Меню Рубрики

Установка по обессериванию нефтепродуктов

Установка обессеривания дизельного топлива и бензина

В 2017 году специалистами компании ГорМаш завершены работы по созданию промышленной технологии обессеривания дизельного топлива и бензина. Первая установка обессеривание запущена в эксплуатацию в марте 2018.

В основе технологии уменьшения содержания серы в углеводородах лежит процесс фильтрации на молекулярных ситах (МС). В качестве молекулярных сит используются пористые алюмокремневые соединения.

На исходные молекулярные сита по технологии ГорМаш наносятся различные металлы. В зависимости, какой это металл, и в каком количестве нанесен, молекулярные сита становятся способны прикреплять к себе определенные виды углеводородов, содержащие серу.

Нанося на молекулярные сита несколько различных металлов в определенных пропорциях, создаются фильтры, способные эффективно обессеривать тот или иной конкретный продукт.

Такая технология хорошо работает при удалении серы из светлых нефтепродуктов и в результате можно получить бензин и дизельное топливо с содержанием серы не свыше 10 ppm, что соответствует классу ЕВРО-5.

Мазут, нефтяные остатки и другие тяжелые продукты таким способом обессериваются недостаточно. Блок обессеривание мазута, работающий на ином принципе, в настоящее время проходит лабораторные испытания.

Промышленные фильтры из молекулярных сит с нанесенными металлами по своим характеристикам делятся на «грубые» фильтры и «тонкие» фильтры.

Грубые фильтры обладают большой сероемкостью, то есть способны задержать большое количество сернистых углеводородов, прежде чем полностью забьются и будут подвергнуты регенерации. Однако они не способны обеспечить очистку от серы до класса ЕВРО-5.

Тонкие фильтры понижают содержание серы до 10 ppm и ниже, но обладают относительно невысокой сероемкостью.

По этой причине блок обессеривания состоит из комбинации грубого и тонкого фильтров.

Сначала углеводороды, содержание серу, проходят через грубый фильтр, где содержание серы понижается до 20-30 ppm, затем через тонкий, где продукт очищается до класса ЕВРО-5.

Более детально технологический процесс можно рассмотреть на схеме, которая приводится ниже.

Вы можете подвести курсор мыши к любому кружку с цифрами, чтобы получить информацию о этапе процесса переработки.

Пример результата обессеривания:

  1. Образец дизельного топлива №809 с содержанием серы 450ppm пропущен через грубый фильтр. Полученный в результате очистки грубым фильтром образец №842 содержит только 150ppm серы.
  2. Образец №842 также пропущен через грубый фильтр, в результате содержание серы уменьшено до 25ppm (образец №843).
  3. Тонким фильтром из образца №843 получен образец №844, удовлетворяющий требованиям ЕВРО5.

Замечания:

  1. Из образца №809 можно было получить продукт с содержанием серы 25ppm за одну операцию. Две стадии обусловлены особыми требованиями заказчика.
  2. Уменьшение серы в продукте сопровождается изменением цвета от темно-желтого до прозрачного. Это связано с тем, что кроме углеводородов, содержащих серу, фильтры задерживают углеводороды содержащие азот. Азотистые соединения не ухудшают характеристик топлива, но ухудшают потребительские свойства продуктов, придавая им «подозрительный» темный цвет.

Важно: Блок обессеривания из грубого и тонкого фильтра способен удалить серу из любого светлого нефтепродукта, но для каждого продукта можно подобрать оптимальное соотношение объемов грубого и тонкого фильтров, чтобы стоимость обессеривания тонны продукта была минимальной.

По этой причине необходимо перед заказом блока обессеривания передать в лабораторию ГорМаш образцы продуктов, из которых требуется удалить серу. Если блок обессеривания, подготовленный для одного вида продукта использовать для сероочистки другого продукта, то результат будет достигнут, однако стоимость сероочистки будет выше.

