Энергетические затраты на сжатие ЦВСГ растут с ростом кратности циркуляции

И 1,0.

Скорость реакций обессеривания нефтяных фракций удовлетворительно описывается формальным кинетическим уравнением типа

W = KP^{n 1} _SP^{n 2} _{H 2},

где P_S и Р_{Н 2} – парциальные давления сернистых соединений и водорода.

При гидрогенолизе индивидуальных сероорганических соединений и обессеривании узких нефтяных фракций порядок обессеривания по сере обычно составляет n ₁=1. При гидрообессеривании сырья широкого фракционного состава вследствие содержания в нем сернистых соединений, сильно различающихся по реакционной способности, кинетический порядок по сере может изменяться от 1 до 2 и более.

В парофазных процессах гидроочистки n ₂ может изменяться от 1 до 0 при Р = 0,1 до 3,5 МПа, т.е. в зависимости от степени насыщения водородом поверхности катализатора.

В жидкофазных процессах, в которых лимитирующей стадией является транспортирование водорода через пленку жидкости к поверхности катализатора, гидрогенолиз протекает по первому порядку по водороду вплоть до давлений ≈ 10 МПа.

Основные факторы процесса гидроочистки

и их влияние на качество получаемых продуктов

Температура. Гидроочистка топливных фракций проводится при температурах от 300 до 390^оС. С повышением температуры в реакторе увеличивается степень обессеривания и гидрирования сырья, однако при подъеме температуры выше 400 - 410^оС начинаются реакции гидрокрекинга, что приводит к снижению выхода целевого продукта. Кроме того, с повышением температуры усиливается коксообразование на катализаторе и его дезактивация. Процесс гидроочистки является экзотермическим: чем больше компонентов сырья подвергается гидрированию, тем выше тепловой эффект процесса, поэтому для снижения действия теплового эффекта и предотвращения чрезмерного разогрева реакционной смеси процесс идет в значительном избытке водродсодержащего газа (ВСГ).

В случае переработки высокосернистого сырья, для предотвращения чрезмерного подъема температуры в зону реакции вводят холодный ВСГ.

Глубина обессеривания оценивается по степени обессеривания:

СО = ,

Начальная температура процесса гидроочистки выбирается минимальной, при которой загруженный в реактор катализатор может обеспечить заданное качество гидрогенизата.

С течением времени содержание кокса на катализаторе увеличивается и активность его постепенно уменьшается. Для сохранения постоянной глубины обессеривания температуру в реакторе приходится повышать.

В конце рабочего пробега температура в реакторе достигает максимального значения и процесс прекращают для проведения регенерации катализатора.

Межрегенерационный пробег

Для оценки скорости дезактивации

W = (t _к - t _н)/n,

Объемная скорость подачи сырья. Для всех видов сырья глубина обессеривания возрастает с понижением объемной скорости подачи сырья, рис. 2.3.

Давление. общее давление в системе и парциальное давление водорода в ЦВСГ. С повышением парциального давления водорода увеличиваются скорость и глубина реакций гетероорганических соединений с водородом и реакций гидрирования ненасыщенных углеводородов. Уменьшается закоксованность катализаторов, увеличивается срок их службы рис. 2.4

Рис. 2.3. Зависимость обессеривания дизельного топлива от объемной скорости подачи сырья (условного времени реакции) и температуры	Р и с. 2.4. Зависимость обессеривания дизельного топлива от объемной скорости подачи сырья (условного времени реакции) при температуре 380^оС и различном давлении (МПа): 1 – 15; 2 – 10; 3 – 4; 4 – 2,2; 5 – 1,1; 6 – 0,55

Увеличение давления до уровня, превышающего давление начала конденсации, при температуре реакции способствует образованию жидкой фазы. Скорость же диффузии водорода через жидкие углеводороды мала. Активные центры катализатора в заполненных жидкостью порах практически не участвуют в реакции.

Гидрообессеривание при 3,5 МПа менее эффективно, чем при 5 – 7 МПа,

Давление водорода определяет класс используемого оборудования и, следовательно, капитальные затраты на процесс. В промышленной практике чаще всего проводят процесс гидроочистки при 3 – 5 МПа.

Отношение «водород:сырье». В лияет на:

- долю испаряющегося сырья,

-парциальное давление водорода и

-продолжительность контакта с катализатором.

Измеряется в нм³/м³ сырья. рис. 2.5 зависимость степени обессеривания от кратности циркуляции ВСГ.

кривая проходит через максимум.

С увеличением кратности циркуляции уменьшается количество неиспарившегося сырья. Это положительно сказывается на показателях процесса, т.к. наиболее интенсивно реакции протекают в паровой фазе, и внутренняя поверхность пор больше доступна для паровой фазы, чем для жидкой. При дальнейшем увеличении количества водорода после полного испарения сырья парциальное давление паров сырья и, следовательно, степень его превращения снижаются.

Концентрация водорода в ЦВСГ обычно 75 – 86 % об., остальное – УВГ.

Концентрация Н₂ в ЦВСГ, % об. 100 90 80 70 60

Кратность циркуляции ЦВСГ 200 220 250 286 300

Дата добавления: 2014-01-07