Гидроочистка бензиновых фракций. Гидроочистка бензиновых фракций реферат

Гидроочистка бензинов

Российский Химико-Технологический университет

им. Д.И. Менделеева

Реферат на тему:

Проверил: Шебанов С.М

Подготовила: Сатеренко М.В

Гр. O- 53

Москва

2003 Содержание

1. Введение 3

2. Основные реакции гидроочистки. 4

3. Продукты, получаемые при гидроочистке 5

4. Основные параметры процесса гидроочистки 6

5. Катализаторы для гидроочистки 7

6. Литература 8

1. Введение

Гидроочистку нефтяных дистиллятов и нефтепродуктов применяют для обессеривания и обессмоливания прямогонных дистиллятов и дистиллятов вторичного происхождения при сравнительно мягких условиях. При этом удаляется не только наибольшая часть сернистых соединений, но и значительная часть непредельных углеводородов (из дистиллятов вторичного происхождения), а общее содержание ароматических углеводородов уменьшается незначительно не более чем на 10%).

Гидроочистку нефтяных дистиллятов проводят обычно не алюмокобальтмолибденовом, алюмоникельмолибденовом и других катализаторах при температуре 350-430оС, давлении 30-70 кгс/см2, объемной скорости подачи сырья 1 - 10 ч-1и циркуляции водородсодержащего газа 100 – 600 м3/м3сырья, содержащего 60-95% (об.) водорода. Существующая промышленная технология гидроочистки прямогонных бензинов обеспечивает получение качественного сырья для процесса реформинга. Дальнейшее совершенствование гидроочистки будет состоять в интенсификации промышленных установок и уменьшения энергоемкость за счет повышения объемной скорости подачи сырья, снижения давления и начальной температуры, уменьшения коэффициента циркуляции путем подбора специальных, более эффективных катализаторов, а также увеличения их срока службы.

Более сложной является гидроочистка бензинов вторичного происхождения – каталитического крекинга, коксования, термического крекинга, доля которых в балансе моторных топлив будет неуклонно возрастать в связи с углублением переработки нефти.

Условия и результаты гидроочистки во многом определяются качеством катализатора, химическим и фракционным составом сырья и требованиями, предъявляемыми к получаемым продуктам.

Гидроочистку прямогонных бензиновых фракций проводят в основном с целью подготовки сырья для последующего процесса каталитического реформинга, в котором используют высокоэффективные катализаторы на основе металлов платиновой группы. Для этих катализаторов органические соединения серы являются ядами. Поэтому глубина гидроочистки бензиновых фракций должна быть высока: остаточное содержание серы после гидроочистки не должно превышать 4-5 млн-1для алюмополтиновых катализаторов и 1млн-1 для биметаллических катализаторов.

2. Основные реакции гидроочистки.

При гидроочистке нефтяного сырья стремятся предупредить протекание реакций гидрокрекинга и поэтому стараются выдерживать температуры не выше 390оС. В области температур 400-450оС реакции гидрокрекинга становятся преобладающими, выход очищенного продукта снижается, а расход водорода возрастает.

За последнее время, для увеличения ресурсов светлых нефтепродуктов в сырье, подвергаемое гидроочистке, стали добавлять продукты с вторичных процессов, содержащие значительное количество непредельных углеводородов.

При одной и той же температуре возможная глубина гидрирования непредельных углеводородов снижается по мере увеличения их молекулярного веса. Повышение давления увеличивает глубину гидрирования и расход водорода, который дополнительно растет с увеличением содержания непредельных углеводородов.

studfiles.net

Гидроочистка бензиновых фракций

Различают гидроочистку прямогонных бензиновых фракций и фракций бензина каталитического крекинга.

1. Гидроочистка бензина прямогонных бензиновых фракций. Направлен на получения гидроочищенных бензиновых фракций — сырья для реформинга. Процесс гидроочистки бензиновых фракций основан на реакциях гидрогенолиза и частичной деструкции молекул в среде водородсодержащего газа, в результате чего органические соединения серы, азота, кислорода, хлора, металлов, содержащиеся в сырье, превращаются в сероводород, аммиак, воду, хлороводород и соответствующие углеводороды.

Качество топлива до и после гидроочистки:

Параметры процесса: Давление1-3МПа; Температура370—380°C; Содержаниеводорода в ВСГ — 75 %; Кратность циркуляции водорода 80200 м³/м³; Катализатор —кобальт-молибденовый.

