Розділ 2. Технологічна схема гідроочищення газойлю [6]

Принципова технологічна схема гідроочищення практично однакова для всіх видів сировини, що переробляється (рис. 2.1). Сировина, свіжий і циркулюючий воденьвмісний гази (ВВГ) нагріваються в теплообміннику 3 і в печі 1 і подаються в реактор 2. Реакційна суміш після реактора 2 охолоджується в теплообміннику 3, холодильнику 4 і надходить у газосепаратор високого тиску 5, в якому циркулює ВВГ, що відділяється від рідкого гідрогенізату. Циркулюючий ВВГ після очищення від сірководню моноетаноламіном в абсорбері 6 циркуляційним компресором 7 повертається в реакторний блок. Рідкий гідрогенізат направляється в газосепаратор низького тиску 8. Десорбовані з гідрогенізату вуглеводневі гази після очищення моноетаноламіном в абсорбері 9 виводяться з установки.

Рис. 2.1. Схема установки гідроочищення дизельного палива :

1 - піч ; 2 - реактор : 3 - теплообмінники ; 4 - холодильник : 5 - газосепаратор високого тиску; 6 - абсорбер для моноетаноламінового очищення циркулюючого воденьвмісного газу; 7 - циркуляційний компресор ; 8 - газосепаратор низького тиску; 9 - абсорбер для моноетаноламінового

очищення вуглеводневого газу; 10 - колона регенерації мпноетаноламіну (десорбер); 11 - колона відгону бензину ;

I - свіжий воденьвмісний газ ; II - сировина ; III - віддув (воденьвмісний гaз) : IV - вуглеводневий газ ; V - сірководень ; VI- бензин ; VII - гідроочищене дизельне паливо.

Гідрогенізат з газосепаратора 8 направляється в колону 11 для відгону бензину. Знизу колони 11 виводиться цільової продукт - гідроочищене дизельне паливо. Моноетаноламін, що насичений сірководнем, з абсорберів 6 і 9 направляється в десорбер 10, з верху якого виводиться сірководень, а з низу регенерований моноетаноламін після охолодження подається в абсорбери 6 і 9.

Технологічні параметри гідроочищення в кожному конкретному випадку визначаються відповідно якістю сировини, що переробляється, вимогами до якості одержуваної продукції і типом використовуваного каталізатора. В табл. 2.1 наведено технологічні параметри гідроочищення деяких нафтових фракцій на алюмокобальтмолібденовому каталізаторі. У зазначених умовах гідроочищення термодинамічна рівновага всіх реакцій гідрування органічних сполук сірки і ненасичених вуглеводнів практично без остачі зміщена вправо, і глибина гідрогенолізу визначається кінетичними факторами. Теплові ефекти цих реакцій наведено в табл. 2.2.

Швидкість гідрогенолізу r сірчистих сполук в літературі описують рівнянням

dr = dS / dτ = kSⁿ, (2.1)

де S- вміст сірки в продукті, % (мас) ;

n- порядок реакції (при гідрогенолізу індивідуальних сірчистих сполук n = 1, при гідрогенолізі нафтових фракцій зазвичай 1 < n < 2) ; k - константа швидкості реакції.

. Таблиця 2.1. Параметри гідроочищення нафтових фракцій на алюмокобальтмолібденовому каталізаторі

Сировина	Вміст сірки, % (мас.)		Темпера-тура, оС.	Тиск, МПа	Об’ємна швидкість. год-1	Співвідно-шення Н2/сиро-винга, м3/м3
	в сировині	в ціловому продукті
Прямогонний бензин 85—180 °С	0,001—0,10	0,0001	250 — 300	2—3	5	150
Прямогонний бензин 85—180 °С (85%) і бензин термічного крекінгу (15%)	0,1—0,2	0,0001	250 — 300	2-3	4	150
Прямогонна гасово-газойлева фракція	1.5	0,15	300 — 400	4-5	3	200
Прямогонна гасово-газойлева фракція (70%) і газойлева фракція каталітичного крекінгу (30%)	1,5	0,15	330 — 400	4-5	2	300
Вакуумний газойль	2,5	0,5-1,0	350 — 400	4-5	2	400

Таблиця 2. 2. Тепловий ефект реакції гідрування органічних сполук сірки *

Реакція	q, кДж/моль		q, кДж/кг сірки
	300 К	800 К	300 К	800 К
R S H + H2 →RН + H2S	59	67	1850	2100
R-S-R' + 2H2 → RH + R'H + H2S	105	112	3300	3500
R-S-S-R' + 3Н2→ RH + R'H +2Н2S	134	162	4200	5060
	113	122	3600	3810
	104	118	3260	3700
	261	278	8150	8700

* Тепловий ефект реакції гідрування олефінів в умовах гідроочищення можна прийняти рівним 126 кДж / моль, моноциклічних ароматичних вуглеводнів - 214 кДж / моль.

Часто спостережуваний другий порядок пояснюється неоднаковою реакційною здатністю сірчистих сполук, що містяться в нафтових фракціях

dτ = dV/G', (2.2)

де dV - елемент об'єму реактора, м; G' - подача сировини в реактор, м³/год.

Підставивши цей вираз dτ в рівняння (2.1), отримаємо

r = G'dS/dV = k Sⁿ. (2.3)

Рівняння (2.3) буде використано далі для розрахунку реакційного об'єму при гідроочищенні нафтових фракцій.