Меню Рубрики

Установка каталитической депарафинизации дизельного топлива

Гидродепарафинизация

Каталитическая депарафинизация

справочная информация

Процесс каталитической депарафинизации (гидродепарафинизации) предназначен для улучшения показателей текучести различного углеводородного сырья при низких температурах. Он применяется для снижения температуры застывания базовых компонентов смазочных масел и средних дистиллятов, температуры помутнения дизельных топлив и температуры кристаллизации авиационных топлив. Эти свойства определяют поведение указанных продуктов при низких температурах.

Показатели текучести при низких температурах сильно зависят от концентрации нормальных и близких к нормальным парафинов в компонентах масел и топливах. При повышении концентрации парафинов в углеводородном сырье температуры его застывания, помутнения и кристаллизации возрастают. Температурные показатели текучести ухудшаются с увеличением молекулярной массы (длины цепей) парафинов. Процесс гидродепарафинизации улучшает эти показатели путем избирательного крекирования длинноцепочных нормальных и близких к нормальным парафинов. В то же время, происходит глубокая гидроочистка керосина и дизельного топлива с удалением серы и азота, а также насыщение ароматических соединений.

К ключевым особенностям процесса гидродепарафинизации относятся:

  • низкая температура застывания продуктов ( ниже -50°С);
  • высокая стабильность продуктов;
  • хорошие цетановые свойства продуктов;
  • постоянное качество продуктов в течение всего цикла;
  • минимальное снижение вязкости по сравнению с другими процессами депарафинизации;
  • гибкость, позволяющая производить компоненты масел и перерабатывать дистилляты на одной и той же установке.

Катализаторы гидродепарафинизации

В процессе каталитической депарафинизации для избирательного гидрокрекирования длинноцепных парафинов применяют бифункциональные катализаторы на основе из оксида алюминия или на кристаллическом алюмосиликате с размером пор от 4 до 10 м -10 . Как правило, первая стадия процесса предусматривает гидроочистку сырья в ходе реакций насыщения олефинов, десульфуризации и деазотирования. Предварительная обработка защищает катализатор и снижает содержание в сырье органической серы и азота, что улучшает показатели гидрокрекинга.

Различными фирмами разработаны и предложены для промышленного получения реактивных и дизельных топлив катализаторы на основе эрионита, морденита и ZSM-5 .

В США фирмой Gulf Research and Devel Co. создан катализатор Н-морденит с содержанием 1 % палладия и 0,5 % титана для гидродепарафинизаиии мазутов, дистиллятных топливных фракций, с помощью которого при условиях процесса: температура 300°С, давление 0,7 МПа, объемная скорость подачи сырья 1.0ч -1 , кратность циркуляции водорода 1780 нм 3 /м 3 можно получить низкозастываюшие топлива с температурой застывания минус 55°С.

Texako Inс. разработал Н-морденит деалюминированный, используемый для нефтяных прямогонных дистиллятов с температурой застывания 4-10°С с целью получения из них на данном катализаторе депарафинированного газойля с температурой застывания минус 18-60°С при условиях процесса: температура 230-400°С, давление 1,4-10,5 МПа, объемная скорость подачи сырья 0,25-5ч -1 . Кратность циркуляции водорода 890-1800 нм 3 /м 3 .

Mobil Oil Со для гидродепарафинизации прямогонного газойля, выкипающего в интервале 204-400°С и имеющего температуру застывания 9-13°С, разработала катализатор Zn(Cd) ZSM-5 с содержанием 2 % палладия (платины) и катализатор HZSM-5 с содержанием 0.5-5 % никеля, платины, палладия, на которых можно получить котельное топливо с температурой застывания ниже минус 18°С (выход 83-88 %) при условиях процесса: температура 307-371°С, давление 2,8-3,5 МПа, объемная скорость подачи сырья 1-З ч -1 , кратность циркуляции водорода 230-890 нм 3 /м 3 .

В зависимости от катализатора и исходного сырья процесс каталитической депарафинизации осуществляют при температуре 200-480°С, давлении 0,7- 7,5 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,2-10 ч -1 , при соотношении водород/сырье равном от 178 до 1800 нм 3 /м 3 . По активности и стабильности работы в настоящее время наиболее эффективными считаются катализаторы на основе цеолита типа ZSM, которые практически полностью вытеснили катализаторы на основе эрионита и морденита.

