Справочник химика 21. Каталитический крекинг нефти схема


КАТАЛИТИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ

Переработка Нефти

Что за трещетка уши нам терзает Неугомонным шумом лишних слов'' В Шекспир. «Король Иоанн»

На ранних стадиях развития нефтеперерабатывающей промышленности потребности в автомобильном бензине росли быстрей, чем потребности в тяжелом жидком топ­ливе (например, в дизельном топливе), и соответствен­но росло количество сырой нефти, которую нужно было превратить в бензин. Нефтепереработчикам стало ясно, что если производить прямогонный бензин в количест­ве, достаточном для удовлетворения потребности рынка, то рынок будет одновременно затоварен тяжелым топли­вом. Экономическим следствием сложившейся ситуации стал постоянный рост цен на бензин при падении цен на более тяжелые фракции.

Чтобы справиться с этой физической и экономической проблемой, находчивые

Придумали несколько крекинг-процессов, из которых наиболее широко распространен каталитический крекинг.

Технологический процесс

В двух предыдущих главах обсуждались некоторые ас­пекты химизма процесса крекинга, а также химия нефти в целом. Здесь мы будем рассматривать технологический про­цесс крекинга: в крекинг-установке прямогонные фрак­ции тяжелого газойля нагревают при повышенном давле­нии в контакте с катализатором, который способствует протеканию процесса.

Катализатор — это вещество, которое ускоряет или даже вызывает химическую реакцию, но когда реакция заканчивается, катализатор остается в неизменном виде — таким же, каким был сначала. Другими словами, он не изменяется химически, но заставляет другие вещества ре­агировать друг с другом. Катализаторы похожи на некото­рых десятилетних детей, с которыми обычно ничего не случается, но там, где они появляются, обязательно что - нибудь происходит.

Сырьем для процесса каталитического крекинга обыч­но является прямогонный тяжелый газойль, а также лег­кая фракция вакуумной перегонки. Температура кипения сырья для крекинга должна находиться в пределах 340— 590°С (650—1100°F). Чтобы процесс начался, требуется нагревание; температура в реакторе во время крекинга находится в районе 480°С (900°F).

Процесс разработан так, чтобы особым образом со­действовать протеканию крекинга. Задача состоит в том, чтобы превратить тяжелые фракции в бензин. В идеале температуры кипения продуктов крекинга должны ле­жать в интервале, соответствующем бензину, но техно - логия не бывает идеальной. Во время работы установки происходит несколько процессов. Когда большие молеку­лы разрываются на части, то водорода оказывается недо­статочно, чтобы насытить все молекулы, и поэтому не­которая часть углерода переходит в кокс, который почти целиком состоит из атомов углерода, слепленных вместе. При разрыве крупных молекул получается полный набор мелких — от метана и выше. Поскольку водорода недо­статочно, многие из образующихся молекул оказывают­ся олефинами. Если некоторые молекулы в сырье состоят из нескольких ароматических или нафтеновых циклов, соединенных вместе, они разваливаются на меньшие аро­матические или нафтеновые молекулы и олефины. И, наконец, молекулы, состоящие из нескольких аромати­ческих или нафтеновых циклов й длинных боковых це­пей, как правило, теряют боковые цепи. Полученные в результате молекулы, хотя и содержат меньше атомов углерода, но оказываются более тяжелыми, то есть име­ют более высокую относительную плотность. Кроме того, их температуры кипения обычно также выше. Самое смешное, что эти молекулы образуют продукт, который

Тяжелее, чем исходное сырье. Таким образом, продукта­ми крекинга является полный набор углеводородов, от метана до остатка и, кроме того, кокс.

Аппаратурное оформление каталитического крекинга состоит из трех частей: реактора, регенератора и ректи­фикационной

Реактор

Центральной частью установки каталитического кре­кинга является реактор (рис. 6.1). Сырье проходит через нагреватель, смешивается с катализатором и поступает в вертикальную трубу (райзер), ведущую в нижнюю часть большого сосуда, похожего на резервуар для воды, кото­рый называется реактором. В момент, когда сырье посту­пает в реактор, процесс уже идет, поэтому время пребы­вания сырья в реакторе — всего несколько секунд. В более современных конструкциях крекинг, в основном, проис­ходит уже в райзере. Таким образом, реактор нужен толь­ко для отделения углеводородов от катализатора. Это про­изводится с помощью циклона, механического приспо­собления, использующего центрифугирование.

Катализатор бывает обычно одного из двух типов: ша­рики или микросферы. Диаметр шариков обычно 0,3 или 0,6 см. Микросферы гораздо меньше, и такой катализа­тор выглядит как детская присыпка. В настоящее время шарики уже вышли из моды. Микросферы обладают дву­мя необычными свойствами. Если сосуд с порошком ка­тализатора встряхивать или наклонять, порошок ведет себя как жидкость. Поэтому такой процесс иногда назы­вают крекинг с псевдоожиженным катализатором.

Второе свойство присуще не только порошку, но и шарикам, но оно не заметно невооруженным глазом. Под у микроскопом можно видеть, что каждая микросфера (или шарик) имеет множество пор и, следовательно, огром­ную площадь поверхности. Поскольку действие катализато - | ра определяется его контактом с сырьем, большая пло­щадь поверхности — очень важное свойство катализатора.

