Файл: Калечиц И.В. Химия гидрогенизационных процессов в переработке топлив.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 182

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

Продолжение

табл. 4

 

 

Объемная

 

 

 

Давле­

Темпера­

скорость

 

 

Лите­

ние,

тура,

(проточн.

Катализаторы

Основные результаты

рату­

кгс/см 2

°С

уст.),

 

 

 

ч - і

 

 

ра

84

274-343

NiS на Al2 03 + Si02

35-105 £ 0 0 - 4 2 5

54

435-450

0,9-1,5

Fe на полукоксе

405-435

1,0—1,6

№ 0 2 + М0О3 на А12 03

450

1,5-2,0

A l +

Ni + Mo

400-470

1,4-4,0

Al +

Mo + Co (I); Al

 

+

Mo +

Ni (II)

420-470

A l + Co + Mo

380-460

1,0—2,0

То же

350—410

 

A l + Со+Мо

580-640

 

Специальный

Из газойлей различных типов (температура конца кипения до 450 °С) с помощью «изокрекинга» получают низкозастывающее реактивное топливо. В приведенном примере из тяжелого газойля (219—452 °С) получено до 40% авиационного керосина. Общий выход про­ дуктов С4 и выше — 117 объемн. %, расход водорода 1,2%

Предлагается новый процесс висбрекинга (отноше­ ние мазут : разбавитель от 2 : 1 до 5:1) с добавкой донора водорода, которым служит предварительно гидрированная фракция 371—482 °С. Расход водорода на гидрирование циркулирующего разбавителя 27 м3 3 (см.3 8 8 )

Сообщается об универсализации процесса «юникрекинг», в котором может быть переработано различное, в том числе утяжеленное, сырье. Процесс осуществляет­ ся в одну или две ступени в зависимости от вида сырья. Сера и азот удаляются полностью. Срок службы ката­ лизатора без регенерации 6 месяцев

Сообщается о разработке процесса гидрирования лег­ кого пироконденсата. Катализатор регенерируемый Без приведения условий и сведений о катализаторе сообщается об осуществлении в промышленном мас­ штабе процесса деметилирования толуола (процесс «детол» фирмы Houdry). Выход бензола 81,6% , тяжелых остатков — 1,2%, остальное — газ. Чистота бензола

99,95%, расход водорода 2,2%

Преимущества процессов «изокрекинг» и «ломаке» соединены в процессе «изомакс», при помощи которого можно получать бензин, реактивное и дизельное топ­ ливо из различного сырья, включая вакуумные газойли.

Выход жидких углеводородов 115—120 объемн. % Дальнейшее усовершенствование метода Варга поз­ волило повысить выход товарных продуктов до 75— 80% и снизить потребление водорода до 0,68%. В гидрогенизате 12,5% бензина, 65,9% дизельного топлива и 20,6% низкосернистого котельного топлива. Опреде­ лены кинетические зависимости и по ним оптимизиро­

ваны условия процесса

При гидроочистке образцов нефтей юго-восточных районов Башкирской АССР выход бензина повышается, содержание серы снижается до 0,34—0,94%

На смеси арланской и чекмагушской нефтей с содер­ жанием серы 2,96% подбирались условия, обеспечива­ ющие 70%-ную десульфуризацию. Катализатор (1) нужно регенерировать через 5 ч, а катализатор (II) — через 11 ч. Влияние условий изучалось на катализа­ торе (II); содержание серы понижалось до 0,3—1,1% в гидрогенизате и до 0,7 — 1,7% в остатке

Исследовано влияние условий процесса гидрокре­ кинга на циркулирующем катализаторе на удаление асфальтенов и серы. При температурах ниже 420 °С нельзя получить низкосернистое котельное топливо. Для снижения содержания серы до 0,5% срок службы катализатора между регенерациями должен быть 16 ч, до 1 % — 40 ч. Почти полное удаление ванадия дости­ гается при 470 °С. (См.2 6 3 , 2 М ,2 9 0 )

Для гидроочистки бензинов каталитического крекин­ га и дизельных топлив могут быть применены газы каталитического риформинга, содержащие 50 — 70% водорода

