способ переработки нефтяного сырья
Классы МПК: | C10G15/10 с помощью облучения частицами C10G32/04 с помощью облучения частицами |
Автор(ы): | Лихтерова Н.М., Лунин В.В., Кукулин В.И., Книпович О.М., Торховский В.Н. |
Патентообладатель(и): | Московская государственная академия тонкой химической технологии им.М.В.Ломоносова |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-07-02 публикация патента:
27.12.1998 |
Изобретение относится к способам переработки высоковязких нефтей, природных битумов, мазутов, полугудронов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Сырье при 80 - 100oC озонируют озоновоздушной смесью, получаемой из воздуха под действием пучка быстрых электронов, смешивают с водой и подвергают радиолизу в импульсном режиме с энергией в пучке электронов 0,5 - 2,0 МэВ при давлении 0,10 - 0,12 МПа, отделяют газ и воду, последнюю освобождают от растворенных продуктов озонолиза и радиолиза, очищают от загрязняющих примесей одновременным воздействием озоновоздушной смеси и пучка быстрых электронов и возвращают на стадию смешения с озонированным сырьем. Воду после отделения от газа и жидкой углеводородной фазы защелачивают 2%-ным NаОН и обрабатывают НС1 до рН = 2 - 3, выпавший осадок отделяют фильтрованием и сушат. При этом получают деэмульгатор, который используют для обезвоживания и обессоливания нефти на стадии ее первичной переработки. Газообразные продукты используют как компонент топлива для нагрева сырья. Таким образом создан экологически чистый, замкнутый цикл переработки тяжелого нефтяного сырья с минимальными затратами и получением товарных продуктов, содержащих незначительное количество сернистых и азотистых соединений. 1 ил., 4 табл.,
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
Способ переработки тяжелого нефтяного сырья путем его подготовки, нагрева, деструкции под воздействием различного типа излучений с последующим разделением на газ, дистиллатные фракции и остаток, отличающийся тем, что сырье при 80 - 100oC озонируют озоновоздушной смесью, получаемой из воздуха под действием пучка быстрых электронов, смешивают с водой и подвергают радиолизу в импульсном режиме с энергией в пучке электронов 0,5 - 2,0 МэВ при давлении 0,10 - 0,12 МПа, отделяют газ и воду, последнюю освобождают от растворенных продуктов озонолиза и радиолиза, очищают от загрязняющих примесей одновременным воздействием озоновоздушной смеси и пучка быстрых электронов и возвращают на стадию смешения с озонированным сырьем.Описание изобретения к патенту
Предлагаемое изобретение относится к способу переработки нефтяного сырья (высоковязких нефтей, природных битумов, мазутов, полугудронов) и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Известны различные способы переработки высоковязких нефтей и природных битумов, которые могут быть отнесены к традиционным методам. Например, способ, заключающийся в том, что исходный природный битум Ашальчинского месторождения подвергают гидрокрекингу на алюмоникельмолибденовом катализаторе при температуре 450oC, давлении 3 МПа, объемной скорости сырья 2 ч-1, объемной скорости водородсодержащего газа 1000 м3/(м3/ч). Исходную нефть смешивают с рециркулятом - фракцией 180-350oC в соотношении 2:1 и водородсодержащим газом. Затем нагревают до температуры 280-290oC и подают в реактор. В результате переработки получают низкооктановый бензин (НК-180oC), дизельное топливо (180-350oC) и котельное топливо (более 350oC). Способ характеризуется низким термическим КПД, высокой металлоемкостью и повышенной взрыво- и пожароопасностью [Алиев В.С., Рустамов М.И. и др. Химия и технология топлив и масел, 1984, N 8, с. 6-7]. Для переработки тяжелого нефтяного сырья любого происхождения разработан процесс термоконтактного крекинга, заключающийся в том, что исходное сырье в смеси с рециркулятом (остатком выше 420oC) подают в реактор через систему распылителей под уровень псевдоожиженного слоя частиц кокса, непрерывно циркулирующих в реакторном блоке и обеспечивающих подвод тепла в реактор. Процесс осуществляется на поверхности горячих частиц кокса при температуре 600-620oC. Образовавшиеся газы и пары по выходе из слоя проходят через систему циклонных сепараторов для отделения коксовой пыли и поступают в скруббер - парциальный конденсатор, который для уменьшения закоксовывания передаточных линий расположен непосредственно на реакторе. В верхнюю часть парциального конденсатора в качестве орошения подается охлажденный тяжелый газойль. За счет контакта паров продукта с тяжелым газойлем конденсируются наиболее тяжелые компоненты паров. Сконденсированная смесь (рециркулят) с низа парциального конденсатора подается на смешение с исходным сырьем. Частицы кокса - теплоносителя с отложившимся тонким слоем образовавшегося в процессе кокса опускаются в низ отпарной секции реактора, при этом они продуваются встречным потоком водяного пара. Далее пневмотранспортом их подают в коксонагреватель. С помощью воздуходувки в коксонагреватель подают воздух в количестве, необходимом для нагрева циркулирующего кокса до заданной температуры. Кокс нагревается за счет теплоты сгорания части балансового кокса. Нагретый в коксонагревателе кокс возвращают в реактор. Избыток кокса выводят из системы в виде фракции наиболее крупных частиц. Размеры частиц кокса, циркулирующих в реакторном блоке, составляют 0,075-0,300 мм, а частиц балансового кокса - выше 0,4 мм. Газы и пары с верха парциального конденсатора поступают в ректификационную колонну. С низа колонны выводят тяжелый газойль, часть которого подают в парциальный конденсатор, а часть выводят в виде готового продукта. В ректификационной колонне отделяют легкий газойль и нестабильный бензин. Последний освобождают в водогазоотделителе от жирного газа. Технологический режим процесса термоконтактного крекинга характеризуется следующими параметрами:- температура: в реакторе - 510-540oC, в коксонагревателе - 600-620oC;
