Процесс гидроочистки

Основные реакции, позволяющие резко снизить содержание нежелательных компонентов:

1. серосодержащие соединения

RSH + H₂ → H₂S + RH

R – S – R RSH H₂S + RH

R

+ H₂ → H₂S + H₃C – CH – CH₂ – CH₃

|

R

S

2. азотосодержащие соединения

RNH₂ + H₂ → RH + NH₃

3. кислородосодержащие соединения

R OH + H₂ → H₂O + R

RCOOH + 3H₂ → 2H₂O + RCH₃

4. ненасыщенные углеводороды

CH₂=CH₂CH₂CH₃ CH₃CH₂CH₂CH₃

Гидрирование ненасыщенных соединений проходит при гидроочистке селективно. Подбираются условия (давление водорода, соотношение водорода и сырья, тип катализатора, время пребывания смеси в контакте с катализатором, температура), при которых гидрируются преимущественно ненужные ненасыщенные углеводороды (например, диены или ацетилен – гидрируются, алкены – нет). Наиболее применяемые в России катализаторы - АКМ и АНМ.

Основные отличия процессов гидроочистки для различных типов сырья:

1. вакуумные дистилляты обычно очищаются перед их использованием в процессах каталитического крекинга. Давление в таких процессах 4-5 МПа, температура 360-410. Удаляются 90-95% серы, азотсодержащие примеси удаляются хуже (на 20-30%). За счет гидроочистки сырья на 65-70% снижается коксуемость катализаторов при дальнейшей переработке.

2. гидроочистка бензиновых фракций - проводят обычно перед их использованием в риформинге.

3. все шире применяют гидроочистку дизтоплив, вследствие ужесточения требований по сере. Температура 350-400 ⁰С, давление 3-5 МПа, выход 95 - 97%.

4. гидроочистка масляных рафинатов отличается способом последующей стабилизации гидрогенизата, то есть способом удаления легких углеводородов из продуктов. Она проводится путем подачи водяного пара с последующей осушкой.

На всех установках гидроочистки образуется сероводород, который удаляется способом этаноламинной очистки. Для очистки природных и технологических газов от кислых примесей (Н2S, СО2, имеющих слабокислые свойства меркаптанов – RSH) и частично от других сернистых примесей используется хемосорбция разными этаноламинами (сейчас широко применяется метилдиэтаноламин – МДЭА). Процесс, проводимый в 2 колоннах – абсорбере и десорбере – проходит по одной схеме на нефте- и газопромыслах, при гидроочистке, гидрокрекинге, на установках АГФУ на НПЗ. Сущность процесса состоит в том, что при контакте на насадке подаваемых в абсорбер соответственно снизу и сверху газов и водных 45-50%-ных растворов этаноламинов кислые компоненты (H₂S, COS, CS₂, СО2) из углеводородной фазы переходят в водную фазу, где они реагируют с аминами при пониженных температурах (до 40 0С). При таких условиях равновесие реакции практически полностью сдвинуто вправо:

HOCH₂CH₂N(СН₃)₂ + 2H₂S → HOCH₂CH₂N⁺Н(СН₃)₂ * HS ^-

Насыщенный экстрагент удаляют из экстрактора и затем регенерируют при температуре около 100 0С. При этой температуре равновесие реакции резко сдвигается влево, соль разлагается в исходные продукты и сероводород или другой кислый компонент летит в верх колонны регенерации – из-за низкой растворимости при повышенной температуре (без нагрева или на холоде она гораздо выше) и там выводятся. Хемосорбент охлаждают и рециркулируют.