ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промышленное оформление процесса гидрокрекинга из "Технология переработки нефти и газа. Ч.2" Как показывает само название, недеструктивная гидрогенизация заключается в простом (без разложения) насыщении водородом сырья, состоящего из непредельных углеводородов. [c.262] К промежуточной форме гидрогенизации относятся широко распространенные в настоящее время процессы гидроочистки. Назначением гидроочистки является удаление из нефтепродуктов сериистых соединений посредством каталитического воздействия на эти соединения водорода . В результате происходит разложение сернистых соединений с образованием сероводорода и насыщение непредельных углеводородов (образовавшихся в процессе и содержащихся В исходном нефтепродукте). Гидроочистка обычно сопровождается и некоторым разложением сырья, о чем свидетельствует присутствие в продуктах гидроочистки легких фракций, не содержащихся в сырье, и углеводородных газов. [c.262] Ипатьевым (Россия). Первые промышленные установки деструктивной гидрогенизации угля и смолы полукоксования углей были введены в эксплуатацию в 1927 г. в Германии, не обладавшей нефтяными ресурсами и развившей впоследствии свою топливную промышленность на базе твердых горючих ископаемых. Значительные работы в области гидрогенизации углей были проведены в Германии Ф. Бергиусом, поэтому промышленный процесс некаталитической гидрогенизации угля иногда носит название бергинизации. Несколько позднее установки деструктивной гидрогенизации были сооружены в Англии. Характерно, что в странах, богатых нефтью,— в Советском Союзе и США, несмотря на большой объем исследований, осуществленных в области деструктивной гидрогенизации, промышленного внедрения процесс практически не получил вследствие исключительно неблагоприятных экономических показателей. [c.263] Как применительно к углю, так и применительно к тяжелым нефтяным остаткам, на установках этого типа расходуется много водорода (5—7 мас.% на сырье). Технологическое оформление установок сложно, так как процесс протекает при очень высоком давлении (300—700 ат) и высоких температурах (420—500° С). Гидрирование должно осуществляться в две или три стадии (в зависимости от сырья), т. е. цех гидрирования представляет собой целый комплекс установок, снабженных дорогостоящими аппаратурой и оборудованием высокого давления. Развитие в 40—50-х годах каталитического крекинга и коксования — процессов значительно более простых и дешевых, заставило совершенно отказаться от внедрения деструктивной гидрогенизации на нефтеперерабатывающих заводах. [c.263] В то же время в последние годы необычайно широко начали использовать процессы гидроочистки продуктов нефтепереработки, начиная от легких фракций — сырья каталитического риформинга — и кончая смазочными маслами. Весьма перспективной оказалась деструктивная гидрогенизация, осуш,ествляемая при более мягких режимах давления (от 30 до 200 ат) и приводящая к достаточно глубокому превращению сырья при умеренных расходах водорода (1—3%). Такая разновидность процесса гидрогенизации получила название гидрокрекинг . [c.263] Развитию ироцессов гидрокрекинга способствует все возрастающая добыча сернистых и высокосернистых нефтей. При переработке этих нефтей топливные компоненты получаются неудовлетворительными по содержанию серы. Сжигание в тоиках паровых котлов сериистых остатков — котельного топлива — вызывает сильнейшее загрязнение атмосферы. Так, в 1963 г. в США было выброшено в атмосферу более 23 млн. т SOj . [c.264] Широкое развитие гидрогенизационных процессов позволяет получать топлива с ограниченным содержанием серы. [c.264] Пониженные расходы водорода и умеренные давления в системе гидрокрекинга способствуют получению вполне удовлетворительных технико-экономических показателей процесса. [c.264] Так как реакция гидрирования непредельных сопровождается уменьшением объема, повышение давления (особенно при гидрировании сравнительно тяжелых молекул) значительно способствует протеканию процесса. Термодинамически реакция гидрирования непредельных является низкотемпературной, повышение давления в системе позволяет гидрированию протекать в области более высоких температур и при этом с более высокой скоростью. Так, под атмосферным давлением почти полное гидрирование этилена достигается при 450—500° С повышение давления до 200 ат позволяет получать такой же результат при 800° С . [c.265] Из данных таблицы видно, что применение водорода, особенно в присутствии катализатора, способствует значительному снижению непредельности полученной бензино-керосиновой фракции. [c.266] Нафтеновые углеводороды в условиях деструктивной гидрогенизации способ мы превращаться в результате раскрытия кольца в алифатические (дециклизация), а также изомеризоваться в иаф-тены с кольцом другого строения. С повышением температуры равновесие емсщается в сторону образования более разветвленного углеводорода, например превращения циклогексана в метилциклопентан. (В противоположность этому повышение температуры способствует преимущественному образованию нормальных, а ие изо а л ка нов). [c.266] Характерно, что двойные связи ароматических углеводородов гидрируются значительно труднее, чем двойные связи олефиновых углеводородов, а также боковых непредельных цепей алкилароматических углеводородов (например, стирола). Учитывая это обстоятельство, можно, например, подобрать такой режим гидроочистки, при котором насыщается только непредельная часть продукта, а ароматические кольца углеводородов не затрагиваются. [c.266] При температурах крекинга происходит одновременный разрыв насыщенных связей с образованием более простых ароматических, а также нафтеновых и изопарафиновых углеводородов. Таким образом, в условиях деструктивной гидрогенизации не наблюдается конденсации ароматических колец, которая, как известно, приводит к коксообразованию. [c.267] Разрушение сернистых соединений в результате гидрирования идет в более мягких условиях, чем гидрокрекинг углеводородов при этом, как отмечалось выше, после гидроочистки сернистых нефтепродуктов их углеводородный состав почти не изменяется. Кислородные соединения в результате гидрирования переходят в воду, а азотистые — в аммиак. [c.267] Водород насыщенного кольца тетралина активизируется наличием смежного ароматического кольца. Гидрирование происходит под давлением от 30 до 150 ат. [c.268] Температурный режим, давление и применяемый катализатор оказывают большое влияние на направление протекающих реакций, С повышением температуры усиливаются реакции расщепления цепей и колец углеводородных молекул. Снижение давления способствует разрыву связей углерод — водород, т. е. образованию олефинов из парафиновых углеводородов и циклизации олефинов в ароматические углеводороды, а также дегидрированию шестичленных нафтенов в ароматические. [c.268] Подбор оптимального режима и активного катализатора позволяет увеличивать избирательность процесса, т. е. обеспечивать преобладание желательных реакций. Решающее значение для деструктивной гидрогенизации имеют катализаторы. Активным гидрирующим катализатором для чистых легких веществ является никелевый. Гидрирование в присутствии никелевого катализатора идет при мягком температурном режиме (180—200° С) и высоком или умеренном давлении. Недостаток этого катализатора — его неустойчивость в присутствии сернистых соединений содержание даже сотых долей процента серы в сырье приводит к быстрой потере катализатором его активности. Никелевый катализатор совершенно неприменим даже для малосернистого углеводородного сырья широкого фракционного состава. [c.268] Из других низкотемпературных гидрирующих катализаторов, также легко отравляющихся серой, можно назвать платину и палладий. Помимо серы, отравляющим действием на катализаторы этой группы обладают азот, кислород, мышьяк и другие элементы V й VI групп. [c.268] Вернуться к основной статье