Показано, что при гидроочистке дизельных топлив снижение давления с 50 до 30 и 20 кгс/см2 (с частичной компенсацией подъемом температуры) позволяет сни­ жать расход водорода на 27—48%

Описывается процесс Bextol фирмы Shell Oil демети­ лирования толуола. Выход бензола 96,8% от теорети­ ческого, расход водорода 2,04 моль/моль


Продолжение табл. 4

о

 

 

Объемная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Давле­

Темпера­

скорость

Катализ аторы

 

 

 

 

Основные

результаты

 

 

 

 

 

ние,

тура,

(проточи,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кгс/смг

°С

уст.),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СоО + МоОз на

носителе

Сообщается

об

осуществлении деалкшіирования

 

 

 

гомологов

нафталина

в промышленном

масштаое. Рас­

 

 

 

с добавками Na2 0

 

ход водорода 0,43 м3 на 1 кг нафталина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

переработки

5-50

350-450

0,5-5,0

Активированный

уголь

Предлагается

двухступенчатый

процесс

остатков и асфальтенистых сырых нефтей: термоката­

 

 

 

на А1о03

и алюмосиликате

 

 

 

 

 

 

литическая коагуляция асфальтенов, затем гидрообес-

 

 

 

 

 

 

серивание. Первая ступень при содержании асфальте­

 

 

 

 

 

 

нов 1—2%

осуществляется

на стационарном

катализа­

 

 

 

 

 

 

торе, при более высоком содержании

асфальтенов —

 

 

 

 

 

 

на взвешенном,

который

отфильтровывается

 

вместе

 

 

 

 

 

 

с асфальтенамн. Повышение температуры облегчает

 

 

 

 

 

 

выпадение асфальтенов и приближает процесс к вис-

 

 

 

 

 

 

брекингу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35—70

400-450

 

 

 

 

Изучены скорости гидродесульфуризации в процессе

 

 

 

 

Gulf-HDS

(см.2 8 6 ) и факторы, влияющие на нее. Из

 

 

 

 

 

 

вакуумного остатка

кувейтской

нефти

с

5,45%

серы

 

 

 

 

 

 

получены гидрогенизаты, содержащие от 1.2 до 3,8%

 

 

 

 

 

 

серы.

Теоретический

расход

водорода

равен

2

моль

 

 

 

 

 

 

на 1 г-атом серы, однако фактический расход выше и

 

 

 

 

 

 

тем больше, чем глубже обессерпвание.

Разработан

 

 

 

 

 

 

новый катализатор, дающий аналогичные результаты при

 

 

 

 

 

 

более

низкой

температуре

 

 

 

 

 

 

 

 

63-70

444

1,0

Fe на

полукоксе

Описаны

результаты

второго

длительного

 

пробега

 

(сред­

 

 

 

 

установки процесса гидрокрекинга Варга, в ходе кото­

 

 

 

 

 

рого было переработано 42 т отбензиненной смеси туй-

 

няя)

 

 

 

 

 

 

NiO -f М0О3 на А1 2 0 3

мазинской

и

ромашкинской

нефтей

плотностью

55

405-435

1,1

0,904 г/см3 , содержащей

1,65%

серы,

1,9%

асфальте­

 

 

 

 

 

 

нов,

5,4%

кокса. Расход водорода 0,6—0,8%, образо­

 

 

 

 

 

 

вание кокса 0,5—1,0%, выход жидких продуктов

 

 

 

 

 

 

96,4

 

удаление

серы

60—70%

 

 

 

процесса

 

 

 

 

 

 

Статья

посвяшена

химии

и

механизму

 

Высокое —.

50-250 275-450

190 440-460

 

 

 

 

 

 

гидрокрекинга

«изомакс».