Типичный материальный баланс процесса:

2. Гидроочистка бензина каталитического крекинга. Процесс направлен на снижение серы и диеновых углеводородов в товарных бензинах. Гироочистка бензина КК

Гидроочистка керосиновых фракций направлена на снижение содержания серы и смол в реактивном топливе. Сернистые соединения и смолы вызывают коррозию топливной аппаратуры летательных аппаратов изакокcовывают форсунки двигателей.

Качество топлива до и после гидроочистки:

Параметры процесса: Давление1,5-2,2МПа; Температура300—400°C; Содержаниеводорода в ВСГ — 75 %; Кратность циркуляции водорода180—250м³/м³; Катализатор —кобальт-молибденовый.

Типичный материальный баланс процесса:

Гидроочистка дизельного топлива

Гидроочистка дизельного топлива направлена на снижение содержания серы и полиароматических углеводоров. Сернистые соединения, сгорая, образуют сернистый газ, который с водой образует сернистую кислоту — основной источник кислотных дождей. Полиароматика снижаетцетановое число.

Принципиальная схема и выхода

Качество топлива до и после гидроочистки:

Параметры процесса: Давление1,8-2МПа; Температура350—420°C; Содержаниеводорода в ВСГ — 75 %; Кратность циркуляции водорода 180— 300 м³/м³; Катализатор —никель-молибденовый.

Типичный материальный баланс процесса:

Гидроочистка вакуумного газойля

Гидроочистка вакуумного газойля направлена на снижение содержания серы и полиароматических углеводородов. Гидроочищенный газойль является сырьем длякаталитического крекинга. Сернистые соединения отравляют катализатор крекинга, а также ухудшают качество целевого продукта бензина каталитического крекинга (см. Гидроочистка бензиновых фракций).

Качество топлива до и после гидроочистки:

Параметры процесса: Давление8-9МПа; Температура370—410°C; Содержаниеводорода в ВСГ — 99 %; Кратность циркуляции водорода >500 м³/м³; Катализатор —никель-молибденовый.

Типичный материальный баланс процесса:

Гидроочистка нефтяных масел

Гидроочистка нефтяных масел — необходима для осветления масел и придания им химической стойкости, антикоррозийности, экологичности. Гидроочистка улучшает также индексвязкости моторных масел. Во многом гидроочистка нефтяных масел аналогична гидроочистке вакуумных газойлей.

Давление насыщенных паров (бензина) –физико-химическийпоказатель, характеризующий интенсивность испарения, пусковые качества бензинов. По ДНП бензина судят о наличии легко испаряющихся фракций, способных образовывать паровые пробки, возможных потерях топлива, эмиссии в окружающую среду. Чем выше ДНП бензина, тем лучше его пусковые свойства, но больше эмиссия паров в окружающую среду. ДНП бензина определяют в стальном герметичном аппарате (бомба Рейда), состоящем из топливной и воздушной камер (ГОСТ 1756) при температуре 37,8 град. С. Сущность метода заключается в измерении с помощью манометра давления паров над жидкостью. На этом же принципе основаны методы определения по ASTM D323 и ISO 3007. Нома для автомобильных бензинов от их класса испаряемости от 35 до 100к Па; для авиационных от 29 до 48 кПа.

Изомеризация — превращение химического соединения визомер. Процесс изомеризации направлен на получениевысокооктановых компонентов товарного бензина изнизкооктановых фракций нефти путем структурного измененияуглеродного скелета. Источникомдетонации вдвигателях внутреннего сгорания является образованиесвободных радикалов по цепному механизму. Нормальные неразветвленныеалканы при горении образуют наиболее активные первичные радикалы, чем вторичные или третичные радикалы при горении разветвленныхалканов с изостроением. Поэтому чем разветвление молекула, тем выше её детонационная стойкость,октановое число.

Таблица октановых чисел некоторых алканов

На сегодняшний день изомеризация возможна только легких алканов бутана,пентана игексана. Это фракция нефти с пределами выкипания28-70°С называется легкая нафта,петролейный эфир, газовый бензин. Проводятся

62

серьёзные исследования возможности изомеризации более тяжелых алканов. В нефтеперерабатывающей промышленности реализовано два типа изомеризации: 1. Однопроходная 2. С рециклом.

Однопроходная изомеризация позволяет повысить октановое число И.М. фракции с 70 до 83 пунктов. Смесь улеводородов до и после однопроходной изомеризации.

