Цель процесса гидроочистки масел - улучшение цвета и ста­бильности, некоторое повышение индекса вязкости, значитель­ное снижение содержания серы и кокса. Гидроочистка масел мо­жет эффективно применяться в различном сочетании с основными процессами масляного производства в зависимости от качества сырья и требований к готовым маслам. Обычно масла подвергают гидроочистке после очистки избирательными растворителями. В этом случае гидроочистка применяется вместо очистки отбели­вающими землями (так называемая гидродоочистка масел).

Гидроочистке подвергают депарафинированные масла из дис­иллятных рафинатов после очистки фенолом и фурфуролом, а также депарафинированные масла из остаточных фракций после деасфальтизации пропаном и фенольной очистки.

Кроме того, имеется положительный опыт применения процес­са гидроочистки до и вместо селективной очистки. Энергетические масла, получа­емые очисткой селективными растворителями, не обладают требуемой стабильностью против окисления. Применение гидриро­вания, наоборот, приводит к получению в этом случае высокоста­бильного масла. Масла, очищенные селективными растворителями, обладают более однородным составом, в них меньше серу­содержащих соединений, смол и полициклических аренов, чем в неочищенных продуктах тех же пределов выкипания. Это вызыва­ет необходимость проводить гидрирование рафинатов в более мяг­ких условиях.

Побочными продуктами гидроочистки являются сероводород, углеводородные газы и отгон (к. к. ниже 350°С). Сероводород используется для производства серы или серной кислоты, углево­дородные газы применяются в качестве топлива непосредственно на установке, отгон добавляется к котельным топливам для сни­жения их вязкости.

Характеристика масляных дистиллятов до и после гидроочистки приведена в табл. 7.

Таблица 7. Результаты гидроочистки моторных масел

^*Цвет в марках NPA.

Из табл. 7 видно, что в результате гидроочистки индекс вяз­кости несколько повышается, а коксуемость, содержание серы ­- снижаются.

Отечественная промышленная установка гидроочистки масел имеет три параллельных потока производительностью 120 тыс.т/год каждый. Потоки могут перерабатывать как одинаковое, так и разное сырье одновременно. Каждый из потоков состоит из двух частей: 1) блок гидроочистки масел и регенерации катализатора; 2) блок очистки циркуляционного газа от сероводорода.

Технологическая схема. На рис. 17 приведена технологическая схема блока гидроочистки масел для одного потока.

Схема реакторного блока установки, за исключением двухсту­пенчатой сепарации смеси продукта с циркуляционным газом (горячей в сепараторе 12 и холодной в сепараторе 14), не отличается от схемы реакторного блока гидроочистки дизельного топлива. Стабилизация гидрогенизата состоит из следующих операций.

Гидрогенизат из сепараторов 12 и 14 самотеком поступает в отпарную колонну 3, где легкие фракции и основная часть серово­дорода отгоняются с водяным паром. Легкие фракции и газы с верха колонны 3 конденсируются в конденсаторе-холодильнике 4 и разделяются в сепараторе 21, откуда газ подается в печи уста­новки в качестве топлива. Легкий продукт насосом 5 отводится с установки, часть его используется для острого орошения колонны 13.

С низа колонны 3 масло, содержащее влагу, поступает в колонну вакуумной сушки 7, где вакуум поддерживается при помощи двухступенчатого пароструйного эжектора 9. Гидроочищенное масло с низа колонны 7 насосом 19 прогоняется через теплообмен­ник 17 и рамный фильтр16. В рамном фильтре отделяется катализаторная пыль. Чистое масло направляется с установки в то­варный парк завода.

Технологический режим. В процессе применяется таблетирован­ный неподвижный алюмокобальтмолибденовый или алюмомомолиб­деновый катализатор. Ниже приводится технологический режим процесса:

Рисунок 17. Технологическая схема установка гидроочистки масел:

1 – печь; 2 – реактор; 3, 7, 15 – колонны; 4, 13 – холодильники; 5, 6, 18, 19 – насосы; 8 – барометрические конденсаторы; 9 – эжектор; 10 – барометрический колодец; 11, 17 – теплообменники; 12, 14, 21 – сепараторы; 16 – фильтр; 20 - компрессор;

I – сырье; II – водородсодержащий газ риформинга; III – гидроочищенное масло; IV – углеводородный газ; V – отгон; VI – сероводород; VIII – моноэтаноламин; IX – вода; X – неконденсированные газы.

Регенерация катализатора газовоздушным методом осуществляется в следующих условиях:

Материальный баланс гидроочистки дистиллятных и остаточных масляных фракций сернистой нефти (в %)

Аппаратура. Реактор гидроочистки представляет собой цилиндрический аппарат с шаровыми днищами высотой 12,83 м и диаметром 1,3 м. Стенка реактора выполнена из двухслойной стали. Катализатор уложен сплошным слоем высотой 9,4 м. На каждом из потоков установлен один реактор.

Трубчатые печи выполнены с беспламенными панельными горелками и рассчитаны на теплонапряженность радиантных труб 17 – 20 кВт м².

Получение масел из гидроочищенного сырья. Эффективность существующих процессов селективной очистки масляного сырья не всегда достаточно высока из-за удаления с нежелательными ком­понентами значительной части ценных углеводородов, особенно при выработке масел с индексом вязкости 90 и выше. Исследова­ния показали, что предварительная гидроочистка масляных дистиллятов деасфальтизатов остаточных масел на обычных ката­лизаторах гидроочистки позволяет значительно улучшить работу установок селективной очистки.

Примерные технико-экономические показатели на 1т гидроочищенного масла

Гидрокрекинг масляного сырья. Процесс каталитического гидро­крекинга, именуемый также глубокой (жесткой) гидроочисткой, применяют вместо процессов селективной очистки или параллель­но с ними. Цель гидрокрекинга – производство базовых масел с индексом вязкости 95 – 105 или даже 110 – 125. Ниже приведен примерный режим гидрокрекинга при производстве масел:

^*При 0°С и 0,1 МПа

В отличие от селективной очистки масляного сырья, где нежелательные компоненты удаляются растворителем, при гидрокре­кинrе они подвергаются химическим превращениям; конденсированные полициклические арены и гетерогенные соединения гидрируются, полициклические циклоалканы расщепляются и гидрируются, нормальные алканы изомеризуются. В целом груп­повой состав меняется в благоприятную сторону. .

Масла гидрокрекинга представляют собой высококачественную основу товарных многофункциональных (всесезонных) моторных масел, а также ряда энергетических и индустриальных масел. Вы­ход и качество масел гидрокрекинга зависят от качества сырья, природы катализатора, условий процесса. В целом же вязкость масел значительно ниже вязкости исходного сырья, индекс вязкости выше. Выход масел не превышает, как правило, 70% на сырье, а при производстве масел с ИВ более 110, выход их состав­ляет 40 – 60%.