ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ТОПЛИВА И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ Лекция 5 Гидрогенизационные процессы. - презентация

1 ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ТОПЛИВА И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ Лекция 5 Гидрогенизационные процессы

2 Классификация Селективная гидроочистка путем гидрогенолиза S, N, O – содержащих органических соединений с удалением S, N, O в виде H 2 S, NH 3, H 2 O Селективная гидроочистка путем гидрогенолиза S, N, O – содержащих органических соединений с удалением S, N, O в виде H 2 S, NH 3, H 2 O Гидрооблагораживание (гидростабилизация), сключающее наряду с процессами гидроочистки гидрирование непредельных углеводородов (олефинов и ароматических) Гидрооблагораживание (гидростабилизация), сключающее наряду с процессами гидроочистки гидрирование непредельных углеводородов (олефинов и ароматических) Гидрокрекинг нефтяного сырья, включающий наряду с процессами гидроочистки и гидростабилизации крекинг насыщенных углеводородов Гидрокрекинг нефтяного сырья, включающий наряду с процессами гидроочистки и гидростабилизации крекинг насыщенных углеводородов

3 Химизм Гидрогенолиз сероорганических соединений Гидрогенолиз сероорганических соединений RSH+H 2 RH+H 2 S; Гидрогенолиз азотсодержащих соединений: Гидрогенолиз азотсодержащих соединений:

4 Химизм Удаление кислородсодержащих соединений: Удаление кислородсодержащих соединений: ROH+H 2 RH+H 2 O Гидрирование ненасыщенных соединений: С n H 2n +H 2 C n H 2n+2 Гидрирование ароматических: Гидрокрекинг: С 10 Н 22 +Н 2 2С 5 Н 12

5 Катализаторы гидрогенизационных процессов Металлы VIII группы Ni, Co, Pt, Pd иногда Fe Металлы VIII группы Ni, Co, Pt, Pd иногда Fe Оксиды или сульфиды металлов VI группы Mo, W иногда Cr Оксиды или сульфиды металлов VI группы Mo, W иногда Cr Термостойкие носители с развитой удельной поверхностью и высокой механической прочностью (оксиды алюминия, кремния, цеолиты) Термостойкие носители с развитой удельной поверхностью и высокой механической прочностью (оксиды алюминия, кремния, цеолиты)

6 ПоказательАКМАНМГКД-202ГК-35 Насыпная плотность, кг/м Удельная поверхность, м 2 /г Содержание, % мас. СоО NiO MoO 3 Fe 2 O 3 Na 2 O 3 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, ,4 НосительAl 2 O 3 Алюмосиликат+ цеолит Цеолит Индекс прочности, кг/мм1,1 2,21,8 Относительная активность по обессериванию, усл.ед Межрегенерационный период, месс Общий срок службы, месс Очищаемая фракцияТопливные Дизельная

7 Кинетическое уравнение

8 Принципиальная технологическая схема установки гидроочистки дизельного топлива ЛЧ

9

10 Материальный баланс установок гидроочистки бензина (I), керосина (II), дизельного топлива (III) и вакуумного дистиллята (IV)

11 Управление процессом Сырье: бензиновые, керосиновые, дизельные фракции, вакуумный газойль, смазочные масла Сырье: бензиновые, керосиновые, дизельные фракции, вакуумный газойль, смазочные масла

12 Управление процессом Температура. Температура. Гидроочистку дизельного топлива проводят при температуре град.С. При температуре 420 град.С возрастает выход газов, увеличивается коксообразование и расход водорода

13

14 Управление процессом Парциальное давление водорода и кратность циркуляции ВСГ. Парциальное давление водорода и кратность циркуляции ВСГ. При повышении общего давления процесса растет парциальное давление водорода. Концентрация водорода в ВСГ составляет % об. Чем выше концентрация водорода в ВСГ, тем ниже может быть кратность циркуляции. Кратность циркуляции ВСГ влияет на время контакта сырья с катализатором.

