3.1.4 Реакции углеводородов

В процессе гидроочистки одновременно с реакциями сернистых, азотистых и кислородных соединений протекают многочисленные реакции углеводородов:

• изомеризация парафиновых и нафтеновых углеводородов;

• насыщение непредельных углеводородов;

• гидрокрекинг;

• гидрирование ароматических углеводородов и др.

Изомеризация парафиновых и нафтеновых углеводородов происходит при любых условиях обессеривания, интенсивность гидрокрекинга усиливается с повышением температуры и давления.

При более высоких температурах и низких давлениях происходит частичное дегидрирование нафтеновых и дегидроциклизация парафиновых углеводородов. В некоторых случаях гидрогенизационного обессеривания эти реакции могут служить источником получения водорода для реакций собственно обессеривания, т.е. обеспечивают протекание процесса автогидроочистки.

Из сопутствующих обессериванию реакций углеводородов особый интерес представляет насыщение олефиновых и ароматических углеводородов.

Как показали исследования, наиболее стойкими в процессе гидрирования являются ароматические углеводороды.

Моноциклические (бензол и его гомологи) в заметном количестве гидрируются при высоком парциальном давлении водорода (20 МПа и выше).

Гидрирование ароматических углеводородов с конденсированными кольцами протекает легче и может происходить в условиях процесса гидроочистки.

При температуре 310-370 °С происходит практически полное гидрирование непредельных соединений при сравнительно низком парциальном давлении водорода.

Олефиновые углеводороды в процессе гидроочистки легко гидрируются, превращаясь в соответствующие парафиновые углеводороды без разрыва связи С - С:

СН₃-СН=СН-СН₂-СН₃ + Н₂  С₅Н₁₂

Олефиновые углеводороды при высоких температурах быстрее углеводородов других классов образуют кокс, который осаждается на катализаторе.

В процессе гидроочистки также протекают реакции с образованием кокса.

В прямогонной фракции лигроина содержатся небольшие количества органических соединений, имеющих в своем составе галоиды (обычно хлор) и некоторые металлы (свинец, медь, мышьяк и др.). Однако, кобальт-молибденовый катализатор DC-2532 обладают высокой способностью к поглощению металлов, поэтому для защиты катализаторов от загрязнения металлами, содержащимися в сырье, не потребуется применять какой-либо катализатор деметаллизации.

3.1.5 Условия, влияющие на процесс гидроочистки

На процесс гидроочистки влияют следующие условия: качество сырья, объемная скорость подачи сырья, соотношение объемов водородсодержащего газа и сырья, объемная доля водорода в циркулирующем газе, температура, давление, активность катализатора.

3.1.5.1 Качество сырья

Сырьё – прямогонная фракция топлива для реактивных двигателей 140-280 ^оС, поступающая на гидроочистку должна соответствовать требованиям СТП 0152307.02.58-91.

Сырье не должно содержать эмульгированной воды и механических примесей.

3.1.5.2 Объемная скорость подачи сырья

Объемной скоростью называется отношение объема сырья, подаваемого в реактор за один час, к общему объему катализатора. Размерность объемной скорости – ч^-1.

Объемная скорость, и, следовательно, количество загружаемого катализатора, выбирается в зависимости от содержания серы в сырье, допустимого остатка ее в продукте и активности катализатора.

Чем выше производительность секции по сырью при постоянном объеме катализатора в реакторе, тем выше объемная скорость.

Объемная скорость подачи сырья влияет на результат гидроочистки. С увеличением объемной скорости уменьшается время контакта сырья с катализатором и снижается глубина превращения.

При выборе объемной скорости учитывают температуру и давление процесса, качество сырья и состояние катализатора.

С учетом заданной глубины обессеривания оптимальной считается объемная скорость не более 10,0 ч^-1.