Каталитический крекинг

    Для обеспечения нормальной работы более  экономичных двигателей с высокими степенями сжатия все больше вырабатывается высококачественных автомобильных бензинов АИ-93 и АИ-98. Эти бензины имеют октановые числа по исследовательскому методу соответственно 93 и 98 пунктов; максимально допустимая концентрация тетраэтилсвинца в бензинах не должна превышать 0,82 г на 1 кг бензина, температура конца кипения их не должна быть выше 195°С. Бензины АИ-93 и АИ-98 обладают хорошей стабильностью, что позволяет хранить их длительное время.

    Легкий  газойль. Легкий каталитический газойль (дистиллят с н. к. 175—200 °С и к. к. 320—350 °С) по сравнению с товарными дизельными фракциями имеет более низкое цетановое число и повышенное содержание серы. Цетановое число легкого каталитического газойля, полученного из легких соляровых дистиллятов парафинового оснований, составляет 45—56,  из нафтеноароматических дистиллятов—25—35. При крекинге более тяжелого сырья цетановое число легкого газойля несколько выше, что объясняется меньшей глубиной превращения. Цетановые числа с повышением температуры крекинга снижаются. Легкие каталитические газойли содержат непредельные углеводороды и значительные количества .(28—55%) ароматических углеводородов. Температура застывания этих газойлей ниже, чем температура застывания сырья, из которого они вырабатываются.

    На  качество легкого газойля влияет не только состав сырья, но и катализатор  и технологический режим. С повышением температуры выход легкого каталитического газойля и его цетановое число уменьшаются, а содержание ароматических углеводородов в нем повышается. Понижение объемной скорости, сопровождающееся углублением крекинга сырья, приводит к тем же результатам. При крекинге с рециркуляцией выход легкого газойля снижается (в большинстве случаев он подается на рециркуляцию), уменьшает его цетановое число и возрастает содержание в нем ароматических углеводородов.

    Легкие  каталитические газойли используются в качестве компонентов дизельного топлива в том случае, если смешиваемые компоненты дизельного топлива, получаемые при первичной перегонке нефти, имеют запас (превышение) по цетановому числу и содержат серы в количестве ниже нормы. В других случаях легкий газойль используют лишь в качестве сырья (или его компонента) для получения сажи (взамен зеленого масла) или в качестве разбавителя при получении мазутов. Возможно и комбинированное использование легкого газойля, В этом случае его подвергают экстракции одним из растворителей, применяемых в производстве масел селективным методом. Легкий газойль, частично освобожденный от ароматических углеводородов, после отгонки растворителя (рафинат) имеет более высокое цетановое число, чем до экстракции, и может быть использован в качестве дизельного топлива; нижний слой, содержащий большую часть ароматических углеводородов, также после отгонки растворителя (экстракт) может быть использован в качестве сырья для получения высококачественной сажи.

    Тяжелый газойль. Тяжелый газойль является остаточным продуктом каталитического крекинга. Качество его зависит от технологических факторов и характеристик сырья, а также от качества легкого газойля. Тяжелый газойль может быть загрязнен катализаторной пылью; содержание серы в нем обычно выше чем в сырье каталитического крекинга. Тяжелый газойль используют либо при приготовлении мазутов, либо в качестве сырья для термического крекинга и коксования. В последнее время его использует как сырье для производства сажи. 

    1. 5 Катализаторы крекинга

    Реакции каталитического крекинга протекают на поверхности катализатора. Направление реакций зависит от свойств катализатора, сырья и условий крекинга. В результате крекинга на поверхности катализатора отлагается кокс, поэтому важной особенностью каталитического крекинга является необходимость частой регенерации катализатора (выжигание кокса).

    Для каталитического крекинга применяются  алюмосиликатные катализаторы. Это  природные или искусственно полученные твердые высокопористые вещества с сильно развитой внутренней поверхностью.

    В заводской практике применяют алюмосиликатные активированные природные глины и синтетические алюмосиликатные катализаторы в виде порошков, микросферических частиц диаметром 0,04—0,06 мм или таблеток и шариков размером 3—6мм. В массе катализатор представляет собой сыпучий материал, который можно легко транспортировать Потоком воздуха или углеводородных паров.

    На  установках крекинга применяются следующие  алюмосиликатные катализаторы.

    1. Синтетические пылевидные катализаторы  с частицами размеров 1—150 мк.

    2. Природные микросферические или пылевидные катализаторы, приготовляемые из природных глин (бентониты, бокситы и некоторые другие) кислотной и термической обработкой или только термической обработкой. Размеры частиц те же, что указаны в п. 1. По сравнению с синтетическими, природные катализаторы менее термостойки и имеют пониженную активность.

