Дизель отынын гидротазалау қондырғысының жобасы

1.Гидротазалау.
Кіріспе
1.1.Гидротазалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2. Гидротазалау процестерінің даму тарихы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.3. Гидротазалау процестерінің негізгі параметрлері ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4. Дистилятты фракцияларды гидротазалаудың
катализаторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2. Гидротазалау процесі және аппаратты таңдау негіздемесі
2.1.Гидрокрекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.2. Отын фракцияларын гидротазалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.3 Вакуум дистилляттарын гидротазалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.4 Гидротазалау қондырғысының технологиялық сызбасы ... ... ... ... ... .
2.5. Дизель отынының гидротазалау қондырғысының реакторы ... ... ... ..
3. Технологиялық есептеулер: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.1. Материалдық баланс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.2. Жылулық баланс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4. Гидротазалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
5. Қауіпсіздік ережелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
6. Қоршаған ортаны қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Қорытынды. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Қолданылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

Тәуелсіздік алғаннан кейін елімізге химия және мұнай химиясы өндірісін жасап,оны әрі қарай дамытпайынша, Қазақстанның алдыңғы қатарлы ел болуы мүмкін емес.
Қазақстанда барлық көмірсутек шикізатының 2%-ы бар және ол мұнайды шетелге шығаратын елдердің қатарына жатады. Бірақ, біздер тек табиғи байлысты сатумен ғана шектелмеуіміз керек. Қазақстанның 2030 даму /1/ стратегиясында: «Қазақстан үшін индустриялық технологиялық стратегия жасау қажеттігі дүниежүзілік тәжірибемен анықталған.
Шикізаттың бір түрін ғана шығаратын ел болып қалмау үшін біз мұнай және газ өңдеу, химия және мұнай химиясын өте қарқынды дамытуымыз керек».Жер шарында мұнайдың пайда болғанына шамамен 65-225 млн. жыл бұрын органикалық қалдықтардың ыдырауынан деген болжам бар. Ол кездер шамамен триас, Юр және Бор дәуірлері- деп болжамдалуда.
Мұнай - ең маңызды сұйық пайдалы қазба. Бірақ оны дұрыс пайдалана білмесе, тіршілік атаулына зардабын тигізеді. Жыл сайын дүниежүзілік мұхитқа 10 млн тоннадай мұнай өнімдері төгіледі. Жердің жасанды серіктерінен түсірілген фотосуреттер, мұхиттар мен теңіздерде тікелей жүргізілген бақылау нәтижелері мұхит бетінің шамамен 1/3 мұнай кілегейі жапқанын көрсетеді. Бұл бүкіл әлем бойынша үлкен зардап келтіреді.

Пайдаланылған әдебиеттер:
1. «Мұнай және газ химиясы мен технологиясы» - Г. Қ. Бишімбаева, А. Е. Букетова. - Алматы : Бастау, 2007.

2. «Мұнай-газ секторындағы басқару» - Доғалова, Гүлнәр Нәжмиденқызы - Алматы : Экономика, 2007.

3. «Мұнай, мұнай өнімдері» - Серікбаева Жаса.- Химия мектепте, 2004ж.

4. « Қазақстанның мұнайхимиясы өнеркәсібінң жағдайы, проблемалары мен болашағы» Коныспаев С.Р. 2005ж. №1

5. Сериков Т.П., Оразбаев Б.Б. «Технические схемы переработки нефти и газа в Казахстане», Учеб.пособие для вузов, Атырау, 1993

6. Мановян А.К. «Технология первичной переработки нефти и природного газа», Учеб.пособие для вузов, М., Химия, 2001.

7.Серіков Т.П., Ахметов С.А. «Мұнай және газды терең өңдеу технологиясы», 3 томды, Атырау, 2005

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 34 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны:

Кіріспе.
БАТЫС ҚАЗАҚСТАН АУМАҒЫНДАҒЫ МҰНАЙ КЕН ОРЫНДАРЫНЫҢ
ИГЕРІЛУІ. ЭКОЛОГИЯЛЫҚ
МӘСЕЛЕЛЕРІ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..

1.Гидротазалау.

1.1.Гидротазалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2. Гидротазалау процестерінің даму
тарихы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.3. Гидротазалау процестерінің негізгі
параметрлері ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4. Дистилятты фракцияларды гидротазалаудың

катализаторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ...
2. Гидротазалау процесі және аппаратты таңдау негіздемесі
2.1.Гидрокрекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2. Отын фракцияларын
гидротазалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3. Вакуум дистилляттарын
гидротазалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4. Гидротазалау қондырғысының технологиялық
сызбасы ... ... ... ... ... .
2.5. Дизель отынының гидротазалау қондырғысының
реакторы ... ... ... ..
3.Технологиялық
есептеулер: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ..
3.1.Материалдық баланс
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ...
3.2.Жылулық
баланс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... .
4.
Гидротазалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5. Қауіпсіздік
ережелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ...
6. Қоршаған ортаны
қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ...
Қорытынды.
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ...
Қолданылған
әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ...

