Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Калечиц И.В. Химия гидрогенизационных процессов в переработке топлив

.pdf
Скачиваний:
31
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
15.06 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

табл. 4

 

 

Объемная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Давле­

Темпера­

скорость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лите­

ние,

тура,

(проточи.

Катализаторы

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные результаты

 

 

 

 

рату­

кгс/см г

уст.),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ра

 

 

ч-»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150-260

Со + Мо на А12 03

\

 

m

Приведена сводка наиболее применяемых процессов

 

310-430

Со+Мо на А12 03

]

( 1

>

гидрооблагораживания бензина, получаемого в про­

 

 

 

 

 

 

 

цессе производства этилена. Наиболее распространен

 

 

 

 

 

 

 

двухступенчатый процесс фирмы Universal Oil Pro­

 

 

 

 

 

 

 

ducts

(I),

осуществляемый

с

1958 г.

Фирма British

 

170

NiS +

WS2

1

(II)

Petroleum с

1959 г. использует

одноступенчатый

про­

 

200—240

, п

п

цесс

(II), в

котором

катализатор

разделен

на

3

 

355

Со + Мо на А12 03

/

( І І

І >

слоя. На предприятии Leuna (ГДР) осуществлен

 

 

 

 

 

 

 

двухступенчатый

процесс

с

двумя

разными

ката­

 

 

 

 

 

 

 

лизаторами ( I I I ) .

Модификации

гидроочистки

пиро-

 

 

 

 

 

 

 

конденсата разработаны также фирмами Kellogg (1962 г.)

 

 

 

 

 

 

 

и Houdry

(1963 г.). (QM.1 9 3 , 2 1 3 , 2 3 ° , 2 8 1 , soi)

 

 

 

 

343—413

Со + Мо на А1 2 0 3

(I)

 

Дается

сводка

и общая

характеристика

процессов

 

Различные (II)

 

 

 

гидрооблагораживания

смазочных

масел *:

гидродо-

 

 

 

 

 

 

 

очистка

(I),

гидроочистка

и глубокая

очистка

(II).

 

 

 

 

 

 

 

Процесс осуществляется в относительно мягких усло­

 

 

 

 

 

 

 

виях, удаляются нестабильные компоненты и неугле­

 

 

 

 

 

 

 

водородные примеси. Из последних легко удаляются

 

 

 

 

 

 

 

соединения, содержащие кислород и серу,

относительно

 

 

 

 

 

 

 

трудно

(на

10—25%) азотсодержащие

соединения.

 

 

 

 

 

 

 

В процессе I I протекают реакции

изомеризации

(осо­

 

 

 

 

 

 

 

бенно парафинов), гидрирования и деструкции поли­

 

 

 

 

 

 

 

циклических

соединений;

образуются

высокоиндекс­

 

 

 

 

 

 

 

ные масла. При осуществлении процесса в более жест­

 

 

 

 

 

 

 

ких условиях индекс вязкости увеличивается, но вяз­

 

 

 

 

 

 

 

кость и выходы при этом

снижаются

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приводится неполная

сводка работ по

гидроочистке

 

370-454

 

 

 

 

 

и гидрокрекингу

нефтяных

остатков **

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подробное описание результатов, полученных в про­

 

 

 

 

 

 

 

цессе

Н-Оіі

(см.3 2 8 > 3 2 9 ) . Два реактора

установки по-

 

 

 

 

 

зволяют добавлять и выводить катализатор. При гид­

 

 

 

 

 

рокрекинге

остатков

катализатор

добавлялся

1 раз

 

 

 

 

 

в сутки, при обессеривании масел 1 раз в несколько

 

 

 

 

 

суток. Продолжительность жизни катализатора от 39—

 

 

 

 

 

40 м3 /кг до

9,3 м3 /кг.

Обессеривание остатков

самых

40

 

 

 

 

различных нефтей достигалось на 75—80%

 

70-150

1,0

Pd

сульфидированный

Испытан новый катализатор гидростабилизации пи-

50***

200

 

A l + Co + Mo

роконденсата (см.3 6 0 )

 

 

 

 

 

Промывка

растворителями закоксованного катализа­

 

 

 

 

 

тора гидрокрекинга снижает на 60% содержание

кокса

28-40

380—400

0,8-1,2

А1 +

Со + Мо;

и

облегчает

последующую регенерацию

катализатора

Al + Ni +

В промышленных условиях гидроочистки дизельного

 

 

 

+ Mo

 

топлива сравнивались два катализатора. Через

20 ме­

 

 

 

 

 

сяцев алюмоникельмолибденовый

катализатор

после

 

 

 

 

 

регенерации

не отличался по активности от свежего,

 

 

 

 

 

а

алюмокобальтмолибденовый — несколько снизил ак­

 

 

 

Ni или Pd на

тивность (см. 2 9 6 )

 

 

 

 

цеолитах

Разработана технологическая схема сочетания про­

 

 

 

 

 

цессов гидрокрекинга и дегидрирования,

позволяющая

 

 

 

 

 

 

 

перерабатывать прямогонные тяжелые бензины в вы­

100

425

1,0

 

Различные

 

сококачественные автомобильные

бензины

 

 

Сравнивались катализаторы второй ступени двухсту­

 

 

 

 

 

 

 

пенчатого гидрокрекинга вакуумных дистиллятов в мо­

 

 

 

 

 

 

 

торные топлива. Испытаны железные, никелевые, пла­

 

 

 

 

 

 

 

тиновые, хромовые, молибденовые

и другие окисные

 

 

 

 

 

 

 

и сульфидные катализаторы на различных носителях.