- давление в реакторе и коксонагревателе - 0,14-0,16 МПа;
- кратность циркуляции кокс : сырье - 7-8;
- массовая скорость подачи сырья - 0,6-1,0 ч-1. Продукты, полученные в процессе термоконтактного крекинга, имеют низкое качество. Для получения из них товарных моторных топлив и сырья для каталитического крекинга необходимы процессы облагораживания: гидроочистка, гидрирование, демеркаптанизация. Кроме того, существенным недостатком данного способа являются ограничения по содержанию в исходном сырье фракций, выкипающих ниже 350oC. Это связано со стабильной работой парциального конденсатора, которая нарушается при содержании в сырье фракций НК-350oC выше 10 мас. %. В среднем высоковязкие нефти и природные битумы содержат от 14 до 28 мас.% светлых фракций, поэтому перед термоконтактным крекингом их необходимо освобождать от этих фракций [Соскинд Д.М., Радченко Е.Д., Спектор Г.С. и др. Химия и технология топлив и масел, 1984, N 2, с. 4-7; Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа.- М.: Химия, 1983, с. 31- 33]. Известен также способ переработки высоковязких нефтей и природных битумов путем экстракции органической фазы из песчаника с последующей традиционной перегонкой выделенной нефти на АВТ. Недостатком данного способа является низкий выход светлых дистиллатов, так как высоковязкие нефти и природные битумы начинают претерпевать термические превращения при температурах, близких к температуре их перегонки (300-320oC) [Лихтерова Н.М., Авджиев Г.Р., Горенков А.Ф. Химия и технология топлив и масел, 1989, N 1, с. 7-9]. Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки нефтяного сырья, включающий нагрев тяжелых нефтяных остатков до температуры 410-510oC, которые затем подвергают висбрекингу под воздействием энергии сверхвысокой частоты (СВЧ) в диапазоне 300 МГц - 300 ГГц, преимущественно при 915 - 2375 МГц, применяемых в промышленности. Энергию подают через волновод, связанный с генератором СВЧ и источником питания в течение 0,5-5 мин, и процесс ведут под давлением 0,1-3,0 МПа. Продукты реакции выводят из реактора и подвергают разделению известными способами на газ, дистиллатные фракции и крекинг-остаток [патент России N 2054449, C 10 G 15/08]. Однако этот способ характеризуется низким тепловым КПД, значительным коксообразованием, ограниченностью сырьевой базы и малой экологической эффективностью. Технической задачей предлагаемого изобретения является создание экологически чистого, замкнутого цикла переработки тяжелого нефтяного сырья с минимальными энергетическими затратами и получением товарных продуктов, содержащих незначительное количество сернистых и азотистых соединений. Процесс переработки характеризуется также отсутствием кокса и загрязненных сточных вод. Наиболее предпочтительным сырьем для переработки предлагаемым способом являются высоковязкие нефти, природные битумы, мазуты. Для достижения поставленной цели исходное сырье с целью обеспечения подвижности (улучшения реологических свойств) нагревают до температуры 80-100oC, далее нагретое сырье обрабатывают озоновоздушной смесью при расходе озона 2,5-12 г/кг сырья, проозонированную нефть смешивают с водой и подвергают облучению пучком активных электронов в импульсном режиме с энергией в пучке 0,5-2 МэВ при давлении 0,1-0,12 МПа, после отделения газа и воды обработанное сырье разделяют вакуумной перегонкой на компоненты - автомобильный бензин, дизельное топливо, масляные фракции и дорожный битум. Воду защелачивают 2%-ным NaOH и обрабатывают HCl до pH=2-3, выпавший осадок нефтяных озонидов отделяют фильтрованием и сушат, получая при этом деэмульгатор для обезвоживания и обессоливания нефти. Воду, освобожденную от осадка, направляют на очистку, заключающуюся в одновременном воздействии пучка активных электронов и озоновоздушной смеси. Очищенную воду возвращают на стадию смешения с озонированным сырьем. Образовавшийся газ является компонентом топлива, используемого на нагрев и подготовку сырья. На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа для переработки высоковязких нефтей. В соответствии с предложенным способом были переработаны пять образцов высоковязких нефтей, физико-химические характеристики которых представлены в табл. 1. Примеры осуществления предлагаемого способа представлены в табл. 2. Характеристики блока производства озона приведены в табл. 3, 4. После очистки отходящей воды в блоке одновременного ее озонирования и облучения вода отвечает требованиям стандартов по водоемам 2-й категории. Производительность по воде до 150000-200000 м3/сутки. Потребляемая мощность до 320 кВт. Затраты электроэнергии на очистку воды составляют 0,3 кВт/ч
![способ переработки нефтяного сырья, патент № 2124040](/images/patents/347/2124002/183.gif)
Класс C10G15/10 с помощью облучения частицами
Класс C10G32/04 с помощью облучения частицами