автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Совершенствование технологии процесса каталитической гидродепарафинизации масляного сырья

2 ПНР 1997

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ НЕФТИ И ГАЗА имени И.М. ГУБКИНА

На правах рукописи

БОЛДИНОВ ВЛАДИМИР АНАТОЛЬЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССА КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ГИДРОДЕПАГАФШШЗАЦИИ МАСЛЯНОГО СЫРЬЯ

05.17.07.- Химическая технология топлив

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1997 г.

Работа выполнена в Грозненском ордена Трудового Красного Знамени нефтяном научно-исследовательском институте и ОАО "Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез"

Научные руководители:

кандидат технических наук, с.н.с. Прокофьев В.П. кандидат химических наук, м.н.с. Есипко Е.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Казакова Л.П.

кандидат технических наук, с.н.с. Кастерин В.Н.

Ведущая организация: АО "НОВОКУЙБЫШЕВСКИЙ

НПЗ"

Защита состоится "¿У" 0 ^ 1997 года в-^^часов на заседании специализированного Совета Д.053.27.09. при Государственной нефти и газа Академии им. ILM. Губкина (117917, Москва, Ленинский проспект, G5).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГАНГ им. И.М. Губкина

Автореферат разослан 03 .1997 года.

Ученый секретарь специализированного совета

кандидат технических наук, доцент Е.А.Масловская

Актуальность проблемы. В связи с вовлечением в переработку разнообразных по качеству нефтей и повышением цен на нефть и энергоносители усиливается роль гидрогенизационных процессов. Эти процессы позволяют при относительно низких затратах получать нефтепродукты требуемого качества из сырья, не обеспечивающего их выработку традиционными процессами, основанными на физических и физико-химических методах разделения. Процесс каталитической гидродепарафинизации позволяет целенаправленно изменять углеводородный состав сырья и получать таким образом низкозастьшающие масла из парафинистых нефтей. Сочетание каталитической и сольвентлой депарафинизации снижает энергозатраты с одновременным увеличением количества и улучшением качества получаемых масел и парафинов.

Пели работы Совершенствование технологии процесса каталитической гидродепарафинизации в сочетании с другими процессами на основе его интенсификации с использованием отечественных бицеоллтных катализаторов и промышленным внедрением разработки. Исследование химизма и механизма превращений индивидуальных углеводородов и их смесей в присутствии бицеолит-ных катализаторов с подбором наиболее оптимальных каталитических систем для различных направлений применения процесса. Разработка способов подготовки каталитических систем и ведения процесса, обеспечивающих селективность и стабильность работы катализаторов.

Научная новизна. Проведены исследования механизма и химизма превращений индивидуальных углеводородов и их смесей на бицеолитных катализаторах гидродепарафинизации, что позволило разработать методы активации и реактивации каталитических систем гидродепарафинизации и способы ведения процесса, обеспечивающие селективность и стабильность их работы, подобрать

эффективные каталитические системы для различных направлений применения процесса. Изучено влияние природы сырья на качество получаемых масел и предложены различные схемы включения процесса гидродепарафинизацил в технологию получения масел.

Практическая ценность. Разработаны основы технологии процесса каталитической гидродепарафинизации прямогонного вакуумного дистиллята с получением индустриальных масел И-Л-В-7, И-5А, масла-теплоносителя МТГ-200, которая апробирована на комплексе КМ-2 АООТ "Ярославпефтеоргсшггез". Внедрена схема, совмещающая сольвентнуго и каталитическую депарафшшзацшо дистиллятных масляных фракций (Уфимский НПЗ) и остатков вакуумной перегонки мазута (КМ-2 АООТ "Ярославнефтеорг-синтез).

Апробация работы. Отдельные разделы диссертации были доложены на научно-техническом совете Мшшефтехимпрома СССР (г. Грозный, 1989 г); II региональной конференции "Химики Северного Кавказа - народному хозяйству " (г. Грозный, 1989 г); IV Всесоюзной конференции "Применение цеолитов в катализе" (г. Москва, 1989 г); III научной конференции молодых ученых института нефтехимических процессов АН АзССР (г. Баку, 1989); 1С республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (г. Уфа, 1990 г); научно-технической конференции "Металлнанесенные катализаторы и эффективные процессы нефтепереработки, нефтехимии и химии на их основе" (г. Новокупбы-шевск, 1992 г).

