Основные технологические параметры процесса
Глубина конверсии в обоих процессах зависит от температуры реакции, парциального давления водорода, объемной скорости подачи сырья, мольного отношения водородосодержащего газа к сырью, активности катализатора и качества сырья.
Температура.
Процесс МГК проводится при температуре до 414 °С.
В начале рабочего цикла устанавливается минимальная температура, обеспечивающая заданную глубину превращения сырья.
Правильно выбранный интервал рабочих температур обеспечивает как требуемое качество, так и длительность межрегенерационного пробега и общего срока службы катализатора. Степень конверсии возрастает с повышением температуры. Поэтому температуру необходимо поддерживать, возможно низкой, насколько это совместимо с требуемым качеством продукта, чтобы свести к минимуму скорость дезактивации катализатора.
Несвоевременное повышение температуры ускоряет реакции закоксовывания катализатора, не увеличивая существенно глубину превращения. Срок службы катализатора при этом значительно сокращается.
Давление.
Повышение давления, при неизменных прочих параметрах процесса, вызывает изменение степени конверсии углеводородных компонентов в сторону увеличения.
С ростом общего давления в процессе ( от 5300 до 5550 кПа), при прочих равных условиях, растет парциальное давление водорода, что ускоряет реакции гидрокрекинга и способствует уменьшению возможности отложения кокса на катализаторе. Суммарное влияние парциального давления водорода слагается из раздельных влияний общего давления, концентрации водорода в циркуляционном газе и соотношения водород: углеводородное сырье.
Функцией водорода является промотирование насыщения ароматических соединений и насыщение крекированных углеводородов. Необходимо также подавлять реакции образования кокса. По этой причине продолжительная работа установки при пониженных давлениях в реакторах приведет к усилению дезактивации катализатора и сокращению межрегенерационных периодов.
Объемная скорость.
Глубина конверсии зависит от объемной скорости подачи сырья. С уменьшением объемной скорости увеличивается глубина конверсии углеводородного сырья. Оптимальная объемная скорость для каждого конкретного вида сырья определяется опытным путем, при этом необходимо учитывать и другие факторы: температуру, парциальное давление водорода, состояние катализатора. Для достижения требуемой глубины конверсии при высоких объемных скоростях требуется ужесточение режима, т.е. применение более высоких температур и парциальных давлений. Для процесса мягкого гидрокрекинга предусмотрена объемная скорость (соотношение количества сырья к объему катализатора) - 0,56.
Соотношение водород: углеводородное сырье.
При неизменных температуре, объемной скорости и общем давлении, соотношение водород: углеводородное сырье влияет на долю испаряющегося углеводорода, парциальное давление водорода и продолжительность контакта с катализатором. Каждый из этих факторов в свою очередь влияет на глубину конверсии.
В практике соотношение водород: углеводородное сырье выражается отношением объема водорода при нормальных условиях к объему сырья и составляет 640. С точки зрения экономичности процесса заданное соотношение целесообразно поддерживать циркуляцией водородосодержащего газа.
В этом случае большое значение приобретает концентрация водорода в циркуляционном газе, чем ниже концентрация водорода в циркулирующем водородосодержащем газе, тем больше его нужно подавать на 1 м3 сырья для обеспечения заданного соотношения водород / углеводородное сырье.
Увеличение соотношения циркуляционный водородосодержащий газ: углеводородное сырье в значительной степени определяет энергетические затраты. Кроме того, нужно учитывать, что с понижением концентрации водорода в циркуляционном водородосодержащем газе несколько уменьшается безpегенеpационный цикл работы катализатора. Если по условиям эксплуатации отсутствует возможность повысить концентрацию водорода в циркуляционном водородосодержащем газе на входе в реактор до оптимального значения, то следует идти по пути повышения общего давления в системе и, как следствие, повышения парциального давления водорода.
Активность катализатора.
Под активностью катализатора следует понимать количество превращенного сырья в единицу времени на единицу объема катализатора.
Причины потери активности катализаторов, а следовательно и уменьшения глубины очистки, могут быть следующие:
· повышенная температура, стремление увеличить скорость реакции повышением температуры может привести к нежелательным реакциям, протекание которых трудно контролировать, в результате чего катализатор дезактивируется, при этом снижается выход целевых продуктов за счет образования газа и кокса изменение состава катализатора, например при 760 °C активная окись никеля на окиси алюминия превращается в неактивный алюминат никеля, происходит спекание катализатора, уменьшается его активная поверхность;
· потеря активного компонента катализатора. При температуре около 600 °C испаряется трехокись молибдена недостаточная скорость десорбции образующихся продуктов на поверхности катализатора при недостаточном парциальном давлении водорода;
· недостаточное осернение катализатора приводит к неполному переводу окислов металлов на катализаторе из пассивной формы в активную.
Качество сырья.
В углеводородном сырье, поступающем на установку, содержание влаги должно быть минимальным. Повышение содержания влаги влияет на прочность катализатора (следовательно, снижает его активность), усиливает интенсивность коррозии, нарушает нормальный режим стабилизационной колонны. Сырье не должно содержать механических примесей, так как, попадая в реактор они скапливаются на поверхности катализатора, снижая тем самым эффективность его работы. Поликонденсация непредельных и кислородосодержащих соединений, содержащихся в сырье, за счет контакта последнего с кислородом воздуха, может привести к образованию отложений в системе реакторного блока (реакторы, теплообменники, компрессоры).