Процесс двухступенчатый

 

 

 

 

 

 

в первой ступени удаляются азот, кислород, сера и

 

 

 

 

 

 

металлы,

во

второй — идет

собственно

гидрокрекинг

 

 

 

 

 

 

Наиболее трудно идет удаление азота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработан новый катализатор гидрокрекинга, кото­

 

 

 

 

 

 

рый устойчив к соединениям, содержащим серу и азот

 

 

 

 

 

 

Катализатор состоит из небольшого количества благо­

 

 

 

 

 

 

родного металла на специальной подложке. Действие

 

 

 

 

 

 

серы и азота можно компенсировать повышением тем­

 

 

 

 

 

 

пературы: при

содержании

0,1%

азота

температуру

 

 

 

 

 

 

повышают на 70, а при содержании 0,5%

серы

-

 

Ni-

W

на

алюмосилн-

только

на

 

13 °С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кате

 

 

 

 

Описан новый вариант процесса гидрокрекинга Иу-С

 

 

 

 

 

в котором

перерабатывались как прямогонные,

так и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г ! ° Р о " ч

н " е

г а з ° и л и

с температурой

конца

кипения

до

 

 

 

 

 

 

5(0 С. Іазойль

и водород проходят снизу вверх через

 

 

 

 

 

 

псевдоожиженный

слой

катализатора.

 

Превращение

 

 

 

 

 

 

пропорционально давлению в степени 1,4. Отложение

 

WS,

М0О3

или металл

кокса

незначительное

 

 

 

 

 

гидрокре­

V I I I группы периодической

Описаны дальнейшие разработки процесса

кинга

в

ФРГ (см.

 

"в). Процесс

осуществляется

в

системы на

фторированном

одну или две стадии в широком интервале условий в за­

алюмосиликате

 

 

висимости от качества сырья. В двухступенчатом про­

 

 

 

 

 

 

цессе

давление

на

обеих

ступенях

одинаковое —

 

 

 

 

 

 

100 кгс/см2 . Разработаны

новые катализаторы. Катали­

 

 

 

 

 

 

затор

WS2

 

на

терране

заменен сульфидом

железа,

 

 

 

 

 

 

а также

Ni

на алюмосиликате. В

качестве

носителей

 

 

 

 

 

 

испытаны

А 1

2 0 3

и Fe2

03 , активированные

I I F, в каче­

 

 

 

 

 

 

стве гидрирующих агентов — металлы VI и V I I I

групп

 

Сульфиды

металлов

V I

периодической

системы

 

 

 

 

 

 

муха-

и V I I I

групп

периодиче­

Осуществлен гидрокрекинг вакуум-дистиллятов

новской и ромашкинской нефтей. При расходе водорода

ской системы на А12 03

или

320—430

м

3

/т получено

20—25%

легких

продуктов,

- ,

лине

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а также смазочные масла и парафин. Подбором катали­

заторов процесс может быть направлен на производ­ ство бензина, авиационного керосина пли дизельного топлива

317

318

319

320


 

 

 

 

Продолжение

табл. 4

 

 

Объемная

 

 

Лите

Давле­

Темпера­

скорость

Катализаторы

Основные результаты

ние,

тура,

(проточи,

рату-

кгс/см г

уст.),

 

 

ра

 

 

ч - 1

 

 

 

— — —

• 55

550—580

40

700—720

200

400-435

0,5

200

450—465

0,5

100 400-435 0,5-2,0

45 570

70

' 480

0,5

430—445

30-150 350-450

35-70 540-650

30-300 300460

1,0

А1 + Со + Мо Без катализатора

Никель и ванадий, содержащиеся в тяжелых дистил­

321

лятах нефти, осаждаются на катализаторах гидроочи­

 

стки и гидрокрекинга, дезактивируя их. Показано, что

 

при регенерации катализаторов для удаления окислов

 

никеля и ванадия целесообразно добавлять комплексо-

 

образователи типа щавелевой кислоты, диоксана, аце-

 

тилацетона

 

 

Фракция

215—300 °С каталитического крекинга,

322

содержащая

15—25% метилнафталинов, экстрагирует­

 

ся фурфуролом, гидроочищается и гидродеалкилирует-

 

ся. Выход нафталина 10%, чистота 96—97% (с ката­

 

лизатором)

и 99,8% (без катализатора). Кроме нафта­

 

лина получают обессеренные дизельное топливо и лигроин

WS;

