Описание установки Гидрокрекинга
жүктеу/скачать 207,16 Kb.
|
| 1 Литературный обзор
1.1 Процесс Гидрокрекинга Несмотря на сравнительно высокие капиталовложения и стоимость катализатора, использование процесса гидрокрекинга для производства масел является экономически эффективным. Это объясняется снижением стоимости базовых масел за счет попутного получения ценных побочных продуктов (сырье для риформинга, низкозастывающее дизельное топливо) и уменьшения расхода присадок (антиокислительных и улучшающих индекс вязкости). Масла гидрокрекинга, согласно современным методам испытаний, нетоксичны практическое отсутствие в них аренов говорит о весьма низкой канцерогенности и незначительной вероятности ее роста путем образования и накопления ПА в процессе эксплуатации отсутствие аренов и преобладание изопарафинов обеспечивает достаточно высокую биоразлагаемость арены, кроме того, потенциальные предшественники ПХД внедрение новых масел устранит источники образования ПХД в производстве бумаги в этой технологии масла ингибируют ценообразование при отбеливании бумаги арены из нефтяного масла реагируют с отбеливающим агентом — хлором — с образованием ПХД, которые могут затем попадать в сточные воды, вызывая серьезную экологическую опасность. Гидрокрекинг в основном ассоциируется с получением масел более высокого качества. С чисто экономической точки зрения это хороший вариант при строительстве нового завода по производству базовых масел или в случае использования этого процесса для получения химического сырья. Внедрение же гидрокрекинга в существующую поточную схему масляного производства требует больших затрат. Еххоп оценивает гидрокрекинг как высокоэффективный процесс, не являющийся, однако, основной экономически приемлемой альтернативой всему остальному. С этой точки зрения гидрокрекинг не обязателен для удовлетворения ужесточающимся требованиям к качеству масла. Кроме того, простое сравнение масел гидрокрекинга/гидроизомеризации с маслами традиционной селективной очистки не всегда корректно, поскольку при этом не принимается в расчет различная глубина селективной очистки, а также не отражается влияние других стадий поточной схемы — гидроочистки в комплексе с селективной очисткой (или самостоятельно). Примерами могут служить как процесс Еххоп RH , так и технология каталитической гидроизомеризации сырья с установки традиционной селективной очистки. Масла гидрокрекинга/гидроизомеризации оказываются наиболее пригодными для производства моторных масел нового уровня качества — СР-З и позднее — СР-4 (для легковых автомобилей). Хотя жидкий остаток установки гидрокрекинга может быть использован как дистиллятный нефтепродукт для производства топливного масла, его низкое содержание ароматических соединений превращает его в исключительно подходящее сырье для ряда специальных назначений. Окончательная оптимизация процесса переработки тяжелого масла предполагает рециркуляцию продукта гидрокрекинга, позволяющую уменьшить производство тяжелой нафты посредством каталитического риформинга топливного сырья и производить специальный подбор состава сырья для получения турбинных, дизельных топлив и бензина. [c.177] Однако, как показали исследования, гидрокрекингом экономически целесообразно получать масла с индексом вязкости выше 105 [20]. Поэтому ведущее место в общем объеме производства высокоиндексных базовых масел с уровнем индекса вязкости 95-100 будут, очевидно, занимать процессы селективной очистки, при этом глубина очистки будет определяться свойствами исходного сырья и требованиями к качеству масла. Значительно возрастет объем масел, получаемых из высокоиндексных нефтей полуострова Мангышлак и Западной Сибири 11]. [c.6] Гибкость и универсальность гидрогенизационных процессов характерны не только при получении с их помощью топлив и сырья для химической промышленности, но и при получении масел. В производстве масел гидрогенизационные процессы могут применяться в различных модификациях. При гидроочистке депарафини-рованного масла в относительно мягких условиях не происходит ни превращения ароматических углеводородов, ни гидрокрекинга, но тем не менее выход и качество очищенного масла значительно превосходит эти показатели очистки смазочных масел глиной. Поэтому гидроочистка масел нашла широкое применение во всех странах мира. [c.307] Масла гидрокрекинга представляют собой высококачественную основу товарных многофункциональных (всесезонных) моторных масел, а также ряда энергетических и индустриальных масел. Выход и качество масел гидрокрекинга зависят от качества сырья, природы катализатора, условий процесса. В целом же вязкость масел значительно