С изменением спроса на них. Особенно быстро в разных странах меняются спецификации на бензин и дизельное топливо, вынуждая нефтепереработчиков инвестировать

При одинаковом строении устойчивость относительно гидрирования возрастает в ряду соединений: сераорганические < кислородорганические < < азоторганические. Кинетика гидроочистки реальных промышленных видов сырья весьма сложна. Сложность определятся различием в скоростях превращения различных классов сернистых соединений (иногда на порядок больше), а также изменением активности катализатора в ходе процесса. Кроме того, всегда, особенно в случае тяжёлых продуктов, приходится считаться с большой вероятностью диффузионных ограничений. Наконец, влияют явления торможения реакций сероводородом при гидрогенолизе индивидуальных соединений. Несмотря на все перечисленные трудности, было выведено достаточно много кинетических уравнений для расчёта скоростей гидроочистки. В одной из первых работ [5] было предложено уравнение первого порядка: , где и – парциальное давление сернистых соединений в гидрогенизате и в сырье, – константа скорости реакции, – условное время реагирования. Было показано, что до глубины обессеривания 95% и в случае узких фракций это уравнение удовлетворительно описывает скорость процесса. Однако для широких фракций оно не применимо, так как в этом случае скорость десульфуризации является суммой различных скоростей в уравнениях первого порядка для узких фракций. Константы скоростей десульфуризации, экстраполированные к нулевому парциальному давлению (бесконечное разбавление водородом), мало зависели от давления водорода, а соответствующие константы при парциальном давлении жидких продуктов 250 кПа – весьма существенно. Это интерпретировалось как явление более предпочтительной адсорбции жидких продуктов, вследствие чего при высоких парциальных давлениях последних поверхность катализатора становится труднодоступной для водорода и его давление начинает определять скорость реакции [5]. Позднее, вышеописанное уравнение было упрощено (не учитывалось влияние циркулирующего водорода): , где и – концентрация серы в сырье и продукте, – объёмная скорость подачи сырья, а – константа скорости реакции. Наконец, была показана применимость уравнения первого порядка, как по сырью, так и по водороду, выведенного на основании изотермы Ленгмюра. Однако приложение его к скоростям гидрогенолиза индивидуальных соединений показало столь значительную разницу, что уравнение пришлось сильно усложнить. Поэтому для промышленного сырья, особенно для сырья широкого фракционного состава или высококипящего, подбирали любые эмпирические уравнения, лишь бы они давали лучшую сходимость, чем уравнения первого порядка. Так, на основании результатов опытов обессеривания вакуумного остатка кувейтской нефти с 5,45% серы при 3,5 и 7,0 МПа было выведено следующее уравнение [5]: , где – отношение содержания серы в продукте к содержанию её в сырье, – константа скорости реакции; – объёмная скорость. При этом авторы не считают, что второй кинетический порядок – истинный, просто он является лучшим приближением суммы многих уравнений первого порядка для отдельных классов и групп сернистых соединений. Вывод о кажущемся втором порядке подтверждён и в других работах. Оптимальная температура гидроочистки зависит от качества сырья, от условий ведения процесса, активности катализатора и находится в пределах 340 – 400 °С. Нижний предел температуры очистки определяется в этом случае возможностью конденсации тяжелых фракций сырья и появлением жидкой фазы, что резко замедляет гидрирование. По мере увеличения температуры при постоянстве остальных параметров процесса, степень гидрирования сернистых соединений и непредельных углеводородов возрастает, достигая максимальной величины при температуре 420С. При дальнейшем повышении температуры глубина гидрирования сернистых соединений снижается незначительно, а непредельных углеводородов – довольно резко. На рисунке 1 показано влияние температуры на гидроочистку смеси фракций 200 – 350С прямогонной и дистиллята каталитического крекинга в соотношении 1:1. Исходное сырьё содержало 1,3% мас. серы, 33% об. сульфируемых углеводородов, имело йодное число 12 и цетановое число 45. Процесс проводили на алюмокобальтмолибденовом катализаторе [6]. 1ч-1 2ч-1 пунктирные линии – непредельные углеводороды; сплошные линии – сернистые соединения. Рисунок 1 – Влияние температуры на глубину гидрирования сернистых соединений и непредельных углеводородов при гидроочистке смеси дистиллятов прямой перегонки и каталитического крекинга. По мере увеличения температуры с 300 до 380 – 420С содержание сульфирующихся углеводородов в гидрогенизате снижалось с 33 до 30 – 31 % об., а при дальнейшем повышении температуры до 460С несколько увеличивается вследствие частичного дегидрирования нафтеновых углеводородов. В соответствии с этим при повышении температуры с 300 до 380С цетановое число топлива возрастает на 1 – 2 пункта, а при дальнейшем возрастании температуры начинает несколько уменьшаться [6]. О влиянии температуры на глубину деароматизации можно судить по данным рисунка 2 [7]. 