А1-+- Со + Мо

NiO + МоОз (I); WS2 (II)

Из деасфальтизата деструктивной гидрогенизацией 323 получены высококачественные авиационные масла с вы­ ходом до 18%. Лучший катализатор — WS2

Сочетание гидрирования и контролируемого гидро­ 324 крекинга дает высокоиндексные смазочные масла с вы­ ходом на 10—50% выше, чем при очистке раствори­ телями

Из вакуум-дистиллята ромашкинской нефти (2,11% 325 серы) с выходом 35—45% получены очищенные смазоч­ ные масла (содержание серы 0,15% с первым и 0,42% со вторым катализатором)

Сг 2 0 3 на А12 03

Pt на А12 03 ; Pt на фто­ рированном А12 03 ; С0М0О4 на А12 03 ; NiO на А12 03

Многофункциональный

Описан новый хромовый катализатор для процесса 326 гидродеалкилирования толуола, более активный, чем промышленный: степень конверсии за проход 40

против 22%, длительность работы в зоне температур 590—610 °С — 500 против 300 ч. Катализатор регене­ рируется смесью азот—воздух

Продукты конденсации терфеннлов (нолифенилы, трифенилены и др.), образующиеся при использовании органических теплоносителей в ядерном реакторе, реге­ нерируются при помощи гидрокрекинга

Сообщается о переработке различных видов тяже­ лого сырья на установке Н-Оіі. Процесс Н-Оіі и его модификация Ну-С позволяют превращать остатки в более легкие продукты (степень превращения 95%)

Разработан новый процесс гидрокрекинга Ily-G (фирмы Houdry и Gulf), перерабатывающий широкий ассортимент тяжелого сырья, вплоть до деасфальтизатов. Катализатор регенерируется через 3—8 месяцев без выгрузки. Из тяжелого вакуумного газойля можно получить (в объемн. % ) : 1) 5,2% углеводородов С3 , 14,1% углеводородов С4 , 112,3% бензина или 2) 1,3% углеводородов Са , 3,2% углеводородов С4 , 23,4% бен­ зина, 87,7% печного топлива

С0М0О4 на А12 03

Предложен процесс обессеривании сырых нефтей.

 

В промышленной установке достигнуто 53%-ное обес-

 

серивание иракской нефти (начальное содержание серы

 

2,08%). Расход катализатора 3,5 м3 /кг

 

 

 

 

Сообщается об условиях

и опыте

работы процесса

 

 

 

деметилирования

толуола — «детол».

Катализатор

 

 

 

очень стабилен и не менялся в течение четырех лет.

 

 

 

Чистота

бензола

99,95%,

содержание

тиофена менее

 

 

 

1 млн"1 . (См.3 0 2 )

 

 

 

 

NiO + MoO, на А12

0

 

Гидроочистка

применена

для повышения

качества

2

^ з

не только парафинов, но и микрокристаллических

 

 

 

восков: содержание серы

в восках понижено с 0,45

 

 

 

до

0,02%. Оптимальные

условия

процесса:

360 Р С

 

 

 

и

300

кгс/см2

 

 

 

 

 


 

 

 

 

Продолжение

табл. 4

Давле­

Темпера­

Объемная

 

 

 

скорость

 

 

 

ние,

тура,

(проточж

Катализаторы

Основные результаты

Лите­

кгс/см !

°С

уст.),

 

рату­

 

 

 

 

 

ра

50—150 380-425

1,0

Со + Мо на А12 03

50 375-400 0,1-1,5

20

340-360

5,0-50,0

А1 + Со + Мо

270

300-325

0,5-0,6

NiS (40%) + WS2 (60%)

50

320

1,0

NiS + WS2 на А12 03

Описана модификация процесса гидрокрекинга фир мы BASF (DHC-Verfahren) применительно к различ­ ным видам сырья. Катализаторы не содержат благород­ ных металлов. Дизельное топливо можно получать в одну ступень, бензин и реактивное топливо — лучше в две. При парциальном давлении водорода 110 кгс/см2 и циркуляции тяжелых фракций вакуум-дистилляты перерабатывали с объемной скоростью 0,35—1,1 ч - 1 .