БАТЫС ҚАЗАҚСТАН АУМАҒЫНДАҒЫ МҰНАЙ КЕН ОРЫНДАРЫНЫҢ
ИГЕРІЛУІ. ЭКОЛОГИЯЛЫҚ МӘСЕЛЕЛЕРІ.

Тәуелсіздік алғаннан кейін елімізге химия және мұнай химиясы өндірісін
жасап,оны әрі қарай дамытпайынша, Қазақстанның алдыңғы қатарлы ел болуы
мүмкін емес.
Қазақстанда барлық көмірсутек шикізатының 2%-ы бар және ол мұнайды
шетелге шығаратын елдердің қатарына жатады. Бірақ, біздер тек табиғи
байлысты сатумен ғана шектелмеуіміз керек. Қазақстанның 2030 даму 1
стратегиясында: Қазақстан үшін индустриялық технологиялық стратегия жасау
қажеттігі дүниежүзілік тәжірибемен анықталған.
Шикізаттың бір түрін ғана шығаратын ел болып қалмау үшін біз мұнай
және газ өңдеу, химия және мұнай химиясын өте қарқынды дамытуымыз
керек.Жер шарында мұнайдың пайда болғанына шамамен 65-225 млн. жыл бұрын
органикалық қалдықтардың ыдырауынан деген болжам бар. Ол кездер шамамен
триас, Юр және Бор дәуірлері- деп болжамдалуда.
Мұнай - ең маңызды сұйық пайдалы қазба. Бірақ оны дұрыс пайдалана
білмесе, тіршілік атаулына зардабын тигізеді. Жыл сайын дүниежүзілік
мұхитқа 10 млн тоннадай мұнай өнімдері төгіледі. Жердің жасанды
серіктерінен түсірілген фотосуреттер, мұхиттар мен теңіздерде тікелей
жүргізілген бақылау нәтижелері мұхит бетінің шамамен 13 мұнай кілегейі
жапқанын көрсетеді. Бұл бүкіл әлем бойынша үлкен зардап келтіреді.
Мұнай мұхиттағы ірі сүтқоректілер: китке, дельфинге, итбалыққа және
құстарға зиян келтіреді. Егер итбалық су бетіне мұнай жайылған жерден
шығып, терісіне дақ түсірсек ондай тері жылытудан қалады. Сол сияқты
мамығы бөлінген құс та суықты көтере алмайды. Онымен қоймай құстұмсығымен
қауырсынын тазалаймын дегенде мұнай тамшыларын жұтып, уланады. Мұнаймен
уланса кит те өледі. Сөйтіп, мұнайдан теңіз әр түрлі жолдармен ластанады.
Мұнай түзілу - өте күрделі, көп сатылы және көп уақыт
жүретін химиялық процесс, оның тетігінің кейбір сәттері әлі белгісіз.
Себебі бастапқы органикалық
материалдар шашыранды түрінде, оның мұнай мен газға айналу өнімдері де,
әуелгі кезде мұнай аналық көбінесе балшық қабатында кездесуі әбден ықтимал.
Мұнайдың түзілуін анықтау қазіргі ғылымның ең күрделі проблемасы болып
табылады. Мұнайдың анорганикалық түзілу теориясын алғашқылардың бірі болып
Менделеев 1877 жылы ұсынды. Оның жорамалы бойынша мұнай көмірсутектері жер
астында металл карбидтерінің сумен әрекеттесуінің нәтижесінде түзіледі.
Бірақ мұнай құрамындағы көптеген әр түрлі құрылымды көмірсутектердің пайда
болуына карбид теориясымен түсіндіру мүмкін емес.
Мұнайды жер қойнауынан алу үшін әр түрлі қашауларды пайдаланады.
Олар
тісті конустардан тұрады. Жыныс бетінде қозғалғанда оларды майдалайды және
ұнтақтайды. Соңғы кездері алмазды қашауларды қолдана бастады. Жұмыс кезінде
қашау турбо бұрғы немесе электр бұрғысы арқылы үнемі қозғалып тұру керек.
Мұндай жағдайда қашаумен бірге жер астынан көп сатылы турбина немесе электр
қозғалтқышын түсіреді, олар қашауды іске қосады. Бұл өте жетік әдіс. Жер
астынан майда ұнтақталған жыныстарды оған бұрғылау құбырлары арқылы сазды
ерітінді жіберіп, ығыстырып шығарады. Бұл ерітіндінің бұрғылауда маңызы өте
зор.Оның көмегімен бұрғылау инструменттері салқындатылады, жер беті
цементтеледі.Бұл оның бұзылуынан сақтайды және судың, мұнайдың, газдың
құбырдан шығуын болдырмайды.Қазіргі кезде бұрғылау 6–7 км. тереңдікке шейін
жүргізіледі.Өнім қабатына жеткенде оған жоғары жағынан құбырлар шоғыры мен
ысырмамен және штуцериен жабдықталған құбырлар коллоннасын түсіреді,ол ашық
фонтан болдырмас үшін қажет.
Қазіргі уақытта Қазақстан Республикасының мұнай өндіретін
аймақтарында, әсіресе бұрыннан мұнай өндіретін Кен орындарында,далада
мұнайдың және мұнай шламдарының өте көп мөлшері жинақталған.Ресми
деректерге сүйенсек, мұнайлы қалдықтар мөлшері 30 млн тоннаға жуық, 2000-
нан аса мұнайлы көлдер бар және кеніштердің үлкен аумағы мұнай және мұнай
өнімдерімен ластанған. Қазақстанда үш үлкен мұнай өңдейтін зауыттар (
Атырау, Павлодар, Шымкент) тек мұнайды атмосфералық,дистилдеумен ғана
шектеліп өте қарапайым сызбанұсқамен жұмыс істейді.Мұнайды қайта өңдеудің
екіншілік процестерінің ішінен тек бензинді тікелей айдаудың каталитикалық
реформингісінен дизель отынын гидротазалау ғана жұмыс істейді. Осының
салдарынан Қазақстандағы мұнай өңдеу зауыттарындағы мұнай өнімдерінің
өзіндік құны өте жоғары. Тәуелсіз жылдарында салынған ең алдыңғы қатарлы
өнеркәсіп Қарашығанақ газ конденсатының барлығы дерлік шетелге жіберіледі.
Қазақстанда өндірілген 30 млн тонна мұнайдың 24 млн тоннасын сатқан.
Мұнда таза мұнай өнімдерінің барлығына да экспортпен импорт арасындағы
кіріс пен шығыс айырымы қайшы келді. Республикамызда мұнай мен химияның
үлкен қоры бар.Мәселен, қазіргі кезде Қазақстанда мұнайдың 129 кен орны бар
десек, оның 80 кен орны – мұнайлы, ал 24 кен орны газ мұнайлы, 21 кен орны
мұнай газ конденсаты болып келеді. Мұнай мен газдың көп мөлшері біздің
Батыс Қазақстанда орналасқан. Мұнай көзі алғаш рет 1911 жылы Доссада Орал –
Ембі бассейнінде ашылды.Бұл мұнайлы ауданға 60-шы жылдардағы Өзен және
Жетібай жартылай Маңғыстау бассейндері жатады. Басқа да Қаражанбас және
Қаламқас (Атырау), Қарашығанақ (Орал), Жаңажол (Ақтөбе) деп аталатын кен
орындары табылды. Өңделіп жатырған Теңіз, Жаңажол және Қарашығанақ
жерлерінен мұнай және газ көп мөлшерде алынып, халық шаруашылығының дамуына
мүмкіндік беріп отыр, олар бір мезгілде экологиялық жағдайға байланысты
күрделенеді. Ауа бассейні олардың айналасындағы газ қоспаларын тазартады,
жергілікті тұрғындарды таза сумен қамтамасыз етеді.