Регенератор

Та часть углеводородов, которая во время крекинга превращается в кокс, оседает в виде отложений на ката­лизаторе. Когда поверхность катализатора покрывается отложениями, катализатор становится неактивным (от­работанным). Чтобы удалить эти углеродные отложения, отработанный катализатор подают в сосуд, называемый регенератором (рис. 6.2), где его смешивают с горячим воздухом, нагретым приблизительно до 600°С (1100°F). В результате происходит следующая химическая реакция:

С + О2 СО и СО2 (в более старых моделях),

С + О2 -> С02 (в более новых моделях).

О

Отработанный катализатор

/

Нагретый воздух

Свежий катализатор

Рис. 6.2. Регенерация катализатора.

Этот процесс называется окислением кокса и напоми­нает сжигание древесного угля в брикетах, потому что в обоих случаях углерод соединяется с кислородом, и при этом образуется диоксид углерода и иногда моно­

Оксид углерода (СО), а также выделяется большое коли­чество тепла. Тепло в виде горячего потока СО и обычно используют в какой-либо части процесса, на­пример, чтобы нагреть сырье в теплообменнике. В более старых моделях поток отправляют в печь, где

СО доокисляется до прежде чем наконец от­

Правляется в атмосферу.

Восстановленный катализатор выходит из нижней ча­сти регенератора. Его можно снова смешать с сырьем и направить в реактор. Таким образом, катализатор нахо­дится в непрерывном движении, проходя по циклу кре­кинг—регенерация.

Ректификационная колонна крекинга

Тем временем углеводородная смесь, полученная в ре­зультате крекинга, подается (перекачивается) в ректифи-

Крекинг-газ

Ґ

\

Крекинг-бензин

Продукт из

Реактора

І

Легкий крекинг-газойль

Ч

Тяжелый крекинг-газойль

Насос для

Иидачи

Сырья Рециркулирующий газойль

Рис. 6.3. Фракционирование.

Кационную колонну, предназначенную для разделения продуктов каталитического крекинга. В колонне смесь обычно разделяется на следующие фракции: углевод ород - ные газы и более легкие, то есть крекинг-бен­

Зин, легкий крекинг-газойль, тяжелый крекинг-газойль и кубовый остаток, который называется газойль. Последний продукт может использоваться разны­ми способами, но чаще всего его смешивают со свежей порцией сырья, с которой он снова поступает в процесс. Если число циклов достаточно велико, рециркулирующий газойль может полностью исчезнуть. Такой вариант носит зловещее название рециркуляция до уничтожения.

Тяжелый крекинг-газойль можно использовать как сы­рье для термического крекинга или как компонент оста­точного топлива (мазута). Легкий газойль является хоро­шим компонентом дизельного и дистиллятного топлива, а крекинг-бензин служит эффективным компонентом ав­томобильного бензина.

Граница между бензиновой фракцией и фракцией лег­кого газойля не является строго фиксированной. Переме­щение этой границы позволяет регулировать соотноше­ние между бензином и дистиллятом в зависимости от времени года. Когда наступает зимний отопительный се­зон, многие нефтеперерабатывающие заводы переходят на режим максимального количества дистиллята. Для это­го изменяют точку выкипания для крекинг-бензина, так чтобы большее количество продукта попало во фракцию легкого газойля. Летом, чтобы перейти на режим макси­мального количества бензина, границу между фракциями сдвигают в противоположном направлении.

Верхние погоны, выходящие из ректификационной ко­лонны крекинга, отличаются по составу от легких фрак­ций, получающихся при ректификации сырой нефти. В процессе крекинга образуются олефины, поэтому поток углеводородных газов содержит не только метан, этан, пропан и бутаны, но также водород, этилен, пропилен и бутилены. Из-за этих дополнительных компонентов кре­кинг-газ направляют для разделения на установку фракци­онирования крекинг-газа. В этом состоит отличие от газа, полученного, например, при ректификации сырой нефти (а также, как мы увидим позже, при гидроочистке, гид­рокрекинге, риформинге и т. д.), который содержит толь­ко насыщенные соединения. В последнем случае газ на­правляют на установку фракционирования насыщенного газа. Изобутан, пропилен и бутилены, полученные с установ­ки каталитического крекинга, оказываются полезными для процесса алкилирования, в котором эти олефины пре­вращаются в компоненты компаундированного бензина.

Все узлы установки каталитического крекинга, соеди­ненные в общую систему, показаны на рисунке 6.4. Об­ратите внимание, что в системе имеется два циркулиру­ющих потока. В левой части рисунка катализатор выходит из зоны реакции, проходит регенерацию и снова возвра­щается в зону реакции. В правой части углеводороды вхо­дят в систему и уходят из нее, но за счет фракции рецир - кулирующего газойля некоторые компоненты постоянно циркулируют в системе.

Выходы продуктов крекинга

Задачей каталитического крекинга является превра­щение тяжелого газойля в бензин и более легкие фрак­ции. Ниже приведены типичные выходы продуктов, ко­торые показывают, в какой мере эта цель достигается.