Технические характеристики установки обессеривания углеводородов:

Производительность – 25 тонн светлых нефтепродуктов в сутки. (возможна иная производительность)

Требуемая электрическая мощность:

в режиме регенерации 125 кВт, в режиме фильтрации 10 кВт.

Необходимое количество молекулярных сит:

12 000 кг для грубого фильтра.

4000 кг для тонкого фильтра.

*Срок службы молекулярных сит при правильной эксплуатации 36 месяцев.

Если Вас заинтересовала установка

Вы можете сделать заказ или запросить дополнительную информацию удобным для Вас способом:

Позвоните по телефонам

в Санкт-Петербурге:
+7 812 243 15 12
в Москве:
+7 495 773 41 89

источник

error !

ГРУППА КОМПАНИЙ «КВАДРА»

+7 (495) 763-52-76

Окислительное обессеривание

БАЗОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕРООЧИСТКИ

Традиционный способ очистки нефтепродуктов от серы – гидроочистка, реализуется при высоких значениях температур (350-450 o С) и давлении (3МПа) с необходимостью применения избытка водородсодержащего газа и дорогостоящих катализаторов (Со-Мо- или Ni-Мо- на оксиде алюминия). Как правило, использование технологии гидроочистки позволяет снизить содержание серы в топливе до 300-500ppm и требует дополнительной доочистки топлива другими способами, либо дополнительной гидроочисткой в более жестких условиях, большим избытком водорода и применением более дорогих катализаторов.

Наиболее перспективными технологиями сероочистки нефти и нефтепродуктов являются технологии окислительную десульфуризации. Такие технологии основаны на окислении сернистых соединений в сульфоны и сульфоксиды, которые впоследствие могут быть легко удалены традиционными методами разделения (адсорбция и экстракция). В качестве окислителей используют пероксид водорода, органические пероксиды, кислород воздуха и т.п. Процессы окисления идут при атмосферном давлении и невысоких температурах (реакции окисления начинаются уже при 25 o С), что существенно удешевляет аппаратурное оформление процессо-окислительной сероочистки.

Существующие технологии окислительного обессеривания, не смотря на то, что значительно проще технологий гидрообессеривания, все же достаточно дорогостоящие, особенно, когда идет речь об удалении больших количеств серы. Относительно высокая стоимость сероочистки обусловлена стоимостью окислительных реагентов (пероксид водорода, органические пероксиды), расходуемых гомогенных катализаторов, либо высокой энергоемкостью.

Читайте также:  Установка и перезагрузка командная строка

Разработанная базовая технология окислительного обессеривания нефти и нефтепродуктов большей частью лишена вышеприведенных недостатков. Существует несколько вариантов ее реализации, а также определенная специфика аппаратурного оформления под разные типы сырья, что обусловлено как свойствами самого сырья (в частности его летучестью и температурой начала кипения), так и требованиями к конечному содержанию серы (от десятых долей процента в мазутах и единиц ррm в светлых нефтепродуктах). Выбор того или иного варианта определяется на основании технико-экономического анализа для каждого определенного случая индивидуально. Ниже приведены принципиальные упрощенные схемы некоторых вариантов разработанной технологии.

Преимущества технологии

  • Наименьшие капиталозатраты при организации производства и текущие производственные затраты (простота оборудования, низкая стоимость реагентов окисления, как вариант – реагент воздух, меньшие энергозатраты, отсутствуют расходуемые катализаторы).
  • Возможность удаления серы из широкого спектра нефтепродуктов, возможность реализации глубокой сероочистки, до содержания серы менее 0,05рр).
  • Процессы ведутся при атмосферном давлении и невысоких значениях температур.
  • Возможность удаления серы из ароматических и непредельных соединений, что особенно важно для бензинов и их компонентов с точки зрения сохранения высоких октановых чисел.
  • Окисленная дизельная фракция после сероочистки имеет лучшие смазывающие способности и несколько более высокое цетановое число по сравнению с исходной фракцией.

ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДКУТОВ С ВЫДЕЛЕНИЕМ И ПОСЛЕДУЮЩИМ РАЗЛОЖЕНИЕМ СУЛЬФОНОВ

Технологическая схема обессеривания нефтепродуктов на примере дизельного топлива

ОПИСАНИЕ СХЕМЫ

Дизельное топливо (ДТ) поступает в реактор окислительной сероочистки (РОС), в котором смешивается с реагент-окислителем. В РОС происходит окисление сероорганических соединений до сульфонов и сульфоксидов. При этом смесевой реагент-окислитель распадается до азота и органических углеводородов с температурой кипения соответствующей интервалу кипения ДТ.

Окисленное ДТ подается в экстракционную колонну (ЭК) в противотоке с экстрагентом, в качестве которого используется водно-спиртовой раствор.

Очищенное ДТ, освобожденное от сульфонов и сульфоксидов, выводится из верха ЭК, а экстракт, обогащённый соединениями серы, поступает в ректификационную колонну (РК) с целью регенерации экстрагента и выделения сульфонов и сульфоксидов.

Экстракт в виде азеотропной смеси выводится с верхней части РК, а кубовый остаток, представляющий собой смесь воды и сульфонов, разделяется в сепараторе 1. Отделенные от воды сульфоны и сульфоксиды подаются в реактор термического разложения, где происходит их распад на углеводороды и диоксид серы.

После охлаждения продуктов термолиза сульфонов и сульфоксидов в экономайзере углеводородная фракция отделяется от диоксида серы и неконденсируемых газов в сепараторе 2 и идет на смешение с очищенным ДТ.

Вариантом вышеприведенной технологической схемы может быть аналогичная схема, в которой вместо обозначенного реактора окислительной сероочистки используется реактор окислительного обессеривания, где в качестве окислительного агента используется кислород воздуха (см. рисунок ниже).

Экстракт в виде азеотропной смеси выводится с верхней части РК, а кубовый остаток, представляющий собой смесь воды и сульфонов, разделяется в сепараторе 1. Отделенные от воды сульфоны и сульфоксиды подаются в реактор термического разложения, где происходит их распад на углеводороды и диоксид серы.

Реактор окислительного обессеривания:

ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДКУТОВ С СОВМЕЩЕННЫМ РАЗЛОЖЕНИЕМ СУЛЬФОНОВ

Технологическая схема обессеривания нефтепродуктов

ОПИСАНИЕ СХЕМЫ

Подлежащие сероочистке нефтепродукты (НП) насосом Н1 подаются в струйный кавитационный аппарат СКА, где смешиваются с воздухом и газом рецикла. Смесь подается на первую стадию сероочистки в реактор окислительного обессеривания Р1. Реактор заполнен катализатором- адсорбентом (КА), на котором происходит окисление серосодержащих соединений до сульфонов с последующим их связыванием на КА и разложение с выделением сульфидной серы, осажденной на КА.

Поток НП из ректора Р1 в точке Т1 разделяется на поток рецикла, подаваемого в СКА, и продукты очистки первой ступени. С верхней части реактора Р1 отбирается газовый поток, который разделяется в точке Т2 на газы рецикла (подаются в СКА) и газы сероочистки. Газы сероочистки, пройдя блок адсорбционных фильтров (БАФ), состоят преимущественно из азота и сбрасываются в атмосферу.

БАФ состоит из двух аппаратов, которые заполнены адсорбентом, улавливающим пары нефтепродуктов (УПНП). При нагреве адсорбента, размещенного в работающем в режиме регенерации одном из аппаратов БАФ, УПНП десорбируются и после конденсации подаются на смешение с потоком из ректора Р1.

После насыщения КА продуктами сероочистки (сульфидной серой) в реакторе Р1 поток очищаемых НП подается на один из реакторов Р2 или Р3, работающих аналогично Р1.

В это время с помощью соответствующих запорных вентилей (ВЗ) и подачи горячего воздуха катализатор-адсорбент в Р1 подвергается регенерации. Регенерация КА основана на процессе выжигания оксида серы кислородом воздуха с образованием диоксида серы (SO2). Газы регенерационного цикла подаются на узел сероочистки, после чего сбрасываются в атмосферу.

