ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Современное состояние и актуальные проблемы нефтепереработки из "Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа" Тяжелая высокомолекулярная часть нефти, составляющая 25-30 % нефтяного остатка, является основным резервом для эффективного решения проблемы углубления ее переработки. До настоящего времени значительная доля нефтяных остатков (гудронов, асфальтов) использовалась часто без гидрооблагораживания в качестве котельных топлив, сжигаемых в топках тепловых электростанций, котельных и бойлерных установках. [c.341] Все возрастающие требования к защите окружающей среды от загрязнения при сжигании сернистых котельных топлив явились веской причиной развертывания широких научно-исследовательских работ по разработке процессов получения малосернистых котельных топлив. [c.341] В последующем, когда нормы на содержание серы ужесточились, такая технология уже не могла обеспечить получение котельных топлив с содержанием серы менее 1 %. Появилась необходимость в глубоком облагораживании непосредственно тяжелых нефтяных остатков. [c.342] Как было отмечено ранее (п. 8.4.6), при разработке гидрокаталитических процессов облагораживания и последующей глубокой переработке нефтяных остатков возникли исключительные трудности, связанные с проблемой необратимого отравления катализаторов процессов металлами, содержащимися в сырье. Появилось множество вариантов технологии промышленных процессов гидрооблагораживания нефтяных остатков в зависимости от содержания в них металлов, прежде всего ванадия и никеля одно- и многоступенчатые в реакторах со стационарным или движущимся слоем катализатора, с предварительной деметаллизацией различными способами или без специальной подготовки. Наиболее перспективными для промышленной реализации считались процессы гидрообессеривания и гидрокрекинга остаточного сырья с псевдоожиженным слоем катализатора. Тем не менее в нефтепереработке ряда стран внедрение получили преимущественно процессы гидрообессеривания и гидрокрекинга со стационарным слоем катализатора как сравнительно простые в аппаратурном оформлении, технологически гибкие и менее капиталоемкие. [c.342] Как основное достоинство термических процессов переработки ТНО следует отметить меньшие, по сравнению с каталитическими процессами, капитальные вложения и эксплуатационные затраты. Главный недостаток, существенно ограничивающий масштабы их использования в нефтепереработке, — ограниченная глубина превращения ТНО и низкие качества дистиллятных продуктов. Значительно более высокие выходы и качество дистиллятных продуктов и газов характерны для процессов каталитического крекинга. Однако для них присущи значительные как капитальные, так и эксплуатационные затраты, связанные с большим расходом катализаторов. Кроме того, процессы каталитического крекинга приспособлены к переработке лишь сравнительно благоприятного сырья — газойлей и остатков с содержанием тяжелых металлов до 30 мг/кг и коксуемостью ниже 10 % мае. В отношении глубины переработки ТНО и качества получающихся продуктов более универсальны гидрогенизационные процессы, особенно гидрокрекинг. Но гидрокрекинг требует проведения процесса при чрезмерно высоком давлении и повышенной температуре и, следовательно, наибольших капитальных и эксплуатационных затратах. Поэтому в последние годы наблюдается тенденция к разработке процессов промежуточного типа между термическим крекингом и каталитическим гидрокрекингом, так называемых гидротермических процессов. Их проводят в среде водорода, но без применения катализаторов гидрокрекинга. Очевидно, что гидротермические процессы будут несколько ограничены глубиной гидропереработки, но лишены ограничений в отношении содержания металлов в ТНО. Для них характерны средние между термическим крекингом и гидрокрекингом показатели качества продуктов и капитальных и эксплуатационных затрат. Аналоги современных гидротермических процессов использовались еще перед второй мировой войной для ожижения углей, при этом содержащиеся в них металлы частично выполняли роль катализаторов гидрокрекинга. К гидротермическим процессам можно