Гидротазалау.
Катализді риформингте жоғары октанды бензиннің шығымы процестің жүру
жағдайына байланысты екені белгілі. Риформинг процестің жүру жағдайлары
неғұрлым қатаң болса соғұрлым октан-тонн шығымы жоғары болады. Октан-тонн
деп риформинг катализаттың немесе кез келген басқа компоненттің оның октан
санына көбейтіндісін айтады.
Риформингтің қатаң жағдайы қысымның төмендеуімен және температураның
өсуімен аныкталады. Бұл жағдайда ароматтау реакциялар толықтау және
жылдамдау жүреді. Дегенмен қатаңдықтық өсуі катализатордың активтілігін
және тұрақтылығын төмендетеді, ал активтілігі төмен катализаторлар реакция
барысында каталитикалық улармен уланады. Күкіртті мұнайларды өндегенде
жинақталған күкірт катализаторды уландырады. Шикізаттың құрамында күкірттің
мөлшері неғұрлым аз болса жағдай қатаңдаған сайын соғұрлым катализатор ұзақ
уақыт активтілігін сақтайды. Ең күшті катализдік уларға мұнайдағы
гетероатомды қосылыстар жатады, әсіресе күкіртті қосылыстар. Сондықтан
риформингтің алдында шикізатты гидротазалауға ұшыратады.
Мұнайөнімдерді гидротазалау немесе катализдік асылдату- МӨЗ-дарда
өте маңызды. Гидротазалау процесті түрлі мұнай фракцияларын гетероатомды
қосылыстардан тазалау мақсатында колданады. Гидротазалау кезінде бір
мезгілде тұрақсыз шектеусіз көмірсутектердің гидрлену арқылы сәйкес
шектелген қосылыстар түзіледі.
Гидротазалауды әдетте гидрлеуші катализаторларда жүргізеді.
Гидротазалау катализаторларына қойылатын негізгі талап – каталитикалық
уларға, әсіресе күкіртті қосылыстарға тұрақты болуы. Процестің тиімділігі
катализатордың активтілігіне тәуелді.
Гидротазалау процестің негізінде гетероатомды қосылыстардың
экзотермиялық гидрлену реакциялар жатады. Бұл реакциялар нәтижесінде
сутегісіз заттар бөлінеді:

RSR+2H2( 2RH+H2S
RNHR+2H2( 2RH+NH3
Күкірторганикалық қосылыстар катализаторларда сутегі қысымының
күкіртсутекке H2S және көмірсутектерге ыдырайды. Кәдімгі жағдайда
күкіртсутек газ тәрізді зат, мұнайөнімді қыздырғанда бөлініп шығады.
Суармалау колонналарда түзілетін күкіртсутекті суға сіңіртеді, соңынан одан
элементті күкіртті немесе концентрлі қышқылын алады.
Жалпы айтқанда мұнайды және мұнай дистилляттарын күкіртқұрылымды
қосылыстардан тазалау әдістерді екі топқа бөлуге болады:
1. күкірторганикалық қосылыстарды ыдыратып отындардан шығарып тастау
тәсілдері;
2. бір мезгілді күкірттің органикалық қосылыстарын (КОҚ) таңдамалы бөліп
алу және мұнай фракцияларын тазалау әдістері.
Күкірттің үлесін 85-97%-ға төмендететін, күкіртсутек пен
комірсутектер түзілетін C-S – байланыстың гидрогенолизіне негізделген ең
қолайлы деп каталитикалық гидротазалау іске асырылады.
Гидрогенолиз күкірттің барлық органикалық қосылыстардың топтарына
сипатты реакция (КОҚ):

Тұрақтылықтарына сәйкес келетін КОҚ-ның гидрлену жылдамдығы мына ретте
артады: меркаптандар(дисульфидтер(сульфидте р= тиофандар( тиофендер.
Гидрогенолиз жағдайларын өзгеруі – сутегі қысымының жоғарлануы,
катализатордың активтілігі өсуі, температураның өзгеруі – КОҚ-дың гидрлену
процесіне белсенді әсер етеді.
Гидротазалаудан тузілген күкіртсутегі одан әрі элементті күкірт және
күкіртті қышқыл алуға қолданылады. Мұнай фракцияларын гидрокүкіртсіздену
процесінде сонымен қатар гидрокрекинг, нафтенді КС-дің дигидрлену,
парафинді КС-дің дегидроциклдену және ароматты КС-дің гидрлену процестері
жүреді. Ең көп таралған және өндірістік тиімді күкірт алу тәсілі – Клаус
процесі – күкіртсутектің каталитикалық конверсиясы болып саналады.
Түзілген H2S ұсталып элементтік күкіртке Клаусс процесс арқылы
айналдырады.Түзілген күкірттің шығымы 99,9% .
Клауса әдісі бойынша түзілген H2S оттегінің жеткіліксіз мөлшердегі
қатысуымен жандыру нәтижесінде түзілген күкірт диоксиді қалған жанбаған
күкіртсутекпен әрекеттесу арқылы титанооксидті катализатордың қатысуымен
элементті күкіртке айналады және сілтілік ерітіндімен жойылады. Солай етіп
түзілген күкірт булары консацияланалы. Булардың негізінде мына реакциялар
жатады:
-термиялық тотығу сатысында:
H2S + 32 O2( H2O + SO2 + Q
(1)
-каталитикалық өзгеру сатысында:
H2S + SO2 ( 2H2O + 3n Sn +Q
(2)
-сонымен қатар мүмкін болатын реакциялар:
2H2S + O2 (2H2O + S2
(3)
S2 + 2O2 ( 2 SO2.
(4)
Реакция (2) бойынша күкірттің 70% түзіледі және каталитикалық
сатысының алдында алуға тиісті бірталай жылу бөлінеді. Күкірттің жану
бөлімінде термиялық тотығу кезінде температура 1600оС-дан жоғары болуы
мүмкін.
2 және 3 реакциялардан түзілген күкірттің шығымы айналу дәрежесін 95%-
ке дейн жеткізуге қолайлы жағдай жасайды. Сондықтан катализдік конвенсияны
екі сатыда жүргізу және әр бір сатысында күкіртті шығарып тұру жөнді.
Клаус процестің элементарлы күкірттің өндірісінің принципті
технологиялық схемасы 39 суретте келтірілген. Процесс үш сатыда жүреді.
Біріншісі – термиялық. Екінші мен үшіншісі – каталитикалық сатылар.