Публикации: по материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, получены авторские свидетельства и патенты РФ на 11 изобретений.

Объем и структура диссертации: работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Общий объем работы: ¿Те границ, включает таблиц, /б рисунков, библиографию из 107 наименований и страниц приложения.

В первой главе приведен анализ литературных данных по теме диссертации, содержащих сведения о влиянии углеводородного состава на низкотемпературные свойства масляных фракций, механизме превращений углеводородов на катализаторах, содержащих ВК-цеолиты. Сопоставлены современные цеолитсодержащие катализаторы ведущих российских и зарубежных фирм. Рассмотрены различные варианты использования процесса гидродепарафи-низации. Выявлены недостатки и нерешенные вопросы технологии процесса каталитической гидродепарафинизации. Это послужило основанием для постановки задачи совершенствования процесса каталитической гидродепарафинизации масляного сырья на основе бицеолитных отечественных катализаторов, разработки оптимальных схем включения процесса каталитической гидродепарафинизации в технологию производства масел.

Во второй главе описаны методика и объекты исследования. Изучение реакций, протекающих в присутствии катализаторов гидродепарафинизации, проводилось с использованием инди-' видуальных углеводородов и их смесей. При выполнении работы использовались промышленные катализаторы гидрирования масляных фракций ГМ-85 и гидродепарафинизации масляных фракций КДМ-1, КМ-2Я, КМ-2Я\ЛГ, КДМ-2ХН. Их основные физико-химические показатели приведены в табл.1. Катализаторы перед подачей сырья обрабатывались по специально разработанной методике. В качестве сырья были использованы промышленные образцы масляных фракций прямогонного и вторичного происхождения.

Таблица 1.

Характеристика катализаторов, использованных при исследованиях

Наименование показателен Катализаторы

КДМ-1 КМ-2Я (КМ-2Я\У) КДМ -2ХН ГМ-05

1.Масесовая доля оксидов, %мас. хрома - 8 (9) 2.5 -

никеля (вольфрама) 4.7 4.5 (4.7) 4.2 4.8

натрия 0.20 0.4 (0.3) 0.15 0.2

кремния 45 51 (50) 45.7 0.2

магния - - 2.5 -

молибдена 13 - 12.7 15.4

олова - 0.4 (0.3) - -

2.Насыпная плотность, кг/м3 * (¡20 730 (735) 720 580

З.Коэффициент прочности, кг/мм 1.5 1.8 1.9 1.7

4.Диаметр экструдатов, м10"3 1.5-3.0 2.5-3.5 2.03.5 1.54.0

б.Объем пор, см^/г 0.5 0.0 0.55 -

С.Каталитические свойства: а/активность-температура застывания депмасла, "С -35 * -15" -15"

б/селективность-выход депмасла, %мас. * *« 52 (53)" 53" *

* -определяется для фракции 270-4С01'С "-определяется для фракции выше 450°С "*-не нормируется

Изучение химизма и механизма реакции, протекающих в присутствии катализаторов гидродепарафинизации, проводилось на компьютеризованном газохроматографическом комплексе Активность катализаторов оценивалась ио глубине превращения индивидуальных углеводородов, а селективность но выходу углеводородов с числом атомов "С", равным 5 и более.

Исследования закономерностей процесса каталитической гидродепарафинизации масляного сырья проводились на пилотной шдрогенизациопиой установке проточного типа с загрузкой катализатора 50-200 см3, кратности подачи водорода 500-1500 нм3/м3 сырья в час, объемной скорости подачи сырья 0.5-2.0 ч"1, давлении 3.05.0 МПа. Активность катализаторов оценивалась по снижению температуры застывания, а селективность - по выходу масляных фракций.

Для определения физико-химических свойств сырья и продуктов использовались стандартные методы, принятые для испытаний нефтепродуктов. Структурно-групповой состав масляных фракций исследовали с использованием спектральных (хроматомасс-спектрометр фирмы "Фннниган МАТ") и хромато-графпческих (хроматограф фирмы "Перкин-Эльмер) методов анализа.