Сырье:

Объемные %

Тяжелый газойль

40,0

Легкая фракция вакуумной перегонки

60,0

Рециркулирующий газойль

(10,0)*

Всего:

100,0

Продукты:

Кокс

8,0

Газы

35,0

Крекинг-бензин

55,0

Легкий крекинг-газойль

12,0

Тяжелый крекинг-газойль

8,0

Рециркулирующий газойль

(10,0)*

Всего:

118,0

* Циркулирующий продукт не учитывался при подсчете сум марного объема.

Поскольку рециркуляция ведется до полного исчезно­вения, простая схема каталитического крекинга не учи­тывает его ни на входе, ни на выходе. Однако более важный результат, а именно, увеличение объема, отчетли­во виден. Действительно, сумма объемов продуктов, вы­ходящих с установки, составляет от объема сырья, поступающего на установку. Это ни в коей мере не связа­но с циркулирующим потоком, а определяется только соотношением плотностей продуктов и сырья. Если бы Мы измеряли выход в весовых, а не в объемных процен­тах, суммарное количество продуктов оказалось бы рав­ным 100%. Но поскольку большинство нефтепродуктов по объему, а не по весу, их количество обычно выражают в объемных единицах. И поскольку во время

Крекинга происходят приключения с плотностью, выхо­ды продуктов показывают значительную прибавку. Иног­да эта прибавка становится навязчивой идеей нефтепере­работчиков, и они стараются «раздуть баррель».

Параметры процесса

Обычно установка каталитического крекинга работа­ет, пока не достигает предела своих возможностей в от­ношении выжигания кокса. Это может произойти раз­личным образом, но становится очевидным, когда начи­нает падать выход бензина, а количество газов или тяжелого газойля при этом начинает возрастать Выходы продуктов с установки крекинга зависят от разных фак­торов, в том числе от качества сырья, температуры в реакторе, скорости подачи сырья и скорости циркуля­ции, и, что удивительно, от времени суток и температу­ры окружающего пространства.

Качество сырья. Реакция крекинга весьма сложна, и существует достаточно много данных, которые могут быть использованы для предсказания выходов на основании различных характеристик сырья. Важными характеристи­ками являются плотность сырья и содержание в нем па­рафинов, нафтенов и ароматики.

Температура в реакторе. Чем выше температура, тем интенсивнее протекает реакция крекинга, но в какой-то момент количество образующихся газов резко возрастает за счет уменьшения количества бензина или легкого га­зойля. Оптимальная температура в реакторе определяется экономическими соображениями.

Скорости подачи сырья и циркуляции. Слишком высокая скорость подачи плохо сказывается на выходах, поэтому следует соблюдать баланс с объемом остатка от фракци­онирования, который либо направляют на циркуляцию, либо оставляют во фракции тяжелого

Время суток и температура. Для регенерации отрабо­танного катализатора через регенератор постоянно про­пускают воздух. Если температура воздуха за пределами установки понижается, воздух становится более плотным. Так как насосы, подающие воздух, работают при посто­янной скорости, то в действительности холодного возду­ха в регенератор подается больше, чем теплого. Чем боль­ше кислорода, тем больше кокса выжигается с поверх­ности катализатора. Чем свежее катализатор, тем эффек­тивнее реакция. Чем эффективнее реакция, тем больше получается бензина. Автоматическая запись параметров процесса действительно позволяет зафиксировать откло­нения стрелок: например, ночью, когда температура воз­духа ниже, выходы продуктов оказываются выше. Днем, когда становится жарко, выходы падают. То же самое относится к результатам, полученным зимой и летом, и это уже плохо, потому что потребности в бензине выше как раз летом, когда выходы снижаются.

Технологическая схема нефтепереработки:

— прямогонный бензин;

— прямогонная нафта;

— прямогонный керосин;

— прямогонный легкий газойль;

— прямогонный тяжелый газойль;

— легкая фракция вакуумной перегонки;

— бензин каталитического крекинга;

— легкий газойль каталитического крекинга;

— тяжелый газойль каталитического крекинга.

Резюме. С точки зрения технологии, установку катали­тического крекинга можно условно изобразить на общей технологической схеме нефтеперерабатывающего завода как некий ящик с входящим сырьем и выходящими про­дуктами. До данного момента мы успели рассмотреть рек­тификацию сырой нефти, вакуумную перегонку и ката­литический крекинг. На рисунке 6.5 показано, как все это выглядит в комплексе. Кроме того, на этом рисунке приведены сокращения, которые мы будем использовать в дальнейшем.

УПРАЖНЕНИЯ

Заполните пропуски:

А. Установка каталитического крекинга включает два циркулирующих потока. В одной части установки это, а в другой — .

Б. На поверхности отработанного катализатора отклады­вается. В процессе регенерации он уда­ляется за счет реакции с с образова­нием и.

В. Задача каталитического крекинга — превращение в.

Г. Сырье каталитического крекинга обычно поступает с установок и.

Д. содержатся в крекинг-газе, но не со­

Держатся в потоках насыщенного газа.

Е. Остаток от фракционирования продуктов каталитичес­кого крекинга называется и обычно

за счет смешивания с сырьем.

