydrogen sulfide is easily released in a gaseous form and disposed of to produce atomic sulfur or other sulfur-containing commercial products.
  • the light target reaction fractions after the separation stage mainly with a boiling point of up to 360 ° C, which are mainly in gas-vapor and droplet form, contain gas, gasoline, kerosene and diesel fractions, as well as fractions for producing petrochemical products.
  • the gas fractions are purified, for example, of hydrogen sulfide, then sent to obtain marketable products, such as liquefied gas, or used as fuel for their own needs on the spot.
  • the gas part of the separation is a light product enriched in hydrogen, and can be partially or completely used at the stage of production of atomic hydrogen together with molecular hydrogen or light hydrogen-containing fractions enriched with hydrogen coming from outside the process.
  • the lightest part of the obtained gasoline fractions obtained in the preparation of raw materials by this method can be used. This leads to a partial saving of molecular hydrogen and hydrogen-containing fractions coming from outside the process.
  • the remaining target fractions are directed to the stage of obtaining the target marketable products such as gasoline, kerosene, diesel fuel, petrochemical products, etc.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the place of preparation of raw materials according to this method or, after cooling and condensation, transported to a remote place to receive light commercial products.
  • the proposed method can be used to prepare for further in-depth processing of solid and gaseous hydrocarbons.
  • Solid hydrocarbon feedstocks for example, coal, shale, vegetable products, etc.
  • the liquid feed or residue in this case is heat and carrier.
  • hydrocarbon molecules of various sizes are formed.
  • Light hydrocarbons will be separated out at the separation stage and used to produce light target commercial products, heavy hydrocarbons will be returned for reprocessing and, when processed in this way several times, solid hydrocarbon raw materials with an efficiency of up to 100% will be processed into target fractions and products.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) a huge amount of associated gas is burned, while doing great harm to the environment and destroying valuable hydrocarbons.
  • This method allows you to effectively use such hydrocarbons, mixing them into the original liquid raw materials and / or heavy separation residue when it is re-processed by this method (similar to the preparation of solid hydrocarbon raw materials in the form of fine powder for further in-depth processing), or use as hydrogen-containing products in production of atomic hydrogen.
  • Such low-cost complexes can be used at the site of oil production to improve the quality and cost of raw materials before transportation.
  • gaseous hydrocarbons can be used as an independent feedstock to prepare for further processing similar to liquid feedstock.
  • gaseous hydrocarbons can be used as heat and carrier in the processing of solid hydrocarbons in the form of fine powders.
  • this method can be used to process liquid, solid, gaseous raw materials at the same time, or in pairs, or separately liquid or gaseous hydrocarbons.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) cylindrical capacitive apparatus (reactor - mixer) with a diameter of 96 millimeters and a height of 400 millimeters, the apparatus is thermally insulated. At the bottom of its housing is a built-in electric heater.
  • a schematic diagram of the reactor is shown in FIG. 1, on which is indicated: 1 - reactor-mixer; 2 - electric heater; 3 - reactor with a catalyst for producing atomic hydrogen.
  • the feedstock was poured into the reactor-mixer 1 and heated by an electric heater 2.
  • the temperature of the feedstock was predominantly up to 430-470 0 C, although some heavy media such as tar had to be heated above this temperature, pressure up to 1 MPa.
  • Molecular hydrogen is supplied from the cylinder (at a higher pressure than the pressure in the reactor-mixer, so that the feed does not enter the reactor with the catalyst) into the reactor 3 with the nickel, molybdenum or platinum catalyst in it (in the form of granules with a diameter of 1-3 mm). Hydrogen and a reactor with a catalyst are heated in this embodiment to the required temperature due to the heat of the heated feedstock.
  • the reactor with the catalyst is arranged in the form of a flat cylinder (with a diameter of 85 millimeters and a height of 75 millimeters), in which the catalyst is placed, mounted horizontally in the cross section of the reactor - mixer, with a hydrogen supply pipe for the distribution of hydrogen over the cross section of the reactor and distributed over the entire upper the plane of the reactor with holes with a diameter of 0.1 mm to distribute the resulting atomic hydrogen across the cross section of the reactor - mixer.
  • the design of the reactor with the catalyst can be double-sided, spherical, etc., this is not of fundamental importance. Atomic hydrogen generated in a reactor with a catalyst is distributed over the entire cross section of the reactor -
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) mixer and enters directly into the cracking zone of the feedstock, where there is a saturation reaction of open radical bonds.
  • Light reaction fractions are discharged through the upper pipe with a valve from the reactor - mixer, cooled and analyzed.
  • the heavy separation residue remains in the mixing reactor and is also analyzed at the end of the experiment.
  • the reactor-mixer is equipped with thermocouples for measuring temperature and a manometer for measuring pressure.
  • the stages of cracking the feed, heating hydrogen or hydrogen-containing media and a catalyst, producing active atomic hydrogen, mixing the cracked feed with active hydrogen and separating the reacted light portion and the heavy residue are combined in one apparatus.
  • FIG. 2 shows a step-by-step scheme for the preparation of raw materials for further in-depth processing by this method.
  • FIG. 2 marked: 1 - stage of heating and cracking of raw materials (furnace, heater, thermomechanical processing devices of various types); 2 - stage mixing raw materials and active atomic hydrogen (reactor - mixer without catalyst); 3 - stage heating of hydrogen or light hydrogen-containing fractions; 4 - stage for the production of active atomic hydrogen (heated reactor with a catalyst); 5 - stage separation of raw materials into light target fractions and heavy residue.
  • Raw materials are pumped into the coil of the electric heater 1 (analogous to an industrial furnace), then the heated raw materials are fed into the reactor - mixer 2.
  • the hydrogen from the cylinder is heated (stage 3), passed through
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) heated reactor with catalyst 4, and also served in the reactor-mixer (stage 2), the reacted mixture is sent to the separation stage 5, for example, dispersed under reduced pressure in a capacitive apparatus.
  • stage 2 reactor-mixer
  • stage 5 separatator
  • stage 2 and stage 5 can be combined in one apparatus.
  • a mixture of hydrocarbons can be exposed to this effect repeatedly and active hydrogen is supplied to cavitation, sound, and ultrasonic devices exposure.
  • the heavy separation residue may be mixed with the feed before reprocessing and heated together, or heated separately (dotted in FIG. 2) from the feed in the same or separate heater. In this case, it can be heated to higher temperatures than raw materials, because in the heavy residue is much less light fractions than in the raw material.
  • the cracking stage of the raw material can be carried out due to its interaction with the separation residue heated to a high temperature, for example by direct mixing and further joint movement with high speeds along the channels from obstacles of various shapes and curvatures.
  • hydrogen or hydrogen-containing fractions and a reactor with a catalyst for producing atomic hydrogen can be heated for
  • SUBSTITUTE SHEET due to the temperature of the feedstock and the separation residue, therefore, the stages of cracking the feedstock, heating hydrogen or hydrogen-containing media and a catalyst, producing active atomic hydrogen, mixing the cracked feedstock with active hydrogen, and separating the reacted light portion and the unreacted heavy residue can be combined in one apparatus.
  • the light part of the separation with a boiling point predominantly up to 360 0 C after the separation stage can be immediately sent further for processing to the rectification unit and, further, to the unit for obtaining marketable products (gasoline, diesel fuel, petrochemical products, etc.), i.e. . to obtain marketable products on site, or refrigerate and send to the place of further processing.
  • the heavy part of the separation serves as a raw material for obtaining heavy commercial products - bitumen, bitumen emulsions, coke, etc., i.e. also sent to the unit for the preparation of marketable products.
  • the technical result is an increase in the yield of light target intermediates or fractions (gas, gasoline, kerosene and diesel, as well as fractions for petrochemical industries) to 100% and, accordingly, an increase in the processing depth to 100%, an improvement in the quality of the obtained fractions for their further transportation and processing with a simultaneous reduction in operating and capital costs -
  • this is achieved by organizing the preparation process in which the raw materials and the catalyst do not contact, as a result of which the catalyst it is not poisoned by harmful impurities and does not coke, which leads to an increase in the durability of the catalyst and the absence of the need for regeneration processes, and the processing can be deepened to 100% by this method by repeated, possibly multiple, processing of the heavy part of the separation of reaction products.

