Сырье, продукты, параметры гидроочистки

Общие сведения о процессах гидроочистки топливных фракций нефти
Распространение гидрокаталитических процессов на НПЗ связано с:
непрерывным увеличением в общем балансе доли сернистых и высокосернистых нефтей;
ужесточением требований по охране окружающей среды и к качеству товарных нефтепродуктов;
необходимостью дальнейшего углубления переработки нефти.

Назначение процессов гидроочистки топливных фракций нефти
Они негативно влияют на последующие стадии переработки нефти (углубляющие и облагораживающие процессы), т.к.:
отравляют катализаторы (процессов каталитического риформинга, каталитического крекинга, гидрокрекинга, изомеризации и др.);
ухудшаются качество и снижается выход целевых продуктов;
соединения серы являются коррозионно-активными.
Нефть содержит в своем составе значительное количество соединений серы, азота и кислорода.
На стадии первичной переработки нефть «разгоняют» на фракции, при этом соединения S, N, О2 остаются в дистиллятах.
Следовательно, для удаления серы, азота, кислорода из топливных фракций необходимо осуществить их облагораживание путем гидроочистки.

,
Гидроочистка предназначена для улучшения качества , фракций нефти путём удаления серы, азота, кислорода, смолистых соединений, непредельных соединений в среде водорода на катализаторе.
Рисунок 1. Структурная формула азотсодержащих соединений нефти
Рисунок 2. Внешний вид катализаторов гидроочистки

Назначение процесса гидроочистки бензинов
Гидроочистка бензиновых фракций - один из основных процессов облагораживания нефтепродуктов, ключевая технология, обеспечивающая получение продуктов, соответствующих экологическим стандартам.
Процесс направлен на уменьшение содержания сернистых, азотистых и кислородсодержащих соединений, содержащихся в бензиновых фракциях.
Гидроочистка бензинов применяется в целях подготовки сырья для установок каталитического риформинга.
Различают гидроочистку:
прямогонных бензиновых фракций;
бензинов вторичного происхождения
(бензинов коксования, висбрекинга, каталитического крекинга).

Назначение процесса гидроочистки
бензинов
Бензины прямой перегонки и бензины вторичного происхождения перерабатывают, смешивая в определенных пропорциях друг с другом, или добавляя к дизельному топливу.

Физико-химические основы процесса гидроочистки
сложный химический процесс, протекающим в реакторе с использованием катализатора;
химические превращения осуществляются под давлением водорода;
соединения N, S, O2 вступают в химическую реакцию с водородом, в результате образуются углеводороды (целевой продукт), NH3, H2S, вода:

Физико-химические основы процесса гидроочистки

Катализаторы гидроочистки
Катализаторы - необходимые для реализации процесса гидроочистки химические вещества, ускоряющие химическую реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции.
Внешне представляют собой твердые гранулы, могут быть разными по окраске.
В состав катализаторов гидроочистки входят компоненты:
платина, палладий, кобальт, никель, молибден, вольфрам (не в металлической форме, а форме оксидов и сульфидов);
термостойкий носитель с развитой удельной поверхностью и высокой механической прочностью
(оксид алюминия, алюмосиликат, цеолит).

Рисунок 3. Катализатор гидроочистки дизельных фракций НК-232 (Новокуйбышевский завод катализаторов)
Катализаторы гидроочистки
Рисунок 4. Катализатор гидроочистки дизельных фракций НК-233 (Новокуйбышевский завод катализаторов)
Рисунок 5. Катализатор ИК-ГО-1 для глубокой гидроочистки дизельных топлив (Институт катализа СО РАН)

Основные факторы процесса
Температура составляет 360...420°C
С уменьшением температуры замедляется скорость основных реакций.
Верхний предел температуры ограничивается усилением реакций крекинга который приводит
- к уменьшению выхода целевого продукта;
- к возрастанию выхода газов;
- к ускорению реакций уплотнения (образованию кокса на катализаторе);
- к увеличению расхода водорода.
Суммарный тепловой эффект положительный. С увеличением содержания в сырье ненасыщенных компонентов тепловой эффект будет выше.
Требуется отвод тепла
1 Температура