Способ переработки низкооктановых бензинов

 

Использование: нефтехимия. Сущность изобретения: смесь термобензинов и вакуумного газойля подвергают каталитическому крекингу в присутствии углеводородного газа разбавителя при молярном соотношении газ-разбавитель: сырье, равном 0,5-3,5:1. 1табл.

Изобретение относится к способам переработки низкооктановых олефинсодержащих бензинов термодеструктивных процессов в процессе каталитического крекинга вакуумного газойля с целью повышения выхода и октанового числа целевой бензиновой фракции и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ переработки олефинсодержащих бензинов термодеструктивных процессов [1] в смеси с керосиновой фракцией в процессе каталитического крекинга.

Бензиновую фракцию предварительно разделяют на головной продукт НК-85^oC и остаточную фракцию, которую далее смешивают с керосиновой фракцией в соотношении 1,0:0,1^oC1:1, и смесь подвергают каталитическому крекингу.

При этом получают бензин с октановым числом 72,2 п. по моторному методу.

Недостатком указанного способа является низкое октановое число получаемого бензина, что не позволяет использовать его в качестве компонента неэтилированных товарных бензинов.

Известен способ каталитического крекинга газойля с добавлением олефинсодержащей нафты [2] жидкой в нормальных условиях.

В зоне крекинга поддерживается температура 427^oC538^oC и объемное соотношение нафты к газойлю находится в пределах 20^oC40:80^oC60.

В результате достигается повышенный выход средних дистилляторов.

Недостатком этого способа является добавление к основному сырью значительных количеств олефинсодержащей нафты, что повышает выход средних дистиляторов, но снижает октановое число бензиновой фракции.

Известен способ переработки низкооктанового бензина в процессе каталитического крекинга [3] заключающийся в использовании фракции 71-200^oC, содержащую нафтанов C₅-C₆ не менее 10 мас. и (или) олефинов не более 5 мас. в качестве разбавителя тяжелого сырья.

Недостатком известного способа является ограничение в бензине-растворителе содержание олефинов, что не позволяет вовлекать в переработку низкокачественные бензины термодеструктивных процессов, в которых содержание олефинов достигает 40^oC60 мас.

По другому способу [4] для поддержания заданного диапазона температур потоков катализатора к нему добавляют разбавитель нафту (углеводороды типа бензина). Регулируют парциальное давление сырья за счет поддержания определенного соотношения разбавитель:сырье.

Разбавитель вводят в точку с температурой более высокой, чем в точке подачи сырья, так что значительные части нафты и сырья крекируются.

Недостатком указанного способа является высокая температура в зоне реакции, что вызывает глубокий крекинг нафты и приводит к значительному увеличению выхода сухого газа и снижению селективности по бензину.

Известен способ каталитического крекинга [5] заключающийся в контактировании термобензина в количестве 5^oC10 мас. в пересчете на основное сырье вакуумный газойль, в низу лифт-реактора при 620-740^oC и времени пребывания 0,5^oC1,5 с с регенерированным катализатором, содержащим октаноповышающую добавку цеолита типа ZSM-5 в количестве 5^oC10 мас. в перерасчете на катализатор.

При количественном соотношении "катализатор с добавкой /термобензин" 60^oC120: 1 основное сырье крекинга вакуумный газойль, подают выше зоны контактирования термобензина и катализатора.

В результате получают повышенный выход бензина и бутанбутиленовой фракции.

Недостатком известного способа является контактирование термобензина при высоких температурах с катализатором с дорогостоящей октаноповышающей добавкой типа ZSM, обладающей высокой крекирующей активностью по отношению к бензину, что приводит к снижению его выхода.

За прототип изобретения принят способ каталитического крекинга вакуумного газойля и бензина термокрекинга [6] Способ заключается в следующем.

Основное сырье вакуумный газойль, выкипающий при температуре 324^oC, подают в низ лифт-реактора на контакт с горячим регенерированным катализатором, а термобензин с октановым числом 60 п. (моторный метод), выкипающий в пределах 51-204^oC, содержащий 38,8 мас. олефинов, в жидкой фазе вводят в лифт-реактор, в точку, расположенную выше точки ввода вакуумного газойля.

Количество вводимого термобензина 5^oC10 мас. на основное сырье. Время пребывания термобензина в реакционной зоне составляет 0,3^oC0,5 с.

В результате получают бутан-бутиленовую фракцию и бензин C₅-205^oC.

Недостатками указанного способа являются низкие выходы бензина и бутан-бутиленовой фракции, а также недостаточное высокое октановое число получаемого бензина.

Малое время контактирования термобензина с катализатором снижают глубину протекания вторичных реакций перераспределения водорода, определяющих в конечном итоге значение октанового числа бензина.

Цель изобретения состоит в разработке такого способа переработки олефинсодержащих бензинов в процессе каталитического крекинга, который позволил бы увеличить выходы целевых продуктов и повысить октановое число получаемого бензина.

Поставленная цель достигается тем, что вакуумный газойль смешивают с низкооктановой олефинсодержащей бензиновой фракцией термического происхождения (термобензином) в количестве 5^oC20 мас. от основного сырья и проводят процесс каталитического крекинга смеси в токе углеводородного газа-разбавителя при молярном отношении газ-разбавитель:сырье, равным 0,5^oC3,5:1 при обычных условиях на обычных катализаторах на лабораторной проточной установке со стационарным слоем катализатора.

