Теоретические и инженерные основы процесса гидрооблагораживания нефтяных остатков

Введение

Нефтеперерабатывающая промышленность является значимой в получении как товарных продуктов, так и сырья для дальнейшего синтеза химических веществ.

Нефть, а также другое углеводородное сырье, на данный момент, играет одну из главенствующих ролей в производственных комплексах, а так же в экономике многих государств. Именно развитие промышленного и научного комплексов определяет человеческий прогресс. Постоянно усовершенствование технических устройств и процессов требует создания новых и усовершенствования уже имеющихся химических веществ и материалов. Нефтехимическая промышленность напрямую зависит от научно-технического прогресса. И за последние годы темп переработки увеличился в разы. Основной тенденцией современной нефтеперерабатывающей промышлености является углубление переработки нефтяного сырья. Добиться нужного углубления процессов переработки, а именно: получения большего количества светлых фракций из остатков первичной переработки нефти, позволяют гидрогенизационные процессы [1]. Однако наличие серосодержащих соединений в нефтях тормозит этот процесс, и прежде чем использовать тяжелое сырье в процессах получения более светлых фракций и продуктов, необходимо очистить сырье от вредных примесей. Это можно произвести с помощью процесса гидрооблагораживания нефтяных остатков.

Целью работы является изучение теоретических и инженерных основ процесса гидрооблагораживания нефтяных остатков.

В задачи данной работы входит:

- анализ научно-технической и патентной литературы по теме ВКРБ;

- анализ физико-химических основ процесса гидрооблагораживания нефтяных остатков;

- проведение технологических расчетов;

- разработка операторной схемы процесса;

- выбор технологической схемы.

1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по процессу гидрооблагораживания нефтяных остатков

Гидроочистка нефтяных остатков -  это гидрогенизационный процесс превращения веществ под воздействием водорода при высоком давлении и температуре. Большое внимание уделяется гидроочистке топочного мазута, так как при сжигании неочищенного топлива образуются сернистые соединения, загрязняющие окружающую среду.

Термогидрообработка для подготовки сырья к каталитическому крекингу (мазутов, гудронов и т.д.) – высокоэффективный промышленный метод, позволяющий справиться с экологическими, экономическими технологическими трудностями.

Применение сырья, прошедшего стадию гидроочистки, позволяет значительно увеличить долговечность катализаторов, присутствующих в процессах каталитического крекинга, особенно при жестких высокотемпературных режимах. В результате процесса гидрооблагораживания снижается уровень содержания вредных примесей, а также замедляется коррозия оборудования нефтесинтеза и загрязненность атмосферы. При гидроочистке происходит разрушение серусодержащих соединений и частично кислород- и азоторганических соединений. Продукты разложения насыщаются водородом с образованием сероводорода, воды, аммиака и парафинов или ароматики.

Однако стоит подчеркнуть различия между гидрокрекингом и гидроочисткой, так как эти процессы часто путают в литературе.

Гидрокрекингом называют процесс крекинга в присутствии водорода, когда деструкции с уменьшением размера молекул подвергают более 10% сырья; до 10% сырья – процесс гидроочистки; 10-50% - легкий гидрокрекинг (ЛКГ); 50% более – гидрокрекинг под высоким давлением. [1]

В современной нефтеперерабатывающей промышленности с каждым годом наличие серосодержащих органических соединений в нефтяном сырье увеличивается, что создает определенные проблемы при переработке и дальнейшем использовании сырья. Процесс гидроочистки как раз позволяет удалить серу из органических соединений, однако трудности при разработке этого процесса связаны не с осуществлением самой химической реакции гидрообессеривания, а в основном с сопутствующим этому процессу, явлением необратимого отравления катализаторов органическими соединениями, содержащими ионы тяжелых металлов (металлоорганика).