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а конкретно к области подготовки нефти, в том числе и тяжелой, остатков нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, угля, сланца, продуктов растительного происхождения и других углеводородных сред, жидких, твердых, газообразных, в дальнейшем сырье, для их дальнейшей углубленной переработки и может быть использовано в производстве углеводородного топлива и нефтехимической продукции. Технический результат - увеличение выхода легких целевых продуктов до 100 %, упрощение и удешевление процесса и оборудования для подготовки сырья для дальнейшей углубленной переработки, снижение эксплуатационных и капитальных затрат при высокой глубине дальнейшей переработки - достигается такой организацией процесса подготовки, при которой сырье и катализатор не контактируют, вследствие чего катализатор не отравляется вредными примесями и не коксуется, что приводит к увеличению долговечности катализатора и отсутствию необходимости процессов регенерации, причем углубление переработки до 100 % можно достичь по данному способу за счет повторной, возможно многократной, обработки сырья или тяжелой части разделения продуктов реакции.

Description

Способ подготовки углеводородного сырья для дальнейшей углубленной переработки
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а конкретно к области подготовки нефти, в том числе и тяжелой, остатков нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, угля, сланца, продуктов растительного происхождения и других углеводородных сред, твердых, жидких, газообразных, в дальнейшем сырье, для их дальнейшей углубленной переработки и может быть использовано в производстве углеводородного топлива и нефтехимической продукции. Под подготовкой нефти, нефтяных остатков и другого сырья к переработке понимается не только удаление вредных примесей из сырья, но и, самое главное, увеличение количества светлых целевых продуктов выше их потенциального содержания в исходном сырье, что позволяет в дальнейшем существенно увеличить глубину переработки и рентабельность всего перерабатывающего производства. Под светлыми целевыми полупродуктами или фракциями понимаются фракции для дальнейшей переработки и получения легких целевых товарных продуктов с температурой конца кипения преимущественно до 360 0C, содержащие топливные, т.е. наиболее дорогие газовые, бензиновые, керосиновые и дизельные фракции, а также полупродукты для нефтехимических производств. В дальнейшем - легкие целевые фракции или полупродукты, , из которых при окончательной переработки получают легкие целевые товарные продукты (сжиженный газ, гостированные бензин, дизельное топливо, продукты нефтехимии и др.).
1
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) В настоящее время общей тенденцией нефтяной отрасли является уменьшение разведанных запасов лёгкой нефти, практически весь прирост запасов происходит за счет тяжелой вязкой сернистой нефти. Запасы качественного сырья на эксплуатируемых месторождениях уменьшаются, увеличивается доля добычи тяжелой нефти. Угли, сланцы и другие твердые углеводороды в широком промышленном масштабе не используются для производства моторного топлива и продуктов нефтехимии.
Потенциал качественного сырья реализован почти на 80%, сохраняя лишь перспективы небольших открытий. Так, например, в Татарстане уже длительное время подготовка запасов нефти осуществляется за счет мелких месторождений и нефти ухудшенного качества. Более 30% запасов представлено высоковязкой нефтью. В Пермской области структура запасов нефти в целом сложная из-за большой доли тяжелой нефти (58%). В Ульяновской области открыто 41 нефтяное месторождение, их общие разведанные запасы составляют 50 млн. тонн, причем они представлены тяжелыми и высоковязкими нефтями. Аналогичная ситуация в Удмуртии и т.д. В целом по Урало-Поволжскому региону, как и в других регионах страны, придется все активней иметь дело с карбоновой нефтью и природными битумами. Преобладают запасы и добыча тяжелой нефти во всех странах Южной Америки, Мексике, Канаде, Африке, Китае и во многих странах различных континентов. Такую нефть даже транспортировать по трубопроводу приходится с добавлением в нее достаточного количества дорогого растворителя.
Переработка тяжелой вязкой сернистой нефти весьма затруднительна, энергоёмка и, как следствие, низкорентабельна или убыточна. Она содержит низкое количество "светлых" (топливных) фракций. На
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) установках с классической схемой возможен отбор этих фракций по отношению к нефти не более 25 - 30 %. Высокое содержание серы, хлоридов и смолистых веществ сокращает ресурс оборудования НПЗ. Например, свойства "тяжелой" Ульяновской нефти следующие: плотность - 930 - 980 кг/м3 (20 - 13 API), вязкость - 50 - 90 мПа-с, содержание серы - до 5 % масс, хлористых солей до 2000 мг/л, смол и асфальтенов - до 35% масс.
Снижение запасов легкой нефти традиционных месторождений повышает интерес к добыче и, соответственно, к переработке тяжелой нефти (Ратов A.H., Немировская Г.Б. и др. Проблемы освоения нефтей Ульяновской области. "Химия и технология топлив и масел", N°4, 1995 г.). Под тяжелой нефтью понимают как правило нефть плотностью более 900 кг/м3, с небольшим содержанием светлых фракций и высоким содержанием смолисто-асфальтеновых веществ и других вредных примесей. Эти особенности состава тяжелой нефти вызывают серьезные трудности как при добыче и транспортировании: высокие значения вязкости и температуры застывания, так и при ее переработке: значительное содержание различных примесей, смол. Транспортирование существенно осложняется из-за большой вязкости сырья, повышенного содержания смолисто-асфальтеновых веществ и парафина, а отложения на рабочих поверхностях оборудования является причиной выхода его из строя. А соединения серы и металлов, особенно ванадия, а также хлористых солей, содержащиеся обычно в такой нефти, оказывают повышенное коррозионное воздействие на оборудование НПЗ. Кроме того, в тяжелой нефти содержание светлых целевых продуктов невелико, и без дополнительных процессов углубления переработка такой нефти нерентабельна.
Еще сложнее перерабатывать нефтяные остатки, т.е. остатки
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, например, кубовые остатки после атмосферной или вакуумной перегонки. Светлых продуктов в них практически нет, а вредных примесей еще больше, чем в исходном сырье.
Кроме того, в последнее время усиливается тенденция переработки продуктов растительного происхождения в бензин и дизельное топливо. Это принципиально неверная позиция, которая может привести к серьезным социальным и экологическим последствиям в масштабах всей планеты. Гораздо перспективнее приложить усилия к увеличению (до 100%) глубины переработки классического сырья для этих целей - нефти и нефтяных остатков, твердых и газообразных углеводородов, на что и направлена предлагаемая заявка на изобретение.
Вопрос углубления переработки - задача всей мировой нефтеперерабатывающей промышленности на ближайшую перспективу.
Таким образом, подготовка тяжелой нефти к переработке, к которой можно отнести не только удаление вредных примесей из сырья, но и увеличение количества светлых целевых фракций выше их потенциального содержания в исходном сырье, - процесс, определяющий рентабельность всего нефтеперерабатывающего производства.
Известны и широко применяются в промышленности такие способы подготовки исходного сырья, как дегазация, обезвоживание и обессоливание нефти, очистка от серы и других вредных примесей (Эрих B.H., Расина M.Г., Рудин М.Г. "Химия и технология нефти и газа". Ленинград, "Химия", 1972. Скобло A.И., Трегубова И.A., Егоров Н.Н. "Процессы и аппараты, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности". Москва, Государственное научно-техническое изд., 1962. Судо M. M. "Нефть и горючие газы в современном мире". Москва, Недра, 1984. Рабинович Г.П., Рябых П.M., Хохряков П.A., под ред.
4