В качестве газа-разбавителя могут использоваться преимущественно углеводороды C₁-C₄.

Отличительными особенностями заявляемого способа в сравнении с прототипом являются: проведение процесса каталитического крекинга смеси вакуумного газойля и термобензина в токе углеводородного газа-разбавителя при молярном отношении газ-разбавитель: сырье, равном 0,5^oC3,5:1.

предварительное смешение термобензина и вакуумного газойля перед подачей на катализатор.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "Новизна".

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем: основное сырье - вакуумный газойль, выкипающий в пределах 330-518^oC, предварительно смешивают с 5^oC20 мас. термобензина и подают на контакт с горячим регенерированным катализатором. Контактирование проводят в токе углеводородного газа-разбавителя при молярном отношении газ-разбавитель:сырье, равном 0,5^oC3,5:1.

При этом улучшается контакт сырья с катализатором, что приводит к снижению доли вторичных превращений целевых продуктов и интенсифицируется протекание реакций перераспределения в присутствии доноров водорода (углеводородов C₁-C₄), формирующих в конечном итоге величину октанового числа бензина. В связи с этим растет выход целевой бензиновой фракции и ее октановая характеристика, одновременно увеличивается выход ценной бутан-бутиленовой фракции.

При совместной подаче вакуумного газойля и термобензина эндотермический эффект основных реакций крекинга более равномерно распределяется по высоте реактора, тем самым достигается большая селективность по выходу и составу целевых продуктов.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами, результаты которых сведены в таблицу.

Пример 1. Вакуумный газойль предварительно смешивают с 5 мас. термобензина с пределами выкипания 28-200^oC с содержанием 47,5 мас. олефинов и октановым числом 59 п. ММ и подают на контактирование с регенерированным катализатором. Процесс проводят в токе углеводородного газа-разбавителя при молярном отношении газ-разбавитель: сырье, равном 2,5:1, температуре 520^oC и времени контактирования 4,5 с.

В результате крекинга получают 42,7 мас. целевой бензиновой фракции C₅-195^oC с октановым числом 91,9 п. исследовательским методом (ИМ); 8,9 мас. бутан-бутиленовой фракции.

Пример 2. Смесь вакуумного газойля с добавлением 10 мас. термобензина крекируют в условиях примера 1.

В результате получают 46,1 мас. бензиновй фракции с октановым числом 91,9 п. ИМ и 8,5 мас. бутан-бутиленовой фракции.

Пример 3. Процесс каталитического крекинга смеси вакуумного газойля с добавлением 10 мас. термобензина проводят при 520^oC, времени контактирования 4,5 с при молярном отношении газ-разбавитель:сырье, равном 0,5:1.

В процессе получают 42,1 мас. бензина с октановым числом 90,9 п. ИМ и 7,9 мас. бутан-бутиленовой фракции.

Пример 4. Крекинг смеси вакуумного газойля и 10 мас. термобензина проводят при 520^oC, времени контактирования 4,5 с и молярном отношении газ-разбавитель:сырье 3,5:1.

В результате получают 41,9 мас. бензина C₅-195^oC с октановым числом 90,8 п. ИМ и 9,0 мас. бутан-бутиленовой фракции.

Пример 5. К вакуумному газойлю добавляют 20 мас. термобензина и проводят крекинг смеси в токе газа-разбавителя в условиях, аналогичных примеру 1.

В результате получают 46,6 мас. бензина с октановым числом 89,7 п. ИМ и 9,4 мас. бутан-бутиленовой фракции.

Пример 6. Вакуумный газойль крекируют без добавления термобензина при условиях примера 1 в токе газа-разбавителя при молярном отношении к сырью 2,5:1.

При этом получают 33,3 мас. целевой бензиновой фракции с октановым числом 91,7 п. ИМ и 6,1 мас. бутан-бутиленовой фракции.

При выполнении процесса по известному способу при 520^oC, времени контактирования термобензина 0,3 с с добавлением к вакуумному газойлю 5 мас. термобензина получают 37,2 мас. бензина C₅-195^oC с октановым числом 90,7 п. ИМ и 6,0 мас. бутан-бутиленовой фракции.

Как видно из представленных в таблице данных, предлагаемый способ переработки низкооктановых олефинсодержащих бензинов в процессе каталитического крекинга вакуумного газойля в сравнении с известным (прототипом) позволяет: увеличить выход высокооктанового бензина на 5^oC8 мас.

повысить октановое число получаемого бензина на 0,5^oC1,2 п; увеличить суммарный бензиновый фонд НПЗ зп счет повышения выхода бутан-бутиленовой фракции, которую далее целесообразно использовать в процессе алкилирования или в производстве МТБЭ; улучшить экологию окружающей среды за счет сокращения и (или) исключения высокотоксичного тетраэтилсвинца из состава товарных бензинов.

Предлагаемый способ может быть реализован на НПЗ, в состав которых входят установки термического и каталитического крекинга типа КТ-1.

Формула изобретения

Способ переработки низкооктановых бензинов термического происхождения и вакуумного газойля путем каталитического крекинга с получением в качестве целевых продуктов высокооктанового бензина и бутан-бутиленовой фракции, отличающийся тем, что вакуумный газойль и бензин термического происхождения предварительно смешивают и контактирование смеси проводят в присутствии углеводородного газа-разбавителя при мольном соотношении газ-разбавитель сырье, равном 0,5 3,5 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1