Гидрообработка (в контексте топлива и переработки масла) - это каталитический процесс в среде водорода, который применяют, чтобы превратить биогенное сырьё (растительное масла, жиры, отработанное масло) в углеводородное топливо, близкое по составу к нефтепродуктам. Самый известный продукт такой технологии - HVO (Hydrotreated Vegetable Oil), возобновляемое дизельное топливо.
Гидрообработка напрямую обеспечивает соответствие экологическим нормам (содержание серы, олефинов, ароматики) и требованиям нефтехимических потребителей (чистота сырья, отсутствие катализаторных ядов), делает сырьё пригодным для чувствительных каталитических процессов и одновременно позволяет получать продукты с нужными свойствами для разных рынков.
Технологический процесс:
- подготовка сырья: удаление воды, механических примесей, дегуммирование и нейтрализация свободных жирных кислот. Понижение содержания фосфора и щелочных металлов, которые быстро отравляют катализаторы;
- смешивание с водородом и нагрев до нужной температуры;
- каталитическая гидрообработка в реакторном блоке (1–2 ступени) при высоких температуре и давлении (типично 300-400 оC, 30-80 бар);
- отделение газа (непрореагировавший H2, CO/CO2) и жидкой фазы. Водород очищают и возвращают в цикл;
- ректификация: разделение на целевые фракции (дизельное топливо, керосин, нафта);
- удаление остаточных примесей, стабилизация.
Под понятием Гидрообработка объединяется несколько процессов, имеющих схожие технологические основы:
- гидроочистка (гидродесульфуризация, гидродеазотирование и др.). Удаление серы, азота, кислорода и металлов через гидрогенолиз: гетероатомы уходят в виде H2S, NH3, H2O.
- гидрокрекинг: расщепление длинных углеводородных цепей в присутствии водорода на более короткие (легкие) фракции для получения целевой фракции с высокой чистотой;
- гидрирование: насыщение двойных (тройных) связей - присоединение водорода (H2) к органическим соединениям, чаще всего к молекулам с кратными связями (превращение алкенов, например, олефинов в алканы);
- гидроизомеризация: перестройка структуры молекул (формирование разветвлённых углеводородов) - это улучшает низкотемпературные свойства топлива (снижает температуру помутнения и предельную температуру фильтруемости);разветвление цепей) для улучшения низкотемпературных свойств;
- гидродеоксигенация: удаление кислорода в виде воды. Это позволяет получить парафин из жирных кислот;
- декарбоксилирование/декарбонилирование: удаление кислорода в виде CO/CO2, отрыв карбоксильной группы. Позволяет получить углеводороды с укороченной цепью.
В нефтехимии эти процессы часто комбинируют в одной установке или в последовательной схеме.
