Анализ процесса гидроочистки депарафинированных основ масел

АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ ДЕПАРАФИНИРОВАННЫХ

ОСНОВ МАСЕЛ

1 2 Плешакова А.А. , Леденев С.М.

1Плешакова Анастасия Александровна - магистрант;

2Леденев Сергей Михайлович - кандидат химических наук, доцент, кафедра технологии органического и нефтехимического синтеза, химико-технологический факультет, Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград

Аннотация: проанализирован процесс гидроочистки депарафинированных основ масел. Рассмотрены узкие места технологического процесса. Приведены варианты модернизации технологии процесса гидроочистки, позволяющие получать высококачественные базовые масла.

Ключевые слова: депарафинированное масло, базовое масло, гидроочистка, катализатор.

Основной причиной совершенствования технологий производства базовых масел является необходимость улучшения их экологических свойств, ужесточения требований к их качеству. На сегодняшний день необходимы базовые масла с высоким индексом вязкости, окислительной стабильностью и минимальным содержанием вредных веществ. Наилучшего качества базовые масла позволяет получать процесс гидроочистки.

В ходе работы был проведен структурно-функциональный анализ установки типа Г-24/1 мощностью 360 тыс. т/год. Установка предназначена для заключительной очистки дистиллятных и остаточных депарафинированных масел, предварительно очищенных селективным растворителем. В ходе данного анализа было выявлено, что эффективность протекания процесса и выход продукта, прежде всего, зависят от активности и селективности катализатора.

Современные катализаторы представляют собой сложную систему, состоящую из трех групп компонентов, функции которых различны - активных компонентов, структурирующих компонентов и модификаторов.

В состав современных катализаторов обычно входят следующие компоненты:

- металлы VIII группы: никель, кобальт, платина, палладий, иногда железо;

- оксиды или сульфиды металлов VI группы: молибдена, вольфрама, иногда хрома;

- термостойкие носители с развитой удельной поверхностью и высокой механической прочностью, инертные или обладающие кислотными свойствами;

- модификаторы [1, с. 55].

Катализаторы гидроочистки могут терять первоначальную активность по следующим причинам:

- повышенная температура приводит к увеличению роли побочных реакций, среди которых и коксообразование, при этом происходит дезактивация, падает выход целевых продуктов, но увеличивается выход кокса и газа, поэтому температуру обычно поддерживают в пределах 340 - 370°С;

- потеря активного компонента. Во время регенерации при температуре около 600°С происходит возгонка оксида молибдена;

- низкая скорость десорбции образующихся продуктов с поверхности катализатора при недостаточном парциальном давлении водорода;

- изменение состава катализатора, например, при температуре 760°С активный оксид никеля превращается в неактивный алюминат никеля, при этом происходит спекание катализатора, снижение его активной поверхности. Когда сырье находится в паровой фазе, глубина обессеривания увеличивается с ростом парциального давления водорода. При нахождении сырья (или его части) в жидкой фазе лимитирующей стадией реакции обычно является транспорт водорода через пленку жидкости к поверхности катализатора. Скорость

диффузии водорода к поверхности катализатора зависит при этом от толщины пленки жидкости и растворимости в ней водорода [1, с. 58].

Существуют различные варианты модернизации технологии процесса гидроочистки депарафинизатов. В данном процессе основным аппаратом является реактор гидроочистки, от которого зависит эффективность протекания процесса. В связи с этим, с целью повышения эффективности работы установки, необходимо проводить усовершенствование данной стадии, а именно:

- замена слоя фарфоровых шаров на катализатор защитного слоя, что существенно замедляет полимеризацию непредельных углеводородов и позволит снизить отложение смол на поверхности основного катализатора.

Кроме того, активные металлы, содержащиеся, в составе защитного катализатора, обеспечивают гидрирование ненасыщенных связей и гидрогенолиз гетероорганических соединений. Понижение концентрации непредельных соединений в верхней реакционной зоне приводит к минимуму отложение смол на поверхности основного катализатора [2];

- использование каталитической системы обладающей более удельной производительностью по сырью, при которой достигается норма по содержанию серы в гидрогенизате, а также обладающей большим сроком службы [3];

- замена катализатора на широкопористый катализатор Ni-MoW/y-Al2O3. Широкопористый катализатор с высокой гидрирующей активностью по отношению к

смолам и тяжелым ПАУ, загруженный в верхней части реактора, обеспечит более качественную подготовку масляного сырья к преобразованию низкоиндексных компонентов в высокоиндексные - парафино-нафтеновые и легкие (моноциклические) ароматические углеводороды [4].

Глубина реакций гидрирования и гидродесульфуризации в выбранных условиях проведения процесса недостаточна для обеспечения требований API к базовым маслам II и III групп. Для производства масел с содержанием серы менее 0.03% мас., 90 и/или более % мас. насыщенных соединений из сернистых и высокосернистых нефтей требуется разработка нового катализатора [4].

Таким образом, на основании проведенного анализа действующей установки и патентно -информационного поиска были выявлены узкие места установки и предложены варианты ее совершенствования.

Список литературы

1. Солодова Н.Л., Нурмухаметова А.Р. Катализаторы гидроочистки // Вестник Казанского технологического университета, 2017. № 10. С. 53-60.

2. Ханзадян Б.М., Красильникова К.Ф. Анализ работы установки гидроочистки масел // Современные наукоемкие технологии, 2014. № 4. С. 172.

3. Абел Доминик Нья, Анищенко О.В. Модернизация реакторного узла процесса гидроочистки остаточных масел // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, 2017. № 2. С. 278.

4. Антонов С.А., Томина Н.Н., Сафронова Т.Н., Максимов Н.М. Изучение химических превращений масляного сырья в процессе гидрооблагораживания на модифицированных NiMo(S)/Al2O3 катализаторах // Башкирский химический журнал, 2011. № 3. С. 11-17.