Способ термической переработки тяжелых нефтяных остатков

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Юсевич Андрей Иосифович Грушова Евгения Ивановна Прокопчук Николай Романович Тимошкина Мария Андреевна Добыш Владимир Алексеевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Способ термической переработки тяжелых нефтяных остатков, при котором переработку ведут в присутствии промотирующей добавки, отличающийся тем, что в качестве добавки используют нитрат аммония в количестве 0,001-5,0 от массы перерабатываемых остатков. Изобретение относится к способам термической переработки остаточных нефтепродуктов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности, например, в процессах термокрекинга, висбрекинга, коксования. Известны способы термической переработки тяжелых нефтяных остатков (мазутов,гудронов, тяжелых вакуумных газойлей) с целью получения из них дополнительного количества дистиллятов, а также снижения вязкости нефтепродуктов 1, 2. Однако указанные процессы не обеспечивают высокие выходы целевых продуктов и их качество. Устранение этих недостатков путем регулирования температуры, давления и времени пребывания сырья в зоне реакции приводит к ужесточению режима, что может стать причиной усиленного закоксовывания змеевиков печи и образования нестабильного котельного топлива. Известны способы термической переработки тяжелых нефтяных остатков в присутствии добавок полярных соединений - ацетона, полиметилсилоксанов 3 или инертных растворителей - толуола, -метилнафталина 4. Однако данные способы не обеспечивают снижение вязкости нефтепродуктов до уровня требований, предъявляемых к топочным мазутам 5. Кроме того, существуют определенные трудности с вводом легколетучего,пожаро- и взрывоопасного ацетона непосредственно в зону высоких температур (200400 С). 11289 1 2008.10.30 Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки тяжелых нефтяных остатков в присутствии молибденсодержащего комплекса 6. Однако данному способу присущи следующие существенные недостатки предлагаемые в качестве добавок водо- и маслорастворимые соли молибдена являются сравнительно дорогостоящими реагентами предполагается использование дополнительной достаточно энергоемкой стадии диспергирования солей в нефти при введении солей в сырую нефть неизбежны затруднения технологического характера, связанные с предварительной подготовкой нефти к переработке введение дополнительного количества неорганических солей в сырье приведет к повышению зольности вырабатываемого топочного мазута выход бензина при переработке тяжелых нефтяных остатков увеличивается незначительно. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение выхода бензина и/или получение топочных мазутов пониженной вязкости при термической переработке остаточных нефтепродуктов. Решение поставленной задачи состоит в том, что термическую переработку тяжелых нефтяных остатков ведут в присутствии промотирующей добавки, в качестве которой используют нитрат аммония в количестве 0,001-5 от массы перерабатываемого остатка. Из источников информации не известно применение нитрата аммония в качестве добавки при термической переработке тяжелых нефтяных остатков. Реализация предлагаемого способа не потребует внесения изменений в существующие технологии термической переработки нефтяных остатков, а используемое в качестве добавки вещество - нитрат аммония - является вполне доступным, т.к. производится в промышленных масштабах как минеральное удобрение. Промотирующее действие предлагаемой добавки объясняется тем, что в условиях процесса термической переработки тяжелых нефтяных остатков нитрат аммония разлагается с образованием радикал-оксидов азота и атомарного кислорода, которые ускоряют протекающий по радикальному механизму процесс деструкции углеводородных молекул и смолисто-асфальтеновых соединений сырья. В результате удается увеличить степень конверсии сырья при неизменных температуре и продолжительности процесса либо уменьшить температуру и требуемое время процесса при неизменной степени конверсии сырья. Изобретение поясняется примерами. Пример 1 Мазут смеси нефтейперегоняли под вакуумом по СТБ 1559-2005. Остаток вакуумной перегонки (кип 540 С, плотность 964,6 кг/м 3, условная вязкость 260 ВУ при 80 С, средняя молекулярная масса 552,8, содержание смол 31,0 мас. , асфальтенов 5,0 мас. , серы 2,17 мас. ) загружали в автоклав и нагревали от комнатной температуры до 425 С со скоростью 10 градусов в минуту, затем выдерживали при температуре 425435 С в течение 3 минут и быстро охлаждали. Из продуктов термолиза по данному и следующим примерам выделяли газ, бензиновую фракцию н.к. - 200 С и остаток 200 С,для которого определяли условную вязкость при 80 С (таблица). Пример 2 К остатку вакуумной перегонки тому же, что в примере 1, добавляли при перемешивании 0,2 мас.нитрата аммония и подвергали термолизу в условиях примера 1. Пример 3 (прототип) В мазуте смеси нефтейрастворяли ацетил-ацетонат молибденила в количестве 0,2 мас.(в пересчете на молибден) и полученную смесь перерабатывали аналогично примеру 1. 2 11289 1 2008.10.30 Результаты термической переработки вакуумного остатка Пример 1 2 3 (прототип) Вязкость остатка термолиза при 80 С, ВУ 28,7 7,4 16,9 Пример по известному способу воспроизведен в условиях, сопоставимых с предлагаемым способом. Как видно из таблицы предлагаемый способ переработки тяжелых нефтяных остатков позволяет увеличить выход бензина в 2 раза по сравнению с известным способом и в 3 раза по сравнению с непромотированным термолизом. При этом газообразование увеличивается незначительно. Кроме того, вязкость остатка термолиза, полученного в присутствии нитрата аммония, значительно ниже по сравнению с прототипом, что имеет принципиальное значение при выработке маловязких топочных мазутов. Использование добавки нитрата аммония в количествах менее 0,001 мас.не приводит к значительным эффектам, превышение же концентрации в 5 мас.нецелесообразно ввиду чрезмерного расхода реагента. Предлагаемое изобретение может быть использовано на нефтеперерабатывающих заводах. Источники информации 1. Доминичи В. // Химия и технология топлив и масел. - 1999. -1. - С. 39-44. 2. Нотарбортало М. // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. - 1979. -9. - С. 86-90. 3. Патент РФ 1587911, МПК С 10 9/16, 1994. 4. Патент США 4944863, МПК С 10 9/16, 1990. 5. Справочник нефтепереработчика / Под ред. Г.А. Ластовкина, Е.Д. Радченко, М.Г. Рудина. - Л. Химия, 1986. 6. Патент РФ 2208625, МПК С 10 47/02, 2003 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3