 

 

 

 

 

 

 

Лучшими оказались Ni и Pt на алюмосиликатах, глав­

 

 

 

 

 

 

 

ным образом никель в частично осерненной форме.

 

 

 

 

 

 

 

Определены нормы очистки сырья от азота в первой

 

 

 

 

 

 

 

ступени; эти нормы тем жестче, чем ниже давление во­

50

400—440

1,0—1,5

Fe на

алюмосиликате

дорода на

второй ступени

 

Проведен опытный пробег установки гидроочпстки

 

 

 

 

 

 

 

дизельного топлива. Из сырья с 0,8—0,9% серы полу­

 

 

 

 

 

 

 

чено товарное дизельное топливо

с 0,19—0,28% серы

* См. также ССЫЛКИ 246,

282,

323—325,

330,

347.

 

 

 

**

См. также ССЫЛКИ 275,

277,

286, 290,

304,

307, 328, 329,

332, 336, 340,

351—358.

 

***

Время контакта (стационарная установка) 4 ч.

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

табл. 4

 

 

Объемная

 

 

 

Давле­

Темпера­

скорость

Катализаторы

Основные результаты

Лите­

ние,

тура,

(проточн.

рату­

кгс/см2

°С

уст.),

 

ра

50

350-425

0,5-5,0

А1 + Со + Мо

 

100

 

 

AI + Со + Мо;

А1 + Ш +

 

 

~

+ Со

 

 

 

 

 

50-150

360-385 0,42-

AI + Со + Мо

 

100

380-420

1,09

Pt на алюмосиликате

0,24—

 

 

0,94

 

 

50

380-390 V

 

А1 + Со + Мо

 

50

400—460

1,0—1,3

WS2

 

20

350-465

0,5

Al + Со + Mo; WS2

250

400-440 0,5-1,6

WS2 + NiS на

A l 2 0 3

50-250

425

1,0

Со + Мо на А12 03

100

400--450 1,0-3,0 Al + Ni + Mo

 

Показано,

что продукт

экстракции

керосино-газой-

370

левой фракции высокосернистой нефти обводненным

 

пиридином может быть гидроочшцен. После этого он

 

становится

пригодным

либо для каталитического кре­

 

кинга, либо для высокотемпературной

гидрогенизации

 

с получением ароматических углеводородов Сб —С1 0

371

Гидрированием

в одну или две ступени из фракций

360—500 °С

сернистой

нефти

получены

различные

 

типы депарафинированных моторных масел, успешно

 

прошедших моторные

испытания

 

 

 

372

Гидроочисткой тяжелого вакуумного дистиллята в пер­

вой ступени

и гидрокрекингом — во второй

ступени

 

можно получить 60% масел, в том числе высокоиндекс­

 

ных, и 40% топлив, в том числе 30% зимнего дизельного

 

топлива

 

 

 

 

 

 

 

 

 

373

Технические парафины и гачи в одноили двухсту­

пенчатом процессе могут быть переработаны в высоко­

 

индексные

смазочные

масла

 

 

 

 

374

Вязкие масла (авиационные, трансформаторные и ма­

сла для

прокатных

станов)

получают

смешением

 

продуктов

гидрирования

и гидрокрекинга

деасфальти-

 

рованных гудронов

 

 

 

 

 

 

375

Глубоким гидрированием фракций сырой нефти,

выкипающих

при 300—400 °С, и фракций

продуктов

 

каталитического

крекинга, выкипающих

при 200—

 

500 °С, получены

специальные

нафтеновые и компрес­

 

сорные масла

 

 

 

 

 

 

 

376

При переработке вакуумного газойля из смеси сер­

нистых нефтей, содержащих 2,16% серы,

получены

 

гидрогенизаты с^0,06—0,26%

серы (в зависимости от

 

давления). Выход тяжелой фракции, выкипающей выше

350 °С, равен 38,3—50,9%. При возвращении этой фрак­

 

ции в цикл выход моторных топлив до 90% , в том числе

 

81—82% малосернистого дизельного топлива

377

Гидрокрекинг в трехфазном

псевдоожиженном слое

катализатора разработан на холодной модели (см.3 3 6 )

 

и проверен на пилотной установке с дистиллятным

 

сырьем и мазутом арланской нефти. Глубина

расщепле­

 

ния и обессеривания значительно больше,

чем в не­

 

подвижном слое катализатора

(см.3 6 2 ). Из

мазута с

 

4,11% серы получено 4,9% бензина, 51,2% дизельного топлива и 38,5% остатка >360° С, содержащего 0,84% серы

100

400--450

1,0-3,0

То же

Гидрокрекинг

в

циркулирующем

потоке

катализа­

378

 

 

 

 

тора проверен на пилотной установке мощностью

 

 

 

 

 

10—35 кг/ч на

обессоленной

отбензиненной

нефти и

 

 

 

 

 

вакуумном

дистилляте.

Расход водорода 0,99—1,12%;

 

 

 

 

 

выход гидрогенизата 89,2—91,0%; содержание серы

 

 

 

 

 

снижается с 1,70-2,01

до

0,25-0,31%.

Остаток

 

 

 

 

 

>330 °С с 0,52% серы может быть получен с выходом

 

 

 

 

Алюмосиликат

35,9%

на нефть. ( С м . 2 6 3 , 2 6 4 , г 9 ° , 3 °7 )

 

 

 

 

 

379

50—140

430--480

1,0

В

схеме

Варга

катализатор FeS04

на

полукоксе

70—140

340--430

0,5-1,5

Окись металла на А12 03

заменен

природным

алюмосиликатом

с

7%

FeS04.