отнести гидровисбрекинг, гидропиролиз, дина-крекинг и донорно-сольвентный крекинг. [c.343] Гидровисбрекинг имеет сходство как с висбрекингом, так и с каталитическим гидрокрекингом, о чем свидетельствует название процесса. [c.343] Процесс осуществляют без катализатора с рециркуляцией водорода при примерно тех же температуре и времени контакта, что и гидрокрекинг. Процесс проводят без значительного коксообразования только при вьюо-ком давлении, поскольку при этом увеличивается растворимость водорода в нефтяных остатках и скорость реакций гидровисбрекинга. Так, процесс гидровисбрекинга фирмы Лурги осуществляется при температуре 380-420 С и давлении 12-15 МПа. Степень превращения гудрона составляет 60-66 Уо мае. Процесс испытан в масштабе пилотной установки. Данных по их материальному балансу и качеству продуктов не сообщается. [c.344] Гидропиролиз проводят, как и термический пиролиз, нри повышенных температуре ( 500 °С) и давлении ( 10 МПа) и времени контакта от нескольких секунд до одной минуты, но в среде водорода. Одной из модификаций гидропиролиза является процесс дина-крекинг, разработанный фирмой Хайдрокарбон рисерч . [c.344] Дииа-крекииг позволяет перерабатывать разнообразное остаточное сырье с высокой коксуемостью и большим содержанием металлов, азота и серы. Процесс проводят в трехсекционном реакторе с псевдоожиженным слоем и внутренней рециркуляцией инертного микросферического адсорбента. В верхней секции реактора при температуре примерно 540 °С и давлении около 2,8 МПа осуществляют собственно гидропиролиз тяжелого сырья. Носитель с осажденным коксом через зону отпаривания подают в нижнюю секцию реактора, где проводят газификацию кокса парокислородной смесью при температуре около 1000 °С с образованием водородсодержащего газа (смесь СО и Н2). Последний через отпарную секцию поступает в верхний слой теплоносителя, обеспечивая необходимую для протекания реакций гидропиролиза (гидрокрекинга) концентрацию водорода. Таким образом, в данном процессе гидротермолиз сырья осуществляют без подачи водорода извне. Регенерированный теплоноситель-адсорбент далее пневмотранспортом подают в верхнюю секцию реактора. [c.344] Донорно-сольвентные процессы основаны на использовании технологии, применявшейся ранее для ожижения углей, а в 1950-х гг. — в процессе Варга (ВНР). Это — гидрокрекинг средних дистиллятов в присутствии донора водорода и катализатора одноразового пользования. В настоящее время различными фирмами США и Канады разработано несколько вариантов донорно-сольвентных процессов под разными названиями донорно-сольвентный висбрекинг ( Лурги ), донор-ная переработка битуминозных углей ( Галф Канада ), донорно-сольвентный крекинг ( Петро-Канада ), донорный висбрекинг ( Экссон ) и др. В этих процессах ТНО смешивают с растворителем (сольвентом) — донором водорода, в качестве которого чаще используют фракции нафтеновых углеводородов, реже — чистые нафтены (например, тетралин), которые обладают способностью легко подвергаться каталитическому гидрированию. Таким образом, смешиваемый компонент выполняет одновременно две функции хорошего растворителя тяжелых нефтяных остатков и донора водорода. [c.345] В донорно-сольвентном процессе фирмы Галф Канада гудрон ( 500 °С) тяжелой или битуминозной нефти смешивают с донором водорода нри давлении 3,5-5,6 МПа и подают в трубчатую печь, где нагревают до температуры 410 60 °С, и далее — в выносной реактор (кокинг-камера), где выдерживают в течение определенного времени. Продукты донорно-сольвентного крекинга затем подвергают фракционированию в сепараторе и атмосферной колонне на газ, нафту и средние дистилляты. Последние иосле гидрирования в специальном блоке ио обычной технологии в присутствии стандартных катализаторов нодают на рециркуляцию в качестве донора водорода. Остаток атмосферной колонны направляют на вакуумную перегонку с получением вакуумного газойля и остатка. На пилотной установке донорно-сольвентного крекинга гудрона получен следующий выход продуктов, % мае. газ — 5,2 нафта — 23,7 атмосферный газойль — 7,7 вакуумный газойль — 30 вакуумный остаток — 33,1. [c.345] Вернуться к основной статье