На основе цеолита HZSM-5 фирмой Mobil Oil Со. разработан катализатор и процесс каталитической депарафинизации получения дизельных топлив из различных видов сырья под общим названием Mobil Distillate Devvaxin» (MDDW). Разработанный катализатор устойчив к действию сернистых и азотистых соединений. Катализатор не удаляет сернистые и азотистые соединения, поэтому сырье до или после гидродепарафинизации подвергают гидроочистке. Значения параметров процесса MDDW зависят от требований к качеству целевого продукта, вида сырья, его пределов выкипания, вязкости и изменяются в следующих интервалах: давление 2,8-6,0 МПа, объемная скорость подачи сырья 1-2 ч -1 , подача водорода 200-440 нм 3 /м 3 сырья. По мере снижения активности катализатора температуру повышают до 400°С для получения продукта с требуемой температурой застывания. Затем проводят реактивацию катализатора путем продувки его водородсодержащим газом в течение 24 часов при температуре 400-450°С.

Промышленная проверка катализатора и процесса MDDW впервые осуществлена в 1974 году на установке гидрообессеривания на НПЗ Mobil France. Пробег между реактивациями составил от 10 до 60 суток.

С 1978 года на НПЗ SARNI фирмы Gulf Oil в Бертонико (Италия) работает комбинированная установка, включающая каталитическую депарафинизацию MDDW и гидроочистку [43]. Производительность установки 1910 м 3 газойля в сутки.

Читайте также:  Установка встраиваемого холодильника whirlpool

Разработка отечественных катализаторов гидропереработки дистиллятов для получения дизельных топлив с низкой температурой застывания начата в 70 годы.

На основе цеолита ЦВМ ВНИИНП разработан и освоен промышленностью в ОАО «Ангарская нефтехимическая компания» (ранее – ПО «Ангарскнефтеоргсинтез») в 1982 году первый отечественный катализатор гидродепарафинизации СГК-1, позволяющий получать из соответствующих гидроочищенных керосиновых и дизельных фракций первичного или вторичного происхождения качественные низкозастывающие авиационные, дизельные топлива. Катализатор СГК-1 содержит 12,5-27,7 % оксида алюминия 2,0-5,0 % оксида магния, оксида кальция, оксида бора, 0,9-15,1 % гидрирующего компонента и цеолит НЦВМ. По активности и селективности катализатор СГК-1 и его модификация СГК-5 не уступает, а по некоторым показателям превосходит лучшие зарубежные катализаторы такого типа.

Технологическая схема процесса каталитической депарафинизации

На рисунке ниже показана упрощенная типовая схема процесса каталитической депарафинизации. Свежее сырье подогревается и смешивается с горячим циркулирующим газом. Смесь поступает в первый реактор, где органические соединения азота и серы преобразуются с образованием аммиака и сероводорода. Реакции происходят с относительно небольшим выделением тепла. Затем предварительно обработанный поток охлаждается циркулирующим газом от компрессора и поступает во второй реактор, содержащий катализатор депарафинизации. При прохождении сырья через катализатор депарафинизации длинноцепочные н-парафины расщепляются на более мелкие молекулы, что повышает показатели текучести сырья при низких температурах. Реакции экзотермичны, требуется постоянный контроль температуры в реакторе. Температура поддерживается на минимально возможном уровне, необходимом для получения требуемой степени расщепления молекул.

Температура в реакторах регулируется путем подачи холодного циркулирующего водородсодержащего газа (ВСГ) между слоями катализатора. Продукт из второго реактора охлаждается в сырьевых теплообменниках и поступает в горячий сепаратор высокого давления, где происходит отделение жидких углеводородов от паров ВСГ. Жидкий продукт направляется в секцию фракционирования, а ВСГ после доохлаждения поступает в холодный сепаратор высокого давления. Для предотвращения коррозии и отложения солей аммония, перед поступлением продукта на охлаждение, подается промывочная вода. Пар из холоного сепаратора высокого давления смешивается с подпиточным водородом и направляется на смешение с сырьем. Жидкие углеводороды поступают в сепаратор низкого давления.

Кислый газ из сепаратора низкого давления выводится с установки, а жидкий продукт после отделения кислой воды направляется в секцию фракционирования.

Информация данного раздела приведена исключительно в справочных целях. Информацию о продукции и услугах ООО «НПП Нефтехим» Вы найдете в разделах « Разработки » и « Услуги ».

источник

error !

