Способ термодеструктивной переработки тяжелых нефтяных остатков

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ТЕРМОДЕСТРУКТИВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Юсевич Андрей Иосифович Тимошкина Мария Андреевна Грушова Евгения Ивановна(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Способ термодеструктивной переработки тяжелых нефтяных остатков в присутствии промотирующей добавки, отличающийся тем, что в качестве промотирующей добавки используют растительное масло и воду, взятые в количестве 1-30 и 1-10 , соответственно, от массы перерабатываемых остатков. Изобретение относится к способам термодеструктивной переработки остаточных нефтепродуктов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности,например, в процессах термокрекинга, висбрекинга, коксования. Термодеструктивная переработка тяжелых нефтяных остатков (мазутов, гудронов, асфальтов) может проводиться с целью получения либо максимального количества дистиллятов, либо котельных топлив пониженной вязкости 1. Однако в связи с постоянным снижением мирового спроса на остаточные котельные топлива и низкой прибыльностью их производства переработка высококипящих нефтяных фракций в светлые продукты, пригодные для производства моторных топлив, считается более перспективной 2, с. 192-194 3. Известны способы термической переработки тяжелых нефтяных остатков, позволяющие увеличить степень конверсии сырья и снизить коксообразование за счет применения добавок полярных соединений (ацетона, полиметилсилоксанов) 4, инициаторов радикальных превращений (,-азо-бис-изобутиронитрила, бензоилпероксида, диацетилпероксида, пероксида водорода и др.) совместно с веществами-переносчиками цепи(тетрахлорметаном, толуолом, этилмеркаптаном и др.) 5, доноров водорода (тетралина,алкил-замещенных тетралинов, гидрированных антрацена, фенантрена, пирена) 6. Однако указанные способы не обеспечивают желаемые высокие выходы светлых нефтепродук 12412 1 2009.10.30 тов. Кроме того, перечисленные соединения достаточно дорогостоящи, а пероксиды к тому же взрывоопасны. Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки тяжелых нефтяных остатков совместно с органическими веществами-инициаторами свободно-радикальных реакций, в качестве которых предлагаются полиэфиры, такие как поли(метиленоксинафталин) и поли(метиленоксибензол) 7. Однако данному способу присущи следующие существенные недостатки предлагаемые в качестве свободно-радикальных инициаторов вещества являются дорогостоящими и дефицитными синтетическими продуктами неизбежны затруднения технологического характера при диспергировании твердых полиэфиров в нефтяном сырье с высокой вязкостью достигаемое увеличение выхода дистиллятных фракций при переработке тяжелых нефтяных остатков относительно невелико. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение выхода дистиллятных фракций при термодеструктивной переработке остаточных нефтепродуктов. Решение поставленной задачи состоит в том, что термодеструктивную переработку тяжелых нефтяных остатков ведут в присутствии промотирующей композиции, в состав которой входят растительное масло и вода в количествах 1-30 и 1-10 от массы перерабатываемого остатка соответственно. В качестве растительного масла в промотирующей композиции могут быть использованы, например, рапсовое, льняное, хлопковое, подсолнечное, касторовое, горчичное, сурепное, пальмовое и другие масла, производимые в достаточно крупных масштабах. Из источников информации не известно применение растительных масел совместно с водой в качестве добавки при термодеструктивной переработке тяжелых нефтяных остатков. Реализация предлагаемого способа не потребует внесения изменений в существующие технологии термодеструктивной переработки нефтяных остатков. Промотирующий эффект предлагаемой добавки объясняется следующим. В условиях процесса термодеструктивной переработки тяжелых нефтяных остатков триглицериды жирных кислот, входящие в состав растительного масла, разлагаются в первую очередь и инициируют распад молекул нефтяного сырья. Вода ускоряет расщепление триглицеридов за счет гидролизующего действия. Кроме того, вода вступает во взаимодействие с монооксидом углерода, который образуется в значительном количестве при деструкции сложноэфирных групп молекул растительного масла. Продуктами конверсии монооксида углерода под действием воды являются диоксид углерода