Нефть

Адсорбционные и каталитические методы очистки

В последние годы разработаны методы, позволяющие вовлекать в переработку на установках каталитического крекинга не только дистиллятное, но и тяжелое сырье (вакуумный газойль с концом кипения 560 °С) после его облагораживания методом гидроочистки.
Переработка остаточного сырья является более сложной задачей, которая решается путем использования металлостойких катализаторов и специальных добавок — пассиваторов ванадия, никеля, железа — и комбинированием процесса каталитического крекинга с процессами подготовки и облагораживания сырья. Весьма перспективно облагораживание остаточного сырья в процессе адсорбционно-каталитической очистки (АКО) от асфальтенов, тяжелых металлов и частично серы и азота на циркулирующем мелкодисперсном адсорбенте. В процессе достигается глубина удаления тяжелых металлов и асфальтенов на 89—95%, серы на 35—40%, азота на 50—60%, коксуемость продукта снижается на 75—80%. Широкая газойлевая фракция адсорбционно-каталитической очистки (ЛКО) характеризуется повышенным содержанием непредельных соединений, тяжелых ароматических углеводородов, смол, металлов, вследствие чего нуждается и гидрооблагораживании перед тем, как будет использоваться в процессе каталитического крекинга.

Адсорбционная очистка. При переработке нефти широко используют способность некоторых естественных глин, синтетических алюмосиликатов, силикагеля, алюмогеля и других веществ адсорбировать на своей поверхности различные компоненты и примеси. Упомянутые вещества являются полярными адсорбентами, их молекулы состоят в основном из оксидов кремния и алюминия.
Адсорбенты служат для очистки масляных фракций от нежелательных компонентов; доочистки предварительно обработанных селективными растворителями и депарафинированных масляных фракций; доочистки жидких и твердых парафинов; очистки индивидуальных аренов; осушки углеводородных газов и нефтяных фракций; для выделения из жидких фракций нормальных алканов.
При адсорбционной очистке от нежелательных компонентов из очищаемых масляных фракций удаляются смолы w полициклические ароматические компоненты. Очистку проводят в аппаратах колонного типа при противоточном движении продуктов— адсорбент движется сверху вниз, а носитель (масляная фракция, подвергающаяся очистке)—снизу вверх. В качестве адсорбента используют синтетический алюмосиликат с зернами размером 0,25—0,50 мм. Адсорбционная очистка обеспечивает более высокий выход масла, чем селективная, поскольку при  адсорбции удаляются только нежелательные компоненты и полностью сохраняются ценные углеводороды исходного сырья. Масла, полученные адсорбционной очисткой, обладают высокой стабильностью против окисления. Широкому внедрению процесса препятствуют высокие эксплуатационные затраты, а также трудности в конструктивном исполнении установок. Процесс применяют для получения трансформаторного масла и высокоароматизированного масла — теплоносителя.
Адсорбционная доочистка масляных фракций, прошедших несколько ступеней очистки, служит для удаления из очищенных фракций всевозможных примесей — кислого гудрона, солей нафтеновых кислот, избирательных растворителей, смол. Существуют два метода адсорбционной очистки — контактная очистка и перколяция.
При контактной очистке масло смешивают с адсорбентом, смесь нагревают и выдерживают при определенной температуре, затем масло отфильтровывают. Нагрев необходим, чтобы понизить вязкость масла и облегчить его проникновение во внутренние поры адсорбента. В качестве адсорбента применяют природные глины (отбеливающие земли)—гумбрин, бентониты, зикеевскую и балашеевскую опоки, а также синтетические алюмосиликаты тонкого помола. Недостатки контактной очистки: значительная потеря масла с отработавшими глинами, низкая активность и трудная регенерируем ость глин.
Перколяция представляет собой периодический процесс — фильтрование масла через неподвижный слой зерненого адсорбента. Адсорбент — отбеливающие земли с размером зерен 0,3—2,0 мм.
Адсорбционная доочистка твердых алканов служит для удаления нестабильных, красящих и обладающих запахом веществ; проводят ее теми же методами, которые используют для доочистки масел (контактная и перколяционная доочистка). Из жидких парафинов посредством адсорбционной доочистки можно удалять ароматические и серосодержащие соединения, а также смолистые вещества.

Каталитическая очистка. Для повышения качества нефтепродуктов, полученных при первичной перегонке и вторичных процессах, применяют каталитическую очистку. В промышленной практике распространены следующие методы очистки в присутствии катализаторов:

а) очистка от сернистых соединений под давлением водорода в присутствии алюмокобальт-молибденовых или алюмоникельмолибдеповых катализаторов (гидроочистка);
б) очистка от непредельных углеводородов с помощью алюмосиликатов;
в) очистка от сернистых соединений с помощью природных бокситов и алюмосиликатных катализаторов;
г) каталитическая демеркаптанизация (процесс Мерокс).

Каталитической очистке от непредельных углеводородов подвергают обычно бензины, полученные каталитическим крекингом, пропуская пары бензина через слой алюмосиликатного катализатора.
Широко распространен процесс каталитической демеркаптанизации сжиженных газов и нефтяных фракций. Меркаптаны превращаются в нейтральные дисульфидные соединения путем окисления воздухом на специальном катализаторе в щелочной среде:

4RSH + О2  —>    2RSSR + 2Н2О.