Читайте также:  Установки автоматического пожаротушения монтаж

Узел сероочистки (УСО) может иметь различное аппаратурное оформление, начиная с простейшей карбонатной очистки и заканчивая каталитической, либо электрохимической очистки с получением товарной серной кислоты.

Тот или иной способ сероочистки определяется исходя из производительности установки в целом путем оценки экономической целесообразности.

Частично очищенной от серы продукт после первой стадии сероочистки поступает на вторую стадию сероочистки в реактор Р4. Реактор заполнен реагент-адсорбентом (РА) тонкой очистки, который связывает остаточные соединение серы. Очищенные НП выводятся с нижней части Р4 и подаются на склад в хранение.

По мере насыщение РА продуктами сероочистки необходима его замена на новый, для чего помощью соответствующих ВЗ производится переключение потока на реактор Р5.

Выгружаемый из реактора Р4 отработанный катализатор после отдувки остатков НП может быть утилизирован либо использован в качестве грунта для откатки дорог, поскольку не представляет какой-либо экологической опасности. Такие катализаторы, в зависимости от их объемов, могут быть регенерированы.

источник

Способы окислительного обессеривания нефтепродуктов Текст научной статьи по специальности « Химические технологии»

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Кужаева Алена Алексеевна, Берлинский Игорь Вячеславович

Обессеривание нефтепродуктов одна из актуальных задач на протяжении последних лет. В настоящей работе сделана попытка рассмотреть некоторые данные по окислительному обессериванию . Наиболее распространенным окислителем для превращения нефтяных фракций в настоящее время является пероксид водорода в сочетании с различными катализаторами . Распространение для удаления сернистых соединений из нефтяных фракций получили гетерогенные системы, состоящие из разнообразных твердых носителей.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Кужаева Алена Алексеевна, Берлинский Игорь Вячеславович

Текст научной работы на тему «Способы окислительного обессеривания нефтепродуктов»

Methods of oxidative desulfurization of petroleum products

Kuzhaeva A.1, Berlinskii I.2 Способы окислительного обессеривания нефтепродуктов Кужаева А. А.1, Берлинский И. В.2

‘Кужаева Алена Алексеевна /Kuzhaeva Alena — кандидат химических наук, доцент;

2Берлинский Игорь Вячеславович /Berlinskii Igor — кандидат химических наук, доцент, кафедра общей и физической химии, факультет переработки минерального сырья, Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург

Аннотация: обессеривание нефтепродуктов — одна из актуальных задач на протяжении последних лет. В настоящей работе сделана попытка рассмотреть некоторые данные по окислительному обессериванию. Наиболее распространенным окислителем для превращения нефтяных фракций в настоящее время является пероксид водорода в сочетании с различными катализаторами. Распространение для удаления сернистых соединений из нефтяных фракций получили гетерогенные системы, состоящие из разнообразных твердых носителей.

Abstract: desulfurization of petroleum products is one of the urgent tasks in recent years. In this paper, we attempt to examine some data on oxidative desulfurization. The most common oxidant for the conversion of petroleum fractions currently is hydrogen peroxide in combination with various catalysts. The sulfur removal from petroleum products by the use of heterogeneous systems is also under consideration.

Ключевые слова: окислительное обессеривание, пероксид водорода, катализатор, методы глубокого обессеривания.

Keywords: desulfurization, hydrogen peroxide, catalyst, petroleum products.

В современных условиях происходит постоянное снижение качества нефтяного сырья, поступающего на переработку и повышаются экологические требования к качеству выпускаемых топлив, что ставит актуальным решение проблемы обессеривания товарных нефтепродуктов.

