3 Описание технологического процесса и технологической схемы производства

3.1 Сущность процесса гидроочистки и влияние условий

3.1.1 Процесс гидроочистки прямогонной фракции 140 – 280 ^оС основывается на реакциях умеренной гидрогенизации, протекающих на катализаторе DC-2532 в присутствии водородсодержащего газа, в результате которых органические соединения серы, азота и кислорода превращаются в углеводороды с выделением сероводорода, аммиака и воды, олефины преобразуются в более стабильные углеводороды парафинового или нафтенового рядов в зависимости от их природы в исходном сырье.

Одновременно с реакциями разрушения сернистых, азотистых и кислородсодержащих органических соединений и насыщения непредельных углеводородов протекают многочисленные реакции углеводородов: изомеризация нафтеновых и парафиновых углеводородов, гидрирования ароматических углеводородов, гидрокрекинга и другие.

Секция 300-2 включает следующие процессы:

Гидроочистка – процесс удаления сернистых, азотистых и кислородсодержащих органических соединений путем каталитического гидрирования.

Стабилизация – процесс выделения газообразных углеводородов и легкой бензиновой фракции из гидроочищенных топлив.

Очистка газов – процесс удаления сероводорода из водородсодержащего и углеводородных газов. Очистка основана на поглощении (абсорбции) образовавшегося сероводорода 10-15-ти процентным водным раствором моноэтаноламина (МЭА) в абсорберах колонного типа.

3.1.2 Химизм процесса гидроочистки

Реакция каталитического гидрирования сернистых соединений на катализаторе DC-2532 в присутствии водородсодержащего газа протекают по следующим схемам:

Меркаптаны (тиолы):

R-SH + H₂  RH + H₂S

Дисульфиды:

R-S-S-R + 3H₂  2RH + 2H₂S

Сульфиды ациклические:

RSR + 2H₂  2RH + H₂S

Сульфиды моноциклические:

Сульфиды бициклические:

Тиофены:

Бензотиофены:

Константа равновесия реакции водорода с сернистыми соединениями при температурах от 300 до 420 °С достаточно велика, т.е., реакции протекают практически до конца.

Глубина сероочистки нефтепродуктов гидрированием может быть доведена до очень большой величины и фактором, лимитирующим глубину сероочистки, является только скорость реакции гидрирования.

Меркаптаны, сульфиды и дисульфиды легко гидрируются в соответствующие углеводороды при сравнительно мягких условиях, однако глубина их гидрогенолиза различна. Скорость гидрогенолиза серосодержащих соединений понижается в ряду: меркаптаны – дисульфиды – сульфиды – тиофены. Наиболее трудно поддаются превращениям циклические соединения.

Скорость гидрирования сернистых соединений возрастает с повышением парциального давления водорода и температуры реакции.

Гидроочистка сернистых нефтепродуктов прямой перегонки нефти протекает с относительно небольшим выделением тепла – от 50 до 84 кДж/кг (от 12 до 20 ккал/кг).

3.1.3 Реакции кислородсодержащих и азотистых соединений

При реакциях гидроочистки одновременно с удалением сернистых соединений происходит разложение и удаление азотистых и кислородсодержащих соединений.

Реакции кислородсодержащих соединений с выделением воды протекают по следующим схемам:

Фенол:

Органические кислоты:

R-COOH + 2H₂  RH + 2H₂O

Гидроперекись циклогексана:

Кислородсодержащие соединения легко реагируют с водородом.

Реакции азотосодержащих соединений с выделением аммиака протекают по схемам:

Пиридин:

Хинолин:

Пиролл:

Азотистые соединения, как правило, подвергаются гидрированию труднее, чем сернистые и кислородсодержащие соединения.

Установлено, что пиридин, крезолы – более стойкие, особенно м-крезол. Пиридин, пиролл гидрируются сравнительно легче, чем хинолин.