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Судакова Е.Н. «Pacчeты основных процессов и аппаратов нефтепереработки)). Справочник. Москва, «Xимия», 1979. Дриацкая З.B., Мхчиян M.A., Жмыхова Н.М. и другие. «Heфти СССР. Том 4». Москва, «Xимия», 1974. Левченко Д.H., Бергштейн H.B., Пинковский ЯМ. Обессоливание нефти на нефтеперерабатывющих заводах: Обзорная информация.- M.: ЦНИИТЭНефтехим, 1973. Левченко Д.H., Бергштейн H.B., Николаева Н.М. Технология обессоливания нефтей на нефтеперерабатывющих предприятиях.- M.: Химия, 1985. Гершуни С.Ш. Модернизация электродегидраторов пути повышения эффективности их использования: Обзорная информация.- M.: ЦНИИТЭНефтехим, 1986).
Однако с помощью этих способов производится только очистка сырья от вредных примесей, а фракционный состав сырья не изменяется, поэтому для рентабельной переработки тяжелого сырья (нефти, различных нефтяных остатков и др.) этих процессов явно недостаточно, необходимы такие процессы, которые позволяют при дальнейшей переработке получать повышенное количество светлых продуктов. Кроме того, до сих пор не существует способов очистки исходного, особенно тяжелого сырья, например, тяжелой нефти или мазута, от серы и сернистых соединений. С помощью известного процесса гидроочистки очищают уже выделенные ранее бензин, керосин и дизельное топливо, но не тяжелой сырье.
Известен способ термического крекинга для углубленной переработки сырья (Бенсон С, Термохимическая кинетика, пер. с англ., под ред. Н.С. Ениколопяна, M., Мир, 1971 г. Красюков A.Ф., Нефтяной кокс, M., Химия. 1966 г. Лукьянов П.И., Басистов А.Г. Пиролиз нефтяного сырья. M. Гостоптехиздат. 1962 г. Дехтерман A.Ш., Переработка нефти по топливному варианту, M., Химия, 1988 г. и др.). Сущность обычного термического крекинга заключается в том, что под воздействием
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) температуры колебательные уровни молекул возбуждаются и при достижении критической энергии происходит разрыв связей и образование из одной, с большей вероятностью тяжелой молекулы, двух более легких и т.д. В продуктах термического крекинга много газов, непредельных углеводородов, что увеличивает требования к дальнейшему оборудованию при получении товарных продуктов - бензина, дизельного топлива и др. Плохое качество продуктов термического крекинга приводит к увеличению капитальных и текущих затрат. Поэтому в последнее время процессы термического крекинга, особенно по топливному варианту, применяются редко. Высокие температуры нагрева сырья (470-550 0C и выше) и давления (до 7 МПа) также приводят к большим капитальным затратам, а коксование оборудования и небольшой межремонтный пробег оборудования - к увеличению эксплуатационных затрат и сложностью управления процессом. Работа установок термического крекинга характеризуется небольшим временем межремонтного пробега, иногда не более 20 суток (Дехтерман А.Ш. Переработка нефти по топливному варианту, M., Химия, 1988 г. с. 51). Поэтому термический крекинг применяется в мировой практике не так широко, как каталитические процессы. Кроме того, с помощью термического крекинга невозможно достичь 100 % глубины переработки, т.к. всегда будут оставаться тяжелые остатки типа кокса.
Известны способы переработки тяжелых нефтесодержащих фракций с использованием, одновременно с термическим, и волнового, в том числе и кавитационного, воздействия различной природы и широкого спектра частот, которые можно определить как способы термомеханического воздействия или крекинга.
Известен способ переработки путем последовательного извлечения
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) фракций из углеводородного сырья с использованием электромагнитной энергии частотой 300 MГц-300 ГГц (US, патент 5055180, кл. С 10 G 1/00, 1991 г.).
В известном способе переработки мазута путем вакуумной ректификации с получением дистиллятных фракций на жидкую фазу кубового остатка воздействуют акустическими колебаниями частотой 0,1-200 КГц и мощностью 0,2-3 Вт/см2 при остаточном давлении 20-200 мм рт.ст. (см. авт. св. СССР 1377281, кл. C lO G 7/06, 1988 г.).
Известен также способ крекинга нефтепродуктов с использованием ультразвукового спектра частот. Согласно этому способу, сырье (нефтесодержащий продукт) и диспергирующее вещество подают в зону обработки, ультразвуковую обработку ведут с интенсивностью излучения 1-10 МВт/м2 в замкнутом циркуляционном контуре при статическом давлении в диапазоне от 0,2 до 5 МПа (см. патент РФ 2078116, С 10 G 15/00, 1995 г.).
Однако эти способы пока реализованы только в лабораторном варианте и в промышленности применения не нашли. Но даже в лабораторном варианте говорить о 100 % увеличении выхода легких целевых фракций не приходится, всегда остаются тяжелые остатки типа мазута, кокса и др. Кроме того, если при активации сырья прямым нагревом тепло непосредственно используется для возбуждения колебательных уровней молекул, а для активации тех же молекул волновым воздействием необходимо сначала тепло (энергию) потратить на создание волнового воздействия, а этот процесс имеет очень низкий к.п.д., то энергетические затраты при реализации данных способов довольно высоки. Но при правильной организации термомеханического крекинга при условии уменьшения и оптимизации энергетических затрат, термомеханический крекинг имеет хорошую перспективу для
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) углубленной переработки углеводородного сырья, т.к. процесс не лавинообразный (как в термическом крекинге), а управляемый, и тяжелое сырье не отравляет катализаторы ввиду их отсутствия
Наиболее известными и широко применяемыми процессами глубокой переработки являются каталитические - каталитический крекинг, гидрокрекинг и др. (Суханов В. П. Каталитические процессы в нефтепереработке. M., «Xимия», 1973. Прокопюк C.Г., Масагутов Р.М. Промышленные установки каталитического крекинга. M., «Xимия», 1974.) Сущность каталитического крекинга заключается в том, что разрыв связей происходит в присутствии катализатора, при высокой температуре (450-550 0C и выше) и давлении (до 15 МПа), что приводят к серьезному увеличению капитальных затрат, при гидрокрекинге - в среде водорода. Каталитический крекинг и гидрокрекинг в различных вариантах (со стационарным катализатором, с кипящим слоем катализатора и т.д., с различными видами катализаторов) применяются в мировой практике достаточно широко, один из недостатков - очень высокая стоимость процесса (оборудования, катализаторов, процесса регенерации катализатора и т.д.). В процессах каталитического крекинга сырье, а при гидрокрекинге сырье и водород нагревают и направляют в реактор с катализатором, затем продукты реакции направляют в блок ректификации и приготовления товарных продуктов. Таким образом, сырье непосредственно контактирует с катализатором в реакторе, отсюда главный недостаток указанных процессов - отравление катализатора вредными примесями, содержащимися в сырье, и коксование поверхности катализатора тяжелыми продуктами реакции. Это приводит к тому, что для поддержания работоспособности перерабатывающего комплекса необходимо использовать процессы и оборудование для регенерации или замены отработанного катализатора, что, в конечном
8
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) итоге, приводит к значительному усложнению и удорожанию оборудования процесса, текущих и капитальных затрат, усложнению ведения процесса. Кроме того, всегда остаются тяжелые остатки типа гудрона, кокса, т.е. говорить о 100 % глубине переработки не приходится.
Несмотря на то, что в настоящее время каталитические процессы углубленной переработки наиболее широко распространены, однако даже они не могут предложить достаточно привлекательный технико- экономический баланс для многих нефтепереработчиков при переработке самых тяжелых видов сырья.
Здесь можно заметить, что с помощью каталитических технологий невозможно в принципе решить задачу 100 % глубины переработки, т.к. тяжелые нефтяные остатки будут очень быстро приводить к коксованию активной поверхности любого катализатора.
