Современные природоохранные технологии. Производство высококачественного моторного топлива по технологии фирмы «ABB Lummus Global», Дания
В связи с решением Еврокомиссии по повышению экологических требований к качеству моторных топлив, в нашей стране принята программа по переходу на выпуск моторного топлива «Евро-2» в 2007 г. К 2010 г. должны быть освоены технологии по производству еще более высококачественного топлива «Евро-4» и «Евро-5».
В свете этого в России закуплена и внедрена на ряде НПЗ технология датской фирмы «ABB Lummus Global» (АББ Луммус Гло- бал) по переработке вакуумного газойля методом гидроочистки.
Характеристика производства. Вакуумный газойль получают при перегонке нефти под вакуумом при температуре 350—500 °С. В его состав входят соединения серы в концентрации -2,25 %, соединения азота с концентрацией -1,2 %, а также примеси тяжелых металлов. В процессе горения топлива все эти соединения переходят в отходы и отравляют атмосферу.
При применении новой технологии в получаемых продуктах снижается содержание сернистых, азотистых соединений и тяжелых металлов.
Так, в целевом продукте — гидроочищенном вакуумном газойле — содержание серы снижается с 2,25 % до 50 ppm (0,005 масс. %), т.е. в 450 раз. Соединения азота в очищенном газойле составляют 10 ppm (0,001 масс. %). Таким образом, их концентрация снижается более чем в 1 000 раз по сравнению с исходным сырьем. Из газойля удаляются также примеси тяжелых металлов.
За основу производства высококачественных моторных топлив принята европейская технология гидроочистки прямогонного вакуумного газойля.
При применении новой технологии повышается глубина переработки нефти. В результате проведения процесса увеличивается выход ценных продуктов, получают более качественный бензин с повышенным октановым числом, улучшается качество дизельного топлива.
Использование продуктов из гидроочищенного сырья позволяет улучшить экологическую обстановку, сократить загрязнение атмосферы.
В качестве сырья для процесса гидроочистки используют газойль прямой перегонки и бензин, получаемый с установки висбрекинга. Количество бензина составляет -15 % общей массы сырья.
Готовыми продуктами производства являются: стабильный бензин; гидроочищенное дизельное топливо; гидроочищенный вакуумный газойль.
В ходе проведения процесса получают побочные продукты: углеводородные газы; кислые сточные воды; насыщенный раствор амина.
Все полупродукты подлежат очистке и утилизации. Насыщенный раствор амина направляют на регенерацию на комбинированную установку по утилизации и переработке отходов. После очистки амин возвращают на стадию абсорбции.
Кислые воды направляются на блок отпарки кислых стоков комбинированной установки по утилизации и обработке отходов. После отпарки вода возвращается в технологический процесс.
Углеводородные газы частично используют в качестве квенча (холодных закалочных газов) в каталитическом реакторе для регулирования температуры. Другая часть газа сбрасывается в отопительную систему завода.
Химизм процесса. В состав газойля прямой перегонки входят сернистые соединения различного состава и структуры. В зависимости от строения при гидроочистке они превращаются в парафиновые или ароматические углеводороды. Реакции протекают с выделением сероводорода. Рассмотрим некоторые из них.
Из всех сернистых соединений легче всего гидрируются меркаптаны, затем сульфиды и дисульфиды. Труднее протекают реакции гидрирования тиофенов. При одинаковых условиях меркаптаны и сульфиды гидрируются на 95 %, а тиофены — только на 40—45 %.
Получить высокое качество топлива возможно, если создать условия для гидрирования всех соединений серы независимо от их химического состава. Для того чтобы обеспечить низкие остаточные концентрации серосодержащих соединений и высокие экологические требования производства, необходимо выполнить определенные условия проведения процесса: водород должен быть высокой степени чистоты; процесс гидрирования необходимо проводить в жестких условиях; отходы производства должны быть утилизированы.
Производство моторного топлива европейского качества состоит из трех технологических процессов: получение водорода высокой степени чистоты; проведение гидроочистки вакуумного газойля; утилизация отходящих газов с получением серной кислоты.