CS263359B1 - Spdsob výroby motorovej nafty - Google Patents

Abstract

Motorová nafta s obsahom 0,1 až 0,15 % hmot. síry zo strednosírnych a vysokosírnych róp sa vyrába atmosférickou alebo atmosféricko-vákuovou destiláciou ropy, pričom sa zníži středná teplota varu petrolejovej frakcie v rozsahu od 10 do 35 °C v závislosti od hmotnostnej konoentrácie v nej obsaženéj síry, ktorá sa zníži na 0,16 až 0,24 %. Ďalej sa odoberá ěiršia frakcia plynového oleja. SirSia frakcia plynového oleja z tejto alebo inej destilácie sa hydrodesulfurizuje s konverziou síry v plynovom oleji 70 až 98 % a potom ea s užěou petrolejovou frakciou kompaunduje na motorovú naftu. Spdsob vhodný pre rafinérie spracujúce strednosírnu a vysoko-sírnu ropu aj na nízkosírnu motorovú naftu.

Description

Vynález sa týká spQsobu výroby motorovej nafty a tým aj vykurovacej nafty s obsahom 0,1 až 0,15 % hmot. zo strednosírnych a vysokosírnych rQp, či už atmosférickou alebo atmosféricko-vákuovou destiláciou, s vhodným technologickým usporiadaním spQsobu výroby, prakticky na stávajúcich výrobných zariadeniach s úsporou energii a nových výrobných, zvlášť hydrogenačných zariadení.

Výroba motorvej nafty, či jej získavanie z rOznych nízkosírnych rQp je dobré známa, podobné, ako aj z vysokosírnych rQp, najma ak nie je v nej limitovaný obsah síry, resp. zlúčenín síry. Avšak v případe ziskavania frakcií vhodných na kompaundovanie motorovej nafty s nízkým obsahom síry je zapotreby ako petrolejová frakciu, tak aj plynový olej hydrorafinovať, resp. hydrodesulfuxizovaf /Js A. Kent (Edit.) : Riegels Handbook of Industrial Chemistry, str. 402 až 414. Van Nostrand Reinhold Company, New York-Cincinnati-Toronto-London-Melbourne (1974); S. K. Ogorodnikov: Spravočnik neftechimika, str. 61-73. Izdatelstvo Chímija, Leningrad (1978); L. E. Codd a iní: Materials and Technology, Vol. IV. Petroleum and organic Chemicals. J. H. Longman de Busy, str. 42 až 43. Amsterdam (1972); C. D. Robson (Edit): Modern Petroleum Technology, Part I., str. 388 až 390. John Wiley and Sons, Cbichester-New Yokr-Brisbane-Toronto-Singapore (1984)/. Připadne sa pridávajú, či využivajú na kompaundáciu uhlovodíkové frakcie z hydrokrakovania výkuových destilátov, ktoré bývajú velmi hlboko desulfurizované.

Avšak ako použitie produktov hydrokrakovania, tak aj hydrodesulfurizovaných ropných frakcií si vyžaduje osobitné procesy hydrokrakovania alebo hydrorafinácie. Dokonca sa využívajú procesy automatizovaného kompaundovania motorových paliv (Hydrocarb. Process 65, No 2, February, str. 75 /1986/), ako motorových benzínov, tak aj motovorej nafty, pričom v tejto sa reguluje nielen obsah síry, viskozita, filtrovatelnoeť, teplota zákalu a vznietenia, pričom však v prípadoch spracovávania sírnych rQp súčasťou rafinérskeho zariadenia a procesov spracovania sú odsírovacie jednotky.

Ohecne sa motorová nafta so zniženým obsahom síry, napr, nad 0,2 % hmot. vyrába bud jej hydrogenáciou, resp. hydrodesulfurizáciou na požadovaná úroveň obsahu síry alebo petrolejový komponent sa nehydrogenuje a kompaunduje sa s hlboko odsířeným plynovým olejom (napr. pod 0,1 % hmot. siry), pričom v závislosti na hlbke tohto odsírenia a na požadovanom obsahu síry v motorovej naftě, mCže sa časť tohto plynového oleja i nehydrogenovať. To sa spravidla využívá napr. na výrobu motorovej nafty s obsahom 0,4 % hmot. síry. Avšak pri teplote výroby motorovej nafty s obsahom síry na 0,15 % hmot. a menej zo strednosírnej a vysokosírnej ropy sa uvedený spQsob nedá využiť. Preto sa vo všeobecnosti hydrogenuje, resp. hydrodesulfurizuje ako petrolejová frakcia, tak aj frakcia plynového oleja. Teda sú potřebné dva procesy hydrodesulfurizácie.

