Muk:
|
Дмитрий, как вы относитесь к технологии каталитического крекинга? |
Сразу прошу прощения за короткий ответ на бытовом уровне - все-таки я не технарь. Но немного технологию нефтепереработки изучал.
Итак, буквально в двух словах:
Каталитический крекинг — термокаталитическая переработка различных фракций нефти при температуре около 500 градусов, с целью получения получения продуктов меньшей молекулярной массы — компонентов высокооктановых бензинов, легкого газойля, углеводородных газов С3-С4 и др.
Каталитический крекинг — один из важнейших процессов, обеспечивающих глубокую переработку нефти. Внедрению каталитического крекинга в промышленность в конце 30-х гг. 20 в. (США) способствовало создание эффективного с большим сроком службы катализатора на основе алюмосиликатов (Э. Гудри, 1936 г). Основное достоинство процесса — большая эксплуатационная гибкость: возможность перерабатывать практически любые нефтяные фракции в высококачественные продукты; сравнительная легкость совмещения с другими процессами, например, с алкилированием, гидрокрекингом, гидроочисткой, адсорбционной очисткой, деасфальтизацией и т. д. Такой универсальностью объясняется весьма значительная доля каталитического крекинга в общем объеме переработки нефти.
Назначение продуктов крекинга: сухие газы в топливо, жирные газы на производства МТБЭ и алкилата,бензин в смешение, лёгкий газойль в дизельное топливо (не более 20%) и на гидроочистку,тяжёлый газойль в топочный мазут,тепло регенерации утилизируют.
Процесс крекинга подразделяется на термический и каталитический крекинг.Основная реакция, которая протекает при процессе крекинга, это реакция расщепления. Как правило, для установок крекинга используется тяжёлое углеводородное сырьё. Таковыми являются продукты вакуумной перегонки с установок первичной переработки нефти. Это вакуумные дистиллятные фракции, иногда мазут атмосферной перегонки и гудрон (для установок висбрекинга, которые являются продолжателями термического крекинга). Сырьё, в основном, состоит из парафиновых углеводородов нормального и циклического строения (нафтенов).
Что же происходит при термическом крекинге? Под воздействием высокой температуры длинные молекулы, например алканов С20, разлагаются на более короткие - от С2 до С18. Углеводороды С5-С9 - это бензиновая фракция, С10-С15 - дизельная. При этом одновременно происходит перераспределение процентного содержания углерода и водорода в сырье и продуктах. Но процесс термического крекинга, по ряду причин, изжил себя. На смену ему пришёл другой термический процесс - висбрекиг, у которого несколько другие цели, в частности - получение котельного топлива из гудрона.
На современном этапе развития нефтеперерабатывающей промышленности процесс каталитического крекинга приобретает особое значение, так как позволяет перерабатывать различные нефтяные фракции, в том числе тяжелые дистилляты, в продукты пригодные для использования в качестве моторных, дизельных, котельных топлив, сырья для нефтехимического производства, технологии резиновых изделий, а так же продукты ароматического строения.
Процесс каталитического крекинга нефтяных фракций в кипящем слое микросферического цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора является одним из наиболее крупнотоннажных процессов нефтепереработки и в значительной мере определяет технико-экономические показатели современного НПЗ топливного профиля. Этот процесс актуален ещё и потому, что, являясь вторичным, существенно влияет на глубину переработки нефти и позволяет получить суммарный выход светлых нефтепродуктов до 85-87% за счёт выработки компонентов высокооктанового бензина, дизельного топлива, бутан-бутиленовой и пропан-пропиленовой фракций, а так же сухого газа (фр. С1-С2) используемого в качестве топлива для нужд НПЗ. На современном этапе развития нефтепереработки именно широкое использование вторичных процессов позволяет нефтеперерабатывающим предприятиям значительно сократить переработку сырой нефти, при этом, не только сохранив ассортимент выпускаемой продукции, но и значительно его увеличив.
