Недостатки процессов гидроочистки и гидрооблагораживания дизельных топлив
Гидрогенизационные технологии традиционно используются для решения двух проблем производства экологически чистых дизельных топлив-каталитического гидрообессеривания и гидродеароматизации.
Однако отмечаются следующие недостатки процесса гидроочистки нефтяных фракций :
-использование дорогих катализаторов и водорода, который становится все более дефицитным на НПЗ;
-необходимость блоков очистки углеводородных и водородсодержащих газов от сероводорода и установок для переработки H2S до серы или серной кислоты;
-удаление практически всех гетероатомных соединений, способных образовывать на металлических поверхностях защитные пленки, что приводит к ухудшению противоизносных свойств топлив.
Давно известна сравнительно высокая реакционная способность меркаптанов, диалкисульфидов, тиацикланов, дисульфидов и низкая скорость гидрогенолиза производных тиофена и бензотиофена (таблица 3) [7].
Скорость гидрогенолиза сераорганических соединений относительно дибензотиофена в присутствии промышленного алюмокобальтмолибденового катализатора (Т=375 ºС, Р=40 кгс/см2, парциальное давление водорода Рн2=33.3 кгс/см2)[2]:
В соответствии с приведенным рядом реакционной способности содержание «остаточной» серы (в основном гомологов бензотиофена и дибензотиофена) в гидроочищенном дизельном топливе превышает 80% от общей серы .Особенно низкой способностью к гидрогенолизу отличаются 4,6-диалкилпроизводные дибензотиофена.
Таблица 4 - Состав сераорганических соединений дизельных фракций и скорость их гидрогенолиза относительно бензотиофена (К=1)
Сераорганические соединения | Содержание серы, % от общей S | Коэффециент реакционной способности (К) |
Меркаптаны Сульфиды Дисульфиды Алкилтиофены | 0.8-6 41-49 0.4-2 47-60 | 7 3.8-4.1 3.2 2 |
В условиях эксплуатации типичных промышленных установок гидроочистки России при общем давлении 3.5-4.0 МПа, температуре 330-380 ºС, объемной скорости подачи сырья около 4.0 ч-1 даже при использовании эффективных зарубежных катализаторов, например SynCat 1-39, могут обеспечить гидрообессеривание прямогонной дизельной фракции ( при содержании S=0.8-0.85% масс.) до остаточного содержания 300-350 мг/кг [2].
Для достижения уровня содержания S=50 мг/кг необходимы повышение температуры процесса гидроочистки либо значительное снижение объемной скорости подачи сырья и дальнейшее повышение активности катализаторов. В обзоре [8] отмечается, что реконструкция установок гидроочистки с целью углубления гидрообессеривания дизельного топлива должна сопровождаться следующими мероприятиями:
-использованием последних достижений в разработке катализаторов;
-регулированием температуры кипения и состава сырья;
-повышением температуры процесса;
-увеличением объема катализатора в реакторе;
-увеличением Н2S из отработанного газа;
-повышением парциального давления водорода.
Температура кипения серосодержащих соединений дизельной фракции, плохо подвергающихся гидрогенолизу, следующая, ºС: бензотиофен 220; С1- бензотиофены 221-260; С2-бензотиофены 260-279; С3-бензотиофены 279-306; С4- бензотиофены 306-332; дибензотиофен 333, С1-дибензотиофены 335-362; С2-дибензотиофены 362-382; 4,6-диметилдибензотиофен 366; С3+ - дибензотиофены >382 [8]. Серосодержащие соединения с температурой кипения <335 ºС сравнительно легко подвергаются гидроочистке. Чтобы минимизировать попадание в дизельную фракцию ди- и три-алкилпроизводных дибензотиофенов, приходится снижать конец кипения с 370 до 350 ºС
В работе [9] отмечено , что при ультраглубоком обессеривании дизельной фракции определяющим фактором служит не содержание общей серы, а содержание компонентов, кипящих выше 340 ºС.
Таким образом, предложено разделять дизельную фракцию на легкую (180-300 ºС) и тяжелую (300-360 ºС) с последующим их параллельным гидрооблагораживаем при разных скоростях подачи сырья – 5 7 ч-1 и 1-1.5 ч-1 [10]. Предложен также метод гидрообессеривания газойлей с предварительным их разделением на легкую (280-360 ºС) и тяжелую (>360 ºС). Легкую фракцию предлагается обессерить при отношении Н2/сырье=70-200 нм3/м3, а тяжелую-при 200-800 нм3/м3[10].
Yandex.RTB R-A-252273-3- Введение
- 1.Аналитический обзор
- 1.1.Требования к качеству дизельных топлив
- 1.2. Методы очистки дизельного топлива от сераорганических соединений и аренов
- 1.2.1. Сернокислотные методы очистки дизельных топлив
- 1.2.2. Экстракционные методы очистки дизельных топлив
- 1.2.3. Адсорбционные методы очистки дизельных топлив
- 1.2.4. Окислительные методы обессеривания дизельных топлив
- 1.2.5. Гидрогенизационные процессы очистки дизельных топлив
- Основные условия проведения процесса
- Катализаторы используемые в процессе гидроочистки
- Недостатки процессов гидроочистки и гидрооблагораживания дизельных топлив
- Выводы по аналитическому обзору
- 2. Цель и задачи работы
- 3.Экспериментальная часть
- 3.1. Описание эксперимента очистки атмосферного газойля и газойля висбрекинга
- 3.1.1. Описание исходного сырья и материалов
- 3.1.2.Методика проведения многоступенчатой экстракции в системе делительных воронок
- 3.1.3. Методы измерения серы и ароматических углеводородов
- 3.1.4. Результаты экспериментального исследования
- 3.2 Комбинированный процесс экстракции-гидроочистки дизельных топлив
- 3.3 Расчет колонны регенерации растворителя n-метилпирролидона после пятиступенчатой экстракционной очистки атмосферного газойля в соотношении 0.9:1 при температуре 60 ºС
- Заключение и выводы
- Список использованных источников.
- Приложение а
- 1. Затраты на сырье, материалы, реактивы, покупные изделия и полуфабрикаты
- 2. Затраты на энергоресурсы
- 3. Затраты на оплату труда с обязательными начислениями
- 5. Расчет суммы накладных расходов
- Приложение б Охрана труда и окружающей среды
- Приложение в Патентный поиск
- Приложение г . Стандартизация
- Приложение д