Avšak podlá tohto vynálezu sa spQsob výroby motorovej nafty s obsahom síry 0,1 až 15 % hmot. zo strednosírnej a/alebo vysokosírnej ropy, atmosférickou a/alebo atmosféricko-vákuovou destiláciou, pri ktorej sa oddelujú okrem ropných plynov lahký i ťažký primárný benzín s teplotou varu do 180 - 20 °C, dalej petrolejová frakcia, plynový olej, ktorý sa aspoň sčasti hydrodesulfurizuje pri teplote 300 až 450 °C, tlaku 0,1 až 10 MPa, na katalyzátoroch obsahujúóich najmenej jeden kov a/alebo zlúčeniny kovu VI. a/alebo VIII. skupiny periodického systému prvkov, spravidla na nosiči alebo nosičooh, připadne sa navýše deparafinizuje, vykurovací olej a případné dalšie užšie ropné frakcie a mazut, sa uskutečňuje tak, že sa zníži středná teplota varu petrolejovej frakcie v rozsahu od 10 do 35 °C v závislosti od hmotnostnej koncentrácie v nej obsaženej siry, ktorá sa zníži na 0,16 až 0,24 % hmot., dalej sa odoberá Širšia frakcia plynového oleja v zvýšenom výtažku, pričom táto frakcia plynového oleja so zníženou koncentráciou síry o 5 až 25 % rel. sa vedie samostatná a/alebo plynový olej z iných destilácií ropy na hydrodesulfurizáciu s konveriou siry v plynovom oleji 70 až 98 % a dalej sa s užšou petrolejovou frakciou kompanduje r,a motorové naftu s obsahom síry 0,1 až 0,15 % hmot.

Výhodou spQsobu výroby motorovej a tým aj vykurovacej nafty podlá tohto vynálezu opierajúceho sa o zistenie, že závislost obsahu síry vyjádřená v S hmot. na ose x, ktorá zahrnuje všetky formy síry a jej zlúčenin, od strednej teploty varu na osi y ropných uhlovodíkov, resp. středných teplót varu frakcii růp hlavně strednosírnych a vysokosírnych má definovaný poloparabolický tvar.

Exaktně poznanie tejto závislosti umožňuje na štandardnom destilačnom zariadení primárného spracovania ropy vyrobit petrolejoví! frakciu o nižšom obsahu síry vhodní! na priarnu kompaundáciu 8 hydror afino váným plynovým olejom na motoroví! naftu s obsahom síry 0,1 až 0,15 » hmot. Ďalší vyšší účinok oproti známému stavu techniky spočívá v zlepšení podmienok pre hydrorafináciu plynového oleja, čo je vplyvom tahania lahšieho petroleja a tým nižšej koncentrácie síry v plynovom oleji vedenom na hydrodesulfurizáciu. Potom úspora hydrogenačnej kapacity alebo celého technologického stupňa hydrosulfurizácie petroleja.

Ďalej je to úspora energií, hlavně tepelnej, zníženie potrieb počtu zásobníkov, zvýšenie výrobnosti motorovej nafty bez nárokov na výstavbu nových zariadení ako aj zvýšenie flexibility výroby motorovej nafty různých kvalit a špeciélnych požiadaviek odberatelov.

SpĎsobcm podJa tohto vynálezu možno spracovávať strednosírne ropy u ktorých závislost obsahu síry vo frakciách uhlovodíkov stúpa parabolicky so střednou teplotou varu, ako napr. zmes romaškinskej ropy so západosibírskymi sírnoparafinickými ropami, u ktorých pre závislost obsahu síry x (v % hmot.) od strednej teploty varu frakcii y (v °C) platí empirický vztah y = (310 + 25) “ýx.