и водород. Водород участвует в радикальных превращениях углеводородов и смолисто-асфальтеновых веществ, способствуя образованию легких продуктов и препятствуя коксообразованию. В результате удается повысить степень конверсии сырья за счет увеличения выхода дистиллятных фракций при неизменных температуре и продолжительности процесса. Возможно также уменьшить температуру или требуемое время термообработки при неизменной степени конверсии сырья. Изобретение поясняется примерами. Пример 1 Нефтяной гудрон (кип 540 С, плотность 995,3 кг/м 3 при 20 С, кинематическая вязкость 500 сСт при 100 С, средняя молекулярная масса 702,3, содержание смол 28,0 мас. , асфальтенов 6,5 мас. , серы 2,7 мас. ), полученный на установке вакуумной дистилляции мазута на ОАО Мозырский НПЗ, загружали в автоклав и нагревали от комнатной температуры до 400 С со скоростью 9 градусов в минуту, затем выдерживали при температуре 400-417 С в течение 9 минут и быстро охлаждали. Из продуктов термолиза в данном и последующих примерах выделяли газ, в котором определяли содержание 2 12412 1 2009.10.30 монооксида углерода, атмосферный дистиллят н.к. - 360 С, остаток 360 С от атмосферной перегонки, кокс (таблица). Пример 2 К нефтяному гудрону, тому же, что в примере 1, добавляли при перемешивании 10 мас.рапсового масла марки Т 8 и подвергали термолизу в условиях примера 1. Пример 3 К нефтяному гудрону, тому же, что в примере 1, добавляли при перемешивании 10 мас.рапсового масла марки Т 8 и 5 мас.дистиллированной воды, затем подвергали термолизу в условиях примера 1. Пример 4 (прототип) К нефтяному гудрону, тому же, что в примере 1, добавляли при перемешивании 10 мас.поли(метиленоксинафталина) со средней молекулярной массой 15500, растворенного в толуоле. Толуол затем выпаривали и полученную смесь подвергали термолизу в условиях примера 1. Результаты термодеструктивной переработки нефтяного гудрона Выходы продуктов термолиза в расчете на органические компоненты сырья, мас.Содержание СО в гаПример зе, мас.атмосферного остатка тергаза кокса дистиллята молиза 1 2,4 29,4 64,4 3,8 0,6 2 3,8 35,4 56,5 4,3 12,1 3 4,1 38,1 53,5 4,3 3,5 4 (прототип) 4,5 33,7 56,7 5,1 Пример по известному способу воспроизведен в условиях, сопоставимых с предлагаемым способом. Как видно из данных, представленных в таблице, при переработке гудрона по предлагаемому способу (пример 3) выход атмосферного дистиллята оказался на 4,4 мас.выше,чем по известному способу (пример 4), и на 8,7 мас. . выше, чем в случае непромотированного термолиза (пример 1). При этом выходы газа и кокса по предлагаемому способу меньше, чем по известному. Кроме того, использование промотирующей композиции, содержащей рапсовое масло и воду, приводит к образованию большего количества легких продуктов, чем в случае использования только рапсового масла (пример 2). Этот факт, а также меньшая концентрация монооксида углерода в газах термолиза примера 3 по сравнению с примером 2 указывают на важную роль воды в процессах термодеструкции молекул тяжелого нефтяного сырья и растительного масла. Использование добавок растительного масла и воды в количествах менее 1 мас.не приводит к значительным эффектам. Использование добавок растительного масла в количестве свыше 30 мас. , а воды - 10 мас.в расчете на нефтяное сырье не является целесообразным, т.к. в этом случае состав и свойства образующихся продуктов термопереработки тяжелых нефтяных остатков существенно отличаются от таковых для непромотированного варианта, что потребует внесения значительных изменений в базовый процесс и процессы, следующие за ним в технологической цепочке. Предлагаемое изобретение может быть использовано на нефтеперерабатывающих заводах. 12412 1 2009.10.30 Источники информации 1. Гареев Р.Г. // Химия и технология топлив и масел.- 2005.-5.- С. 3-7. 2. Сомов В.Е., Садчиков И.А., Шершун В.Г., Кореляков Л.В. Стратегические приоритеты российских нефтеперерабатывающих предприятий.- М. ЦНИИТЭнефтехим, 2002.292 с. 3. Хендерсон Р., Родвелл М., Харджи А. // Нефтегазовые технологии.- 2006.-1.С. 67-73. 4. Патент РФ 1587911, МПК С 10 9/16, 1994. 5. Патент США 4298455, МПК 10 9/00, 1981. 6. Патент США 4814065, МПК 10 51/02,10 47/00,10 47/34,1051/00,1989. 7. Патент США 5006223, МПК 10 9/00, 1991 (прототип). 8. ГОСТ 8988-2002. Масло рапсовое Общие технические требования. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4