4ч-1 2ч-1 1ч-1 Рисунок 2 – Зависимость глубины деароматизации от температуры при разной объёмной скорости подачи сырья. Исследования проводились на катализаторе обладающем дополнительной гидрокрекирующей активностью, предназначенного для деароматизации прямогонного дизельного топлива. Они позволили выявить оптимальные значения технологических параметров. Оптимальная температура процесса составляет 330С. При ней достигается максимальная глубина деароматизации (рисунок 2). Существование максимума обусловлено снижением констант химического равновесия реакций гидрирования при увеличении температуры (таблица 3). При гидроочистке фракций дизельного топлива повышение общего давления при заданном соотношении водород : сырьё увеличивает глубину очистки до тех пор пока сырьё находится преимущественно в газовой фазе, дальнейшее повышение давления ухудшает результаты процесса за счёт диффузионных ограничений. При заданном общем давлении и повышении соотношения водород : сырьё результаты очистки улучшаются до полного испарения сырья; при наличии жидкой фазы транспортирование водорода к поверхности катализатора обычно является лимитирующей стадией процесса и повышение парциального давления водорода увеличивает скорость диффузии за счёт уменьшения доли сырья, находящегося в жидкой фазе, т.е. уменьшения толщины плёнки жидкости на поверхности катализатора. После полного испарения сырья глубина гидроочистки с увеличением парциального давления водорода при неизменном общем давлении уменьшается вследствие снижения парциального давления сырья (рис. 3) [8]. м3/м3 1 2 1 – жидкофазный процесс; 2 – газофазный процесс. Рисунок 3 – Влияние кратности циркуляции водорода на полноту обессеривания газойля 200 – 350С прямой перегонки При гидроочистке дистиллятов вторичного происхождения – газойлей каталитического крекинга и коксования – глубина обессеривания, равная 90%, достигается при парциальном давлении водорода около 2 – 3 МПа. Однако эти продукты имеют низкие цетановые числа. Для получения дизельного топлива с цетановым числом не менее 45 требуется изменение условий гидроочистки и в первую очередь величины парциального давления водорода, т.е. необходим процесс гидрирования. На рисунке 3 приведены основные результаты гидроочистки фракции 200 – 350С газойля каталитического крекинга, имеющего следующую характеристику: содержание серы – 1,53 %(масс.), количество сульфирующихся углеводородов – 47 %(об.), йодное число – 47, цетановое число – 37. Гидроочистку проводили на алюмокобальтмолибденовом катализаторе при температуре 380С и объёмной скорости подачи сырья - 1,0 ч-1 [1]. 35 40 45 30 40 50 Цетановое число Содержание сульфидирующихся углеводородов, % об 1 2 3 1 – глубина обессеривания; 2 – содержание сульфирующихся углеводородов; 3 – цетановое число Рисунок 4 – Влияние парциального давления водорода на глубину гидроочистки газойля каталитического крекинга. Из рисунка 4 видно, что глубина обессеривания продукта, равная 90% (содержание серы 0,15 – 0,2 %(масс.)), достигается при парциальном давлении водорода около 2 МПа, т.е. гидрообессеривание протекает достаточно полно в условиях, аналогичных условиям гидроочистки прямогонных фракций. Низкосернистые и достаточно высокоцетановые топлива можно получить при гидроочистке смеси дистиллятов прямой перегонки и вторичного происхождения. В этом случае достаточно приемлемые результаты достигаются при парциальном давлении водорода 3 – 3,5 МПа, т.е. облагораживание таких смесей можно проводить на промышленных установках гидроочистки, рассчитанных на общее давление 5 МПа [1]. Объёмная скорость подачи сырья в зависимости от его качества, требуемой глубины очистки и условий процесса может изменяться в очень широких пределах – от 0,5 до 10 ч-1. Для тяжёлого сырья и сырья вторичного происхождения объёмная скорость наименьшая. О влиянии объёмной скорости подачи сырья на процесс гидроочистки смеси дистиллятов прямой перегонки и каталитического крекинга можно судить по данным рисунков 5 и 6 [1]. 10,0 2,0 1,0 Объёмная скорость подачи сырья , ч-1 420С 380С 340С 300С Рисунок 5 – Влияние объёмной скорости подачи сырья на глубину гидрирования непредельных. Как видно из рисунков 5 и 6, изменение степени гидрирования непредельных углеводородов в интервале объёмных скоростей подачи сырья от 1,0 до 15,0 ч-1 при общем давлении 4 МПа и подаче газа, содержащего 65 %(об.) водорода, 500м3/м3 сырья происходит по сравнению с гидрированием сернистых соединений более плавно. При температуре около 300С скорости гидрирования непредельных углеводородов и сернистых соединений примерно одинаковы, при более высоких температурах скорость гидрирования сернистых соединений выше. 420С 380С 340С 300С 10,0 2,0 1,0 Объёмная скорость подачи сырья , ч-1 Рисунок 6 – Влияние объёмной скорости подачи сырья на глубину обессеривания Характеристика сырья и продуктов гидроочистки Глубина гидроочистки дистиллятов от серы и других соединений зависит от типа углеводородного сырья, температуры процесса, парциального давления водорода и его кратности циркуляции, объемной скорости подачи сырья и других факторов. Гидроочистке подвергают как прямогонные фракции (бензин, реактивное и дизельное топливо, вакуумные газойли), так и дистилляты вторичного происхождения (лёгкая фракция пиролизной смолы, бензины, лёгкие газойли коксования и каталитического крекинга). С утяжелением