Ako hydrogenačné, resp. hydrodesulfurizačné katalyzátory sa využívají katalyzátory na báze kovov VI. a VIII. skupiny periodického systému, predovšetkým na báze volfrámu, molybdénu, chrómu, kobaltu a niklu, zriedkavejšie tiež platiny. Tie bývajú bud vo formě kovov, častejšie však vo formě oxidov, najma však kovov alebo oxidov na nosičoch. Vodík má byt čo najčistejší. Přijatelné příměsi v ňom však můžu tvoriť inerty a plynné nasýtené uhlovodíky. Hydrodesulfurizácia plynového oleja móže byt spojená s dealkanizáciou, či už cez intermediárne adukty s močovinou alebo adsorpčnodesorpčným postupom pomocou molekulových sít, připadne katalytickou deparafinizáciou (selektívnym hydrokrakovaním).

Ako komponent kompaundovanej nafty spůsobom podlá tohto vynálezu možno až do 50 % využit aj frakcie uhlovodíkov z hydrokrakovania s teplotou varu od 160 do 360 °C, připadne syntetické alkylbenzény a alkylcyklohexány a iné alkylaromatické a nafténické uhlovodíky.

Spůsob hydrogenácie, resp. hydrodesulfurizácie plynového oleja sa sice může uskutečňovat přetržíte i polopretržite, ale najvhodnejšia je kontinuálna hydrodesulfurizácia. Přitom na kompaundovanie možno pochopitelné využit hydrogenovaný, či rafinovaný plynový olej aj z iných jednotiek a rafinérií. Třeba však dbať, aby desufurizácia plynového oleja prebehla a konveriou minimálně 70 %.

Do motorovej a tým aj vykurovacej nafty vyrobenej podlá tohto vynálezu možno přidávat obvyklé aditívy, ako depresanty, antiokorozívne přísady, přísady proti čadivosti ap.

Ďalšie podrobnosti spůsobu podlá tohto vynálezu, ako aj ďalšie výhody sú zřejmé z príkladov.

Příklad 1

Atmosférickou destiláciou zmesi romaškinskej a západosibírskych sírno-parafinických růp sa získává okrem rafinérskych plynov frakcia s t.v. 35 až 180 °C, tvoriaca primárný benzín, v množstve okolo 18 % hmot., ďalej s t.v. 180 až 280 °C ako petrolejová frakcia v množstve okolo 12 % hmot., resp. frakcia o t.v. 240 až 360 °C ako frakcia plynového oleja v množstve okolo 15 Ϊ, resp. frakcia vykurovacieho oleja Iahkého s t.v. nad 320 °C v množstve okolo 7 % hmot. a zvyšok tvoří mazut.

I

Motorová, resp. vykurovacia nafta s obsahom max. 0,4 4 hmot. síry sa vyrába kompaundáciou plynového oleja s obsahom siry 0,9 až 1,0 % hmot. s petrolejovou frakciou a obsahom síry 0,3 až 0,4 4 hmot. a s hydrogenovaným plynovým olejom s obsahom siry 0,15 až 0,2 % hmot

Kvalitnejšia motorové nafta s obsahom siry max. 0,2 % hmot. sa vyrába kompaundáclou petrolejovej frakcie v množstva 35 až 50 % hmot., s obsahom siry 0,32 % hmot. a s hydrogenovaným plynovým olejom v množstve 65 až 50 4 hmot. a obsahom siry 0,1 až 0,15 4 hmot.

Hydrogenácia, resp. hydrodesulfurizácia plynového oleja s obsahom 0,99 4 hmot. siry sa uskutečňuje kontinuálně na kobalt-molybdénovom katalyzátore pri teplote 340 až 380 °C, tlaku 4 až 4,6 MPa, pri pomere suroviny k cirkulačnému vodíku čistoty 80 až 90 4 obj. 3 3 —1 3 m :250 až 300 m a priestorovej rýchlosti suroviny - plynového oleja - 0,5 h (2 ⁿ 3 plynového oleja na 1 m katalyzátora za hodinu). Obsah siry v hydroraflnovanom plynovom oleji je 0,1 až 0,15 4 hmot., v závislosti od teploty hydrorafinácle, zaťaženia katalyzátora resp. priestorovej rýchlosti a aktivity, resp. vyčerpanosti katalyzátora. Na dosiahnutie obsahu 0,1 4 hmot. siry v hydrogenovanom plynovom oleji je zapotreby spravidla teplota hydro genácie 370 až 395 °C.

