Условия процесса

• Реактор

Кратность циркуляции катализатора к сырью — 10:1 (для установок с лифт-реактором), Температура — 510—540 °C, Давление — 0,5-2 атм

• Регенератор

Температура — 650—700 °C, Давление — 1-3 атм

Назначение – получение дополнительных количеств светлых нефтепродуктов – высокооктанового бензина и дизельного топлива – разложением тяжелых нефтяных фракций в присутствии катализатора.

Сырье и продукция. В качестве сырья чаще всего используется вакуумный дистиллят, получаемый при первичной перегонке нефти, а также газойли коксования, термического крекинга и гидрокрекинга.

Продукцией установки каталитического крекинга являются:

• Углеводородный газ – содержит 80-90% предельных и непредельных углеводородов С3 - С4, направляется для разделения на газофракционирующие установки;

• Бензиновая фракция (НК-1950С) – используется как компонент автомобильного и авиационного бензина; характеристика: плотность r204= 0,720?0,770, октановое число 87-93 (исследовательский метод), содержание углеводородов в %(масс.): ароматические – 20-30, непредельные – 8-15, нафтеновые – 7-15, парафиновые – 45-50;

• Легкий газойль (фракция 195-2800С) – применяется как компонент дизельного и газотурбинного топлива; характеристика: плотность r204= 0,880?0,930, температура застывания от -550С до -650С, цетановое число 40-45, иодное число 7-9;

• Фракция 280-4200С – используется при получении сырья для производства технического углерода; характеристика: плотность r204= 0,960?0,990, температура застывания от 00С до 50С, коксуемость – ниже 0,1%; йодное число 3-5;

• Тяжелый газойль (фракция выше 4200С) – используется как компонент котельного топлива; характеристика: плотность r204= 1,040?1,070; температура застывания от 200С до 250С, коксуемость – 7-9%.

Катализаторы. На российских установках каталитического крекинга используются синтетические алюмосиликатные катализаторы аморфного и цеолитсодержащего типа.

Технологическая схема. На российских НПЗ и заводах б. СССР эксплуатируются установки каталитического крекинга с реактором и регенератором непрерывного действия двух типов:

• с плотным слоем циркулирующего шарикового катализатора, реактором и регенератором непрерывного действия;

• с псевдоожиженным слоем циркулирующего микросферического катализатора, реактором и регенератором непрерывного действия.

Технологический режим. Ниже приводятся показатели технологического режима установки каталитического крекинга с микросферическим цеолитсодержащим (I) и шариковым аморфным (II) катализатором:

	I	I I
Температура,0С
в реакторе	490-505	470-485
в регенераторе	590-670	590-650
низа колонны К-1	280	250
Давление, кгс/см2
в реакторе	0,6-2,4	0,7-0,8
в регенераторе	2,4	2,0
Кратность циркуляции катализатора	6-8	1,8-2,5
Содержание остаточного кокса в катализаторе на выходе из регенератора, %	0,15	0,6-0,8

24….

Процесс алкилированиянаправлен на получения высокооктановых компонентов автомобильногобензинаиз непредельныхуглеводородныхгазов. В основе процесса лежит реакция соединенияалкенаиалканас получением алкана с числом атомов углерода равным сумме атомов углерода в сходном алкене и алкане. Поскольку наибольшимоктановым числомобладают молекулы алканов с изо-строением, то молекулы исходного сырья тоже должны иметь изо-строение. В нефтепереработке наибольшее распространение получило сырье алкилированиябутан-бутиленоваяфракция (ББФ), которая получается при в процессекаталитического крекинга. Основной компонент ББФ изо-бутан и бутилен.

Основные реакции:

1. изо-бутан + изо-бутилен = изо-октан (2,2,4-триметилпентан) (Октановое число— 100 ед.)