ниже вязкости исходного сырья, индекс вязкости выше. Выход масел не превышает, как правило, 70 % на сырье, а при производстве масел с ИВ более 110 выход их составляет 40—60 %. [c.340] Только высококачественные минеральные или синтетические базовые масла пригодны для производства высококачественных смазочных масел. В последнее время широкое применение в качестве базовых масел получили масла гидрокрекинга (полусинтетические масла, см. раздел 6.1.6). Масла, содержащие присадки, характеризующиеся особо высокими эксплуатационными свойствами и широкими областями их применения, стали существенными конструкционными элементами для ннженера-механика и трибологов. [c.186] Концерн FU HS является пионером в разработке целого ряда новых технологий, например молекулярной конверсии минеральных масел (серия масел M ), производства экологически безопасных смазочных материалов (серия PLANTO). Молекулярная конверсия (M ) - это название технологии, с помощью которой впервые в Германии в промышленном масштабе было химически конвертируемо и улучшено минеральное масло методом гидрокрекинга под воздействием высокой температуры и давления в каталитическом конвертере молекулярная структура масла изменяется и маслу придаются заданные свойства. Используя МС-масло в качестве базового, с 1987 г. FU HS выпускает высокоэффективные моторные, трансмиссионные и гидравлические масла нового поколения. [c.150] На заводе фирмы Сан ойл [68] при производстве масел из наиболее высококипящих дистиллятов (470—550 °С) процесс селективной очистки предшествует гидрокрекингу. По этому варианту фирмой вырабатывается ассортимент масел с индексом вязкости до 101. Технология, разработанная фирмой Ройал датч-Шелл груп [69], предусматривает предварительную селективную очистку деасфальтизата, подвергающегося затем гидрокрекингу, что дает возможность получать высокоиндексные остаточные масла. [c.109] Глубокие изменения, происходящие в процессе, позволяют перерабатывать сырье различных состава и происхождения [31]. Это следует понимать не как некую всеядность процесса, а как значительно большую его гибкость в отношении сырья по сравнению с традиционными процессами производства масел. Дело в том, что их выход при гидрокрекинге тесно связан с качеством сырья из разного сырья можно получать масла близкого качества. но с разным выходом выход тем больше, чем выше качество сырья. Во всех случаях выхо масла с одинаковым индексом вязкости выше, чем при применении процесса селективной очистки. Однако чем ниже качество сырья и выше требуемый индекс вязкости масла, тем более глубокая переработка необходима при этом повышается степень расщепления сырья, уменьшаются выход и вязкость масла и повышается расход водорода, т. е. ухудшаются технико-экономические показатели производства. Поэтому на всех существующих блоках производства масел, основанных а процессе гидрокрекинга, перерабатывается высококачественное сырье — дистилляты и деасфальтизаты парафинистых и высокоиарафинистых нефтей [32]. Кроме того, появляется теиден- [c.312] В общем случае технологическая схема производства аналогична схеме, использующей процесс гидрирования сырье подвергают гидрокрекингу, гидрогенизат направляют на атмосферновакуумную перегонку, выделенные целевые фракции депарафини-руют. Доочищать масла обычно не требуется. Данные о выходе [c.313] Переработка сопровождается образованием 30—40% легких фракций. Полученные масла имеют вязкость 8—11 мм /с при 100 °С и индекс вязкости 115—125 масло с индексом вязкости 115 используют для производства всесезонного моторного масла 8АЕ 20W40, а на основе масла с индексом вязкости 125 производят масла 8АЕ 10 30 и 10А 40. Использование базового масла гидрокрекинга позволяет обеспечить необходимые вязкостные свойства при более чем вдвое меньшем расходе загущающей присадки [46]. Моторные испытания показали, что масло на основе продукта гидрокрекинга значительно превосходит по качеству масло на базе продукта селективной очистки [46]. При одинаковой концентрации антиокислительной присадки масло из продуктов гидрокрекинга обладает вдвое большей стабильностью масло на основе селективной очистки приобретает такую стабильность при пятикратном увеличении содержания антиокислителя [47]. На основе продуктов гидрокрекинга вырабатывается широкий ассортимент масел различного назначения. Несмотря на высокие капиталовложения процесс экономически эффективен. Строящиеся в последние годы заводы по производству масел базируются на процессе гидрокрекинга [42—44, 46]. Имеющиеся на действующих заводах установки гидрирования под высоким давлением постепенно переводятся на катализаторы и режимы