Целью изобретения является увеличение выхода легких целевых полупродуктов или фракций (газовых, бензиновых, керосиновых и дизельных, а также фракций для нефтехимических производств) до 100 % и, соответственно, увеличение глубины переработки до 100 %, очистка сырья от серы и других вредных примесей, предотвращение коксования и отравления катализатора процесса сырьем и его примесями, снижение эксплуатационных и капитальных затрат, простота и надежность конструкции оборудования и управления и регулировки процессом, непрерывность процесса, улучшение качества получаемых фракций для их дальнейшей транспортировки и переработки, а также оптимальное и рациональное использование сырьевых ресурсов при их дальнейшей переработке и получении целевых товарных продуктов. Под светлыми целевыми продуктами понимаются фракции переработки с температурой кипения до 360 0C, содержащие топливные, т.е. наиболее дорогие газовые, бензиновые, керосиновые и дизельные фракции, а также
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) полупродукты для нефтехимических производств.
Технический результат, на решение которого направлен предлагаемый способ, и поставленная цель достигаются такой организацией процесса подготовки, при которой сырье и катализатор не контактируют, вследствие чего катализатор не отравляется вредными примесями и не коксуется, что приводит к увеличению долговечности катализатора и отсутствию необходимости процессов регенерации. Для достижения высокой глубины переработки сырье подвергается процессу подготовки или обработки по данному способу многократно. Жидкое (например, нефть, нефтяные остатки и др.) исходное сырье нагревают или нагревают и подвергают термическому и/или термомеханическому крекингу и подают в реактор - смеситель без катализатора, молекулярный водород или легкие водородсодержащие среды, обогащенные водородом, например, попутный, природный газ, в том числе и газ, получаемый в процессе подготовки, пентановые фракции, ксилол, толуол, легкие погоны бензиновых фракций, в том числе и получаемые в процессе подготовки, и т.д., при необходимости (особенно, если водородсодержащее сырье - это жидкость и ее надо перевести в парогазовую фазу) подогревают отдельно от сырья, направляют при большем, чем давление в реакторе - смесителе, давлении на стадию получения активного атомарного водорода в реактор с нагретым до необходимой температуры катализатором (ориентировочно 300 - 600 0C и более), после которого активный водород направляют в реактор - смеситель в зону крекинга сырья на стадию интенсивного смешивания крекируемого сырья и активного водорода для проведения реакции, продукты реакции после реактора - смесителя направляют на стадию разделения, легкие целевые фракции реакции, преимущественно с температурой конца кипения до 360 0C, направляют на стадию получения
10
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) целевых товарных продуктов типа сжиженного газа, бензина, керосина, дизельного топлива, продуктов нефтехимии и др. на месте подготовки сырья по данному способу или транспортируют к удаленному месту получения легких товарных продуктов, тяжелый остаток после стадии разделения, преимущественно с температурой начала кипения 360° С, направляют для получения тяжелых товарных продуктов типа битума, кокса и др., или частично или полностью направляют на стадию очистки от вредных примесей, затем на повторную обработку по данному способу в начало процесса вместе с исходным сырьем или отдельно на следующую ступень обработки, твердое углеводородное сырье (например, уголь, сланец, продукты растительного происхождения и др.) направляют на стадию мелкодисперсного размельчения и вводят в исходное сырье и/или тяжелый остаток разделения перед его повторной обработкой, газообразные углеводороды также вводят в исходное сырье и/или остаток разделения перед его повторной обработкой, жидкие, твердые и газообразные углеводороды могут обрабатываться по данному способу одновременно, по отдельности или попарно, причем стадии крекинга, нагрева водорода или водородсодержащих сред и катализатора, получения активного атомарного водорода, смешивания крекируемого сырья с активным водородом и разделения на прореагировавшую легкую часть и тяжелый остаток могут быть совмещены в одном аппарате. Температура 360 0C является в настоящее время граничной температурой между легкими и тяжелыми целевыми продуктами, однако со временем могут изменится госты и требования по фракционному составу на моторные топлива и продукты нефтехимии и граничная температура может измениться в какую либо сторону. По данному способу изменившимся требованиям легко удовлетворить, изменив соответственно температуру процесса на стадии разделения.
11
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Поставленная задача достигается тем, что непосредственно с нагретым катализатором контактирует газообразный молекулярный водород или легкие водородсодержащие фракции, обогащенные водородом, например, попутный или природный газ, или газ процесса, метан, пропан - бутановые смеси, пентановые фракции, ксилол, толуол, легкие погоны бензиновых фракций, в том числе и фракции процесса, и т.д., используемые для получения активного атомарного водорода, который затем вступает в реакцию с нагретым до определенной температуры сырьем. Водородсодержащие фракции и катализатор надо нагревать, т.к. реакция отсоединения атом водорода эндотермична и требует затрат энергии. Молекулярный водород или легкие водородсодержащие продукты не содержат асфальтенов, карбенов, смолообразных и коксообразных веществ и др., а также вредных примесей, и их взаимодействие с катализатором не приводит к его коксованию и отравлению. Процесс образования атомарного водорода надо проводить в таких режимах, чтобы при отсоединении атома водорода образовывался углеводородный радикал, а не чистый углерод. Тяжелое сырье не вступает в непосредственный контакт с катализатором, не происходит его отравление и коксование, отпадает необходимость регенерации катализатора, процесс упрощается и становится более надежным, стоимость процесса и оборудования значительно уменьшается, т.е. происходит снижение капитальных и эксплуатационных затрат, глубина переработки может быть увеличена до 100 %. При этом происходит экономия сырья при выработке необходимого количества целевых товарных продуктов, другими словами оптимальное и рациональное использование сырьевых ресурсов при их дальнейшей переработке при реализации данного способа.
Сырье нагревают отдельно от водорода или водородсодержащих
12
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) продуктов, причем нагревают до такой температуры, при которой в некоторой степени осуществим термический или термомеханический крекинг сырья.
Термический крекинг для тяжелой нефти имеет особенности: температура начала разложения составляет 238 0C при остаточном давлении 0,25 кПа (Соскинд Д. M., Ратов А.Н. Малотоннажный комплекс для переработки нефтей Ульяновской области с попутным извлечением ванадия. "Химия и технология топлив и масел", N°l, 1996 г.). Начиная с 410 - 420 0C и более, термический крекинг идет с высокой скоростью, т.е. в промышленном масштабе. Температура нагревания сырья выбирается из требований к получаемым конечным продуктам. Чем выше температура, тем больше образуется газов и непредельных углеводородов, чем меньше температура процесса, тем больше изомеров и ароматических соединений, но при этом для достижения большей глубины превращения сырья необходима более многократная его обработка.