Pre potřeby dalšieho znlženia obsahu siry v motorovéj naftě na hodnotu max. 0,15 4 hmot je zapotreby kompaundovať 55 4 hmot. hydrogenovaného plynového oleja s obsahom 0,1 4 hmot. siry, 20 4 hmot. hydrogenovaného petroleja s obsahom siry 0,05 4 hmot. a 25 4 hmot. nehydrogenovaného petroleja s obsahom 0,32 4 hmot. siry. Takáto motorová nafta má obsah siry 0,145 4 hmot. Na jej výrobu je zapotreby okrem hydrogenácie plynového oleja aj hydrogenácia petroleja.

Destiláciou zmesi romaškinskej a západosiblrskych slrno-parafinických rOp sa zlskava poloparabolická závislost x obsahu siry v ropnej frakcii (v 4 hmot. siry) so stúpajúcou střednou teplotou varu »y frakcie (v °C), znázorněná na obr. 1. Tak pre závislost strednej teploty varu frakcie y (v °C) od obsahu siry x (v 4 hmot.) platí empirická rovnica y = » (308 + 12) “^x.

Znamená to, že výrazný vzrast obsahu siry je zřejmý pri poměrně malom zvyšovaní teploty varu frakcii a naopak.

Tak sa petrolejová frakcia jlma od t.v. 180 °C len po 265 °C tak, že obsah siry v nej je 0,22 4 hmot. Zlska sa tak o znlžené množstvo petroleja viac plynového oleja, ale obsah siry v ňom je tiež nižší. Tento sa vedie na hydrodesulfurizáciu za uvedených podmienok a zlska sa hydrogenovaný plynový olej s obsahom siry 0,1 4 hmot.

Schématické znázornenie hydrogenácie, resp. hydrodesulfurizácie plynového oleja je znázorněné na obr. 2.

Plynový olej zo zásobníka 1 sa vedie prlvodom 2 na sanie nástrekového čerpadla 3 a z něho výtlakem cez výměník (utizátor) tepla 4 cez ohrevné pec 5, v ktorem sa predohreje na teplotu 340 až 380 °C prlvodom 6 do reaktora 7 s obsahom kobaltmolybdénového alebo nikelmolybdénového katalyzátora. Z reaktora 7, pracujúcom pri tlaku 4,1 MPa sa odvádza surový dehydrogenát odvodom 8 cez výmennlk (utilizátor) tepla 4 a z něho odvodom 9 cez chladič 10 do separátora 11, z ktorého pri teplote 45 °C a tlaku 3,6 MPa oddělený plyn - v podstatě vodík sa odvádza potrubím 12 do cirkulačného kompresora 13 a z něho do přívodu 2 plynového oleja. Čerstvý vodík sa privádza prlvodom 14. Kvapalný podiel sa zo separátora 11 vedie trasou 15 cez výmennlk tepla 16 do stripovacej kolony 17, do ktorem sa z vyvarovacej, resp. reboilovacej· pece 18 privádza predohriaty hydrogenovaný plynový olej, pričom hlavou stripo vacej kolony 17 sa odvádza potrubím 19 sirovodík a lahké uhlovodíky a spodom, potrubím 20 cez výmennlk tepla 16 a chladič 21, odvodom 20 hydrogenovaný plynový olej.

Kompaundáclou takto získaného petroleja v množstve 37 4 hmot. a s obsahom siry 0,22 4 hmot. s hydrogenovaným plynovým olejom v množstve 63 % hmot. a obsahom síry 0,1 % hmot. sa získá motorová nafta s obsahom síry 0,144 8 hmot., splňujúca tiež vSetky ostatně kvalitativně parametre podlá CSN 65 6506.

Příklad 2

Postupuje sa s menSími odchylkami v technologických parametroch podobné ako v příklade 1. Pre kompaundáciu motorovej nafty na obsah 0,2 8 hmot. siry sa jímá petrolejová frakcia so začiatkom destilácie 169 °C, pričom do teploty 189 °C vydestiluje 10 % obj., do teploty 217 °C už 50 % obj., do teploty 255 °C 90 % obj. petroleje, s koncovou teplotou destilácie 291 °C. Hustota petroleje je 89 kg.m^-3 a obsah siry v ňom 0,29 % hmot.