I? третьей глапе приведены результаты исследования химизма и механизма превращения на катализаторе КДМ-1 индивидуальных н-алкаиов с числом атомов "С" от 8 до 11, 2,2,!-триме-тилпентана, толуола, смеси метшшафталииов. Установлено, что в области температур 200-275 "С конверсия и-алканов повышалась с увеличением длины цепи молекул (рис.1.), при этом степень пре-ращении углеводородов с печетм числом атомов углерода была больше, чем с четным. При температуре выше 275 °С н-алкапы

100

200

превращались практически полностью. Наибольший выход углевородов нзостроешш с числом атомов "С", равным 5 и более наблюдался в температурном интервале 275325 °С и не зависил от длины цепи исходного

250 300 ЗЕ

температура, °С Рис1. Конверсия н-алканов С8- Си Углеводорода (рис.2.). При на катализаторе КДМ-1 дальнейшем повышении

^ ^ £ . = С// температуры процесса вы-

ход их снижался, что

обусловлено протеканием реакций вторичного крекинга. Отсутствие этильных заместителей у образующихся углеводородов свидетельствовало о том, что гидроконверсия н-алканов протекала в в ка-

250 300

температура, °С Рис.2 Содержание углеводородов с числом атомов "С", равным 5 и более в продуктах превращения н-алканов С8-Сц на катализаторе КДМ-1 - Сй * С, - С/0 = С<{

налах цеолита, что затрудняло образование сильноразветвленпых молекул. Изооктан и толуол не претерпевали изменений в при-

'тствил катализатора КДМ-1. В случае метнлнафталинов этот ггализатор проявлял большую активность, чем в случае моноцик-1ческого ароматического углеводорода, превращение шло в на-)авлешш гидрирования одного кольца. Таким образом на катали-торе КДМ-1 происходит гидрокоиверсия н-алкановых углеводо-дов без затрагивания углеводородов других структур. Для гидро-цверсии масляного сырья, температура застывания которого оп-деляется содержанием не только и-алкановых углеводородов, с астием диссертанта разработаны полифункцнональные катализа-□ы КМ-2ХН, КМ-2Я и KM-2ЯW и освоено их промышленное нри-здство. Они содержат в своем составе высококремнеземный цео-г типа "пентаснл" и компоненты, усиливающие изомеризующую гшзность. Проведенные исследования позволили установить, что изомернзующей способности катализаторы располагались в ряд: КДМ-1 <КДМ-2ХН< КМ-2Я< КМ-2Я\¥ Выход изомеров проходил через максимум при температуре 1-300 °С. По активности и селективности превращении все иссле-анные катализаторы располагались в ряды:

активность в превращении н-октана: КДМ-1 < КМ-2Я < КМ-2Я\У < КДМ-2ХН селективность в превращении п-октана: КДМ-2ХН < KM-2ЯW < КМ-2Я < КДМ-1 Для определения взаимного влияния углеводородов различ-х классов на степень конверсии провели испытания катализато-5 на смеси " н-октан:изооктан:толуол" 1:1:1 (по объему) (табл.2), пень превращения как индивидуального н-октана, так и в смеси ла практически одинаковой, следовательно конверсия н-октаиа . юисходнла в основном на активных центрах, расположенных в IX цеолита, доступ к которым толуолу и изооктану затруднен. В

о

Таблица 2.

Гидрокоиверсия I¡-октана ,изооктана, толуола п их смеси 1:1:1 (по объему) (Т=400 °С, Р=0.3 МПа, \У=1.0 ч'1)

Показатели Катализаторы

КМ-2Я КМ-2Я\У КДМ-1 КДМ-2ХН

Конверсия н-октана,% 100 100 92.2 100

в модельной смеси (КН) 100 100 94.13 100

Конверсия изооктана,% 5.91 15.93 З.С5 17.39

в модельной смеси (КИ) 4.С8 11.29 3.22 14.07

Конверсия н-01стана,% 5.84 11.00 2.0 12.3

в модельной смеси (КТ) 5.05 9.51 2.1) 10.03

Селективность процесса гидродепарафинизации

КН-100/(КН+КИ+КТ), % 91.13 82.78 94.75 80.58

случае толуола и изооктапа их конверсия в смеси меньше, чем конверсия этих индивидуальных углеводородов. Она протекала на внешней поверхности катализатора и связана с конкурирующей хемосорбцией углеводородовГна активных центрах.