гидрокрекинга [29, 45]. [c.314] Осуществлен гидрокрекинг вакуум-дистиллятов муха-новской и ромашкинской нефтей. При расходе водорода 320—430 м /т получено 20—25% легких продуктов, а также смазочные масла и парафин. Подбором катализаторов процесс может быть направлен на производство бензина, авиационного керосина или дизельного топлива [c.71] Диапазон температур и давлений, применяемых при гидрогенизации топлива, составляет 380—550"С и 20—70 МПа. Катализаторами служат контактные массы на основе вольфрама, молибдена, железа, хрома и других металлов с различными активаторами. Для получения наибольшего выхода жидкого моторного топлива гидрогенизацию ведут двухстадийно. Первую стадию проводят при 380—400°С, подавая в реактор высокого давления водород и пульпу исходного топлива с катализаторами, распределенными в жидком продукте гидрирования. В результате жидкофазного гидрирования получают широкую фракцию среднего масла , которую после удаления фенолов снова гидрируют уже в паровой фазе (вторая стадия) в реакторе с потоком взвеси катализатора (см. ч. I, рис. 115) при 400—550°С и 30—60 МПа. Конечными продуктами гидрогенизации и последуюших операций гидроочистки, гидрокрекинга и каталитического риформипга (см. с. 69) служат искусственные бензин, котельное и дизельное топливо, а также газ, содержащий легкие предельные углеводороды газообразные продукты путем конверсии могут быть переработаны на водород, выход которого достаточен, чтобы обеспечить все предыдущие стадии производства. [c.54] В топливно-нефтехимических схемах помимо процессов каталитического риформинга, гидрокрекинга, каталитического крекинга и алкилирования изобутана должна еще предусматриваться гидроизомеризация легких бензинов. Продукты гидроизомеризацни необходимы для частичной з амены алкилатов. В этом случае непредельные углеводороды и изобутан могут быть использованы в процессах синтеза каучука и других высокомолекулярных соединениях. В схемах перспективных НПЗ, по-видимому, будет неуклонно повышаться попутная выработка олефинового и изопарафинового сырья, необходимого для синтезов различных продуктов широкого народного потребления. Вместе с тем в дальнейшем, очевидно, будет возрастать относительный выпуск реак тивных топлив и арктических изомеризованных моторных топлив, в производстве которых роль процессов гидрокрекинга и гидроизомеризации неуклонно увеличивается, Повышение удельного значения установок гидрокрекинга позволит одновременно вырабатывать изомеризованные низкозастывающие топлива и базовые масла. [c.348] Производство высокоиндексных масел. Исследования [33—35], посвященные каталитической гидроизомеризации парафинов различного происхождения и выделению изопарафиновых углеводородов, показали возможность получения в значительных количествах низкозастывающих изоалкановых углеводородов с индексом вязкости около 150 и температурой застывания ниже —40 °С. Авторы [33—35] получили путем гидроизомеризации высокоплавких нефтяных парафинов и глубокой депарафинизации гидроизомеризата, выкипающего выше 350 °С, низкозастывающие высо.коиндексные масла разного уровня вязкости. Реакции превращения высококи-пящих парафинов в условиях гидрокрекинга и гидроизомеризации рассматриваются в работах [36—38]. [c.15] В сообщении В. И. Каржева и сотр. [64, 192] описан новый процесс производства высококачественных масел путем гидрокрекинга— гидроизомеризации. В качестве сырья использованы фракции 350—490 °С парафинов, выделенных при депарафинизации масел из сернистых нефтей, или вакуумный дистиллят 350—480 °С из высокопарафинистых нефтей (42,7% нормальных парафиновых и 20,7% изопарафиновых). Первое сырье подвергали гидрокрекингу— гидроизомеризации при 420—440 °С и 4—5 МПа в присутствии алюмоплатинового катализатора с объемной скоростью подачи сырья 1 —1,5 ч выход гидрогенизата 95—97% (масс.). Второе сырье подвергали гидроочистке, а затем гидрировали в присутствии алюмосиликатплатинового катализатора при 390—, 400 °С, 5 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,6—0,7 ч . После депарафинизации фракции 350—460 °С, выделенные из первого и второго гидрогенизатов, имели индекс вязкости соответственно 143 и 114 против 58 для масла из того же вакуумного дистиллята без гидрокрекинга — гидроизомеризации. Значительно более прогрессивны и экономичны процессы каталитического облагораживания масляного сырья и синтеза новых углеводородов в результате глубоких термокаталитических превращений в присутствии водорода. В этих процессах (гидрирования, гидрокрекинга, изомеризации) нежелательные компоненты сырья преобразуются в углеводороды нужной структуры, что позволяет использовать для