Изомеризация с рециклом позволяет, повысит октановое число фракции с 70 до 92 пунктов, за счет выделения из смеси низкооктановых компонентов и возвращение их на рециркуляцию.

Условия процесса: Давление -2-3МПа; Температура в реакторе - 380410 °С; Кратность циркуляции ВСГ >500 м³/м³; Катализатор платиносодержащий на алюмосиликатной матрице ицеолитах.

Каталитический реформинг (от англ. to reform — переделывать,

улучшать) — каталитическая ароматизация (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов), относящаяся наряду с каталитической изомеризацией лёгкихалканов к гидрокаталитическим процессам реформирования нефтяного сырья. Каталитическому реформингу подвергают прямогонныегидроочищенные тяжёлыебензины с пределами выкипания80—180°С.

Основными целями реформинга являются:

•повышение октанового числа бензинов с целью получения неэтилированного высокооктанового бензина

•получение ароматических углеводородов (аренов)

•получение ВСГ для процессов гидроочистки,гидрокрекинга,изомеризации и т. д.

Процессы каталитического реформинга осуществляются в присутствии бифункциональных катализаторов — платины, чистой или с добавкамирения,иридия,галлия,германия,олова, нанесенной на активный оксид алюминия с добавкойхлора.Платина выполняет гидрирующиедегидрирующие функции, она тонко диспергированна на поверхности носителя, другие металлы поддерживают дисперсное состояниеплатины.

63

Носитель — активный оксид алюминия обладает протонными и апротонными кислотными центрами, на которых протекают карбонийионные реакции: изомеризация нафтеновых колец, гидрокрекинг парафинов и частичная изомеризация низкомолекулярных парафинов и олефинов. Температура процесса520—550°C, давление1-5кгс. Следует отметить, что большое содержание ароматических углеводородов в бензине плохо сказывается на эксплуатационных и экологических показателях топлива. Повышается нагарообразование и выбросы канцерогенных веществ. Особенно это касаетсябензола, при сгорании которого образуетсябензопирен- сильнейшийканцероген. Для нефтехимий реформинг — один из главных процессов. Сырьём дляполистирола являетсястирол продукт реформинга.

Компонентный состав (бензина) – зависит от наличия на данном предприятии технических возможностей для производства бензина требуемого качества и марки. Автомобильные и авиационные бензины представляют собой смесь компонентов различных технологических процессов. Базовые компоненты бензина получают в процессах прямой перегонки нефти, реформинга, каталитического крекинга, гидрокрекинга, а также в процессах термической переработки. Высокооктановые компоненты бензина – на основе алифатических углеводородов: изопентан, изомеризат, алкилат; ароматических углеводородов: толуол, ксилол и смеси ароматических С8+, а также (для автомобильных бензинов) простых эфиров и спиртов. Основные эксплуатационные свойства, определяющие содержание отдельных компонентов в товарном бензине: детонационная стойкость, испаряемость, химическая и физическая стабильность. Экологические свойства автомобильного бензина зависят от группового углеводородного состава, содержания сернистых и др. не углеводородных соединений, снижающих надежность систем каталитической нейтрализации отработавших газов. К компонентному составу авиационных бензинов предъявляются более жесткие требования. Продукты вторичных процессов, содержащих, олефиновые углеводороды не используются, а в связи с ограничениями на показатели удельной теплоты сгорания не вовлекаются оксигенаты.Из-занезначительного загрязнения авиационной техникой окружающей среды для обеспечения необходимого уровня детонационной стойкости авиабензинов в состав их вводят тетраэтилсвинец (1,0 – 3,1 г/кг) в виде этиловой жидкости.

Мети́л-трет-бути́ловыйэфи́р(трет-бутилметиловыйэфир,2-метил-2-метоксипропан, МТБЭ) — химическое вещество с химической формулойСН3—O—C(СН3)3,один из важнейших представителейпростых эфиров.

Физические свойства:

64

температура кипения 54-55°C при 764 мм рт. ст.; d204 0,7578; n20D 1,37566;

растворимость в воде — низкая.

Азеотропные смеси с водой (52,6 °C) иметанолом (51,3 °C)

Плотность при 20 ºC — 0,7405.

Коэффициент преломления при 20 ºC — 1,3690. Удельная теплоемкость — 2,1 кДж/кг·К. Теплота парообразования — 332,5кДж/кг.

