WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

о Таблица 4. - Влияние давления на характеристики остатка (фр.350 С – КК) гидрогенизата Остаток (фр.350 оС – КК) гидрогенизата Показатель сырья Давление, МПа 4,0 6,0 8,0 10,Коксуемость, % 0,ГП-497т 0,20 0,19 0,17 0,ГП-497т и РК-442 0,18 0,17 0,15 0,РК-442 0,16 0,14 0,13 0,Содержание углеводородов, % :

- парафино-нафтеновых 43,ГП-497т 47,5 48,1 50,3 51,ГП-497т и РК-442 47,2 48,0 50,2 51,РК-442 47,0 48,0 50,0 51,- легких ароматических 11,ГП-497т 18,5 18,7 19,0 19,ГП-497т и РК-442 18,5 19,0 19,6 20,РК-442 18,5 19,1 19,8 20,- средних ароматических 9,ГП-497т 11,4 11,4 9,4 9,ГП-497т и РК-442 12,7 13,5 12,4 11,РК-442 13,5 14,0 13,4 13,- тяжелых ароматических 27,ГП-497т 17,6 16,3 15,0 13,ГП-497т и РК-442 16,3 14,2 12,1 10,РК-442 15,8 13,6 11,4 9,- смол 8,ГП-497т 5,0 5,5 6,3 6,ГП-497т и РК-442 5,0 5,3 5,7 6,РК-442 5,2 5,3 5,4 5, В исследованном диапазоне изменения давления наблюдается увеличение содержания парафино-нафтеновых, легких и средних ароматических углеводородов, снижение содержания тяжелых ароматических и смол (табл. 4).

Причем с ростом давления степень увеличения содержания парафинонафтеновых и легких ароматических углеводородов растет, но практически не зависит от типа катализатора. В большей степени от типа катализатора зависит степень гидрирования тяжелых ароматических углеводородов. На катализаторе РК-442 достигается большая доля перехода ароматических структур из тяжелых в более легкие (на 2-4 %) по сравнению с катализатором ГП-497т.

Лучшие результаты по гидрированию полициклических ароматических углеводородов достигаются на катализаторе РК-442 при давлении 10 МПа. На катализаторе РК-442 переход ароматических структур во фр. 350 ° С -КК при увеличении давления с 4,0 до 10,0 МПа составляет: из тяжелых в средние - 11,4-18,1 %, из средних в легкие - 7,4-14,5 %, из легких ароматических в парафино-нафтеновые - 0,7-6 %. При послойной загрузке катализаторов обеспечиваются близкие к РК-442 результаты (рис. 2).

468 Давление, МПа Рис. 2 Влияние давления на степень гидрирование тяжелых ароматических углеводородов во фр. 350 °С-КК 1 – ГП-497т; 2 – послойная загрузка ГП-497т и РК-442; 3 – РК-Степень гидрирования, % В четвертой главе приведены результаты исследования влияния давления и типа катализатора на достигаемую глубину деароматизации фр. 200350 °С, и в ее узких фракциях при совместном гидрооблагораживании с ПВГ.

В связи с возросшими экологическими требованиями при получении компонента дизельных топлив предъявляются жесткие требования к содержанию ароматических углеводородов, особенно полициклических.

С использованием методов ИК- и УФ- спектрофотометрии было исследовано влияние технологических параметров на глубину гидрирования атомов углерода в структурах, содержащих разное число ароматических колец (табл. 5).

Таблица 5. – Влияние давления на распределение атомов углерода в ароматических структурах фр. 200-350 °С гидрогенизата Содержание атомов углерода в Фракция 200-350 °С ароматических структурах, % гидрогенизата сырья Давление, МПа 4,0 6,0 8,0 10,Суммарное ГП-497т 74,3 63,50 59,50 56,30 54,ГП-497т и РК-442 61,05 55,89 52,39 46,РК-442 60,00 52,87 47,33 42,в том числе:

С бензольные ГП-497т 56,16 59,36 54,72 51,23 48,ГП-497т и РК-442 57,39 52,10 48,60 42,РК-442 56,86 50,78 44,70 39,С нафталиновые ГП-497т 11,55 2,27 2,40 2,70 3,ГП-497т и РК-442 1,80 1,92 2,14 2,РК-442 1,00 1,00 1,30 1,С фенантреновые ГП-497т 5,08 1,12 1,24 1,36 1,ГП-497т и РК-442 1,15 1,18 1,12 1,РК-442 1,17 1,03 0,82 0,С хризеновые ГП-497т 0,96 0,65 0,61 0,54 0,ГП-497т и РК-442 0,70 0,65 0,50 0,РК-442 0,93 0,70 0,45 0,С пиреновые ГП-497т 0,39 0,09 0,05 0,03 0,ГП-497т и РК-442 0,07 0,04 0,03 0,РК-442 0,04 0,03 0,02 0,С антраценовые ГП-497т 0,16 0,01 отс. отс. отс.