Используйте условия и ответы из предыдущих глав, а также данные по выходам продуктов, приведенные в этой главе. Предположим, что сырьем для крекинга является вся верхняя фракция, полученная с установ­ки вакуумной перегонки, и весь прямогонный тяже­лый газойль (фракция между прямогонным легким га­зойлем и остатком, идущим на вакуумную перегонку). Сколько легкого крекинг-газойля будет получено на установке каталитического крекинга?

Признаком того, какими сложными могут быть опе­рации нефтепереработки, является число возможных способов, которыми можно изменить объемы потоков. Назовите шесть способов увеличения объема легкого крекинг-газойля.

msd.com.ua

Технологические схемы каталитического крекинга - Справочник химика 21

    Технологическая схема установки каталитического крекинга с прямоточным лифт-реактором [c.133]     При топливно-масляном варианте переработки нефти и наличии па заводе установок каталитического крекинга и АВТ большой единичной мощности целесообразно использование комбинированной технологической схемы установки первичной перегонки нефти, обеспечивающей одновременное или раздельное получение из нефти наряду с топливными фракциями широкой и узких масляных фракций [1]. [c.147]

    Как уже было сказано, главными параметрами, определяющими конкретную технологическую схему жидкофазного каталитического крекинга, являются сырье и катализатор. Учитывая это, мы провели исследования по подбору достаточно эффективного природного катализатора и сырья с учетом фракционного и углеводородного состава. Мы исходили не только из технологических преимуществ жидкофазного процесса, но также из соображений сокращения расхода катализатора за счет создания условий интенсивного контакта между катализатором и жидкой фазой сырья и возможности более избирательно направить действие катализатора на процессы крекинга и гидрирования, подавив в той или иной степени процессы дегидрирования парафинов и нафтенов и деалкилирования ароматических углеводородов путем повышения давления. [c.126]

    В качестве примера. приведем принципиальную технологическую схему каталитического крекинга с движущимся гранули рованным катализаторам (рис. 127), разработанную в США н хорошо зарекомендовавшую себя в работе. [c.254]

    Предложена технологическая схема переработки сланцевой смолы, включающая коксование, гидрогенизацию фракции > 205 °С, каталитический крекинг гидрогенизата >205 °С и риформинг фракций гидрогенизата. Однако при гидроочистке удаляется только 80% азота остаточное содержание азота в сырье для риформинга 0,26%, в сырье для крекинга 0,49%. Суммарный выход бензина 52, 3%, дизельного топлива 19,1% [c.32]

    В результате была создана технологическая схема каталитического крекинг-процесса с подвижным гранулированным катализатором с перемещением катализатора и сырья но принципу противотока. [c.275]

    Принципиальная технологическая схема каталитического крекинга со стационарным катализатором показана на рис. 95. Подготовленное к переработке сырье насосом прокачивается через трубчатую печь 1, в которой оно нагревается до температуры крекинга. В эту же печь подается пар, который после перегрева до тон же (или немного выше) температуры, что и сырье, смешивается с последним и в виде смеси сырье — пар направляется в один из реакторов 2. Смесь сырья и паров проходит через таблетированный катализатор, которым засыпан в определенном порядке реактор 2. В печи 1, а в основном в реакторе 2, над катализатором происходит крекинг исходного сырья с образованием таза, бензина, крекинг-остатка и кокса. Продукты крекинга направляются в теплообменник 3, где отдают свое тепло пару, и далее поступают на разделение в ректификационную колонну (на схеме не показана). [c.202]

    В СССР эксплуатируется ряд установок с псевдоожиженным слоем микросферического катализатора. Состав технологических блоков и принцип их работы аналогичны описанной общей схеме каталитического крекинга (см. рис. 6.9). Технологическая схема [c.240]

    Технологическая схема. Термическому крекингу подвергают различные виды сырья от легкого прямогонного бензина до гудрона и тяжелых дистиллятов вторичного происхождения, получаемых при коксовании и каталитическом крекинге. Технологическая схема установки зависит от того, какое сырье на ней перерабатывается. Общим для всех установок термического крекинга является наличие трубчатой печи для подогрева сырья до необходимой температуры и сообщения тепла реакции. В целях обеспечения требуемой глубины превращения на большинстве установок, особенно при переработке тяжелого сырья, предусматриваются специальные реакционные аппараты, в которых сырье выдерживается определенное время при температуре реакции. На современных установках термического крекинга, как правило, применяется крекинг в рециркуляцией. [c.185]

    Нельзя не отметить, что в противоточных схемах каталитического крекинга ТСС и/ п обычно значительно больше и, следовательно, движущийся катализатор как теплоноситель не используется. В этих условиях применение движущихся катализаторов разрешает только химико-технологические задачи стабилизации режимов работы реакционных устройств (что. имеет очень большое значение) и поддержания активности катализатора на одном уровне 1. [c.257]

    Существующие промышленные схемы каталитического крекинга, получившие различное технологическое и аппаратурное оформление, могут быть разделены на следующие главные группы  [c.273]

    Технологическая схема. Термическому крекингу подвергают различные виды сырья от легкого прямогонного бензина до гудрона и тяжелых дистиллятов вторичного происхождения, получаемых при коксовании и каталитическом крекинге. Технологическая [c.196]

