КАТАЛИТИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ. Каталитический крекинг- это процесс разложения высокомолекулярных углеводородов при температурах 450500 °С и давлении 0,2 МПа в присутствии катализаторов -

Каталитический крекинг - это процесс разложения высокомолекулярных углеводородов при температурах 450...500 °С и давлении 0, 2 МПа в присутствии катализаторов - веществ, ускоряющих реакцию крекинга и позволяющие осуществлять ее при более низких, чем при термическом крекинге, давлениях.

Катализаторы – это вещества, которые ускоряют или вызывают химическую реакцию, но сами не претерпевают изменений.

В качестве катализаторов используются, в основном, алюмосиликаты и цеолиты.

Сырьем для каталитического крекинга являются прямогонный тяжелый газойль, поступающий из ректификационной колонны, вакуумный газойль - из установки вакуумного крекинга, продукты термического крекинга и коксования мазутов.

Прямогонные фракции тяжелого газойля нагреваются при повышенном давлении в контакте с катализатором.

Температура кипения для процесса крекинга должна находится в диапазоне от 340 до 590 гр.С. Фактическая температура в реакторной установке находится в районе 480 гр.С.

Процесс протекает в реакторе. Сырье проходит через нагреватель, смешивается с катализатором и поступает в вертикальную трубу (райзер), ведущую в нижнюю часть резервуара (собственно реактор). В момент поступления сырья в реактор процесс уже идет, поэтому время пребывание в реакторе – несколько секунд. Т.е реактор фактически нужен для отделения продукта от катализатора. Это происходит с помощью циклона (процесс центрифугирования).

Катализатор существует в виде пористых шариков или микросфер и имеет огромную площадь контактной поверхности.

В ходе процесса на дне реактора скапливается отработанный катализатор покрытый углеродными отложениями (коксом). Его подают в регенератор где горячим воздухом выше 600 гр С прожигают (восстанавливают).

Получаемый продукт (смесь углеводородов) из реактора поступают в ректификационную колону для разделения на фракции.

Цель крекинга состоит в том, что бы превратить тяжелые фракции в бензин. При этом, температура в реакторе должна лежать в интервале выкипания бензиновой фракции.

В процессе каталитического крекинга происходят сразу несколько процессов.

Когда тяжелые молекулы расщепляются, то водорода оказывается недостаточно, чтобы насытить все образовавшиеся молекулы. Поэтому часть углерода переходит в кокс, который практически полностью состоит из атомов углерода.

При разрыве тяжелых молекул образуется полный набор возможных молекул углеводородов от метана и выше. Образуются весь спектр предельных углеводородов, олефинов и ароматических (нафтеновых) групп.

Таким образом, продуктами крекинга является полный набор углеводородов, от метана до остатка, в том числе кокса.

В результате конденсации в ректификационной колонне продуктов расщепления получают следующие фракции: газ, бензин, легкий и тяжелый газойли, кокс.

Установка каталитического крекинга состоит из трех основных частей: реактора, регенератора катализатора и ректификационной колонны.

Риформинг - это каталитический процесс переработки низкооктановых бензиновых фракций, осуществляемый при температуре около 500°С и давлении 2…4 МПа. В результате структурных преобразований октановое число углеводородов в составе катализата резко повышается. Продукт риформинга (катализат) является основным высокооктановым компонентом товарного автомобильного бензина.

Из катализата также могут быть выделены ароматические углеводороды (бензол, толуол, этилбензол, ксилолы).

Гидрогенизация - процесс переработки нефтяных фракций в присутствии водорода, вводимого в систему извне. Гидрогенизационные процессы протекают в присутствии катализаторов при температуре 260...430 °С и давлении 2...32 МПа.

Гидрогенизация позволяет углубить переработку нефти, обеспечив увеличение выхода светлых нефтепродуктов и одновременно удалить нежелательные примеси серы, кислорода, азота (гидроочистка).

К гидрогенизационным относятся следующие процессы:

1. деструктивная гидрогенизация;

2. гидрокрекинг;

3. недеструктивная гидрогенизация (гидроочистка)

 

Процессы гидрогенизации требуют серьезных капиталовложений и значительно увеличивают эксплуатационные расходы.

Затраты тем больше, чем выше давление, применяемое в процессе, чем более тяжелым по плотности и фракционному составу является сырье и чем больше в нем серы.