Процесс каталитического крекинга является основным процессом, направленным на углубление переработки нефти, как за рубежом, так и в России. Целевым назначением процесса является получение высококачественного компонента автомобильных бензинов с октановым числом 91-93 (ИМ).
При каталитическом крекинге образуется значительное количество газа, богатого пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракциями (сырье для производства высокооктанового эфира МТБЭ, алкилата и других ценных компонентов моторного топлива). Установки каталитического крекинга являются так же поставщиком сырья для производства высококачественного кокса и завода технического углерода.
За длительный период своего развития, начиная с 30-х годов, каталитический крекинг значительно совершенствовался как в отношении способа контакта сырья и катализатора (в стационарном слое, в движущемся слое шарикового катализатора, в "кипящем" слое микросферического катализатора), так и в отношении применяемых катализаторов (таблетированные катализаторы на основе природных глин, шариковые синтетические алюмосиликаты, микросферические алюмосиликаты, в том числе и цеолитсодержащие). Эти усовершенствования влекли за собой радикальные изменения технологии процесса в целом, позволившие увеличить выход целевого продукта - компонента автобензина от 30-40% до 50-55% массы.
Достигнутый процесс обеспечил вовлечение в переработку все более тяжелого сырья: если на первой стадии развития крекингу подвергались керосино-газойлевые фракции, а затем - вакуумные газойли (наиболее распространенный вариант и в настоящее время), то за последние годы все возрастает число установок, использующих в качестве сырья нефтяные остатки: мазуты, деасфальтизаты и их смеси с вакуумными дистиллятами.
Сущность процесса каталитического крекинга основана на расщеплении высокомолекулярных углеводородных соединений на более мелкие молекулы с перераспределением освобождающегося по месту разрыва связи "углерод-углерод" водорода в присутствии микросферического цеолитсодержащего катализатора.
На цеолитсодержащем микросферическом катализаторе крекинга реакционная способность углеводородов с одинаковым числом углеводородных атомов в молекуле уменьшается в следующем ряду:
* олефины;
* алкилбензолы с боковой цепью С3 или длиннее (боковая цепь удаляется с образованием бензола и соответствующего олефина);
* нафтены (разрыв кольца и образование сложных продуктов);
* полиметилароматические производные;
* незамещенные ароматические углеводороды (эти соединения очень стабильны и почти не поддаются крекингу).
Постадийно процесс каталитического крекинга может быть представлен следующим образом:
* поступление сырья к поверхности катализатора;
* хемосорбция на активных центрах катализатора;
* химическая реакция на поверхности катализатора;
* десорбция продуктов крекинга и непрореагировавшей части сырья с поверхности и частично из внутренних пор катализатора;
* вывод продуктов крекинга из зоны реакции на последующую их ректификацию.
Основными факторами, влияющими на процесс каталитического крекинга, являются:
* свойства применяемого для крекирования катализатора;
* температура процесса;
* кратность циркуляции катализатора (отношение количества катализатора к определенному количеству сырья);
* продолжительность контакта сырья с катализатором;
* качество крекируемого сырья.
Для обеспечения максимального выхода целевых продуктов и минимального количества побочных, а также для достижения высоких технико-экономических показателей процесса катализатор крекинга должен иметь следующие основные свойства:
* высокую активность, определяющую большую глубину превращения исходного сырья при прочих равных условиях;
* высокую избирательность, которая оценивается способностью катализатора ускорять реакции в требуемом направлении, снижать скорость побочных реакций;
* стабильность. Стабильность активности, избирательности и механических свойств катализатора в процессе эксплуатации особенно важна в системах с кипящим слоем катализатора. Катализатор должен быть стойким к истиранию, растрескиванию и давлению вышележащих слоев, а также не должен изнашивать аппаратуру;
* высокую степень регенерации, характеризующуюся способностью быстро и многократно восстанавливать свою активность и избирательность при окислительной регенерации без нарушения поровой структуры и разрушения частиц.
Muk:
|
Какие есть подводные камни? |
У меня таких камней нет