История развития гидрогенизационных процессов. Процессы гидрооблагораживания нефтяных остатков. Катализаторы и механизм их действия. Основы управления гидрогенизационными процессами. Промышленные процессы гидрооблагораживания дистиллятных фракций.
Аннотация к работе
При переработке сырья (от углей и смол до бензиновых фракций) на гидрогенизационных установках можно получать различные продукты с очень малым содержанием серы, азота и кислорода (от сжиженных газов и легких изопарофиновых углеводородов до котельного топлива и высокоиндексных масел). Увеличение выхода светлых нефтепродуктов (все виды топлив для двигателей внутреннего сгорания: бензины, керосины, дизельное топливо; бензиновые фракции; печное топливо и т. д.) можно производить двумя путями. Одновременно получают менее ценные продукты: крекинг - остатки, коксовые и каталитические газойли, кокс. В результате образуется больше светлых нефтепродуктов и меньше кокса и других продуктов, обедненных водородом. В настоящее время в различных странах мира довольно быстро меняется спецификация на бензин и дизельное топливо, в следствие строительство новых или реконструкция старых установок.Первые исследовательские работы по каталитической и некаталитической гидрогенизации твердых топлив были проведены в начале века П. Гидрогенизационные процессы в промышленном масштабе получили развитие в 1927 г введением в эксплуатацию первой в мире установки «деструктивной гидрогенизации» смол и углей в Германии, развивавшей топливную промышленность на базе твердых горючих ископаемых. Несколько позднее установки получения искусственных жидких топлив из нефтяного сырья были сооружены в Англии. Вначале установки деструктивной гидрогенизации работали на малоактивном и дешевом нерегенерируемом железном катализаторе, позднее на активных катализаторах на основе сульфида вольфрама с использованием водорода, получаемого дорогим малопроизводительным периодическим железопаровым методом.Гидрогенолиз гетероорганических соединений в процессах гидрооблагораживания происходит в результате разрыва связей C-S, C-N, C-O и насыщения водородом образующихся гетероатомов и двойной связи у углеводородной части молекул нефтяного сырья. При этом сера, азот и кислород выделяются в виде H2S, NH3 и H2O. Возможны частичное гидрирование и гидрокрекинг полициклических ароматических и смолистоасфальтеновых углеводородов, что зависит от условий процессов. Азот в нефтяном сырье находится в гетероциклах в виде производных пиррола и пиридина. Кислород в топливных фракциях представлен соединениями типа спиртов, эфиров, фенолов и нафтеновых кислот.Катализаторы, используемые в промышленных гидрогенизационных процессах, являются сложными композициями, в их состав входят следующие компоненты: 1) металлы VIII группы: Ni, Co, Pt, Pd, иногда Fe Никель, кобальт, платина или палладий придают катализаторам дегидро-гидрирующие свойства, они не обладают устойчивостью по отношению к отравляющему действию контактных ядов и не могут быть использованы в отдельности в гидрогенизационных процессах. В зависимости от типа реакторов катализаторы на носителях изготавливают в виде таблеток, шариков или микросфер. Носители нейтральной природы (оксиды алюминия, кремния, магния и др.) не придают катализаторам на их основе дополнительных каталитических свойств. Носители, обладающие кислотными свойствами (синтетические аморфные и кристаллические алюмосиликаты и цеолиты, магний - и цирконийсиликаты, фосфаты и др.) придают катализаторам дополнительно изомеризующие и расщепляющие (крекирующие) свойства.Сырьем процессов гидрооблагораживания являются бензиновые, керосиновые и дизельные фракции, вакуумный газойль и смазочные масла, содержащие серу. Содержание гетероатомных углеводородов в сырье колеблется весьма значительно в зависимости от фракционного и химического состава дистиллятов. Расход водорода на гидроочистку и гидрообессеривание также зависит от содержания гетеропримесей в сырье и его происхождения. Температура, °С Давление, МПА Объемная скорость подачи сырья, ч?? Циркуляция водородсодержащего газа, м?