26 Совершенствование и основные направления гидроочистки топливных фракций

Каталитическая гидроочистка - это эффективный и рентабельный процесс удаления из нефтяных фракций серы, азота и кислорода, содержащихся в виде соответствующих органических соединений для повышения чистоты и улучшения эксплуатационных характеристик топлив.

Моторные топлива (дизельное, реактивное)

• Подвергают гидроочистке с целью обессеривания и гидрирования непредельных углеводородов

• Уменьшается коррозионная агрессивность топлив

• Уменьшается склонность к образованию осадков

• Повышается теплота сгорания (например, гидрированием ароматических углеводородов в нафтеновые)

• Увеличивается цетановое число компонентов дизельного топлива.

Гидроочистка прямогонных бензиновых фракций осуществляется для улучшения показателей процесса каталитического риформинга

- защита платинового катализатора от отравления неуглеводородными соединениями (нежелательными являются компоненты, содержащие серу, азот, металлы, кислород, галогены, мышьяк).

• Гидрообессеривание газойлей – подготовка сырья для каталитического крекинга

• повышается выход и качество жидких продуктов крекинга

• значительно сокращается загрязнение атмосферы окислами серы

• уменьшается расход катализатора

• уменьшается содержания ванадия и никеля в сырье КК

Стадии процесса

• Процесс очистки нефтепродуктов от серы состоит в основном из трех стадий:

1 стадия - гидроочистка топлива (бензина, керосина, дизельного топлива) от сернистых соединений;

2 стадия - стабилизация полученного в реакторах катализата;

3 стадия - очистка ЦВСГ раствором МЭА в абсорберах.

Направления совершенствования установок гидроочистки

Реконструкции и модернизации:

• повышение производительности установки

• улучшение качества получаемых продуктов

Научные разработки можно подразделить на две группы:

• Разработка новых видов катализаторов с более высокой каталитической активностью, увеличенной механической прочностью, высоким сроком службы

• Технологические разработки, связанные с изменением технологической схемы

(применяемая аппаратура, применение горячей сепарации, изменение схемы включения ректоров)

• С целью понижения перепада давления:

• использование фильтрующих корзин

• ловушки различных конструкций

• инертный сферический материал (фарфоровые шары переменного диаметра)

• распределительные устройства

Данные приемы

• обеспечивают защиту основного слоя катализатора

• увеличивают межрегенерационный период

• изменяют ввод газосырьевой смеси по радиальной схеме (сырье, подаваемое сверху по периферии реактора, проходит через слой катализатора к центральной перфорированной трубе, по которой снизу выводятся продукты реакции)

ГО бензиновых фракций

Основная цель – подготовка сырья для каталитического риформинга (КР).

• Совершенствование установок заключается:

• интенсификация процесса

• снижение циркуляции ВСГ

• снижение давления

• снижение температуры процесса

• применение более эффективного катализатора

• увеличение сроков службы катализаторов.

• Для вторичных бензинов (коксования, ТК, висбрекинга, пиролиза) разработаны процессы облагораживания:

• селективное низкотемпературное гидрирование

• ГО в смеси с прямогонными фракциями в соотношении 1:3 на специальном катализаторе

• ГО в смеси с ДТ в соотношении 1:3 (разработка БашНИИ НП (Новоуфимский НПЗ)

• ГО с добавлением ингибиторов полимеризации

• олегомеризационное облагораживание на катализаторах полимеризации олефинов.

Селективная гидроочистка бензинов каталитического крекинга

• Позволяет уменьшить содержание серы от 0,2-0,4% до 0,07-0,1% без заметного снижения октанового числа

• Основные реакции:

- гидрогенолиз сернистых соединений

- гидрирование диеновых углеводородов

• Давление – до 1,0 МПа

• Температура – 250-350оС

• Промежуточная подача холодного ВСГ в зону реакции (в 2-3 точки)

• За рубежом – процесс «Каталитическая дистилляция»

Гидрирование бензолсодержащих фракций бензинов

• Содержание бензола уменьшается с 23,0% до 0,1%

• Не приводит к снижению октанового числа (сырье – 77,0, катализат – 77,6)

• Катализатор – платиновый

• Температура – 150-350оС

• Давление – 3 МПа

ГО керосиновых фракций

• Основная цель - получение высококачественных реактивных топлив и низким содержанием гетероатомных соединений.

• Используется процесс деароматизации

• первая стадия - гидроочистка

• вторая стадия - гидрирование на специальном катализаторе

ГО ДТ

• 80% дизельных топлив подвергается гидроочистки т.к. увеличивалась переработка сернистых нефтей, выход составляет 90%.

• Более глубокое обессеривание достигается повышением давления и температуры процесса и использованием новых эффективных катализаторов.

• Гидроочистке подвергаются дистилляты вторичных процессов.

• Эффективность их гидрооблагораживания зависит от подбора катализатора

Наиболее целесообразно вести процесс в смеси с прямогонным ДТ. Это облегчает регулирование температурного режима в реакторе

• Производительность установок – более 70 млн. т/год по сырью

• Основная задача – переход на производство экологически чистого дизельного топлива (ЭЧДТ)

• Две схемы решения этой задачи

• Первая схема – двухступенчатое гидрирование сырья (1 стадия – до содержания серы 50-100 ppm в присутствии сероустойчивого катализатора, 2 – стадия – гидрирование (деароматизация) в присутствии платинового катализатора)

• Температура – 240-340оС

Давление – 3-5 МПа

• Вторая схема – одностадийное гидрирование на сероустойчивом катализаторе (никельмолибденовый, никельвольфрамовый)

• Давление – 5-10 МПа Температура – 320-420оС

ГО вакуумных дистиллятов

• Вакуумные дистилляты с температурой кк-500оС

• Цель – подготовка сырья для каталитического крекинга

• Параметры:

- Давление - 4-5МПа,t - 360-400 0С,Степень обессеривания - 90%

• Содержание азота снижается на 20-25%, металлов - на 80%, ароматики – на 10%, коксуемость – на 70%.

• При использовании катализатора Г-168ш – степень обессеривания 92%, катализаторов марок Б, В - 95-96%.

• Гидроочистка тяжелых дистиллятов с кк-560оС и дистиллятов вторичных процессов обычно проводят в смеси с прямогонными дистиллятами в соотношении 1:3.

• Направления совершенствования

• Замена старых реакторов (при давлении 3,5 МПа) на новые (при давлении 6-7 МПа)

• При очистки вакуумного газойля с температурой конца кипения 560оС – в схему включать форреактор (с дешевым или отработанным катализатором)