 

 

 

 

 

В первой

 

ступени

удаляется

30% серы,

во второй —

 

 

 

 

 

89,5%

оставшейся.

Из

отбензиненной

романікинской

 

 

 

 

 

нефти получено

41,35% фракции

до

280 °С ((0,0%

 

 

 

 

 

серы, 26,1% фракции 280-360 °С (0,12% серы), 19,35%

 

 

 

 

 

фракции 360—445

°С (0,18% серы),

2,7%

фракции

 

 

 

 

 

445—520

°С (0,17% серы),

6,3% фракции

>520 С

 

100

380--410

0,5-1,0

?

Разработан

катализатор,

устойчивый

в

условиях

380

 

 

 

 

гидроочистки

остатков. При очистке

до 1%

серы он

 

 

 

 

 

работает

 

1500 ч. При 300 кгс/см2 срок службы

увели­

 

 

 

 

 

чивается в 2—3 раза. Регенерация его, однако,

затруд­

 

 

 

 

 

нена, так как он адсорбирует из сырья до 1—3%

никеля

 

 

 

 

 

И 1,5—5,0%

ванадия.

Рекомендуется для переработки

 

 

 

 

 

деасфальтизатов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т.

W

 

 

Объемная

Давле­

Темпера­

скорость

ние,

тура,

(проточи.

кгс/см 2

°С

уст.),

 

 

ч - і

— —

100 400—450 1,0

40-60 49-249

150-300 360-440

40 390-430

1,5-1,8 70-90 450-920

100 180-200

50 И 30 380-400 2 и 5—6

28-84 204-371

Ниже

177—316

6,0

обычно­

 

 

го

Продолжение табл. 4

-

Катализаторы

WS2 + NiS на А12 03 (фторпрованный)

A l + N i + Mo и А1 + Со + + Mo

А1 + Мо + Со

Гіалладпевый

Ni + Cr

Al + Co + Mo

То жэ

На основе благородных металлов

 

 

 

 

 

л и т е-

 

 

Основные результаты

 

рату-

 

 

 

 

 

ра

Сообщается о работе пилотной установки (в Канаде)

381

для гидрокрекинга тяжелых остатков, пеков и битумов.

 

В установке использован принцип процесса

Kombi-

 

verfahren (см.1 *8 )

 

 

 

С целью подбора условий одноступенчатого гидро­

382

крекинга вакуумных газойлей до средних дистиллятов

 

испытаны различные катализаторы. Разработан новый

 

катализатор (фторированный), на котором при степени

 

превращения 53,5—69,5% образуется 76—78% фрак­

 

ций >150° С. Катализатор работает 1800 ч, после чего

 

в сырье нужно добавлять фтор (в виде фтортолуола)

 

Описан опыт работы самой крупной в мире установки

383

гидрокрекинга. Установка состоит из двух блоков

 

типа

«изомакс»: первый — одноступенчатый,

перера­

 

батывающий деасфальтизат на сырье для каталитиче­

 

ского

крекинга: второй — двухступенчатый, перераба­

 

тывающий газойли каталитического крекинга на бен­

 

зин и реактивное топливо. Комбинирование с катали­

 

тическим крекингом существенно улучшило показатели

 

и производительность второго

блока

 

 

Описан двухступенчатый процесс гидростабилизации

384

пиробензинов (фирма Kellogg). В первой ступени диены

 

и ацетиленовые углеводороды селективно гидрируются

 

до моноолефинов; продукт первой ступени может быть

 

добавлен в товарный бензин.

Во второй ступени гид­

 

рируются моноолефины и разрушаются сернистые сое­

 

динения, чтобы подготовить продукт к экстракции аро­

 

матических

углеводородов. (См.3 6 0 )

 

385

Разработана и проверена в полупромышленном мас ­

штабе схема получения малосернистого котельного

 

топлива из

высокосернистых!

нефтей с высоким со ­

 

держанием металлов. Схема включает деасфальтизацию мазута (в которой удаляется 90—95% Ni, V, порфиринов и асфальтенов) и гидрирование деасфальтнзата (ср.3 8 0 ) с последующим смешением с гидроочищен­ ным газойлем. Выходы (на нефть): 24,7% бензинов, 5,4% легкого газойля, 25,0% газойля, 39,6% котель­ ного топлива с 1% серы. Расход водорода 0,45%. Катализаторы новые, разработанные на основе стан­ дартных Al + Ni + Mo и Al - f Со + Mo

На примере гидроочистки сырой хайфинской нефти (см.3 5 4 ) сравнены катализаторы с различной кажущейся плотностью. Лучшим катализатором оказался катали­ затор с меньшей кажущейся плотностью

При гидродеалкилировании алкилароматических сое­ динений в качестве донора водорода использован 9,10дигидрофенантрен

Достигается полное гидрирование диенов (бутади- ена-1,3) при гидрировании фракции С4 газов крекинга, к-бутилен и изобутилен затрагиваются незначительно Осуществлено селективное гидрирование циклопентадиена и его димера в циклопентен. Гидрирование побочных продуктов дает бензин с октановым числом 76 Глубоким гидрированием бензинов вторичных про­ цессов получено высококачественное сырье для ката­ литического риформинга с содержанием серы менее

0,003%, азота 0,0002% Доказано, что осернение катализатора сероводородом

снижает коксообразование на 25—30% и увеличивает межрегенерационные пробеги в процессах гидроочистки и гидрокрекинга

Рекламируется новый процесс Unisar — гидрирова­ ние ароматических углеводородов в реактивном то­ пливе. Катализатор не требует предварительной гид­

роочистки

сырья

 

 

Рекламируется новый процесс глубокого гидрирова­

ния для

получения

высококачественных керосинов

и

реактивных

топлив.