При термомеханическом крекинге сырье нагревают термическим, т.е. самым экономичным в данном случае, способом до определенной температуры, которая ниже температуры начала лавинообразного неуправляемого термического крекинга, т.е. нагревают так, чтобы неуправляемый термический крекинг еще не начался. Нагрев можно осуществлять в огневой или электрической печи, или печи другого типа, а также в теплообменниках различной конструкции, в которых сырье нагревается теплоносителем Нагретое (например, теплоносителем) до подкритичной температуры сырье (колебательные уровни молекул уже возбуждены, но еще не происходит лавинообразного разрыва связей молекул вследствие этого возбуждения) направляют в блок обработки, в котором сырье подвергается механическому (например, кавитационному)
13
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) и волновому воздействию различной природы (звуковой, ультразвуковой, кавитационной, электромагнитной, световой, радиационной и т.д.) и широкого спектра резонансных частот.
Обработанное с помощью термического или термомеханического воздействия сырье направляют в реактор - смеситель на стадию интенсивного смешивания с активным атомарным водородом, причем термическое или термомеханическое воздействие может быть конструктивно реализовано в реакторе - смесителе, т.е. стадии крекинга сырья и смешивания его с атомарным водородом могут быть совмещены в одном аппарате. Продукты реакции после реактора - смесителя направляют на стадию разделения на легкие целевые фракции реакции, преимущественно с температурой конца кипения до 360 0C, и тяжелый остаток разделения.
При разрыве связей в молекулах углеводородного сырья, с большей вероятностью многоатомных, образуются более маленькие молекулы, т.е. более легкокипящие продукты, но при этом обладающие открытыми ненасыщенными связями, т.е. продукты плохого качества. В дальнейшем это может привести либо к образованию нестабильных продуктов реакции, либо к процессам конденсации, т.е. к образованию тяжелых молекул. Вторичное образование тяжелых молекул приводит к уменьшению ожидаемой глубины переработки. Нестабильные продукты реакции с открытыми связями в дальнейшем, при получении товарных продуктов или транспортировке, при контакте с воздухом могут присоединять, например, кислород, что ведет к образованию смол. Повышенное содержание смол в топливе приводит к усиленному образованию нагара в двигателях и преждевременной их поломке. Поэтому открытые связи необходимо закрыть, т.е. насытить какими - либо элементами, для данной тематики - получения светлых целевых
14
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) топливных компонентов (бензиновых, керосиновых, дизельных фракций), а также компонентов для дальнейшего получения продуктов нефтехимии - необходимо насытить связи атомами водорода, т.к. молекулярный водород не очень химически активен, да и к одной открытой связи невозможно присоединить молекулу водорода. При этом качество получаемых фракций значительно улучшается. Вместо непредельных углеводородов получаются насыщенные изомеры с большим октановым числом и ароматические углеводороды как хорошее сырье для получения продуктов нефтехимии.
Атомарный водород значительно активнее молекулярного: Так, атомарный водород уже при обычных условиях соединяется с серой, фосфором, мышьяком и т. д., восстанавливает оксиды многих металлов, вытесняет некоторые металлы (Cu, Pb, Ag и др.) из их солей и вступает в другие химические реакции, на которые при тех же условиях не способен обычный молекулярный водород. При химических взаимодействиях с участием обычного водорода молекула его должна распадаться на атомы. Но сама реакция такого распада (диссоциация на атомы) сильно эндотермична. Энергия, затрачиваемая на диссоциацию одной молекулы водорода на два атома составляет 435 кДж (килоджоулей). Очевидно, что затрачиваемая на эту реакцию энергия (энергия диссоциации) должна быть восполнена энергией, выделяющейся при взаимодействии атомов водорода с введённым в реакцию веществом. Следовательно, можно ожидать, что реакции водорода, при которых выделяется менее 435 кДж/моль, не будет протекать самопроизвольно. В случае взаимодействия веществ с атомарным водородом такой затраты энергии на диссоциацию уже не требуется. Поэтому здесь и возможен значительно более широкий круг реакций. Большое количество энергии, выделяющейся при образовании молекулы водорода, объясняет её
15
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) устойчивость при обычных условиях. Заметная термическая диссоциация водорода начинается примерно с 2000 0C и эффективно происходит при достижении температуры 5000 0C. Естественно, что для насыщения ненасыщенных связей образовавшихся при крекинге непредельных углеводородов применять термическую диссоциацию для образования атомарного водорода невозможно - требуются слишком высокие температуры. Кроме высоких температур есть много других способов получения активного атомарного водорода. Скорость реакций образования атомарного водорода из молекулярного и легких водородсодержащих сред возрастает при использовании катализаторов (металлы платиновой группы, оксиды переходных или тяжелых металлов), методов возбуждения с помощью волнового воздействия широким спектром частот различной природы и интенсивности (свет, электрический разряд, электрическая дуга и др), а также с помощью химических реакций. В атомарном виде водород реагирует практически с любыми элементами и молекулами, кроме благородных газов (Некрасов Б.В. Основы общей химии. M., 1973 г.). Поэтому он реагирует и с углеводородными молекулами, а не только с радикалами. Т.е. процесс подготовки углеводородного сырья для дальнейшей углубленной переработки можно проводить без проведения крекинга сырья, однако этот процесс еще плохо изучен, но имеет широкие перспективы, т.к. может проходить при более низких температурах и энергетических затратах, чем при реализации термического и/или термомеханического крекинга.
Получение атомарного водорода с помощью методов волнового возбуждения и химических реакций в промышленных условиях нефтеперерабатывающего комплекса пока представляется не самым эффективным способом, хотя при дальнейшем развитии и оптимизации
16
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) таких процессов имеет хорошую перспективу.
Наиболее реальных результатов в промышленных условиях можно добиться с помощью применения катализаторов. Для этого газообразный молекулярный водород, водородсодержащие среды и/или реактор с катализатором нагревают до температуры 300 - 600 0C и более. При этом, при взаимодействии водорода и водородсодержащих сред с молибденовыми, кобальтовыми, цинковые, ванадиевыми, никелевыми и другими катализаторами, например на основе окиси алюминия, или катализаторами другого типа, образуется атомарный водород, который эффективно насыщает открытые связи легких радикалов, полученных в результате реакции крекинга углеводородного сырья, в результате чего образуются насыщенные легкие целевые фракции хорошего качества. Легкие радикалы, получаемые при отсоединении активного атомарного водорода от используемых водородсодержащих сред, также присоединяются к легким радикалам крекинга сырья, насыщают их открытые связи и образуют целевые фракции. Если же они (или атомарный водород) присоединяются к тяжелым радикалам крекинга сырья, то после стадии разделения тяжелый остаток реакций направляется либо частично или полностью на повторную обработку по данному способу, либо частично или полностью на получение тяжелых товарных продуктов типа кокса, битума и др. (в зависимости от поставленной задачи). Однако легких радикалов при крекинге сырья образуется значительно больше, чем тяжелых, т.к. с наибольшей вероятностью длинная молекула сырья разрывается примерно в середине, и с гораздо меньшей вероятностью на очень маленький и очень большой радикал. Об этом свидетельствуют, например, процессы термического крекинга, в результате которых из тяжелого сырья получаются более легкие фракции в большем количестве, чем тяжелые. Поэтому на
17