Растворим в этаноле, диэтиловом эфире, плохо — в воде (4,6 % при 20 ºC). Образует азеотропные смеси: с метанолом (МТБЭ - 85 % масс), температура кипения - 52 ºC; с водой (МТБЭ - 96 % масс), температура кипения - 52,6 ºC. При нагревании выше 460 ºC, а также при нагревании с катализатором разлагается на метанол и изобутилен.

Пероксидных соединений не образует. Температура вспышки минус — 27 ºC. Температура самовоспламенения — 443̊ºC.

Концентрационные пределы воспламенения — 1,4 — 10 %.

Предельно - допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны −100 мг/м³. Предельно - допустимая концентрация в атмосфере населенных мест —

0,1мг/м³.

Хорошо растворяется в бензине в любых соотношениях, практически не растворяется в воде, не ядовит.

Топливные характеристики: Октановое число по исследовательскому методу

— 115—135.Октановое число по моторному методу —100—101.

65

studfiles.net

Читать курсовая по всему другому: "Гидроочистка прямогонных бензиновых фракций"

(Назад) (Cкачать работу)

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Ведение Одна из основных задач отечественных нефтеперерабатывающих заводов - выпуск высококачественных нефтепродуктов, пользующихся высоким спросом на потребительском рынке.

Гидроочистку начали применять для улучшения качества бензина - сырья каталитического риформинга от серы. Сернистые соединения, содержащиеся в моторных топливах оказывают вредное воздействие: при сгорании сернистых топлив образуются окислы серы SO2 и SO3 , которые в зоне пониженных температур вместе с конденсирующимися парами воды образуют сернистую и серную кислоты и оказывают сильное коррозирующее действие на металл двигателя.

Мною представлена тема реконструкция гидроочистки ГО-4 с целью увеличения производительности до 2,5 мил.т\год. Предложена новая схема разделения гидроочищенного сырья с учетом строительства установки изомеризации углеводородов С5-С6.

В литературном обзоре мною рассмотрены теоретические основы процесса, основные факторы, влияющие на процесс гидроочистки, а также варианты технологического оформления процесса с краткой характеристикой модификаций отечественных и зарубежных установок.

Гидроочистку, применяемую с целью обессеривания прямогонных бензиновых фракций для подготовки их к каталитическому риформингу, часто объединяют (комбинируют) с риформингом. При таком комбинировании гидроочистки с каталитическим рифрмингом стоимость очистки значительно снижается.

Гидроочистку прямогонных бензиновых фракций, предназначенных для каталитического риформинга проводят с целью удаления сероорганических соединений, производных кислорода, азота, непредельных и ароматических углеводородов, отравляющих платиновый катализатор риформинга и влияющих на его избирательность. Применение гидроочищенного сырья позволяет значительно увеличить длительность цикла работы катализатора, получить бензин лучшего качества, снизить коррозию нефтезаводского оборудования.

На основании литературных данных, а также исходя из опыта работы действующих установок гидроочистки нами была выбрана технологическая схема гидроочистки установки ГО-4 ОАО «Салаватнефтеоргсинтез», состоящая из реакторного блока, блока стабилизации и ректификации, блока очистки газов.

Существующие в нормах западных странах ограничения по содержанию серы, ароматики препятствуют экспорту бензинов из России в виде конечного товарного продукта (а следовательно ниже цена при экспорте).

В настоящее время на установке ГО-4 в качестве катализатора гидроочистки применяют катализаторы RK-231Ni, RK-242Ni, RK-231Co, применение которых показывает, что достигнутая степень обессеривания исходного сырья (бензиновая фракция 85-180оС с содержанием серы 0,0001 % масс.).

По требованиям, предъявляемым к сырью бензина каталитического риформинга, необходимо получить гидрогенизат с содержанием серы 0,00005 % масс. Это требование достигается при использовании в качестве катализатора гидроочистки - катализатор HR-506.

В предлагаемом мною проекте, и учитывая особенности нашего региона (использование высокосернистого сырья) в реакторном блоке предусмотрена замена катализатора RK-231Ni, RK-242Ni, RK-231Co, на катализатор HR-506, что снижает содержание серы в сырье до тысячных долей, а это в свою очередь определяет работоспособность катализаторов гидроочистки и риформинга. В меньшей степени происходит процесс закоксовывания, что увеличивает межрегенерационный пробег установки. За счет использования эффективного катализатора HR-506 улучшается качество получаемого продукта, снижается количество его загрузки в реактор гидроочистки Р-1, а следовательно снижаются затраты на его приобретение, что отразится на себестоимости готовой продукции, улучшается качество получаемого продукта.Теоретические основы и назначение процесса

