Benzin hidrogénezése
Kinevezés. A hidrotreáló benzin frakciók a kőolajtermékek egyik fő finomítási folyamatai közé tartoznak, amely az egyik legfontosabb technológiája, amely biztosítja a környezetvédelmi előírásoknak megfelelő termékek előállítását. Az eljárás célja a benzin frakciókban lévő kénes, nitrogén és oxigéntartalmú vegyületek mennyiségének csökkentése. A hidrotreáló benzin a katalitikus reformáló egységek alapanyagainak előállítására szolgál. Vannak hidrogénezhető egyenesen futó benzin frakciók és másodlagos eredetű benzin (benzin kokszolás, viszgálódó, katalitikus krakkolás). Rendszerint az egyenes futású benzineket és a másodlagos benzineket bizonyos arányban összekeverik vagy dízel üzemanyaggal keverik. A hidrogénező folyamatok fejlesztése nagymértékben függ a környezetvédelem változó követelményeitől, és ténylegesen hozzájárul a környezeti helyzet javulásához mind a termőhelyeken, mind a kőolajtermékek használatában.
A létesítmények típusai. A benzin-hidrogénező egységek általában a benzin frakciók katalitikus reformálására szolgáló egység részét képezik egy külön egységben. Különálló egységek vannak másodlagos eredetű benzin hidrogénezésére. Jelenleg ezek egységek egy álló katalizátorágyakkal. Az eljárást általában olyan körülmények között végezzük, amelyekben 97-98 tömeg% -a nyersanyagból hidrogénezett termékké alakul át.
A benzin frakciók hidrogénezésére szolgáló tipikus projektek: L-24-300, L-35 / 11-600, LP-35 / 11-600, LH-35 / 11-600, L-35 / 11-1000. Tipikus kapacitások: 300 ezer tonna / év, 600 ezer tonna / év, 1000 ezer tonna / év.
A hidrogénező eljárás a hidrogénezési reakción alapul, amelynek eredményeként a kén, az oxigén és a nitrogén szerves vegyületeit szénhidrogénekké alakítják át hidrogén-szulfid, víz és ammónia felszabadításával. A kénvegyület szerkezetétől függően a merkaptánok, szulfidok, diszulfidok és egyszerű tiofének paraffinos vagy aromás szénhidrogénekké alakulnak át a hidrogén-szulfid felszabadításával. Az összes kénvegyület közül az alifás (merkaptánok, szulfidok stb.) Leginkább hidrogénezhetők, és a tiofének a legnehezebbek. A frakciók növekvő molekulatömegével, és ennek következtében a forráspont növelésével a hidrogénező kénmentesítés sebessége csökken.
A hidrogénezés reakciójával párhuzamosan történő hidrogénezés során számos szénhidrogén reakció következik be: paraffinos szénhidrogének izomerizálása, telítetlen, hidrokrakkolt telítés.
A létesítmény alapvető technológiai terve. Szerelési hidrogénező közvetlen lepárlású benzin frakciók egység tartalmazza a reformer. A blokk végzi a következő folyamatokat: előzetes hidrogénező alapanyag a kén és hidrogén-szulfid sztrippelése vizet a hidrogénező egység a cím szerinti terméket stabilizáció - benzin-frakció, és tisztítása a keringetett hidrogén-szulfid a szénhidrogéngáz, monoetanol-amin (MEA), regeneráció monoetanol oldatot. A hidrogénező benzin frakciók használt két alapvetően különböző hidrogén-ellátási rendszerek :. „folyni” és a „forgalomban” A rendszer kiválasztása a nyersanyagok minőségétől függ Rendszer takarmány hidrogént tartalmazó gáz „csatornában” lehet használni hidrokezeléses ásványolaj frakciók kéntartalmú kevesebb, mint 0,05 - 0,08 tömeg% .. „hurok” -, amikor a tartalma a betáplálás kéntartalmára több mint 0,08 - 0,1% tömeget.
Az 1. ábra a reformátor (L-35-11 / 600) hidrogénezési kezelőegységének sémáját mutatja.
A nyersanyagot egy keringetett és friss hidrogéngázzal elegyítjük, hőcserélőkben és kemencében hevítjük, és egy katalizátorral töltött reaktorba tápláljuk. A reakciótermékek, lehűtés után sztrippelő oszlop visszaforraló, hőcserélők és hűtők nyers gáz-gőz elegy elkülönített leválasztó zöldséges 40 ° C-on gidrogenizat és hidrogén gáz.
