способ гидрогенизационной переработки тяжелого нефтяного сырья

Формула изобретения

1. Способ гидрогенизационной переработки тяжелого нефтяного сырья, заключающийся в двухстадийной обработке исходного сырья водородом при повышенной температуре и давлении в присутствии на первой стадии оксидного катализатора и на второй стадии в присутствии оксидного цеолитсодержащего катализатора с последующим выделением из продуктов обработки бензиновой и дизельной фракций, и облагороженного остатка, отличающийся тем, что дизельную фракцию в количестве 2-45 мас.% возвращают на смешение с исходным сырьем и соотношение объемов катализаторов первой и второй стадий составляет от 1:1 до 1:3.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую стадию проводят при температуре 340-420°С, давлении 14-20 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5-3,0 ч ^-1 на широкопористом алюмо-кобальт-никель-молибденовом катализаторе.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторую стадию проводят при температуре 360-420°С, давлении 14-20 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,3-2,0 ч ^-1 на алюмо-никель-молибденовом цеолитсодержащем катализаторе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно к способу гидрогенизационной переработки тяжелого нефтяного сырья.

Известен способ гидрогенизационного облагораживания утяжеленных дизельных дистиллатов (с К.К.=400°С), обеспечивающий получение топливных дистиллатов, содержащих порядка 0,1 мас.% серы. Процесс проводят при температуре 345-370°С, давлении 3,8-4,0 МПа на никель-молибденовых катализаторах. («Нефтепереработка и нефтехимия», №1, 1999 г., c.11).

Недостатком способа является возможность его применения лишь для сырья с концом кипения не выше 400-410°С, что сужает сферу его практического использования.

Известен также способ каталитического гидрокрекинга нефтяного сырья при температуре 360-445°С и давлении 5,7-6,1 МПа с выделением из гидрогенизата бензиновой, среднедистиллатной фракций и остатка. Выход среднедистиллатной фракции (компонента дизельного топлива) составляет 35-38 мас.% («Нефтепереработка и нефтехимия», №11, 1999 г., с.28)

Однако этот способ не дает возможности получения товарного дизельного топлива, а высокое содержание серы в остатке не позволяет использовать его как высококачественное сырье для других процессов нефтепереработки.

Известен способ гидрогенизационной переработки фракции, выкипающей в интервале 250-500°С, который осуществляют при температуре 360-425°С, давлении 4-6 МПа в присутствии алюмо-никель-молибденового или алюмо-кобальт-молибденового катализатора на первой стадии и при температуре 350-415°С в присутствии алюмо-никель-молибденового цеолитсодержащего катализатора на второй стадии. Из полученного гидрогенизата выделяют бензиновую и дизельную фракции и остаток, который может быть использован в качестве сырья процессов каталитического крекинга, гидрокрекинга, производства масел и т.д.

(Патент РФ №2205200, С10G 65/12, 2003 г.). Наиболее близким к заявляемому является способ гидрогенизационной переработки тяжелого нефтяного сырья (вакуумных дистиллатов, деасфальтизатов, их смесей), заключающийся в двухстадийной обработке исходного сырья водородом при температуре 350-430°С, давлении 5-20 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,1-5,0 час ^-1 в присутствии катализатора, содержащего элементы VI и VIII групп на окиси алюминия, на первой стадии и при температуре 350-430°С, давлении 5-20 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,1-5,0 час^-1 в присутствии катализатора, содержащего элементы VI и VIII групп, цеолит типа У на окиси алюминия, на второй стадии с последующим выделением из продуктов обработки среднедистиллатных фракций и остатка, содержащего базовые масла. (Патент РФ №2135549, С10G 65/12, 1999 г.).

Недостаток известного способа заключается в недостаточном выходе высококачественных топливных дистиллатов.

Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего при гидрогенизационной переработке тяжелого нефтяного сырья увеличить выход и улучшить качество топливных дистиллатов и остатка при расширении сырьевых ресурсов без усложнения технологической схемы процесса.

Для решения поставленной задачи предлагается способ гидрогенизационной переработки тяжелого нефтяного сырья, заключающийся в двухстадийной обработке исходного сырья водородом при повышенной температуре и давлении в присутствии на первой стадии оксидного катализатора и на второй стадии в присутствии оксидного цеолитсодержащего катализатора с последующим выделением из продуктов обработки бензиновой и дизельной фракций и облагороженного остатка, в котором согласно изобретению дизельную фракцию в количестве 2-45% мас. возвращают на смешение с исходным сырьем и соотношение объемов катализаторов первой и второй стадий составляет от 1:1 до 1:3.

Используют оксидные катализаторы, содержащие оксиды металлов VI и VIII групп и цеолитсодержащие оксидные катализаторы, содержащие вышеуказанные оксиды и такие цеолиты, как цеолит X, высококремнеземные цеолиты, например, СВК.

Предпочтительно, первую стадию проводят при температуре 340-420°С, давлении 14-20 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5-3,0 час^-1 на широкопористом алюмо-кобальт, никель-молибденовом катализаторе и вторую стадию проводят при температуре 360-420°С, давлении 14-20 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,3-2,0 час^-1 на алюмо-никель-молибденовом цеолитсодержащем катализаторе.

Отличия предлагаемого способа состоят в осуществлении частичного возврата выделенной дизельной фракции на смешение с исходным сырьем и соотношении объемов катализаторов первой и второй стадий.

Указанные отличия позволяют получить суммарно до 65 мас.% топливных дистиллатов, в том числе до 50 мас.% дизельного дистиллата. Качество получаемых топливных дистиллатов соответствует современным требованиям: дизельное топливо содержит менее 0,035 мас.% и 0,005 мас.% серы в зависимости от условий процесса, облагороженный остаток содержит менее 0,5 мас.% серы и может использоваться в качестве сырья для процесса каталитического крекинга.