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) повторную обработку направляется значительно меньшее количество остатка разделения, чем сырья. При этом остаток разделения может направляться на повторную обработку в начало процесса вместе с исходным сырьем, или отдельно на дополнительный блок обработки по данному способу. Остаток разделения может нагреваться совместно с сырьем или отдельно, в отдельном змеевике печи или в отдельном нагревателе (печи). В последнем случае температура остатка может быть гораздо выше температуры сырья, и термический или термомеханический крекинг сырья производится за счет взаимодействия, например прямого смешивания, с нагретым тяжелым остатком разделения. Если исходно сырье недостаточно очищено, например, от механических примесей, то в тяжелом остатке разделения их концентрация значительно возрастает и перед повторной обработкой остатка необходимо произвести его очистку. При многократной повторной обработке тяжелого остатка разделения исходное сырье будет переработано в легкие целевые продукты с эффективностью до 100 %.
Нагревать водородсодержащие среды и реактор с катализатором для получения атомарного водорода можно с помощью отдельных нагревателей различного типа, но наиболее экономично использовать для этого тепло нагретого сырья или остатка разделения. Температура сырья для проведения реакции термического и/или термомеханического крекинга обычно превышает 400 0C и лежит в диапазоне температур применения катализаторов для диссоциации водорода. Для этой цели используются широко известные теплообменные устройства различного типа и конструкции.
Кроме увеличения глубины переработки при реализации предлагаемого способа происходит очистка исходного сырья от серы и других примесей. Энергии связей углерод - гетероатом (углерод - сера,
18
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) углерод — азот и др.) ниже, чем связей углерод - углерод и углерод - водород (T. В. Бухаркина, H. Г. Дигуров. Химия природных энергоносителей и углеродных материалов. M., 1998). Поэтому, например, атомы серы, очистка исходного сырья от которых проблематична, с большей вероятностью отсоединяются от молекулы углеводорода при крекинге, и при реализации данного способа образуют сероводород. Сероводород легко выделяется в газообразном виде и утилизируется с получением атомарной серы или других серусодержащих товарных продуктов.
Легкие целевые фракции реакции после стадии разделения, преимущественно с температурой конца кипения до 360 0C, которые находятся в основном в парогазовом и капельном виде, содержат газовые, бензиновые, керосиновые и дизельные фракции, а также фракции для получения продуктов нефтехимии. Газовые фракции очищают, например, от сероводорода, затем направляют для получения товарных продуктов, например сжиженного газа, или используют как топливо для собственных нужд на месте. Кроме того, газовая часть разделения является обогащенным водородом легким продуктом, и частично или полностью может использоваться на стадии получения атомарного водорода совместно с молекулярным водородом или легкими водородсодержащими фракциями, обогащенными водородом, поступающими извне процесса. На эти же цели может использоваться и наиболее легкая часть получаемых бензиновых фракций, получаемых в процессе подготовки сырья по данному способу. Это приводит к частичной экономии молекулярного водорода и водородсодержащих фракций, поступающих извне процесса. Остальные целевые фракции направляют на стадию получения целевых товарных продуктов типа бензина, керосина, дизельного топлива, продуктов нефтехимии и др. на
19
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) месте подготовки сырья по данному способу или, после охлаждения и конденсации, транспортируют к удаленному месту получения легких товарных продуктов.
Предлагаемый способ можно использовать и для подготовки к дальнейшей углубленной переработке твердых и газообразных углеводородов.
Твердое углеводородное сырье (например, уголь, сланец, продукты растительного происхождения и др.) предварительно размельчают в мелкодисперсный порошок и вводят в жидкое исходное сырье и/или в остаток разделения перед его повторной обработкой по данному способу. Для твердых углеводородов жидкое сырье или остаток в данном случае является тепло и массоносителем. При этом под воздействием температур и в присутствии активного атомарного водорода образуются углеводородные молекулы различных размеров. Легкие углеводороды будут выделяться на стадии разделения и использоваться для получения легких целевых товарных продуктов, тяжелые будут возвращаться на повторную обработку и при многократной переработке по данному способу твердое углеводородное сырье с эффективностью до 100 % будет переработано в целевые фракции и продукты. Перспективы такого подхода к подготовке твердых углеводородов очевидны, т.к. запасы, например, угля превышают запасы нефти в сотни раз, однако для производства топливных продуктов используют нефть, т.к. нет пока удовлетворительных технологий переработки угля для этих целей. Т.к. в твердом углеводородном сырье присутствуют вредные примеси, в основном неорганические, остаток разделения необходимо очищать от них перед повторной обработкой.
Ситуация с переработкой газообразных углеводородов гораздо лучше, однако и здесь все проблемы не решены. Например, при добыче нефти
20
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) сжигается огромное количество попутного газа, при этом наносится огромный вред окружающей среде и уничтожается ценное углеводородное сырье. Данный способ позволяет эффективно использовать такие углеводороды, подмешивая их в исходное жидкое сырье и/или тяжелый остаток разделения при его повторной обработке по данному способу (аналогично подготовке твердого углеводородного сырья в виде мелкодисперсного порошка для дальнейшей углубленной переработке), или использовать в качестве водородсодержащих продуктов при получении атомарного водорода. Такие недорогие комплексы можно использовать на месте добычи нефти для улучшения качества и стоимости сырья перед его транспортировкой.
Кроме того, газообразные углеводороды можно использовать как самостоятельное исходное сырье для подготовки к дальнейшей переработке аналогично жидкому исходному сырью. В этом случае газообразные углеводороды могут быть использованы в качестве тепло и массоносителя при переработке твердых углеводородов в виде мелкодисперсных порошков.
В зависимости от поставленной задачи, по данному способу можно обрабатывать жидкое, твердое, газообразное сырье одновременно, или попарно, или отдельно жидкие или газообразные углеводороды.
Реализовать предлагаемый процесс подготовки сырья к дальнейшей глубокой переработке легко можно как в промышленных, так и в лабораторных и стендовых условиях. В качестве исходного сырья использовалась нефть месторождения Вишенское Ульяновской области. (Ратов A.H., Немировская Г.Б. и др. Проблемы освоения нефтей Ульяновской области. "Химия и технология топлив и масел", N°4, 1995 г.), а также тяжелая нефть других месторождений и нефтяные остатки.
В лабораторных условиях исходное сырье нагревают под давлением в
21
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) цилиндрическом емкостном аппарате (реакторе - смесителе) диаметром 96 миллиметров и высотой 400 миллиметров, аппарат теплоизолирован. В нижней части его корпуса расположен встроенный электрический нагреватель. Принципиальная схема реактора показана на фиг. 1, на которой обозначено: 1 — реактор-смеситель; 2 - электронагреватель; 3 - реактор с катализатором для получения атомарного водорода. Исходное сырье заливалось в реактор - смеситель 1 и нагревалось электронагревателем 2. В данных опытах для достижения стадии крекинга температура сырья была преимущественно до 430-470 0C, хотя некоторые тяжелые среды типа гудрона приходилось нагревать и выше указанной температуры, давление до 1 МПа. Молекулярный водород из баллона подают (при большем давлении, чем давление в реакторе - смесителе, чтобы сырье не попадало в реактор с катализатором) в реактор 3 с засыпанным в него никелевым, молибденовым или платиновым катализатором (в виде гранул диаметром 1-3 миллиметра). Водород и реактор с катализатором нагреваются в данном варианте до необходимой температуры за счет тепла нагретого сырья. Реактор с катализатором устроен в виде плоского цилиндра (диаметром 85 миллиметров и высотой 75 миллиметров), в который засыпан катализатор, установленного горизонтально в поперечном сечении реактора - смесителя, с подводящим водород патрубком-коллектором для распределения водорода по поперечному сечению реактора и распределенными по всей верхней плоскости реактора отверстиями диаметром 0,1 миллиметра для распределения получаемого атомарного водорода по поперечному сечению реактора - смесителя. Конструкция реактора с катализатором может быть двусторонняя, шарообразная и т.д., принципиального значения это не имеет. Образующийся в реакторе с катализатором атомарный водород распределяется по всему сечению реактора -
