CC BY
22УДК 665.658.2 Габидуллина Л.В., Муртазин Ф.Р.
Габидуллина Л.В.
магистрант кафедры химико-технологических процессов Институт нефтепереработки и нефтехимии Салаватский филиал
Уфимский государственный нефтяной технический университет
(г. Салават, Россия)
Муртазин Ф.Р.
канд. техн. наук, доцент кафедры химико-технологических процессов Институт нефтепереработки и нефтехимии Салаватский филиал
Уфимский государственный нефтяной технический университет
(г. Салават, Россия)
ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
Аннотация: в работе рассмотрена актуальность вопроса модернизации процесса гидроочистки дизельного топлива, проблемы реконструкции установок гидроочистки, способ раздельной гидроочистки легкой и тяжелой фракции дизельного топлива как один из перспективных вариантов совершенствования процесса.
Ключевые слова: гидроочистка, дизельное топливо, реакционная способность, фракция дизельного топлива, степень гидрогенолиза, объем загрузки катализатора.
Одним из основных технологических процессов, позволяющих получить дизельные топлива с низким содержанием серы, является процесс гидроочистки. В результате процесса гидроочистки из дизельного топлива удаляются гетероатомные соединения, прежде всего сероорганические компоненты. Наличие данных соединений в топливе ухудшает его
эксплуатационные характеристики, снижают мощности двигателей, наносят ущерб окружающей среде выделением оксидов серы и азота [1, с.573]. В России содержание серы в дизельном топливе регламентируется по ГОСТ 32511-2013. По данному ГОСТу выделяют следующие три экологические классы по допустимому содержанию серы в дизельном топливе: К3, К4 и К5. Данная классификация соответствует с европейским стандартом Евро-5, в котором норма содержания серы в дизельном топливе составляет не более 10 мг/кг. [2]. В отдельных городах Европы также используются дизельные топлива Евро-6+ с содержанием серы менее 5 мг/кг.
Многие действующие установки гидроочистки дизельного топлива на отечественных нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) спроектированы и введены в эксплуатацию еще во второй половине прошлого столетия, когда требования к экологическим и эксплуатационным показателям топлива не были столь жесткими. Кроме этого, в настоящее время в нефтяной промышленности наблюдается тенденция добычи и переработки утяжеленной высокосернистой нефти с одновременным ужесточением экологических норм по содержанию серы и полициклоароматических соединений (ПЦА) в дизельном топливе [3, с.234]. Связи с этим, актуальность совершенствования процесса и реконструкции действующих установок гидроочистки дизельного топлива имеет растущий характер.
В настоящее время на отечественных НПЗ согласно приоритетным направлениям развития нефтепереработки в Российской Федерации на период до 2035 года многие установки гидроочистки претерпевают ряд мероприятий по модернизации и реконструкции, которые позволяют повысить степень гидрообессеривания дизельного топлива с некоторым увеличением его выхода [4]. В основном данные операции по улучшению установок процесса гидроочистки заключаются в замене насосного или теплообменного оборудования, системы катализаторов на новые виды с более высокой каталитической активностью и увеличенной механической прочностью, а также в увеличении объема их загрузки. Однако применяемые катализаторы в
процессе гидроочистки дизельного топлива на сегодняшний день являются в основном импортными и отличаются дороговизной. Российскими нефтеперерабатывающими предприятиями проводится политика импортозамещения по замене зарубежных катализаторов. Тем не менее, процессы гидроочистки дизельного дистиллята все же имеют недостаточно высокую обеспеченность отечественными катализаторами [4].
Одним из направлений совершенствования процесса гидроочистки дизельного топлива являются технологические разработки, с изменением технологической схемы. Так в качестве перспективного варианта улучшения технологии процесса рассматривается возможность раздельной гидроочистки легкой 180-300 °С и тяжелой 300-360 °С фракций дизельного топлива [5]. Содержащиеся в дизельной фракции сернистые соединения представляют собой сложные многокомпонентные смеси. Содержащиеся в дизельной фракции сернистые соединения являются сложными смесями. Они состоят, как правило, из меркаптанов, сульфидов, дисульфидов и гетероциклических соединений. По мере усложнения молекулы сернистых соединений реакционная способность их уменьшается. Скорость гидрогенолиза различных сернистых соединений представлена в таблице 1 (скорость реакции дибензтиофена принята за единицу).
