Нефтни қайта ишлашда гидрогенлаш жараёнлари 15. 1–§. Гидрогенлаш жараёнларини синфланиши

Жараённинг макрокинетикаси. Гидрокрекинг жараёни шароитида
хомашёнинг ўзгариши қуйидаги йўналишлар бўйича боради. Биринчи
навбатда углеводород бўлмаган бирикмалар гидрогенолизга дучор бўлади,
бунинг натижасида хомашёдан гетероатомлар H2O, NH3, H2S тарзида
чиқариб юборилади. Бир вақтнинг ўзида тўйинмаган характерга эга
бўлган углеводородларнинг гидрогенланиши содир бўлади. Полициклик
аренлар ва циклоалканлар алмашинган моноцикликларгача гидрогенланади. Алканлар изомерланиш ва парчаланишга дучор бўлади. Охирги
ароматик ҳалқанинг тўйиниши ва алкан ҳамда моноциклоалканларнинг
гидрогенолизи анча қийинроқ (қаттиқроқ шароитда ёки фаолроқ
катализаторлар иштирокида) содир бўлади. 10,5 МПа босимда юқори
кислотали фаолликка эга бўлган катализаторда каталитик крекинг енгил
газойли гидрокрекингидаги турли реакциялар тезлигининг нисбати 15.1–
расмда келтирилган. 15.1– расм. Углеводородларнинг гидрокрекинг жараёнидаги ўзгариш
схемаси.
Парчаланиш ва изомерланиш биринчи тартибли реакциялар бўлиб
ҳисобланади. Гидрогенлаш ва деструктив гидрогенлаш иккинчи тартибли
реакциядир. Аммо системада водороднинг ортиқча миқдори бўлганлиги
учун уларни ҳам биринчи тартибли тенгламалар билан ифодалайдилар.
Шундай қилиб, гидрокрекингни тўлиқ қилиб ҳосил бўлаётган
маҳсулотлар томонидан реакциянинг тўхтатилиши билан биринчи
тартибли реакцияларнинг кинетик тенгламалари билан ифодалаш мумкин.
380–420 0С ҳарорат интервалида вакуумли газойл гидрокрекингининг
зоҳирий фаолланиш энергияси 140– 250 кЖ/мольни ташкил қилади.
Гидрокрекингнинг иссиқлик эффекти гидрогенлаш ва парчаланиш
реакцияларининг нисбати билан аниқланади. Одатда парчаланишнинг
манфий иссиқлик эффекти гидрогенлаш реакциясининг мусбат иссиқлик
эффекти билан қопланади. Умуман гидрокрекинг жараёнининг иссиқлик
эффекти– 208 дан 834 кЖ/хомашё кг гача ўзгариши мумкин. Реакцияга
водороднинг сарфи жараённинг вазифаси, иш тартиби ва бошқа омилларга
боғлиқ бўлади. Водород сақлаган газ 500–2000 м3/хомашё м3 миқдорида
етказилади. Берилган хомашёдан олинадиган маҳсулотлар қанча енгил
бўлса, шунча водороднинг сарфи кўп бўлади ва водород : хомашё нисбати
ҳам шунча юқори бўлиши керак.
Гидрокрекинг ўтказишнинг оптимал ҳарорати одатда 300–425 0С.
Анча паст ҳароратда реакция кичик тезлик билан боради. Ҳароратнинг
ҳаддан ташқари кўтарилиши гидрогенланиш реакциясининг
термодинамик омиллари ҳамда кокс ҳосил бўлиш тезлигининг ошиши
билан чегараланади.
Бундан ташқари, юқори ҳароратда энг юқори фаолланиш энергияси
билан борадиган парчаланиш реакциялари анча тезлашади, бунинг
натижасида енгил фракциялар ва газнинг чиқиши ошади. Жараённи
минимал ҳароратда ўтказиш хоҳиши бўлганлиги туфайли гидрокрекингдаги хомашё етказиб бериш ҳажмий тезлиги кичикдир: 0,5–2,0 соат–1.
Енгил газойлларнинг 400–425 0С да қайта ишлаш учун зарур бўлган
минимал босим тахминан 7 МПа ни ташкил қилади. Босим 5 МПа дан кам
бўлганда катализаторнинг жадал коксланиши бошланади.
Полициклик системаларда циклоалканли ҳалқаларнинг тескари
дегидрогенланиш реакцияларнинг олдини олиш мақсадида оғир газойллар
ва қолдиқли хомашё учун анча юқори босим (20–30 МПа гача) талаб
қилинади.