При осуществлении способа размещение катализаторов обеих стадий может быть осуществлено в одном реакционном аппарате (в виде двух последовательных слоев), либо в двух последовательно расположенных реакционных аппаратах. Обе стадии способа осуществляют в общем контуре циркуляции водорода.

Предлагаемый способ позволяет на первой стадии снизить содержание серы не менее, чем на 40 мас.% и тяжелых металлов (ванадия и никеля) не менее чем на 50 мас.%, что обеспечивает благоприятные условия работы катализатора второй стадии.

Существо предлагаемого способа иллюстрируется приведенными ниже примерами

Пример 1.

Мазут западно-сибирской нефти: содержание серы - 2,5 мас.%, содержание ванадия - 60 ррм, содержание никеля - 30 ррм подвергают гидрогенизационной переработке в две стадии. Первую стадию проводят на катализаторе, содержащем 3 мас.% оксида кобальта и 10 мас.% оксида никеля на широкопористом оксиде алюминия при температуре 420°С, давлении 20 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5 час^-1. Полученный продукт подвергают переработке на второй стадии, которую проводят на катализаторе, содержащем 5 мас.% оксида никеля, 15 мас.% оксида молибдена и 5 мас.% цеолита типа Х на оксиде алюминия при температуре 390°С, давлении 20 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5 час ^-1. Катализаторы первой и второй стадий взяты в соотношении 1:1 и размещены в одном аппарате. Продукты обработки, полученные на второй стадии, подвергают ректификации с выделением 10 мас.% бензинового дистиллата НК-160°С, 45 мас.% дизельного дистиллата 160-350°С и остатка, выкипающего выше 350°С. Дизельный дистиллат в количестве 22,5 мас.% возвращают на смешение с мазутом.

После первой стадии содержание ванадия уменьшилось до 15 ррм, содержание никеля - до 5 ррм.

Полученный бензиновый дистиллат содержит 0,01 мас.% серы, дизельный дистиллат содержит 0,035 мас.% серы, остаток - 0,2 мас.% серы.

Пример 2.

Вакуумный дистиллат западно-сибирской нефти, фракция 350-550°С: содержание серы - 1,6 мас.%, содержание ванадия - 10 ррм, содержание никеля - 5 ррм подвергают гидрогенизационной переработке в две стадии. Первую стадию проводят на катализаторе, содержащем 2,5 мас.% оксида никеля и 5 мас.% оксида молибдена на широкопористом оксиде алюминия при температуре 340°С, давлении 14 МПа, объемной скорости подачи сырья 3,0 час^-1. Полученный на первой стадии продукт подвергают переработке на второй стадии, которую проводят на катализаторе, содержащем 4 мас.% оксида никеля, 17 мас.% оксида молибдена, 10 мас.% цеолита СВК на оксиде алюминия при температуре 360°С, давлении 14 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,0 час^-1.

Катализаторы первой и второй стадий взяты в соотношении 1:3 и размещены в двух последовательно расположенных аппаратах.

Продукты, полученные на второй стадии, подвергают ректификации с выделением 15 мас.% бензинового дистиллата НК-180°С, 50 мас.% дизельного дистиллата 180-350°С и остатка выше 350°С. Дизельный дистиллат в количестве 45 мас.% возвращают на смешение с исходным вакуумным дистиллатом.

После первой стадии содержание ванадия уменьшилось до 2 ррм, никеля - до 1,5 ррм.

Полученный бензиновый дистиллат содержит 0,03 мас.% серы, дизельный дистиллат - 0,005 мас.% серы, остаток - менее 0,1 мас.% серы.

Пример 3.

Вакуумный дистиллат восточных сернистых нефтей - фракция 350-570°С содержание серы 2,1 мас.%, содержание ванадия 14 ррм, содержание никеля 8 ррм подвергают гидрогенизационной переработке в две стадии. Первую стадию проводят на катализаторе, содержащем 2 мас.% оксида никеля и 10 мас.% оксида молибдена на широкопористом оксиде алюминия при температуре 380°С, давлении 17 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,5 час^-1 . Полученный на первой стадии продукт подвергают гидропереработке на второй стадии, которую проводят на катализаторе, содержащем 7 мас.% оксида никеля, 19 мас.% оксида молибдена и 10% масс цеолита СВК на оксиде алюминия при температуре 420°С, давлении 17 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,75 час^-1 .

Катализаторы первой и второй стадий взяты в соотношении 1:2 и размещены в двух последовательно расположенных аппаратах.

Продукт, полученный на второй стадии, подвергают ректификации с выделением 12 мас.% бензинового дистиллата НК-160°С, 48 мас.% дизельного дистиллата 160-360°С и остатка выше 360°С.

Дизельный дистиллат в количестве 2 мас.% возвращают на смешение с исходным вакуумным дистиллатом.

После первой стадии содержание ванадия уменьшилось до 4 ррм, содержание никеля - до 2,5 ррм.

Полученный бензиновый дистиллат содержит 0,02 мас.% серы, дизельный дистиллат содержит 0,035 мас.% серы, остаток - 0,15 мас.% серы.

Предлагаемый способ может быть осуществлен с использованием оксидных и цеолитсодержащих катализаторов иного состава в рамках вышеуказанных с получением аналогичных результатов.

Приведенные примеры подтверждают, что предлагаемый способ позволяет при переработке тяжелых сернистых вакуумных дистиллатов, имеющих конец кипения 550°С и выше, и мазута, содержащих значительное количество солей тяжелых металлов, увеличить выпуск качественных топливных дистиллатов, соответствующих современным требованиям, и кроме того, получить облагороженный остаток, который может быть использован как сырье для каталитического крекинга.