Условия проведения гидрообессеривания

Введение.

Гидрообессеривание (Гидродесульфуризация) — это катализируемый химический процесс, широко применяемый в промышленности для удаления серы (S) из природного газа и продуктов нефтепереработки таких как бензин, керосин, дизельное топливо и мазут. Целевым назначением удаления серы является сокращение выбросов диоксида серы (SO₂) в атмосферу в результате сжигания углеводородного топлива на всех видах транспорта, а также коммунальных и промышленных печах, ТЭЦ.

Другой не менее важной причиной для удаления серы из нефти на нефтеперерабатывающих заводах является тот факт, что сера, даже в очень низких концентрациях, «отравляет» катализаторы, содержащие благородные металлы (платина и рений), которые используются в процессе каталитического риформинга для увеличения октанового числа продуктов перегонки нефти.

Промышленные процессы гидрообессеривания включают линии для связывания и удаления выделяющегося газообразного сероводорода (H₂S). На НПЗ сероводород перерабатывается до элементарной серы. Фактически во всём мире на нефтеперерабатывающих заводах и прочих предприятиях по гидроочистке углеводородного сырья в 2005 году было произведено 64 млн метрических тонн элементарной серы.

Установки гидрообессеривания в нефтеперерабатывающей промышленности также часто называются Гидротритерами.

 

Условия проведения гидрообессеривания.

Гидрообессеривание нефтяных остатков - процесс сложный и дорогой. Однако он является радикальным методе снижения содержания серы, металлов,… Процесс гидрообессеривания нефтяных остатков, в соответствии с промышленным… В процессе гидрообессеривания нефтяных остатков наиболее важным фактором является не общее, а парциальное давление…

Способы гидрообессеривания.

Процессы прямого гидрообессеривания остатков с последующим каталитическим крекингом недавно разработаны фирмами Галф Рисерч и Мобил Юйл. Процессы прямого гидрообессеривания остаточных продуктов нефти для получения… Аналогичный процесс прямого гидрообессеривания остаточных котельных топлив разработан французским нефтяным институтом…

Технологическая схема гидрообессеривания.

Технологические схемы гидрообессеривания представлены на рис. 1,2.

На рис. 1 представлено схематическое отображение оборудования и поточной схемы процесса на типичной установке по гидрообессериванию.

На рис. 2 приведена технологическая схема гидрообессеривания. Тяжелую фракцию совместно с газом, насыщенным водородом, подают в установку под давлением 10–10,5 МПа и нагревают сначала в теплообменнике 1 за счет охлаждения продуктов, выходящих из реактора, а затем в печи 2 до температуры 360–420°С. После этого реагенты подаются в реактор 3, в котором вступают в контакт с катализатором, состоящим из сульфидов кобальта, никеля, молибдена, нанесенных на основу из оксида алюминия. Водород вступает в реакцию с соединениями серы и образует сероводород и различные углеводороды.

Рис. 2. Технологическая схема гидрообессеривания сернистой нефти:

1 – теплообменник; 2 – печь; 3 – реактор; 4 – абсорбер сероводорода;5 – отгонная колонна; 6, 7 – сепаратор водорода; 8 – охладитель

Продукты реакции выходят из реактора, охлаждаются в теплообменниках 1 и 8 и последовательно проходят сепараторы высокого и низкого давления 6, 7. Водород очищается от газов в абсорбере4 и перекачивается в цикл гидроочистки, а жидкие продукты поступают в отгонную колонну 5. Жидкие продукты, выходящие из отгонной колонны, представляют собой топливо с низким содержанием серы.

Стоимость полученного топлива примерно в два раза превышает стоимость обычного топлива и требует больших затрат высококачественного водорода.

В ряде зарубежных стран переработка топлива методом обессеривания осуществляется в больших масштабах. Например, в Японии, которая ввозит из стран Ближнего Востока нефть с содержанием серы до 4 %, нефтеперерабатывающие заводы фирм «Катима ойл» и «Ниппон Майнинг» производят около 40 млн т обессеренного топлива.

Весьма перспективной является новая технологическая схема процесса гидрообессеривания нефтяных остатков на стационарном катализаторе с получением котельного топлива, содержащего не более 0,8 – 0,9 % вес.

Полученные экспериментальные данные полностью согласуются с вышеизложенным химизмом гидрообессеривания нефтяных остатков. Превращения металлоорганических - соединений при гидрообессеривании нефтяных остатков протекают на поверхности катализаторов, поэтому они будут рассмотрены в разделе катализаторов.

Повышение температуры оказывает благоприятное влияние на скорость удаления из нефтяных остатков металлоорганических соединений ванадия и никеля. При многостадийной процессе гидрообессеривания нефтяных остатков деметаллизация проводится при той же температуре, что и гидрообессеривание.

В целом ряде случаев температура кипения сырья высока и испарение его сопровождается существенным разложением. Сюда относятся процессы гидроочистки смазочных масел и гидрообессеривания нефтяных остатков.

Методы деметаллизации нефтяных остатков с сохранением мальтенов в деасфальтизате пока не разработаны. В связи с трудностью подбора стабильных катализаторов для гидрообессеривания нефтяных остатков предложено предварительно очищать их. Термическая или термокаталитическая обработка нефтяных остатков перед гидрообессериванием приводит к разложению некоторых менее термостабильных компонентов и уменьшению образования кокса в процессе гидрообессеривания при высоких температурах.

В настоящее время еще представляется возможным определить константы скорости отдельных реакций даже для немногих из многочисленных сернистых соединений различного типа, содержащихся в нефтяных остатках. То обстоятельство, что кинетика реакций достаточно точно описывается уравнением скорости для реакции второго порядка, дает простой и удобный, правда, до известной степени эмпирический, метод представления кинетики гидрообессеривания нефтяных остатков. Простота уравнения этого типа облегчает экстраполяцию и интерполяцию к условиям реакции, при которых испытания фактически не проводились. Вследствие возможности определения зависимости константы скорости реакции от температуры и давления легко можно выразить влияние важнейших параметров на процесс гидрообессеривания.

 

Выбор катализатора.

Однако из всего многообразия изученных систем в конечном итоге отдается предпочтение в настоящее время значительно меньшему числу элементов и их… Обратимая дезактивация катализаторов в результате отложения кокса зависит от… Нефтяные остатки характеризуются высокими плотностью и содержанием серы, высокомолекулярных конденсированных…

Список использованной литературы.

1. Большая Энциклопедия Нефти Газа, http://www.ngpedia.ru

Суханов В. П., Каталитические процессы в нефтепереработке, 3 изд., М., 1979

Гидропереработка остаточных видов сырья, М., 1984; Эрих В. Н., Расина М. Г., Рудин М. Г.

Химия и технология нефти и газа, 3 изд., Л., 1985. Ю.К.Вапль.

5. wikipedia.org/wiki/Гидрообессеривание