Технологические схемы гидроочистки бензинов

На блоках гидроочистки бензинов обычно используется водородсодержащий газ (ВСГ), по­ступающий с риформинга. Объемное содержание водорода, в газе риформинга в зависимости от режима работы и состояния катализа­тора изменяется в пределах 60—90%.

Для прямогонных бензинов с массовым содержанием серы до 0,2% расход водорода на гидроочистку незначителен (≈ 0,1% от массы сырья), что составляет 3—10% выработки водорода на установке риформинга. Около половины расходуемого водорода затрачивается на растворение в гидрогенизате [243], причём одновременно и в относительно больших количествах растворяются углеводороды C₁—С₅ ВСГ риформинга, так что объемное содержание водорода в циркулирующем или отдуваемом газе гидроочистки повышается на 2—10 %. На блоках гидроочистки применяются различные варианты циркуляционных и проточных схем использования водорода (рис. 3.4).

Существенными недостатками простых проточных схем (рис. 3.46), используемых на ряде установок риформинга высокого давления, являются полная зависимость расхода ВСГ от режима работы блока риформинга, трудности проведения пусковых операций на обоихблоках.

По схеме блока гидроочистки с циркуляцией ВСГ (рис. 3.5) сырье насосом 1 и ВСГ компрессором 2подаются в тройник смеше­ния, проходят сырьевой теплообменник 3,трубчатую печь 4и посту­пают в реактор 5.Газопродуктовая смесь отдает часть тепла в подо­гревателе отпарной колонны 6,проходит теплообменник 3,холодиль­ник 8и поступает в сепаратор 9.Избыток ВСГ сбрасывается с установки, а циркулирующий ВСГ в смеси со свежим ВСГ риформинга поступает на прием компрессора 2.Нестабильный гидрогенизат че­рез теплообменники подается в отпарную колонну 7.Отпарная ко­лонна может подогреваться газопродуктовой смесью гидроочистки, как показано на рисунке, однако более гибкой является схема узла отпарки с отдельной печью для подогрева низа отпарной колонны (рис. 3.6).

Рис. 3.4. Схемы использования водорода на блоках гидроочистки бензинов (а — циркуляцион­ная, б— проточная):

1 — блок гидроочистки; 2 — компрессор. / — ВСГ с блока риформинга; // — циркулиру­ющий газ; III — сброс ВСГ.

Рис. 3.5. Технологическая схема гидроочистки бензина:

1 — сырьевой насос; 2— компрессор; 3— теплообменник; 4— печь; 5 — реактор; 6— подогреватель отпарной колонны; 7 — отпарная колонна; 8— холодильник; 9 —сепаратор. / — сырье; // — ВСГ риформинга; /// — гидрогентат; IV— сброс ВСГ; V—верхний продукт отпарной колонны. П1—П4 —точки отбора проб гидрогентата.

Pис. 3.6. Схема узла отпарки гидрогенизата:

1 - отпарная колонна; 2 —печь; 3— теплообменник; 4 —холодильник; 5 —сепаратор; 6— насос. / — нестабильный гидрогенизат; // — стабильный гидрогенизат; /// — угле­водородный газ; IV— вода; V— избыток рефлюкса.

При гидроочистке широких бензиновых фракций в отпарных ко­лоннах поддерживается следующий режим: давление 1,4—1,5 МПа; температура верха 110—120 °С, низа — 200—230 °С, расход ороше­ния составляет 10—30% от подачи сырья. Удаление влаги идет засчет образования азеотропов с легкими углеводородами (изопентан, изогексаны, н-гексан). Отпарные колонны предназначены для ра­боты с замкнутым орошением, однако при гидроочистке сырья со значительным содержанием легких фракций (н. к. — 62, н. к. — 85 °С) избыток рефлюкса может выводиться.

Гидроочистка— одноступенчатый процесс, проходящий в наиболее мягких, по сравнению с гидрокрекингом и деструктивной гидрогенизацией, условиях. Процесс протекает при 380—430 °С, 30—66 ат, циркуляции водородсодержащего газа 100—600 м³/м³сырья и объемной скорости 3—10ч^-1 с применением катализатора (обычно алюмокобальтмолибденовый или алюмоникельмолибденовый). Гидроочистке (или гидрооблагораживанию) может подвергаться различное сырье, получаемое как при первичной перегонке нефти, так и при термокаталитических процессах, от газа до масел и парафина. Наибольшее применение гидроочистка имеет для обессеривания сырья каталитического риформинга, а также для получения реактивного и малосернистого дизельного топлива из сернистых и высокосернистых нефтей. При гидроочистке происходит частичная деструкция в основном сероорганических и частично кислородных и азотистых соединений. Продукты разложения насыщаются водородом с образованием сероводорода, воды, аммиака и предельных или ароматических углеводородов.

Гидродеалкилирование— процесс, проводимый в среде водорода при 20—70 ат и 540—760 °С (при более низких температурах необходим катализатор). Сущность его заключается в превращении алкилароматических углеводородов в соответствующие моноароматические со степенью превращения 60—90% (за один проход). Гидродеалкилированию могут подвергаться индивидуальные соединения (как толуол, ксилолы) и смеси различного состава. Наибольшее применение гидродеалкилирование нашло при получении ароматических углеводородов, в первую очередь бензола

Классификация промышленных установок.В настоящее время существует много различных систем и типов установок, на которых осуществляются гидрогенизационные процессы. Системы гидрогенизационных установок по состоянию катализатора можно разделить на две группы: системы, где катализатор в реакторе находится в неподвижном состоянии в одном или нескольких слоях, и системы с движущимся катализатором. Ко второй группе можно отнести следующие установки: где катализатор находится в псевдоожиженном состоянии, в виде пасты, в виде коллоидной суспензии.

Технологически гидрогенизационные процессы могут оформ­ляться в одну и более ступеней. В зависимости от назначения процесса, а также от качества перерабатываемого сырья и конечной цели гидрогенизащюнные процессы имеют 1—3 ступени. Большинство процессов гидрирования и особенно гидроочистки имеет одну ступень. Некоторые системы гидрокрекинга имеют как одну, так и две ступени. Обычно две ступени нужны для тех процессов гидро­крекинга, где в качестве сырья используются более тяжелые нефтяные остатки, или тех процессов, цель которых максимальное получение более легких продуктов. В этом случае на первой ступени проводится очистка сырья от ядов сернистых и особенно азотистых соединений; в качестве катализаторов большей частью служат осерненные окиси вольфрама и никеля; на второй ступени происходят основные процессы гидрокрекинга с деструкцией углеводородов и образованием целевых продуктов.

Процессы гидрогенизации могут быть классифицированы и по принципу основного направления реакций: деструктивная гидрогенизация, гидрокрекинг, недеструктивная гидрогенизация, гидроочистка и деалкилирование.