Каталитический крекинг

План лекции:

1 Теоретические сведения

2 Основные факторы процесса

3 Разновидности процесса каталитического крекинга

4 Описание работы установки Г-43-102 каталитического крекинга вакуумного газойля

5 Описание работы установки Г-43-107 каталитического крекинга вакуумного газойля

6 MSCC

1 Теоретические сведения

Процесс КК является одним из наиболее распространенных крупнотоннаж­ных процессов углубленной переработки нефти.

Основным назначением КК является производство с максимальным выходом (до 50% и более) высокооктанового бензина и ценных сжиженных газов – сырья для последующих производств высокооктановых компонентов бензинов изомерно­го строения: алкилаты, МТБЭ, а также сырья для нефтехимических производств.

Блок-схема процесса КК

Химизм процесса КК

Химические превращения СН крекируемого сырья, протекающие по карбений-ионному ценному механизму на поверхности катализатора, можно представить в сле­дующей последовательности:

1. Первичные мономолекулярные реакции крекинга и деалкилирования (рас­пад по С-С связи) высокомолекулярных молекул исходного сырья с образованием низкомолекулярных углеводородов:

а) крекинг парафинов с образованием н.м. парафинов и олефина; n = m + р

C_nH_2n+2 = C_mH_2m + C_pH_2p+2

б) крекинг олефинов с образованием н.м. олефинов;

C_nH_2n = C_mH_2m + C_pH_2p

в) деалкилирование алкилароматических СН:

АгС_nH_2n+1 = АгН + С_nН_2n

АгС_nH_2n+1 = ArC_mH_2m+1 + С_pH_2p

Наиболее вероятным является полный отрыв алкильной цепи.

г) крекинг нафтенов с образованием олефинов

цС_nН_2n = C_mH_2m+ С_рН_2р

2. Вторичные бимолекулярные реакции углеводородов на поверхности цеолита с участи­ем карбений ионов, образующихся преимущественно присоединением протона к олефину:

Стабильность карбениевых ионов возрастает в ряду: << первичный< вторичный< третичный. Третичный карбениевый ион является самым стабильным. Именно этим обусловлен высокий выход изопарафиновых углеводородов, особенно изобутана, при каталитическом крекинге.

Реакции развития цепи включают следующие наиболее характерные реакции карбениевых ионов:

а) Распад С-С связи карбений ионов - приводит к образованию н.к. топлив­ных фракций и Сз - С₄ СН в газах КК.

б) Перенос гидрид-иона (Н-перенос).

Обуславливает повышенные выходы топливных фракций и химическую ста­бильность бензинов КК. Осуществляются следующие реакции КК:

Олефин + нафтен = П + арен(А)

О + П = П + О

О + О = А + П

О + О = А+ водород

А + А = кокс + П + водород и т.д.

в) Изомеризация карбениевых ионов - повышает товарные качества продук­тов КК. Происходит либо путем передачи протона или метальной группы вдоль углеводородной цепи

г) Циклизация и дециклизация. Через мультиплетную хемосорбцию

или через диеновый синтез

Побочные реакции:

1 Алкилирование и полимеризация - протекают по карбоний-ионному меха­низму. При температурах ниже 400 ºС они доминируют над крекингом, а при высоких температурах равновесие смещается в сторону деалкилирования и деполимериза­ции.

2 Конденсация ароматических углеводородов - дает соединения углерода более высокой моле­кулярной массой, вплоть до кокса.

3 Коксообразование.