Гидрогенизационные процессы в присутствии катализаторов и добавок

Среди вторичных процессов переработки нефтяного сырья гидрогенизационные процессы занимают ведущее положение, что обусловлено следующими причинами:

1. непрерывным увеличением в общем балансе сернистых и высокосернистых нефтей;

2. ужесточением требований по охране природы и к качеству товарных нефтепродуктов;

3. развитием каталитических процессов с применением активных и селективных катализаторов, требующих предварительного гидрооблагораживания (каталитический крекинг, каталитический риформинг);

4. необходимостью дальнейшего углубления переработки нефти.

К гидрогенизационным процессам относятся:

• гидроочистка топливных и масляных фракций с целью удаления гетеросоединений, непредельных, углеводородов, а при более жестких режимах - частичного гидрирования ароматических углеводородов;

• гидрообессеривание и гидродеметаллизация тяжелых нефтяных остатков с целью получения малосернистых котельных топлив или сырья для последующей глубокой переработки (например: каталитического крекинга);

• гидрокрекинг вакуумных газойлей и тяжелых нефтяных остатков с целью углубления переработки нефти и расширения ресурсов моторных топлив.

Гидрогенизационные процессы представляют большой интерес для получения моторных топлив из тяжелых и битумных нефтей, нефтяных остатков, каменных углей и сланцев. В Германии с 1927 года получают бензин глубокой гидрогенизацией углей, а в Канаде уже более двух десятков лет работает завод по получению искусственной нефти из битуминозных песков, причем в связи с возросшими ценами на нефть искусственная нефть начинает успешно конкурировать с импортируемой. Гидрогенизационные процессы переработки тяжелых нефтей, природных битумов и остатков делятся на два класса: каталитические и некаталитические.

Каталитические гидрогенизационные процессы включают гидрообессеривание и гидрокрекинг. Процессы гидрообессеривания служат для улучшенияодной или нескольких характеристик исходного сырья и в зависимости от более узкого назначения подразделяются на гидродеметаллизацию и собственно гидрообессеривание.

Процессы гидрообессеривания нефтяных остатков в достаточно широких масштабах применяются в промышленности. Наибольшее распространение они получили в Японии, где используются для производства малосернистых котельных топлив. Кроме того, гидрообессеривание используется для подготовки сырья (снижение содержания серы, азота, металлов) каталитического крекинга или коксования. Содержащиеся в сырье металлы и асфальтены отлагаются на поверхности катализаторов гидрообессеривания и забивают устья пор, что приводит к дезактивации катализатора, поэтому обычно срок службы катализатора не превышает один год. Это обстоятельство существенно осложняет и тормозит развитие процессов переработки остаточного сырья.

Для гидрообессеривания применяются двух-реакторные системы: первый реактор для деметаллизации, второй - гидрообессеривания. Последние достижения в области катализаторов и технологии процесса обессеривания позволяют получать из тяжелых нефтяных остатков малосернистые котельные топлива, вырабатывать сырье для каталитического крекинга и производства низкосернистого кокса, решать проблему безотходной, экологически чистой переработки самых тяжелых нефтей с высоким содержанием металлов и асфальтенов. Однако для этого требуется резко улучшить технико - экономические показатели в первую очередь понизить на порядок себестоимость водорода, в 3-4 раза уменьшить капитальные и эксплуатационные затраты на облагораживание нефтяных остатков.

Сложность задачи и многообразие сырья определили большое число вариантов технологии гидрогенизационных процессов.

Основные характеристики процессов, используемых для гидрообессеривания, приведены в таблице 9.1.

Таблица 9.1 - Основные характеристики процессов, используемых для гидрообессеривания

Характеристики % процессов	Пеникрекиыг -HDS ("Юнион ойл")	VRDS ("Шеврон рисерч")	НОМ ("Шелл")	Резидфайнинг ("Экссоя")
Сырье	мазут	гудрон	гудрон	мазут, гудрон
Катализатор	стационарный слой	стационарный слой	движущийся слой	стационарный слой
Температура, °С	350-420	350-420	400-450
Давление, мПа			4-19
Выход остатка, %	(выше 343°С) 96,6		средних дистиллятов 88	27,6

В промышленности широкое распространение получили три метода гидрообессеривания и гидрокрекинга нефтяных остатков: на стационарном слое катализатора с его периодической регенерацией, в подвижном слое шарикового катализатора ("бункерный" метод) и в кипящем трехфазном слое с периодической заменой катализатора под давлением 15 МПа. Во всех случаях процесс проводят в двух или трех реакторах, причем в первом реакторе происходит гидродеметаллизация и гидродеасфальтизация на дешевом катализаторе с большим объемом широких пор; во втором гидрообессеривание, а в третьем (при необходимости) - гидрокрекинг.

Дата добавления: 2015-07-10