Proiectarea tehnologică a unei instalații de hidrofinare

1. Generalitati privind hidrofinarea fractiilor petroliere

Prin hidrofinare se intelege procesul de tratare cu hydrogen a fractiunilor de titei pe catalizatori monofunctionali ,-sulfuri sau oxizi metalici. Hidrofinarea (hidrorafinare) urmareste eliminarea heteroatomilor prin reactii de hidrogenoliza.

Hidorfinarea a aparut din necesitatea desulfurarii distilatelor atmosferice pentru a respecta normele impuse produselor finale sau, in cazul benzinelor , pentru a le face apte pentru alimentarea reformarii catalitice ce folosea catalizatori continand platina. Ulterior s-a acordat atentie si eliminarii azotului , care diminua stabilitatea la oxidare a produselor.

Hidrotratarea imbunatateste calitatea fractiilor convertind olefinele si diolefinele la parafine avand ca scop reducerea formari gumei in combustibil.

Aplicarea hidrogenarii catalitice in industria de prelucrare a titeiului a fost stimulate de sursele de hidrogen disponibil in reformari prin dezvoltarea procesului de reformare catalitica , precum si de experienta acumulata in exploatarea instalatiilor de hidrogenare a carbunelui.

Procesele de hidrogenare au evoluat foarte rapid si s-au dezvoltat in domenii variate ale industriei de prelucrare, de la rafinarea fractiunilor petroliere cu hidrogen, sub denumirea de hidrofinare, pana la hidrogenarea distructiva, sub denumirea de hidrocracare.

Hidrofinarea a fost aplicata ca un proces de baza pentru indepartarea compusilor cu sulf, oxygen si apa , prin conversie, transformand acesti compusi in H2S, H2O, NH3 cu redistilarea hidrocarburilor formate.

Hidrogenarea concomitenta a hidrocarburilor olefinice si indepartarea metalelor continute completeaza actiunea hidrofinarii, facand din acest procedeu, prin randamentul sau ridicat si flexibilitatea sa, un procedeu de baza pentru rafinarea tuturor fractiunilor petroliere.

Cresterea exigentelor calitative privind continutul de sulf si azot in distilatele grele si cele de vid a condus la situatia in care hidrogenoliza legaturilor C - S si C - N accesibile, asigurata de hidrofinarea clasica din anii ’70, sa nu mai fie suficienta. In plus, a intervenit necesitatea indepartarii Ni si V continuti in straturi ciclice mai comlpexe, in special pentru a putea supune distilatele grele de vid cracarii catalitice.

Aceste criteria noi au impus modificari ale sistemului catalitice si ale regimului tehnologic al hidrofinarii, pentru a se asigura hidrogenoliza prealabila a unor legaturi C – C astfel incat heteroatomii de S, N ,V si Ni continuti in fractiune sa devina accesibili si sa poata fi eliminate.

In mare masura, extinderea hidrofinarii a fost determinate de necesitatea reducerii continutului de sulf in produsele petroliere si mai ales in combustibilii de motor, pentru a micsora astfel efectele corozive, iar in cazul benzinelor, a mari concomitent susceptibilitatea la etilare.

Cresterea pe plan mondial a ponderii titeiului sulfuros din totalul de titei extras si exigentele calitative din ce in ce mai severe impuse combustibililor de motor au accentuat necesitatea folosirii hidrofinarii, singurul procedeu industrial capabil sa elimine pana la limitele practic necesare, toti componentii cu sulf, indiferent de natura lor.

O atentie deosebita a fost acordata uleiurilor si eliminarii prin hidrofinare a compusilor cu azot, dovedita necesar mai ales din cauza actiunii lor daunatoare asupra stabilitatii produselor. Denumirile de hidrodesulfurare si hidrodenitrificare folosite uneori in literatura de specialitate, in locul celei de hidrofinare sunt justificate in cazurilor in care scopul principal al procesului este reducerea continutului de sulf sau azot.

In cele mai multe cazuri hidrofinarea benzinelor urmareste utilizarea lor pentru alimentarea reformarii catalitice. Hidrofinarea acestora este aplicata pentru indepartarea compusilor cu sulf, azot si oxigen si pentru indepartarea metalelor contaminate, prohibitive pentru catalizatori de reformare. In afara limitelor de distilare impuse, benzinele trebuie sa satisfaca urmatoarele conditii de puritate:

- Sulf < 1 ppm;

- Azot < 0,5 ppm;

- Alchene < 0.5% volum;

- Oxigen < 5 ppm.

Extinderea bazei de materii prime pentru reformare a necesitat utilizarea, pe langa benzinele primare, si a benzinelor provenite din procese distructive. Din acest motiv, pe langa scopul principal, desulfurarea, denitrificarea si deoxigenarea, a intervenit si necesitatea hidrogenarii olefinelor continute.

In cazul benzinelor primare, atingerea obiectivelor mentionate anterior poate fi realizata folosind o singura treapta de hidrofinare si fara a recurge la fluxuri de hidrogen pentru racirea reactorului.