A keringtetett gáz a hidrogén-szulfidból történő tisztítás és a kompresszió után visszavezethető a ciklusba a nyersanyaggal való összekeveréshez; a felesleges hidrogéntartalmú gázt eltávolítjuk az egységből. A sztrippelő oszlopban hidrogén-szulfidot, szénhidrogéngázt és vizet eltávolítunk a hidrogénatomtól. A stabilizáló hidrogénatomot tartalmazó hőcserés eredményeként előhűtéses stabil hidrogénatomot a reformáló egységhez továbbítanak.
A sztrippelt gázokat, vizet és könnyű gázolajat feltörekvő az oszlopról, hűtjük egy kondenzátor-hűtő és betápláljuk az elválasztó telített MEA, és egy szénhidrogéngáz tartalmazó hidrogén-szulfid, küldik a tisztítás 15% th MEA oldatot. A telített oldatot a hidrogén-szulfid-MEA-abszorber megy gáztalanító kezelés melegítjük egy hőcserélőben, és szállított egy feltöltési oszlopra. Az oszlop hőmérsékletét gőzzel hevített fűtőberendezéssel tartják. Termékeket lehet kimenetét oszlop felső (hidrogén-szulfid és vízgőz) lehűtjük kondenzátor-hűvösebb és szeparátorban különítjük be hidrogén-szulfid és a víz. A víz az öntözéshez visszatér az oszlopba. A hidrogén-szulfidot kénsav vagy kén előállítására használják. Kimenet az oszlopról regenerált MEA oldatot, hűtés után egy hőcserélőben, és visszatér a hűvösebb ciklust.
Feldolgozási paraméterek, katalizátorok. A folyamatáramlás, a folyamatparaméterek és a katalizátorok kiválasztása függ az alapanyag minőségétől (annak frakcionált és csoportos összetételétől), a benne lévő szennyeződések kémiai összetételétől és a termék minőségi követelményeitől. A folyamat fő paraméterei közé tartoznak a hőmérséklet, a nyomás, a térfogatáram, a mosás keringésének sokfélesége, a hidrogén koncentrációja, a katalizátorok és aktivitásuk. A hidrogénező kezelés szabályozott paraméterei a hőmérséklet, a takarmány előtolási mennyisége, a nyomás és a WASH keringés sokfélesége. Mivel egymástól való kölcsönös függőségük és kölcsönös befolyásuk elég nagy, célszerűbb, ha nem külön-külön, hanem szoros kapcsolatban állnak egymással.
Előzetes hidrokezelési benzin alapanyag katalitikus reformáló eljárást végre alyumokobaltmolibdenovyh (ATM) és alyumonikelmolibdenovyh katlizatorah (ASM). Amikor hidrogénező fordul elő, főleg hidrogénezésével kén-, nitrogén- és oxigén-tartalmú vegyületek és gyökök ( „fragmensek”) részleges emésztéssel. Ezért hidrogénezőkataiizátorokat kell érvényesülnie hidrogénező funkciót, és nagyon kis mértékben megnyilvánult hasító függvény; Ez utóbbi csak a fent említett vegyületek megsemmisítéséhez szükséges. Ezek a követelmények teljesülnek fémek, oxidok és szulfidok elemeinek csoportok VIII és VI a periódusos rendszer elemeinek (nikkel, kobalt, vas, molibdén, volfrám, króm).
A kompozíció a katalizátor van jelentős hatása a szelektivitását a reakciók, így a kiválasztása a megfelelő arányok képtelen kezelni folyamat hidrokezeléses benzin frakciók széles tartományban. Hidrogénező funkcióknak kobalt, nikkel és molibdén, amelyek a friss katalizátor formájában oxidok és szulfidok okozott alumínium-oxid. Optimális aktivitás alyumonikel- alyumokobaltmolibdenovomu katalizátorok, és biztosítja azok teljes szulfidálás. A elégtelen mértékű szulfidálás eredményez csökkentett aktivitása és szelektivitása a katalizátor, amely csökkenti annak élettartamát, növekvő kezdeti hőmérséklete a folyamat, és ennek következtében, hogy csökken mezhregeniratsionnogo ciklust. Azt találtuk, hogy rendelkeznek a magas ativnost molibdén-diszulfid és a vegyes nikkel-szulfid NiS-Ni2 S. kimutatták, hogy gidroobesserivayuschaya aktivitás arányos a kéntartalom társított kobalt vagy nikkel, mint egy része a felületaktív fázisa Co-Mo-S és Ni-Mo-S, lokalizálódott a MoS2 kristályok végső felületét. Az ASM katalizátor előzetes kénezést igényel, és az ACM katalizátor esetében ez a követelmény nem szükséges.