ГП-497т и РК-442 0,01 отс. отс. отс.

РК-442 отс. отс. отс. отс.

Показано, что с ростом давления на исследованных катализаторах происходит снижение суммарного содержания атомов углерода в ароматических структурах, причем практически по всем типам ароматических структур лучшие результаты достигаются на РК-442.

С помощью ИК и УФ - спектрофотометрии было исследовано распределение атомов углерода по ароматическим структурам в узких фракциях ЛГКК (табл. 6).

Таблица 6. – Распределение атомов углерода по ароматическим структурам в узких фракциях ЛГКК Содержание Фракции ЛГКК атомов углерода в НК- 300- 310- 320- 330- 340- 350- ароматических 300 °С 310 °С 320 °С 330 °С 340 °С 350 °С 370 °С структурах, % Суммарное 76,6 78,9 79,9 74,8 71,8 61,7 59,В том числе:

бензольные 62,25 52,94 52,26 52,19 46,83 33,03 32,нафталиновые 11,33 18,30 17,65 14,58 11,81 10,96 6,фенантреновые 2,18 6,79 8,56 5,76 11,44 15,22 15,хризеновые 0,82 0,56 1,00 1,79 0,49 0,46 2,пиреновые 0,037 0,13 0,21 0,22 0,72 1,50 2,антраценовые 0,016 0,18 0,22 0,26 0,51 0,53 0,С утяжелением фракций ЛГКК увеличивается доля атомов углерода, находящихся в полициклических ароматических углеводородах (фенантреновых, хризеновых, пиреновых и антраценовых). В то же время значительно снижается доля атомов углерода, находящихся в углеводородах нафталинового типа (с 15 до 10 %) и бензольного типа (с 80 до 54%) относительно суммарного содержания атомов углерода в ароматических структурах. В результате этого суммарное содержание атомов углерода в ароматических структурах с утяжелением фракций ЛГКК снижается с 76,6 до 59,8 %.

С помощью ИК- и УФ- спектрофотометрии было исследовано распределение атомов углерода по ароматическим структурам в узких фракциях фр. 200-350 °С гидрогенизата совместного гидрооблагораживания ПВГ с ЛГКК при давлении 10,0 МПа на катализаторе мягкого гидрокрекинга РК-442 и достигаемая при этом степень деароматизации по узким фракциям (табл. 7, 8).

Таблица 7. - Распределение атомов углерода по ароматическим структурам в узких фракциях во фр. 200-350 °С гидрогенизата совместного гидрооблагораживания ПВГ с ЛГКК (10,0 МПа, РК-442) Содержание атомов Фракция 200-350 °С гидрогенизата углерода в НК- 300- 310- 320- 330- 340ароматических 300 °С 310 °С 320 °С 330 °С 340 °С 350 °С структурах, % Суммарное 36,98 44,27 44,27 41,10 39,60 39,В том числе:

бензольные 33,78 39,85 39,73 36,46 35,03 34,нафталиновые 2,12 2,85 3,02 2,96 2,79 2,фенантреновые 0,71 1,05 1,05 1,12 1,23 1,хризеновые 0,31 0,50 0,45 0,50 0,48 0,пиреновые 0,056 0,016 0,024 0,05 0,06 0,антраценовые Отс. Отс. Отс. 0,006 0,013 0, Для соединений бензольного типа самая высокая степень деароматизации приходится на фракцию НК-300 °С, прирост содержания атомов углерода бензольного типа во фракции 340-350 °С объясняется более высоким содержанием полициклических ароматических углеводородов в этой фракции исходного ЛГКК, которые за счет гидрирования и дециклизации переходят в соединения бензольного типа в большей степени, чем в более легких фракциях.

