Гидроочистка

Гидроочистка газойлей. Технологическая схема

Схема установки для гидрообессеривания тяжелых дистиллятов, таких, как вакуумные газойли [по лицензии фирмы ARCO Petroleum Products [14]. На данной установке высокотемпературная сепара­ция фаз проводится непосредственно после реактора. Особенностью является также ориентированное расположение частиц катализатора в реакторе, что достигается проведением специальной операции при заполнении аппарата катализатором.

Исходное сырье, нагнетаемое насосом 3, смеши­вается с водородсодержащим газом (свежим и очи­щенным циркуляционным), подаваемым компрес­сором 1. Полученная газосырьевая смесь нагревается последовательно в теплообменниках 6 и 12, затем в змеевиках трубчатой печи 2. В теплообменнике 6 греющей средой является смесь газов и паров, вы­ходящих из высокотемпературного (горячего) сепа­ратора 5, а в теплообменнике 12 — стабильный гидроочищенный газойль (целевой продукт уста­новки).

Процесс гидрообессеривания протекает в реак­торе 4 с неподвижными слоями катализатора и нис­ходящим потоком реагирующей смеси. Для регулиро­вания температуры по высоте реактора в одну или большее число зон между слоями катализатора вво­дится охлаждающий водородсодержащий газ (квенчинг-газ), ответвляемый от основного потока смеси газов.

Выходящая из реактора снизу газопродуктовая смесь разделяется в горячем сепараторе 5. Жидкость из сепаратора направляется далее через редукцион­ный клапан 10 в отпарную колонну 11. Газопаровая смесь охлаждается в теплообменнике 6 и аппарате воздушного охлаждения 7; образовавшийся при этом углеводородный конденсат доохлаждается вместе с газами в водяном холодильнике 8 и затем, пройдя низкотемпературный сепаратор высокого давления 9, присоединяется к гидроочищенным высококипящим фракциям газойля, уходящим из сепаратора 5.

Гидрообессеренная продуктовая смесь проду­вается в отпарной колонне // водяным паром с целью удаления нижекипящих фракций (отгон) и достиже­ния нормированной температуры вспышки.

Водородсодержащий газ по выходе из холодного сепаратора 9 очищается в секции очистки газа от сероводорода регенерируемым раствором этанол-амина. С помощью компрессора 1 очищенный газ возвращается как циркуляционный в линию смеше­ния с сырьем. Предусмотрен вывод с установки части очищенного газа (отдув) через клапан 18. В нагнета­тельную линию компрессора / вводится свежий во­дородсодержащий газ.

После теплообменника 12 не полностью охлаж­денный гидрообессеренный газойль подается насо­сом 14 в теплообменные аппараты 17 (на схеме по­казан один) для использования избыточного тепла и охлаждения до требуемой температуры. Отпарная колонна 11 в данном случае является стабилизацион­ной колонной и обслуживается конденсатором-хо­лодильником 13. Одна часть легкой фракции (от­гона), собирающейся в приемнике 16, насосом 15 подается как орошение в колонну 11, а другая — выводится с установки. Из приемника 16 сверху ухо­дят газы стабилизации.

Материальные балансы для различных видов сырья приведены ниже. Материальный баланс гидро­очистки вакуумного газойля арланской нефти на пилотной установке при следующих условиях: тем­пература 380 °С, давление 5 МПа; объемная скорость подачи сырья 0,7 ч-1, отношение циркуляционный газ:

сырье равно 850 м/м3 [23]:

 

Взято, % (масс.)

Вакуумный газойль

Водород на реакции

Водород избыток

 

100,00

0,56

0,36

Итого

100,92

Получено, % (масс.)

Сероводород

Аммиак

Углеводородные газы

Бензиновая фракция (к.к. 200 °С)

Очищенный газойль

 

3,23

0,07

0,76

3,47

92,64

Итого

100,17

Потери при гидроочистке

Потери при перегонке

0,36

0,39

Итого

100,92

 

Характеристики исходного газойля арланской нефти и очищенного газойля приведены ниже:


 

Показатели

До очистки

После очистки

Плотность при 20 °С, кг/м3

Содержание, % (масс.)

   серы

   азота

Коксуемость, % (масс.)

Фракционный состав (разгонка по ГОСТ), °С

   н.к.

   10 %

   50 %

   90 %

   к.к.

Групповой состав, % (масс.)

   метано-нафтеновые углеводороды

   ароматические углеводороды

   смолы

917

 

3,20

0,11

0,22

 

203

349

411

479

508

 

37,2

59,5

3,3

881

 

0,17

0,06

0,08

 

230

341

386

452

488

 

54,0

45,0

1,0

 

Материальные балансы процессов гидроочистки и легкого гидрокрекинга вакуумных газойлей с разным содержанием серы, но сравнительно близкого фракционного состава:

 

Показатели

Гидроочистка [12],

вакуумный газойль

западно-сибирской нефти

Легкий гидрокрекинг [14],

вакуумный газойль

ближне-восточной нефти

Характеристика сырья

Пределы кипения, °С

Плотность при 15 °С, кг/м3

Содержание серы, % (масс.)

328-540

-

1,7

340-560

912

2,7

Материальный баланс

Взято, % (масс.)

Сырьё

Водород (100%-ный) на реакции

 

100,00

0,75

 

100,00

1,60

Итого

100,75

101,60

Получено, % (масс.)

Жидкие продукты втом числе:

Бензиновые фракции

Керосиновые фракции

   160-350 °С

   180-340 °С

Газойль

Углеводородные газы

Сероводород и аммиак

 

97,40

1,00 (до 160°С)

 

12,10

-

84,30 (›350°С)

1,77

1,58*

 

95,30

11,4 (до 180°С)

 

-

21,10**

62,80 (›340°С)

3,50***

2,80

Итого

100,75

101,60

* Из них 1,55 % (масс.) H2S.

** В том числе 1 % (масс.) фракции 180-230°С.

*** До С4 включительно.

 

Материальные балансы и качество гидроочищен­ных вакуумных газойлей из чекмагушской нефти в зависимости от объемной скорости (температура процесса 370°С, давление 5 МПа) [24]:

 

Показатели

Вакуумный

газойль

Объемные скорости

подачи сырья

 

10,0

2,0

0,5

Характеристика сырья и гидроочищенных газойлей

Плотность при 20 °С, кг/м3

 

915

 

901

 

893

 

88

Фракционный состав, °С

   н.к.

   выкипает,%(об.)

      до 300°С

      до 400°С

      до 500°С

 

330

 

-

40,5

89,0

 

200

 

-

47

92

 

197

 

4,0

47,5

84,5

 

200

 

4

52

94

Коксуемость по Конрадсону, % (масс.)

0,33

0,19

0,11

0,1

Температура застывания, °С

25

24

23

24

Содержание, % (масс.)

   серы

   азота

   никеля и ванадия (г/т)

 

3,02

0,4

2,68

 

2,16

0,35

1,55

 

1,54

0,12

1,46

 

0,64

0,64

0,56

Материальный баланс

   Взято, % (масс.)

Вакуумный газойль

Водород

 

-

-

 

100,0

0,39

 

100,0

0,75

 

100,0

1,05

Итого

-

100,39

100,75

101,05

   Получено, % (масс.)

Газ сухой

Сероводород

Гидрогенезат

Потери

 

-

-

-

-

 

0,68

0,91

98,69

0,11

 

1,18

1,57

97,93

0,07

 

3,14

2,53

95,37

0,01

Итого

-

100,39

100,75

101,05