IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

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:

• -очищенные фракции;
• -бензин-отгон - используется как компонент товарных бензинов или сырье установок каталитического риформинга, имеет низкое (50-55) октановое число;
• -сероводород - направляется как сырье на установку производства серной кислоты или серы.

В таблице 1 приведены показатели качества сырья и продуктов гидроочистки [3].

Таблица 1- Характеристика сырья и продукции установок гидроочистки

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

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:

• 1) повышает качество нефтепродуктов;
• 2) снижает коррозионную активность;
• 3) защищает катализаторы последующих процессов (риформинга, крекинга и гидрокрекинга) от серы и ее соединений, являющихся каталитическими ядами;
• 4) очищенные от сернистых соединений топлива и дистилляты в меньшей степени загрязняют атмосферу (экологический фактор) [1].

Литература

• 1. Леффер, У. Л. Переработка нефти / У. Л. Леффер. - М.: Олимп-Бизнес, 2004 г. - 224 с.
• 2. Солодова, Н. Л. Гидроочистка топлив / Н. Л.Солодова, Н. А. Терентьева. - Казань: КГТУ, 2008 г. - 103 с.
• 3. Рудин, М. Г. Карманный справочник нефтепереработчика / Рудин, М. Г., Сомов В. Е., Фомин А. С. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2004 г. - 336 с.