Катализатор регенерируемый,

с

длительным

сроком

службы

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 4

 

 

Объемная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лите­

Давле­

Темпера­

скорость

 

Катализаторы

 

 

Основные

результаты

 

ние,

тура,

(проточи.

 

 

 

 

рату­

кгс/см 2

°С

уст.),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ра

 

 

ч - і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

275-315

6,0

Благородный

металл

Указывается, что при получении керосинов и реак­

 

 

 

на

специальном

носителе

тивных топлив (см. выше)

почти не образуется

газооб­

 

 

 

 

 

 

разных продуктов; можно получать реактивное топливо

 

 

 

 

 

 

с высотой

некоптящего

пламени

до 44 мм и

большой

 

 

 

 

 

 

ассортимент растворителей с содержанием ароматиче­

 

 

 

 

 

 

ских углеводородов менее 1 %

 

 

 

 

 

130-250

 

AI + Со+Мо

 

Описаны

различные

варианты

 

гидростабилизации

 

20

 

Pd

 

 

бензинов пиролиза (см.3 6 0 ). Достигается полное удале­

 

350

 

Со + Мо

 

ние диенов; индукционный период бензинов возрастает

 

 

 

 

 

 

до > 360 мин

 

 

 

 

 

 

 

445

 

Fe

(I); FeO + NiS с до­

Приведены более подробные данные о комбиниро­

 

 

 

бавками W, Cr,

Zn (II);

ванном

способе переработке

нефтяных

 

остатков

 

 

 

Al+Co+Mo

 

(см.3 8 1 ). Содержание серы в бензине

и реактивном то­

 

 

 

 

 

 

пливе 0,27%, в дизельном

топливе

0,67%,

в

остатке

 

 

 

 

 

 

1,04%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

410-430

0,3-1,0

Al + Co + Mo

 

Продолжение исследований по прямой гидроочистке

 

 

 

 

 

 

хайфинской нефти (см.3 8 6 ). Делается вывод о необхо­

 

 

 

 

 

 

димости предварительного удаления асфальтенов и при­

 

375—450

 

A l + Ni + Mo;

A1 + MO +

менении

широкопористых

катализаторов

 

 

 

 

Изучалось обессеривание нефтяных остатков из нефти

 

 

0,4

+ Co

 

АРЕ. Достигнуто снижение содержания серы

до 1%

 

 

Нечувствительный к сере

Описаны два варианта гидрокрекинга тяжелых ди­

 

 

 

и азоту (I); расщепляющий

стиллятов

 

коксования

и

каталитического

крекинга

 

 

 

(H)

 

 

по обычной двухступенчатой и «совмещенной» схеме,

 

 

 

 

 

 

в которой гидрогенизат первой ступени подается на

 

 

 

 

 

 

вторую без разделения продуктов. Выход дизельных

 

 

 

 

 

 

топлив от 74,5 до 83,5%. Содержание серы

снижается

 

330-360

 

Al + Co + Mo (осерненный)

с 2.39 до 0,01%

 

 

 

 

 

 

 

0,5-2,5

Изучено

гидрирование

ароматических углеводородов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и их смесей в присутствии 0,1—20,0% водяного

пара.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Присутствие последнего тормозит гидрирование за счет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

адсорбционного вытеснения; в наибольшей степени

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тормозится гидрирование

моноциклических

углеводо­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

родов, за счет чего повышается селективность гидриро­

 

40

1,0

Pt

на

цеолитах

разного

вания

бициклических

углеводородов

 

 

 

 

 

 

состава

 

 

 

 

 

 

Изучен гидрокрекинг легких парафиновых углево­

401

 

 

 

 

 

 

 

 

дородов с целью получения изобутана и изоцентана,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

используемых в синтезе мономеров для синтетического

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

каучука. Наиболее подходят катализаторы со средней

 

Повы­

205—288

Pt

на

А12 03

(обработан­

гидрирующей

активностью

 

 

 

 

нафты

402

шенное

 

ный

HCl, S0

2

C1

2

и снова

В мягких условиях из пентана, гексана и

 

 

 

 

получают сжиженный

бытовой газ (соответственно 76,

 

 

 

HCl)

 

 

 

 

 

 

 

86 и 102 объемн. % за проход)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I Сопоставлены результаты гидрокрекинга

различного

403

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сырья на стационарном и движущемся

катализаторах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первые

более

эффективны

по удалению серы,

азота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и кислорода при низких объемных скоростях, вторые —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при более высоких. По выходу нафты катализаторы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

различаются только при низких объемных скоростях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описано модифицирование носителя

кобальтмолибде-

404

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нового катализатора для гидроочистки мазутов (см.3 8 5 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

добавками 1,5—3,1%

металлов второй

группы. Окиси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Be, Mg, Ca, Sr, Zn и Cd увеличивают объем микропор

 

200

387

С о + м о

на AI0O3

и активность катализатора, а окись

В а — уменьшает

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изучалось

прямое

обессеривание

 

тяжелых

масел

405

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и сырых нефтей на катализаторе повышенной активно­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сти в системе с движущимся слоем катализатора. Ак­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тивность катализатора повышается с увеличением со­

 

 

343-455 0,3-3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

держания СоО и MoOs . Из остатка с 4,26% серы полу­

 

35-200

 

 

 

 

 

 

 

 

чен продукт, содержащий 0,9% серы

 

 

 

Gulf-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рекламируется процесс гидроочистки мазутов

406

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HD S.