гидроочистка бензиновый фракция

Гидроочистка является основным гидрогенизационным процессом. Гидроочистку прямогонных бензиновых фракций, предназначенных для каталитического риформинга и для процесса изомеризации настоящее время мировой спрос на изомеризат в странах с развитой нефтепереработкой заключается в невысоких капитальных и эксплуатационных затратах проводят с целью удаления металл- и сероорганических соединений , а также производных кислорода и азота, смол, непредельных и ароматических углеводородов, отравляющих платиновый катализатор риформинга и влияющих на его избирательность. Мышьяк и свинец, содержащиеся в сырье риформинга в микроколичествах, накапливаясь на платиновом катализаторе, вызывают необратимую его дезактивацию.

Применение гидроочищенного сырья позволяет значительно увеличить длительность цикла работы катализатора, особенно при жестком высокотемпературном режиме. В результате гидроочистки снижается содержание указанных вредных примесей, а также коррозия нефтезаводского оборудования и загрязненность атмосферы. При гидроочистке происходит деструкция сероорганических соединений и частично кислород- и азотсодержащих соединений. Продукты разложения насыщаются водородом с образованием сероводорода, воды, аммиака и предельных или ароматических углеводородов.

Доля гидрогенизационных процессов в США 80-х годах составила 42,2 % на перерабатываемую нефть, в том числе 29,4 % на гидроочистку, 7,2% на гидрообессеривание, 5,6 % на гидрокрекинг. Из этих данные видно,что первое место по суммарной мощности занимает гидроочистка (примерно 70 % от мощности всех гидрогенизационных установок). Это объясняется серы, смол, азота и других примесей и менее расщепляющих углеводородную часть топлива. В результате были созданы катализаторы на основе окисла алюминия. Особенно широко стали применять алюмокобальтмолибденовые и алюмоникельмолибденовые катализаторы, которые в настоящее время используются в большинстве отечественных и зарубежных установках гидроочистки. Также началось проектирование и строительство различных типов установок.

Внедрение процесса гидроочистки в нашей стране можно разделить на три периода. Первый период проектирование, строительство и пуск гидроочистка бензиновых фракций осуществлялась на отдельно стоящих блоках, мощностью 300 тыс. т./год. Второй период- широкое освоение установок мощностью бензиновые фракции подвергались очистке в блоках гидроочистки установок риформинга мощностью 300 и 600 тыс.т./год. Третий период-проектирование и строительство укрупненных установок различного типа и назначения, как отдельно стоящих, так и в виде блоков комбинированных установок мощностью от 1 до 2 млн. т/год.

Специальный технический регламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензинам, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» был утвержден постановлением Правительства России № 11 от 27 февраля 2008 года. Регламент устанавливает обязательные требования к экологической безопасности топлива, соответствующие требованиям директив Европейского парламента и Совета 2003/17/ES и 98/70ES (так называемые стандарты Евро-2, 3, 4, 5). Технический регламент устанавливает минимально допустимые химические и физические параметры автомобильного бензина и дизельного топлива (см. таблицу 1), а также сроки прекращения производства топлива того или иного экологического класса. Согласно первоначальной редакции регламента, производство автомобильного топлива, соответствующего классу 2 (соответствует спецификациям Евро-2), прекращалось 31 декабря 2008 года, классу 3 (соответствует Евро-3) - 31 декабря 2009 года, классу 4 (соответствует Евро-4) - 31 декабря 2013 года.

Одним из основных продуктов нефтепереработки являются моторные топлива: в структуре мирового потребления нефти с 2008 года по 2015 год объем их производства должен вырасти с 51 % до 80 % от мощностей первичной переработки. Для установления причин худшего качества отечественных нефтепродуктов в сравнении с западными аналогами рассмотрим для примера структуру производства товарных бензинов в разных регионах мира в таблице 1.1 Таблица 1.1 - Структура производства товарных бензинов в разных регионах мира

referat.co

Смотрите также

• 
  Гис в геологии реферат
• 
  Геннадий никандрович волков реферат
• 
  Генетика и общество реферат
• 
  Генерация электрической энергии реферат
• 
  Гендерные аспекты карьеры реферат
• 
  Геморрагическая лихорадка ласса реферат
• 
  Выжигание по дереву реферат
• 
  Вооруженные силы японии реферат
• 
  Волков геннадий никандрович реферат
• 
  Витаминизация продуктов питания реферат
• 
  Василий робертович вильямс реферат