15 Гидрокрекинг нефтяного сырья Процесс позволяет получать с высоким выходом сжиженные газы С 3 -С 4, бензин, реактивное, дизельное топливо и компоненты масел. Процесс позволяет получать с высоким выходом сжиженные газы С 3 -С 4, бензин, реактивное, дизельное топливо и компоненты масел. Сырьем может быть практически любое нефтяное сырье при соответствующем подборе условий и катализаторов Сырьем может быть практически любое нефтяное сырье при соответствующем подборе условий и катализаторов

16 Классификация Гидрокрекинг бензиновых фракций с целью получения изопарафинов С 3 -С 5 для производства синтетического каучука Гидрокрекинг бензиновых фракций с целью получения изопарафинов С 3 -С 5 для производства синтетического каучука Селективный гидрокрекинг бензинов (с целью увеличения ОЧ), реактивных и дизельных топлив (с целью снижения температуры застывания) Селективный гидрокрекинг бензинов (с целью увеличения ОЧ), реактивных и дизельных топлив (с целью снижения температуры застывания) Гидродеароматизация прямогонных керосиновых фракций и газойлей каталитического крекинга с целью снижения содержания ароматики Гидродеароматизация прямогонных керосиновых фракций и газойлей каталитического крекинга с целью снижения содержания ароматики Легкий гидрокрекинг вакуумных газойлей с получением дизельных фракций Легкий гидрокрекинг вакуумных газойлей с получением дизельных фракций Гидрокрекинг вакуумных дистиллятов с целью получения высокоиндексных масел Гидрокрекинг вакуумных дистиллятов с целью получения высокоиндексных масел Гидрокрекинг нефтяных остатков с целью получения моторных топлив, смазочных масел, малосернистых котельных топлив и малосернистого сырья каталитического крекинга Гидрокрекинг нефтяных остатков с целью получения моторных топлив, смазочных масел, малосернистых котельных топлив и малосернистого сырья каталитического крекинга

17 Особенности химизма и механизма реакций процесса Гидрокрекинг можно рассматривать как совмещенный процесс, в котором одновременно осуществляются реакции гидрогенолиза гетероатомных соединений, дегидро-гидрирования, а также крекинга (разрыв связи С-С) с получением более низкомолекулярных продуктов, очищенных от соединений S, N, O, не содержащих олефинов, но менее ароматизированных, чем при каталитическом крекинге Гидрокрекинг можно рассматривать как совмещенный процесс, в котором одновременно осуществляются реакции гидрогенолиза гетероатомных соединений, дегидро-гидрирования, а также крекинга (разрыв связи С-С) с получением более низкомолекулярных продуктов, очищенных от соединений S, N, O, не содержащих олефинов, но менее ароматизированных, чем при каталитическом крекинге

18 Основные реакции Гидрогенолиз гетероатомных соединений S, N, O, гидрирование ароматических и олефиновых углеводородов Гидрогенолиз гетероатомных соединений S, N, O, гидрирование ароматических и олефиновых углеводородов Крекинг парафиновых и нафтеновых углеводородов, деалкилирование циклических структур, изомеризация образующихся низкомолекулярных парафинов Крекинг парафиновых и нафтеновых углеводородов, деалкилирование циклических структур, изомеризация образующихся низкомолекулярных парафинов Реакции поликонденсации и ароматизации с образованием кокса затруднены термодинамически Реакции поликонденсации и ароматизации с образованием кокса затруднены термодинамически

19 Катализаторы Кислотный компонент (цеолиты, промотированные галогеном) Кислотный компонент (цеолиты, промотированные галогеном) Дегидро-гидрирующий (Ni, Co, Pt, Pd, Mo, W, Cr, промоторы Re, Ir ) Дегидро-гидрирующий (Ni, Co, Pt, Pd, Mo, W, Cr, промоторы Re, Ir ) Связующее, обеспечивающее механическую прочность и пористую структуру (оксид алюминия, алюмосиликаты, оксиды кремния, титана, циркония) Связующее, обеспечивающее механическую прочность и пористую структуру (оксид алюминия, алюмосиликаты, оксиды кремния, титана, циркония)