В

промышленных

условиях

содержание

серы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Умерен­

343-400

 

 

 

 

 

 

 

 

снижено

с 4 до 0,87%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рекламируется применение процесса

«изомакс» фир­

 

ное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

407

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мы Chevron Research для гидроочистки нефтяных ос­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ni + V

 

 

 

 

 

 

татков. Содержание серы снижено с 3 до 1 % и

ниже

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описывается

новый

процесс гидроочистки

нефтяных

408

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

остатков. Содержание

серы

снижено

с 5,2 до 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объемная

Давле­

Темпера­

скорость

ние,

тура,

(проточи,

кгс/см"

°С

уст.),

 

 

ч-і

70 371-427 0,25-2,0

105-280

Продолжение табл. 4

Лите­

Катализаторы Основные результаты рату­ ра

NiCl2 на алюмосиликате с 6% А1 2 0 3 + НС1

Для

улучшения качества

реактивного

топлива ре­

409

кламируется процесс (фирма Shell Oil) глубокого (на

 

90%) гидрирования ароматических углеводородов до

 

нафтенов. Используется регенерируемый

катализатор,

 

содержащий

благородный

металл;

срок

работы 3—

 

5 лет. Допустимое содержание серы в сырье ~0,0005% .

 

Гидрогенизат используется для компаундирования (1:1)

 

с прямогонным

керосином

 

 

 

 

 

 

 

 

Катализатор,

содержащий

хлор,

 

лучніе

удаляет

410

азот, чем обычные никелевые, молибденовые и вольфра­

 

мовые катализаторы. Из сырья с 0,315% а з о т а и 0,888%

 

серы удалено до 95% а з о т а .

А з о т выделяется

в

виде

 

NH4 C1. Для поддержания активности катализатора

 

добавляется

 

газообразный

хлористый

в о д о р о д

в

отно­

 

шении Cl : N =

9,4

 

 

 

 

 

 

 

 

Обобщены данные о масштабах использования

гид­

411

рокрекинга: имеется 50 установок мощностью 122 тыс.

 

м3 /сут

и строится еще 17 мощностью

58,5 тыс. м3 /сут.

 

Отмечается продолжающаяся тенденция (см.1 6 ) вовлече­

 

ния в переработку все более

тяжелого

сырья. Приве­

 

дены типичные выходы продуктов гидрокрекинга: при

 

получении

сжиженного газа

(97,9 объемн. %

углево­

 

дородов С3

+

С4 , 32,3 объемн. % углеводородов

Сб +

 

+ Cg), при получении бензина (122,3 объемн. % фрак­

 

ции С4

— 204,4 °С), реактивного топлива

(суммарный

 

выход

123,2 объемн. %, в

том числе

58,9 объемн. %

 

реактивного топлива). Указывается на некоторые успехи

 

усовершенствования катализаторов и доведение меж-

 

регенерационных

пробегов до двух и более лет. Кратко

 

характеризуются

тенденции

сочетания

гидрокрекинга

 

с другими процессами: с каталитическим риформингом,

каталитическим крекингом и с исчерпывающим гидри­ рованием турбинного топлива, а также использование

его вместо каталитического

рнформинга

 

 

Отмечается,

что

при

гидрокрекинге

остаточного

сырья, в отличие

от дистиллятного,

имеют

место

затруднения,

связанные

с

присутствием

в

остато­

чном сырье

повышенных

количеств

серы

и

азота,

а также асфальтенов, солей и металлоорганических сое­ динений. Сообщается об испытании в процессе Н-Оіі (см.3 6 3 ) нового микросферического катализатора: из остатка с 2,08% серы (75% кипит выше 524 °С) при рас­ ходе водорода 116м3 3 получено 103,1 объемн. % продукта с 0,44% серы, в том числе 8% бензина, 33,9% дизельного топлива, 32,4% газойля и 25,7% котельного топлива (>524 °С) с 0,93% серы

Описывается опыт работы первой промышленной установки процесса RCD-Isomax (см. 3 5 6 ) и дальнейшие усовершенствования катализатора этого процесса. Ус­ тановка построена фирмой Idemitsu (Япония), мощность 6360 м3 /сутки. В испытательном пробеге при расходе водорода 148 м3 3 получено 1,1% бензина, 6,1% среднего дистиллята (0,03% серы) и 94,1% котельного топлива (1,02% серы) из отбензиненной нефти, содер­ жавшей 3,90% серы. Все данные относятся к выработке котельного топлива с 1% серы. Если вырабатывать топливо с 1,4% серы, срок работы катализатора про­ длится до 11 месяцев. Пущены еще две установки, которые работают удовлетворительно. На одной из них

из нефти с 3,99% серы получено 98%

котельного то­

плива с 1 % серы

гидрокрекинга

Обобщаются данные по применению

для производства смазочных масел

(см.3 6 1 , 3

7 1 - 3 7 5 ) .

К середине 1970 г. работали три промышленные

уста­

новки. Гидрокрекинг несколько выгоднее экстракции растворителями, причем это преимущество тем больше, чем выше индекс вязкости масла. Высокоиндексные масла можно получать только гидрокрекингом. Лучшее сырье — парафинистое

Давле­

 

Объемная

Темпера­

скорость

ние,

тура,

(проточи.