22
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) смесителя и поступает непосредственно в зону крекинга исходного сырья, где происходит реакция насыщения открытых связей радикалов. Легкие фракции реакции отводятся через верхний патрубок с вентилем из реактора - смесителя, охлаждаются и анализируются. Тяжелый остаток разделения остается в реакторе - смесителе и по окончании эксперимента также анализируется. Реактор - смеситель оснащен термопарами для измерения температуры и манометром для измерения давления. В этом варианте стадии крекинга сырья, нагрева водорода или водородсодержащих сред и катализатора, получения активного атомарного водорода, смешивания крекируемого сырья с активным водородом и разделения на прореагировавшую легкую часть и тяжелый остаток совмещены в одном аппарате. Некоторые результаты, полученные на лабораторной установке, приведены в таблице 1. Глубина переработки достигает 87 %, а содержание серы уменьшилось почти в 10 раз. При добавке в нефть реактора - смесителя 5 % размельченного до размеров 0,05-2 микрометра сланца, выход светлых целевых фракций увеличился до 89 %, т.е. часть твердых углеводородов была переработана в легкие жидкие углеводороды. При многократной обработке выход целевых фракций увеличится практически до 100 %. Для достижения практически тех же результатов по данному способу вместо водорода можно использовать пропан - бутановую смесь из баллона и другие легкие, обогащенные водородом продукты или фракции. Такой подход не является прообразом промышленного процесса, но позволяет легко продемонстрировать конкретную реализацию предлагаемого способа.
23
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Таблица 1
Figure imgf000026_0001
В условиях, максимально приближенных к промышленным, предлагаемый способ реализован на пилотной установке производительностью до 30 кг/ч. На фиг. 2 приведена постадийная схема подготовки сырья для дальнейшей углубленной переработки по данному способу. На фиг. 2 обозначено: 1 - стадия нагрева и крекинга сырья (печь, нагреватель, устройства термомеханической обработки различного типа); 2 - стадия смешивания сырья и активного атомарного водорода (реактор - смеситель без катализатора); 3 - стадия нагрева водорода или легких водородсодержащих фракций; 4 - стадия получения активного атомарного водорода (нагретый реактор с катализатором); 5 - стадия разделения сырья на легкие целевые фракции и тяжелый остаток. Сырье насосом подается в змеевик электрического нагревателя 1 (аналог промышленной печи), затем нагретое сырье подается в реактор - смеситель 2. Водород из баллона нагревают (стадия 3), пропускают через
24
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) нагретый реактор с катализатором 4, и также подают в реактор - смеситель (стадия 2), прореагировавшую смесь направляют на стадию разделения 5, например, диспергируют с понижением давления в емкостной аппарат. В этом варианте стадия 2 (реактор - смеситель) и стадия 5 (разделитель) могут быть совмещены в одном аппарате. Одновременно с диспергированием или перед ним с целью инициирования крекинга поток продуктов целесообразно подвергать последовательно или одновременно кавитационному, звуковому, ультразвуковому воздействию, создаваемому за счет движения потока, причем смесь углеводородов может подвергаться указанному воздействию многократно, а активный водород подают в устройства кавитационного, звукового, ультразвуковому воздействия. Для кавитационной обработки нефти и наложения на нее акустического воздействия используют также и специальные устройства, действие которых основано на гидродинамических эффектах движения среды с большой скоростью по каналам с препятствиями различной формы и различной кривизны. Тяжелый остаток разделения может смешиваться с сырьем перед повторной обработкой и нагреваться совместно, или нагреваться отдельно (на фиг. 2 обозначено пунктиром) от сырья в том же или отдельном нагревателе. В этом случае его можно нагреть до больших температур, чем сырье, т.к. в тяжелом остатке значительно меньше легких фракций, чем в сырье. В этом случае стадию крекинга сырья можно осуществить за счет взаимодействия его с нагретым до высокой температуры остатком разделения, например прямым смешиванием и дальнейшим совместным движением с большими скоростями по каналам с препятствия различной формы и кривизны. Кроме того, водород или водородсодержащие фракции и реактор с катализатором для получения атомарного водорода можно нагревать за
25
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) счет температуры сырья и остатка разделения, поэтому стадии крекинга сырья, нагрева водорода или водородсодержащих сред и катализатора, получения активного атомарного водорода, смешивания крекируемого сырья с активным водородом и разделения на прореагировавшую легкую часть и непрореагировавший тяжелый остаток могут быть совмещены в одном аппарате.
Легкая часть разделения с температурой кипения преимущественно до 360 0C после стадии разделения можно сразу направить далее на переработку на блок ректификации и, далее, на блок получения товарных продуктов (бензина, дизельного топлива, продуктов нефтехимии и т.д.), т.е. для получения товарных продуктов на месте, или охладить и отправить к месту дальнейшей переработки. Тяжелая часть разделения служит сырьем для получения тяжелых товарных продуктов - битума, битумных эмульсий, кокса и т.д., т.е. также направляется в блок приготовления товарных продуктов. Большей глубины переработки и более лучших результатов можно добиться, если тяжелый остаток разделения продуктов реакции или его часть (если есть потребность в тяжелых товарных продуктах типа битума, битумных эмульсий и т.д.), преимущественно с температурой начала кипения выше 360 0C, после стадии разделения направить на повторную обработку для увеличения глубины переработки в начало процесса вместе с сырьем (см. фиг. 2), или отдельно на следующую ступень обработки. Процесс непрерывный. Некоторые результаты, полученные на стендовой установке по реализации предлагаемого способа, приведены в таблице 2. Глубина переработки достигает 96 %. С учетом образующихся несконденсированыых газов можно уверенно говорить о 100 % глубине переработки сырья с помощью данного способа.
26
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Таблица 2
Figure imgf000029_0001
Таким образом, технический результат - увеличение выхода легких целевых полупродуктов или фракций (газовых, бензиновых, керосиновых и дизельных, а также фракций для нефтехимических производств) до 100 % и, соответственно, увеличение глубины переработки до 100 %, улучшение качества получаемых фракций для их дальнейшей транспортировки и переработки с одновременным снижением эксплуатационных и капитальных затрат - достигается такой организацией процесса подготовки, при которой сырье и катализатор не контактируют, вследствие чего катализатор не отравляется вредными примесями и не коксуется, что приводит к увеличению долговечности катализатора и отсутствию необходимости процессов регенерации, причем углубление переработки до 100 % можно достичь по данному способу за счет повторной, возможно многократной, обработки тяжелой части разделения продуктов реакции.
27
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)

