ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм и катализаторы гидрогенизационных процессов из "Химия и технология нефти и газа" При термическом и каталитическом крекинге помимо газа и бензина всегда образуются и высокомолекулярные продукты реакции, бедные водородом. Это является следствием неблагоприятного баланса водорода в исходном сырье по сравнению с бензином и тем более газом. [c.263] Отсюда видно, что в сырье не хватает водорода для полного превращения в бензин. Поэтому выход бензина при крекинге не превышает 40—50%. Следовательно, для безостаточной переработки тяжелого нефтяного сырья в моторное топливо необходимо водород вводить в процесс извне. В этом случае осколки распадающихся углеводородов будут насыщаться водородом. В то же время реакции дегидрирования и конденсации, ответственные за дальнейшее коксообразование, будут под давлением водорода подавляться. Таким образом, степень превращения сырья будет лимитироваться только условиями процесса. [c.263] При переработке сернистого сырья проведение крекинга в присутствии водорода, кроме того, дает возможность получать малосернистый конечный продукт, так как сернистые соединения будут гидрироваться с выделением сероводорода. [c.263] Удаление серы из различных конечных и промежуточных продуктов нефтепереработки — большая са лостоятельная проблема, для решения которой в настоящее время успешно применяется процесс каталитической очистки под давлением водорода-—гидроочистка. При гидроочистке одновременно происходит также гидрирование нестабильных непредельных углеводородов до соответствующих предельных. [c.263] Таким образом, гидрогенизационные процессы развиваются а двух основных направлениях I) безостаточная деструктивная переработка нефтяного сырья с целью получения продуктов меньшей молекулярной массы (гидрокрекинг) 2) глубокая очистка различных нефтяных фракций от непредельных и сернистых соединений (гидроочистка). [c.264] Исторически первым процессом, в котором успепшо был применен водород под большим давлением для термического разложения сырья, был процесс деструктивной гидрогенизации каменных и бурых углей, а также угольных и сланцевых смол. В дальнейшем процессы под давлением водорода стали применять для переработки нефтяного сырья. [c.264] Гидрокрекинг и гидроочистка — процессы каталитические. [c.264] В качестве катализаторов гидрогенизационных процессов применяются окислы и сульфиды таких металлов, как никель, кобальт, молибден, вольфрам на кислотных носителях — алюмосиликате, окиси алюминия и др. Все эти катализаторы должны быть устойчивы по отношению к катализаториым ядам и особенно к сернистым соединениям. [c.264] Катализаторы для процесса гидрокрекинга должны одновременно обладать расщепляющими, изомеризующими и гидрирующими свойствами. Поэтому они, как правило, содержат в качестве гидрирующего компонента платину, кобальт или никель, вольфрам или молибден, а для обеспечения деструкции и изомеризации сырья — алюмосиликат. [c.264] Для процессов гидроочистки чаще всего применяют алюмоко-бальтмолибденовый или алюмоникельмолибденовый катализаторы, обладающие в основном гидрирующей способностью и незначительной крекирующей активностью. [c.264] Как и в процессе каталитического крекинга, при гидрокрекинге в качестве кислотного компонента в последнее время стали применять кристаллические формы алюмосиликатов (синтетические цеолиты). [c.264] Гидрокрекинг в зависимости от свойств сырья и назначения процесса осуществляется в две или одну ступень. Для тяжелых-видов сырья чаще гидрокрекинг ведут в две ступени. [c.264] На первой ступени достигается некоторое уменьшение молекулярной массы сырья, происходит его насыщение водородом и полностью или частично удаляются сера, кислород и азот в виде сероводорода, воды и аммиака. Лучшими катализаторами первой ступени являются осерненные окислы вольфрама и никеля. Возможно также применение сероустойчивого алюмокобальтмолибденового катализатора. Во второй ступени сырье, подготовленное в первой ступени процесса, подвергается глубокому крекингу под давлением водорода на стационарных катализаторах, обладающих большим сроком службы. [c.264] При гидроочистке принципиально могут иметь место все указанные химические превращения. Однако условия процесса подбираются таким образом, чтобы обеспечить преимущественное развитие реакций насыщения непредельных углеводородов и деструктивного гидрирования сернистых, кислородных и азотистых соединений. [c.265] Рассмотрим кратко превращения отдельных компонентов сырья в условиях гидрогенизационных процессов. [c.265] Скорость гидрокрекинга алканов мало превышает скорость их чисто термического распада. Изомеризация алканов вызывается активным действием катализаторов. Разветвленные осколки легче насыщаются водородом, чем неразветвленные. Это и приводит к накоплению в конечном продукте изоалканов. Глубокий распад алканов нежелателен, так как при этом повышается выход газов, главным образом метана. [c.265] Непредельные углеводороды. При распаде алканов и деалкилировании циклических углеводородов первоначально образуются моноолефины (алкены) различного строения. [c.265] реакция гидрирования экзотермична. Поэтому ее можно проводить при низких температурах, когда ДО О и Кр I. [c.265] Однако скорость реакции при этом очень мала и необходимо применение катализаторов. Классическими катализаторами гидрирования являются восстановленные металлы Р1, Рс1, N1, Со, Ре. Все эти катализаторы легко отравляются сернистыми соединениями и применяются только для селективного недеструктивного гидрирования олефинового сырья, не содержащего серы. В условиях гидроочистки и гидрокрекинга поэтому применяют указанные выше сероустойчивые катализаторы. [c.266] При температурах выше 400 °С термодинамическая вероятность реакции насыщения олефинов водородом сильно падает. Однако это компенсируется повышением давления водорода. Бимолекулярная реакция гидрирования сопровождается уменьшением объема. Поэтому повышение давлейия водорода благоприятно и с термодинамической, и с кинетической точек зрения. [c.266] Вернуться к основной статье