ГИДРОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ГИДРОГЕНИЗАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ 1. Гидрокаталитические процессы реформирования. - презентация

1 ГИДРОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

2 КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ГИДРОГЕНИЗАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ 1. Гидрокаталитические процессы реформирования нефтяного сырья: 1. Гидрокаталитические процессы реформирования нефтяного сырья: Каталитический риформинг; Каталитический риформинг; Каталитическая изомеризация легких н- алканов Каталитическая изомеризация легких н- алканов 2. Каталитические гидрогенизационные процессы облагораживания нефтяного сырья: 2. Каталитические гидрогенизационные процессы облагораживания нефтяного сырья: Гидроочистка топливных фракций; Гидроочистка топливных фракций; Гидрообессеривание высококипящих и остаточных фракций (вакуумных газойлей, масел, парафинов, нефтяных остатков) Гидрообессеривание высококипящих и остаточных фракций (вакуумных газойлей, масел, парафинов, нефтяных остатков)

3 КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ГИДРОГЕНИЗАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ 3. Каталитические процессы деструктивной гидрогенизации (гидрокрекинга) 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; 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 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

4 КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ГИДРОГЕНИЗАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ Глубокий гидрокрекинга дистиллятного сырья (вакуумных газойлей) и нефтяных остатков с целью углубления переработки нефти; Глубокий гидрокрекинга дистиллятного сырья (вакуумных газойлей) и нефтяных остатков с целью углубления переработки нефти; Гидродеароматизация реактивных топлив и масляных дистиллятов Гидродеароматизация реактивных топлив и масляных дистиллятов

5 Распространение гидрокаталитических процессов на НПЗ связано с: непрерывным увеличением в общем балансе доли сернистых и высокосернистых нефтей; непрерывным увеличением в общем балансе доли сернистых и высокосернистых нефтей; ужесточением требований по охране окружающей среды и к качеству товарных нефтепродуктов; ужесточением требований по охране окружающей среды и к качеству товарных нефтепродуктов; необходимостью дальнейшего углубления переработки нефти необходимостью дальнейшего углубления переработки нефти

6 Общие признаки гидрокаталитических процессов Химические превращения осуществляются под давлением водорода, образующегося в этих процессах (риформинг) и расходуемого в других; 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; 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 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

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

8 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

9 Кинетическое уравнение

10 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)

11 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

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

13 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

14

15 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.

16 Технологическое оформление процессов Блоки промышленных установок гидрогенизационной переработки: Блоки промышленных установок гидрогенизационной переработки: реакторный; реакторный; сепарации газопродуктовой смеси с выделением ВСГ; сепарации газопродуктовой смеси с выделением ВСГ; очистки ВСГ от H 2 S; очистки ВСГ от H 2 S; стабилизации гидрогенизата; стабилизации гидрогенизата; компрессорная. компрессорная.

17 Варианты подачи ВСГ (для установок гидроочистки бензинов) С циркуляцией С циркуляцией Без циркуляции («на проток»): схему применяют только на комбинированных установках гидроочистки и кат. риформинга бензинов с пониженным содержанием сернистых соединений (

18 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 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

19 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 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

20 Схемы стабилизации гидрогенизатов Отпаркой водяным паром при низком давлении Отпаркой водяным паром при низком давлении Отпаркой водородсодержащим газом при повышенном давлении Отпаркой водородсодержащим газом при повышенном давлении С подогревом низа стабилизационной колонны горячей струей через печь или рибойлером С подогревом низа стабилизационной колонны горячей струей через печь или рибойлером С дополнительной разгонкой под вакуумом (при гидрообессеривании масляных дистиллятов) С дополнительной разгонкой под вакуумом (при гидрообессеривании масляных дистиллятов)

21 Реакторные устройства Двухсекционный Двухсекционный реактор гидроочистки дизельного топлива

22 Принципиальная технологическая схема установки гидроочистки дизельного топлива ЛЧ

23

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

25 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 МПа -Pt и Pd – 4-5 МПа Температура процесса: °С Реактор: многополочный, с промежуточным вводом H 2 в сырье (для охлаждения);

26 Режим ГДА (для керосиновых фракций) Качество продуктов (для керосиновых фракций) Чем выше требования по снижению ароматики – тем жестче режим (температура, давление)

27 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.

28 Процесс гидрообессеривания «Хайвал» Продолжительность работы реакторов: защитных – 3-4 месяца, основных – 1 год. Температура – ок °С. Давление 1-5 МПа.

29 Депарафинизация дизельных топлив

30

31