Блок гидроочистки установки каталитического риформинга. Процесс гидроочистки. Реакции сернистых соединений

3. БЛОК ГИДРООЧИСТКИ УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА

 Л – 35 – 11/1000.

3. БЛОК ГИДРООЧИСТКИ УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО

РИФОРМИНГА Л – 35 – 11/1000.

Назначение установки – каталитическое риформирование прямогонных бензиновых фракций с целью получения высокооктанового компонента для приготовления товарных автобензинов.

Установка Л – 35 –11/1000 в своём составе имеет :

-  блок предварительной гидроочистки исходного сырья с отпаркой газов реакции;

-  блок каталитического риформинга гидроочищенного сырья со стабилизацией полученного катализата;

-  блок утилизации тепла отходящих дымовых газов.

3.1. Процесс гидроочистки.

Процесс гидроочистки основывается на реакциях гидрогенизации, в результате которых органические соединения серы, азота, кислорода превращаются в углеводороды с выделением сероводорода, аммиака и воды. Указанные органические соединения являются ядом для полиметаллических катализаторов, в частности при работе блока на катализаторе серии «RG» содержание серы не должно превышать 0,5 ppm, поэтому реакции гидрирования являются основными.

Превращения указанных веществ происходят на гидрирующих катализаторах  ГО-83, ГО-86 и РКФ-1. Летучие продукты – сероводород, аммиак, хлористый водород и вода удаляются путем отпарки гидрогенизата.  Металлы, содержащиеся в сырье, в условиях гидроочистки практически полностью отлагается на катализаторе.

3.1.1. Реакции сернистых соединений.

В зависимости от строения сернистых соединений, они превращаются в парафиновые или ароматические углеводороды с выделением сероводорода.

1. Меркаптаны:

RSH + H₂ → RH + H₂S

2. Сульфиды:

R – S – R’ + 2H₂ → RH + R’H + H₂S

CH₂—CH₂

│        │      + 2H₂ → CH₃―(CH₂)₂  ―CH₃ + H₂S  

CH₂    CH₂

S

3. Дисульфиды:

R – S – S – R’ + 3H₂ → RH + R’H + 2H₂S

4. Тиофены:

 

+ 4H₂ → C₄H₁₀ + H₂S

         S

5. Бензтиофены:

                                                                    

―C₂H₅

+ 3H₂ →                                  + H₂S

S

Наиболее трудно поддаются превращениям циклические соединения ―        тиофены и бензтиофены.

3.1.2. Реакции кислородных соединений.

 OH

 

+ H₂ →                     + H₂O

3.1.3. Реакции азотистых соединений.

1. Пиррол:

+ 4H₂ →  C₄H₁₀ (i-C₄H₁₀) +  NH₃   

N

H   

2. Хинолин:

 

                                                                                    C₃H₇

+ 4H₂ →                               + NH₃                                                       

N            

3. Пиридин:

+ 5H₂ →  C₅H₁₂ (i-C₅H₁₂) + NH₃

N

В прямогонных бензиновых фракциях содержатся также органические соединения имеющие в своём составе  галоиды (обычно хлор) и некоторые металлы (Pt, Cu, As и др.). При гидроочистке органические соединения, содержащие металлы и галоиды, разрушаются, металлы отлагаются на катализаторе, а хлористый водород удаляется при отпарке. Кроме того, при гидроочистке протекают реакции связанные с образованием хлорида аммония и кокса. При повышенных температурах возможно частичное дегидрирование нафтеновых углеводородов.

Равновесие реакций гидрогенолиза сернистых, азотистых и кислородсодержащих соединений в условиях гидроочистки обеспечивают практически полное удаление серы, азота и кислорода в виде сероводорода, аммиака и воды. Глубина очистки бензиновых фракций лимитируется скоростью реакций гидрогенолиза и зависит от активности катализатора и параметров проведения процесса.

3.2. Влияние параметров процесса на гидроочистку бензиновых фракций.

Глубина очистки бензиновых фракций зависит от температуры процесса, парциального давления водорода, от сырья, а стабильность работы катализатора зависит также от соотношения расхода водородсодержащего газа к расходу сырья и селективности катализатора.

3.2.1. Температура.

Гидроочистка бензиновых фракций проводится при температурах от 300 – 360˚С и зависит от состава сырья и активности катализатора..

С повышением температуры интенсивность реакций гидрообессеривания, гидрирования непредельных углеводородов увеличивается. Однако, при температурах выше 400˚С интенсивность реакций гидрообессеривания, а особенно гидрирования ненасыщенных углеводородов снижается. Это связано с возрастанием доли реакций гидрокрекинга. При гидрокрекинге снижается выход жидких продуктов, увеличивается отложение кокса на катализаторе и сокращается тем самым срок его службы.

В начале рабочего цикла устанавливается минимальная температура обеспечивающая заданную глубину очистки сырья, повышение температуры следует производить при снижении активности катализатора, для поддержания определённой степени очистки сырья.

3.2.2. Парциальное давление водорода.

Глубина очистки растёт с увеличением парциального давления водорода, которое зависит от общего давления в системе и концентрации водорода в ВСГ. Повышение общего давления способствует увеличению срока службы катализатора и глубины очистки. Это связано с увеличением концентрации реагентов в единице объёма.

Для данной установки технологическое давление в реакторе до 42 кгс/см², что при объёмной скорости подачи сырья 3 ч^-1 обеспечивает глубину гидроочистки сырья риформинга до требуемых количеств 0,5 ppm.