Разработка математической модели процесса гидроочистки вакуумного газойля с учетом кинетических закономерностей реакций десульфирования и деазотирования

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Разработана математическая модель процесса гидроочистки вакуумного газойля, в основу которой легли превращения индивидуальных серо- и азотсодержащих соединений. Представлены результаты анализа изменения состава азотсодержащих и сернистых соединений вакуумного газойля в процессе гидроочистки на промышленной установке КТ-1/1. Установлено, что степень обессеривания не превышает 93% отн., при этом в составе продуктов присутствуют только гомологи дибензотиофена и бензонафтотиофены. Изменение структуры усредненных молекул высоко- и низкомолекулярных азотистых оснований обусловлено протеканием реакций гидрогенолиза С-N и C-S связей, гидрированием ароматических структур и деструкцией алифатического обрамления молекул. Показано ингибирующее действие азотистых соединений нейтрального и основного характера на гидродесульфуризацию производных дибензотиофена и бензонафтотиофена, которое может быть обусловлено протеканием конкурентной адсорбции на активных центрах катализатора. С использованием разработанной математической модели показано влияние температуры на остаточное содержание серы и азота в продуктах гидроочистки вакуумного газойля.

About the authors

Н. И. Кривцова

Томский политехнический университет

Email: krivtcova@tpu.ru
Russian Federation, Томск

Н. Н. Герасимова

Институт химии нефти СО РАН

Email: krivtcova@tpu.ru
Russian Federation, Томск

К. Н. Туралин

Томский политехнический университет

Email: krivtcova@tpu.ru
Russian Federation, Томск

Е. Б. Кривцов

Томский политехнический университет

Author for correspondence.
Email: krivtcova@tpu.ru
Russian Federation, Томск

Д. О. Судаков

Томский политехнический университет

Email: krivtcova@tpu.ru
Russian Federation, Томск

References

  1. Lai T., Mao Y., Wang W., Wang X, Wang N., Liu Z. Characterization of basic nitrogen compounds isolated with FeCl3 in vacuum gas oil and its hydrotreated product // Fuel. 2020. V. 262. P. 116–523.
  2. Prado G.H.C., Rao Y., de Klerk A. Nitrogen Removal from Oil: A Review // Energy & Fuels. 2017. V. 31. № 1. P. 14.
  3. Бобкова Т.В., Доронин В.П., Потапенко О.В., Сорокина Т.П., Островский Н.М. Дезактивирующее влияние азотистых соединений на превращения модельных углеводородов и реального сырья в условиях каталитического крекинга // Катализ в промышленности. 2014. № 2. С. 40.
  4. Гончаров Д.А., Гончаров А.С., Шабалина Т.Н. Гидродеазотирующая способность катализаторов гидроочистки // Технология нефти и газа. № 1. 2009. С. 32.
  5. El-Gendy N.S., Speight J.G. Handbook of refinery desulfurization. Boca Raton: CRC Press. 2016. Р. 10.
  6. Srinivas B.K., Pant K.K., Santosh K.G., Saraf D.N., Choudhury I.R., Sau M. A carbon-number lump based model for simulation of industrial hydrotreaters: Vacuum gas oil (VGO) // Chem. Eng. J. 2019. V. 358. P. 504.
  7. Смирнов В.К., Ирисова К.Н., Талисман Е.Л., Ефремов А.В., Басыров М.И. Влияние свойств вакуумного газойля на эффективность процесса его гидрооблагораживания // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2008. № 2. С. 11.
  8. Александров П.В., Кашкин В.Н., Бухтиярова Г.А., Нуждин А.Л., Алешина Г.И., Пашигрева А.В., Климов О.В., Носков А.С. Сравнительное исследование NiMo/Al2O3 и CoMo/Al2O3 катализаторов в реакциях гидрообессеривания и гидродеазотирования вакуумного газойля // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2010. № 9. С. 3.