Таблица 8. - Степень деароматизации узких фракций во фр. 200-350 °С гидрогенизата совместного гидрооблагораживания ПВГ с ЛГКК (10,0 МПа, РК442) Содержание атомов Фракция 200-350 °С гидрогенизата углерода в НК- 300- 310- 320- 330- 340ароматических 300 °С 310 °С 320 °С 330 °С 340 °С 350 °С структурах, % Суммарное 51,7 43,9 44,6 45,0 44,8 36,В том числе:

бензольные 45,7 24,7 23,9 30,1 25,2 +4,нафталиновые 81,3 84,4 82,8 79,7 76,4 74,фенантреновые 67,4 84,5 87,7 80,5 89,2 91,хризеновые 62,2 10,7 55,0 72,1 2,0 +11,пиреновые +34,0 87,7 88,6 77,3 91,7 94,антраценовые 100,0 100,0 100,0 97,7 97,4 96,(+ - степень прироста доли атомов углерода в ароматических углеводородах данного типа).

Для соединений нафталинового типа достигается высокая степень деароматизации во всех фракциях с небольшим снижением степени деароматизации в тяжелых фракциях за счет перехода более тяжелых полициклических ароматических в углеводороды нафталинового типа.

В пятой главе на основании собственных экспериментальных, литературных и промышленных данных выполнены расчеты тепловых эффектов и перепадов температур при гидрооблагораживании ПВГ в смеси с ЛГКК, установлены зависимости перепада температуры в реакторе от содержания ЛГКК в смеси с ПВГ, предложены обобщенные технологические решения для переработки смесей с различным содержанием вторичных дистиллятов. Расчет тепловых эффектов и перепада температуры проводился по типовым методам расчета процессов переработки нефти и газа.

Расчет теплового эффекта гидрирования ПВГ в смеси с ЛГКК проводился по данным, полученным при исследовании совместного гидрооблагораживания на катализаторе РК-442 (табл. 9).

Таблица 9. - Исходные данные для расчета теплового эффекта совместного гидрооблагораживания ПВГ с ЛГКК Давление, МПа Показатель 4,0 6,0 8,0 10,ЛГКК Степень гидрирования атомов углерода:

бензольных 0 9,6 20,4 30,нафталиновых 91,3 91,3 88,7 84,полициклических 67,5 73,3 80,4 83,Степень обессеривания, % 90,7 92,1 93,6 94,Степень удаления непредельных, % 86,0 90,5 93,8 96,ПВГ Степень гидрирования атомов углерода:

бензольных - - 6,58 21,нафталиновых - 7,7 24,79 45,полициклических 39,23 46,2 54,5 65,Степень обессеривания, % 86,9 88,7 90,6 91,По литературным данным был принят тепловой эффект гидрирования, приходящийся на один атома углерода, входящего в различные ароматические структуры. Необходимое количество водорода на гидрирование ароматических соединений рассчитывалось по стехиометрическому уравнению.

С целью оптимизации было принято, что перепад температуры в реакторе не должен превышать 50 °С. Расчет теплового эффекта и перепада температуры в реакторе для степеней гидрирования, достигаемых на катализаторе РК-442, в исследуемом интервале давлений показал, что для балансового соотношения ПВГ:ЛГКК (85:15) при увеличении давления с 4,0 до 10,0 МПа перепад температуры в реакторе увеличивается с 17 до 30 °С.

Было проведено расчетное исследование влияния количества ЛГКК в смеси с ПВГ на перепад температуры в реакторе. Результаты расчета показали, что превышение перепада температуры в реакторе более 50 °С наблюдается только при вовлечении более 50 % ЛГКК (рис. 3).

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Содержание ЛГКК в смеси с ПВГ, % мас.

Рис 3. – Зависимость перепада температуры в реакторе от содержания ЛГКК в смеси с ПВГ при различных давлениях 1- ограничение по перепаду температуры;

2 – 4,0 МПа; 3 – 6,0 МПа; 4 – 8,0 МПа; 5 – 10,0 МПа.

Расчет расхода водорода и свежего водородсодержащего газа (ВСГ) на поддержание парциального давления водорода показал, что при совместном облагораживании на каждые дополнительные 10 % мас. ЛГКК необходимо увеличить расход свежего ВСГ на 0,4-0,45 % мас. на сырье, при этом при увеличении давления с 4,0 до 10,0 МПа расход свежего ВСГ увеличивается в 1,5 – 2,0 раза (табл. 10).

Перепад температуры, °С Таблица 10. – Влияние давления и содержания ЛГКК в смеси с ПВГ на расход водорода и ВСГ Наименование Содержание ЛГКК в смеси с ПВГ, % мас.