39-сурет. Күкірт өндіру Клаус процесінің технологиялық схемасы:
I - күкіртсутегі I I- ауа III- күкірт IV- су
буы
V- газдар VI- конденсат
Термиялық сатысы реактор – генератор жану камерасында жүреді, қышқылды
газ ауау қатысымен жанады. Жану өнімдері H2S реактордың П-1 пешінен
конденсатордың түтікті байламынан реакциялық газдар су буын тузе 1600С-қа
дейін салқындайтын Т-1 – қазанутилизатордан өтеді. Бұл температурада
күкірттің тұтқырлығы минимальді мәніне жақын. Конденсацияланған сұйық
күкірт арнайы жинағыш камерасына ағып түседі.
Одан әрі Р-1 және Р-2 реакторларда H2S және SO2-нің екісатылық
каталитикалық конверциясы П-2 және П-3 пештерде газдарды қыздыру және әр
бір сатыдан кейін жылуды Т-2 және Т-3 қазанутилизаторларда пайдаға асыру
арқылы жүргізеді.
Реакторға жіберер алдында газдар 2400С температураға дейін қыздырылып
Клаустың каталитикалық реакциясы катализатордың қабатында өтеді.
Каталитикалық конверцияның екінші сатысы газдары Т-3 қазанутилизаторда
салқындап С-1 – сепараторда күкірттің механикалық жолымен ілесе кеткен
тамшыларынан босатылады.
Күкіртжинағыштан бөлінген газдар отынды газ арқылы жұмыс істейтін П-4
пешке барады. Ол жерде күкірттің реакцияласпаған қосылыстарын ауаның
артығында 600-6500С температурада аяғына дейін жандырады.
Мұнайөнімдерде азот негізінде гетероциклді қосылыстарда – пиррол және
пиридиннің туындылары күйінде болады. C-N – байланыстың гидрогенолизі
C-S – байланысқа қарағанда қиындау жүреді. Олардың арасындағы аминдер
жеңілдеу гидрленеді:
C6H5CH2NH2 C6H5CH3 +NH3
Циклді құрылымдардан азот ең қиын бөлінеді. Пиридин пентан мен
аммиакка айналады:

Би- және полициклді арендердің гидрленуі гетероатомды сақинадан
басталады. Гетероциклді қосылыстар құрамында азоты бар сақинада гидрленіп
көміртек – азот байланысы үзіледі де аммиак күйінде бөлінеді:

Оттекті қосылыстардың көбісі шайырлар мен асфальтендерде жинақталған.
Оттекті қосылыстардың гидрогендеуінен сәйкес көмірсутектер мен су түзіледі:

RC6H4OH RC6H5 +H2O

Гидротазалау арқылы металорганикалық қосылыстардың көбісін (75-95%)
шығуға мүмкіндік береді. Мұнай фракцияларындағы металорганикалық қосылыстар
активті катализаторда ыдырап катализді зәр болатын бос метал күйінде
түзіледі.
Гидротазарту процесі әр уақытта бір сатыда жұмсағырақ жағдайда іске
асырылады (3600- 4200С, 2,5-6 МПА).

Гидротазалау процестерінің даму тарихы.
Гидротазалау процестеріөндірістік масштабта 1927 жылы әлемде алғаш рет
Германияда шайыр және көмірді гидротазалау қондырғысын қолданудан бас-тау
алды.Кейінірек Англияда мұнайлы емес шикізаттан жасанды сұйық от-ындарды
алу қондырғысын қолданудан бастау алады.
Көмірді диструктивті гидротазалау қондырғысы көп сатылы күрделі про-
цесс,(30-70МПа) қысымда және (420-500˚С)температурада өткізіледі.
Алғашында аз активті және қалпына келмейтін темір катализаторында. Ке-
йін өнімділігі төмен қымбат периодты темір-бу әдіспен алынатын вольфрам
сульфиді негіздегі катализаторларын қолданған.
Жедел дамушы мұнай өңдеуде кеңінен алдымен отын фракцияларын гидро-
тазалаудың каталитикалық процестерін қолдану орын алған.Кейіннен жоғары
қайнайтын дистиляттарын гидрогеницациялық өңдеу қолданыс тапқан.
Гидротазалау процестерінің мақсаттары әр түрлі.Мотор отындарын гидро-
тазалауды оның құрамындағы күкірт,азот,оттегі,галогелдер,метал дар гетеро-
органикалық қосылыстарын жою және қанықпаған көмірсутектерді гидрлеу арқылы
эксплуатациондық сипаттамаларын жақсартуды көздейді. Гидротаза-лау
отындардың коррозиялық агресивтілігін төмендету және олардың тұнба түзуге
бейімділігін азайту,қоршаған ортаға лақтырыла-тын газдардың мөлшерін
төмендету.Бензин фракциясының терең гидротаза-лауын реформинг процесінің
платина катализаторларын көміртекті емес қосылыстармен ула-нуынан қорғау
үшін жүргізеді.Вакуумдық газоильді гидротазалау нәтижесін-де крекинг
өнімдерінің шығымы және сапасы жоғарлайды және айтарлықтай мөлшерде
атмосфераның күкірт тотығымен ластануы қысқартылады.
Мұнай майларын гидротазалау ашықтандыру және кокстелуі,қышқылды-
лығы,эмульгирленуін төмендету мақсатында жүргізіледі.Гидротазартылған майлы
өнімдерстандарт бойынша қойылатын түс,тұрақтылық,иіс,құрамында-ғы қоспалар
үлесі және өзге де экологиялық, эксплуатациондық көрсеткіш-тер бойынша
стандарттар талабына сәйкесті болады.

