1 / 21

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ТОПЛИВА И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ТОПЛИВА И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ. Лекция № 13. ГИДРОГЕНИЗАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ. Гидроочистка.

yitta
Télécharger la présentation

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ТОПЛИВА И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ТОПЛИВА И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ Лекция № 13 ГИДРОГЕНИЗАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ

  2. Гидроочистка • Гидроочистка предназначена для улучшения качества дистиллятов путём удаления серы, азота, кислорода, смолистых соединений, непредельных в среде водорода на катализаторе.

  3. Основные реакции: • Гидрогенолиз сернистых соединений (меркаптанов, сульфидов, дисульфидов, тиофенов): RSH+H2RH+H2S

  4. Основные реакции: • Гидрогенилиз азотсодержащих соединений: • Удаление кислородсодержащихсоединений: ROH+H2RH+H2O

  5. Основные реакции: • Гидрирование ненасыщенных соединений: • Гидрирование ароматических: • Гидрокрекинг: СnH2n+H2CnH2n+2 С10Н22+Н2 2С5Н12

  6. Основные реакции: • Превращение алкенов

  7. Основные реакции: • Превращение аренов

  8. Основные реакции: • Превращение аренов

  9. Основные реакции: • Превращение аренов

  10. Макрокинетика процесса • в первую очередь гидрогенолизу подвергаются неуглеводородные компоненты – из сырья удаляются гетероатомы в виде Н2О, NH3 и H2S. Одновременно идёт гидрирование углеводородов ненасыщенных; • 2) полициклические ароматические углеводороды и циклоалканы гидрируются в замещенные моноциклические; • 3) алканы изомеризуются и расщепляются значительно труднее (жесткие условия) – насыщение последнего ароматического кольца, гидрогенолиз алканов и моноциклоалканов.

  11. Макрокинетика процесса • Расщепление и изомеризация – реакции первого порядка. • Гидрирование и деструктивное гидрование – второго порядка. • В целом гидрокрекинг можно представить кинетическим уравнением реакций первого порядка с торможением реакции продуктами. • Кажущаяся энергия активации гидрокрекинга вакуумного газойля в интервале температур 380–420 °С составляет 140–250 КДж/моль. • Тепловой эффект реакции гидрокрекинга может изменяться от 208 до 834 КДж/кг сырья.

  12. Технологические параметры процесса • Водородсодержащий газ подаётся в количестве 500–2000 м3/м3 сырья. • Оптимальная температура составляет 300–425 °С. • Объёмная скорость поддерживается в интервале 2–5 ч-1 • Давление составляет около 2–5 МПа

  13. Гидроочистка различного вида сырья

  14. Гидроочистка дизельного топлива • осуществляется на алюмокобальтмолибденовом катализаторе (удаляются сера, азот, кислород, металлоорганика, гидрируются олефиновые и диеновые углеводороды).

  15. Гидроочистка дизельного топлива • Скорость гидрогенолиза (r) сернистых соединений в литературе описывается уравнением

  16. Гидроочистка дизельного топлива • Выход гидроочищенного дизельного топлива ВД.Т., % (мас.) • Расход водорода на гидроочистку: • 1) на гидрогенолиз сероорганических соединений; • 2) гидрирование непредельных углеводородов; • 3) потери водорода с отходящими потоками (с отдувом и жидким гидрогенизатом).

  17. Гидроочистка дизельного топлива • Расход водорода на гидрогенолиз сероорганических соединений G1 – расход 100 % Н2 (% мас.) на сырье; ΔS – количество серы, удаляемой при гидроочистке; m – коэффициент, зависящий от характера сернистых соединений. Значение коэффициента m равно: для свободной серы – 0,0625; меркаптанов – 0,062; циклических и алифатических сульфидов – 0,125; дисульфидов – 0,0938; тиофенов – 0,250; бензитиофенов – 0,187.

  18. Гидроочистка дизельного топлива • Расход водорода на гидрирование непредельных углеводородов G2 – расход 100 % Н2 (% мас.) на сырье; ∆Cn – разность содержания непредельных углеводородов в сырье и гидрогенизате, % (мас.) на сырье, считая на моноолефины; М – средняя молекулярная масса сырья (рассчитывается по эмпирической формуле).

  19. Гидроочистка дизельного топлива • Мольную долю водорода, растворенного в гидрогенизате, можно рассчитать из условий фазового равновесия в газосепараторе высокого давления: – мольные доли водорода в паровой и жидкой фазе; – константа фазового равновесия (для условий газосепаратора высокого давления при 40 ºС и 4 МПа Кр = 30).

  20. Гидроочистка дизельного топлива • Рассчитывают G3 – потери водорода от растворения в гидрогенизате; G4 – потери водорода за счет его диффузии через стенки аппаратов и утечки через неплотности (механические потери).

  21. Материальный баланс гидроочистк • Взято: • Сырье • Водородсодержащий газ, • в том числе 100 % Н2 • Получено: • Дизельное топливо (Вд.т.) • Сероводород • Бензин (Вб) • Сухой газ (ВГ, механические потери Н2 в балансе присоединения к сухому газу).

More Related