Выход целевых продуктов 96,3%

(ливийская нефть)

и 94,1% (кувейтская). Цетановые

числа дизельных

топлив порядка 50, содержание серы не более 0,01%.

(См.1 9 7 - 1 9 8 , 3 1 В )

Показано, что гидрокрекинг арланского вакуумного дистиллята (3,4% серы) дает гидрогеннзаты с содержа­ нием серы 0,08—0,45%. Выход бензина 0,3—4,0%, дизельного топлива 28,5—56,1%, остатка 71,2—39,9%. Расход водорода 1 %. Катализатор служит 3 месяца без снижения активности. При опытном пробеге на про­ мышленной установке выход остатка с 0,1% серы составил 55,9%. Для более глубокого расщепления нужны две ступени. Во второй ступени применяется катализатор NiS на алюмосиликате, удовлетворительно работающий при достижении в первой ступени содер­ жания азота 0,01 %. В бензиновом варианте выход бензина 55% , дизельного топлива 27,4% , остатка 9,0% ; в дизельнотопливном — соответственно 32,0, 51.0 и 10,2%

Разработана схема гидрирования с катализатором, взвешенным в жидкой фазе. Из вакуумного газойля получено до 11,1% бензина, 23,6—49,4% дизельного топлива и 39,7—76,4% остатка, в котором содержа­ лось только 0,11—0,32% серы

Показано, что удается гидроочищать бензины вто­ ричного происхождения, лишь незначительно затра­ гивая олефины. В одном из опытов содержание серы снижалось с 0,41 до 0,12%, йодное число — с 90 до

70мг І2 /100 г

Впромышленном масштабе осуществлено глубокое гидрирование бензола до циклогексана; степень кон­ версии бензола 99%, чистота циклогексана 99,38% Осуществлено гидрирование нафталиновой фракции до тетралина и декалина. Степень конверсии 93—95% Сообщается о возможности использования процесса

«изомакс» для переработки остатков

Разработан процесс гидрокрекинга BASF-I FP [фирма BASF (см.3 3 6 ) и Французский Институт нефти]. Особен­ ность процесса—возможность производить дизельное и печное топливо. В одноступенчатом процессе (или в первой ступени двухступенчатого варианта) в качестве катализатора применяются окислы Ni или Со и окис­ лы \Ѵили Mo, нанесенные на кристаллические алюмоси­ ликаты. Во второй ступени—платиновый или палладиевый катализаторы. Сырье для второй ступени должно содержать менее 0,001% азота и 0,1% серы. Дизельное топливо может быть получено из любого сырья, даже из деасфальтизата. В одном из опытов выходы в одно­

ступенчатом

процессе

составили:

I I 2

S

N H ,

1,02%

Cj + С

2 , 3,79%

С? + С4 , 5,88% легкого

бен­

зина, 13,65%

лигроина, 65,36% дизельного топлива,

10,0%

печного

топлива. В двухступенчатом

варианте:

2,75% H2 S +

 

NII3, 1,45% С1 + С,, 12,20%

С3 + С4 ,

22.0%

легкого

бензина

(октановое'число

82), 64,90%

тяжелого бензина (октановое число 58)

о

процессе

Сообщаются

более подробные сведения

гидрокрекинга Hy-G. Может быть переработан любой тип газойля (кроме смолистого) в бензин, лигроин, авиационный керосин или печное топливо. Приведены расходные коэффициенты, катализатор служит 2 года, цикл между регенерациями 6 месяцев. (См.3 3 0 . 3 3 1 )


 

 

 

 

Продолжение

табл. 4

 

 

Объемная

 

 

 

Давле­

Темпера­

скорость

Катализаторы

Основные результаты

Лите­

ние,

тура,

(проточи,

рату­

кгс/см2

°С

уст.),

 

 

ра

 

 

ч-1

 

 

 

50

350-360 1,0-3,0

СоО + МоОз на А12 03

70

425

0,5

Ni + ѴѴ

на

алюмосили­

 

 

 

кате

 

 

50

350—450

0,7—1,5

Бентонит

и

зола камен­

 

 

 

ного угля

 

 

50—100

 

 

A l + Co + Mo

 

50

350-400

0,5-2,0

То же

 

 

300

370—420 0,4-1,3

WS2 ; WSjj-f NiS на А12 03

Ni

 

 

Благородный металл

25-90

700-

Без катализатора

 

1100

 

Повы­ 400-480 шенное

Дано более полное описание процесса

струйной

342

гидроочистки фирмы Shell Oil (см.2 0 4 , 2 2 Э

, 2 в 1

) .