Исходя из того, что катализатор КДМ-1 обладает повышенной депарафшшрующей активностью, а КМ-2Я проявляет также активность в реакциях изомеризации алкаиов и гидрирования ароматических углеводородов, проведены исследования по разработке каталитической системы, включающей оба катализатора. В одинаковых условиях процесса более низкая температура застывания получена при расположении первым но ходу сырья катализатора КМ-2Я. На его внешней поверхности происходила изомеризация алкановых углеводородов. Неизомеризовавшиеся алкаповые углеводороды подвергались селективному гидрокрекингу на следующем но ходу катализаторе КДМ-1. Использование такого сочетания катализаторов позволяет получить требуемую температуру застыва-

пил масляной фракции при более высоком ее выходе.

Процесс гидроконверсии алкаиовых углеводородов проходит ^рез-образование непредельных углеводородов, склонных к полимеризации с образованием продуктов уплотнения и последующим соксообразованием на поверхности катализатора, Злокировке входных окон цеолита и снижению активности катализатора. Изучена возможность проведения процесса с использованием каталитической системы, содержащей катализаторы гидрообла-•оражпваиия (ГО) и гидродепарафшшзации (КД), с загрузкой их в эеактор в виде чередующихся слоев. Наибольший эффект стабиль-юй работы наблюдали при пятислойной загрузке катализаторов в эеактор при суммарном соотношении ГО:КД от 1:2 до 1:3.5 (табл 3).

Проведены сравнительные испытания работы катализатора идродепарафшшзации КДМ-1 с предварительной его обработкой )азличными масляными фракциями и без нее. Стабильность работы катализатора увеличивается путем предварительной обработки его часлшюй фракцией, имеющей кинематическую вязкость при 100 °С 1.2 -4.8 мм2/с, температуру застывания от - 5.°С до - 10 °С, содер-кащей 0.1 -0.4 %мас серы и не более 2.5 %мас. пол »циклических роматических углеводородов.

Для определения возможности повысить селективность ка-ализатора гидродепарафшшзации в сырье до контакта с ним вво-,шш кислородсодержащие соединения, величина молекул которых ольше размера пор цеолитпого компонента (фенол, фурфурол и их ¡роизводные). Установлено (табл.4.), что при введении в сырье ки-лородсодержащих соединений основного характера в количестве .02- 0-20 %мас. повышается депрессия температура застывания ¡учаемого масла и его выход. При протекании процесса гидродепа-

Таблица 3

Влияние совместной загрузки катализаторов гидрооблагораживания и гидродепарафинизации на эффективность процесса гидродепарафинизацпи остаточного рафината.

Соотношение катализаторов

Параметры ГО: КД

1:4.0* 1:3.5* 1:1.5* ** 1:3***

Температура, °С 375 375 425 375 375

Давление, МПа 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0

Объемная скорость, ч"1 1.2 1.2 1.0 1.0 1.0

Характеристика шдроденарафшшзата:

а) после 10 часов работы:

выход фракции 331) "С -к.к., %>мас. 95.2 98.1 90.3 90.0 УЗ.О

выход фракции 490 °С -к.к., %мас. 42.0 45.4 4G.8 38.0 40.5

температура застывания, °С -20 -18 -10 -20 -17

б) после 150 часов работы:

выход фракции 330 °С -к.к., %мас. 90.3 98.G 9G.2 92.1 95.7

выход фракции 490 °С -к.к., %мас. 38.0 4G.2 47.4 42.9 3G.0

температура застывания, °С -5 -12 -G -5 -8

* -загружена пятислойная система катализаторов ГО и КД при

равномерном распределении катализаторов по слоям ** -загружен только катализатор КД

*** -загружена трехслойная система катализаторов ГО и КД при равномерном распределении катализатора ГО по слоям

рафинизации образуются продукты уплотнения, частично дезактивирующие катализатор. Первоначальную его активность восстанавливали

Таблица 4.

Влияние добавок кислородсодержащих соединений на процесс гидродепарафшшзации рафината фр.330-420°С (Т=370°С, Р=4.0 МПа, "\¥=1.0 ч"1)

Показатели Без вввода добавки Фурфурол Фенол Фурфури- ловый спирт Фенол

Количество вводимой добавки, %мас. 0.1 0.02 0.01 0.25

Характеристика гидродепарафинизата после 6/72 часов работы:

-выход гидродепарафинизата, %мас. 69.8// С8.1 73.1/ 73.2 72.8/ 72.9 82.9/ 08,1 83.3/ 73,1