/м? Остаточное содержание серы, % Степень обессеривания, % Ресурс службы катализатора, т сырья/кг Срок службы катализатора, годы Число регенераций 300-400 1,5-2,0 5,0-10,0 150 0,0001 99 1000 5-8 2-3 340-400 2,5-4,0 3,5-5,0 200 0,1-0,2 92-97 150-200 4-6 2-4 380-410 4,0-5,0 1,0-2,0 500 0,1-0,5 85-95 50-80 2-4 2-3 380-410 7,0-15,0 0,5-1,0 До 1000 0,3-0,5 70-45 - 1-2 1-2 Сырье, выкипающее выше 350 °С, находится при гидрообессеривании в основном в жидкой фазе, и повышении давление давления увеличивает скорость реакций более значительно, ускоряет транспортирование водорода через пленку жидкости к поверхности катализатора.Установки имеют много общего по аппаратурному оформлению и схемам реакторных блоков, различаются по мощности, размерам аппаратов, технологическому режиму и схемам секций сепарации и стабилизации гидрогенизаторов. Установки предварительной гидроочистки бензинов - сырья каталитического риформинга - различаются также вариантом подачи ВСГ: с циркуляцией или без циркуляции «на поток». В схеме с циркуляцией ВСГ легко поддерживается постоянное соотношение водород: сырье. Заключается в охлаждении газопродуктовой смеси, отходящей из реакторов гидроочистки, сначала в теплообменниках, затем в холо
План
Содержание
Введение
1. История развития гидрогенизационных процессов
2. Химизм, термодинамика и кинетика
3. Катализаторы и механизм их действия
4. Основы управления гидрогенизационными процессами
5. Промышленные процессы гидрооблагораживания дистиллятных фракций
6. Процессы гидрооблагораживания нефтяных остатков
Список использованных источников
Введение
При переработке сырья (от углей и смол до бензиновых фракций) на гидрогенизационных установках можно получать различные продукты с очень малым содержанием серы, азота и кислорода (от сжиженных газов и легких изопарофиновых углеводородов до котельного топлива и высокоиндексных масел).
Увеличение выхода светлых нефтепродуктов (все виды топлив для двигателей внутреннего сгорания: бензины, керосины, дизельное топливо; бензиновые фракции; печное топливо и т. д.) можно производить двумя путями. Первый путь - переработка остаточных продуктов первичной перегонки нефти на установках термокаталитических процессов с получением более легких продуктов. Одновременно получают менее ценные продукты: крекинг - остатки, коксовые и каталитические газойли, кокс. Второй путь - переработка остаточных продуктов первичной перегонки нефти и термокаталитических процессов в присутствии водорода, водимого в систему извне. В результате образуется больше светлых нефтепродуктов и меньше кокса и других продуктов, обедненных водородом. Промышленные процессы, используемые для второго пути, называются гидрогенизационными. Роль этих процессов на нефтеперерабатывающих заводах непрерывно возрастает. Это объясняется повышением требований к качеству нефтепродуктов.
В моем проекте, я собираюсь описать, как в промышленности протекают гидрогенизационные процессы, поэтапно раскрыть все стадии производства, что при этом используется; а также актуальность и эффективность данных процессов.
В настоящее время в различных странах мира довольно быстро меняется спецификация на бензин и дизельное топливо, в следствие строительство новых или реконструкция старых установок. С 2005 г в странах Европейского Союза (27 государств Европы) введены нормы по выбросам вредных веществ для автомобильной техники, содержание серы согласно нормативным документам не должно превышать 0,05 %. А через пять лет планировалось весь дизельный транспорт перевести на топливо с ультранизким содержанием серы 0,01 %. Но в настоящее время только ограниченное число нефтеперерабатывающих заводов в мире может получать дизельное топливо с ультранизким содержанием сернистых соединений. Путем гидроочистки, может быть, достигнут данный результат. Либо подбор нового, более эффективного для данного типа сырья, катализатора.