Neft va gazni qayta ishlash texnologiyasi

3.2.-§. Dizel yoqilg’isi distillyatini gidrotozalash

Jarayon qo’zg’almas qatlamli alyumokobaltmolibdenli katalizatorlar ishtirokida o’tkaziladi. Xom-ashyo 1-nasos yordamida berilib, 16-kompressordan kelayotgan vodorod saqlovchi gaz bilan aralashtiriladi. Aralashma 6 va 4- issiqlik almashgichlarda isitilgandan so’ng 2- quvurli pechga 380-425 ⁰C haroratgacha qizdirilib 3- reaktorga beriladi. Aralashmani reaaktorga kirishdagi va chiiqishdagi haroratni farqi 10 ⁰C dan oshmasligi kerak. Reakstiya mahsulotlari reaktordan chiqib 4,5 va 6-issiqlik almashgich va barqarorlashtirish kolonnasi xom-ashyosiga berib, 160 ⁰C gacha soviydi.

Gaz mahsuloti aralashmasi 7-havoli sovutgich va 8-suvli sovutgichda 38 ⁰C gacha sovutiladi. Beqaror gidrogenizat yuqori bosimli 9-separatorda stirkulyastiyalanuvchi gazdan ajratiladi. Gidrogenizat separator pastidan chiqarilib 10- issiqlik almashtirgichda 240⁰C gacha isitilib, keyin 5-issiqlik almashgichdan o’tib 11-barqarorlashtiruvchi kolonnaga kiritiladi.

Ayrim qurilmalarda gaz mahsuloti aralashmalari uchun yuqori temperaturali separastiyalash o’tkaziladi. Bunday hollarda aralashma 210-230⁰C haroratda, yuqori bosimda qizdiruvchi qizdiruvchi separatorda ajratiladi, ya’ni separatorda ajratiladigan suyuqlik barqarorlashtirish kolonnasiga yuboriladi.

Sirkulyastiyalanuvchi vodorod saqlagan gaz 18- absorberda H₂Sdan MEAning suvli eritmasi yordamida tozalanib, 16- kompressor orqali tizimga qaytariladi.

Suv bug’i 11- kolonnaning pastki qismidan kiritiladi. Benzin bug’lari, gaz va suv bug’lari 135⁰C harorat atrofida kolonna yuqorisidan chiqib, havoli sovutgich 12-ga tushadi, so’ngra 13- separatorda gazning suyuq aralashma qismi ajratiladi. Separatorda ajralgan benzinning bir qismi 15-nasos yordamida 11-kolonna yuqorisiga sug’orish sifatida qaytariladi. Balans miqdori esa qurilmadan chiqariladi. Uglevodorod gazlari esa 2- absorberda H₂Sdan tozalanadi.

Gidrotozalangan mahsulot 11- kolonna pastidan chiqariladi va 10- issiqlik almashtirgichda, 14- havoli sovutgichda sovutilib, 50⁰C haroratda qurilmadan chiqariladi. Qurilmada katalizatorni regenerastiya qilish uchun 400-550⁰C va 2 MPa bosimda toblantiriladi, so’ngra tizim orqali inert gaz o’tkaziladi.

Gidrotozalash kimyosi.

Katalitik gidrotozalash (vodorod bosimi ostidagi jarayon) neft mahsulotlarini sifatini yaxshilash va barqarorligini oshirish uchun qo’llaniladi. Gidrotozalash natijasida mahsulotning kokslanishi kamayadi, uning yorqinlashuvi sodir bo’ladi. Jarayonni me’yorida gidrogenizastiyalash reakstiyasiga asoslanadi, buning natijasida S, N₂ va O₂ ning organik birikmalari, H₂S, NH₃, H₂O ni ajratib, uglevodorodga aylanadi, olefinlar va aromatik uglevodorodlar esa qo’shbog’lar joyida to’yinadi. Gidrotozalashning asosiy reakstiyasi S organik birikmalarni destruktiv gidrirlash hisoblanadi, bunda S- S bog’lanish uziladi va vodorod hosil bo’ladigan bog’larda qo’shiladi.

Rasm 12. Dizel yoqilg’isini gidrotozalash qurilmasi texnologik sxemasi: 1,5,19,21- nasoslar; 2- quvurli pech; 3- reaktor; 4,5,6,10- issiqlik almashtirgich; 7,12,14- havoli sovutgichlar; 9,13,17,20- separatorlar; 16- kompressor; 11- barqarorlashtiruvchi kolonna; 18,22- absorberlar.

Merkaptanlar darhol C_nH_2n+2 uglevodorodlari va H₂Sga aylanadi.

Sulfidlar va disulfidlar merkaptanlarning hosil bo’lishi orqali gidrirlanadi.

Boshqa geteroatomli birikmalarning gidrirlanishi quyidagi reakstiyalar bo’yicha boradi:

Azot birikmalari

Kislorodli birikmalar

Olefinlar va aromatik birikmalar

Asosiy reakstiyalar bilan bir vaqtda gidrotozalash jarayonida gidrokreking reakstiyalari oqib o’tishi mumkin-yuqori molekulali birikmalarning parchalanishi, alkanlar va stikloalkanlar izomerizatsiyasi va boshqalar:

Bu yonaki reakstiyalar engil fraktsiyalarining olinishiga va vodorodning sarflanishiga, natijada maqsadli mahsulot chiqishining pasayishiga va vodorod porstial bosimining pasayishiga olib keladi. Shuning uchun gidrotozalash sharoitlari shunday tanlanadiki, oltingugurtli, kislorodli va azotli birikmalarning destruktiv gidrirlanishi reakstiyalarini rivojlantirish ustunligi ta’minlanadi.

