Технология процесса

Каталитическая гидроочистка - это эффективный и рентабельный процесс удаления из нефтяных фракций серы, азота и кисло­рода, содержащихся в виде соответствующих органических соеди­нений. На многих современных нефтеперерабатывающих заводах очистке этим методом подвергают не только светлые дистилляты прямой перегонки, но и дистилляты вторичного происхождения, например газойли каталитического крекинга и коксования, а также высококипящие нефтяные фракции (вакуумные газойли, депарафинированные масляные рафинаты и др.) [16].

Моторные топлива подвергают гидроочистке с целью обессеривания и гидрирования непре­дельных углеводородов, для повышения их чистоты и улучшения эксплуатационных характеристик. При помощи гид­роочистки можно уменьшить коррозионную агрессивность топлив и их склонность к образованию осадков, повысить теплоту сгора­ния (например, гидрированием ароматических углеводородов в нафтеновые), увеличить цетановое число компонентов дизельного топлива. Гидроочистку прямогонных бензиновых фракций обычно осуществляют для улучшения показателей процесса их каталити­ческого риформинга, защиты платинового катализатора от отрав­ления неуглеводородными соединениями. В ре­зультате гидрообессеривания газойлей - сырья для каталитическо­го крекинга - повышаются выход и качество жидких продуктов крекинга и значительно сокращается загрязнение атмосферы окис­лами серы [5].

Процесс очистки продуктов от серы состоит в основном из трех стадий: очистка от сернистых соединений; стабилизация полученного в реакторах катализата; очистка циркулирующего водородсодержащего газа (ЦВСГ) раствором МЭА или МДЭА в абсорберах.

Основные реакции гидрообессеривания связаны с разрывом связи углерод - сера и насыщением свободных валентных связей водородом. Одновременно происходит насыщение водородом олефиновых двойных связей у тиофенов. Ароматические кольца, например, у бензотиофенов при этом, как правило, не насыщаются, исключение составляют дибензотиофены.

Установки гидроочисток имеют много общего по аппаратурному оформлению и схемам реакторных блоков, различаются по мощности, размерам аппаратов, технологическому режиму и схемам секций сепарации и стабилизации гидрогенизатов.

Основным аппаратом гидрогенизационных установок является реактор со стационарным слоем катализатора. Он представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическими днищами. Верхний слой катализатора засыпается на колосниковую решетку, а нижний - на форфоровые шарики, которыми заполняется сферическая часть нижнего днища. Для отвода избыточного тепла реакций под колосниковой решеткой вмонтирован коллектор для подачи холодного водородсодержащего газа (ВСГ).

Производительность установки увеличивают за счет увеличения межрегенерационного периода катализатора; снижения перепада давления в реакторах, за счет смены аксиального реактора на аксиально-радиальный; за счет использования нового более активного катализатора.

Пример расчета технологического процесса гидроочистки бензиновой фракции

Исходные данные:

- производительность по сырью G_с = 1112010 т/г;

- плотность бензиновой фракции р₀= 760 кг/м³ ;

- содержание серы в сырье S=0,078 %масс., в том числе меркаптановой S_м=0,0039 %масс., сульфидной S_с=0,039 %масс., дисульфидной S_д =0,0078 % масс., и тиофеновой S_т=0,0273 % масс., содержание  непредельных  углеводородов     2 % масс. на сырье;

- остаточное содержание серы в очищенной бензиновой фракции S_б=0,0001 % масс., то есть степень или глубина гидрообессеривания должна быть 99,87 % масс.;

- кратность циркуляции ВСГ к сырью Кц=220 м³/м³;

- давление в реакторе Р= 5 МПа;

- температура газо-сырьевой смеси на входе в реактор 340⁰ С.

Составы ВСГ и ЦВСГ представлены в таблицах 2.1 и 2.2

В процессе гидроочистки используем катализатор АКМ, характеристика которого приведена в таблице 2.3.

Таблица 2.1 - Состав ВСГ с установки Л-35/6

Таблица 2.2 - Состав ЦВСГ

Таблица 2.3 - Характеристика катализатора АКМ.