1 Литературный обзор
1.1 Теоретические основы процесса гидроочистки нефтяных фракций
Каталитическая гидроочистка – процесс, применяемый для улучшения качества и повышения стабильности нефтепродуктов путем удаления сернистых, азотистых, кислородных, металлорганических соединений, а также насыщения непредельных и ароматических углеводородов. Гидроочистке подвергают почти все нефтяные топлива, как прямогонные, так и вторичного происхождения: бензин (прямогонный и каталитического крекинга), керосин, дизельное топливо, вакуумный газойль [4].
Рассматривая любой из предложенных выше процессов гидроочистки можно сказать, что процесс предназначен для обеспечения необходимого уровня эксплуатационных характеристик топлива, определяемого сегодня в основном экологическими требованиями. Особое внимание сейчас уделяется экологической безопасности. В большинстве промышленно развитых стран вопросы
по ограничению содержания вредных веществ в выхлопных газах автомобилей – твердых частиц, оксидов углерода, серы и азота – решаются на государственном уровне.
Применение гидроочищенного сырья позволяет значительно увеличить длительность цикла работы катализатора, особенно при жестком высокотемпературном режиме. В результате гидроочистки снижается содержание указанных раннее вредных примесей, а также коррозия нефтезаводского оборудования и загрязненность атмосферы [7].
Гидроочистку в промышленных условиях проводят обычно
на алюмокобальтмолибденовом, алюмоникельмолибденовом и других катализаторах при температуре 350 – 420 °С, давлении 1,8 – 2,2 МПа и молярном отношении водород – сырье от 5:1 до 10:1.
1.2 Кинетика и химизм процесса гидроочистки
1.2.1 Кинетика процесса.
На кинетику процесса гидроочистки оказывает влияние значительное число факторов: температура реакции, фракционный состав сырья, время контакта сырья
с катализатором, равномерность распределения потока по сечению реактора, общее давление в системе и, в частности, парциальное давление водорода и другие.
Индивидуальные серосодержащие соединения реагируют в условиях гидроочистки по реакции первого порядка [18].
где C – содержание серы в гидрогенизате, % мас.;
Co – содержание серы в сырье, % мас.;
k – константа скорости реакции;
? – время контакта, с.
При гидроочистке нефтяной фракции входящие в ее состав индивидуальные соединения также реагируют по первому порядку, однако по мере удаления наиболее реакционноспособных соединений константа скорости реакции уменьшается, и в ряде случаев экспериментальные данные по изменению содержания серы лучше описываются уравнением второго порядка [8].
где C – отношение содержания серы в продукте к содержанию её в сырье;
k – константа скорости реакции;
"?" – объёмная скорость подачи сырья.
Кажущаяся энергия активации гидрирования серосодержащих соединений
на алюмокобальтмолибденовых катализаторах в интервале 350 – 425 °С составляет 46,0 – 88,0 кДж/моль–1. По–видимому, во всех случаях в этом температурном интервале реакция протекает во внутридиффузионной области.
1.2.2 Химизм процесса.
В процессе протекают четыре основных группы химических реакций[13]:
– превращение сераорганических соединений в соответствующие углеводороды и сероводород;
– превращение органических соединений азота в соответствующие углеводороды и аммиак;
– превращение кислородсодержащих органических соединений в соответствующие углеводороды и воду;
Весь текст будет доступен после покупки
