Гидроочистка
Назначение процесса гидроочистки – улучшение качества дистиллятов путем удаления серы, азота, кислорода, смолистых соединений, гидрирования непредельных соединений при повышенной температуре в среде водорода на катализаторах.
Сырьё: разные прямогонные фракции и продукты вторичного происхождения: бензины, реактивные и дизельные фракции, вакуумный газойль, различные виды масляного сырья.
Предварительная обработка бензина – сырья каталитического риформинга - проводится для удаления серы, азота и металлов, которые могут отравить катализаторы риформинга, содержащие благородные металлы.
Гидроочистка реактивного, дизельного и печного топлив проводится с целью удаления из них общей и меркаптановой серы, для гидрирования олефиновых и ароматических соединений с целью повышения цетанового числа или дизельного индекса дизельных топлив, высоты некоптящего пламени для реактивных топлив, повышения стабильности топлив при хранении.
Предварительная гидроочистка вакуумного газойля – сырья каталитического крекинга – проводится для повышения выхода жидких продуктов крекинга, уменьшения расхода катализатора крекинга и выбросов дыма. Снижается содержание серы в продуктах крекинга – бензине и легком газойле.
Гидроочистка масел позволяет повысить индекс вязкости, понизить кислотное число, улучшить цвет, стабильность цвета, устойчивость масла при хранении за счет снижения смолообразования.
Гидроочистка кубовых остатков атмосферной и вакуумной перегонки проводится для подготовки этих продуктов к дальнейшей переработке.
Изменение качества продуктов:
В бензинах – сырье каталитического риформинга – снижается до требуемого уровня (доли ppm) содержание серы, азота, металлов.
В реактивных фракциях снижается содержание общей и меркаптановой серы, азота. Уменьшается плотность. Уменьшается коэффициент рефракции. Содержание фактических смол снижается с ≈ 2-10 до 0. Может несколько повышаться температура застывания.
В дизельной фракции снижается содержание серы, азота, олефиновых углеводородов. Может снижаться содержание ароматических углеводородов. Уменьшается кислотное число. Уменьшается йодное число. Снижается содержание фактических смол (с ≈ 40 до 10). Уменьшаются плотность и коэффициент рефракции. Может повышаться температура застывания. Несколько повышается цетановое число.
В вакуумном газойле – сырье каталитического крекинга – снижается содержание серы, азота и металлов. Снижается коксуемость, плотность, коэффициент рефракции, анилиновая точка.
Температура. 300 - 390оС. С повышением температуры в реакторе увеличивается степень обессеривания и гидрирования сырья, однако при подъеме температуры выше 400 - 410оС начинаются реакции гидрокрекинга, что приводит к снижению выхода целевого продукта. Кроме того, с повышением температуры усиливается коксообразование на катализаторе и его дезактивация.
Объемная скорость подачи сырья. Для всех видов сырья глубина обессеривания возрастает с понижением объемной скорости подачи сырья, однако вместе с этим понижается и производительность установки.
Давление. Гидрообессеривание при 3,5 МПа менее эффективно, чем при 5 – 7 МПа, однако дальнейшее повышение давления не оказывает существенного влияния на этот процесс. Следует иметь в виду, что именно давление водорода определяет класс используемого оборудования и, следовательно, капитальные затраты на процесс. В промышленной практике чаще всего проводят процесс гидроочистки при 3 – 5 МПа.
Отношение «водород : сырье». При неизменных температуре, объемной скорости подачи сырья и общем давлении соотношение циркулирующего водородсодержащего газа (ЦВСГ) и сырья влияет на долю испаряющегося сырья, парциаль ное давление водорода и продолжительность контакта с катализатором. Приемлемая степень обессеривания обеспечивается для разного сырья в довольно широких пределах – при мольном отношении водород : сырье (Н2 : С) от 5 : 1 до 15 : 1. Это отношение целесообразно поддерживать циркуляцией ВСГ. Однако энергетические затраты на сжатие ЦВСГ растут с ростом кратности циркуляции.