ГРУППА КОМПАНИЙ «КВАДРА»

+7 (495) 763-52-76

Каталитическая технология депарафинизации дизельного топлива

Технология относится к нефтепереработке и предназначена для улучшения зимних качеств дизельного топлива. Преимущества технологии – коммерческая доступность оборудования, относительно низкие энергозатраты на обработку топлива, проведение процесса в одном проточном реакторе с системой непрерывной регенерации расплава катализатора.

Описание

Технология основана на каталитических процессах изомеризации и циклизации линейных парафинов дизельного топлива в расплаве катализатора. В качестве катализатора используется расплав эвтектики хлоридов металла с коллоидными взвесями ряда оксидов металлов, при этом основным компонентом расплава является хлорид натрия.

Регенерация катализатора осуществляется непрерывным способом в регенерационной зоне реактора, путем окисления коллоидной взвеси частиц кокса и сульфидов металлов кислородом воздуха. Образование сульфидов обусловлено связыванием серы из сераорганических соединений, что обуславливает дополнительный эффект частичного обессеривания в случае, если используется дизельная фракция, не очищенная от серы.

Конструкция реактора характеризуется повышенной надежностью, что обеспечивается отсутствием подвижных частей, насосов для циркуляции расплава между реакционной и регенерационной зонами реактора, гидрозатворами, предотвращающими и исключающими смешения углеводородного потока с окислительными газами регенерации.

Преимущества технологии

  • Возможность получения топлив класса «Арктика»
  • Дополнительно удаление серы (до 3-6 крат в зависимости от начальной концентрации), что снижает нагрузку на комплекс установки по сероочистке
  • Не чувствительность процесса к содержанию серы и воды в дизельной фракции
  • Более низкие капитальные и эксплуатационные затраты в сравнении с установками гетерогенного катализа
  • Приемлемый выход дизельной фракции с улучшенными показателями и невысоким процентом отгазовки (1-4%)
  • Отсутствие дорогостоящих катализаторов

Основные показатели технологического процесса

  • Выход: облагороженной дизельной фракции – 0,99-0,96 Бензиновая фракция НК120-200 о С – 0,007-0,030 Газы С1-4 – 0,09-0,20
  • Потребление электроэнергии – 4,3кВт/т.сырья
  • ПТФ – до минус 36,1 о С
  • Температура помутнения – до минус 41,2 о С
  • Температура замерзания – минус 57 о С
  • ЦЧ – 48-52

Типичные свойства дизельной фракции до и после обработки приведены ниже:

Читайте также:  Установка поросенка на подшипниках

Внешний вид исходной и обработанной дизельной фракции при температуре +20 о С и минус 38 о С

источник

Гидродеаромтизация

Гидродеароматизация — каталитический процесс обратного действия по отношению к каталитическому риформингу, который предназначен для получения из керосиновых фракций (преимущественно прямогонных) высококачественных реактивных топлив с ограниченным содержанием ароматических углеводородов (например, менее 10% у Т-6). Содержание последних в прямогонных керосиновых фракциях в зависимости от происхождения нефти составляет 14…35%, а в легком газойле каталитического крекинга — до 70%. Гидродеароматизация сырья достигается каталитическим гидрированием ароматических углеводородов в соответствующие нафтены. При этом у реактивных топлив улучшаются такие показатели, как высота некоптящего пламени, люминометрическое число, склонность к нагарообразованию и др.

Для реакций гидрирования термодинамически более благоприятны повышенное давление и низкая температура. Большинство промышленных процессов гидродеароматизации реактивных топлив осуществляют в сравнительно мягких условиях: при температуре 200…350°С и давлении 5…10 МПа. В зависимости от содержания гетеропримесей в сырье и стойкости катализатора к ядам процессы проводят в одну или две ступени.

Для получения топлива РТ используются установки Л-24-9РТ мощностью 600 тыс. т/год, работающие на катализаторе АНМ (алюмоникельмолибденовый катализатор).

Выход ГДА керосина составляет примерно 96-97 % (остальное — газ + бензин).

Деароматизация фракции 195-315°С осуществляется в жестких условиях, поскольку топливо Т-6 — сверхзвуковое и в нем строже ограничивается содержание АрУ и требуется максимально возможная теплота сгорания. Поэтому процесс ГДА ведется под давлением 15-20 МПа на сульфиде вольфрама или платиновом катализаторе ГР-3.

