Каталитические процессы гидрокрекинга нефтяного сырья

В процессе гидрокрекинга бензиновых фракций 85 - 180 °С, проводимого при температуре 350 °С, давлении 4 МПа и объемной скорости сырья 0,5-1,5 ч-1 с рециркуляцией остатка, можно получить 31 % изобутана, 16 % изопентанов и 10 % изогексанов при незначительном выходе сухого газа (С1-С2).

Для комплексной переработки низкооктановых бензинов разработан комбинированный процесс изориформинга, представляющий собой комбинацию гидрокрекинга (в начале процесса) и каталитического риформинга продукта гидрокрекинга после отделения изокомпонентов (фракции н.к. -85 °С). Промышленный катализатор для стадии гидрокрекинга ГКБ-ЗМ получают введением в суспензию гидроксида алюминия соединений молибдена, затем никеля и цеолита с содержанием натрия менее 0,1%.

Недостатком процесса является короткий цикл (3-4 мес.) работы секции гидрокрекинга (в то время как межрегенерационный пробег второй ступени составляет около 1 года)

Другим вариантом комплексной переработки прямогонных бензинов является комбинирование каталитического риформинга с гидроизомеризацией бензола риформата в метилциклопентан. Комбинированный процесс получил название РИГИЗ. Сущность процесса заключается в избирательной гидроизомеризации наиболее малоценного компонента - бензола, содержащегося в риформате, в пятичленные нафтены при сохранении высокого октанового числа риформата. Ниже приведены данные по октановым числам смешения (ОЧС) некоторых ароматических и нафтеновых углеводородов.

Углеводороды ОЧС

Бензол 99

Метилциклопентан 107

Преимущество использования процесса РИГИЗ в снижении необходимости использования окатно повышающих добавок.

Процесс РИГИЗ включает две стадии: первая - жесткий ароматизирующий риформинг, в результате которого получается продукт с содержанием аренов 60 - 70 %; вторая заключается в гидроизомеризации головной фракции (н.к. - 85 °С или н.к. - 105 °С) риформата, в которой преобладает бензол.

Гидроизомеризацию головной бензолсодержащей фракции риформата проводят на алюмоплатиновом фторированном (бифункциональном) катализаторе ИП-62 при температуре 400 °С под давлением 3 МПа, объемной скорости сырья 1 - 1,5 ч -1 и кратности циркуляции ВСГ 800-1000 м3/м3.

Процессы селективного гидрокрекинга.

Предназначены для улучшения эксплуатационных, прежде всего низкотемпературных свойств моторных топлив и масел. Снижение температуры их застывания достигается селективным расщеплением нормальных парафинов, содержащихся в перерабатываемом сырье.

Катализаторы СГК имеют трубчатую пористую структуру с размерами входных окон 0,5 - 0,55 нм доступными для проникновения и реагирования там только молекулам парафинов нормального строения. Для гидрирования образующихся продуктов крекинга в цеолит вводят обычные гидрирующие компоненты (металлы VIII и VI групп).

Селективный гидрокрекинг, называемый и как гидродепарафинизация, проводят на почти аналогичных по аппаратурному оформлению и технологическим режимам процессам гидроочистки установках.

Гидродепарафинизацию используют и для производства низкозастывающих масел из масляных фракций и их рафинатов. Процесс проводят при температуре 300 - 430 °С, давлении 2-10 МПа, объемной скорости сырья 0,5 -2ч1. Выход масел составляет 80-87 %. Температура застывания масел может быть понижена с +6 °С до - (40-50) °С.

Разработан эффективный комбинированный процесс каталитического риформинга и селективного гидрокрекинга, получивший название селектоформинг. Процесс заключается в гидродепарафинизации риформата или его рафината на катализаторе селективного гидрокрекинга при следующих условиях: температура около 360 °С, давление 3 МПа, объемная скорость 1,6 ч-1 и кратность циркуляции ВСГ 1000 м3/м3. В результате селективного гидрокрекинга н-алканов С7 -С9 октановое число бензина возрастает на 10-15 пунктов.

Гидродеароматизации керосиновых фракций.

Гидродеароматизапия - каталитический процесс обратного действия по отношению к каталитическому риформингу, предназначен для получения из керосиновых фракций (преимущественно прямогонных) высококачественных реактивных топлив с ограниченным содержанием ароматических углеводородов (например, менее 10 %).

Легкий гидрокрекинг вакуумного газойля.

Гидрокрекинг вакуумного дистиллята при 15 МПа. Гидрокрекинг является эффективным и исключительно гибким каталитическим процессом, позволяющим комплексно решить проблему глубокой переработки вакуумных дистиллятов (ГКВД) с получением широкого ассортимента моторных топлив в соответствии с современными требованиями и потребностями в тех или иных топливах.

Гидрокрекинг высоковязкого масляного сырья.

С целью получения высокоиндексных базовых масел. Глубокое гидрирование масляного сырья позволяет повысить индекс вязкости в 2-2,5 раза, снизить содержание серы до 0,02-0,05%, почти на порядок уменьшить коксуемость и снизить температуру застывания.

Выход и качество масел зависят от условий гидрокрекинга, типа катализатора и природы сырья. Выход гидрокрекированного масла обычно не превышает 70 % масс, а масла с индексом вязкости выше 110 составляет 40 - 60 % масс.

Гидрокрекинг остаточного сырья.

Тяжелая высокомолекулярная часть нефти, составляющая 30-40 % нефтяного остатка, является основным резервом для эффективного решения проблемы углубления ее переработки.

Параметры:

T=360-400°С

P=20-22 мПа

Для увеличения эффективности процесса в сырье добавляют незначительное количество гудрона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологическая схема гидрокрекинга

 

I - сырье; II - ВСГ; III - дизельное топливо; IV - легкий бензин; V - тяжелый бензин; VI - тяжелый газойль; VII - углеводородные газы на ГФУ; VIII - газы отдува; IX - регенерированный раствор МЭА; X - раствор МЭА на регенерацию; XI - водяной пар

Режим процесса:

P=15 мПа

T=405-410°С

Vоб=0.7 ч-1

ВСГ=1500 м3/м3

Сырье (350 - 500 °С) и рециркулируемый гидрокрекинг-остаток смешиваются с ВСГ, нагреваются сначала в теплообменниках, затем в печи П-1 до температуры реакции и поступают в реакторы Р-1 (Р-2 и т.д.). Реакционная смесь охлаждается в сырьевых теплообменниках, далее в воздушных холодильниках и с температурой 45 - 55 °С поступает в сепаратор высокого давления С-1, где происходит разделение на ВСГ и нестабильный гидрогенизат. ВСГ после очистки от H2S в абсорбере К-4 компрессором направляется на циркуляцию. Нестабильный гидрогенизат через редукционный клапан поступает в сепаратор низкого давления С-2, где выделяется часть углеводородных газов, а жидкий поток подается через теплообменники в стабилизационную колонну К-1 для отгонки углеводородных газов и легкого бензина. Стабильный гидрогенизат далее резделяется в атмосферной колонне К-2 на тяжелый бензин, дизельное топливо (через отпарную колонну К-3) и фракцию >360 °С, часть которой может служить как рециркулят, а балансовое количество - как сырье для пиролиза, основа смазочных масел и т.д.

Основным недостатком процесса гидрокрекинга является необходимость работы при высоком давлении, что предполагает использование толстостенных дорогостоящих реакторов.