Hidrodesulfurarea Motorinei

1.Hidrofinare, hidrotratare

Procedeele de tratare cu hidrogen au evoluat foarte rapid şi s-au dezvoltat în domenii foarte variate ale industriei de prelucrare, de la rafinarea fracţiunilor petroliere cu hidrogen sub denumirea de ,,hidrofinare”, până la hidrogenarea însoţită de reacţii de cracare şi disproporţionare, sub denumirea de ,,hidrocracare”. Între aceste limite s-au dezvoltat mai multe aplicaţii diversificate prin scopul specific propus, adâncimea de prelucrare cerută şi performanţele catalizatorilor.

În procesele de hidrotratare, reacţiile principale sunt cele de hidrogenare a alchenelor şi a aromaticelor, de hidrogenoliză a compuşilor cu grupări funcţionale conţinând sulf, azot, oxigen, metale, precum şi reacţii de hidroizomerizare.

Hidrotratarea a fost iniţial dezvoltată pentru hidrofinarea benzinelor pentru reformarea catalitică, iar mai apoi extinsă la aproape toate fracţiunile petroliere, de la benzine până la produse grele reziduale. În distribuţia capacităţilor de hidrofinare, primul loc îl ocupă hidrofinarea benzinelor, însă este în continuă creştere capacitatea afectată hidrofinării petrolurilor, a motorinelor primare şi provenite din procese distructive de prelucrare a hidrofinării uleiurilor, a parafinei, distilatelor grele de vid, precum şi a hidrofinării reziduurilor. Hidrotratarea se mai aplică la purificarea materiilor prime pentru obţinerea n-parafinelor, la hidrogenarea selectivă a benzinelor de piroliza, la rafinarea fracţiunilor de hidrocarburi aromatice din gudroanele de cocserie, la rafinarea uleiurilor albe. De asemenea se dezvoltă hidrotratarea pe catalizatori cu aciditate controlată, în scopul izomerizării unor fracţiuni petroliere cu congelare necompetitivă.

2.Chimism de reacţii

În funcţie de natura materiei prime, a catalizatorului şi a condiţiilor de reacţie, în procesele de hidrotratare poate avea loc o varietate de reacţii, dintre care :

• Reacţii de hidrogenare

Diolefine

R-CH=CH-CH=CH2 + H2 → R-CH=CH-CH2-CH3

Olefine

R-CH=CH-CH2-CH3 + H2 → R-CH2-CH2-CH2-CH2

Hidrocarburi aromatice

Indice de viscozitate: -60 Indice de viscozitate: 20

Temperatura de congelare : 50oC Temperatura de congelare: 20oC

• Reacţii de hidrodeciclizare

Indice de viscozitate : 20 Indice de viscozitate : 100 - 140

Temperatura de congelare : 20oC Temperatura de congelare : 0oC

Reacţiile de hidrodeciclizare reprezintă etapa a doua de reacţie în transformarea hidrocarburilor poliaromatice în alchilnaftene.

• Reacţii de hidroizomerizare

Indice de viscozitate:125 Indice de viscozitate :119

Temperatura de congelare:19oC Temperatura de congelare: -40oC

• Reacţii de hidrogenoliza:

Reacţiile de hidrodesulfurare decurg prin ruperea legaturilor C-S cu formare de H2S şi a unor hidrocarburi saturate

Pentru câteva tipuri reprezentative, reacţiile sunt:

• Tioli (mercaptani)

R-SH + H2 → RH + H2S

• Sulfuri alchilice

R-CH2-S-CH2-R’ + 2H2 → R-CH3 + R’-CH3 + H2S

• Disulfuri

R-CH2-S-S-CH2-R’ + 3H2 → R-CH3 + R’-CH3 + 2H2S

• Sulfuri ciclice

• Tiofeni

• Benztiofeni şi alchil-benztiofeni

• Dibenztiofeni

Reacţiile de denitrificare au loc prin slabirea legaturii C-N, formarea de NH3 şi redistribuirea hidrocarburii formate. Reacţiile tipice sunt:

• Piridine

• Chinoline