1. Каталітичний крекінг – процес каталітичного деструктивного перетворення різноманітних нафтових фракцій у моторні палива, сировину для нафтохімії й алкіліровання, виробництва технічного вуглецю і коксу.
В умовах каталітичного крекінгу (t = 450 ¸ 550 °С, р = 0,1 ¸ 0,3 МПа, каталізатор – алюмосилікат: H2Al2Si4O12×2H2O): характерна сталість виходу продуктів при заданій конверсії сировини незалежно від сполучень значень масової швидкості сировини і кратності циркуляції каталізатора.
Швидкість крекінгу і вихід продуктів: істотно міняються в залежності від якості сировини, властивостей каталізатора і повноти його регенерації, технологічного режиму, конструктивних особливостей реакційних апаратів.
Цільове призначення: одержання високооктанового бензину з октановим числом 90 ¸ 92 по дослідницькому методі. Також утвориться велика кількість газу, багатого бутан-бутіленової фракцією (сировина для виробництва високооктанового компонента бензину – алкілата).
Сировина: вакуумні дистиляти різних нафтей містять 5 ¸ 10 % фракцій, що википають до 350 °С та маєчі кінець кипіння 500 ¸ 540 °С. У ряді випадків у сировину крекінгу утягують більш легкі прямогонні фракції; керосино-газойлеві фракції термічних процесів і коксування, мазути нафтей з невисоким змістом металів.
Найважливішими характеристикамисировини, що впливають на показники каталізатора крекінгу є:
· фракційна сполука;
· групова углеводородна сполука;
· характеристичний фактор (К);
· зміст смол і асфальтенов;
· зміст сірчистих і азотистих сполук;
· зміст металів;
· коксівність.
Характеристичний фактор К застосовується для класифікації нафти і нафтових фракцій по хімічному складі:
· для парафінових вуглеводнів К ~ 13;
· для нафтенових вуглеводнів К ~ 11,5;
· для ароматичних вуглеводнів К ~ 10,5.
Використання сировини з більш високим ДО приводить до поліпшення показників крекінгу.
Групова углеводна сполука сировини впливає на результати крекінгу:
· зміст парафінових вуглеводнів 15 ¸ 30 %;
· зміст нафтенових вуглеводнів 20 ¸ 30 %;
· зміст ароматичних вуглеводнів 15 ¸ 60 %.
Звичайно в сировину крекінгу офарблюють зміст сернокислотних смол на рівні 8 – 10 %, коксівність не більш 0,3 ¸ 0,5 %.
Метали, сірчисті й азотисті сполуки впливають на активність і селективність каталізатора. Ріст змісту металу вище 1 – 2 мг/кг приводить до погіршення показника крекінгу; максимально-допустиме зміст металу в сировину крекінгу не більш 10 мг/кг.
Сера негативно діє на каталізатор і частково переходить у продукти і погіршує їхню якість (40 ¸ 60 %).
Продукція:
· углеводородний газ утримуючий 10 ¸ 25 % вуглеводнів С1 – С5.
всі направленні на газофракціоніруваня | 25 - 30% вуглеводинь С3; 30 – 50% бутана и бутена; 10 – 20% С5. |
· бензинова фракція використовується як базовий компонент автомобільного бензину;
· фракція 195 – 350 °С – компонент дизельного палива;
· фракція 270 – 420 °С – сировина для виготовлення техничного углерода;
· фракція > 350 °C та > 420 °С – компонент котельного палива та сировина для отримання високоякісного кокса.
Каталізатор: |
Технологічна схема:
процес здійснюється в системах з безупинно циркулюючим каталізатором, що послідовно проходить через зони каталітичного крекінгу сировини, десорбції адсорбованих вуглеводнів, окисної регенерації.
Установки каталітичного крекінгу мають однотипну схему і розрізняються принципом роботи і конструктивним оформленням реактора регенераторного блоку. Установки ГК-3; 43-103; Г-43-107.
Реакторно-регенераторний блок має кілька варіантів конструктивного оформлення:
1. Рівнобіжне разновисотне розташування реактора і регенератора з напірним транспортом каталізатора;
2. Рівнобіжне разновисотне розташування реактора і регенератора з транспортом каталізатора в U-образних каталізаторопроводах за принципом сполучених посудин;
3. Співвісне розташування реактора і регенератора з напірним транспортом каталізатора.
Контрольні питання до лекції:
1.Які апарати використовують при первинній переробці нафти ?
2.Які процеси належать до термокаталітичних ?
3.Які фактори вліяють на каталізатор ?
4.Які існують варіанти конструктивного оформлення реакторно-регенераторного блока установок каталітичного крекінгу ?