8GidrogenPro

ГИДРОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ
ПРОЦЕССЫ
КАТАЛИТИЧЕСКИЕ
ГИДРОГЕНИЗАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ
ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ






1. Гидрокаталитические процессы
реформирования нефтяного сырья:
Каталитический риформинг;
Каталитическая изомеризация легких налканов
2. Каталитические гидрогенизационные
процессы облагораживания нефтяного
сырья:
Гидроочистка топливных фракций;
Гидрообессеривание высококипящих и
остаточных фракций (вакуумных газойлей,
масел, парафинов, нефтяных остатков)
КАТАЛИТИЧЕСКИЕ
ГИДРОГЕНИЗАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ
ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ НЕФТЯНОГО
СЫРЬЯ



3. Каталитические процессы деструктивной
гидрогенизации (гидрокрекинга) нефтяного
сырья:
Селективный гидрокрекинг нефтяного сырья
(топливных фракций, масел, гидравлических
жидкостей) с целью. Повышения ОЧ автобензинов и
получения низкозастывающих нефтепродуктов путем
гидродепарафинизации;
Легкий гидрокрекинг вакуумных газойлей и
низкооктановых бензинов соответственно для
подготовки сырья кат. крекинга с одновременным
получением дизельных фракций и для повышения
содержания изопарафинов в бензинах
КАТАЛИТИЧЕСКИЕ
ГИДРОГЕНИЗАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ
ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ НЕФТЯНОГО
СЫРЬЯ
 Глубокий
гидрокрекинга дистиллятного
сырья (вакуумных газойлей) и
нефтяных остатков с целью углубления
переработки нефти;
 Гидродеароматизация реактивных
топлив и масляных дистиллятов
Распространение
гидрокаталитических процессов
на НПЗ связано с:
 непрерывным
увеличением в общем
балансе доли сернистых и
высокосернистых нефтей;
 ужесточением требований по охране
окружающей среды и к качеству
товарных нефтепродуктов;
 необходимостью дальнейшего
углубления переработки нефти
Общие признаки
гидрокаталитических процессов
Химические превращения осуществляются под
давлением водорода, образующегося в этих
процессах (риформинг) и расходуемого в других;
 Химические превращения нефтяного сырья
осуществляется на би- и полифункциональных
катализаторах;
 В состав всех катализаторов входят компоненты,
ответственные за протекание гомолитических
реакций гидрирования-дегидрирования (Pt, Pd, Co,
Ni). В качестве второго компонента,
осуществляющего гетеролитические реакции
(изомеризация, циклизация, крекинг) применяют
оксид алюминия, алюмосиликат, цеолит, сульфиды
Mo, W, обладающие р-проводимостью

Химизм
 Гидрогенолиз
сероорганических
соединений
RSH+H2RH+H2S;
HC=CH
S + 4H2
C4H10 + H2S
HC=CH
Гидрогенолиз
N
H
+ 4H2
азотсодержащих соединений:
C4H10 + NH3
CH2NH2
+ H2
CH3
+ NH3
Химизм
 Удаление
кислородсодержащих
соединений:
ROH+H2RH+H2O
Гидрирование
ненасыщенных соединений:
СnH2n+H2CnH2n+2
Гидрирование
ароматических:
+ 5H2
Гидрокрекинг:
С10Н22+Н2  2С5Н12
Кинетическое уравнение
W  kP P
n1 n2
s
H2
Катализаторы
гидрогенизационных процессов
 Металлы
VIII группы Ni, Co, Pt, Pd
иногда Fe
 Оксиды или сульфиды металлов VI
группы Mo, W иногда Cr
 Термостойкие носители с развитой
удельной поверхностью и высокой
механической прочностью (оксиды
алюминия, кремния, цеолиты)
Показатель
АКМ
АНМ
ГКД-202
ГК-35
Насыпная плотность,
кг/м3
680
680
650
800
Удельная поверхность,
м2/г
120
120
230
207
Содержание, % мас.
СоО
NiO
MoO3
Fe2O3
Na2O3
4,0
0
12,0
0,16
0,08
0
4,0
12,0
0,16
0,08
0,4
5,0
13,0
0,4
0
7,0-8,5
18-19
0,4
Носитель
Al2O3
Al2O3
Алюмосиликат+
цеолит
Цеолит
Индекс прочности, кг/мм
1,1
1,1
2,2
1,8
95
95
92
85
Межрегенерационный
период, месс.
11
11
22-24
11-20
Общий срок службы,
месс.
36
36
48-60
48
Очищаемая фракция
Топливные
Топливные
Дизельная
Дизельная
Относительная
активность по
обессериванию,
усл.ед.
Управление процессом
 Сырье:
бензиновые, керосиновые,
дизельные фракции, вакуумный
газойль, смазочные масла
Управление процессом
 Температура.
Гидроочистку дизельного топлива
проводят при температуре 350-380
град.С. При температуре 420 град.С
возрастает выход газов, увеличивается
коксообразование и расход водорода
Управление процессом

