Переработка нефти
ационных процессов выполняют несколько функций.
Обычно различают гидрирующую, расщепляющую (крекирующую) и изомеризующую
функции. Первую функцию обеспечивают металлы в основном VIII группы и
окислы или сульфиды некоторых металлов VI группы периодической системы.
Крекирующая функция обеспечивается носителем окисью алюминия,
алюмосиликатами, магнийсиликатами или активированной глиной. Обычно
носители выполняют также изомеризующую функцию. Если хотят повысить
активность крекирующего компонента, прибегают к обработке катализатора
галоидами фтором или хлором. Если необходимо усилить гидрирование,
увеличивают содержание металла, способствующего гидрированию, или добавляют
промоторы, обычно редкоземельные металлы. Следует подчеркнуть, что
добавление галоидов способствует усилению не только крекирующей, но и
изомеризующей способности. В некоторых случаях обе функции может выполнить
одно соединение, например дисульфид вольфрама.
Иногда сульфиды и окислы металлов в свободном состоянии (без носителей)
обнаруживают кислотные свойства. Примером может служить дисульфид
вольфрама, обладающий каталитической активностью в реакциях
гидроизомеризации и гидрокрекинга, а также в реакциях насыщения кратных
связей в углеводородах.
5.1. Характеристика и свойства катализаторов.
Гидрирующие катализаторы можно разделить на следующие типы.
Металлы (платина, палладий, никель) в чистом виде или на носителях,
применяемые в реакциях насыщения непредельных и ароматических
углеводородов. Они позволяют вести процесс при низких температурах, однако
в сырье не должно быть катализаторных ядов.
Окислы и сульфиды металлов (или их сочетания) на кислотных носителях окись
алюминия или магния, кизельгур. Они применяются главным образом в реакциях
насыщающего гидрирования в присутствии потенциальных катализаторных ядов.
Окислы и сульфиды металлов (или их сочетания) на кислотных носителях
алюмосиликате, магнийсиликате, окиси алюминия (кислотной) или
активированной глине. Эти катализаторы применяются чаще всего для
проведения гидроизомеризации и гидрокрекинга.
Большой вред работе гидрогенизационных установок наносят так называемые
каталитические яды. Как правило, элементы V группы (азот, фосфор, мышьяк,
сурьма, висмут) и часть элементов VI группы (кислород, сера, селен, теллур)
являются ядами для металлов VIII группы (железа, кобальта, никеля, платины,
палладия). Яды блокируют активные центры катализатора, так как прочно
адсорбируются на них или химически взаимодействуют с ними. При регенерации
катализатора в результате окисления катализаторных ядов достигается их
нейтрализация, однако лучшим способом борьбы с ядами является установление
дополнительного (первого по ходу сырья) реактора, заполненного
катализатором, для разложения или связывания отравляющих примесей.
Так как сернистые соединения присутствуют практически во всех видах
сырья, следует применять катализаторы, стойкие к сере. Такими
катализаторами являются сульфиды металлов. В большинстве современных
процессов в качестве катализаторов используют кобальт или никель, смешанные
с молибденом на пористом носителе (в основном окись алюминия); иногда
применяют сульфидный никельвольфрамовый катализатор. Обычно катализаторы
выпускаются в окисной форме; при гидрогенизации сернистого сырья окислы
кобальта (или никеля) и молибдена полностью или частично переходят в
сульфидную форму. Часто после загрузки катализатор «осерняют»
предварительно обрабатывают сероводородом или сернистыми соединениями и
водородом.
Молибденовые катализаторы, особенно переведенные в сульфидную форму,
весьма активны в реакциях гидрирования, протекающих в результате разрыва
связей С—S. То же действие оказывает, например, молибден с кобальтом на
окиси алюминия; очень важно, что катализатор обладает высокой
теплостойкостью это способствует удлинению срока его службы, С другой
стороны, активность катализатора гидрокрекинга в отношении разрыва-связей
С—С мала, вследствие чего образование низкскипящих продуктов при условиях,
требуемых для удаления серы, незначительно.
Катализаторы гидрогенизационных процессов весьма разнообразны, но их
можно классифицировать по назначению так: катализаторы гидроочистки
нефтяных дистиллятов; катализаторы гидрокрекинга нефтяного сырья от нефти
до мазута; катализаторы деалкилирования.
В качестве примера рассмотрим использование процессов гидрогенизации для
получения масел.
Гибкость и универсальность гидрогенизационных процессов характерны не
только при получении с их помощью топлив и сырья для химической
промышленности, но и при получении масел. В производстве масел
гидрогенизационные процессы могут применяться в различных модификациях. При
гидроочистке депарафинированного масла в относительно мягких условиях не
происходит ни превращения ароматических углеводородов, ни гидрокрекинга, но
тем не менее выход и качество очищенного масла значительно превосходит эти
показатели очистки смазочных масел глиной. Поэтому гидроочистка масел нашла
широкое применение во всех странах мира.
Гидрирование фракций (в особенности полученных при переработке различных
сернистых нефтей) в жестких условиях взамен селективной очистки, как
показал ряд работ, технически осуществимо, но в настоящее время
экономически не оправдано, за исключением получения специальных и
высокоиндексных масел. Это объясняется тем, что гидрирование требует
больших затрат, чем селективная очистка. Разница в затратах особенно
сказывается тогда, когда в исходном сырье содержится много конденсированных
ароматических углеводородов и для превращения их в соответствующие нафтены
требуется проведение гидрирования именно в жестких условиях: с применением
более высокого давления. В более мягком режиме удается получать масла со
значительно более низким индексом вязкости, чем в жестком режиме. Поэтому в
настоящее время гидрирование как метод получения масел взамен селективной
очистки находит ограниченное применение. Однако в этой области ведутся
исследования, в основном поиски катализатора, применение которого позволило
бы снизить затраты (в том числе и за счет снижения необходимого давления в
системе).
Список литературы:
1. Пичугин А.П. Переработка нефти. М., Гостоопттехиздат, 1960.
2. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Часть вторая. М.,
«Химия», 1968.
3. Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. М., «Химия»,
1973.
4. Орочко Д.И., Сулимов А.Д., Осипов Л.Н. Гидрогенизационные процессы в
нефтепереработке. М., «Химия», 1971.
| |  скачать работу |
Переработка нефти |