Гидротазалау процестерінің негізгі параметрлері.
Гидротазалауға әртүрлі фракциялық және химиялық құрамдағы дистиляттарды
катализаторлар қолданып түіреді, сондықтан параметрлер режимін және сутегі
шығынын елеулі өзгертіп тұрады. Жеңіл дистиляттар, мысалы, бензиндер
гидротазалауға олардағы күкірт қосылыстарының табиғатына байланысты
(меркаптандар, сульфидтер) жеңілірек түседі. Шикізаттың ауырлауымен оның
құрамында тұрақты гетероорганикалық қосылыстардың (7.1-кесте) мөлшері
өседі және егер шикізат екінші процестерден алынған болса, оларда
гидрленуі ауыр қанықаған көмірсутектері көп болады. Сонымен қабат, шикізат
ауыр болған сайын гидротазаланған өнімге күкірттің мөлшері жөнінен
қойылатын талап бәсеңдей береді. Мысалы, күкірт мөлшерінің
гидрогенизаттағы шегі – көометалды катализаторда жүретін каталитикалық
риформинг қондырғысының шикізаты құрамында 1 млн -1, реактив отыны ,
құрамында ол 0,05% - дан аспау керек , дизель отынында – 0,2%, ал
вакуум дистилятында – 0,3%. Бұл шикізатты әр түрлі фракциялық құрамындағы
тазалаудыреттейді. Сутегі шығыны гидротазалауғашикізаттың алыну табиғатына
және ондағы күкірт мөлшеріне байланысты.

7.1-кесте
Батыс-Сібір мұнайының тауарлы қоспа фракцияларындағы күкірттің,
азоттың, металдардың және кокстенуінің мөлшері.

Фракция Қайнау Шикізаттағы мөлшері, % Кокстену
температура (мас.) % (мас.)
аралығы,0С
Күкірт Азот Металдар,
млн-1
Бензин 85-180 0,05 Ізі ғана - -
Керосин 140-240 0,1 0,003 - -
Дизель 180-350 1,3 0,01 - -
отыны
Вакуум 350-500 1,6 0,11 0,3 0,3
газойлі
Вакуум 350-540 4,8 0,14 0,8 0,8
газойлі

Сонымен қабат, шикізат ауыр болған айын гидротазаланған өнімге
күкірттің мөлшері жөнінен қойылатын талап бәсеңдей береді. Мысалы, күкірт
мөлшерінің гидрогенизаттағы шегі – көпметалды катализаторда жүретін
каталитикалық риформинг қондырғысының шикізаты құрамында 1 млн-1, реактив
отыны, құрамында ол 0,05%-дан аспау керек, дизель отынында – 0,2%, ал
вакуум дистиллятында – 0,3 %. Бұл шикізатты әртүрлі фракциялық құрамдағы
тазалауды реттейді (7.2-кесте). Сутегі шығыны гидротазалауға шикізаттың
алыну табиғатына және ондағы күкірт мөлшеріне байланысты.

7.2 – кесте.
Әртүрлі шикізаттарды гидроасылдандырудың қазіргі
өндірістік қондырғылары жұмысының орталанған көрсеткіштері.

Көрсеткіш Бензин Дизель Вакуум Мұнай
(керосин) отыны газойлі қалдықтары
Температура, 0С 300-400 340-400 380-410 380-410
Қысым, МПа 1,5-2,0 2,5-4,0 4,0-5,0 7,0-15,0
Шикізатты берудің көлем5,0-10,0 3,5-5,0 1,0-2,0 0,5-1,0
жылдамдығы, сағ-1
Сутекті газдың қайта 150 200 500 1000 дейін
айналуы, м3м3
Қалдық күкірт мөлшері, 0,00001 0,1-0,2 0,1-0,5 0,3-0,5
%
Күкіртсіздену 99 92-97 85-95 70-75
дәрежесі,%
Катализаторды пайдалану100 150-200 50-80 -
қоры, шикізаткг
Катализаторды пайдалану5-8 4-6 2-4 1-2
уақыты, жыл
Регенерация саны 2-3 2-4 2-3 1-2

