4. Технологическая схема гидрообессеривания.

Технологические схемы гидрообессеривания представлены на рис. 1,2.

На рис. 1 представлено схематическое отображение оборудования и поточной схемы процесса на типичной установке по гидрообессериванию.

На рис. 2 приведена технологическая схема гидрообессеривания. Тяжелую фракцию совместно с газом, насыщенным водородом, подают в установку под давлением 10–10,5 МПа и нагревают сначала в теплообменнике 1 за счет охлаждения продуктов, выходящих из реактора, а затем в печи 2 до температуры 360–420°С. После этого реагенты подаются в реактор 3, в котором вступают в контакт с катализатором, состоящим из сульфидов кобальта, никеля, молибдена, нанесенных на основу из оксида алюминия. Водород вступает в реакцию с соединениями серы и образует сероводород и различные углеводороды.

Рис. 2. Технологическая схема гидрообессеривания сернистой нефти:

1 – теплообменник; 2 – печь; 3 – реактор; 4 – абсорбер сероводорода;5 – отгонная колонна; 6, 7 – сепаратор водорода; 8 – охладитель

Продукты реакции выходят из реактора, охлаждаются в теплообменниках 1 и 8 и последовательно проходят сепараторы высокого и низкого давления 6, 7. Водород очищается от газов в абсорбере4 и перекачивается в цикл гидроочистки, а жидкие продукты поступают в отгонную колонну 5. Жидкие продукты, выходящие из отгонной колонны, представляют собой топливо с низким содержанием серы.

Стоимость полученного топлива примерно в два раза превышает стоимость обычного топлива и требует больших затрат высококачественного водорода.

В ряде зарубежных стран переработка топлива методом обессеривания осуществляется в больших масштабах. Например, в Японии, которая ввозит из стран Ближнего Востока нефть с содержанием серы до 4 %, нефтеперерабатывающие заводы фирм «Катима ойл» и «Ниппон Майнинг» производят около 40 млн т обессеренного топлива.

Весьма перспективной является новая технологическая схема процесса гидрообессеривания нефтяных остатков на стационарном катализаторе с получением котельного топлива, содержащего не более 0,8 – 0,9 % вес. 

Полученные экспериментальные данные полностью согласуются с вышеизложенным химизмом гидрообессеривания нефтяных остатков. Превращения металлоорганических - соединений при гидрообессеривании нефтяных остатков протекают на поверхности катализаторов, поэтому они будут рассмотрены в разделе катализаторов. 

Повышение температуры оказывает благоприятное влияние на скорость удаления из нефтяных остатков металлоорганических соединений ванадия и никеля. При многостадийной процессе гидрообессеривания нефтяных остатков деметаллизация проводится при той же температуре, что и гидрообессеривание.

В целом ряде случаев температура кипения сырья высока и испарение его сопровождается существенным разложением. Сюда относятся процессы гидроочистки смазочных масел и гидрообессеривания нефтяных остатков. 

Методы деметаллизации нефтяных остатков с сохранением мальтенов в деасфальтизате пока не разработаны. В связи с трудностью подбора стабильных катализаторов для гидрообессеривания нефтяных остатков предложено предварительно очищать их. Термическая или термокаталитическая обработка нефтяных остатков перед гидрообессериванием приводит к разложению некоторых менее термостабильных компонентов и уменьшению образования кокса в процессе гидрообессеривания при высоких температурах. 

В настоящее время еще представляется возможным определить константы скорости отдельных реакций даже для немногих из многочисленных сернистых соединений различного типа, содержащихся в нефтяных остатках. То обстоятельство, что кинетика реакций достаточно точно описывается уравнением скорости для реакции второго порядка, дает простой и удобный, правда, до известной степени эмпирический, метод представления кинетики гидрообессеривания нефтяных остатков. Простота уравнения этого типа облегчает экстраполяцию и интерполяцию к условиям реакции, при которых испытания фактически не проводились. Вследствие возможности определения зависимости константы скорости реакции от температуры и давления легко можно выразить влияние важнейших параметров на процесс гидрообессеривания.