-температура застывания, °С -24/ -21 -29/ -27 -27/ -2б -32/ -21 -40/ -27

|утем обработки в токе водорода при температуре 425-475 °С в ечепие 3-12 часов. Продукты уплотнения подвергались гидродест->укции, насыщению и удалялись потоком водорода с поверхности кристаллов цеолита и носителя катализатора. ? четвертой главе приведены результаты исследования процесса аталитической гидродепарафинизации промышленных масляных фракциях близкого фракционного состава, полученных из разных [ефтей. Установлен ряд закономерностей изменения их состава и шзико-химических свойств: в результате превращения нормаль-!ых и слаборазветвленных алкановых углеводородов увеличивлись нзкость и плотность гидроденарафинизатов, понижалась и темпе-»атура застывания, уменьшение содержания полициклических аро-1атических углеводородов, смол и гетероорганических соединений буславливало глубокое обессеривание и улучшение показателя

цвета гидродепарафинизатов.

Исследована возможность получения базовых компонентов маловязких масел непосредственно из дистиллятов вакуумной разгонки мазута с применением процесса гидродепарафинизации (табл.5.). Таблица 5

Характеристика вакуумного дистиллята 280 - 330 °С

секции "100" КМ-2 и полученных из него гидродепарафинизатов

Показатели Сырье Гидродепара^-финизат

Параметры работы блока гидродепарафинизации:

-температура па входе в реактор, "С - 325 335 340 350

-объемная скорость подачи сырья, ч"1 - 1.5 1.7 1.5 1.7

-давление на входе в реактор, МПа - 3.1 3.2 3.1 3.5

-кратность подачи ВСГ, м3/м3сырья - 800 950 800 920

Характеристика сырья и гидродепарафинизатов:

-кинематическая вязкость при 50 °С, мм2/с 4.39 4.79 4.41 4.97 4.41

-температура застывания, °С -4 -15 -15 -25 -25

-температура вспышки, °С 138 134 132 134 130

-цвет, ед. ЦНТ 2.0 0.5 0.5 1.0 0.5

-содержание серы, %мас. 0.92 0.45 0.33 0.30 0.36

-плотность при 20 "С, кг/м:5 874 875 877 880 881

Выход гидродепарафинпзата, %мас. - 85 84 80 78

Проведены исследования по совмещению процессов соль-вентнои и каталитической депарафинизации. Процессом сольвенти-ной депарафинизации (растворитель "МЭК-толуол") получали дис-тиллятные рафинаты с различной степенью удаления алкановых углеводородов. Затем их подвергали гидродепарафинизации с полу

чением дистиллятных базовых масел. Повышение температуры процесса с 350 до 390 "С сопровождалось уменьшением индекса вязкости (ИВ) (рис.3). Если в сырье процесса оставалась часть алка-новых углеводородов (температура фильтрации от плюс 5 до 0 °С), ИВ гидродепарафшшзатов, имеющих температуры застывания от

минус 15 до минус24 "С,

. 100

н

с

§ 95 п

С

ё эо

с

Г- Е Е 2 -25

не только не уменьшал -ся при температуре процесса 350 "С, но даже несколько повышался. Процесс гидродепара-финизации с использованием катализаторов КМ-2Я, KM-2ЯW и КДМ-2ХН, которые имеют, ломимо депа-рафинирующей, изоме-ризующую и гидрирую щую функции, дает возможность получить из остаточного рафината масляный компонент с

-10 -о __ 0 +5 температура фильтрации, °С Рис.3. Влияние температур фильтрации

и гидродепарафинизации на температуру застывания и индекс вязкости депарафинированных масел. 1,2,3 - температура гидродепарафинизации 350, 370, 390°С соответственно.

С целью увеличения выхода и качества остаточного масляного компонента рассмотрены схемы комбинирования каталитической и сольвентной депарафшшзаций. Для сравнения получали остаточные компоненты масел с заданной температурой застывания (-12 °С) еще двумя способами: переработкой остаточного рафината

температурой застывания -15°С.

и

только процессом гидроконверсии (схема "А") и сольвентной депа-рафшшзации с последующей гидроконверсией полудепарафинизата (схема "Б"). Способ гидроконверсии с последующей сольвентной депарафинизацией обозначен схемой "В" (рис.4). Сольвентную де-парафинизацию по схемам "Б" и "В" проводили, варьируя температуру

охлаждения. При получении остаточного масляного компонента по схеме "А1* индекс вязкости и его выход ниже, чем по схемам "Б" и "В", что объясняется более высокой температурой процесса гидроконверсии и соответственно большей долей продуктов неселектив-пого крекинга. В случае схемы "Б" четкость разделения твердой и жидкой фазы была невысокой, так как входящие в состав остаточного рафината смолы и полициклические ароматические углеводороды препятствовали образованию хорошо фильтрующихся кристаллов.

