12. Начертить принципиальную схему установки 24-7 гидроочистки дизельного топлива. Назвать потоки и основные аппараты.

Р и с. 2.8. Принципиальная технологическая схема установки Л-24-7 (насосы не указаны):

1,5 – трубчатые печи; 2 – реактор; 3 – сепаратор высокого давления; 4 – сепаратор низкого давления; 6 – стабилизационная колонна; 7 – сепаратор; 8 – теплообменники; 9 – холодильники; I – сырье; II – ЦВСГ; III – СВСГ; IV – отдуваемый водородсодержащий газ; V – бензин – отгон; VI стабильный гидрогенизат.

13. Материальный баланс гидроочистки бензина, дт, вакуумного газойля: перечислить в каждом случае получаемые продукты, дать примерный выход основного продукта.

Статьи баланса	Бензиновая фракция	Керосиновая фракция	Дизельная фракция	Вакуумный газойль
Взято:
Сырье	100	100	100	100
Н2 100 %-ный на реакцию	0,15	0,25	0,40	0,65
Получено:
Гидроочищенная фракция	99,00	97,90	96,90	86,75
Дизельная фракция	-	-	-	9,20
Бензин-отгон	-	1,10	1,30	1,30
Углеводородные газы	0,65	0,65	0,60	1,50
Сероводород	-	0,20	1,20	1,50
Потери	0,5	0,4	0,4	0,4
ИТОГО	100,15	100,25	100,40	100,65

14. Гидроочистка дизельных фракций: основные реакции, катализаторы, диапазон значений технологических параметров.

I. Реакции гидрирования сернистых соединений:

Схемы реакций каталитического разложения основных сернистых соединений в присутствии водорода можно представить следующим образом :

а) меркаптанов:

RSН + H₂ = RН + H₂S

б) cульфидов:

ациклические RSR₁ + 2H₂ = RH + R₁H + Н₂S

моноциклические

Н₂С - СН₂

¦ ¦ + 2 H₂ = H₂S + C₄H₁₀

Н₂С CH₂

\ /

S

в) дисульфидов

RSSR₁ + 3 Н₂ = RН + R₁H + 2H₂S

г) тиофена

CН₂- СН₂

¦ ¦ + 4Н₂ = С₄Н₁₀ + Н₂S

CН₂ СН₂

\ /

S

д) бензотиофена

// \ ---- // \ _C₂Н₅

¦ ¦¦ ¦¦ + 3H₂ = ¦ ¦¦ + H₂S

\\ / \ / \\ /

S

ж) дибензотиофена

// \ __ // \

--> ¦ ¦¦ ¦ ¦¦ + H₂S

// \ --- / \\ ¦ \\ / \\ /

¦ ¦¦ ¦¦ ¦ + XH₂--¦

\ / \ / \ / ¦

S ¦ // \ _ // \

--> ¦ ¦¦ ¦ ¦ + Н₂S

¦ \\ / \ /

¦

¦ / \ _ / \

--> ¦ ¦ ¦ ¦ + H₂S

\ / \ /

Глубина протекания реакций обессеривания по данным проекта составляет:

• в реакторе Р-1 ( 3) - 50 % ;

• в реакторе Р-2 ( 4) - 35 % .

В перечисленных реакциях первичной является разрыв связи углерод - сера и присоединение водорода к образующимся осколкам молекул.

Устойчивость сернистых соединений увеличивается в следующем ряду: меркаптан < дисульфид < сульфид < тиофен.

Прочность S-S-связей в дисульфидах с алифатическими радикалами не зависит от длины алкильных цепей. Прочность связи S-S в дисульфидах с ароматическими радикалами меньше, чем с алифатическими. Реакции протекают при температурах 320-400 ^оС, давлении до 45 кгс/см² и объемной скорости подачи сырья до 4.

II Реакции гидрирования азотистых соединений

а) Легче всего гидрируются соединения, содержащие азот в аминогруппах:

// \ / CH₂NH₂ // \

¦ ¦¦ + H₂ = ¦ ¦¦ + NH₃

\\ / \\ /

б) Анилин, содержащий аминогруппу, связанную с ароматическим кольцом, гидрируется значительно труднее

// \ /NH₂ // \

¦ ¦¦ + H₂ = ¦ ¦¦ + NH₃

\\ / \\ /

в) Хуже всего удаляется азот из соединений, содержащих его в циклических структурах.

// \ / \

¦ ¦¦ + 3H₂ = ¦ ¦ + H₂ = C₅H₁₀ + NH₃

\\ / \ / пентан

N NH изопентан

пиридин

г) Пиррол гидрируется до бутана и аммиака:

--

¦¦ ¦¦ + 2Н2 = С4Н10 + NH3

\ /

NH

д) Гидрирование бициклических и полициклических аренов начинается с кольца,

содержащего гетероатом:

// \ / \\ // \ /CH₂ - CH₂ - CH₃

¦ ¦¦ ¦ + 2H₂ = ¦ ¦¦ + NН₃

\\ / \ // \\ /

N

Хинолин Пропил-бензол

Как видно из приведенных схем, началом всех реакций является насыщение гетероциклического кольца, затем происходит разрыв гидрированного кольца с образованием смеси первичных и вторичных аминов. Следующая стадия - дальнейший гидрогенолиз с образованием ароматических углеводородов с короткими боковыми цепями, парафиновых углеводородов и свободного аммиака .

III. Реакции гидрирования кислородных соединений

Кислород в среднедистиллятных фракциях нефтепродуктов может быть представлен соединениями типа спиртов, эфиров, фенолов, нафтеновых кислот.

При гидрогенизации кислородосодержащих соединений образуются соответствующие углеводороды и вода.

// \ /COH // \

¦ ¦¦ + Н₂ = ¦ ¦¦ + Н₂О

\\ / \\ /

фенол пропил-бензол

OH

/ \\-CH₂ / \\-CH₃

¦¦ ¦ + Н₂ = ¦¦ ¦ + H₂O

\ // \ //

O- крезол толуол

С₆H₁₁ OOH + 3H₂ = C₆H₁₄ + 2H₂O

гидропере-

кись гексана гексан