Gidrotozalash jarayonlari uchun ko’pincha, asosan gidrirlash vobiliyati yaxshi va krekinglash faolligi kam bo’lgan alyumokobaltmolibdenli, alyumonikeltmolibdenli yoki aralash katalizatorlar qo’llaniladi. Neft fraktsiyalarida mavjud metalloorganik birikmalar, faol katalizator ustida, uning to’planishi katalizatorning normal ishini buzadi, ozod metall ajratgan holda, jarayon sharoitlarida parchalanadi. Gidrotozalash metalorganik birikmalarning ko’proq qismini (75-95%) yo’q qilish imkonini beradi.

Qatalizatorning aktivligiga bog’liq holda va xom-ashyoning imkoniyati jarayonini keng chegarada amalga oshiradi. T=250-450⁰C, R=2,58 MPa, xom-ashyoning uzatish hajmiy tezligi 0,5-1,0 soat^-1, vodorod saqlagan gazning karraligi 360-600 m³/m³.

Jarayonning asosiy omillari.

1. 
   Harorat. Harorat oshganda Sdan tozalash darajasi ortib boradi. Shu bilan bir vaqtda haroratning ko’p miqdorda oshganida gidrokreking reakstiyalari, gazlar, engil mahsulotlar ko’payishi bilan o’tadi, bu hol katalizatorning tez kokslanishiga olib keladi.
   
2. 
   Bosim. Reaktorda vodorod porstial bosimining oshishi bilan Sdan tozalash darajasi ortadi. Bunda katalizatorning kokslanishi kamayadi, so’nggi uglevodorodlarning to’yintirish reakstiyalari va aromatik uglevodorodlarning gidrogenizastiyasi tezlashadi.
   
3. 
   Xom-ashyoni etkazish hajmiy tezligi. Bu qiymat o’zidan, bir soatda etkaziladigan suyuq xom-ashyoning uzatish zichligi bo’yicha hisoblangan katalizator hajmiga nisbatini bildiradi. Xom-ashyo hajmiy tezligining oshishi natijasida katalizator bilan muloqot davomiyligi kamayadi, Sdan tozalash chuqurligi pasayadi, vodorod sarfi pasayadi va katalizatorni kokslanish darajasi oshadi.
   
4. 
   Tarkibida vodorod saqlagan gaz aylanma harakatining karraligi.Gidrotozalash jarayoni vodorodning keragidan ortiq miqdorida amalga oshiriladi. Tarkibida vodorod saqlagan gaz aylanma harakatining optimal karraligi mavjud, u quyidagini tashkil etadi: 1 m³ suyuq xom-ashyoga 45-60 m³ aylanma harakatdagi VSG(vodorod saqlagan gaz). Optimal qiymatdan past karralikda molekulyar vodorodning etarli bo’lmagan miqdori hisobiga lotingugurtdan tozalash darajasi pasayadi. Aylanma harakat karraligining optimal qiymatdan oshganida, uning katalizator bilan muloqoti davomiyligining kamayishi hisobiga, desulfidlash darajasi pasayadi.
   
5. 
   Aylanma harakatdagi gazning tozaligi. Aylanma harakatdagi gazda vodorod konstentrastiyasining pasayganida, vodorodning porstial bosimi pasayadi, binobarin xom-ashyoni oltingugurtdan tozalash darajasi pasayadi va katalizatorning kokslanish tezligi oshadi. Aylanma harakatdagi gazda vodorod sulfid miqdorining oshishi bilan gidrotozalash samaradorligi pasayadi.
   
6. 
   Gidrotozalashning issiqlik effekti. Oltingugurtli va boshqa geteroatomli birikmalarni gidrirlash reakstiyalari issiqlik ajralishi bilan kechadi (ekzotermik), shuning uchun jarayonni imkon qadar past haroratda o’tkazish kerak. Xom-ashyoda S qanchalik ko’p bo’lsa, gidrosulfidlash ekzotermik reakstiyalarining ajraladigan issiqlik miqdori shunga ko’p bo’ladi.
   

Katalizatorlar.

Katalizatorlarni faollashtirish uchun, reaktorni apparatga xom-ashyoni uzatishdan oldin, uni sulfidlash kerak. Agar katalizator sulfidlanmasa, unda qurilmani tarkibida metall bo’lgan katalizator bilan ishlagan etkaziladigan xom-ashyoning krekingiga, katalizator yuzasida koksning to’planishiga va katalizator faolligini pasayishiga olib keladi.

Sulfidlantiruvchi reagent sifatida DMDS- dimetildisulfid xizmat qiladi. Oksidlar shaklidagi katalitik metallar tegishli sufidlarni hosil qiladi va reakstiyaga kirishadi.

DMDSning parchalanishi, H₂Sning absorbstiyasi ekzotermik jarayon hisoblanadi, shuning uchun sulfidlash jarayonida harorat kamgina ko’tariladi.

Metall oksidining tiklanishi, aglemeratlar hosil bo’lishiga olib keladi, bu metalning qizishi natijasida oshiriladi va shu tariqa metalning faol yuzasi kamayadi. Katalizatorlarni dastlabki tiklash jarayonida solishtirma hajmning muqarrar o’zgarishi sababli, katalizator donalarida bosimning mahalliy kuchlanishining yig’ilishi va ortishi, katalizator sulfidlanishi va bunda material hajmining ortishi kuzatiladi. Bunday qisilish va kengayish katalizatorning mexanik turg’unligiga ta’sir ko’rsatadi.