    На рпс. IV-12 показан один из вариантов технологических схем блока разделения установки каталитического крекинга. Пары катализатора из реактора поступают в нижнюю часть сложной ректификационной колонны под каскадные тарелки. На эти тарелки подается охлажденная флегма, которая забирается с низа колонны насосом. При контакте с флегмой катализаторная пыль увлекается в низ колонны и вместе с флегмой поступает в отстойник, из которого шлам по мере накопления откачивается в реактор. [c.222]

    Доведение до минимума температурных налеганий отдельных фракций на установках АТ и АВТ является одной из задач по оптимизации технологического режима. Выбор рациональной схемы отдельных узлов, правильное использование энергетических потоков, оснащение современных установок эффективным оборудованием с высоким к. п. д. средствами, контроля и автоматики, могут гарантировать высокие технико-экономические показатели промышленной установки и обеспечение большинства вторичных процессов (пиролиза, каталитического крекинга, риформинга, селективных очисток и др.) качественным сырьем. [c.26]

    Кроме описанных схем подготовки дестиллатного сырья для реакторов каталитических крекинг-установок, в промышленности применяются и другие схемы, объединяющие в пределах одной установки два-три технологических процесса. Одной из главных задач таких установок, называемых комбинированными, является подготовка сырья для каталитического крекинга. Ниже рассмотрены схемы двух комбинированных установок. [c.41]

    На рис.3.11 приведены принципиальные технологические схемы установок демеркаптанизации бензинов термического и каталитического крекинга. Импортные катализаторы на обеих установках заменены на [c.78]

    РИС. /У-2. Технологическая схема установки каталитического крекинга 1-А/1-М  [c.40]

    ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА И ОСНОВНАЯ АППАРАТУРА УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА С ПЫЛЕВИДНЫМ КАТАЛИЗАТОРОМ [c.58]

    Существует целый ряд систем каталитического крекинга, в которых измельченный или гранулированный катализатор непрерывно движется по замкнутому циклу реактор—регенератор. В качестве примера приведем принципиальную технологическую схему каталитического крекинга с движущимся гранулироваиным катализатором (рис. 96), разработанную в США и хорошо зарекомендовавшую себя в работе. В этой системе кре- [c.202]

    На заводе и Маркус Хук построена специальная бензиноочистная установка Гудри, работа которой таклТехнологическая схема процесса на ней упрощена по сравнению со схемой каталитического крекинга, но в принципе осталась такой же. Очшдаемый бепзип при температуре 120 С и давлении около 0,4 МПа поступал в печь для испарепия, откуда выходил с температурой 350 °С и под давлением около 0,4 МПа, т. е. в парообразном состоянии. Бензиновые пары пропускались через д С каталитические камеры, работающие попеременно (работа — регенерация) с переключением через каждые 3 ч. [c.65]

    Реакция одностадийного дегидрирования изопентана идет с поглощением тепла. Фактически имеют место две последовательные реакции получение изоамиленов из изопентана и получение изопрена из изоамилена. В качестве исходного сырья может применяться изопентан и (или) фракции углеводородов С5 продуктов каталитического крекинга. Процесс проводится в каталитической батарее из нескольких реакторов с неподвижным слоем катализатора. Катализатор имеет форму цилиндрических гранул и состоит из окиси хрома и глинозема. Активный катализатор смешивают с определенным количеством инертного материала высокой теплоемкости. Реакторы изготавливают из углеродистой стали и футеруют огнеупором высокого качества. Технологическая схема каталитической батареи и конструкция реакторов аналогичны таковым в процессе одностадийного дегидрирования к-бутана в бутадиен (см. рис. П1.20). Сырье подают в верхнюю часть реактора, в котором оно проходит через слой катализатора продукты реакции отбирают из нижней части. [c.159]

    Мазут — остаток атмосферной перегонки нефти — перегоняется на самостоятельных установках вакуумной перегонки или на вакуумных секциях атмосферно-вакуумных трубчаток (АВТ). На современных вакуумных установках применяют следующие технологические схемы перегонки мазута однократного испарения всех отгоняемых фракций в одной вакуумной колонне однократного испарения с применением отпарных колонн двухкратного испарения отгоняемых фракций в двух вакуумных колоннах. Получаемые при вакуумной перегонке мазута дистилляты могут быть использованы в качестве сырья каталитического крекинга (работа по топливной схеме) и в качестве фракций для производства масел (работа по масляной схеме). При работе по топливной схеме на установке получается одна широкая фракция, направляемая в качестве сырья (широкого вакуумного отгона) на установки каталитического крекинга. Если вакуумная перегонка ведется с целью получения масляных дистиллятов, то к качеству получаемых фракций и в частности к их фракционному составу предъявляются более жесткие требования. На установках, запроектированных и построенных в последние годы, предусматривается получение двух масляных фракций 350—420 °С и 420—490 °С (для типового сырья из ромашкинской и туймазинской нефтей). Далее путем компаундирования можно получить на их основе различные масляные фракции. [c.32]

    Установка (А-12/6) запроектирована для работы по топливной схеме. Вакуумная часть состоит из одной колонны и предназначена для получения широкой вакуумной фракции — сырья каталитического крекинга. Технологические узлы и схема перегонки нефти аналогичны принятым на установке АВТ со вторичной перегонкой бензина производительностью 2,0 млн. т/год нефти, описанной выше. Но на этой установке более эффективно используются вторичные знергоисточники—горячие нефтепродукты, отходящие дымовые газы, горячая вода и пар. За счет отбросного тепла можно производить некоторое количество водяного пара для собственных нужд установки. При переработке обессоленной ромашкинской нефти обеспечиваются следующие выходы продуктов (в вес. % на нефть)  [c.100]

