Донорно-сольвентные процессы

Они основаны на технологии, применявшейся ранее для сжижения углей, а в 50-х годах в процессе Варга (Венгрия) - гидрокрекинге средних дистиллятов в присутствии донора водорода и катализатора одноразового использования. Различными фирмами США и Канады разработано несколько вариантов процессов:

донорно-сольвентный висбрекинг ("Лурги");

донорной переработки битуминозных нефтей ("Галф-Канада");

донорно-сольвентный крекинг ("Петро-Канада");

донорный висбрекинг ("Экссон") и др.

Донорный крекинг, в отличие от гидрогенизационных процессов, (гидровисбрекинга, гидрокрекинга, гидрооблагораживания) осуществляется в отсутствии молекулярного водорода в реакционной зоне. При донорном крекинге исходное сырье (нефтяной остаток) смешивается с жидкофазным разбавителем (растворителем), выполняющий роль донора водорода, и направляется в зону крекинга. Донорный разбавитель должен обладать двумя основными свойствами - хорошо растворять асфальтены и легко отдавать в процессе крекинга атомарный водород. Поэтому зарубежные процессы донорного крекинга и называют донорно-сольвентными. Этими свойствами обладают углеводороды и фракции нафтеноароматического основания. Классическим донором водорода является тетратин (тетрагидронафталин), который в условиях радикального крекинга способен дегидрироваться. Выделяющийся при этом атомарный водород взаимодействует с радикалами, препятствуя протеканию реакций уплотнения и коксообразования.

Доноры водорода получают из газойлевых фракций крекинга путем их каталитического гидрирования и последующего фракционирования. Так, в процессе донорной переработки битуминозных нефтей (ДРБ) фирмы "Галф Канада" используется фракция легкого газойля каталитического крекинга (200-350 °С) после гидрирования. Свежий донор водорода процесса ДРБ содержит не более 10% парафинов и циклопарафинов, остальное приходится на ароматические углеводороды ряда нафталина и его частично гидрированных производных. Содержание тетраЛянов в свежем доноре составляет около 50%.

В процессе донорного висбрекинга фирмы "Экссон" (процесс Эйч ДДВ) донор водорода получают из тяжелой газойлевой фракции (370-400°С) после ее гидропереработки. Требуемое количество свежего донора составляет 7% мас. от загрузки печи (с учетом рециркупирующего донора). В процессе донорно-сольвентного висбрекинга фирмы "Лурги" (процесс ДЭСВ) свежий донор водорода получают гидрогенизацией части фракций 200-500°С.

Качество продуктов, получаемых в донорно-сольвентных процессах, значительно выше, чем просто термических (коксование, висбрекинга). Так, бензин, получаемый в процессе ДРБ, характеризуется пониженным содержанием ненасыщенных углеводородов (бромное число около 20), и для получения из него сырья каталитического риформинга требуемый расход водорода значительно ниже, чем в случае гидроочистки бензинов процессов коксования и обычного висбрекинга гудрона. Содержание в крекинг-остатке процесса Эйч ДДВ веществ, нерастворимых в н-пентане, значительно ниже, чем в крекинг-остатке обычного висбрекинга. Это позволяет более чем на 30% уменьшить расход дистиллятных фракций для разбавления крекинг-остатка при получении котельного топлива, соответствующего по вязкости требованиям стандарта. Донорно-сольвентный крекинг осуществлен пока только на пилотных установках.

Термокрекинг в присутствии донора водорода гудрона западносибирской нефти и асфальта пропановой деасфалътизации этого гудрона был исследован при использовании в качестве донорных добавок газойля каталитического крекинга, газойля термического крекинга дистиллятного сырья, а также остатка с комплекса по производству ароматических углеводородов после извлечения бензола, толуола, ксилолов. Было обнаружено, что в присутствии донорных добавок при крекинге гудрона (460-470°С, 2,0 МПа, соотношение сырье: добавка от 9:1 до 2:1) наблюдается повышенный выход дистиллятов и пониженный выход тяжелого крекинг-остатка, выкипающего выше 500°С. Так при обычном крекинге выход дистиллятов С₅-500°С составляет 37,6 %, а в присутствии доноров до 50,3 %. В дистиллятах донорного крекинга меньше содержание серы (в 1,2-1,9 раза), а в бензине и легком газойле значения йодного числа ниже, чем значения этих показателей в тех же дистиллятах крекинга гудрона в отсутствии донорной добавки. Из всего этого можно заключить, что донорные добавки способствуют более интенсивному протеканию стадии Н-отрыва при деструкции остаточного сырья. Асфальтены процесса деасфальтизации гудронов до сих пор не используются в качестве сырья промышленных установок термокрекинга. Даже в лабораторных условиях в проточной системе очень трудно осуществить крекинг асфальта в чистом виде. Крекинг асфальта в присутствии донорной добавки позволяет вырабатывать более 35 % легких дистиллятов, выкипающих до 350⁰С, в расчете на исходный асфальт, при этом соотношение сырье (асфальт): добавка составляет 4:1. Таким образом, осуществление донорного крекинга нефтяных остатков позволяет добиться улучшения качества получаемых дистиллятов при одновременном увеличении глубины переработки сырья.

Преимуществом процесса донорного крекинга нефтяных остатков перед процессами гидровисбрекинга и крекинга под воздействием водяного пара является возможность его осуществления на типовом оборудовании существующих установок термического крекинга и при его обычных режимах. Проблема внедрения донорного крекинга нефтяных остатков сводится к поиску эффективных и не дефицитных донорных добавок.

Вопросы для самопроверки

1. В чем преимущества гидротермических процессов?

2. Какие существуют донорно-сольвентные процессы?

3. Как отличается по качеству продукция донорно-сольвентных процессов от продукции просто термических процессов (коксование, висбрекинг)?

4. Какие продукты могут служить донорными добавками?

Литература

1. Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. М. Химия. 1979.

2. Козин В.Г., Солодова Н.Л., Башкирцева Н.Ю. Современные технологии произ­водства компонентов моторных топлив. Учебное пособие КГТУ. 2001.

Дата добавления: 2015-07-10