Существуют ряд методов обессеривания нефтяного сырья, используемых для удаления органических соединений серы (ОСС) из жидких топлив: демеркаптанизация, биодесульфуризация, гидроочистка, экстракционные и адсорбционные методы, окислительное обессеривание. Способы удаления серы из нефтяного сырья делятся на:

• связанные с разрушением сернистых соединений и удалением их из сырья (гидроочистка,

• способы, связанные с выделением ОСС и одновременной очисткой сырья (экстракция,

Целью удаления серы является снижение выбросов оксидов серы в атмосферу, которые образуются при сжигании сернистых соединений. Серу также необходимо удалять, так как она является ядом для катализаторов процессов нефтепереработки. Удаление серы также ведет к улучшению качества товарных топлив.

Главным промышленным процессом, направленным на удаление серы, является каталитическое гидрообессеривание, в котором сернистые соединения разрушаются, образуя сероводород, а углеводородная часть молекул сырья восстанавливается и сохраняется в составе целевых жидких продуктов. Однако процессы гидрооблагораживания практические достигли предела своей эффективности и довести содержание серы в нефтепродуктах до 50 ppm и ниже с помощью гидроочистки требует экономических затрат.

Наиболее надежными и доступными способами выделения сераорганических соединений являются окисление различными окислителями, адсорбция на силикагеле и оксиде алюминия, сернокислотная и щелочная экстракция, а также каталитические методы: гидроочистка и биодесульфуризация [1]. Существенными недостатками почти всех этих способов являются низкий коэффициент использования сырья, малая производительность устройств и нерентабельность при реализации их для крупномасштабных производств.

В настоящей работе сделана попытка рассмотреть некоторые данные по окислительному обессериванию. Основными классами сернистых соединений, содержащихся в нефтяных фракциях, являются тиолы, диалкил- и циклоалкилсульфиды, алкиларилсульфиды, а также гетероароматические соединения — производные тиофена. Сернистые соединения, которые необходимо удалить из фракций

дизельного топлива, чтобы снизить содержание серы в них с 300-500 ррт до требуемого уровня в 1050 ррт, представлены в основном бензотиофеном, дибензотиофеном и их алкильными производными.

Читайте также:  Установка атлант citroen c4

Наиболее распространенным окислителем для превращения сернистых соединений нефтяных фракций в настоящее время является пероксид водорода [2, 3] в сочетании с различными катализаторами. Для окисления алкилароматических сульфидов до соответствующих сульфоксидов и сульфонов может использоваться пероксид водорода, образующий с солями переходных металлов пероксокомплексы.

В работе [4] был предложен вариант окисления сернистых соединений дизельного топлива пероксидом водорода в пенно-эмульсионном режиме в присутствии соединений металлов (Мо, V, W) с последующим каталитическим разложением сульфонов на диоксид серы и углеводород.

Для окислительного обессеривания дизельного топлива успешно использовали систему из пероксида водорода и кислого катализатора — муравьиной или уксусной кислоты, с последующей экстракцией продуктов окисления ацетонитрилом [5]. Проведение окисления при 500С и атмосферном давлении обеспечивает удаление до 92 % находящейся в топливе серы.

Установлены оптимальные условия окисления дизельных фракций: окислитель смесь пероксида водорода и муравьиной кислоты, температура окисления 35 °С, продолжительность 240 мин. Окисление дизельной фракции озоно-кислородной смесью, а также смесью пероксида водорода и муравьиной кислоты с последующей адсорбционной очисткой позволяет удалять до 93 % сернистых соединений. Селективность окисляющей системы Н2О2/НСООН более чем в два раза выше озоно-кислородной смеси. Процесс адсорбционного удаления полярных продуктов окисления приводит к более полному их выделению и меньшим потерям сырья по сравнению с экстракцией. Комбинация окисления дизельной фракции смесью Н202 — НСООН с последующей адсорбцией позволяет удалить до 96 % серы.

