Выбор катализатора.

Как и при многих других каталитических процессах начальная активность катализатора при гидрообессеривании нефтяных остатков менее важна, чем равновесная активность или скорость дезактивации катализатора. Присутствие в гяжелых нефтях тяжелых нестабильных асфальтеновых молекул, легко превращающихся в кокс, и металлорганических соединений, являющихся источником металлов, может вызывать весьма быструю дезактивацию катализатора. Таким образом, при гидрообессеривании нефтяных остатков дезактивация катализатора вызывается образованием как обильных отложений кокса на поверхности катализатора, так и накоплением отложений металлов из никель - и ванадий органических соединений, содержащихся в нефти. Для поддержания начальной высокой активности катализатора необходимо, по возможности, уменьшить образования отложений кокса и металлов. Это требование является важнейшим при переработке нефтяных остатков.

Однако из всего многообразия изученных систем в конечном итоге отдается предпочтение в настоящее время значительно меньшему числу элементов и их сочетанию - это кобальт, никель, молибден, реже вольфрам, платина, ванадий, железо. Выбор подобных элементов определяется многими факторами, положительно характеризующими их с позиций их электронной структуры, так и свойств их солей и соединений, определяющих и технологичность операций создания катализатора, и применимость в практике созданной каталитической системы. Итак, круг элементов, используемых в синтезе катализатора гидрообессеривания нефтяных остатков, значительно сузился.

Обратимая дезактивация катализаторов в результате отложения кокса зависит от содержания в сырье асфальтенов и смол. С увеличением степени деасфальтизации сырья активность и стабильность катализатора возрастают, а коксообразование снижается. Следовательно, для улучшения технико-экономических показателей процессов переработки нефтяных остатков необходимо проводить предварительную подготовку сырья с целью снижения в нем содержания металлов, асфальтенов и смол. Введение в технологию гидрообессеривания нефтяных остатков стадии деметаллизации ( контактная деметаллизация, термическое разложение металлорга-нических соединений, обработка растворителями в присутствии адсорбентов) позволяет снизить расход катализатора гидрообессеривания в 3 - 5 раз.

Нефтяные остатки характеризуются высокими плотностью и содержанием серы, высокомолекулярных конденсированных циклических соединений, а также заметным содержанием ванадия и других металлов. Это особенно характерно для нефтепродуктов, получаемых при переработке сернистых нефтей. При гидроочистке высокомолекулярные углеводороды легко адсорбируются катализатором, а металлы, особенно ванадий и никель, отлагаются в его порах. Несмотря на это появляется все больше патентных и рекламных публикаций о возможности гидрообессеривания нефтяных остатков, что характеризует интерес к этой проблеме во всем мире. Помимо прямого каталитического гидрообессеривания нефтяных остатков предложено использовать и другие методы.

Возможны три пути предотвращения загрязнения воздуха продуктами горения сернистых котельных топлив:

1) замена их несернистым или малосернистым топливом ( природный газ, дистилляты высокого качества);

2) удаление S02 из дымовых газов или из газов конверсии сернистого топлива перед их сжиганием;

3) десульфуризация остаточных котельных топлив. Первый путь ограничен недостатком несернистых топлив или значительно большей стоимостью дистиллятных. Второй - применим только для крупных котельных установок и, видимо, будет осуществляться на электростанциях, потребляющих сернистые угли или мазуты. Этот путь еще требует разработки и проверки в крупных масштабах. Для относительно небольших промышленных котельных установок, составляющих основную массу потребителей тяжелых топлив, применим только третий путь - гидрообессеривание нефтяных остатков. Он, являясь универсальным, привлекает наибольший интерес.

Разработаны и частично применяются системы, позволяющие вводить и выводить катализатор в процессе работы установки. Это частично решает вопрос о борьбе с загрязнением катализатора металлами и тяжелыми коксовыми отложениями. В другом варианте процесса сырье и водород вводят в реактор снизу - в кипящий слой катализатора. Расход водорода составляет 1 - 2 моль на 1 моль сырья. Последнее подтверждается наблюдениями, согласно которым в каждой большой молекуле сырья содержится атом серы. Большая часть углеводородов с меньшей температурой кипения, по-видимому, образуется при гидрообессеривании нефтяных остатков в результате удаления атомов серы или азота, соединяющих две или больше углеводородные группы, а не разрыва связей С-С.