Процесс адсорбционно-контактной очистки (АКО) остаточного нефтяного сырья

Процесс адсорбционно-контактной очистки (АКО) остаточного нефтяного сырья, разработанный специалистами ООО "Автотехпроект", предназначен для облагораживания мазутов и гудронов с целью их подготовки к дальнейшей переработке с использованием каталитических процессов (каталитический крекинг, гидрокрекинг и др.).

Процесс АКО представляет собой избирательное испарение сырья на мелкодисперсном контакте – адсорбенте с одновременным осаждением на его поверхности асфальто-смолистых веществ.

Существенным преимуществом процесса АКО является то, что его схема и аппаратурное оформление аналогичны детально разработанному процессу каталитического крекинга.

Процесс осуществляют в системе с циркулирующим мелкодисперсным адсорбентом. Сырье контактирует с адсорбентом в прямоточном реакторе при повышенной температуре 480-520ºС и малом времени контакта (менее 1 с). При этом низкокипящие компоненты сырья испаряются, а асфальто-смолистые вещества осаждаются на адсорбенте в виде кокса, подвергаясь частичному разложению с выделением низкокипящих фракций.

Продукты реакции отделяются от отработанного адсорбента в сепараторе грубой очистки и, пройдя дополнительную очистку в циклонных сепараторах, поступают в узел быстрого охлаждения (квенчинга), где смешиваются с холодной газойлевой фракцией, рециркулирующей с низа ректификационной колонны.

Отработанный адсорбент подвергается отпарке при повышенной температуре, после чего направляется на окислительную регенерацию для выжига коксовых отложений. Регенерация осуществляется в режиме высокоскоростного слоя при температуре 750-780ºС.

Избыточное тепло отводится из системы при помощи выносного холодильника-теплообменника, через который циркулирует адсорбент. Осажденные на поверхности адсорбента тяжелые металлы накапливаются до содержания 3-5% масс. Для поддержания такой концентрации металлов в процессе производится искусственное обновление адсорбента.

Адсорбент АКО по своим физическим характеристикам близок к мелкодисперсному катализатору крекинга, но в отличие от него имеет минимальную каталитическую активность и обладает способностью избирательно адсорбировать асфальто-смолистые вещества.

Процесс АКО отработан на полупромышленной установке производительностью 30 т/сут. В качестве сырья использовали мазут западно-сибирской нефти (коксуемость по Конрадсону 6,5-7,0% масс., содержание тяжелых металлов (никель + ванадий) – 80 мг/кг, содержание асфальтенов – 1,6% масс., содержание серы и азота соответственно 1,85 и 0,26% масс., выкипает до 360ºС – 16% масс.

При облагораживании мазута достигнуты следующие показатели эффективности очистки:

• глубина удаления тяжелых металлов и асфальтенов – 95-98%;
• глубина удаления серы – 35-45%,  азота – 50-60%;
• снижение коксуемости жидкого продукта на 75-80%.

Выход продуктов в процессе АКО приведен в табл. 1. Как видно из таблицы, процесс характеризуется низким выходом газа и бензина (соответственно 6,5 и 5,0%) и высоким выходом газойлевой фракции (остаток выше 160ºС) – 80% масс. Выход кокса составляет 110,0% от коксуемости сырья по Конрадсону.

Газообразные продукты АКО содержат 41% масс. углеводородов С₁-С₂, 28% масс. пропан-пропиленовой фракции, 21% масс. бутан-бутиленовой фракции. Содержание олефинов в газе достигает 57% масс., в том числе бутадиена – 2% масс.

Характеристика жидких продуктов АКО приведена в табл. 2.

Бензин АКО (К.К. 160°С) отличается повышенным содержанием олефинов (64% масс.) и серы (0,3% масс.). Октановое число бензина по исследовательскому методу – 87 пунктов.

Легкий газойль АКО (160-350ºС) характеризуется сравнительно высоким цетановым числом (38 пунктов), низкой температурой застывания (-25ºС). Содержание серы и азота составляют соответственно 1,3 и 0,6% масс.

Тяжелый газойль АКО (Н.К. 350ºС) содержит 73% масс. фракций, выкипающих выше 500ºС, и 4,5 мг/кг тяжелых металлов. Коксуемость по Конрадсону тяжелого газойля составляет 3,1% масс., содержание серы – 1,9% масс., азота – 0,2% масс.

Широкая   газойлевая   фракция   (фр. >160ºС) характеризуется низким содержанием тяжелых металлов (3,5 мг/кг), асфальтенов (0,15% масс.) и умеренной коксуемостью по Конрадсону (1,7% масс.).

Сравнение показателей процесса АКО с аналогичными процессами облагораживания нефтяных остатков АРТ (фирма "Энгельхард", США) и 3Д (фирма "ЮОП", США) показывает (табл. 1), что по эффективности очистки и выходу очищенного жидкого продукта эти процессы близки.

Облагораживание нефтяных остатков в процессе АКО обеспечивает получение продуктов, которые могут быть без затруднений превращены в ценные товарные нефтепродукты при использовании хорошо отработанных вторичных каталитических процессов.

Сравнение показателей процессов АКО, АРТ и 3Д

Характеристика продуктов АКО