Отличи­

 

тельной особенностью является небольшая степень

 

рециркуляции и подача водорода в смеси с сырьем

 

прямотоком сверху вниз. При этом дистиллят образует

 

пленку

на

поверхности

катализатора.

Выше

390° С

 

начинается гидрокрекинг. Расход водорода 3—4 моль

 

на 1 г-атом серы. Азот удаляется не полностью,

хорошо

 

удаляются кислород, диены и олефины

 

 

 

 

Разработан катализатор, особенно хорошо подходя­

343

щий для удаления азота при гидроочистке или первой

 

ступени гидрокрекинга. Из газойля с 0,319%

азота

 

стандартный

алюмокобальтмолибденовый

катализатор

 

удалял

80%

азота, новый — 92,5%. Новый

катализа­

 

тор стабилен и через 90 суток еще удалял

75% азота

344

Предлагается процесс

деметаллизации

остаточных

нефтепродуктов. При использовании бентонита сте­

 

пень деметаллизации составляет 88,6%

 

 

 

 

Показано, что в одноступенчатом процессе

гидрокре­

345

кинга с рециркуляцией остатка невыгодно снижение

 

глубины разложения за проход, более целесообразно

 

повышение давления с 50 до 100 кгс/см2 , при этом ко­

 

эффициент рециркуляции снижается почти вдвое (до

 

2,7)

 

 

 

 

 

 

 

Найдена возможность

глубокого обессеривания экс­

346

тракта ароматических углеводородов из высокосерни­ стой нефти (4,67% серы) с одновременным частичным гидрированием конденсированных би- и трициклических углеводородов. Удаление серы на 96—98%, сте­ пень гидрирования 45—70%. Получен малосернистый

продукт, содержащий 60% моноциклических аромати­ ческих углеводородов. Селективность катализатора сохраняется в течение 1000 ч

На примере мазута из ромашкинской нефти показана возможность получения смазочных масел гидрирова­ нием. Лучший катализатор WS2 . С меньшей произво­ дительностью можно работать и при 150 кгс/см2

Фирмой British Petroleum предложено разделить процесс гидрирования бензола до циклогексана на 3 ступени: гидроочистка, гидрирование основной масры (до 95%) с использованием газов риформинга и догйдрирование. Предложен новый катализатор; утвержда­ ется, что новая технология снижает себестоимость. Чистота циклогексана 99,99%

Рекламируется процесс НА-84 гидрирования бен­ зола фирм Sinclair Research и Engelhard Industry. Новый катализатор RD-260 работал 2 года со 100%-ным превращением бензола и полным отсутствием изомери­ зации циклогексана в метилциклопентан

Описан процесс МНС—термическое деалкилирование, разработанный фирмой Mitsubishi. Сырьем служит пироконденсат производства этилена. Особенностями процесса являются возможность содержания в сырье до 30% неароматических углеводородов, низкие тре­ бования к чистоте водорода, специальная конструкция реактора. Неароматические углеводороды гидрокрекируются до метана. Чистота получаемого бензола 99,96—99,99%

При помощи гидрокрекинга может быть получен бытовой сжиженный газ. В двух вариантах — умерен­ ном и жестком (цифры в скобках) — из лигроина, со­ держащего 11,5% ароматических углеводородов, полу­ чено: 0,9 (8,7)% Сі—С2, 14,8 (61,4)% С3 , 30,0 (14,4)% С4 , 34,1 (0,0)% бензина. Выход углеводородов С3 —С4 растет с увеличением степени превращения и достигает максимума при 85—95%