Гидроочистка используется для получения малосернистых дизельных топлив с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Повышенный интерес в последние годы к развитию процессов гидроочистки средних дистиллятов связан с увеличением объема переработки сернистых и высокосернистых нефтей, и широкой дизелизацией транспортных средств.

Прямогонные дизельные фракции подвергают гидроочистке без заметного изменения их группового и фракционного состава при:

• температуре 350-400ºС;
• давлении 3-4 мПа;
• объемной скорости подачи сырья 2-5 ч-1;
• циркуляции водородсодержащего газа 300-600 м3/м3 сырья.

Степень гидрообессеривания составляет 85-95%. Наиболее полно удаляются меркаптаны (86%), сульфиды (86%), и дисульфиды (88%).

Гидроочистка: особенности технологического процесса

Рассмотрим более детально, как осуществляется гидроочистка дизельных фракций. В зависимости от вида сырья, активности примененного катализатора и жесткости процесса расход водорода в процессе гидроочистки дизельных фракций колеблется от 0,16 до 0,45%, из которых только 50% расходуется на гидрирование сернистых соединений.

Знаете ли Вы, что гидроочистке подвергаются бензиновые и керосиновые фракции нефти, дизельное топливо, вакуумный газойль и фракции масел?

На глубину и скорость реакции гидрирования сернистых соединений среднедистиллятных фракций заметное влияние оказывают давление, температура и отношение водород сырье. При понижении парциального давления водорода в системе до 3,0 мПа снижается глубина гидрирования сернистых соединений и алкенов, сокращается срок службы катализатора из-за повышения скорости отложения кокса.

При подъеме температуры процесса скорость гидрообессеривания возрастает, снижается селективность, увеличивается выход газа и бензина, повышается расход водорода и уменьшается общий срок службы катализатора. Отношение водород/сырье влияет на продолжительность контакта сырья с катализатором и на испаряемость сырья. Более 80% дизельных фракций в Российской Федерации подвергается гидрооблагораживанию, выпуск дизельных топлив с содержанием серы 0,2-0,5% достигает 90% общего объема.

Установки гидроочистки дизельных топлив

В табл.1.2.1. приведены технико-экономические показатели промышленных установок, в основе которых лежит  гидроочистка дизельного топлива. В связи с увеличением потребностей в дизельном топливе приобретает особую актуальность проблема получения качественных дизельных топлив из дистиллятов вторичного происхождения: продуктов каталитического крекинга, замедленного коксования, висбрекинга, термоконтактного крекинга. Это сырье характеризуется более высоким по сравнению с прямогонными дистиллятами содержанием сернистых и азотистых соединений, смолистых веществ, алкенов и ароматических углеводородов.

Таблица 1.2.1.

При переработке такого сырья с целью получения малосернистых дизельных топлив необходимо проводить его гидрооблагораживание, направленное на удаление сернистых и азотистых соединений, смолистых веществ, на гидрирование значительного количества ароматических соединений и алкенов.

Гидроочистка газойля каталитического крекинга [фракция 200-350ºС, содержание серы 11,5, сульфирующихся соединений 47% (об.), йодное число 47 I2/100 г, цетановое число 37] эффективно протекает на алюмокобальтмолибденовом катализаторе при температуре 380ºС, давлении 2-4 мПа и объемной скорости подачи сырья 1 ч-1. Степень гидрообессеривания  достигает 90%. Для повышения цетанового числа до 42-45 на этом катализаторе необходимо увеличить давление до 13-14 мПа.

Нефтеперерабатывающей завод. Именно здесь реализуется гидроочистка

Какое сырье лучше подходит для гидроочистки?

Более пригодны для получения дизельного топлива дистилляты замедленного коксования. Так, летнее дизельное топливо с цетановым числом 57 и выше получено из фракций 160-338 и 200-350 ºС дистиллятов замедленного коксования в результате протекания такого процесса, как гидроочистка, проводимого при температуре 350 ºС, давлении 5 мПа, объемной скорости подачи сырья 1 ч-1 и циркуляции водородсодержащего газа 400 м3/м3 сырья.

С повышением температуры до 380 ºС объемную скорость можно увеличить до 1,5-2 ч-1, а давление снизить до 3 мПа. Эффективность гидрооблагораживания сырья вторичного происхождения в чистом виде можно повысить за счет подбора катализатора. Более целесообразно гидрооблагораживание дизельных фракций вторичного происхождения проводить в смеси с прямогонными дистиллятами.

При гидроочистке смесей газойлей замедленного коксования (до 30%) и прямогонных фракций дизельного топлива западносибирской нефти в условиях промышленной установки (температура 360-380 ºС, давление 3-4 мПа, объемная скорость подачи сырья до 4 ч-1, циркуляция водородсодержащего газа до 300 м3/м3 сырья) на специальном алюмокобальтмолибденовом катализаторе степень гидрообессеривания достигала 95% и возрастала до 98% при увеличении давления до 8 мПа.

Аналогичные результаты получены, когда проводилась гидроочистка смесей прямогонных фракций и газойлей термоконтактного крекинга. Процесс гидроочистки вторичного сырья характеризуется повышенным тепловым эффектом (209,4 кДж на 1 кг сырья при содержании в смеси 30% газойля замедленного коксования) за счет гидрирования алкенов. Поэтому при разработке технологии процесса гидроочистки дистиллятов вторичного происхождения важным моментом, кроме подбора специального эффективного катализатора, является обеспечение теплового режима реактора.