A hőmérséklet hirtelen növekedésével a katalizátor mechanikai szilárdsága romlik.
Az 1. táblázat mutatja a paramétereket az ipari hidrogénező közvetlen lepárlású benzin frakciók Nyugat-szibériai kén nyersolajakban hogy alyumokobaltmolibdenovom (ATM), vagy alyumonikelmolibdenovom (ASM), zeolit-tartalmú katalizátorok.
1. táblázat A benzin frakciók hidrogénezésének ipari telepítésének technológiai paraméterei
A VÍZBIZTOSÍTÁSI FOLYAMAT PARAMÉTEREI
Teljes idő (összesen)
A katalizátor regenerálását a koksz oxidatív égéséből hajtják végre. A katalizátor-regenerálás hűtőközeg-gáz-levegő és gőz-levegő módszerei megkülönböztethetők. Kiválasztása függ a regenerációs folyamatot a katalizátor készítmény: katalizátorok, amelyek magukban foglalják a zeolitok, nem lehet alávetni a gőz-levegő regeneráló. Töltött idő az oxidációs koksz, fordítottan arányos a fajlagos áramlási sebessége a hűtőközeg (fölösleg eltávolítására égéshő). Ahhoz, hogy elkerüljék a túlzott emelkedése koksz égési idő minimális megengedhető hűtőfolyadék meghatározott összeg (per 1 m 2 katalizátort) nem lehet kevesebb, mint 250 m 3 / h, ha a regeneráló-gáz és a 300 m 3 / h - a gőz-levegő.
Az üzemanyagok hidrogénezése során alkalmazott katalizátorok eléggé ellenállnak a hőkezelésnek, és alapvetően megőrzik összetételüket és szerkezetüket. Azonban 550-560 ° C feletti hőmérsékleten molibdén desztillációt figyeltek meg, ami a regenerációs folyamatot arra kényszeríti, hogy e hőmérséklet alatt haladjon.
Egy ígéretes irány a kokszoló benzinek bevonása a reformáló alapanyagba egyenes futású gázolajokkal vagy közepes párlatfrakciókkal végzett hidrogénezéssel. A másodlagos eredetű desztillátumok hidratálására számos lehetőség van:
- a másodlagos termodestruktív folyamatok benzinjeinek közvetlen felhasználása a reformáló vízkezelő egység alapanyagaként: a) további reaktor bevezetése (telítetlen vegyületek előzetes hidrogénezése); b) primer és szekunder eredetű benzin keverékének hidrogénezése legalább 5-15 tömeg% mennyiségben. másodlagos benzin, amely növekszik az eljárási hőmérséklet és a speciális katalizátorcsomagok használata.
- kiviteli alakban hidrogénező szekunder benzin (. 30 tömeg%) keverékét a közvetlen lepárlású dízel frakciókat (különösen ígéretes a jelenléte egy bizonyos járástartalék finomítók) .Ha ez a gidrogenizat orvosolni a kiválasztási alacsony kéntartalmú (0,02-0,05 tömeg.%) a benzin frakciók felhasznált alkatrészek blokkok prehydrotreating katalitikus reformáló egység, és dízel üzemanyagok.
Amikor hidrokezelési egy pirolízis benzin tartalmazó gyantát maximum 65% aromás vegyületek és a 40% telítetlen szénhidrogének felhasználásával egyfokozatú vagy kétfokozatú hidrogénező rendszerben telítési instabil diének és alkenil-aromás vegyületek. Az eljárást úgy hajtjuk végre speciális palládium-szulfid katalizátor nagy aktivitású, a szelektivitás és a stabilitás a kén, nyomáson 2,2-2,5 MPa, térsebesség 1,4-2,6 h -1 és egy hidrogén cirkulációs multiplicitás 100m 3 1 m 3 nyersanyag.
Kétlépéses korszerűsítési eljárást is végrehajtanak, amely lehetővé teszi a merkaptán-kén és diolefin-szénhidrogének eltávolítását az első szakaszban, valamint a kénvegyületek fő tömegét a második szakaszban.
A folyamat anyagi egyensúlya. A benzin frakció hidrogénező folyamatának anyagi egyensúlyát a 2. táblázatban mutatjuk be.
2. táblázat A benzin frakciók hidrogénező anyagának anyagmérlege