При переработке остаточного рафината по схеме "В" в процессе гидроконверсии часть высокозастывающих углеводородов превращалась в низкозастывающие, происходило гидрирование смол и полициклических ароматических углеводородов, что улучшало процесс разделения жидкой и твердой фаз при последующей сольвентной депарафинизаццц. ИВ и выход масляного компонента по схеме "В" были наиболее высокие. Установлен оптимальный температурный интервал гидроконверсии от 280 до 320 °С .

В пятой главе приведены результаты опытно-промышленной апробации совмещения процессов сольвентной и каталитической депарафшшзации дистиллятных масляных фракций На втором потоке установки гидроочистки масляных фракций Г-24/1 Уфимского НПЗ. В реактор Р-2 была загружена каталитическая система, состоящая из последовательно расположенных слоев ка-

Рис.4. Схемы использования каталитической гидродепарафинизации в производстве масел.

тализаторов АКМ, КДМ-1 и ГМ-85 объемом 1.0, 8.0 и 2.2 м3 соответственно. В качестве сырья использовали дистиллнтную масляную фракцию, из которой уже были частично удалены высокоза-стывающие углеводороды процессом сольвеитиой депарафинизацип. В "мягких" условиях процесса гидродепарафинизации была получена температура застывания, отвечающая требованиям к индустриальному маслу И-20А (табл.6).

Таблица 0.

Получение масла И-20А, процессом каталитической гидродепарафинизации на установке Г-24/1 Уфимского НПЗ

Параметры режима

Подача сырья, нм:{/ч 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5

Подача ВСГ, тнм3/м а сырья 8.9 9.3 9.5 10.0 10.0 10.0

Давление в реакторе, МПа 2.7 2.9 3.0 3.0 3.0 3.0

Температура в реакторе, °С 285 290 295 305 315 325

Показатели качества масла до (вверху) и после (внизу) каталитической гидродепарафинизации

¡.Температура застывания, "С -11 -13 -14 -14 -14 -14

-13 -15 -10 -24 -20 -24

2.Кинематическая вязкость при 50 "С, мм2/с 26.2 - 25.9 25.9 25.9 25.9

20.9 25.9 20.2 27.8 27.8 27.6

4.Цвет,ед. ЦНТ 2.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0

1.0 1.0. 0.5 1.0 1.5 1.0

Б.Температура вспышки, °С 170 190 194 190 180 -

202 192 202 202 194 190

Для расширение ассортимента масел на 2-ом потоке секции "ООО" комбинированной установки КМ-2 АООТ "Ярослав-нефтеоргсинтез" освоена технология получения маловязких низко-застывающих масел процессом каталитической гидродепарафини-зации. В качестве сырья использовали фракцию 281Г-330 °С вакуумной разгонки мазута секции "100", которую ранее не использовали в производстве масел и направляли в котельное топливо. При проведении процесса в мягких условиях (температура 325335 "С, объемная скорость подачи сырья 1.3-1.5 ч"1) получены опытно-промышленные пар-гшх масел И-5А (ГОСТ 20799-75), ИЛВ-7 (ТУ 315.401110-91), МТГ-200 (ТУ 38. 401789-90) и оформлены допуски па их производство.

Наряду с понижением температуры застывания, улучшались другие показатели: цвет с 2.0 до 0.5-1.0 ед. ЦНТ, содержание серы снижалось с 0.92 до (1.32-0.30 '/смас., кинематическая вязкость при 50"С увеличилась с 4.39 до 4.97 мм2/с, а плотность с 874 до 882 кг/м3.

На секции "500" КМ-2 освоена технология совмещения процессов каталитической гидроконверспп и сольвеитпои депарафипи-зации остаточного рафината, которая позволила в широком диапазоне варьировать характеристики базовых масел: повышать индекс Ш131:ости, снижать содержание полицпклпческих ароматических 'углеводородов и серы, улучшать цвет и понижать температуру застывания (табл.7). Улучшение качества остаточного базового компонента позволило наладить производство моторных масел для форсированных дизельных двигателей М-8Г2к и М-10Г2к, расширив ассортимент вырабатываемых масел за счет снижения выпуска малорентабельных индустриальных масел.