Парциальное давление водорода и
кратность циркуляции ВСГ.
При повышении общего давления процесса
растет парциальное давление водорода.
Концентрация водорода в ВСГ составляет 6090 % об. Чем выше концентрация водорода в
ВСГ, тем ниже может быть кратность
циркуляции. Кратность циркуляции ВСГ
влияет на время контакта сырья с
катализатором.
Технологическое оформление
процессов
 Блоки
промышленных установок
гидрогенизационной переработки:
 реакторный;
 сепарации газопродуктовой смеси с
выделением ВСГ;
 очистки ВСГ от H2S;
 стабилизации гидрогенизата;
 компрессорная.



Варианты подачи ВСГ (для
установок гидроочистки
бензинов)
С циркуляцией
Без циркуляции («на проток»): схему применяют
только на комбинированных установках гидроочистки
и кат. риформинга бензинов с пониженным
содержанием сернистых соединений (<0,1%), весь
ВСГ риформинга под давлением процесса подают в
реакторы гидроочистки
На всех остальных типах установок применяется
только циркуляционная схема подачи ВСГ: наличие
циркуляционного компрессора позволяет
регулировать кратность циркуляции ВСГ в
зависимости от типа катализатора, состава сырья,
концентрации водорода в ВСГ
Способы сепарации ВСГ

Холодная (низкотемпературная):
применяется на установках гидроочистки
бензиновых, керосиновых, иногда дизельных
фракций, заключается в охлаждении
газопродуктовой смеси, отходящей из
реакторов гидроочистки, в т/о, холодильниках
и выделении ВСГ в сепараторе при низкой
температуре и высоком давлении
Способы сепарации ВСГ

Горячая (высокотемпературная):
применяется на установках
гидрообессеривания высококипящих фракций
нефти (дизельных топлив, вакуумных
газойлей, масляных дистиллятов).
Газопродуктовую смесь после частичного
охлаждения в т/о подают в горячий
сепаратор, выделяемые ВСГ и УВ-газы
охлаждают до низкой температуры в
холодильниках, направляют в сепаратор, где
отбирают ВСГ с высокой концентрацией
водорода
Схемы стабилизации
гидрогенизатов
 Отпаркой
водяным паром при низком
давлении
 Отпаркой водородсодержащим газом
при повышенном давлении
 С подогревом низа стабилизационной
колонны горячей струей через печь или
рибойлером
 С дополнительной разгонкой под
вакуумом (при гидрообессеривании
масляных дистиллятов)
Реакторные устройства
 Двухсекционный
реактор гидроочистки
дизельного топлива
Принципиальная технологическая
схема установки гидроочистки
дизельного топлива ЛЧ-24-2000
Материальный баланс установок
гидроочистки бензина (I), керосина
(II), дизельного топлива (III) и
вакуумного дистиллята (IV)
Гидродеароматизация дистиллятов
Основное назначение - получение реактивных топлив с
улучшенными эксплуатационными свойствами, а также
органических растворителей
Реакции:
1)Гидрирование ароматических соединений
2)Гидрирование непредельных УВ
3)Гидрогенолиз S- и N-органических соединений.
Катализаторы:
-оксиды или сульфиды Со, Mo, Ni или W – давление 10-30 МПа
-Pt и Pd – 4-5 МПа
Температура процесса: 250-420 °С
Реактор: многополочный, с промежуточным вводом H2 в сырье
(для охлаждения);
Режим ГДА (для керосиновых фракций)
Качество продуктов (для керосиновых фракций)
Чем выше требования по снижению ароматики – тем жестче режим
(температура, давление)
Гидродеметаллизация
Сырье – нефтяные остатки; применяется перед
гидроочисткой, каталитическим крекингом и
гидрокрекингом.
Катализатор – специальный широкопористый
(размер пор - более 100 нм);
Содержание металлов (V и Ni) снижается с 50 до 8
мг/кг.
Катализаторы не регенерируются, а направляются
на утилизацию металлов.
Процесс гидрообессеривания «Хайвал»
Продолжительность работы реакторов: защитных – 3-4
месяца, основных – 1 год. Температура – ок. 450-550
°С. Давление 1-5 МПа.
Депарафинизация дизельных
топлив