Гидрогенизационные процессы.

Недостатком крекинга является образование кокса, что обуславливает значительное уменьшение выхода крекинг-бензина. Для устранения коксообразования при крекинге необходимо вводить водород. Поэтому логическим продолжением обычного крекинга является крекинг в присутствии водорода. Промышленные процессы такого типа именуются гидрогенизационными.

Гидрогенизационные процессы протекают в присутствии катализаторов при 250-480 ⁰С и 3-30 МПа. При этом происходит разложение высокомолекулярных соединений (в том числе содержащих S, N, O₂) c образованием H₂S, NH₃, H₂O и соответствующих углеводородов.

Основной целью гидрогенизационных процессов обычно является улучшение качества продукта без значительного изменения его углеводородного состава. Если требуется получить продукты с измененным углеводородным составом, то осуществляют процессы деструктивной гидрогенизации и гидрокрекинга.

Большое значение имеет облегчение гидрогенизационных процессов водородом. Расход водорода зависит от условий процесса и состава перерабатываемого сырья. Чем выше давление процесса и содержание S в сырье, тем больше расход водорода. При переработке фракций из одной и той же нефти расход водорода возрастает по мере увеличения молекулярной массы этой фракции.

Таким образом, основным назначением гидрогенизационных процессов является переработка сернистых и высокосернистых нефтей с получением нефтепродуктов с малым количеством серосодержащих и других агрессивных соединений. В сочетании с другими вторичными процессами гидрогенизационные процессы способствуют углублению переработки нефти.

Существуют несколько разновидностей гидрогенизационных процессов:

1. Деструктивная гидрогенизация – одно- или многоступенчатый каталитический процесс, сопровождающийся расщеплением высокомолекулярных компонентов сырья и образованием низкомолекулярных углеводородов, используемых в качестве моторных топлив. В качестве сырья можно использоваться: бурые и каменные угли, остатки от перегонки коксовых дегтей, смолы от переработки сланцев, остаточные продукты переработки нефти, тяжелые дистилляты первичной перегонки нефти и вторичных процессов, а также высокосернистая нефть и нефть с высоким содержанием САВ.

2. Гидрокрекинг – одно- и двухступенчатый каталитический процесс. Процесс сопровождается частичным расщеплением высокомолекулярных компонентов сырья и образованием углеводородов, на основе которых в зависимости от условий процесса и вида сырья можно получать широкую гамму продуктов: от сжиженных газов до масел и нефтяных остатков с низким содержанием серы. В качестве сырья используют бензиновые фр. (для получения сжиженного газа), керосино-дизельные фракции и вакуумные дистилляты (для получения бензина, реактивного и дизельного топлив); остаточные продукты переработки нефти (для получения бензина, реактивного и дизельного топлив); гаги и парафины (для получения высокомолекулярных масел); высокосернистые нефти, сернистые мазуты, полугудроны и гудроны (для получения дистиллятных продуктов).

3. Недеструктивная гидрогенизация – одноступенчатый каталитический процесс, сырьем для которого может служить дистиллятное сырье всех видов. В результате оно, не подвергаясь расщеплению, улучшает свои свойста – в основном освобождаются от непредельных углеводородов. В некоторых случаях так можно получить высококачественные продукты, например, изооктан из диизобутилена.

4. Гидроочистка – одноступенчатый каталитический процесс, происходящий в наиболее мягких условиях, чем предыдущие процессы. Гидроочистке может подвергаться различное сырье, получаемое как при первичной перегонке нефти, так и при термокаталитических процессах – от газа до масел и парафина. При гидроочистке происходит деструкция сероорганических и частично кислород- и азотсодержащих соединений. Гидроочистка является основным гидронегизационным процессов.

5. Гидродеалкилирование – сущность его заключается в превращении алкилароматических углеводородов в соответствующие моноароматические. Гидродеалкилированию можно подвергать как индивидуальные соединения (толуол, кислоты), так и смеси различного состава. Наибольшее применение гидродеалкилирование нашло при получении ароматических углеводородов, в первую очередь, бензола.

Характерно, что все гидрогенизационные процессы осуществляются в среде водорода и, за исключением гидродеалкилирования, в присутствии катализаторов (если гидродеалкилирование проводится при низких температурах < 550-750 ⁰C, то необходим катализатор).