Особо трудной задачей является ГДА легкого газойля КК, так как он содержит очень много АрУ (70-75%) и серы, ароматика же в процессе ГДА превращается в высокоэнергетические нафтены. Это предопределяет выбор катализатора и ужесточение режима.

гидродеароматизация депарафинизация дизельный топливо

Депарафинизация дизельных топлив

Депарафинизация дизельных топлив — это процесс их очистки от высокозастывающих н-алканов с целью снижения температуры застывания топлива и одновременно с этим получения жидких парафинов.

Из установок по производству жидкого парафина (см. гл. 2) остановимся на двух — «Жекса — Эделеану» и «Парекс».

Установка карбамидной депарафинизации «Жекса-Эделеану» (рис. 1) работает на принципе образования твердого комплексного соединения (аддукта) при контакте водного раствора карбамида с дизельным топливом. Насыщенный раствор карбамида (температура насыщения 80°С) интенсивно перемешивается с сырьем (дизельным топливом) при 20-25°С в течение 30-40 мин в присутствии легкокипящего растворителя — дихлорметана в реакторе 1. Затем смесь депарафинированного дизельного топлива с аддуктом поступает в фильтры 2, откуда фильтрат II идет в колонны регенерации для отделения дихлорметана I и получения низкозастывающего дизельного топлива III. Промытая дихлорметаном лепешка аддукта IV идет на разложение комплекса (РК) водяным паром X, после чего раствор жидкого парафина с дихлорметаном идет на регенерацию, в результате которой получают готовый жидкий парафин VI. Раствор карбамида VII поступает в секцию упарки карбамидного раствора (УКР) до требуемой температуры насыщения (80 °С) и возвращается в реактор.

Отбор парафина в этом процессе не велик — 50-60% от потенциала, поэтому температура застывания дизельного топлива снижается всего на 20-25°С, что, конечно недостаточно для получения зимних сортов топлива.

Рис. 1 Принципиальная схема установки карбамидной депарафинизации «Жекса-Эделеану»

Жидкий парафин так же получается невысокого качества: чистота его по н-алканам не превышает 96%; поэтому его потребительская ценность не велика.

Частично по этим причинам процесс карбамидной депарафинизации в России, как и во всем мире не получил. Единственная закупленная по импорту установка «Жекса-Эделеану», работавшая в г. Грозном в течение 8 лет, после 1992 г. прекратила свое существование.

Более массовым процессом депарафинизации дизельных топлив стал процесс адсорбционной депарафинизации цеолитами. В мире разработано много вариантов этого процесса; в нашей стране получил применение процесс «Парекс», разработанный в бывшей ГДР. Таких установок мощностью примерно 1 млн. т/год по дизельному топливу каждая построено и действует 12.

В отличие от установок карбамидной депарафинизации, работающих на широкой фракции дизельного топлива 180-350°С, установки «Парекс» могут перерабатывать только фракцию дизельного топлива 200-320°С. Поэтому для получения такой фракции исходное дизельное топливо подвергают вторичной перегонке на три фракции: 180-200, 200-320, 320-360°С.

Кроме того адсорбционный процесс очень чувствителен к содержанию серы в сырье, поэтому в составе адсорбционной установки имеется блок гидроочистки для глубокого обессеривания сырья до содержания серы не более 0,01%.

Принципиальная схема установки показана на рис. 2. Блок гидроочистки установки представлен печью П-1, реактором Р-1, сепараторами С-1 и С-2, а так же стабилизационной колонной РК-1. Основное назначение этого блока — глубокая очистка от серы (до содержания менее 0,01%) фракции 200-320°С, используемой для адсорбционной депарафинизации.