Гидроочистка приводит к удалению би- и триароматических углеводородов в большей степени, чем окислительное обессеривание, однако серосодержащие ароматические соединения удаляются хуже. Предварительное окисление дизельной фракции с последующей гидроочисткой позволяет более чем на 50 % увеличить степень удаления 4-метилдибензотиофена и 4,6-диметилдибензотиофена, по сравнению с использованием каждого способа в отдельности снизить дополнительно содержание серы в топливе почти в два раза. Установлено, что обработка озоном дизельной фракции приводит к окислению всех типов соединений, присутствующих в ней [6].

Значительное распространение для удаления сернистых соединений из моторных топлив получили гетерогенные системы, состоящие из разнообразных твердых носителей (соли, оксиды, активированный уголь, цеолиты) и пероксидных окислителей (пероксид водорода или алкилгидропероксиды). Молибденсодержащие катализаторы являются одними из самых эффективных гетерогенных систем для окислительного обессеривания дизельного топлива [7].

Доказана эффективность окислительного обессеривания, представляющего собой сочетание каталитического окисления сернистых соединений молекулярным кислородом в присутствии гетерогенного катализатора и адсорбции на активированном угле в мягких условиях (25 °С) [8].

Глубокое обессеривание дизельного топлива может быть эффективно осуществлено при сочетании электрохимического каталитического окисления с экстракцией продуктов окисления [9].

Среди других методов окислительного воздействия на различные виды углеводородного сырья следует отметить обессеривание тяжелых фракций нефти озонированием и радиолизом, ультразвуковая обработка дизельной фракции в присутствии водного раствора пероксида водорода и четвертичной аммониевой соли в качестве межфазного катализатора.

Перспективным способом очистки нефтепродуктов от серы является ступенчатая периодическая обработка в ультразвуковом поле в присутствии катализатора и окислителя с последующим удалением очищенной части нефтепродукта. В отсутствие катализатора ультразвуковая обработка не приводит к заметному снижению содержания серы в нефтепродуктах.

Разрабатываются технологии десульфуризации/демеркаптанизации углеводородного сырья прямым окислением сероводорода и меркаптанов непосредственно в газовых потоках в процессе перегонки. Процесс обессеривания протекает при пропускании серосодержащего углеводородного аэрозоля через катализаторные блоки при различных температурах. Технология заключается в окислении содержащихся в нефтях низкомолекулярных меркаптанов и сероводорода кислородом воздуха в присутствии катализатора с последующим выделением в щелочной среде. Повышение качества нефти возможно за счет её переработки, а именно удаления серы. Обессеривание или десульфуризация — это одна из главных проблем, поэтому в настоящее время актуальной задачей является разработка технологий сероочистки.

1. СираевИ. Н. Нефтегазовое дело, 2011. №. 5. С. 318-322.

2. Шарипов А. Х., Нигматуллин В. Р., Нигматуллин И. Р., Закиров Р. В. Химия и технол. топлив и масел, 2006. № 6. С. 45-51.

3. Анисимов А. В., Тараканова А. В. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева), 2008. Т. LII. № 4. С. 32-40.

4. Шарипов А. Х., Нигматуллин В. Р. Химия и технол. топлив и масел, 2005. № 4. С. 42-43.

5. Ali M.F, Al-Malki A., El-Malki A., El-Ali B., Martinie G., Siddigiu M. N. Fuel, 2006. Vol. 85. № 10-11. pp. 1354-1363.

6. Кривцов Е. Б., Головко А. К. Нефтепереработка и нефтехимия, 2011. № 1. С. 3-7.

7. Garsia-Gutierrez J. L., Fuentes G. A., Hernandez-Teran M. E., Garsia P., Murrieta-Guevara F., Jimenez-Cruz F. Appl. Catal.A: General, 2008. Vol. 334, pp. 366-373.

8. Ma C., Zhou A., Song C. Catal. Today, 2007. Vol. 123. № 1-4. P. 276-284.

9. Wenbo Wang, Shujun Wang, Yuanhao Wang, Hongyan Liu, Zhenxin Wang. Fuel Proc. Technol, 2007. Vol. 88. pp. 1002-1008.

источник

Добавить комментарий