Главная -> Словарь

Облагораживания продуктов

Первые промышленные установки каталитического риформинга появились в 40-х годах и предназначались для облагораживания прямогонных бензиновых и лигроиновых фракций. Разработка и освоение в последующие годы ведущими фирмами мира различных модификаций процесса каталитического риформирования значительно изменили технологию переработки углеводородного сырья и ассортимент получаемых продуктов. Были усовершенствованы схемы технологических процессов, появилось новое высокопроизводительное оборудование, разработаны более совершенные катализаторы. Повышенная активность и избирательность катализаторов позволила увеличить производительность существующих установок. Технологические усовершенствования процесса риформинга в последние годы, помимо разработки новых катализаторов, велись в направлениях снижения гидравлического сопротивления реактора, перехода на полунепрерывную и непрерывную регенерацию катализатора.

Каталитический риформинг является в настоящее время наиболее распространённым методом каталитического облагораживания прямогонных бензинов. Установки риформинга имеются практически на всех современных отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах. Так, на территории России и стран ближнего зарубежья действуют более 100 установок риформинга.

О возможности подобного облагораживания прямогонных бензиновых фракций упоминается и в более позд-

Каталитический риформинг является в настоящее время наиболее распространенным методом каталитического облагораживания прямогонных бензинов. Установки каталитического риформинга имеются практически на всех современных отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах.',

В последующие годы гидроочистку начали использовать для облагораживания прямогонных керосиновых фракций с целью получения реактивного топлива, а также осветительного керосина. В современных топли-вах, предназначенных для авиационных реактивных двигателей, ограничивается содержание некоторых компонентов, в том числе сернистых и зольных соединений, органических кислот и др. Элементарная сера не должна присутствовать в товарных топливах. К коррозионно-ак-. тивным и малостабильным соединениям относятся также меркаптаны; их содержание строго регламентируется стандартами .

Относительно короткий цикл работы катализатора при автогидроочистке дизельного топлива является основным недостатком, тормозящим промышленное развитие этого процесса. Удлинить рабочий цикл можно повышением парциального давления водорода в системе путем подачи водорода извне. Если одновременно создать условия, при которых водород будет выделяться за счет частичного дегидрирования нафтеновых углеводородов, можно удлинить безрегене-рационный цикл работы катализатора. При этом расход водорода, подаваемого извне, будет меньше, чем в обычных процессах гидроочистки. Облагораживание дистиллятов дизельного топлива с уменьшенным расходом водорода достигается при общем давлении 20—30 ат и температуре 400—420° С. Указанный режим пригоден не только для облагораживания прямогонных фракций, но и для облагораживания их смесей с дистиллятами вторичного происхождения .

ся в ней компонентов. Эту операцию удавалось осуществить методами атмосферной и вакуумной перегонки. Во втором периоде наряду с перегонкой нефти начали применять процесс высокотемпературного расщепления более высококипящих углеводородных компонентов нефти с целью повышения выходов более легкокипящих фракций , спрос на которые не удавалось полностью удовлетворить только за счет выделения содержащихся в нефтях компонентов. Термический крекинг был первым шагом на пути химизации процесса переработки нефти. Широкое промышленное использование этого процесса было обусловлено сильно возросшим спросом на бензин в связи с быстрым ростом автомобильного парка. Развитие автомобильной промышленности было, таким образом, первым толчком к техническому совершенствованию процессов переработки нефти. Быстрый рост автомобильного, а затем и самолетного парка, работающих на карбюраторных двигателях, был причиной нарастания мощностей по производству бензинов, а совершенствование карбюраторного двигателя, увеличение степени сжатия в его цилиндре предъявляло требования непрерывного повышения качества бензинов, в первую очередь повышения его антидетонационных свойств. Чтобы удовлетворить эти требования, потребовалась дальнейшая, более глубокая, химизация нефтепереработки, разработка новых технологических, в большинстве случаев каталитических, процессов. В середине 30-х годов нефтеперерабатывающая промышленность освоила процесс каталитического крекинга, позволившего получать из нефти с достаточно высокими выходами стабильный и относительно высокооктановый базовый бензин, удовлетворяющий основным требованиям автомобильного двигателя. Однако для получения более высокооктановых бензинов для нужд авиации потребовалось разработать процессы производства синтетических высокооктановых добавок — алкилатов, алкилбен-золов, полимербензинов и др. Были разработаны и освоены процессы алкилирования непредельных углеводородов и бензола, полимеризации олефинов, а также процессы термокаталитического «облагораживания» прямогонных бензинов и бензинов термического крекинга.