Концентрация водорода в ЦВСГ . онцентрация водорода в ЦВСГ обычно составляет 75 – 86 % об., остальное – метан, этан и другие углеводородные газы. Часть поступающих на установку балластных газов может растворяться в жидкой фазе и выводиться с установки, поэтому составы ЦВСГ и свежего водородсодержащего газа (СВСГ) обычно неодинаковы.
Катализаторы процесса. В реакциях гидродесульфирования (ГДС) серосодержащих соединений и гидрирования ароматических соединений активность проявляют оксиды и сульфиды металлов VI группы (Mo и W), промотированные металлами VIII группы. Наиболее распространенным носителем является оксид алюминия. В оксидной форме катализаторы гидроочистки представляют собой 12 – 16 % МоО3 и 3 -6 % NiO или СоО, нанесенных на А12О3. Для гидроочистки бензина применяются катализаторы состава СоО-МоО3/А12О3. Для всех остальных видов сырья базовой композицией является NiO-МоО3/А12О3.
Кобальт (никель) и молибден (вольфрам) образуют между собой сложные объемные и поверхностные соединения типа молибдатов (вольфраматов) кобальта (никеля), которые при сульфидировании образуют каталитически активные структуры. Возможно также образование на поверхности А12О3 каталитически неактивных шпинельных фаз типа алюминатов никеля (кобальта), а также молибдата или вольфрамата алюминия. Важным фактором эффективности катализатора является пористая структура. Для дизельных фракций и более тяжелых видов сырья оптимальными являются удельная поверхность 150 – 250 м2/г и средний радиус пор 60 – 100 нм. Активность катализатора растет также с уменьшением размера гранул катализатора. Современные катализаторы гидроочистки имеют диаметр гранул 1,2 – 1,4 мм. Основные требования к катализаторам гидроочистки - высокая активность, высокая селективность, стабильность, устойчивость к отравлению, механическая прочность, высокая активность после регенерации.
Р и с. 1.11. Поточная схема производства базовых масел, парафинов и церезина:
Дистиллят I - мало- или средневязкий; дистиллят II - высоковязкий; базовые масла I и II - соответственно мало- и средневязкое; базовое масло III - остаточное; товарные твердые парафины I и II - соответственно менее и более тугоплавкий
Селкт.очистка N-МП
Полученные масляные дистилляты подвергают селективной очистке с применением селективных растворителей (чаще фенола и N-метилпирролидона, реже – фурфурола). Продукты процесса – рафинат и экстракт.
Рафинат, являющийся целевым продуктом процесса селективной очистки, подвергают в дальнейшем процессу депарафинизации с целью получения масел с низкой температурой застывания. Рафинаты имеют температуру застывания +30 ÷ +40оС, а многие масла должны быть работоспособными при -30 ÷ -40оС. Традиционный процесс депарафинизации основан на ограниченной растворимости твердых углеводородов в некоторых растворителях при низких температурах. Побочный продукт процесса - твердые углеводороды. Депарафинированное масло дочищают на установке контактной доочистки с целью удаления остатков смол, следов растворителей и т.п.
Гудрон, выводимый снизу вакуумной колонны, является сырьем для получения остаточных масел. Из гудрона необходимо удалить смолисто-асфальтеновые вещества, содержание которых в нем значительно (40-70%). Это достигается в процессе деасфальтизации. Применение селективных растворителей является наиболее эффективным и распространенным в промышленности способом деасфальтизации. Очищенный от смолисто-асфальтеновых веществ гудрон – деасфальтизат – подвергается переработке аналогично масляным дистиллятам.
В процессе депарафинизации дистиллятных и остаточных рафинатов в качестве побочных продуктов получают гач и петролатум. Это сырье для производства товарного парафина и церезина. Гач содержит большое количество масла (20-50%), и для получения товарного парафина его необходимо подвергнуть обезмасливанию. При переработке остаточного сырья обезмасливанием можно считать вторую ступень фильтрования.
Асфальт деасфальтизации в смеси с экстрактами направляется
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