к гс/ем2

°С

уст.),

— —

40 320-400 0,25-1,0

50 625-700 0,75-4,1

100 400-425 1,4

150

380—450

1,0

 

 

Продолжение табл. 4

 

 

Основные результаты

Лите­

Катализаторы

 

рату­

 

 

 

ра

Приводится обзор патентов по катализаторам гидро­

415

 

крекинга дистиллятов и мазутов.

 

Pt на цеолите

Сопоставлены

выходы легких изоалканов — сырья

416,

 

для получения

мономеров для CK — из парафинов,

417

 

 

нафтенов

и

ароматических

углеводородов

С6 — С п .

 

 

 

Лучшее

сырье — парафины

С8 —С9

, но приемлемы и

 

 

 

смеси углеводородов

С7 —Сл

(бензин с т. кии. 85 —

 

 

 

200 °С). При переработке широкой

фракции

катализа­

 

 

 

тор должен

обладать

высокой

гидрирующей

актив­

 

 

 

ностью- (ср.4 0 1 )

 

 

 

 

 

 

 

418,

Без катализатора; А1 +

Концентрат ароматических

углеводородов,

получен­

419

+ Co + Mo;

Al + Ni + Мо;

ный экстракцией керосино-газойлевой фракции

высо­

 

Со + Мо на

цеолите

косернистой нефти, перерабатывается в высокоаромати-

 

 

 

зированный бензин, пригодный для извлечения аро­

 

 

 

матических углеводородов С6 —С] 0 или как высокоокта­

 

 

 

новый (октановое число 100,3) компонент. Лучший из

 

 

 

катализаторов — Mo на цеолите,

ускоряющий

гидро­

 

 

 

крекинг и гидродеалкилирование при более низкой

 

 

 

темцературе

 

 

 

 

 

 

 

 

420,

А1 + Со + Мо

Осуществлен гидрокрекинг

остаточного сырья в пи­

421

 

 

лотной

установке

в

трехфазном

псевдоожиженном

 

 

 

слое (см. также 3 7 7 ) . Содержание

серы снижено с 3,8%

 

 

 

в сырье

до

1,0%

в

маловязком

котельном

топливе.

 

 

 

Образование кокса не более 0,2% на сырье. При 400 °С

 

 

 

выход малосернистого котельного топлива из гудронов

 

 

 

ромашкинской и арланской нефти соответственно 90,4

 

 

 

и 86,3%; при 425 °С он уменьшается почти

вдвое, за

 

счет чего увеличивается выход летнего дизельного топлива

Без указания условий и катализатора рекламируется процесс переработки нефтяных остатков, разработан­ ный Французским Институтом нефти и включающий стадию «предварительной обработки», в которой адсор­ бируются поликонденсированные соединения. Содержа­ ние серы снижается во фракции 376—550 °С с 3,45 до 0,30%, в остатке >550 °С — с 5,8 до 2,35%. Без пред­ варительной обработки снижение меньше — 0,37 и 2,85% соответственно

На лабораторной установке сравнивались различные A1.+ MO-I- Ni катализаторы обессеривания остаточных фракций хайфинской и кувейтской нефтей. Изучались методы внесе­ ния активных компонентов и температуры прокалива­ ния. Активны катализаторы, приготовленные из у-А12 03 с малой кристалличностью и преимущественным радиу­ сом пор >100А. В длительных пробегах (1000—3000 ч)

производительность на опытных образцах катализато­ ров составила 6,0—9,2 м3 сырья на 1 кг против 5,6 м3 /кг у промышленных образцов

100

410

1,0

То же

Наиболее активные образцы катализаторов получены

двухстадийной

пропиткой (сначала

наносится

Мо03 )

 

 

 

 

Оптимальная температура прокаливания 600 °С, про

 

 

 

 

должительность прокаливания подбирается так. чтобы

 

 

 

 

не вызывать физических изменений структуры катали­

 

 

 

 

затора. Введение Pd и Cr понижает

активность, введе­

 

 

 

 

ние

MgO —повышает. Количество

Мо0 3

—12—15%,

 

 

 

 

NiO — 4—5%.

См. также

предыдущую

аннотацию

 

 

 

 

Сообщается о работе установки гидроочпсткп

 

 

 

 

нефтяных остатков в Японии мощностью 1,57 млн. т/год

 

 

 

 

Из

сырья

с

4,0% серы

в трех

пробегах

иолу

 

 

 

 

чено

котельное топливо с 1,0 и 1,5% серы.

В уста

 

 

 

 

новке используется процесс Gulf-HDS.

Катализатор

 

 

 

 

служил от 6 до 12 месяцев,

за это время

температура

 

 

 

 

повышалась на 100—120 °С для компенсации его дез­

 

 

 

 

активации

(см. также 4 0 в )

 

 

 

 

Давле­ Темпера­ ние, тура,

кгс/см2

15—25 300-350

Объемная

скорость

(проточи,

уст.),

ч - і

3,0-9,0

-

Катализаторы

Mo + A l ; Mo + Со + Al; Со + Ni + A l ; Pt на A l 2 O a

Продолжение табл. à

Основные результаты

Лите­

рату­

 

ра

Приводятся данные об использовании двух процессов 427 производства малосернистых котельных топлив, раз­ работанных фирмами Esso Res. и Union Oil. (см. так­

же 2 1 ) . Процесс G О-fining очищает вакуумный

дистил­

лят от серы на 87%, после смешения очищенного

проду­

кта с остатком котельное топливо содержит 1,72%

серы

против 3% в сырье. Процесс Residfining очищает

оста­

ток непосредственно и дает котельное топливо с 1% серы. Первый процесс реализован на 4 заводах, пуска­ ются еще 5; их суммарная мощность 21,2 млн. т/год. Второй процесс проходит пилотные испытания; создан