показателей 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Расход, % мас.: При давлении 4,0 МПа 100 %-го Н2 0,49 0,65 0,82 0,98 1,15 1,32 1,48 1,65 1,82 1,Н2 (общий) 0,55 0,72 0,89 1,05 1,22 1,39 1,55 1,72 1,89 2,Свежего ВСГ 1,37 1,8 2,22 2,62 3,05 3,47 3,87 4,30 4,72 5,При давлении 6,0 МПа 100 %-го Н2 0,56 0,74 0,92 1,15 1,29 1,48 1,66 1,84 2,03 2,Н2 (общий) 0,63 0,81 0,99 1,22 1,36 1,55 1,73 1,91 2,10 2,свежего ВСГ 1,57 2,02 2,47 3,05 3,4 3,87 4,32 4,77 5,20 5,При давлении 8,0 МПа 100 %-го Н2 0,72 0,90 1,09 1,28 1,46 1,65 1,84 2,03 2,21 2,Н2 (общий) 0,79 0,97 1,16 1,35 1,53 1,72 1,91 2,10 2,20 2,Свежего ВСГ 1,97 2,42 2,90 3,37 3,82 4,30 4,77 5,25 5,50 6, При давлении 10,0 МПа 100 %-го Н2 0,97 1,15 1,33 1,51 1,68 1,86 2,04 2,22 2,40 2,Н2 (общий) 1,04 1,22 1,4 1,58 1,75 1,93 2,11 2,29 2,47 2,свежего ВСГ 2,60 3,05 3,50 3,95 4,37 4,82 5,27 5,72 6,17 6,Таким образом, проведенными исследованиями показана возможность эффективного гидрооблагораживания ЛГКК в условиях совместного гидрооблагораживания с ПВГ. Повышение давления благоприятно влияет на все достигаемые характеристики продуктов. Использование катализатора мягкого гидрокрекинга (РК-442) при совместном гидрооблагораживании обеспечивает достижение в сопоставимых условиях существенно лучших, по сравнению с катализатором ГП-497т, показателей по глубине гидрообессеривания как вакуумного газойля, так и легкого газойля каталитического крекинга. Обеспечивается качество вакуумного газойля, удовлетворяющее требованиям к сырью каталитического крекинга. Фракция 200-350 °С гидрогенизата с йодными числами 1-6 г I2/100 г, остаточным содержанием серы 0,1 - 0,2 % и улучшенным химическим составом может быть использована в качестве компонента товарного дизельного топлива. При этом можно получать от 2 до 11 % дополнительного количества дизельного топлива за счет деструкции прямогонного вакуумного газойля.

Исследование различных катализаторов показало, что катализатор мягкого гидрокрекинга (РК-442) превосходит катализатор гидроочистки вакуумного газойля (ГП-497т) и вариант послойной загрузки этих катализаторов почти по всем показателям, в том числе и по гидрированию ароматических углеводородов. Однако катализатор мягкого гидрокрекинга в большей степени, чем катализатор ГП-497т подвержен влиянию каталитических ядов, особенно при работе в условиях низкого давления, и это сказывается на продолжительности его работы. Учитывая, что одной из главных задач процесса является достижение высоких и стабильных показателей качества сырья каталитического крекинга, можно рекомендовать работу на катализаторе мягкого гидрокрекинга при давлении выше 6,0 МПа, а послойную загрузку (ГП-497т и РК-442), как более устойчивую к отравлению и более эффективную по сравнению с катализатором гидроочистки (ГП-497т), для работы при давлениях ниже 6,0 МПа.

На основании установленных закономерностей была разработана принципиальная технологическая схема гидрооблагораживания ПВГ в смеси с ЛГКК (рис. 4). ЛГКК подается до теплообменников, что может способствовать меньшему образованию продуктов уплотнения в теплообменниках и печах, благодаря его моющим свойствам.

Предусмотренная двухреакторная схема позволяет использовать различные варианты каталитической загрузки. При работе под давлением более 6,0 МПа оба ректора могут загружаться катализатором мягкого гидрокрекинга.

При давлении ниже 6,0 МПа в первый реактор загружается катализатор гидроочистки вакуумного газойля, а во второй – катализатор мягкого гидрокрекинга. Перед вводом продуктов во второй реактор предусматривается подача свежего ВСГ, часть которого можно подавать в слой катализатора для теплосъема, если в этом есть необходимость. Это позволяет повысить парциальное давление водорода в реакционной зоне с катализатором мягкого гидрокрекинга, так как на этом катализаторе в большей степени происходят реакции разрыва связей с последующим насыщением, чем на катализаторе гидроочистки.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»