Реакция дегидрирования широко используется для изучения индивидуального и группового состава циклоалканов различных фракций нефти, а также лежит в основе промышленного процесса облагораживания прямогонных бензинов каталитического рифор-минга . При риформинге одновременно протекают процессы дегидрогенизации гексанов, дегидроциклизации нормальных алка-нов и изомеризации пятичленных циклоалканов в шестичленные. Риформинг проводится при 480—500 °С, давлении 3,6—4,0 МПа. Применяется бифункциональный катализатор АП-64, содержащий 0,60—0,65 % платины на оксиде алюминия . Более эффективен полиметаллический платино-рениевый катализатор типа КР-Ю2, КР-104А, позволяющий осуществлять риформинг при меньшем давлении 1,4—2,0 МПа. В процессе риформинга сырье претерпевает следующие изменения:

В первой главе обсуждены опубликованные данные о технологическом оформлении каталитических процессов облагораживания прямогонных бензиновых фракций нефти и газоконденсата, а также процессов ароматизации легких углеводородов Сз-С?. Рассмотрены типы цеолитсодержащих катализаторов и способы увеличения их активности и селективности.

Дегидрирование лежит в основе промышленного процесса облагораживания прямогонных бензинов каталитического риформинга. Подробно о процессе каталитического риформинга см. раздел 2.

За первые четыре года после войны не было построено ни одной новой промышленной установки риформин-га. Возрастающие потребности в высокооктановых бензинах способствовали усиленному поиску экономичного и простого процесса облагораживания прямогонных бензиновых фракций. Удачным научно-техническим решением оказался процесс, разработанный в марте 1949 г. фирмой «Universal Oil Products» . Первая промышленная установка под названием «платформинг» была введена в эксплуатацию в октябре 1949 г. . На протяжении двух последующих лет разработано еще четыре процесса и к 1955 г. было введено уже семь новых процессов или их модификаций. В дальнейшем количество модификаций каталитического риформинга увеличивалось, различия заключались в технологической схеме, условиях ведения реакции или в составе катализатора. Общим было использование в основном платиновых контактов. Значительно лучшие технико-экономические показатели риформинга на платиновых катализаторах по сравнению с процессами на окисных обусловили их широкое применение как для получения компонентов высокооктановых автобензинов, так и для производства ароматических углеводородов.

Контактная очистка глинами бензинов термического крекинга катализирует процессы полимеризации нестабильных диолефинов и циклоолефинов и сводит до минимума потребность в химической очистке или стабилизации. Метод этот широко применяется для облагораживания продуктов термического крекинга, но использование термического крекинга в практике современной нефтепереработки невелико. Продукты каталитиче-

Контактная очистка глинами бензинов термического крекинга катализирует процессы полимеризации нестабильных диолефинов и циклоолефинов и сводит до минимума потребность в химической очистке или стабилизации. Метод этот широко применяется для облагораживания продуктов термического крекинга, но использование термического крекинга в практике современной нефтепереработки невелико. Продукты каталитиче-

Развитие процессов глубокой переработки нефтяного сырья и облагораживания продуктов от деструктивных процессов возможно лишь при достаточном обеспечении техническим водородом.