    3. Микросферический формованный синтетический  катализатор с частицами размером 10-150 мк. По сравнению с пылевидным, микросферический катализатор при  циркуляции меньше измельчается и в меньшей степени вызывает абразивный износ аппаратуры и катализаторопроводов. Удельный расход его ниже, чем расход пылевидного катализатора.

    4. Синтетический катализатор в  виде стекловидных шариков диаметром  3—6 мм.

    5. Природные и синтетические катализаторы с частицами размером 3—4мм искаженной цилиндрической. формы. Их часто называют таблетированными, они характеризуются меньшей прочностью, чем шариковые, и используются преимущественно на установках с неподвижным катализатором.

    Указанные выше 5 типов катализаторов являются аморфными.

    6. Синтетические кристаллические  цеолитсодержащие катализаторы, содержащие окись хрома (что способствует лучшей регенерации), а также окиси, редкоземельных металлов (улучшающие селективность катализатора и увеличивающие выход бензина с некоторым улучшением его свойств). Они вырабатываются гранулированными—для установок с нисходящим потоком катализатора — и микросферическими — для установок в кипящем слое.

    Процесс каталитического крекинга на сегодняшний день без преувеличения – один из основных в современной нефтепереработке. Технические достижения именно этого процесса продолжают определять экономические показатели нефтеперерабатывающих заводов в целом. Изначально процессу каталитического крекинга подвергали относительно легкое сырье – атмосферный и легкий вакуумный газойли, а в настоящее время все чаще и чаще появляются технологии, направленные на переработку мазутов и более тяжелых остатков. Одновременно с этим, процесс каталитического крекинга из источника высокооктановых компонентов автомобильных бензинов постепенно превращается в источник сырья для нефтехимии и других процессов нефтепереработки.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2.2 Описание поточной  схемы 

    Поступающая нефть сначала обессоливается и  обезвоживается, а затем перегоняется на установке АВТ с получением бензина, керосина, дизельных, вакуумных дистиллятов и гудрона.

    Установки подготовки и первичной обработки  нефти – головные на нефтеперерабатывающих  предприятиях, и эффективность их действия во многом определяет технико-экономические показатели завода, его работу в целом.  Перед поступлением нефти на установки первичной перегонки ее подвергают тщательному обезвоживанию, обессоливанию и стабилизации. В результате стабилизации получается ценное сырье для нефтехимической промышленности, достигается лучшая стабильность фракционного состава нефти, поступающей на установки АВТ. При проектировании атмосферно-вакуумных установок качество нефти является важнейшей характеристикой. Именно качество нефти определяет ассортимент получаемых продуктов.

    Бензиновый  дистиллят в данном варианте поточной схемы переработки нефти направляется на блок гидроочистки установки каталитического риформинга. Очищенный бензин установки на установку каталитического риформинга. Катализат этой установки является основным компонентом товарного бензина.

      Процесс гидроочистки проводят  с целью облагораживания бензинов, керосинов, дизельных топлив путем  разрушения содержащихся в них  сернистых соединений и удаления  серы в виде сероводорода. Содержание  серы в нефти оказывает весьма значительное влияние на состав поточной схемы завода.

    Средние дистилляты (керосиновый, дизельный) подвергаются облагораживанию и очистке от серы на установке гидроочистки. Благодаря  гидроочистке получают реактивные топлива  высокого качества и малосернистые дизельные топлива. Очищенное дизельное топливо направляется в товарный резервуарный парк. Очищенная керосиновая фракция выводится с установки и используется как реактивное топливо.

    Вакуумный дистиллят направляется на установку  каталитического крекинга. При каталитическом крекинге получают газ, бензин, легкий и тяжелый газойли. Газ направляется на ГФУ, бензин используется как компонент товарного автомобильного бензина, а легкий газойль очищается в смеси с прямогонной дизельной фракцией на установке гидроочистки и затем используется как компонент дизельного топлива.

    Гудрон  подвергается переработке с применением  одого из термических процессов- коксования. При термической переработке  гудрона получают газ и дистилляты, набор которых алогичен получаемому при каталитическом крекинге. Бензин коксования подвергается облагораживанию с применением процесса гидроочистки. Легкий газойль после процесса гидроочистки направляется в дизельное топливо. Тяжелый газойль является компонентом котельного топлива.

    Все процессы деструктивной переработки нефтяного сырья протекают с образованием газов. На современных НПЗ потоки углеводородных газов со всех установок направляются на газофракционирующие установки для выделения отдельных компонентов. Газофракционирование является важнейшей составной частью в общей схеме переработки. Выделенные из этих потоков пропан- пропиленовая и бутан- бутиленовая фракции используются для получения дополнительных количеств высококачественного бензина методом алкилирования. 
 

2.3 Материальные балансы установок 

Таблица 1- Материальный баланс ЭЛОУ 

Таблица 2- Материальный баланс АВТ