Гидроочистка

Гидроочистка - совокупность химических реакций, происходящих при определенных условиях в присутствии водорода, направленных на снижение концентрации органических соединений серы, кислорода, азота, хлора, металлов и др., а также непредельных углеводородов в нефтепродуктах.

Кроме этого в процессе гидроочистки уменьшается содержание смолисто-асфальтеновых веществ и повышается устойчивость к окислению.


Предпосылки создания метода


Сырая нефть содержит значительное количество нежелательных примесей. Многие из этих примесей кочуют и в продукты переработки и оказывают пагубное влияние на оборудование, катализаторы и т.п.

Примеси существенно ухудшают качество нефтепродуктов и, соответственно, их эксплуатационные характеристики. Кроме того, тенденция к ужесточению экологических норм, требует от производителей постоянного снижения концентрации таких веществ, как например, сернистых соединений в нефтепродуктах.

Для удаления таких примесей была разработана специальная технология гидроочистки, позволяющая, как следует из названия, замещать нежелательные атомы в молекулах входящих в состав нефтепродуктов соединений на водород.


Химизм процесса


В процессе гидроочистки протекают следующие основные химические реакции:

  1. H2 + S → H2S
  2. Некоторые соединения азота амиак
  3. Металлы осаждаются на катализаторе
  4. Некоторые олефины и ароматические углеводороды насыщаются водородом
  5. В некоторой степени происходит гидрокрекинг нафтенов метан, этан, пропан и бутан

Сырье


Основные фракции, подвергаемые гидроочистке, это:

  • бензиновая фракция
  • лигроиновая фракция
  • керосиновая фракция
  • дизельное топливо
  • вакуумный газойль
  • масла
  • остаточные нефтепродукты

Технологическая схема


Поток нефтепродукта и водорода смешивают, нагревают до температуры 260- 430 °С и направляют в реактор. Реактор заполнен катализатором, в присутствии которого происходят необходимые химические реакции, приведенные выше. Выходящий из реактора поток, подается на испаритель, где удаляются газообразные углеводороды, H2S и аммиак. Для полного их отделения устанавливают специальную ректификационную колонну. Непрореагировавший водород отправляют на рециркуляцию.

 

Схема процесса гидроочистки Схематическое изображение процесса гидроочистки
 

 

Особенностью гидроочистки остаточных нефтепродуктов является поддержание в реакторе повышенного давления для предотвращения коксообразования, вследствие низкого соотношения водород/углерод у таких соединений. В результате разрушения крупных молекул тяжелых остатков, на выходе получается большое количество легкокипящих фракций.

Процесс гидроочистки используется также для улучшения качества реактивного топлива, в частности, такого параметра, как высота некоптящего пламени. Дело в том, что ароматические соединения входящие в состав керосиновой фракции характеризуются также довольно высоким соотношением углерод/водород, что приводит к образованию дыма при сгорании. В данном случае гидроочистка сопровождается насыщением ароматических соединений водородом с образованием нафтенов (циклоалканы) и, соотвественно, увеличением упомянутого выше показателя.

Кроме этого, гидроочистка используется для насыщения двойных связей диенов, содержащихся в пиролизном бензине, который образуется при производстве этилена. Однако, вместе с этим, насыщаются ароматические циклы, что приводит к некоторому понижению октанового числа.

 

Сырье©PetroDigest.ruПараметры процесса
КатализаторСодержание серы, масс. %
СырьеПродукт
Бензиновая фракция
P = 1 - 3 МПа
T = 370 - 380 °C
Кобальт - молибденовый 0.08
0
Керосиновая фракция
P = 1,5 - 2,2 МПа
T = 300 - 400 °C
Кобальт - молибденовый  0.46 0.15
Дизельная фракция
P = 1,8 - 2 МПа
T = 350 - 420 °C
Никель - молибденовый 1.32
0.2
Вакуумный газойль
P = 8 - 9 МПа
T = 370 - 410 °C
Никель - молибденовый 3.5
0.2