15. Гидроочистка вакуумных дистиллятов. Назначение процесса. Материальный баланс. Катализаторы. Значения технологических параметров.
Гидроочистка вакуумных дистиллятов. Вакуумные дистилляты являются сырьем для процессов каталитического крекинга и гидрокрекинга. Качество вакуумных газойлей определяется глубиной отбора и четкостью ректификации мазута.
Вакуумные газойли 350—500°С практически не содержат металлорганических соединений и асфальтенов, а их коксуемость не превышает обычно 0,2 %. С повышением tKK до 540 - 560 °С коксуемость возрастает в 4-10 раз, содержание металлов - в 3-4 раза, серы - на 20-45 %. Влияние содержащихся в сырье металлов, азотистых соединений и серы проявляется в снижении активности работы катализатора за счет отложения кокса и необратимого отравления металлами.
Гидроочистка вакуумного газойля 350 -500°С не представляет значительных трудностей и проводится в условиях и на оборудовании, аналогичных для гидроочистки дизельных топлив. При давлении 4-5 МПа, температуре 360-410 °С и объемной скорости сырья 1-1.5 ч-1 достигается 89-94%-ная глубина обессеривания; содержание азота снижается на 20—30%, металлов - на 75 - 85 %, а коксуемость — на 65 - 70 %.
Универсальным способом облагораживания сырья каталитического крекинга является процесс гидроочистки.
Применение гидроочистки вакуумных дистиллятов позволяет повысить качество и выход светлых продуктов, в основном, бензина, а также существенно уменьшить образование кокса и содержание SO в дымовых газах регенератора, что имеет большое экологическое значение.
Наибольший эффект достигается при гидрировании сырья с высоким содержанием серы, азота, ароматических углеводородов, коксообразующих компонентов и металлоорганических соединений: например, при гидроочистке высокосернистых газойлей.
В результате гидроочистки сырья с высоким содержанием азот- и металлоорганических соединений стабильность работы катализатора крекинга значительно возрастает.
В обычных условиях гидроочистки вакуумных дистиллятов западносибирской нефти (давление до 5 МПа, температура 350-400 °С, объемная скорость подачи сырья 1,0-2,2 час-1) среднее уменьшение вредных компонентов составляет в % масс.: серы – 60-80, азота – 15-25, кокса (по Конрадсону) – 40-50, тяжелых металлов – 60-70, ароматических углеводородов – 10- 20.
В табл. 1 приведены данные по влиянию степени гидроочистки сырья на результаты каталитического крекинга, полученные на промышленной установке ККФ в США. Они говорят о том, что применение обессеренного сырья обеспечивает при крекинге не только увеличения выхода бензина и фракции С3 – С4 , но также способствует существенному снижению содержания серы во всех получаемых продуктах.
Это позволяет вырабатывать бензиновый компонент, не нуждающийся в дальнейшем облагораживании. Последующее облагораживание легкого газойля, компонента дизельного топлива, существенно облегчается.
На НПЗ России и стран СНГ процесс гидроочистки вакуумного дистиллята получил достаточно широкое развитие (табл. 2). Однако из-за низкого давления водорода (3,5-4,0 МПа) содержание серы в очищенном продукте, как правило, не удается снизить до уровня менее 0,25-0,30% масс. В результате, при каталитическом крекинге такого сырья получают бензиновый дистиллят, который содержит порядка 0,05-0,10% масс. серы, и дизельный дистиллят, содержащий 0,3-0,5% масс. серы. Указанные продукты нуждаются в дальнейшем гидрогенизационном облагораживании.
Радикальным решением вопроса является повышение давления в процессе гидроочистки до 8,0-10,0 МПа, что позволяет снизить содержание серы в вакуумном дистилляте до уровня 0,1-0,15% масс. Такое техническое решение применено в Рязанской НПК, что позволило существенно снизить содержание серы в бензиновом дистилляте до 100-200 ррм, в дизельном – до 0,05-0,10% масс.).
Статьи баланса |
Бензиновая фракция |
Керосиновая фракция |
Дизельная фракция |
Вакуумный газойль |
Взято: |
|
|
|
|
Сырье |
100 |
100 |
100 |
100 |
Н2 100 %-ный на реакцию |
0,15 |
0,25 |
0,40 |
0,65 |
Получено: |
|
|
|
|
Гидроочищенная фракция |
99,00 |
97,90 |
96,90 |
86,75 |
Дизельная фракция |
- |
- |
- |
9,20 |
Бензин-отгон |
- |
1,10 |
1,30 |
1,30 |
Углеводородные газы |
0,65 |
0,65 |
0,60 |
1,50 |
Сероводород |
- |
0,20 |
1,20 |
1,50 |
Потери |
0,5 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
ИТОГО |
100,15 |
100,25 |
100,40 |
100,65 |