Тура айдалған бензин фракциясында күкірт мөлшері 0,02-ден 0,12%
дейін, жай кокстеу, висбрекинг және күйе алуға қажетті шикізат өндіретін
термокрекинг қондырғыларының бензинінде ол 0,6-0,8% (мас.) болады.
Күкіртсіздену тереңдігі сонымен қатар катализатор құрамына,
температураға, шикізатты беру көлем жылдамдығына, қысымға, шикізат
сапасына, СГ қайта айналуына, оның сапасына және т.б. байланысты.
Температураның және шикізатты беру көлем жылдамдығының дизель отынын
күкіртсіздендірудің 4 МПа АКМ катализаторында тереңдігіне әсері.
Өндірістік жағдайға сәйкес келетін 3400С және көлемдік жылдамдық 4-
5 сағ-1 күкіртіздендіру тереңдігі 60%-тен жоғары еместігі көрінеді.
Көлемдік жылдамдық шикізаттың 2,5 сағ-1 күкіртсіздену тереңдігі 3500С
дейін іс жүзінде 90-93% жетіп өзгермейді, 4200С күкіртсіздену
жылдамдығы, жанама гидрокрекинг реакцияларының және катализатордың
кокстенуі өседі.
Дистилятты фракцияларды гидротазалаудың катализаторлары
Дүниежүзілік тәжірибеде гидрогенизациялық процестерде
алюмокобальмолибденді (АКМ), алюмоникельмолибденді (АНМ),
алюмоникелькобальмолибденді (АНКМ) және алюмоникельмолибденсиликатты (АНМС)
катализаторлары көп қолданылуда.
АКМ катализатор өте жоғары талғамдық көрсетеді, оның қатысуымен
С-С байланыстардың үзілу немесе ароматикалық сақиналардың қанығу
реакциялары іс жүзінде жүрмейді. Ол байланыстарды үзу реакцияларында жоғары
активтік көрсетеді және жоғары температураға тұрақты , осыған байланысты
оның пайдалану уақыты ұзақ. Катализатор қанықпаған қосылыстарды қанықтыру,
C-S байланыстарын үзу реакцияларында жеткілікті активтік көрсетеді және
барлық мұнай фракцияларын тазалауда пайдаланады. Бірақ кобальттың
жеткіліксіздігінен оның қолданылуы шектелуде. АНМ катализатор қанықпаған
қосылыстарды қанықтыруда активтігі төмен, бірақ ароматикалық
көмірсутектерін қанықтыруда активтігі АКМ салыстырғанда 10-15 %-ға және
азот қосылыстарын гидрлеуде (АКМ салыстырғанда 18% - ға жоғары) едәуір
жоғары . Сонымен қабат, оның тұрақтылығы, активтігі және механикалық
қаттылығы төмен.
Гидрогенизация процестерінің катализаторын жетілдіруін келесі
дәуірі , олардың гидрокүкіртсідендіру активтігін бастапқы реагенттер
табиғатын отпималдау арқылы (ГО-30-7, ГО-70 катализаторлары) көтеру,
гидрлеуші металдар мөлшерін көбейту (ГО-116, Го-117 катализаторлары) ,
сонымен қабат, құрылымдық және химиялық модификаторларды ендіру –
гидроксилденген кремнеземді , алюмосиликатты (ГС-168) немесе жасанды
цеолиттерді (ГК-35) қосу арқылы жетеді. Мұнда дайындау
технологиясына негтехнологиясына негзделеді. Гидротазалау тетігіне
келетін болсақ, онда Л.Шунт және Б.Гейтс оны әуелі Al2MoO4 төсегіш
бетінде түзіледі деп қарайды.
Сульфирленгенде катиондар газ фазасының әсеріне ұшырап анионның
бос орны пайда болады . Аниондық бос орын H2S-тен күкіртпен
реакцияның нәтижесінде толтырылады .
Протондар мен электрондардың орын алмастыру процестерінің жүруін
спилловер құбылысымен ұқсас деп қарап жалпы промотордың ,
сульфирлеудің және гидротазалаудың әсерін түсіндіруге болады .
Гидрокүкіртсіздену реакциясы өз алдына екі сатыдан : тотығу –
тотықсыздандыру реакциясынан тұрады деп , әрі біреуі Н атомын бөледі,
ал басқасы электрондар береді: 2Co2++H2+2S 2Co++2SH – , деп
қаралады . Электронның берілуін мынадай реакциямен көрсетуге болады:
2Mo3+ 2Mo4++2e- .
Реакция Н+ ионын реакцияласушы молекулаға ауыстырумен және
электрондардың Со0 – тен Мn4+ - ке ауысуымен бітеді.
Тиофен молекуласы күкірт – анионды бос орынға адсорбцияланады ,
онда ол электрондарды және протондарды Мо3+ иондарынан және SH-
тобынан тиісінше қабылдауы мүмкін және сонымен Со – тан Мо4+ - ке
электрондық ауысу жүруі мүмкін.
Б.К. Нефедев, М.В. Ландау және Л.Д. Коновальчиков жұмыстарының
негізінде және шет елдік деректерге жетік физика-химиялық әдістермен
алынған мәліметтерге сүйене отырып , АКМ мен АНМ катализаторларының
гидрокүкіртсіздендіруші активтігі молибден фазасындағы никель
мөлшеріне (кобалть мөлшеріне) тікелей байланысты екені , мұнда
молибден октаэдрлі конфигурациясы түрінде болатындығы анықталды. Бұл
фазалар тез тотықсызданады және сульфидтеледі, олардың қырларында
күкірт пен азоттың органикалық қосылыстардың адсорбциясы мен
гидрогенолизі жүреді, сонымен қабат, төсенішпен байланысты оксисульфидті
типтес қосылыстың гидрокүкіртсіздендірудің гомолитикалық тетікпен
электрон жұбын бөлумен жүретін реакциясы жүреді.
АНМ катализаторының гидроксилденген SiO2 , Аморфты АСК немесе
Y типтес кристаллды цеолитпен модификациялау тәсілінің негізінде
егіш массасымен металдардың қосымша адсорбция ортасының түзілуі
жатады.
Одан бөлек гидроксилденген SiO2 – дың промоторлаушы әсері кремний
иондарының төсегіштің тетраэдрикалық бос қуыстарында тұрақтанып,
қыздырғанда олардың никель мен молибден иондарымен толуына, яғни
аз активті шпинельді фазаның түзілуіне кедергі жасайды.Осындай
эффектті АНМ катализаторларын У цеолиттің катион-катионсызданған түрімен
модификациялау да көрсетеді. Цеолит АНМ- мен бірге промотор есебінде тек
қана катализатордың тесік құрылымын реттеп қоймай,сонымен қабат, беттік
активтікті фаза түзілуіне әсер етеді. Сонымен қатар цеолит никель- және
алюмоникельмолибдаттардың түзілуін тездетеді. ГК – 35 және ГС – 168
катализаторларын өндірісте пайдалану нәтижесін және
гидрокүкіртсіздендірудің бірінші дәуірдегі катализаторлары салыстырылады.
Бұл катализаторлардың артықшылығы – процестің көлемдік жылдамдығының
көбеюі (күкіртсіздену дәрежесі бірдей болғанда) және жұмыс істеу
температураның төмендеуі. Оларды қолдану өнімнің күкіртсізденінің бастапқы
темапературасын 20-230 С төмендетуге көмектеседі., температураның көтерілу
жылдамдығын 20-22% кемітеді, қондырғы қуатын 10-20%-ға және регенерация
аралық уақытын 2 есе өсіреді.