новый катализатор,

удаляющий меньше

металлов,

с большим

сроком службы

 

428

Продукт

риформинга, содержащий 68%

ароматиче­

ских углеводородов и олефины (бромное число 1048 мг

Вг2 /100 мл), селективно очищают от последних. Лучшие

результаты

получены

на катализаторе

АІ +

Со + Mo

при 350 °С, 25 кгс/см2 и

3 ч - 1 : бромное число 34 мг

Вг2 /100 мл

при том

же

содержании

ароматических

углеводородов

 

 

 

429

Сопоставляются варианты включения в схему нефте­ перерабатывающего завода процесса гидрокрекинга атмосферного остатка (RDS-Isomax) или сырой нефти (CDS-Isomax). Второй вариант несколько экономичнее. Особенностью защиты против отложения металлов является применение форкатализатора и тщательное обессоливание сырья. Катализаторы испытывалнсь в те­ чение 2000 ч

и уступают по активности сульфидным катализаторам *, но зато

легко и

полностью

 

восстанавливают

активность

при

регенера­

ции 3 5 9 - 4 3 0 . Во

многих

процессах

 

применяют и

сульфидные ката­

лизаторы **.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процессы

гидроочистки

дистиллятного

сырья

проводятся

как

в паровой, так и в жидкой фазе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Парофазные процессы

используют

для

получения бессернистых

бензинов

и

облагораживания

сырья

каталитического

рифор-

минга 3 5 9* 3 9 ° -4 2 8 ' 4 3 °"1 3

\

получения

чистой

нафты — сырья

для

пиролиза и газификации, а также

чистых

технических

растворите­

лей ***,

очистки

ароматических

 

углеводородов

от

сернистых

соединений, в

первую

очередь

для очистки

бензола

от

тио-

фена 1 9 9 > 2 0 5 ' 4 1 9 ,

4 3 0 ,

очистки

и

стабилизации

бензина

пиро­

лиза **** и бензинов вторичного происхождения на нефтеперерабаты­ вающих заводах 5 *. В двух последних группах процессов трудной и еще не решенной до конца задачей является селективная очистка бензинов от сернистых соединений с сохранением ценных олефино-

вых углеводородов.

 

 

Жидкофазные

процессы

разработаны

для очистки кероси­

нов 2 2 1 ' 2 4 3 ' 3 5 9>4 3 °' 4 3 1 ,

дизельных

топлив 6 * и

смазочных масел 7 *

от сернистых соединений. Гидроочистка смазочных масел сопрово­ ждается существенным изменением химического строения сырья (в том числе деструкцией), что приближает ее к процессам гидрокре­

кинга и гидроизомеризации при получении

высокоиндексных ма­

сел з в 1 .

 

 

 

 

Данные табл. 4 (см.

также

обобщающие

статьи

и моногра­

фии 3 5 9 > 4 3 0 , 4 3 1 ) позволяют

сделать

вывод, что проблемы

селективной

гидроочистки любых дистиллятных продуктов от сернистых, азоти­ стых и смолистых веществ в основном решены. Разработаны теоре­ тические основы управления этими процессами путем варьирования технологических параметров 4 3 1 ; в случае «трудного» сырья, т. е. сырья, содержащего много смолистых и ароматизированных компо­ нентов, помимо более жестких условий используется противоток жидкого сырья, улучшающий его контакт с водородом 2 0 4 ' 2 3 ° , а также добавка доноров водорода 274> 2 9 8>3 5 8 . В целях уменьшения расхода водорода процессы проводят в условиях, при которых наряду с гидрогенолизом сернистых соединений происходит дегидрирование нафтенов, дающее дополнительный источник водорода. Таким образом

может быть обеспечена

автогидроочистка

бензинов,

керосинов и

 

* См. ссылки 3, 6, 151, 415, 431, 432.

 

323,

338,

347, 360,

373,

**

См. ссылки 239, 241, 250, 257, 270, 288,291,

375.

См. ссылки 236, 258, 265, 271, 295, 296, 359, 430.

 

 

 

***

 

 

 

****

См. ссылки 281, 301, 360, 364, 384, 395,

430.

 

359,

428,430,

431.

6 *

См. ссылки 190,193,

194,208, 211, 213, 230, 232, 337,

в* См. ссылки 198, 214, 227, 243, 261, 359, 430,

431.

 

 

414,

'* См. ссылки 241, 245, 246, 282, 294, 323—325, 347, 361, 371, 374, 375,

431.

 

 

 

 

 

 

93

дизельных топлив или сочетание гидроочистки и автогидроочистки дизельных топлив, т. е. процессы, в которых водород совсем не под­ водится извне или его расход резко уменьшается *.

Хорошо проработаны различные сочетания процессов гидроочи­ стки с другими процессами нефтепереработки, в результате чего от­ крываются возможности резкой интенсификации последних. Это относится в первую очередь к процессам риформинга (см. стр. 11)

икаталитического крекинга **. При каталитическом крекинге

облагороженного сырья увеличивается выход бензина, возрастает его октановое число и производительность установок. Показана также

целесообразность сочетания гидроочистки

с висбрекингом 2 9 8 ' 2 " ,

в том числе с добавками доноров водорода

3 5 8 .