Данное учебное пособие является первой частью издания по процес-. сам переработки нефти. В книге изложены основные понятия о нефти, ее свойствах и свойствах некоторых нефтепродуктов, основы подготовки нефти к переработке, принципы ректификации, подробно излагаются технологические схемы современных установок первичной переработки, каталитического облагораживания продуктов переработки, рассматриваются вопросы производства ароматических углеводородов и изомеризации легких углеводородных фракций.

Рассмотрены вопросы глубокой переработки нефтяных остатков сернистых, и высок ос ерше тих нефтей, облагораживания продуктов термической деструкция остатков и пути их рационального использования. k

воздуха вместо чистого кислорода с целью уменьшения затрат на разделение воздуха и безопасности. Соотношение водород-.оксид углерода при реакциях автотермического ри-форминга устанавливается в азотсодержащем синтез-газе на оптимальном уровне 2:1, но может повышаться или понижаться путем добавления водяного пара. Путем оптимизации соотношений Н2 : СО2 и водяной пар.углерод можно оптимизировать последующий синтез ФТ. На стадии синтеза ФТ с применением кобальтового катализатора синтез-газ превращается в углеводороды с различной длиной цепи. При этом длина цепи молекул углеводородов регулируется сочетанием таких параметров, как температура, давление, тип катализатора и конфигурация реактора. В качестве реактора выбран «сларри-реактор». В процессе Syntroleum достигается высокая селективность, что исключает необходимость рециркуляции газа. Азот проходит через систему и выводится вместе с непрореагировавшим синтез-газом и небольшим количеством углеводородов в виде низкокалорийного хвостового газа. Отходящий газ применяется как энергоноситель с целью увеличения энергоэффективности процесса в целом. На стадии облагораживания продуктов применяется процесс гидроизомеризации углеводородов по лицензии компании Lyondell и выделения парафинов по технологии компании UOP. Пилотная установка компании Syntroleum в г. Черри-Пойнт проработала уже 6000 часов. На этой установке мощностью 3,5 тыс. т/год были отработаны технологические параметры стадии получения синтез-газа.

Характерной особенностью процесса гидрогенизационного облагораживания продуктов пиролиза является осуществление его в две стадии. В первой стадии при невысокой температуре происходит насыщение водородом наиболее нестабильных, склонных к полимеризации соединений. Во второй стадии при температуре 350—380° С, оптимальной для работы катализатора, осуществляется более глубокое гидрирование непредельных углеводородов, а также обессеривание сырья.

Превращение полученных стабильных компонентов угольного вещества происходит на следующей стадии. Протекающие процессы облагораживания продуктов ожижения требуют потребления значительных количеств водорода. В этих условиях важную роль начинает играть процесс активации молекулярного водорода, который зависит от его концентрации , активности катализаторов, температуры. Все это приводит к заметному росту энергии активации и, следовательно, к снижению скорости процесса в целом.

Изучение активности отдельных компонентов каталитических систем в различных реакциях переработки угольного вещества, выявление закономерностей, обусловливающих их синергизм, а также влияния условий на их активность и селективность привело к выводу о перспективности двухстадийных процессов, так как оптимальные условия термического и каталитического процессов превращения ОМУ не совпадают. По-видимому, на первой стадии гидрогенизации целесообразно использовать дешевые и доступные катализаторы одноразового пользования , на второй стадии — для облагораживания продуктов ожижения-—более ценные, возможно стационарные каталитические системы, обладающие высокой каталитической активностью и селективностью.

В настоящей главе мы приводим результаты многолетней работы Института в части облагораживания продуктов, в основном бензинов, а в отдельных случаях и дизельных топлив, полученных в процессах каталитической и термоконтактной переработки тяжелого нефтяного сырья.

Глава третья. Исследование процессов облагораживания продуктов каталитической

Широкое применение для .гидрогеняэационного облагораживания продуктов вторичного происхождения от сернистых соединений находит адюмокобальтмолибденовый катализатор Л8, 19, 23, 24, 27, 29/.