Гидрокрекинг
Гидрокрекинг – ол жарқын түсті мұнай өнімдерін (жанармайды,
керосинді, дизель отынын ) алу үшін, сонымен қатар С3-С4 қойытылған
газдарды мұнай шикізатының, молекулярлық массасынан жоғарырақ болатын
мұнай шикізатын утегінен өңдеуде қысым арқылы алу үшін қолданылатын
катализдік процесс.
Гидрокрекинг мұнай өнімдерінің кең түрдегі ассортиментін алуға
мүмкіндік жасайды – тәжірибеде қандай да болмасын мұнай шикізатынан,
тиісті катализаторларды және шарттарды таңдай алу арқылы және мұнай
өңдеудің ең бір тиімді және икемді процесі болып табылады.
Процестің химиялық негіздері. Гидрокрекинг өнімдерінің сипаттамалары
өте күшті деңгейде катализатордың қасиеттерімен, оның гидрленуімен және
қышқылдық белсенділігімен анықталады.
Гидрокрекинг шикізаттың қасиетіне және процестің мәніне байланысты
бір немесе екі сатыда іске асырылады. Шикізаттың ауыр түрлері үшін көбінесе
гидрокрекингті екі сатыда жүргізеді.
Бірінші сатыда шикізаттың молекулярлық массасы бір шамаға төмендейді
және ішінара гетероатомдар жойылады. Екінші сатыда дайындалған шикізат
сутегінің қысымымен қызмет мерзімі үлкен стационарлы катализаторларда
терең крекингке ұшырайды.
Шикізаттың өзгеруі гидрокрекинг жағдайында белгілі бағыттарда жүреді.
Біріншіден гидрогенолизге гетероатомды қосылыстар ұшырап
H2O, NH3 және H2S қосылыстар күйінде түзіледі. Бір мезгілді шектеусіз
көмірутектердің гидрлену процесі жүреді:
- CH2 - CH=CH-CH2 -CH2 - CH2 - CH2 - CH2 –
Нафтенді циклдер изомерленіп ыдырайды:

Жоғары гидрленуші және төмен қышқылды активтілігі болатын
катализаторларда ароматты сақиналары қанығады. Конденсірленген ароматты
сақиналардың гидрленуі әр бір сатыда жылдамдығы төмендеп дәйекті түрде
жүреді:

Арендердің дәйекті гидрленуімен бірге шектелген ақиналар ыдырауы
және алкилді арендердің түзілуі мүмкін:

Гидрокрекингтің оптималды температурасы 300-4250С аралығында. Төмендеу
температурада реакция баяу жүреді. Гидрокрекингті іс жүзінде 400-4500С
температурада және 3-10 МПа қысымда жүргізеді. 40 суретте гидрокрекинг
процестің принципті схемасы келтірілген.

40-сурет. Гидрокрекингтің принципті схемасы.
Шикізат 84-140 атм қысымдағы 290-400 0С-қа дейін қыздырылған сутекпен
араласып бірінші реакторға жіберіледі. Катализатордың қабатынан өткен кезде
шикізаттың шамамен 40-50%-ті бензиннің қайнау температурасына сәйкес (2000С-
қа дейін) заттар крекингке ұшырап ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.