Гидроочистка применяется для облагораживания не только чисто

топливных, но

и коксохимических

продуктов 2 0 0 ' 2 1 1 , парафинов и

восков 2 7 0 > 2 8 0 ' 3 3 4 ,

3 7 3 ,

синтетического кумола 2 9 2

и др. Следует отме­

тить, что советские

технологи были

в числе

пионеров разработки

этих столь важных процессов гидроочистки. Первые работы в этом

направлении относятся еще к 1935

г . 4 3 3 ,

а принципиальные резуль­

таты, легшие в

основу

промышленных

процессов, как указывается

в работах 2 2 7 > 2 4 5 ,

были

получены в

1949—1952 гг.

 

Второе место (после гидроочистки) занимают процессы, в которых

осуществляется

более

или

менее

глубокая

деструкция

сырья, —

процессы гидрокрекинга.

Они

также

представлены

большим

числом фирменных модификаций, но практически могут быть раз­ делены на две группы: одно- и двухступенчатые процессы. В пер­ вых используется относительно легкорасщепляемое сырье, а целе­ выми продуктами являются более тяжелые дистилляты, например дизельное топливо, во вторых — стадии насыщения сырья (гидриро­ вание) и расщепления разделены. Подготовка сырья в первой сту­ пени позволяет применять во второй ступени более активные рас­ щепляющие катализаторы, вследствие чего двухступенчатые схемы более гибки, позволяют перерабатывать неблагоприятное сырье и получать бензин и другие низкокипящие товарные продукты. Данные табл. 4 иллюстрируют важные тенденции в эволюции про­

цессов гидрокрекинга:

гидрокрекинг, появившийся

сначала как

вспомогательный

процесс

бензинообразования

и

 

призванный

дополнять

каталитический

крекинг,

становится

универсальнее

и приспосабливается

к

переработке

все

более

тяжелого

сырья 3 0 3 '

3 1 в ' 3 8 3 ' 4

3 1

 

 

 

 

 

 

Таким образом, в настоящее время процесс гидрокрекинга стал одним из методов переработки нефтяных остатков, в том числе пере­ работки их в низкосернистое котельное топливо.

Помимо возможности применения неблагоприятного сырья, уни­ версальность гидрокрекинга позволяет перерабатывать почти любое

сырье

в любые

товарные

продукты. Благодаря этому нефтепере-

* См. ссылки 207, 218,

219,

243,

431.

**

См. ссылки

228, 248,

273,

284,

431.

94

рабатывающий завод, имеющий установку гидрокрекинга, может всегда приспособиться к сезонным или конъюнктурным колеба­ ниям рынка. Кроме того, на таком заводе установка гидрокре­ кинга может освободить другие установки от переработки не­ благоприятного сырья. Так, например, высокосернистые и тяжелые

газойли

могут направляться на гидрокрекинг,

более легкие —

на каталитический крекинг, а остатки гидрокрекинга

тяжелых ва­

куумных

газойлей — на

каталитический крекинг 4 3 1 .

Считают, что

установка

универсального гидрокрекинга типа «изомакс» может

быть даже головной на

нефтеперерабатывающем

заводе 4 3 4 .

Повышение универсальности процессов гидрокрекинга и вовле­ чение в их сырьевую базу тяжелых дистиллятов, остатков и сырой нефти определили необходимость подбора усовершенствованных ста­ ционарных катализаторов гидрокрекинга * с целью получения мало­ сернистого котельного топлива, а также разработки специальных

технологических

схем, позволяющих

непрерывно регенерировать

катализатор. Это так называемые

системы с трехфазным псевдоожи-

женным слоем,

разрабатываемые

в

США и СССР 3 2 8 ' 3 2 9- 3 6 3 , 3 7 ? ,

и деструктивная гидрогенизация в циркулирующем потоке катали­ затора **, создаваемая в СССР. В этих процессах тяжелое сырье об­ разует жидкую фазу со взвешенным катализатором, в которую подается сжатый водород. Катализатор либо непрерывно отбирается для регенерации, а в систему добавляется регенерированный и све­ жий через специальное устройство (процессы H-Oil, Ну-С, Hy-G и др.), либо непрерывно циркулирует между реактором и регенера­ тором (процесс ИНХС АН СССР). Эти процессы, как видно из табл. 4,

также прошли

большой путь, видоизменяясь

и приспосабливаясь

к все менее благоприятному

сырью ***. Как и в процессах со стацио­

нарным слоем,

решающим

направлением было

усовершенствование

катализаторов.

Так, например, разработка специального микросфе­

рического катализатора для процесса Н - Оіі 3 6 3 ' 4 1 2 позволила значи­ тельно упростить процесс, увеличить глубину превращения сырья, снизить капитальные затраты.

Несколько особняком стоит способ гидрокрекинга с добавкой доноров водорода (способ Варга). В этом процессе используются3 0 4 -3 7 9 неактивные катализаторы старого жидкофазного процесса деструк­ тивной гидрогенизации и, видимо, поэтому он не находит про­ мышленного использования, хотя идея добавки доноров водорода универсальна и применяется в других процессах.

Благодаря успехам развития процессов гидроочистки и гидро­ крекинга можно считать почти решенной проблему прямого обессеривания нефти и нефтяных остатков с получением малосер­ нистых котельных топлив ****. Выше (см. стр. 13) показаны огромная

* См. ссылки 21, 339, 353, 355, 404,406,407, 413, 423—425, 427', 429.

**См. ссылки 222, 223, 252—254, 263, 264, 290, 307, 378.

***См. ссылки 318, 330, 331, 341, 378.

****~См. ссылки 385, 405—407, 412, 413.

95

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