Таблица 1. Скорость реакции гидрогенолиза сернистых соединений [6, стр.281]
Компонент Значение скорости реакции
Производные тиофена и диарилсульфиды 1,0-2,0
Алкилсульфиды:
первичные 3,2
вторичные 4,3-4,4
Тиациклопентан и его производные 3,8-4,1
Дибензилсульфид 7,0
Меркаптаны 7,0
Как правило, сернистые компоненты, легко подвергаемые гидрогенолизу, в основном содержатся в легких низкокипящих фракциях дизельного топлива, а компоненты с низкой реакционной способностью, такие как тиофены или бензотиофены, преимущественно сконцентрированы в тяжелых фракциях. Реакция гидродесульфиризации сложногидрируемых сернистых компонентов является лимитирующей стадией процесса гидроочистки. Разная реакционная способность сероорганических компонентов приводит к увеличению нежелательных побочных реакций, способствующих к быстрой дезактивации катализатора [7].
При осуществлении процесса гидроочистки дизельного топлива по схеме раздельного гидрирования его легкой и тяжелой фракции в каждом реакторе подбираются свой оптимальный технологический режим и более эффективные катализаторы с необходимым объемом их загрузки.
При введении раздельной гидроочистки легкой и тяжелой фракции дизельного топлива в каждом реакторе подбираются свой оптимальный технологический режим и более эффективные катализаторы с необходимым объемом их загрузки. В первом реакторе процесс гидроочистки легкой части дизельного топлива проводится в мягком режиме, что позволяет снизить эксплуатационные и энергетические затраты, увеличить длительность межрегенерационного периода катализатора. На второй ступени при жестком режиме перерабатывается только небольшая часть исходного сырья, что также положительно сказывается на сроке службы катализатора за счет минимизации реакции коксообразования [8]. При такой технологической обвязки реакторного блока дается возможность увеличить объемную скорость подачи сырья (ОСПС), что обеспечит увеличение производительности установки. Преимуществами раздельной гидрообработки двух фракций дизельного топлива является также снижение объема загрузки катализатора и расхода водорода, необходимого для проведения процесса.
Таким образом, способ раздельной гидроочистки двух фракций предварительно разделенного дизельного топлива является перспективным вариантом совершенствовании процесса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа / С.А. Ахметов. - Уфа: Гилем, 2002. - 672 с;
2. ГОСТ 32511-2013 Топливо дизельное ЕВРО. - Введ. 01.01.2015 г. - М.: Стандартинформ, 2019. - 12 с;
3. Капустин, В.М. Технология переработки нефти. В 2 ч. Часть вторая. Деструктивные процессы: учеб. и учеб. пособия / В.М. Капустин, А.А. Гуреев -М.: КолосС, 2007. - 334 с;
4. ИТС 30-2021. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Переработка нефти" (утв. Приказом Росстандарта от 23.11.2021 N 2625) [Электронный ресурс] URL: https://e-ecolog.ru/docs/sMrrmRSm_FEy-PH8pXJ4b (дата обращения: 15.05.24);
5. Логинов С.А., Капустин В.М., Луговский А.И., Лебедев Б.Л., Рудяк К.Б., Курганов В.М. // Способ получения дизельного топлива. - Патент РФ №2247140, МПК C10G65/16;
6. Калечиц, И.В. Химия гидрогенизационных процессов в переработке топлив. / И.В. Калечиц - М.: Химия, 1973. - 336 с;
7. Лебедев, Б.Л. Исследование состава и реакционной способности сернистых соединений в процессе гидрообессеривания на промышленной установке / Б.Л. Лебедев, С.А. Логинов, О.Л. Коган, Е.В. Лобзин, В.М. Капустин, А.И. Луговской, К.Б. Рудяк // Нефтепереработка и нефтехимия. -2001.- № 11. - С. 62-67;
8. Жилина, В.А. Модернизация установок гидроочистки дизельного топлива / В.А. Жилина // Материалы международной научно-практической конференции «НЕФТЕГАЗОПЕРЕРАБОТКА-2017». - Уфа. - 2017. - С. 28-30
Gabidullina L. V., Murtazin F.R.
Gabidullina L.V.
Ufa State Petroleum Technical University (Salavat, Russia)
Murtazin F.R.
Ufa State Petroleum Technical University (Salavat, Russia)
WAYS TO IMPROVE PROCESS OF HYDROTREATING DIESEL FUEL
Abstract: the paper considers the relevance of the issue of modernization of the diesel fuel hydrotreating process, the problems of reconstruction of hydrotreating plants, the method of separate hydrotreating of light and heavy fractions of diesel fuel as one of the promising options for improving the process.
Keywords: hydrotreating, diesel fuel, reactivity, fraction of diesel fuel, degree of hydrogenolysis, volume of catalyst loading.
