Теоретические основы и технология гомолитических процессов нефтепереработки. Технология процесса Мерокс – окислительной демерпаптанизации сжиженных газов

Лекции по технологии глубокой переработки нефти в моторные топлива

, д. т. н. проф. каф. ТНГ

ТЕМА 8 Теоретические основы и технология гомолитических процессов нефтепереработки

• Теоретические основы и технология процессов паровой каталитической конверсии (КПК) углеводородов для производства водорода
• Технология процесса Мерокс – окислительной демерпаптанизации сжиженных газов
• Технология процесса Клауса – окислительной конверсии сероводорода в элементную серу
• Каталитическая изомеризация (КИЗ) пентан-гексановой фракции бензинов
• Теоретические основы и технология гидрокаталитических процессов облагораживания нефтяного сырья
• Теоретические основы и технология процессов гидрокрекинга (ГК) вакуумного газойля

2

Теоретические основы и технология процессов паровой каталитической конверсии (КПК) углеводородов для производства водорода

Целевой продукт КПК – водород, использованный гидрокаталитических процессах облагораживания дистиллятных фракций нефти. Количество водорода, получаемого на установках КР, недостаточно для обеспечения в нем потребности гидрокаталитических процессов при углубленной и углубленной и глубокой переработке сернистых, особенно высокосернистых нефтей. Предпочтительным сырьем КПК являются природные или нефтезаводские газы, а также прямогонные бензины, в элементном составе которых содержание водорода наибольшее (например, в метане 25 % масс.).

3

Конверсия метана в процессе КПК протекает по следующим уравнениям

• Термодинамически для процесса благоприятны:
  • для реакции 1 - высокие температуры и низкое давление,
  • для реакции 2 – низкие температуры.
• Процесс проводят в 2 стадии при оптимальных температурах и активных катализаторах для каждой стадии. Однако процесс проводят под повышенном давлении с целью повышения производительности и снижения затрат на компримирование водорода, направляемого на гидрокаталитические процессы. Для подавления коксообразования реакцию 1 проводят при избыточном мольном соотношении водяной пар : сырье (2:1). Конверсия метана по реакции 1 достигает практически термодинамически равновесной глубины.

4

Принципиальная технологическая схема установки для производства водорода

5

Технологический режим КПК метана

6

Технология процесса Мерокс – окислительной демеркаптанизации сжиженных газов

Целевое назначение процесса Мерокс - очистка от меркаптанов сжиженных газов КК, направляемых на процессы алкилирования, а также моторных топлив с целью снижения их коррозионной агрессивности путем превращения меркаптанов в дисульфиды. Процесс Мерокс осуществляется на основе следующих реакций:

1. Экстракция н.м. меркаптанов сырья расвором щелочи:

2. Превращение н.м. меркаптидов натрия в дисульфиды каталитическим окислением воздухом:

3. Превращение неэкстрагированных в.м. меркаптанов сырья в дисульфиды каталитическим окислением:

Катализаторы процесса: фталоцеланины кобальта (металорганические внутрикомплексные соединения-хелаты) в растворе щелочи или нанесенные на твердые носители (пластмассы и др.).

7

Принципиальная технологическая схема процесса каталитической окислительной демеркаптанизации углеводородного сырья «Мерокс»

I — сырье; II — воздух; III — регенерированный раствор щелочи («Мерокс»); IV — отработанный воздух; V — дисульфиды; VI — циркулирующий раствор щелочи («Мерокс»); VI — свежая щелочь; VIII — очищенный продукт

Аппараты: К-1 – колонна – абсорбер сероводорода; К-2 – щелочной экстрактор меркаптанов; Р-1 реактор окисления низкомолекулярных меркаптидов натрия; Р-2 реактор окисления высокомолекулярных меркаптидов натрия; С-1, С-2 – отстойник щелочи; С-3, С-4 – сепараторы отработанного воздуха и дисульфида.

8

Технология процесса Клауса – окислительной конверсии сероводорода в элементную серу

Целевое назначение – утилизация Н2S , получаемого на гидрокаталитических процессах, установок аминной очистки нефтезаводских и природных газов путем превращения его в элементную серу. Процесс Клауса осуществляется в 2 стадии:

2. Среднетемпературная каталитическая конверсия Н2S и SО2: где n-валентность серы (от S2 до S8). Традиционным катализатором Клауса являлся боксит, ныне- активные термостабильные на основе оксида алюминия.

9

Технологический режим установки

10

Принципиальная технологическая схема установки получения серы из сероводорода по методу Клауса

I — сероводород; II — воздух; III — сера; IV — водяной пар; V — газы дожига; VI — конденсат

11

Каталитическая изомеризация (КИЗ) пентан-гексановой фракции бензинов