сырья степень его очистки в заданных условиях процесса снижается. Происходит это по следующим причинам. С повышением средней молярной массы доля серы, содержащейся в устойчивых относительно гидрирования структурах, увеличивается. По мере утяжеления сырья всё большая его часть находится в условиях гидроочистки в жидкой фазе, что затрудняет транспортирование водорода к поверхности катализатора. При жидкофазной гидроочистке с утяжелением сырья скорость диффузии водорода через плёнку жидкости на катализаторе снижается, так как повышается вязкость и снижается растворимость водорода при данных условиях. Увеличение в сырье количества полициклических ароматических углеводородов, смол и асфальтенов, прочно адсорбирующихся на катализаторе и обладающих высокой устойчивостью относительно гидрирования, также снижает глубину очистки. При одинаковом фракционном составе очистка от серы продуктов вторичного происхождения (коксования, каталитического крекинга) проходит значительно труднее. Это связано с тем, что подвергшиеся крекингу продукты содержат гетероатомы в структуре наиболее термически стабильных, трудно гидрирующихся соединений. Кроме того, продукты вторичного происхождения содержат большое количество ароматических и непредельных углеводородов, обладающих высокой адсорбируемостью на катализаторе и тормозящих в результате гидрирование гетероорганических соединений. Качество получаемой продукции, то есть дизельного топлива, должно соответствовать показателям, приведенным ниже. Фракция дизельного топлива гидроочищенная Показатели качества продукта: Содержание воды и механических примесей Отсутствие Фракционный состав 50% отгоняется при температуре не выше 90% отгоняется при температуре не выше 96% отгоняется при температуре не выше 280°С 340°С 360°С Сероводородная коррозия Отсутствие Испытание на медной пластинке Выдерживает Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, С Не ниже 62 Массовая доля общей серы,ppm масс. Не более 10 Азот, ppm масс. Не более 20 Йодное число, гр/100гр. 0,5 Плотность, кг/м3 Не более 834 Применяется как компонент дизельного топлива. Показатели качества продукта: Содержание воды и механических примесей Отсутствие Испытание на медную пластинку Выдерживает Температура начала кипения, С Не ниже 40 Температура конца кипения, С Не выше 180 Применяется как компонент автомобильных бензинов.

Похожие:

	С изменением спроса на них. Особенно быстро в разных странах меняются... Особенно быстро в разных странах меняются спецификации на бензин и дизельное топливо, вынуждая нефтепереработчиков инвестировать...		Инструкция участникам размещения заказа Информационная карта аукциона... Аи-80, бензин Аи-92, дизельное топливо для нужд «увд по Озерскому городскому округу»
	Педикулез очень быстро распространяется, особенно у детей. На человеке... Вши это маленькие насекомые-паразиты, живущие на коже. Эти насекомые очень раздражают, а некоторые являются переносчиком тяжелых...		Программа тренинга На данный момент ситуационное руководство является одним из немногих методов, который доказал свою эффективность на самых разных...
	1. Спецификации двигателя и вспомогательного оборудования 5 Топливо, масло, охлаждающая жидкость и вспомогательный материал в дизельном двигателе 8		Правила учета и хранения дизельного топлива и моторных масел при... В любой отрасли экономики существует необходимость строгого учета всех затрат предприятия, в том числе транспортных расходов, включая...
	Правила учета и хранения дизельного топлива и моторных масел при... В любой отрасли экономики существует необходимость строгого учета всех затрат предприятия, в том числе транспортных расходов, включая...		Проектная деятельность – инструмент формирования навыков межкультурной... Ыми языками инструментом международного и межкультурного общения. Российские выпускники имеют возможность учиться в разных странах...
	Курсовой проект по асвт на тему “ Новые технологии в организации pc” Более того, недавно выпущено расширение к спецификации microatx, добавляющее к этому списку новый форм-фактор – Flexatx. Все эти...		Театральный педагог найдет в этой книге практический материал о внешнем... Театральный педагог найдет в этой книге практический материал о внешнем поведении представителей разных социальных слоев в странах...
	Инструкция по эксплуатации enlh ILL Иль Inlmni itHinen ily являются... Используйте только неэтилированный бензин. Рекомендуется гл «Я» топливо с октановым числом 90 и dn		Содержание вопросы по экономической теории 3 Эффекты дохода и замещения, формирование индивидуального и рыночного спроса, эластичность спроса
	Содержание вопросы по экономической теории 3 Эффекты дохода и замещения, формирование индивидуального и рыночного спроса, эластичность спроса		Межгосударственный стандарт топливо дизельное евро технические условия Гост 0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и гост 2-2009 "Межгосударственная система стандартизации....
	Оглавление Во многих регионах и республиках бывшего Советского Союза, особенно в странах транскаспийского региона, началось возрождение этнического...		Что такое спайсы? Курительная смесь «Spice» является травяным сбором, который появился в разных странах Европы в период с 2004 по 2006 года