    Заводы для цроизводства высококачественных моторных топлив, в том числе авиационных и автомобильных бензинов, имеют чмюжную структуру. Такие заводы состоят из большого числа технологических—установок, вспомогательных сооружений и устройств разных назначений, мощностей и типов. Известно несколько схем связи установок ка1алитического крекинга со смежными технологическими установками завода. Две из згах схем представлены на рис. 41 и 42 с целью показать на двух конкретных примерах место каталитического крекинг-процесса в общей технологической структуре завода. [c.97]

    На рис. 116 изображена Технологическая схема одной из небольших крекинг-установок ортофлоу модели А. Эта установка построена в Югославии и введена в эксплуатацию в 1956 г. [195]. Общая пропускная способность реактора 485 m сутки смеси свежего ojmpoBoro дистиллята (286 m сутки) с рециркулирую щим газойлел . Соляровый дистиллят выделяется из мазута в вакуумной ступени нефтеперегонной установки и направляется в аккумулятор 1. Легкий каталитический газойль смешивается с сырьем установки перед поступлением последнего в змеевик печи 2, а тяжелый рециркулирующий газойль, отбираемый с низа отстойной секции колонны [c.274]

    Современные требования, предъявляемые к ассортименту и уровню качества нефтепродуктов, оказали решающее влияние на технический прогресс в области производства нефтепродуктов, на создание более совершенных технологических установок и нроизвод" ственных комплексов. Дальнейпше углубление пере" работки нефти требует усиления внимания, в частности, к следующим процессам каталитическому крекингу, гидроочистке и гидрокрекингу, коксованию остатков и отборного тяжелого дистиллятного сырья, депарафинизации и обезмасливанию по современной схеме. Для получения нефтепродуктов повышенного качества дальнейшее развитие получают процессы каталитического риформинга прямогонных бензиновых фракций, изомеризации, разделения керосиновых дистиллятов с помощью цеолитов, про" цессы производства пластичных смазок, присадок к топливам и смазочным материалам. [c.5]

    Технологическая схема установки каталитического крекинга с прямоточным реактором приведена на рис. IV- . Установка включает следующие блоки гидроочистки сырья — вакуумного дистиллята, каталитического крекинга, ректификации, газофракционирования и стабилизации бензина. Сырье — гидрогенизат, поступающий из секции гидроочистки, —насосом 1 подается в змеевик печи 2 и затем перед входом в реактор 11 смешивается с рецир- [c.38]

    Одним из направлений исследований была разработка технологии термокаталитической переработки высокомолекулярного нефтяного сырья с использованием железоокис-ного катализатора. В результате проведенных исследований были разработаны научные основы технологии переработки мазута на природном железоокисном катализаторе [1.54-1.59], установлено влияние технологических параметров на материальный баланс процесса, построена математическая модель, позволяющая оптимизировать режимные показатели и получать максимальный выход того или иного продукта, разработаны и предложены комплексные схемы переработки продуктов по нефтехимическому и топливному варианту, исследованы превращения железоокисного катализатора. С целью внедрения технологии в производство были разработаны исходные данные для проектирования реконструкции действующих установок каталитического крекинга [1.60, 1.61], проведены полупромышленные испытания технологии [1.62] и подтверждены возможиостт. и перспективность использования железоокисного катализатора для переработки тяжелого нефтяного сырья. [c.18]

    На рис. 188 представлена технологическая схема атмосферновакуумной установки топливного профиля, предназначенной для переработки сернистой нефти. Газойль, отбираемый сверху вакуумной колонны, представляет собой широкую фракцию и используется как исходное сырье для каталитического крекинга. [c.305]

    Далее процедура повторяется для второй строки и т. д. Если, осуществив операции (а) и б) для всех р строк, не получили ни одной строки, все элементы которой равны нулю, все реакции независимы. Если же получено g незначимых строк, то ранг матрицы и число независимых реак1щй равно (р— )> и g реакций можно исключить из рассмотрения. Таким образом, определение числа линейно независимых реакций требует определения коэффициентов V. Это не вызывает затруднений для реакций индивидуальных веществ, но не для превращений технологических групповых компонентов. В последнем случае не обязательно создавать модель процесса, так как значения V,/ можно найти из общих соображений о соотношениях компонентов в ходе процесса. Для иллюстрации этого рассмотрим реакцию каталитического крекинга легкого газойля А, продуктами которой являются бензин А1, таз А2 и кокс Аз- Предположим, что процесс проводится без рециркуляции. При этом можно использовать представления о непревращенном сырье и описать процесс схемами  [c.79]

    Осуществлены схемы с различными конструктивными деталями систем циркуляции и отпаривающих систем. Ниже дано описачие одной технологической схемы различных установок по каталитическому крекингу. / [c.36]