2. изо-бутан + бутилен-2 = изо-октан (2,2,3-триметилпентан) (ОЧМ < 100)

3. изо-бутан + изо-бутилен = изо-октан (2,2,3,3-тетраметилбутан) (ОЧМ>100)

Побочные реакциииз-за примесей пропилена и нормального бутелена

1. изо-бутан + пропилен = изо-гептан (2,2-диметилпентан) (ОЧМ<<100)

Режим работы реактора

Параметр	Значение
Температура, °C	0 — 10
Давление, МПа	0,6 — 1,0
Мольное соотношение изобутан:бутилены	6 — 12
Катализатор	Серная кислота
Объемное соотношение между у/в и сернокислотной фазой	1 — 1,5
Время контакта сырья с катализатором, мин.	20 −30

Октановое число смеси продуктов реакции (алкилат) около 95, следует отметить важную особенность равенства октановых чисел по моторному методу и исследовательскому. Так, например, продукт каталитического риформинга(риформат) имеет исследовательское октановое число 95 и моторное 85, в то время как алкилат 95 и 92 соответственно. Это обстоятельство делает его наиболее ценным компонентом товарных бензинов. Однако его себестоимость так же очень велика. К тому же есть конкурирующий процесс использования ББФ — производствоМТБЭ.

25…

Каталитический риформинг(отангл.to reform— переделывать, улучшать) — каталитическая ароматизация (повышение содержанияареновв результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов), относящаяся наряду с каталитической изомеризацией лёгкихалкановк гидрокаталитическим процессам реформирования нефтяного сырья. Каталитическому риформингу подвергают прямогонныегидроочищенныетяжёлыебензиныс пределами выкипания 80—180°С.

Основными целями риформинга являются:

• повышение октанового числабензинов с целью получения неэтилированного высокооктанового бензина

• получение ароматических углеводородов (аренов)

• получение ВСГ для процессов гидроочистки,гидрокрекинга,изомеризациии т. д.

Образование ароматических углеводородов происходит в результате следующих реакций:

• дегидрирование шестичленных циклоалканов:

  • циклогексанвбензол

  • метилциклогексан в толуол

  • диметилциклогексан в ксилол

• дегидроизомеризация циклопентанов

• дегидроциклизация парафиновыхуглеводородов

Побочные реакции:

• гидрокрекингс образованием жирных газов;

• коксообразование

26…

Термический крекингпроисходит при температуре 720-750К и давлении 2-5 МПа.

Наряду с расщеплением тяжелых углеводородов при термическом крекинге протекают процессы синтеза, которые обуславливают создание высокомолекулярных продуктов. При термическоми крекинге образуются также, отсутствующие в природной нефти, химически недостаточно устойчивые непредельные углеводороды. Эти два фактора являются основными недостатками термического крекинга и причиной того, что этот процесс заменяется другими, более прогрессивными методами нефтепереработки, в частностикаталитическим крекингом.

Термический крекинг, высокотемпературная переработканефтии ее фракций с целью получения, как правило, продуктов меньшей молярной массы - легких моторных икотельных топлив. непредельных углеводородов, высокоароматизированного сырья,кокса нефтяного.

Рис. 1. Цепь реакций при термическом крекинге парафиновых углеводородов(по Тиличееву и Немцову).

Физико-химические основы процесса. Направление термического крекинга зависит от природы углеводородного сырья, его молекулярной массы и условий проведения процесса. Термический крекинг протекает в осном по цепному радикальному механизму (см.Пиролизнефтяного сырья) с разрывом связей С—С вмолекулахпарафиновых (С₅и выше), нафтеновых, алкилароматических и высококипящих непредельныхуглеводородовнефтяного сырья и связи С—H в низкомолекулярных парафиновых и др. углеводородах (рис. 1). Одновременно с разрывом связей происходят реакцииполимеризации(непредельные и циклопарафиновые углеводороды) иконденсации(циклизации; непредельные, нафтено-и алкилароматические и другие углеводороды), приводящие к образованию смолисто-асфальтенового крекинг-остатка и кокса. Важнейшими параметрами, определяющими направление и скорость протекания термического крекинга, являются температура, продолжительность идавление. Процесс начинает в заметной степени протекать при 300-350 °С и описывается кинетическим уравнением первого порядка. Температурная зависимостьконстанты скоростиподчиняется уравнению Аррениуса. Изменения давления влияют на состав продуктов процесса (напр., на выход остаточных фракций и кокса) вследствие изменения скоростей и характера вторичных реакцийполимеризациии конденсации, а также объема реакц. смеси.

27….