Таблица 7.

Параметры работы 2 -го потока секции "500" КМ-2 и качество продуктов при гпдроконверсии остаточного рп(|шпата.

Показатели Величины

Подача сырья, нм3/ч а 8 8 8

Подача ВСГ, им:,/м 3 сырья 710 790 770 770

Давление в реакторе, МПа на входе 2.8 3.0 2.!) 8.2

на выходе 2.7 2.7 2.0 2.8

Температура в реакторе, "С 820 347 340 350

Показатели качества рафината до п писле гидрокоиперсиии

Показатель преломления ири 70 "С До 1.480*4 1.4805 1.4 8 5 Г> 1.4855

после 1.483» 1.4837 1.481 Г) 1.4811

Температура плавления, "С До 52.5 51.2 51.2 51.3

после 45.0 40.2 40.4 41.2

Показатели качества депмасел, полученных из гидрированных рафинатов

Кинематическая вязкость, мм2/с ири 100 °С 19.8 19.3 19.8 19.2

при 40 иС 272 24!) 204 235

Индекс вязкости 82 89 80 1)5

Температура застывания, °С -1« -18 -20 -19

Содержание серы, %мас. 0.92 0.48 0.54 0.38

НЫИОДЫ:

1. Разработана и осиоепа технологии совмещения процессии каталитической гидроконнерсии и сольвентной депарафипизацпи остаточного рафината с получсиием высококачественного оетатич-

ного базового компонента, позволившая вырабатывать моторные масла для форсированных дизельных двигателей М-8Г2К и М-ЮГ2К.

2. Разработана и освоена технология получения маловязких масел процессом каталитической гидродепарафинизации вакуумного дистиллята, выработаны промышленные партии масел И-5А, ИЛВ-7 и МТГ-200, отвечающих по качеству требованиям нормативной документации.

3. Отработана технология совмещения процессов каталитической и сольвентной депарафинизации и апробирована на 2-ом потоке установки гидроочистки Г-24/1 Уфимского НПЗ с целью увеличения выхода масла И-20А и повышения его качества.

4. Изучен механизм превращений индивидуальных углеводородов на бицеолитных катализаторах КДМ-1, КМ-2Я, КМ-2Я\У и КДМ-2ХН. Установлено, что превращение н-алканов на катализаторе КДМ-1 происходит на активных центрах, расположенных внутри каналов цеолита. Сильно разветвленные алкановые и ароматические углеводороды превращаются в незначительной степени и только на активных центрах, расположенных на внешней поверхности кристаллов цеолита. На катализаторах КМ-2Я, КМ~2Я\\Г, КДМ-2ХН в большей степени, чем на КДМ-1 протекают реакции изомеризации алкановых и гидрирования ароматических углеводородов.

5. Показана эффективность комбинированной загрузки катализаторов КДМ-1 и КМ-2Я для получения масел различного фракционного состава. Найдено, что пятислойная загрузка катализаторов гидродепарафинизации (КД) с катализатором гидроочистки масел ГМ-85 (ГО) при суммарном соотношении (ГО:КД) от 1:2 до 1:3.5 повышает стабильность работы катализаторов гидродепарафинизации.

6. Установлено, что селективность и стабильность работы катализаторов гидродепарафинизации может быть увеличена путем предварительной обработки их масляной фракцией, имеющей кинематическую вязкость при 100 °С 2.2 -4.8 мм2/с, содержащей серу в количестве 0.1 -0.4 %мас., полициклические ароматические углеводороды не более 2.5 %мас. с температурой застывания от минус 5 до минус 10 °С.

7. Показано, что введение в сырье процесса гидродепарафинизации кислородсодержащих соединений основного характера в количестве 0.02-0.2 %мас. на сырье повышает селективность катализатора.

8. Найдено, что проведение реактивации катализаторов гидродепарафинизации в токе водорода при температуре от 425 до 475 °С в течение от 3 до 12 часов практически полностью восстанавливает активность и селективность его работы.

Список публикаций.

1. Хаджиев С.Н., Прокофьев В.П., Каменский A.A., Болдинов В.А. и др. - кн.: Труды 4-й Всесоюзной конференции "Применение цеолитов в катализе". М., 1989, с.222-224.