  9. Минаев П.П., Коклюхин А.С., Маслаков К.И., Никульшин П.А. Ингибирование хинолином реакций гидродесульфуризации и гидрирования на Co(Ni) PMo(W)/Al2O3 катализаторах: влияние состава активной фазы на устойчивость в гидроочистке модельного и нефтяного сырья // Катализ в промышленности. 2017. № 1. С. 37.
  10. Болдушевский Р.Э., Коклюхин А.С., Можаев А.В., Минаев П.П., Гусева А.И., Никульшин П.А. Ингибирующее влияние хинолина на гидропревращения дибензотиофена и нафталина на триметаллических NiCoMoS-катализаторах, нанесенных на Al2O3, SiO2 и SBA-15 // Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92. № 13 С. 1714.
  11. Магарил Р.З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти. М.: КДУ, 2008. 278 с.
  12. Воробьев А.М., Белинская Н.С., Афанасьева Д.А., Аркенова С.Б., Калиев Т.А., Кривцов Е.Б., Ивашкина Е.Н., Кривцова Н.И. Математическое моделирование процесса гидроочистки вакуумного газойля // Катализ в промышленности. 2022. Т. 22. № 5. С. 40.
  13. Okuno I., Latham D.R., Haines W.E. Type Analisis of Nitrogen in Petroleum Using Nonaqueous Potentiometric Titration and Litium Aluminum Hydride Reduction // Analitical Chemistry. 1965. V. 37. № 1. P. 54.
  14. Kovalenko E.Y., Gerasimova N.N., Sagachenko T.A., Min R.S., Patrakov Y.F. Characteristics of products of thermal decomposition of heavy oil asphaltenes under supercritical conditions // Energy & Fuels. 2020. V. 34. № 8. P. 9563.
  15. Головко А.К., Камьянов В.Ф., Огородников В.Д. Высокомолекулярные гетероатомные компоненты нефтей Тимано-Печорского нефтегазоносного бассейна // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 12. С. 1786.
  16. Самсонова Л.Г. Применение ИК и ПМР спектроскопии при изучении строения органических молекул. Методическое пособие. Томск: ТГУ. 2016.
  17. Дмитриев Д.Е., Головко А.К. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ QMR № 2010612415 от 06.04.2010 г.
  18. Patrakov Yu.F. , Fedyaeva O.N., Kamyanov V.F. A structural model of the organic matter of Barzas liptobiolith coal // Fuel. 2005. V. 84. № 2–3. P. 189–199.
  19. Дмитриев Д.Е. Головко А.К. Моделирование молекулярных структур нефтяных смол и асфальтенов и расчет их термодинамической устойчивости // Химия в интересах устойчивого развития. 2010. Т. 18. № 2. С. 177–187.
  20. Дмитриев Д.Е. Термические превращения смол и асфальтенов тяжелых нефтей: специальность 02.00.13 “Нефтехимия”: дис.... канд. хим. Наук. Томск, 2010. 123 с.
  21. Свириденко Ю.А. Закономерности термических превращений серосодержащих компонентов окисленного вакуумного газойля: дис. …канд. хим. наук. Томск: ИХН СО РАН, 2023.
  22. Буцыкина Е.Р., Герасимова Н.Н., Шалева Е.А., Кривцова Н.И. Азотсодержащие соединения вакуумного газойля казахстанской нефти // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334. № 12. С. 209–219.
  23. Mederos F.S., Rodriguez M.A., Ancheyta J., Arce E. Dynamic modeling and simulation of catalytic hydrotreating reactors // Energy Fuels. 2006. V. 20. № 3. P. 936.
  24. Александров П.В., Кашкин В.Н., Бухтиярова Г.А., Нуждин А.Л., Алешина Г.И., Пашигрева А.В., Климов О.В., Носков А.С. Сравнительное исследование NiMo/Al2O3 и CoMo/Al2O3 катализаторов в реакциях гидрообессеривания и гидродеазотирования вакуумного газойля // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2010. № 9. С. 3.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences