Влияние факторов на выход и качество

Основными параметрами, определяющими процесс гидроочистки, являются температура, давление, объемная скорость подачи сырья, кратность циркуляции водородсодержащего газа (ВСГ), активность катализатора.

Влияние температуры и качества сырья.

С увеличением температуры скорость реакций гидрообессеривания, гидрирования непредельных углеводородов, дегидрогенизации нафтеновых углеводородов увеличивается. Однако повышение температуры более 345°С оказывает небольшое влияние на дальнейшее ускорение реакций обессеривания.

При значительном увеличении температуры интенсивность реакций гидрообессеривания и особенно гидрирования непредельных углеводородов снижается. Это связано с возрастанием интенсивности реакций деструктивной гидрогенизации – гидрокрекинга. При этом снижается выход жидких продуктов, увеличивается отложение кокса на катализаторе, и, тем самым, сокращается срок его службы.

Подбор оптимальной температуры гидроочистки зависит и от качества сырья. Тяжелое, термически менее стойкое сырье очищают при более низкой температуре. При переработке сырья с повышенным содержанием кислород- и азотсодержащих соединений процесс гидроочистки требуется вести при более высокой температуре.

При гидроочистке бензиновых фракций (80¸185°С) оптимальный температурный диапазон проведения процесса – 315 ¸ 345°С.

Влияние давления.

Повышение общего давления в системе способствует увеличению глубины сероочистки и продлению срока службы катализатора. Это связано с ростом парциального давления водорода в системе, способствующего увеличению глубины гидроочистки и гидрированию образующегося кокса. Оптимальное давление процесса гидроочистки – 20 ¸ 32 кгс/см².

Влияние объемной скорости подачи сырья.

Объемная скорость подачи сырья – отношение объема перерабатываемого жидкого сырья в м³/ч к объему катализатора в м³.

С увеличением объемной скорости подачи сырья сокращается время пребывания сырья в реакторе, т.е. время контакта сырья с катализатором. При этом уменьшается глубина гидрообессеривания сырья. С уменьшением объемной скорости сырья увеличивается глубина его гидрообессеривания.

Для гидроочистки прямогонных бензиновых фракций оптимальная объемная скорость подачи сырья составляет 5 ч^-1.

Влияние кратности циркуляции водородсодержащего газа.

Кратность циркуляции водородсодержащего газа (ВСГ) выражается отношением объема циркулирующего газа в нм³ к объему подаваемого жидкого сырья в м³.

Кратность циркуляции ВСГ, а также концентрация водорода в нем определяют мольное отношение водород : сырье. При молярном соотношении выше 5 : 1 глубина сероочистки возрастает незначительно, что объясняется уменьшением времени контакта паров сырья с катализатором за счет больших объемов парогазовой смеси, проходящей через реактор. Уменьшение молярного соотношения ниже 5 : 1 также ухудшает процесс сероочистки.

Практически необходимая скорость обессеривания сырья достигается при подаче 350 ¸ 700 нм³ циркулирующего ВСГ на 1 м³сырья. Проектом принята кратность циркуляции не менее 200 нм³/м³. Концентрация водорода в ВСГ при этом должна быть не менее 70 об. %

Подпитка свежим водородсодержащим газом осуществляется с блока риформинга.

Влияние активности катализатора.

Чем выше активность катализатора, тем с более высокой объемной скоростью подачи сырья можно проводить процесс, тем глубже обессеривание. Индекс активности катализатора (I_A) рассчитывается по формуле:

,

где S₀ – содержание серы в исходном сырье;

S_Э – содержание серы в гидрогенизате, очищенном на эталонном катализаторе;

S_K - содержание серы в гидрогенизате, очищенном на испытываемом катализаторе.

Со временем активность катализатора падает ввиду отложения кокса на его поверхности. Особенно резко активность катализатора падает при снижении давления в системе, превышении температуры процесса и уменьшении кратности циркуляции ВСГ, т.к. в этих условиях происходит интенсивное коксообразование. Такое снижение активности катализатора обратимо и может быть восстановлено в процессе регенерации.

Необратимая потеря активности, требующая замены катализатора, связана с накоплением на его поверхности неорганических веществ (соединения мышьяка, свинца, кальция, натрия, кремния, фосфора), входящих в виде примесей в состав сырья.