2. Патент России 2004321. Способ приготовления катализатора для гидродепарафинизации масляных фракций. Каменский A.A., Заманова Л.П., Болдинов В.А. и др.

3. A.c. 1811209. Способ получения остаточных масел. Есипко Е.А., Каменский A.A., Болдинов В.А. и др,

4. A.c. 1812786. Способ получения остаточного депарафини-рованного масла. Есипко Е.А., Прокофьев В.П., Болдинов В.А. и др.

5. Болдинов В.А., Есипко Е.А., Каменский A.A. и др. Превращение индивидуальных углеводородов на'катализаторе гидродепа-

рафинизации КДМ-1. Химия и технология топлив и масел, 996, N2, с. 47.

6. Рыжиков В.Г., Тарасов В.И., Болдинов В.А. и др. Конвер-ия индивидуальных углеводородов на катализаторах гидродепа-•афинизации масляных фракций. Нефтепереработка и нефтехимия, J 3, 1994, с.25-28.

7. A.c. 1637316. Способ получения нефтяных масел. Камен-кий A.A., Есипко Е.А., Прокофьев В.П., Болдинов В.А.

8. Патент России 2034903. Способ получения высокоиндекс-:ых масляных фракций. Каменский A.A., Прокофьев В.П., Болдинов i.A. и др.

9. A.c. 1719423. Способ получения нефтяных масел. Есипко I.A., Болдинов В.А., Прокофьев В.П., Каменский A.A.

10. A.c. 1696391. Способ каталитической гидродепарафиниза-ни масляных фракций Болдинов В.А., Воронин А.И., Есипко Е.А. и Р-

11. A.c. 1602038. Способ получения нефтяных масел. Заяшни-ов Е.А., Мельман А.З., Болдинов В.А. и др.

12. Есипко Е.А., Болдинов В.А., Прокофьев В.П. Исследова-пе закономерностей гидродепарафинизации рафинатов и слоп-окса. Сб. науч. тр. ГрозНИИ, 1991, т.44, с.34-38.

13. Патент России 2041242. Способ получения маловязких асел. Заяшников E.H., Болдинов В.А., Блохинов В.Ф. и др.

14. Крюкова O.A., Болдинов В.А. Исследования химического эстава сырья и продуктов каталитической гидродепарафинизации асляных фракций методами ИК- и масс-спектрометрии. Тр. 3 нач. конф. мол. ученых. Баку, 1990, с.106-108.

15. Болдинов В.А., Есипко Е.А. Получение базовых компонен-jb масел из фильтратов обезмасливания. Тезисы докл. 10 Респ.

науч.-техн. конф. мол. ученых и спец. Сб. "Проблемы переработки и исследования нефти и нефтепродуктов", Уфа, 1990, с.44.

16. Прокофьев В.П., Есипко Е.А., Болдинов В.А., Фадеев Ю.М. Каталитическая гидродепарафинизация фильтратов обезмаслива-ния. Сб. науч. тр. ГрозНИИ, 1990, т.43, с. 13G-140.

17. Каменский A.A., Рыжиков В.Г., Болдинов В.А. и др. Исследование гидроконверсии остаточных масляных фракции в присутствии катализаторов гидродепарафинизации. Нефтепереработка и нефтехимия, М., 1994, N1, с.13-14.

18. Патент России 2059687. Способ получения остаточного депарафинированного масла. Болдинов В.А., Есипко Е.А., Прокофьев В.П. и др.

19. Патент России 2004576. Способ получения нефтяных масел. Есипко Е.А., Болдинов В.А., Прокофьев В.П., Каменский A.A.

20. Болдинов В.А., Блохинов В.Ф., Есипко Е.А. и др. Промышленный опыт освоения процесса каталитической гидродепарафинизации масляных фракций. Нефтепереработка и нефтехимия, М., 1991, N12 с. 18.

21. Блохинов В.Ф., Болдинов В.А., Дерех П.А. и др. Получение низкозастывающих базовых компонентов масел процессом каталитической гидродепарафинизации. Нефтепереработка и нефтехимия, М., 1991, N12, с.23.

22. Прошин H.H., Болдинов В.А., Тюрин A.M. и др. Освоение технологии получения высококачественного остаточного компонента масел путем совмещения процессов каталитической гидроконверсии и сольвентной депарафшшзации остаточного рафината. Сб.

"Проблемы совершенствования технологии производства и улучшения качества нефтяных масел", 199G, с.2()0.