Термический крекинг нефтяного сырья

Назначение - получение КТ из гудрона или для получения термогазойля (сажы) при ­ом Р(2-4МПа) и Т=470-500^оС. Сырьё – мазут (350 и выше), в нём присутствуют П, Н, А. П–при крекинге характерны реакции их распада на более низкомолекулярные ком-ты. Продукты распада состоят из П и олефиновых у.в, Н₂. Термическая устойчивость простейших г/о-х парафи­новых у/в очень велика. При умеренной глубине разложения осн.продуктами крекинга являются этан и Н₂. Этан и пропан склонны к реакциям дегидрогени­зации с образованием соответствующих олефинов. По мере ­ М исходного у/в термиче­ская устойчивость его ¯ и преобладающими становятся реакции расщепления молекул по связи С-С. Стадии процесса – 1) инициирование R-R₁®R· + ·R₁ 2) развитие цепи R₃-R₄® R· + · R₃-R₄ 3) обрыв цепи R· + ·R₁® R-R₁;С₃₄Н₇₀® С₁₇Н₃₆ + С₁₇Н_34.

Факторы процесса:1) Качество сырья. с утяжелением сырья (с↑ пределов выкипания) устойчивость молекул распада ↓ся, т.е. чем тяжелее сырье, тем в менее жестких условиях оно расщепляется и < затрат энергии. Однако с утяжелением сырья в нем ↑ содержание ПЦА и САВ, которые более склонны к реакциям распада. 2) t Влияет как на скорость хим. процесса, так и на фазовый состав сырья. 3) Р влияет на: 1)фазовое состояние реакционной смеси; 2)изменение реакционного объема. 4) Высокая степень превращения сырья обычно ограничивается выходом продуктов побочных реакций. Чтобы ­ степень превращения сырья, часть непревращенного сырья возвращают в процесс, т.е. работают с рециркуляцией.

Уст-ка состоит из 2-х блоков: реакторного и нагревательно-фракционирующего. Реак-й: печь тяжелого сырья ПТС, печь легкого сырья ПЛС и К-1 - выносная реакционная камера.

Схема: Сырье мазут (250⁰С и >) ||-ми потоками подается в конвекционные камеры ПТС и ПЛС, где нагревается до 300⁰С. Из ПТС поток поступает в ректификационную К-3, вниз которой подаются горячие газовые продукты из сеп-ра высокого дав-ния К-2. В результате контакта с горячими продуктами происходит испарение легкой части сырья, а наиболее тяжелая часть продукта конденсируется, т.е. в кубе К-3 формируется вторичное сырье. Вторичное сырье подается в ПТС (Рна входе=40ат, t=350⁰С, на выходе Р=20ат, t=480⁰С).В печи происходит нагрев до конечной t, частичное испарение, разложение и уплотнение. При опт-х параметрах процесса выход кокса, образующегося в результате реакции уплотнения≈0,1%. Часть кокса отлагается на поверхности змеевика печи, сечение ↓ся, ↑ ∆Р в печи и возникает опасность прогара змеевика. После ПТС поток продукта поступает в К-1 (выносная реакц. камера ВРК–пустотелый ап-т). Здесь продолжается реакция крекинга и уплотнения. На ВРК приходится 20% продуктов крекинга. Поток продуктов в парожидкостной фазе после К-1 поступает в К-2 – испаритель высокого давления. П/о продукты из К-2 поступают вниз К-3 и яв-ся также ОО колонны. В К-3 продукты отдают тепло сырью. Происходит испарение легкой части сырья и конденсация тяжелой части продукта. Т.о. в кубе К-3 формируется тяжелое сырье. П/о продукты проходят через глухую тарелку, самая легкая их часть покидает колонну в виде дистиллята. Средняя часть 200-350⁰С накапливается над глухой тарелкой, затем поступает в ПЛС (на входе Р = 50 ат, t = 350⁰С, на выходе Р = 20 ат, t = 500-510⁰С). Продукты поступают в К-1. Несконденсированная часть продукта из К-3 проходит КХ-8, С-12. Часть жидкости возвращается в виде орошения, часть направляется в стабилизационную К-5, где удаляются растворенные газы. Жидкие продукты из К-2 после дросселирования поступают в К-4, нижняя часть ко торой работает как сеп-р низкого дав-ния, где за счет ↓я Р появляется паровая фаза, которая проходит через глухую тарелку и поступает в рект-ю часть колонны. В эту же колонну из ПЛС подается часть исходного сырья, в результате контакта исходного сырья с п/о продуктами легкая часть продукта испаряется, а тяжелая часть – конденсируется. Над глухой тарелкой накапливается тяжелая фр. – термогазойль. Термогазойль выводится с глухой тарелки К-4. Несконденсированный продукт К-4 поступает через КХ-9 в С-11, где происходит разделение г/о и жидких продуктов. Газ идет на АГФУ, часть жидких пр-тов возвращается в виде орошения, оставшаяся часть смешивается с Б. Продукты: Газ направляют на АГФУ. Б – ОЧ о низкое =60. высокое сод-е серы на ГО, входе которой происходит также насыщение ненасыщенных у/в (алкенов, диенов), в рез-те чего ↑ся хим.стабильность Б. ЛГ – исп-т как ком-т ДТ, ЦЧ низкое, высокое сод-е серы на ГО. Крекинг-остаток – исп-ся как КТ, в нем высокое сод-е серы, поэтому его смешивают, компаундируют с ГО-ми продуктами.