1. Введение.
Гидрообессеривание (Гидродесульфуризация) — это катализируемый химический процесс, широко применяемый в промышленности для удаления серы (S) из природного газа и продуктов нефтепереработки таких как бензин, керосин, дизельное топливо и мазут. Целевым назначением удаления серы является сокращение выбросов диоксида серы (SO2) в атмосферу в результате сжигания углеводородного топлива на всех видах транспорта, а также коммунальных и промышленных печах, ТЭЦ.
Другой не менее важной причиной для удаления серы из нефти на нефтеперерабатывающих заводах является тот факт, что сера, даже в очень низких концентрациях, «отравляет» катализаторы, содержащие благородные металлы (платина и рений), которые используются в процессе каталитического риформинга для увеличения октанового числа продуктов перегонки нефти.
Промышленные процессы гидрообессеривания включают линии для связывания и удаления выделяющегося газообразного сероводорода (H2S). На НПЗ сероводород перерабатывается до элементарной серы. Фактически во всём мире на нефтеперерабатывающих заводах и прочих предприятиях по гидроочистке углеводородного сырья в 2005 году было произведено 64 млн метрических тонн элементарной серы.
Установки гидрообессеривания в нефтеперерабатывающей промышленности также часто называются Гидротритерами.
2. Условия проведения гидрообессеривания.
Гидрообессеривание нефтяных остатков является наиболее сложным гидрогенизационным процессом, поскольку в остатках концентрируется основная доля компонентов, дезактивирующих катализатор - серы, асфальтенов, металлов. В то же время гидрообессеривание остаточного сырья представляет значительный интерес как наиболее эффективный путь получения малосернистого котельного топлива.
Гидрообессеривание нефтяных остатков - процесс сложный и дорогой. Однако он является радикальным методе снижения содержания серы, металлов, асфальтенов. Наряду с этим значительно уменьшается коксуемость, вязкость, плотность. Непосредственно из гидрогенизата, после соответствующей стабилизации, получается малосернистое котельное топливо. При разгонке гидрогенизата может быть получен определенный ассортимент продуктов. Компоненты бензина и дизельного топлива после дополнительного облагораживания вовлекаются в товарные продукты. Остаток выше 350 С или вакуумный отгон от него может быть, использован в качестве сырья для каталитического крекинга или гидрокрекинга; в ряде схем утяжеленный остаток используется как сырье для замедленного коксования в основном с целью получения высококачественного нефтяного кокса.
Процесс гидрообессеривания нефтяных остатков, в соответствии с промышленным зарубежным опытом и исследованиями авторов обзора, в пилотных условиях проводится при температуре 370 - 4Ю С
В процессе гидрообессеривания нефтяных остатков наиболее важным фактором является не общее, а парциальное давление водорода. Увеличение парциального давления водорода приводит к увеличению глубины обессеривания нефтяных остатков, способствует снижению коксуемости остаточного сырья. Например, увеличение давления водорода с 13 6 до 15 1 МПа ( ОСПС 2 ч 1) ведет к снижению содержания асфальтенов в мазуте с 6 8 до 5 7 % .
Подбор катализатора для гидрообессеривания нефтяных остатков по химическому составу проводился очень широко, с проверкой применимости большого числа элементов периодической системы.
Суммарная мощность установок гидрообессеривания нефтяных остатков достигает 23 млн. т / год. В процессах первой группы применяют относительно легко перерабатываемое сырье: мазуты с 3 - 5 % ( масс.) серы и менее 90 млн. 1 никеля и ванадия. Целевой продукт содержит 0 6 - 1 0 % серы.
В условиях процесса гидрообессеривания нефтяных остатков соединения никеля относительно слабо адсорбируются на катализаторе. Никель проходит через реактор вскоре после начала непрерывной работы, и распределение никелевых отложений по грануле близко к равномерному. Ванадий же извлекается из сырья в течение гораздо более продолжительного времени и обнаруживается преимущественно во внешних слоях гранул катализатора. В процессе для гидрообессеривания нефтяных остатков в кипящем слое используют мелкогранулированный алюмо-кобальтмолибденовый катализатор с диаметром частиц 0,8 мм, а также тонкодисперсный и микросферический.
В перспективе при возрастающем дефиците нефти гидрообессеривание нефтяных остатков следует рассматривать как один из элементов схемы глубокой переработки остатков.