ГИДРООЧИСТКА

Нефтяные фракции, содержащие углеводороды C8 и более тяжелые, весьма вероятно, содержат и органические соединения серы. Атомы серы могут быть присоединены к атомам углерода в разных положениях молекул и, таким образом, с химической точки зрения, сера входит в состав фракции. Гидроочистка позволяет оторвать атомы серы от молекул углеводородов.

В настоящее время гидроочистке подвергают светлые дистилляты прямой перегонки, выкипающие при температурах ниже 350 °С, в том числе и дистилляты, направляемые на платформинг, аналогичные дистиллятам из сырья вторичного происхождения (газойли каталитического крекинга и коксования), тяжелые газойли, поступающие на каталитический крекинг, а также другие продукты

Поток нефтепродукта смешивают с током водорода и нагревают до 260—425°С (500—800°F). Затем смесь нефтепродукта и водорода направляют в реактор, заполненный катализатором в форме таблеток (см. рис. 15.1). Для гидроочистки нефтяных продуктов от сернистых соединений обычно применяют кобалътмолибденовый или никельмолибденовый катализатор на носителе — оксиде алюминия. — Прим. ред. В присутствии катализатора происходит несколько химических реакций:

1. Водород соединяется с серой с образованием сероводорода (H2S).

2. Некоторые соединения азота превращаются в аммиак.

3. Любые металлы, содержащиеся в нефти, осаждаются на катализаторе.

4. Некоторые олефины и ароматические углеводороды насыщаются водородом; кроме того, в некоторой степени идет гидрокрекинг нафтенов и образуется некоторое количество метана, этана, пропана и бутанов.

Поток, выходящий из реактора, направляют в испаритель, где газообразные углеводороды, а также H2S и малое количество аммиака сразу поднимаются вверх. Чтобы полностью отделить все эти легкие продукты, на выходе из реактора устанавливают небольшую ректификационную колонну.

Значение процесса гидроочистки постоянно возрастает вследствие двух основных причин:

1. Удаление серы и металлов из фракций, направляемых на дальнейшую переработку, является важной защитой для катализаторов процессов риформинга, крекинга и гидрокрекинга.

2. Согласно законам о чистом воздухе, допустимое содержание серы в нефтепродуктах постоянно снижается, что требует обессеривания дистиллятов и реактивных топлив.

Гидроочистка остаточных нефтепродуктов. Так же, как и прочие продукты, остаточные топлива должны удовлетворять нормам по защите окружающей среды. Поэто му, хотя и с некоторым опозданием, были созданы установки для их обессеривания.

Хотя технологические схемы этих установок похожи на схемы установок для гидроочистки легких фракций, необходимое оборудование, а также получаемые продукты отличаются. Остаточные нефтепродукты характеризуются низкими соотношениями водород/углерод, поэтому, несмотря на присутствие избытка водорода, в реакторе нужно поддерживать высокое давление для предотвращения коксообразования. Получается, что установка для гидроочистки остатков должна быть столь же прочной, как установка гидрокрекинга, а это весьма дорого. Продукт, выходящий с установки гидроочистки остатка, содержит большее количество легкокипящих погонов. Дело в том, что из этих больших молекул типа «триметил-пчелиные-соты» нельзя просто удалить серу,азот и металлы, не разрушив при этом буквально всей молекулы. Вот поэтому и получаются молекулы меньшего размера.

Гидроочистка реактивного топлива.

Гидроочистка используется для улучшения показателей горения дистиллятных топлив, особенно реактивного топлива. Керосиновая фракция может содержать много ароматических углеводородов, которые характеризуются высоким соотношением углерод/водород. При сгорании этих соединений может получаться большое количество дыма из-за недостатка водорода. Между прочим, одним из нормируемых показателей реактивного топлива является максимальная высота некоптящего пламени.

Прибор для измерения этого показателя напоминает керосиновую лампу. Топливо помещают в сосуд, снабженный фитилем, длину которого можно менять и тем самым регулировать величину пламени. Высота некоптящего пламени измеряется как максимальная длина фитиля (в мм), при которой получается некоптящее пламя.Гидроочистка позволяет улучшить керосин с низкой высотой некоптящего пламени. Во время этого процесса бензольные кольца в молекулах ароматических углеводородов насыщаются водородом и таким образом превращаются в нафтены, которые уже не так коптят при горении.

Гидроочистка пиролизного бензина.

При производстве этилена из нафты или газойля получается также пиролизный бензин (см. главу XVIII). Этот продукт содержит большие количества диенов — это ненасыщенные углеводороды, в молекулах которых по две пары атомов углерода связаны двойными связями. Пиролизный бензин только в малых дозах пригоден для приготовления автомобильного бензина. Он плохо пахнет, своеобразно окрашен и образует смолы в карбюраторе.

При гидроочистке двойные связи насыщаются и большинство нежелательных свойств теряется. Правда, в результате насыщения ароматических циклов может слегка понизиться октановое число.