Plynový olej je so začiatkom destilácie 203 °C, pričom 10 % obj. vydestiluje do teploty 248 °C, 50 % obj. do teploty 294 °C, 90 8 obj. do teploty 348 °C a koniec destilácie 360 °C/93 8. Hustota plynového oleja je 851 kg.m~³ a obsah síry v ňom 0,92 % hmot. Jeho hydrogenácia, resp. hydrodesulfurizácia sa uskutočňuje pri teplote 380 °C, tlaku 4,1 HPa, za použitia vodika čistoty 87 %, pri pomere nastrekovaného plynového oleja k cirkulačnému 3 3 -1 plynu 1 m :250 m_n a priestorovej rýchlosti 0,1 h . Obsah síry v hydrogenovanom plynovom oleji je 0,1 % hmot.

Pre kompaundovanie motorovej nafty s obsahom síry do 0,15 % hmot. sa jímá petrolejová frakcia so začiatkom teploty destilácie 166 °C, pričom 10 % obj. vydestiluje do t.v. 189 °C, 50 % obj. do t.v. 209 °C, 90 8 obj. do t.v. 247 °C s koncorn destilácie 275 °C. Hustota získaného petroleje » 804 kg.m^-3 a obsah síry « 0,22 8 hmot.

Plynový olej je so začiatkom destilácie 196 °C, pričom 10 8 obj. sa vydestiluje do teploty 231 °C, 50 8 obj. do teploty 283 °C, 90 8 obj. do teploty 341 °C, s koncorn destilácie pri 360 °C/97 8. Hustota plynového oleja = 846 kg.m^-3 a obsah síry = 0,81 % hmot.

Jeho hydrogenáciou pri teplote 380 °C, tlaku 4,1 MPa a priestorovej rýchlosti 0,5 h^-1 sa získá hydrodesulfurzivaný plynový olej s obsahom síry 0,080 8 hmot. siry.

Kompaundovaním 40 8 hmot. petroleja s 0,22 8 hmot. síry so 60 8 hmot. hydrogenovaného plynového oleja s 0,08 8 hmot. síry sa dostane kvalitná motorová nafta s obsahom 0,130 8 hmot. síry. Kompaundovaním s 35 8 hmot. petroleja a 65 8 hmot. hydrogenovaného plynového oleja sa dostává motorová nafta β 0,129 8 hmot. síry.

Claims (1)

1. PREDMET VYNALEZU

   Spósob výroby motorovej nafty s obsahom síry 0,1 až 15 8 hmot. zo strednosírnej a/alebo vysokoslrnej ropy, atmosférickou a/alebo atmosféricko-vákuovou destiláciou, pri ktorej sa oddelujú okrem ropných plynov Iahký a ťažký primárný benzín s teplotou varu do 180 - 20 °C, dalej petrolejová frakcia, plynový olej, ktorý sa aspoň sčasti hydrodesulfurizuje pri teplote 300 až 450 °C, tlaku 0,1 až 10 MPa, na katalyzátoroch obsahujúcich najmenej jeden kov a/alebo zlúčeniny kovu VI. a/alebo VIII. skupiny periodického systému prvkov, spravidla na nosiči alebo nosičoch, připadne sa navyňe deparafinizuje, vykurovací olej a případné dalžie užšie ropné frakcie a mazut, vyznačený tím, že sa zníži středná teplota varu petrolejovéj frakcie v rozsahu od 10 do 35 °C v závislosti od hmotnostnej koncentrácie v nej obsaženej síry, ktorá sa zníži na 0,16 až 0,24 8 hmot., dalej sa odoberá širšia frakcia plynového oleja v zvýšenom výtažku, pričom táta frakcia plynového oleja so zníženou koncentráciou síry o 5 až 25 8 rel. sa vedie samotná a/alebo plynový olej z iných destilácil ropy na hydrodesulfurizáciu s konveriou síry v plynovou oleji 70 až 98 8 a dalej sa s užšou petrolejovou frakciou kompaunduje na motorovú naftu s obsahom siry 0,1 až 0,15 8 hmot.