Claims

Формула изобретения
1. Способ подготовки углеводородного сырья для дальнейшей углубленной переработки, включающий нагрев сырья и водорода, подачу их в реакционную камеру с катализатором, отличающийся тем, что жидкое (например, нефть, нефтяные остатки и др.) исходное сырье нагревают или нагревают и подвергают термическому и/или термомеханическому крекингу и подают в реактор - смеситель без катализатора, молекулярный водород или легкие водородсодержащие среды, обогащенные водородом, в частности газ и легкие погоны бензиновых фракций, получаемые в процессе подготовки, при необходимости подогревают отдельно от сырья, направляют при большем давлении, чем давление в реакторе - смесителе, на стадию получения активного атомарного водорода в реактор с нагретым до необходимой температуры катализатором, после которого активный водород направляют в реактор - смеситель в зону крекинга сырья на стадию интенсивного смешивания крекируемого сырья и активного водорода для проведения реакции, продукты реакции после реактора - смесителя направляют на стадию разделения, легкие целевые фракции реакции, преимущественно с температурой конца кипения до 360 0C, направляют на стадию получения целевых товарных продуктов типа сжиженного газа, бензина, керосина, дизельного топлива, продуктов нефтехимии и др. на месте подготовки сырья по данному способу или транспортируют к удаленному месту получения легких товарных продуктов, тяжелый остаток после стадии разделения, преимущественно с температурой начала кипения 360 0C, частично или полностью направляют для получения тяжелых товарных продуктов типа битума, кокса и др., и/или частично или полностью направляют на повторную обработку по данному способу в начало процесса вместе с исходным
28
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) сырьем или отдельно на следующую ступень обработки, твердые углеводороды (например, уголь, сланец, продукты растительного происхождения и др.) направляют на стадию мелкодисперсного размельчения и вводят в исходное сырье и/или тяжелый остаток разделения перед его повторной обработкой, газообразные углеводороды также вводят в исходное сырье и/или остаток разделения перед его повторной обработкой, причем стадии крекинга, нагрева водорода или водородсодержащих сред и катализатора, получения активного атомарного водорода, смешивания крекируемого сырья с активным водородом" и разделения на легкую часть и тяжелый остаток могут быть совмещены в одном аппарате.
2. Способ по п.l, отличающийся тем, что нагрев водорода или водородсодержащих сред и катализатора на стадии получения активного атомарного водорода осуществляют за счет тепла нагретого сырья и/или остатка разделения.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадию получения атомарного активного водорода осуществляют с помощью волнового воздействия на водород и водородсодержащие среды широким спектром частот различной природы и интенсивности, а также с помощью химических реакций.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исходно сырья используют газообразные углеводороды, причем газообразные углеводороды могут быть использованы в качестве тепло и массоносителя при переработке твердых углеводородов в виде мелкодисперсных порошков.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что остаток разделения перед повторной обработкой подвергают очистке от вредных примесей и соединений, в частности от неорганических.
29
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
PCT/RU2009/000074 2008-07-16 2009-02-16 Способ подготовки углеводородного сырья для дальнейшей углубленной переработки WO2010008314A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008129265 2008-07-16
RU2008129265/04A RU2376340C1 (ru) 2008-07-16 2008-07-16 Способ подготовки углеводородного сырья для дальнейшей углубленной переработки

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010008314A1 true WO2010008314A1 (ru) 2010-01-21

Family

ID=41550545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2009/000074 WO2010008314A1 (ru) 2008-07-16 2009-02-16 Способ подготовки углеводородного сырья для дальнейшей углубленной переработки

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2376340C1 (ru)
WO (1) WO2010008314A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2527281C1 (ru) * 2013-02-18 2014-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма ТИТАН" Способ комплексной переработки нефти и установка для его осуществления
RU2537551C1 (ru) * 2013-09-19 2015-01-10 Владимир Андреевич Золотухин Установка глубокой переработки углеводородов
RU2762549C1 (ru) * 2021-05-31 2021-12-21 Акционерное общество «ПлазмаТЭК технолоджи» Способ обработки жидкого углеводородного парафинистого сырья

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB822689A (en) * 1957-01-29 1959-10-28 Bataafsche Petroleum A process for the catalytic desulphurization of deasphaltized heavy sulphur-containing hydrocarbon oil fractions
SU1377281A1 (ru) * 1984-06-12 1988-02-28 Башкирский государственный университет им.40-летия Октября Способ переработки мазута
RU2078116C1 (ru) * 1992-11-02 1997-04-27 Анатолий Федорович Кладов Способ крекинга нефти и нефтепродуктов и установка для его осуществления
RU2203924C1 (ru) * 2001-12-26 2003-05-10 Титов Александр Николаевич Способ получения жидких углеводородов
RU2305698C1 (ru) * 2006-05-31 2007-09-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственная Компания "Нефтехим" (Ооо "Нпк "Нефтехим") Способ получения топливных дистиллятов

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB822689A (en) * 1957-01-29 1959-10-28 Bataafsche Petroleum A process for the catalytic desulphurization of deasphaltized heavy sulphur-containing hydrocarbon oil fractions
SU1377281A1 (ru) * 1984-06-12 1988-02-28 Башкирский государственный университет им.40-летия Октября Способ переработки мазута
RU2078116C1 (ru) * 1992-11-02 1997-04-27 Анатолий Федорович Кладов Способ крекинга нефти и нефтепродуктов и установка для его осуществления
RU2203924C1 (ru) * 2001-12-26 2003-05-10 Титов Александр Николаевич Способ получения жидких углеводородов
RU2305698C1 (ru) * 2006-05-31 2007-09-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственная Компания "Нефтехим" (Ооо "Нпк "Нефтехим") Способ получения топливных дистиллятов

Also Published As

Publication number Publication date
RU2376340C1 (ru) 2009-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6904964B2 (ja) 原油を石油化学製品に変換するための、製品収率が改善されたプロセスおよび設備
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
US10202552B2 (en) Method to remove metals from petroleum
JP6080758B2 (ja) 石油流からの硫黄化合物の除去
JP5346036B2 (ja) 水素の供給を用いない重質及び高ワックス質原油のアップグレード法
US8691079B2 (en) Compression reactor and process for hydroprocessing
US20080099377A1 (en) Process for upgrading heavy hydrocarbon oils
JP2011502204A (ja) 重油および／または石炭残油分解装置の触媒濃度増加方法
RU2007126831A (ru) Последовательность процессов гидроконверсии и конверсии с водяным паром с целью оптимизации получения водорода на разрабатываемых месторождениях
RU2005117790A (ru) Способ переработки тяжелого сырья, такого как тяжелая сырая нефть и кубовые остатки
JP6062936B2 (ja) アルカリ金属を使用する石油原料の改質
RU2387697C1 (ru) Способ и установка подготовки и глубокой переработки углеводородного сырья
RU89854U1 (ru) Установка подготовки и глубокой переработки углеводородного сырья
RU2376340C1 (ru) Способ подготовки углеводородного сырья для дальнейшей углубленной переработки
JP5314546B2 (ja) 重質油の熱分解方法
RU78793U1 (ru) Схема подготовки и углубленной переработки углеводородного сырья
WO2011087877A2 (en) Compression reactor and process for hydroprocessing
RU2359992C2 (ru) Способ подготовки жидкого углеводородного сырья
US9546325B2 (en) Upgrading platform using alkali metals
RU2701860C1 (ru) Способ пиролиза жидких и газообразных углеводородов и устройство для его осуществления
RU2149885C1 (ru) Способ переработки нефти и нефтяных остатков
RU74916U1 (ru) Схема нефтеперерабатывающего производства с блоком углубленной обработки
EA040694B1 (ru) Способ превращения сырой нефти в нефтехимические продукты

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09798189

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09798189

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1