Повышение эффективности процесса гидроочистки дизельного топлива

Размещено на http://www.allbest.ru/

Волгоградский государственный технический университет

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Руденко А.В. Магистрант,

кафедра органического и нефтехимического синтеза

В данной научной статье рассматривается способ повышения эффективности процесса гидроочистки дизельного топлива, а именно увеличение глубины гидрообессеривания дизельных фракций до остаточного содержания серы не более 10 ppm (что соответствует стандарту ЕВРО-5), путем замены каталитической системы фирмы Axens, используемой на производстве-аналоге, на отечественную систему ИК-ГО-1. В статье рассмотрены характеристики дизельного топлива, отвечающие стандарту ЕВРО-5, выявлены преимущества топлива, соответствующего последнему мировому стандарту, как для двигателей внутреннего сгорания, так и для окружающей среды. По итогам исследования было выявлено, что замена каталитической системы позволяет добиться необходимых результатов.

Ключевые слова: гидроочистка, дизельное топливо, ЕВРО-5, катализатор ИК-ГО-1.

Во многих странах мира нефтеперерабатывающая промышленность стоит перед решением проблем, связанных с введением более строгих спецификаций на моторные топлива и с изменением спроса на них. Особенно быстро в разных странах меняются спецификации на бензин и дизельное топливо (далее ДТ), вынуждая нефтепереработчиков инвестировать средства в строительство новых или в реконструкцию действующих установок. Увеличивающееся изо дня в день количество дизельных автомобилей (ведь все ведущие европейские производители в настоящее время имеют модели с дизельным двигателем), а вместе с тем и все более и более ужесточающиеся требования к ДТ обуславливают актуальность проблемы его очистки. По большей части ужесточения требований касаются содержания серы в топливе. Согласно последним стандартам (Евро-5) допускается ультранизкое содержание серы - 10 ppm. Под серой здесь понимается содержание сернистых соединений -- меркаптанов (R-SH), сульфидов (R-S-R), дисульфидов (R-S-S-R), тиофенов, тиофанов и др. Снижение содержания серы до таких показателей в ДТ может быть достигнуто путем гидроочистки.

Процесс гидроочистки дизельных фракций основывается на реакциях гидрогенизации, в результате которых соединения серы, кислорода и азота превращаются в присутствии водорода и катализатора в углеводороды с выделением сероводорода, воды и аммиака; олефины преобразуются в более стабильные углеводороды парафинового или нафтенового рядов в зависимости от их природы в исходном сырье [1].

В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 20 января 2012 г. № 2 с первого января 2016 года на территории Российской Федерации произойдет полный переход на экологический стандарт для топлив, предназначенных для двигателей внутреннего сгорания, регулирующий содержание вредных веществ в выхлопных газах Евро-5.

Характеристики ДТ стандарта Евро-5 [2]

Характеристика Норма

Цетановое число, не менее 51

Цетановый индекс, не менее 46

Плотность при 15 °С, кг/мі 820-845

Полициклические ароматические углеводороды, % (по массе), не более 11 гидроочистка дизельный топливо каталитический

Содержание серы, мг/кг, не более, для топлива 10

Температура вспышки в закрытом тигле, °С, выше 55

Зольность, % (по массе), не более 0,01

Содержание воды, мг/кг, не более 200

Общее загрязнение, мг/кг, не более 24

Смазывающая способность: скорректированный диаметр пятна износа

при 60 °С, мкм, не более

460

Кинематическая вязкость при 40 °С, ммІ/с 2-4,5

Температура помутнения, °С, не выше -16

Предельная температура фильтруемости, °С, не выше -5

Рассмотрим преимущества применения ДТ стандарта ЕВРО-5 для двигателя. В двигателе, работающем на ЕВРО-5, уменьшаются шум и вибрация, предотвращаются коррозионные процессы, облегчается запуск, снижается удельный расход топлива. Благодаря высокому цетановому числу топливо стандарта ЕВРО-5 оптимизирует процесс сгорания топливной смеси в двигателе автомобиля. Кроме того, топливо стандарта ЕВРО-5 предотвращает преждевременный износ деталей двигателя и позволяет увеличить срок службы системы нейтрализации отработанных газов, цилиндропоршневой группы и газовой аппаратуры.

Рассмотрим преимущества применения ДТ стандарта ЕВРО-5 для окружающей среды. Топливо стандарта ЕВРО-5 отличается низким содержанием полициклических ароматических углеводородов и серы. Благодаря этому уменьшается дымность отработанных газов, снижается выброс продуктов сгорания в атмосферу, в частности, твердых частиц, оксидов азота, окиси углерода, несгоревших углеводородов.

На установке типа П-24-1400/1 производительностью 1400000 тонн/год с каталитической системой фирмы «Axens» (катализатор защитного слоя АСТ 069 и АСТ 077, катализаторы гидроочистки HR 538 и HR 626) в данный момент производится ДТ, соответствующее стандарту ЕВРО-4. Высокая загрузка, высокая объемная скорость подачи сырья и, следовательно, заданная производительность установки, а также используемый катализатор не позволяют получать топливо, качество которого отвечает последним мировым стандартам ЕВРО-5. Решением данной проблемы без потери в производительности может послужить установка дополнительного реактора с целью увеличения объема катализатора и, следовательно, увеличения времени контакта газо-сырьевой смеси с катализатором. Данным технологическим решением можно увеличить степень гидроочистки дизельного топлива до остаточного содержания серы 10 ppm. Однако осуществление данного способа имеет технические сложности и требует больших материальных затрат. Наиболее простым способом модернизации установки с целью получения дизельного топлива соответствующего современным стандартам ЕВРО-5 является замена используемой каталитической системы фирмы Axens на систему ИК-ГО-1. Катализатор для процесса гидрообессеривания дизельных фракций ИК-ГО-1 имеет ледующий состав:

· мас.%: оксид молибдена МоО3 16,0-29,0, оксид кобальта СоО и/или оксид

· никеля NiO 3-8, фосфор 0,1-0,5, оксид урана 1-15, носитель - остальное, атомные соотношения

· Mo/Co(Ni) и Р/Мо в пределах 1,8-2,6 и 0,08-0,15 соответственно [3].

В ходе промышленной эксплуатации ИК-ГО-1 полностью подтвердил заявленные показатели. Выявлено, что использование данного катализатора гарантирует получение дизельных топлив с остаточным содержанием серы 10 ppm, что соответствует стандартам Евро-5. При этом условия получения таких топлив достижимы на любом российском НПЗ. Данный катализатор является более дешевым, чем используемый в данный момент на промышленном аналоге.

Литература

1. Технологический регламент установки гидроочистки дизельного топлива №16 типа П-24-1400/1 топливного производства ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка») / ООО «ЛУКОЙЛ-Волограднефтепереработка». Волгоград, 2010. 320 с.

2. ГОСТ Р 52368-2005 Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия 29.10.2009.

3. Климов О.В., Пашигрева А.В., Бухтиярова А.Г. и др. Опыт наработки и промышленной эксплуатации катализатора глубокой гидроочистки дизельных топлив ИК-ГО-1 // Матер. 8 Межд. форума ТЭК. С.-Петербурга 8 -10 апр. 2008 г. СПб. 2008. с. 247-277.

Размещено на Allbest.ru