2. Влияние технологических параметров на процесс гидроочистки

На процесс гидроочистки оказывает влияние температура в реакционной зоне, объемная скорость подачи сырья, парциальное давление водорода в реакторе и кратность циркуляции водорода.

Температура. Правильно выбранный интервал рабочих температур обеспечивает как требуемое качество, так и длительность срока службы катализатора. Степень обессеривания возрастает с повышением температуры при той же активности катализатора. При значительном повышении температуры ускоряются реакции разложения углеводородов и насыщения непредельных углеводородов по сравнению со скоростью реакций гидрирования сернистых соединений, при этом возрастает выход газов и легких углеводородов, увеличивается коксообразование и расход водорода, уменьшается избирательность действия катализатора по отношению к сере и рост степени обессеривания замедляется.

Гидроочистка сырья изомеризации проводится при температуре 315 – 343 °С. В начале пробега катализатора устанавливается минимальная температура, обеспечивающая заданную глубину очистки сырья.

Повышение температуры следует проводить лишь в том случае, когда вследствие снижения активности катализатора заданная глубина очистки не достигается. Несвоевременное повышение температуры ускоряет закоксовывание катализатора, не увеличивая существенно глубину очистки.

Температура влияет не только на скорость реакций, протекающих на поверхности катализатора, но и на скорости диффузии, особенно в смешанных системах. Вследствие увеличения летучести углеводородов с повышением температуры уменьшается количество жидкой фазы, что ведет к увеличению скорости диффузии. Поэтому слишком занижать температуру гидроочистки также не следует, так как при этом могут создаться условия, способствующие значительному образованию жидкой фазы и замедлению процесса гидроочистки.

Реакции, протекающие в процессе гидроочистки, экзотермичны. Реакторный узел секции гидроочистки работает в адиабатическом режиме.

Наиболее быстро протекают реакции обессеривания, но наибольшее количество тепла выделяется в ходе реакций насыщения олефинов.

Реакции гидрирования кислородсодержащих и азотсодержащих соединений протекают значительно труднее реакций обессеривания, поэтому при наличии этих соединений рабочие условия процесса гидроочистки должны быть более жёсткими.

Объемная скорость – это отношение объема жидкого сырья, подаваемого в реактор в течение 1 часа, к объему катализатора.

Диапазон изменения объёмной скорости на катализаторе S-120 (объем загружаемого катализатора 9,8 м³) для секции гидроочистки составляет 6 – 10 ч^-1.

С понижением объемной скорости степень обессеривания возрастает, однако вместе с этим снижается количество пропускаемого через реактор сырья и, следовательно, производительность установки.

Увеличение объемной скорости жидкого сырья ведет к снижению интенсивности всех каталитических и термических реакций, при этом уменьшается расход водорода и образование кокса на катализаторе.

При снижении объемной скорости подачи сырья температура на входе в реактор должна быть понижена и, наоборот, при этом необходимо контролировать качество стабильного гидрогенизата, не допуская увеличения примесей в сырье изомеризации.

Давление. Повышение давления при неизменных прочих параметрах вызывает увеличение глубины гидроочистки за счет увеличения парциального давления водорода и углеводородного сырья, уменьшение коксообразования и увеличение срока службы катализатора. Парциальное давление водорода в реакторе увеличивается с повышением концентрации водорода в водородсодержащем газе. Минимально допустимое содержание водорода в циркулирующем ВСГ составляет 70 % об.

С другой стороны, при повышении общего давления увеличивается содержание жидкого компонента в системе, что замедляет протекание реакций, за счет снижения скорости диффузии водорода. Активные центры катализатора в заполненных жидкостью порах практически не участвуют в реакции.

Кратность циркуляции водорода. Для повышения парциального давления водорода и интенсификации гидроочистки процесс проводится в присутствии избытка водорода, что обеспечивается за счет циркуляции непрореагировавшего ВСГ. Кратность циркуляции водорода выражается отношением объема водорода в циркулирующем ВСГ в нормальных кубических метрах к объему сырья в кубических метрах и составляет для секции гидроочистки 80 – 90 м³/м³. С увеличением кратности циркуляции водорода растет скорость реакций, однако заметное возрастание скорости реакций при этом происходит только до определенного предела, после которого происходит снижение степени гидроочистки, что связано с сокращением времени контакта сырья с катализатором.

Постоянство концентрации водорода в циркулирующем ВСГ обеспечивается подпиткой свежим водородом и отдувкой части ВСГ для предотвращения накопления сероводорода, газообразных углеводородов и инертных примесей.