I.каталитический крекинг

Переработка нефти

Увеличение объема производства нефтепродуктов, расширение их

ассортимента и улучшение качества—основные задачи, поставленные перед

нефтеперерабатывающей промышленностью в настоящее время. Решение этих

задач в условиях, когда непрерывно возрастает доля переработки сернистых

и высокосернистых, а за последние годы и высокопарафинистых нефтей,

потребовало изменения технологии переработки нефти. Большое значение

приобрели вторичные и, особенно, каталитические процессы. Производство

топлив, отвечающих современным требованиям, невозможно без применения

таких процессов, как каталитический крекинг, каталитический риформинг,

гидроочистка, алкилирование и изомеризация, а в некоторых

случаях—гидрокрекинг.

Каталитический крекинг представляет собой современный процесс

превращения высококипящих нефтяных фракций в базовые компоненты

высококачественных авиационных и автомобильных бензинов и в средние

дистиллятные фракции—газойли. Промышленные процессы основаны на

контактировании сырья с активным катализатором в соответствующих

условиях, когда 40-50_вес.% исходного сырья без рециркуляции превращается

в бензин и другие легкие продукты. В процессе крекинга на катализаторе

образуются углистые отложения, резко снижающие его активность, в данном

случае крекирующую способность. Для восстановления активности катализатор

регенерируют.Наибольшее распространение получили установки с

циркулирующим катализатором в движущемся потоке и псевдоожиженном, или

кипящем, слое.

Каталитический риформинг—современный, широко применяемый процесс для

производства высокооктановых бензинов из низкооктановых.

Риформинг при более низких давлениях в системе и в сочетании с

экстрактивной перегонкой или экстракцией растворителями позволяет

получать ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы и высшие),

используемые в нефтехимической промышленности. Промышленные процессы

каталитического риформинга, при которых выходы риформата достигают

73—90%, основаны на контактировании сырья с активным катализатором,

обычно содержащим платину.

Для поддержания активности катализатора его периодически регенерируют;

регенерацию проводят тем чаще,чем ниже давление в системе. Исключением

является процесс платформинга, когда катализатор не регенерируют. Важной

особенностью каталитического риформинга является то, что процесс

протекает в среде водорода, который выделяется так же, как и в реакциях

риформинга; избыток водорода удаляют из системы. Этот водород намного

дешевле специально получаемого, и его используют в гидрогенизационных

процессах нефтепереработки.

Гидроочистка нефтяных дистиллятов является одним из наиболее

распространенных процессов, особенно при переработке сернистых и

высокосернистых нефтей. Основной целью гидроочистки нефтяных дистиллятов

является уменьшение содержания в них сернистых, азотистых и

металлоорганических соединений. При гидроочистке происходит разложение

органических веществ, содержащих серу и азот. Они реагируют с водородом,

циркулирующим в системе, с образованием сероводорода и аммиака, которые

удаляют из системы.

Промышленные процессы основаны на контактировании нефтяных дистиллятов

с активными катализаторами, в основном алюмокобальтмолибденовыми и

алюмоникельмолибденовыми. Процесс протекает в условиях, при которых 95—99

вес.% исходного сырья превращается в очищенный продукт (гидрогенизат).

Одновременно образуется незначительное количество бензина. Катализатор

периодически регенерируют.

Алкилирование представляет собой процесс получения высококачественных

компонентов авиационных и автомобильных бензинов. В основе процесса лежит

взаимодействие парафиновых углеводородов с олефиновыми с образованием

более высококипящего парафинового углеводорода. До недавнего времени

промышленное изменение процесса ограничивалось каталитическим

алкилированием изобутана бутиленами в присутствии серной или

фтористоводородной кислот. В последнее время в промышленных условиях

изобутан алкилируют не только бутиленами, но и этиленом, пропиленом и

даже амиленами, а иногда и смесью этих олефинов.

Изомеризация — процесс превращения низкооктановых парафиновых

углеводородов, преимущественно фракций С5 и С6 или их смесей, в

соответствующие изопарафиновые фракции с более высоким октановым числом.

На промышленных установках в соответствующих условиях можно получать до

97—99,7 объемн.% продуктов изомеризации. Изомеризация протекает в среде

водорода. Катализатор периодически регенерируют:

Полимеризация—процесс превращения пропилена и бутиленов в жидкие

олигомерные продукты, используемые в качестве компонентов автомобильных

бензинов или сырья для нефтехимических процессов. В зависимости от сырья,

катализатора и технологического режима количество продукта может

изменяться в широких пределах.

I.КАТАЛИТИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ

Рис.14. Схема реакторно-регенераторного блока установки каталитического крекинга

1. Назначение процесса.Основное назначение каталитического крекинга — получение высокооктановых компонентов бензина. Крекинг осуществляется

при 420-550єС и является процессом качественного изменения сырья, т. е.

процессом образования соединений, отличающихся от первоначальных по своим

физико-химическим свойствам. В зависимости от сырья и условий процесса

выход бензина при крекинге составляет 7—50 вес.% (на сырье). Наряду с

бензином образуются и другие продукты—газообразные, жидкие и твердые

(кокс). В качестве сырья обычно применяют тяжелые дистилляты атмосферной

или вакуумной перегонки нефти, а также деасфальтизаты и другие продукты.

При каталитическом крекинге тяжёлые нефтяные фракции при 5ООєС в

значительной части превращаются в компоненты, выкипающие в пределах

температур кипения бензина, и газообразные продукты, которые могут

использоваться для производства высокооктановых компонентов бензина или

как сырье для химических синтезов.

В отличие от термического крекинга, каталитический крекинг проводится

в специальной аппаратуре с применением специфического оборудования и в

присутствии катализаторов.

Главным преимуществом каталитического крекинга перед термическим

являет большая ценность получаемых продуктов:меньший выход метана, этана

и диенов при более высоком выходе углеводородов С3 и С4 (особенно

изобутана), а также ароматических углеводородов, олефинов с разветвленной

цепью и изопарафинов. Антидетонационные свойства бензинов каталитического

крекинга значительно выше, чем бензинов термического крекинга.Продукты

крекинга имеют сложный состав. Так, при каталитическом крекинге цетана

С16Н34 образуются: