Гидроочистка

Гидроочистка — процесс химического превращения органических веществ нефтяных фракций под воздействием водорода при высоком давлении и температуре. Гидроочистка нефтяных фракций направлена на снижение содержания сернистых и азотистых соединений в товарных нефтепродуктах. Побочно происходит насыщение непредельных углеводородов, снижение содержания смол, кислородсодержащих соединений, а также гидрокрекинг углеводородов. Наиболее распространённый процесс нефтепереработки. Гидроочистке подвергаются следующие фракции нефти:

1. бензиновые фракции (прямогонные и вторичных процессов переработки, например - каталитического крекинга);
2. керосиновые фракции;
3. дизельное топливо;
4. вакуумный газойль;
5. масляные фракции.

Гидроочистка бензиновых фракций

Различают гидроочистку прямогонных бензиновых фракций и фракций бензина каталитического крекинга.

Гидроочистка бензина прямогонных бензиновых фракций. Направлен на получения гидроочищенных бензиновых фракций — сырья для риформинга. Процесс гидроочистки бензиновых фракций основан на реакциях гидрогенолиза и частичной деструкции молекул в среде водородсодержащего газа, в результате чего органические соединения серы, азота, кислорода, хлора, металлов, содержащиеся в сырье, превращаются в сероводород, аммиак, воду, хлороводород и соответствующие углеводороды Качество топлива до и после гидроочистки:

показатели	сырье	продукт
Плотность кг/м3,	745	745
Содержание серы %масс,	0,08	0
Бромное число г Br2/100 г.	0,48	0,02

Параметры процесса: Давление 1-3 МПа; Температура 370—380 °C; Содержание водорода в ВСГ — 75 %; Кратность циркуляции водорода 80-200 м³/м³; Катализатор — кобальт-молибденовый.

Типичный материальный баланс процесса:

Продукция	Выход % на сырье
Взято всего:	100,15
Фр. 85-180 °C	100
ВСГ	0,15
Получено всего:	100,15
Углеводородные газы	0,65
Сероводород	0
Гидроочищенная фракция	99
Потери	0,5

Гидроочистка бензина каталитического крекинга. Процесс направлен на снижение серы и диеновых углеводородов в товарных бензинах.

показатели	сырье	продукт
Плотность кг/м3,	759	751
Содержание серы %масс,	0,28	0,1
Йодное число г I2/100 г.	52	41
Октановое число м.м.	81	80,5

Гидроочистка керосиновых фракций

Гидроочистка керосиновых фракций направлена на снижение содержания серы и смол в реактивном топливе. Сернистые соединения и смолы вызывают коррозию топливной аппаратуры летательных аппаратов и закоксовывают форсунки двигателей.

Качество топлива до и после гидроочистки:

показатели	сырье	продукт
Плотность кг/м3,	785	778
Содержание серы %масс,	0,46	0,15
Йодное число г I2/100 г.	2,2	0,5
Температура вспышки, °С	30	30
Температура застывания, °С	−62	−64

Параметры процесса: Давление 1,5-2,2 МПа; Температура 300—400 °C; Содержание водорода в ВСГ — 75 %; Кратность циркуляции водорода 180—250 м³/м³; Катализатор — кобальт-молибденовый.

Типичный материальный баланс процесса:

Продукция	Выход % на сырье
Взято всего:	100,25
Фр. 140—240 °C	100
ВСГ	0,25
Получено всего:	100,25
Углеводордные газы	0,65
Сероводород	0,2
Бензиновый отгон	1,10
Гидроочищенная фракция	97,9
Потери	0,4

Гидроочистка дизельного топлива

Гидроочистка дизельного топлива направлена на снижение содержания серы и полиароматических углеводородов. Сернистые соединения сгорая образуют сернистый газ, который с водой образует сернистую кислоту — основной источник кислотных дождей. Полиароматика снижает цетановое число.

Качество топлива до и после гидроочистки:

показатели	сырье	продукт
Плотность кг/м3,	850	845
Содержание серы %масс,	1,32	0,2
Йодное число г I2/100 г.	4,0	1,2
Температура застывания, °С	−3	−1
Цетановое число	52	53

Параметры процесса: Давление 1,8-2 МПа; Температура 350—420 °C; Содержание водорода в ВСГ — 75 %; Кратность циркуляции водорода 180—300 м³/м³; Катализатор — никель-молибденовый.

Типичный материальный баланс процесса:

Продукция	Выход % на сырье
Взято всего:	100,40
Фр. 240—360 (180—360)°С	100
ВСГ	0,40
Получено всего:	100,40
Углеводордные газы	0,6
Сероводород	1,2
Бензиновый отгон	1,30
Гидроочищенная фракция	96,9
Потери	0,4

Гидроочистка вакуумного газойля

Гидроочистка вакуумного газойля направлена на снижение содержания серы и полиароматических углеводородов. Гидроочищенный газойль является сырьем для каталитического крекинга. Сернистые соединения отравляют катализатор крекинга, а также ухудшают качество целевого продукта бензина каталитического крекинга (см. Гидроочистка бензиновых фракций).

Качество топлива до и после гидроочистки:

показатели	сырье	продукт
Плотность кг/м3,	920	885
Содержание серы %масс,	1,6	0,2
Бромное число г Br2/100 г.	0,25	0,05
Температура застывания, °С	27	34

Параметры процесса: Давление 8-9 МПа; Температура 370—410 °C; Содержание водорода в ВСГ — 99 %; Кратность циркуляции водорода >500 м³/м³; Катализатор — никель-молибденовый.

Типичный материальный баланс процесса:

Продукция	Выход % на сырье
Взято всего:	100,65
Фр. 350—500 °C	100
ВСГ	0,65
Получено всего:	100,65
Углеводордные газы	1,5
Сероводород	1,5
Бензиновый отгон	1,30
Гидроочищенная фракция	86,75
Дизельная фракция	9,20
Потери	0,4

Гидроочистка нефтяных масел

Гидроочистка нефтяных масел — необходима для осветления масел и придания им химической стойкости, антикоррозийности, экологичности. Гидроочистка улучшает также индекс вязкости моторных масел. Во многом гидроочистка нефтяных масел аналогична гидроочистке вакуумных газойлей.

Литература

• Проскуряков В.А., Драбкин А.Е. Химия нефти и газа. — СПб.: Химия, 1995. — С. 370—380. — 448 с. — ISBN 5-7245-1023-5.
• Аспель Н.Б., Демкина Г.Г. Гидроочистка моторных топлив. — Л.: Химия, 1977. — 160 с.
• Старцев А.Н. Сульфидные катализаторы гидроочистки: синтез, структура, свойства. — Новосибирск: Гео, 2007. — 206 с. — ISBN 5-9747-0050-3.
• Огородников С.К. Справочник нефтехимика. — Л.: Химия, 1978. — Т. 1. — С. 69—73. — 496 с.