    ВОВКИ и выполнять правила технической и пожарной безопасности. Для того, чтобы при возникающих производственных затруднениях хорошо ориентироваться в создавшейся обстановке и принять правильное решение для ликвидации причин неполадок, оператор и члены бригады должны в совершенстве овладеть техникой своего производства, хорошо знать технологическую схему установки, все коммуникации трубопроводов по питанию установки сырьем, водяным паром, охлаждающей водой, воздухом, а также схемы канализации и электроснабжения. В каждой бригаде на установке должен находиться план расстановки членов бригады во время аварии и пожара которые должны твердо знать свои обязанности во время аварии или пожара и точно их выполнять. Ниже приводятся наиболее характерные. случаи важнейших производственных затруднений и неполадок, возникающих на установке каталитического крекинга с пылевидным катализатором, а также способы их предупреждения и ликБИдации. [c.172]

    На основании проведенных лабораторных исследований и опыта эксплуатации установки Мерокс с гомогенным катализатором, была разработана технологическая схема очистки фракции С5-С5 (головки стабилизации каталитического крекинга) от сернистых соединений с использованием существующего оборудования. В качестве аппаратов для моноэтаноламиновой и щелочной очистки от сероводорода и меркаптанов были использованы существующие емкости Е-7, Е-9, Е-1 1 установки ГФУ. В качестве регенератора меркаптидсодержащей щелочи была использована насадочная колонна, изготовленная из кожухтрубного теплообменника. [c.60]

    Принципиальная технологическая схема разработанного процесса очистки головки стабилизации (С3-С5 каталитического крекинга) представлена на рис.3.3. Головка стабилизации (поток I) после моноэтаноламиновой очистки и очистки от сероводорода 1 %-ным раствором щелочи поступает в инжекторный смеситель С-2, куда подается регенерированный щелочной раствор катализатора (поток И) из емкости Е-28а и свежая щелочь (поток III) из щелочного бачка Е-28. В качестве щелочного катгшизаторного раствора нами было рекомендовано использовать 0,05 % мае. раствор натриевой соли дисульфофталоцианина кобальта в 10-15 % мае. растворе едкого натра с добавкой 2 % мае. ДЭГ. Д шее смесь щелочи и головки стабилизации поступает [c.60]

    В табл. V-1 представлен список технологических процессов, из которых необходимо синтезировать структурную схему НПЗ. В списке содержится 14 фирменных процессов каталитического риформинга бензинов, для которых выход продукта и октановые числа бензинов даны условно. Целевыми продуктами производства является бензин авиакеросин (дгаэ), дизельное топливо (хм), битум (j 3i) и кокс (л з2). Список технологических процессов дополнен двумя фиктивными процессами разделения бензиновой фракции (поток Хв) после АВТ Ff ) на процессы каталитического риформинга и фракции >350 (технологический поток л 2з) после АВТ (Т гз) а процессы каталитического крекинга. [c.209]

chem21.info

Каталитический крекинг

Количество просмотров публикации Каталитический крекинг - 756

Термокаталические процессы

Сегодня более 90 % нефти перерабатывается с использованием термокаталитических процессов, таких как каталитический крекинг, риформинг, гидрогенолиз сернистых соединœений и др. Размещено на реф.рфИспользование катализаторов позволило резко увеличить выход из нефти ценных продуктов (бензина) и повысить их качество. Οʜᴎ менее энергоёмки и протекают при меньших температурах и давлениях.

Назначение – получение дополнительных количеств светлых нефтепродуктов – высокооктанового бензина и дизельного топлива разложением тяжелых нефтяных фракций в присутствии катализатора.

В качестве сырья чаще всœего используется вакуумный дистиллят, получаемый при первичной переработке нефти, а также газойли коксования, термического крекинга и

гидрокрекинга.

Продукция установки каталитического крекинга:

- углеводородный газ – содержит 80 – 90% предельных и непредельных углеводородов С1-С4, направляется для разделœения на ГФУ;

- бензиновая фракция (н.к. 195 оС) – используется как компонент автомобильного и авиационного бензинов;

- легкий газойль (195 – 280 оС) – применяется как компонент дизельного и газотурбинного топлива;

- фракция 280 – 420 оС – используется в качестве сырья для получения техничес-

кого углерода;

- тяжелый газойль (фракция выше 420 оС) – используется как компонент котельного топлива.

Сегодня преимущественно применяются синтетические алюмосиликатные катализаторы, содержащие в своём составе 5 – 20 % цеолитов. При этом выход бензина достигает 45 – 50 %. Катализаторы должны быть устойчивыми к истиранию, к действию водяного пара, высоких температур и др.

Отличительной особенностью катализаторов является их быстрая дезактивация за счёт закоксовывания пор всœего за 10 – 15 минут работы. По этой причине крекинг чередуют с непрерывной регенерацией катализатора, которая состоит в выжигании кокса и смолистых отложений с поверхности катализатора воздухом при 540 – 580 оС. Для предотвращения местных перегревов воздух разбавляют инœертными газами.

Наряду с крекингом углеводороды в условиях процесса вступают в реакции алкилирования, деалкилирования, изомеризации, полимеризации и гидрирования. Механизм каталитического крекинга можно представить в виде цепных реакций, который экспериментально доказан. Зарождение цепи происходит под действием иона водорода катализатора:

НА => Н+ + А- ,

где НА – условное изображение алюмосиликатного катализатора в виде кислоты.