производства масел сырье различных состава и происхождения. В настоящее время гидроизомеризацией гачей и очищенных парафинов удается получать базовые масла с индексом вязкости до 150. Каталитическое гидрирование как один из процессов очистки в производстве масел стал развиваться сравнительно недавно. В СССР впервые гидроочистка депарафинированного масла фенольной очистки была осуществлена в 1960 г. на Новокуйбышевском НПК- Гидродоочистку используют вместо доочистки глинами или селективной очистки. Условия и результаты процесса гидродоочистки определяются в основном составом сырья, качеством катализатора и требованиями к готовой продукции. Принципиальная поточная схема производства высокоиндексных нефтяных масел и товарных парафинов с применением процессов гидрокрекинга, депарафинизации, обезмасливания и гидроочистки обезмасленных парафинов представлена на рис. 10. Для отделения от гидрогенизата (катализата) бензино-керосиновых и легких газойлевых фракций, образующихся при гидрокрекинге в сравнительно больших количествах, на установке гидрокрекинга необходимо иметь секцию фракционирования в этой же секции гидрогенизат разделяется на две или несколько маслянистых фракций Нефтяные масла подвергают неглубокой гидроочистке с целью осветления и снижения их коксуемости, кислотности и эмульгируе-мости содержание серы в маслах в результате гидроочистки уменьшается. С заменой очистки высоковязкого масляного сырья, например деасфальтизата, избирательными растворителями на гидрокрекинг появилась возможность производить масла с высо КИМ индексом вязкости (более 105). Гидрокрекинг масляного профиля нередко называют процессом гидроочистки жесткой (глубокой) формы. При производстве нефтяных твердых парафинов и церезинов каталитический процесс под давлением водорода служит для гидрирования главным образом смолистых и серосодержащих соединений, присутствующих в небольших количествах в обезмасленных гачах и петролатумах. Гидроочищенные продукты удовлетворяют требованиям стандартов по цвету, стабильности, запаху (отсутствие), допустимому содержанию масла и другим показателям. Масла гидрокрекинга предста(вляют собой высококачественную основу товарных многофункциональных (всесезонных) моторных масел, а также ряда энергетических (например, турбинных) и индустриальных (например,, трансмиссионных) масел. В маслах гидрокрекинга нет естественных ингибиторов окисления, поскольку в жестких условиях процесса они подвергаются различным превращениям. Поэтому в масла гидрокрекинга вводят антиокислительные присадки. Выход и качество масел, получаемых при гидрокрекинге, зависят от условий процесса, типа катализатора и природы сырья, но в общем вязкость масел гидрокрекинга значительно меньше вязкости сырья, а суммарный их выход не превышает, как правило, 707о (масс.) на сырье. При производстве масел с индексом вязкости выше ПО выход их обычно составляет 40—60% (масс.) Основной объем масел вырабатывают с применением экстракционных процессов разделения сырья (дистиллятов и гудронов) селективной очистки растворителем (фенолом, фурфуролом или Ы-метил-пирролидоном), деасфальтизации гудронов пропаном и сольвентной депарафинизации рафинатов селективной очистки в кетонсодержа-щем растворителе (последний процесс представляет собой одну из разновидностей процесса экстракции — экстрактивную кристаллизацию). Постоянно снижается производство масел с использованием процесса сернокислотной очистки, что обусловлено снижением добьии пригодных для этого процесса нефтей, образованием больших количеств экологически вредных трудноутилизуемых отходов (кислый гудрон) и в большинстве случаев недостаточно высоким для современных требований качеством получаемых масел. В относительно небольших количествах вырабатываются масла с использованием процессов гидрокрекинга и гидрокаталитической депарафинизации, хотя гидрокаталитические процессы весьма перспективны в производстве масел и их, безусловно, ожидает дальнейшее качественное и количественное развитие Значительно более прогрессивны и экономичны процессы каталитического облагораживания масляного сырья и синтеза новых углеводородов в результате глубоких термокаталитических превращений в присутствии водорода. Гидрокрекинг масляного профиля нередко называют процессом гидроочистки жесткой (глубокой) формы. При производстве нефтяных твердых парафинов и церезинов каталитический процесс под давлением водорода служит для гидрирования главным образом смолистых и серосодержащих соединений, присутствующих в небольших количествах в обезмасленных гачах и петролатумах. жүктеу/скачать 207,16 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|