Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

таким же, каким был сначала. Другими словами, он не изменяется химически, но заставляет другие вещества реагировать друг с другом. Катализаторы похожи на некоторых десятилетних детей, с которыми обычно ничего не случается, но там, где они появляются, обязательно что-нибудь происходит.

Сырьем для процесса каталитического крекинга обычно является прямогонный тяжелый газойль, а также легкая фракция вакуумной перегонки. Температура кипения сырья для крекинга должна находиться в пределах 340- 590°С (650-1100°F). Чтобы процесс начался, требуется нагревание; температура в реакторе во время крекинга находится в районе 480°С (900°F).

Процесс разработан так, чтобы особым образом содействовать протеканию крекинга. Задача состоит в том, чтобы превратить тяжелые фракции в бензин. В идеале температуры кипения продуктов крекинга должны лежать в интервале, соответствующем бензину, но технология не бывает идеальной. Во время работы установки происходит несколько процессов. Когда большие молекулы разрываются на части, то водорода оказывается недостаточно, чтобы насытить все молекулы, и поэтому некоторая часть углерода переходит в кокс, который почти целиком состоит из атомов углерода, слепленных вместе. При разрыве крупных молекул получается полный набор мелких - от метана и выше. Поскольку водорода недостаточно, многие из образующихся молекул оказываются олефинами. Если некоторые молекулы в сырье состоят из нескольких ароматических или нафтеновых циклов, соединенных вместе, они разваливаются на меньшие ароматические или нафтеновые молекулы и олефины. И, наконец, молекулы, состоящие из нескольких ароматических или нафтеновых циклов и длинных боковых цепей, как правило, теряют боковые цепи. Полученные в результате молекулы, хотя и содержат меньше атомов углерода, но оказываются более тяжелыми, то есть имеют более высокую относительную плотность. Кроме того, их температуры кипения обычно также выше. Самое смешное, что эти моледсулы образуют продукт, который

тяжелее, чем исходное сырье. Таким образом, продуктами крекинга является полный набор углеводородов, от метана до остатка и, кроме того, кокс.

Аппаратурное оформление каталитического крекинга состоит из трех частей: реактора, регенератора и ректификационной колонны.

Реактор

Центральной частью установки каталитического крекинга является реактор (рис. 6.1). Сырье проходит через нагреватель, смешивается с катализатором и поступает в вертикальную трубу (райзер), ведущую в нижнюю часть большого сосуда, похожего на резервуар для воды, который называется реактором. В момент, когда сырье поступает в реактор, процесс уже идет, поэтому время пребывания сырья в реакторе - всего несколько секунд. В более современных конструкциях крекинг, в основном, происходит уже в райзере. Таким образом, реактор нужен только для отделения углеводородов от катализатора. Это производится с помощью циклона, механического приспособления, использующего центрифугирование.

Катализатор бывает обычно одного из двух типов: шарики или микросферы. Диаметр шариков обычно 0,3 или 0,6 см. Микросферы гораздо меньше, и такой катализатор выглядит как детская присыпка. В настоящее время шарики уже вышли из моды. Микросферы обладают двумя необычными свойствами. Если сосуд с порошком катализатора встряхивать или наклонять, порошок ведет себя как жидкость. Поэтому такой процесс иногда называют крекинг с псевдоожиженным катализатором.

Второе свойство присуще не только порошку, но и шарикам, но оно не заметно невооруженным глазом. Под микроскопом можно видеть, что каждая микросфера (или шарик) имеет множество пор и, следовательно, офом-ную площадь поверхности. Поскольку действие катализатора определяется его контактом с сырьем, большая площадь поверхности - очень важное свойство катализатора.

Продукты крекинга

Реактор

Отработанный катализатор

Свежий -4

катализатор

Сепараторы для катализатора

Сырье:

тяжелый

газойль +

легкая

фракция

вакуумной

перегонки

Рис. 6.1. Реакторный блок каталитического крекинга.

Регенератор

Та часть углеводородов, которая во время крекинга превращается в кокс, оседает в виде отложений на катализаторе. Когда поверхность катализатора покрывается отложениями, катализатор становится неактивным (отработанным). Чтобы удалить эти углеродные отложения, отработанный катализатор подают в сосуд, называемый регенератором (рис. 6.2), где его смещивают с горячим воздухом, нагретым приблизительно до 600°С (1100°F). В результате происходит следующая химическая реакция:

С + О2 СО и СО2 (в более старых моделях),

С + О2 СО2 (в более новых моделях).