В настоящее время в связи с возрастающими потребностями человечества в нефтепродуктах, особенно топливе и маслах, вторичные процессы переработки с целью повышения качества являются весьма актуальными. Гидрогенизационные методы очистки, безусловно, имеют большое значение при достижении данной цели и в то же время обладают перспективой в развитии и усовершенствовании. В данной статье акцентируется внимание на гидроочистке - одном из наиболее эффективных и рентабельных процессов очистки нефтяных фракций от сернистых, азот - и кислородсодержащих соединений. Актуальность темы обусловливается тем фактом, что казахстанская нефть, а, соответственно, и фракции, содержат большое количество сернистых соединений, что значительным образом сказывается на всех этапах нефтепереработки.
Нефтяные фракции, содержащие углеводороды С6 и более тяжелые, весьма вероятно, содержат и органические соединения серы, а именно тиолы, сульфиды, дисульфиды, тиофаны (моноциклические сульфиды), бициклические сульфиды, тиофены и т.п. С химической точки зрения сера входит в состав фракции. Гидроочистка позволяет оторвать атомы серы от молекул углеводородов.
В настоящее время гидроочистке подвергают светлые дистилляты прямой перегонки, выкипающие при температуре ниже 350 0С, в том числе и дистилляты, направляемые на платформинг, тяжелые газойли, поступающие на каталитический крекинг и др.
Поток нефтепродукта смешивают с током водорода и нагревают до 260-425 0С. Затем смесь нефтепродукта и водорода направляют в реактор, заполненный катализатором в форме таблеток. Для очистки применяют кобальтмолибденовый или никельмолибденовый катализатор на носителе - оксиде алюминия [1].
Основные химические превращения ГАС, происходящие при гидроочистке:
реакция гидрирования меркаптанов (тиоспиртов)
R-SH + H2 = R-H + H2S
сульфидов
R-S-R´ + 2H2 = R-H + R´H + H2S
дисульфидов
R-S-S-R´ + 3H2 = R-H + R´-H + 2H2S.
азотсодержащих соединений
CH3-CH2-CH2-CH2-NH2 + H2 = CH3-CH2-CH2-CH3 + NH3 (выделяется аммиак).
гидрогенолиз кислородсодержащих соединений [2]
2CH3-C6H4-COOH + 6H2 = 2CH3-C6H4-CH3 + 4H2O.
Основная продукция процесса:
В таблице 1 приведены показатели качества сырья и продуктов гидроочистки [3].
Таблица 1- Характеристика сырья и продукции установок гидроочистки
Показатели |
Прямогонный бензин (85-180 °С) |
Бензин термического крекинга |
Дизельная фракция (230-350°С) |
Вакуумный дистиллят (350-500 °С) |
||||
до очистки |
после очистки |
до очистки |
после очистки |
до очистки |
после очистки |
до очистки |
после очистки |
|
Плотность, |
0,762 |
0,761 |
0,745 |
0,742 |
0,858 |
0,858 |
0,921 |
0,920 |
Содержание, % мас. сера азот |
0,078 0,001 |
0,0001 0,0001 |
1,1 0,004 |
0,02 0,0002 |
1,2 - |
0,05 - |
3,1 0,17 |
0,35 0,13 |
Йодное число, гI2/100 г |
- |
- |
100 |
0,7 |
4,0 |
1,5 |
- |
- |
Содержание фактических смол, мг/100 мл |
- |
- |
4,2 |
0 |
- |
- |
До 20 |
10-12 |
Октановое число (моторный метод) |
35 |
35 |
70 |
40 |
- |
- |
- |
- |
Цетановое число |
- |
- |
- |
- |
50-53 |
52-54 |
- |
- |
Коксуемость, % мас. |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,3 |
0,08 |
Индукционный период окисления, мин |
- |
- |
180 |
1000 |
- |
- |
- |
- |
При проведении процесса гидроочистки необходимо проверять содержание гетероатомов в очищаемой фракции с целью контроля процесса и оценки его эффективности.
Анализ на содержание серы в очищенной и неочищенной фракции проводился в научно-исследовательском центре при Западно-Казахстанском аграрно-техническом университете им. Жангир хана на рентгенофлуоресцентном анализаторе (РФА) в среде гелия. Сырьем выбрано дизельное топливо производства АО «Конденсат» и ТОО «АНПЗ». Результаты анализа представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Содержание серы в дизельной фракции на различных этапах переработки
Проба, № |
Содержание серы в дизельной фракции, мкг/г |
||
АО «Конденсат» |
ТОО «АНПЗ» |
||
до ГО |
после ГО |
||
1 |
219,5 |
80,5 |
0 |
2 |
304,3 |
82,4 |
0,3 |
Среднее значение |
261,9 |
81,45 |
0,15 |
Как показывают практические данные, процесс гидроочистки снижает содержание серы более чем в 500 раз для дизельной фракции, что является весьма хорошим показателем.
Значение процесса гидроочистки:
Литература