 |
|
Химические превращения компонентов нефтяного сырья при производстве нефтяных масел с использованием гидрогенизационных процессов. Гидрирование и гидроизомеризация.
Принципиальное отличие этих процессов от всех других других в производстве масел состоит в том, что они обеспечивают необходимое качество масла не удалением нежелательных компонентов, а их химическим преобразованием в желательные компоненты масел.
Это направление позволяет увеличить выход готовых масел (выше потенциального содержания их в сырье). Все побочные продукты этих процессов находят квалифицированное применение. Химические превращения сырья осуществляются под действием водорода в присутствии катализатора при повышенной температуре и давлении. Все побочные нежелательные компоненты под действием водорода в присутствии катализатора превращаются в желательные высокоиндексные компоненты. Химические превращения компонентов масляного сырья протекают по следующим реакциям:
а). Гидрирование гетероциклических соединений и смолисто-асфальтовых веществ. В результате гидрирования гетеросоединения и смолы переходят в полициклическую ароматику и серосодержащие соединения.
б). Гидрирование серосодержащих соединений. В результате они превращаются в углеводороды и сероводород RSH+H₂ - RH+H₂S мерконтоны;
R-S-S-R'+H₂ - RH+R'H+H₂S дисульфиды
R H2 кат, t
R-CH-CH–-CH3 + H2S
S CH3
теофенн
в). Гидрирование азотносодержащих соединений.
 |
R H2
R-CH-CH-CH-CH +NH3
CH3
N
Пиридины
г). Кислородосодержащие соединения.
OH
 | |||
| |
+ H2 + H2O
 | |
R R
производные фенола
д). Полициклическая ароматика подвергается гидрированию и гидроциклизации.
 | |
R1 R1
| | | | | | | | | | | ||||||||||
 |  |
R2 R2
R1 R3 R1 R5
 |  | | | ||||||
| |
 |  |
R4 R6
Е) нафтеновые и ароматические у/в подвергаются гидрированию и гидроциклизации.
В рез-те обр-ся моноциклические нафтены с длинными боковыми цепями.
Ж) парафиновые у/в
В дистиллятных и остаточных фракциях нефти содержатся парафины норм-го строения и изостроения. Н-парафиновые у/в обладая самим высоким ИВ(около 200) имеют высокие тем-ры заст., что дает высокомолек-ые парафины нежелательными компонентами.
Изо-парафины ИВ=до170 обладают низкими температурами застывания и являются желательными компонетами.
Под действием Н2 на каt происходит изомеризация Н-парафины изо-строения-желательные комп-ты масел.
З) олефиновые
Гидрирутеся в Н-парафины, а затем изомеризуются в из-парафины.
В промышленных гидрозационных процессах протекают все реакции. Основное различие в том, какие реакции являются преобладающими. По целевой реакции проводится классификация процессов.
1. гидроочистка.
Удаление из нефтяных фракций среду азота и кислорода, содержащихся в виде соответствующих соединений, смолисто-асфальтовых соед-й.
Процесс протекает в присутсвии водорода 0,2 - 0,4 % масс на сырье, каt (алюмокобальтмолибновый), тем-ре и давлении.
Процесс идет под повышенным давлении. В рез-те у масла уменьшается коксуемость, вязкость, увеличивается УВ улучшается цвет.
|
Гидроочистку можно проводить вместо адсорбционной очистки.
Преимущества:
А)больше выход масла(98-98,5% на сырье)
Б)выше кач-ва получаемого масла.
В)ниже себестоиомость масла(хотя стоимость установки гидроочистки выше, чем стоимость др.установок, но эти расходы быстро окупаются за счет увелечения выхода масла).используют в поточных схемах как заключительный этап в схемах производства масел.
2. гидрокрекинг
Получают масла более крупного кач-ва, чем в остальных процессах.
Переработка масляного сырья масляного состава. Этот процесс называют всеядным. Всеядный наз в том что протекают реакции полициклические , ароматические и гидроциклические гидрируются; нафтены полициклические расщепляются до моно- ;непредельные гидрируются в предельные парафиновые у/в; н-парафины изомеризуются в изо- каt:платина или палладий на носителя.
Базовое масло гидрокрекинга имеют вязкостные св-ва и аантиокислительные вдвое выше,чем при селективной очистке.
Не смотря дороговизну процесса кач-во масла очень высоко, процесс экономически эффективен, и строящие заводы должны базироваться на гидрокрекинге.
3.гидроизомеризация.
В основе лежит реакция изомеризация высококпарафинистого сырья с высокой тем-ой заст .
Из высокопарафинистого сырья(гаче, парафины, петролатумы) получают базовые масла с исключительно высоким ИВ=160 высокой восприимчивостью к присадкам.
Процесс основан на реакции изомеризации и расщеплении высокомолекулярных парафиновых у/в в изо- парафины небольшой молекулярной массой.
4.гидрирование
Процесс гидрирования масляных фракций, дистиллятов и деасфальтизатов разработанный и внедренный в ряде стран дает возможность в одном каталитическом процессе достичь результатов, получаемых сочетанием глубокой селективной очистки и гидроочистки.
Гидроочистка и гидрирование полициклической ароматики и полициклических нафтенов у/в и дегидроциклизация. В качестве каt используется каt гидроочистки (аллюмокобольтлеолибденовый) t=340-4200С и p=15-30 МПа.
Практически все компоненты удаляемые при селективной очистки в виде экстракта превращаются в целевые продукты, выход масла выше, чем при селективной очистки, его эксплуатационные свойства выше, ИВ=100-105 стабильность против окисления больше.
Применение этого процесса ограниченно из-за:
1 большого расхода H2, что ведет к увеличению p
2 использование дорогостоящего оборудования из-за высокого p
3 используется каt группы Pt, что удорожает процесс
Имеет значение для получения малотоннажных масел, супер очищенных. Несмотря на недостатки в последние годы увеличиваются требования к качеству базовых масел. Товарные масла должны иметь ИВ=120 и более пунктов.