При взаимодействии Н+ с алкенами образуются ионы карбония:

RСН = СН2 + Н+ => RС+Н – СН3

Образующиеся ионы карбония могут вступать в различные взаимодействия:

а) скелœетная изомеризация:

Ch4++| R – CH – Ch3 – Ch4 => R – CH – Ch3 => R – C – Ch4 , |+ Ch4  

б) взаимодействие с нейтральными молекулами с образованием новых ионов карбония:

+ R – CH – Ch4 + C4h20 => C4H9+ + R - CH = Ch3 , в) распад карбоний-иона с большим числом углеродных атомов:
+ СН3 – СН – СН2 – R => Ch4 – СН = СН2 + R+.,

г) обрыв цепи происходит в результате реакции между ионами карбония и анионом катализатора:

+ - R – CH – CY3 + A => R – CH = Ch4 + HA .  

В итоге катализатор восстанавливает свой состав, и процесс может начинаться сначала. Последовательность, с которой вступают в реакции каталитического крегинга иная, чем при термическом крекинге: алкены > арены с большим числом боковых цепей > циклоалканы > алканы.

Такая последовательность объясняется тем, что в первую очередь на катализаторе адсорбируются ненасыщенные водородом соединœения. Ускорение реакций крекинга для алкенов и аренов в сотни и тысячи раз превышает ускорение крекинга алканов.

Одной из особенностей каталитического крекинга является также развитие процессов перераспределœения водорода. Так, молекулы углеводородов, адсорбированные на катализаторе, склонны к дегидрированию, что приводит к увеличению их не насыщенности и, как следствие, к увеличению их связи с катализатором. В результате вновь получаемые на поверхности катализатора алкены начинают полимеризоваться с превращением в конечный продукт процесса – кокс. Постепенно всœе активные центры катализатора покрываются коксом, что влечёт крайне важно сть регенерации катализатора.

Основными преимуществами каталитического крекинга перед термическими является более высокая скорость реакций и большая ценность получаемых продуктов.

На российских НПЗ эксплуатируются установки каталитического крекинга с реактором и регенератором непрерывного действия двух типов:

- с плотным слоем циркулирующего шарикового катализатора;

- с псевдоожиженным слоем циркулирующего микросферического катализатора.

2.1.1.1. Принципиальная технологическая схема каталитического крекинга с циркулирующим шариковым катализатором

Принципиальная технологическая схема приведена на рис. 44. Установка работает следующим образом. Сырье (вакуумный газойль – продукт вакуумной перегонки мазута по топливной схеме) насосом 14 через теплообменники 15, 16 подают в трубчатую печь 17. Здесь сырье нагревается и испаряется и с температурой 520 – 550 0С направляется в реактор 7, где контактирует в режиме прямотока с медленно движущимся сверху вниз слоем катализатора. В нижнюю часть реактора подают острый водяной пар для удаления из катализатора остатков нефтепродуктов.

Продукты крекинга в парообразном состоянии выводятся из реактора и поступа-

ют в нижнюю часть ректификационной колонны 5. Эти пары загрязнены взвешенными

частицами кокса и катализаторной пыли. По этой причине в нижней части колонны 5 установ-

лены специальные каскадные тарелки, имеющие угол наклона в сторону движения жид-кой фазы. Сверху колонны 5 выводятся пары бензина, водяные пары и жирный газ, ко-

Рис. 44. Принципиальная технологическая схема установки каталитического

крекинга с плотным слоем циркулирующего шарикового катализатора:

1 – компрессор; 2, 12, 14, 18 – 20, 22 – насосы; 3, 10 – сепараторы; 4, 11, 13 – холодильники; 5, 6 – колонны, 7 – реактор; 8 – пневмоподъемники; 9 – регенератор; 15, 16 – теплообменники; 17, 23 – печи; 21 – паросборник; 24 – воздуходувка; 25, 26 – бункеры-сепараторы; 27, 28 – дозаторы пневмоподъемников.

I – сырье, II – углеводородный газ, III – бензин, IV – фракция 195 – 350 оС, V – фракция выше 350 оС, VI – вода, VII – воздух, VIII – дымовые газы, IX – пар водяной

торые поступают в холодильник 4 и сепаратор 3. Часть бензина после конденсации и отделœения от жирных газов и воды в сепараторе 3 возвращается в виде флегмы (рефлюкса) обратно в колонну.

Шариковый катализатор из бункера 25 самотеком непрерывно поступает в верх-

нюю часть реактора, равномерно распределяется по его сечению и плотным слоем пос-

едовательно проходит реакционную зону, зону сепарации и зону отпарки. После этого закоксованный катализатор пневмотранспортом при помощи горячих топочных газов поднимается вверх и поступает в регенератор 9. Здесь катализатор движется плотным слоем сверху вниз, а сбоку подается горячий воздух, разбавленный топочными газами, для выжигания кокса. Для исключения перегрева и спекания катализатора внутри регенератора имеются водоохлаждаемые змеевики. Регенерированный катализатор при помощи пневмотранспорта возвращается в реактор. Размещено на реф.рфРазрушенные частицы катализатора отделяются от отработанных топочных газов в сепараторе 10 и утилизируются.

referatwork.ru