Читайте также:  Установка газосигнализатора на метан

Глубоко гидроочищенное сырье VII в смеси с ВСГ нагревается в печи П-2 и поступает в один из аппаратов А-1, А-2, А-3, заполненных цеолитом СаА (в данном случае — в А-1). н-алканы адсорбируются на цеолите. Депарафинированный продукт выходит снизу аппарата и после конденсации и охлаждения в КХ-3 и Х-3 поступает в отпарную колонну ОК-1. Снизу ОК-1 откачивается готовый депарафинированный продукт XII, а ВСГ промывается водой от примесей аммиака, остающегося на цеолите при десорбции. ВСГ осушается на ОГ и вновь компрессором ВК-1 направляется на смешение с сырьем. Аммиачная вода XVI направляется в две отпарные колонны — ОК-2 и ОК-3, где от нее отпаривается аммиак, который компрессором АК-2, прокачивается через печь П-3 и поступает на десорбцию в А-2. Аммиак при десорбции вытесняет адсорбированные до этого н-алканы. Эта смесь аммиака с н-алканами конденсируется, охлаждается в КХ-4 и Х-2 и поступает в сепарационные емкости Е-2 и Е-3, откуда откачивается готовый жидкий парафин X, а аммиак возвращается на циркуляцию. Соотношение времен адсорбции и десорбции равно 1:2, т.е. десорбция — процесс в 2 раза более длительный, чем адсорбция и поэтому на установке должно быть не менее трех адсорберов.

Таким образом, этот процесс может быть назван гидродепарафинизационным, поскольку в нем для подавления коксообразования на цеолите используется ВСГ.

Степень извлечения н-алканов в этом процессе составляет свыше 95%, поэтому депрессия температуры застывания топлива составляет 50-60°С, и получаемая с установки фракция 200-320°С застывает при очень низкой температуре. Компаундируя эту фракцию с фракцией 180-200°С, мы можем получить зимнее и даже арктическое зимнее топливо, а компаундируя депарафинированную фракцию 200-320 °С, мы получим дизельные топлива марок «Л» или даже «З» для умеренного климата.

Поскольку депарафинируется узкая фракция 200-320°С, а часто это фракция 200-315°С, т.е. пределы кипения ее совпадают с таковыми для топлива Т-6, и она глубоко очищена от серы и н-алканов, то подвергув ее ГДА, можно получить дефицитное топливо Т-6 с низким содержанием серы (0,01%), низкой температурой начала кристаллизации (-60°С), так как парафины глубоко удалены, и с большей теплотой сгорания, поскольку большая часть ароматики переведена в нафтены.

Рис. 2 Принципиальная схема установки адсорбционной депарафинизации дизельной фракции 200-320°С (процесс «Парекс»):

источник

Каталитическая депарафинизация и изодепарафинизация в производстве дизельных топлив

В последние годы в процессах нефтепереработки все чаще используется каталитическая депарафинизация, что обусловлено ее эффективностью и простым технологическим оформлением. Существующий опыт подтверждает, что каталитическая депарафинизация успешно интегрируется с процессом глубокого гидрообессеривания.

Установки для гидродепарафинизации

Кратко рассмотрим существующие установки, реализующие подобные нефтеперерабатывающие алгоритмы. Так, в 2003 году впервые было опробовано оборудование, предназначенное для осуществления гидродепарафинизации. Его основной отличительной чертой стало наличие блока получения серы. Исходным сырьем для такой установки выступает высокопарафинистая прямогонная дизельная фракция. В состав реакторного блока входит три реактора. Это позволяет универсализировать оборудование. Летом, когда нет большой потребности в зимнем дизельном топливе, можно отключить второй реактор, выведя таким образом из процесса стадию депарафинизации. После чего установка настраивается на гидроочистку дизельного топлива.

Оборудование для гидрооблагораживания дизельного топлива

В 2005 году была разработана установка, которая позволяла проводить глубокое гидрооблагораживание дизельного топлива. Общая задача решалась за счет реализации ступенчатой реакторной схемы. При этом каждый реактор содержал отдельный катализатор. В первом реакторе из сырья удалялись сернистые и азотсодержащие соединения, а также происходило насыщение олефинов водородом. Второй реактор предназначен для гидродеароматизации углеводородов, а третий – для снижения температуры застывания топлива. Последний реактор используется преимущественно в холодную пору года.

Станция для каталитической гидроочистки и депарафинизации

Также внедрена установка каталитической гидроочистки и депарафинизации. Оборудование позволяет получать стабильные компоненты, из которых можно производить зимние и летние топлива с высокими характеристиками. В качестве исходного сырья выступает нефтегазоконденсатная смесь. Технология, реализованная в данном оборудовании, пригодна для получения как зимних, так и арктических дизельных топлив с содержанием серы менее 50 ppm.

Эксперименты для повышения эффективности процессов гидрогенизации

Но, несмотря на существующие достижения, ученые продолжают исследования с целью повышения эффективности процессов гидрогенизации, что позволит производить низкозастывающие дизельные топлива. Сейчас основное внимание сосредоточено на разработке новых каталитических систем.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector