Главная -> Словарь

Цеолитсодержащим катализатором

В директивах XXV съезда КПСС дана программа грандиозного развития промышленности в 1976—1980 гг. С учетом общих задач нефтеперерабатывающей промышленности значительное развитие получат гидрогенизационные процессы, ив частности процессы гидроочистки моторных топлив, перспективное внедрение которых всецело зависит от разработки новых эффективных цеолитсодержащих катализаторов, открывающих широкие возможности для создания мощных установок и интенсификации действующих. К концу десятой пятилетки за счет интенсификации установок типа Л-24-6 и Л-24-7 намечено получить дополнительное количество очищенного дизельного топлива, что равнозначно строительству пяти укрупненных установок.

Заметно улучшаются выходы и качество продуктов крекинга при использовании системы "лифт —реактор + форсированный псевдоожиженный слой" для цеолитсодержащих катализаторов "средней" активности типа Цеокар —2 .

Отличительной особенностью реакции гидроизомеризации в присутствии цеолитсодержащих катализаторов является увеличение вклада реакции образования разветвленных изомеров того же фракционного состава, при этом и в продуктах гидрокрекинга соотношение между парафиновыми углеводородами изо- и линейной структуры возрастает до 2—3 .

высококипящие фракции требуют проведения процесса при более высокой температуре. Использование наиболее эффективных в настоящее время цеолитсодержащих катализаторов на основе морденита или ZSM-5 позволило снизить температуру процесса с 380—45,0 до 240—280 °С в случае переработки керосиновых фракций . Таким образом, развитие процесса гидроизомеризации в последние годы характеризуется двумя- основными тенденциями: значительным снижением температуры и давления благодаря использованию более активных катализаторов.

При использовании высокоактивных цеолитсодержащих катализаторов можно значительно сократить время контакта. В этих случаях реакторное устройство выполняют в виде пневмоствола, в котором происходит основная стадия процесса при транспортировании катализатора нефтяными парами.

Реакторно-регенераторный блок установки каталитического крекинга представлен на рис. П. Реактор I и регенератор 2 располагаются на разной высоте. В связи с применением высокоактивных цеолитсодержащих катализаторов на первой ступени крекинг-процесса используется прямоточный лифт-реактор 8, заканчивающийся зоной форсированного кипящего слоя 5.

Широкое внедрение в каталитические процессы высокоэффективных цеолитсодержащих катализаторов позволило при разработке реакторных блоков установок каталитического крекинга с микросферическим катализатором перейти от реакторов с плотным кипящим слоем катализатора, ранее используемых в реакторном блоке в качестве основного аппарата, к созданию прямоточных лифт-реакторов с восходящим потоком газокатализа-торной взвеси в катализаторопроводе.

отношение массы регенерированного катализатора, вводимого в реактор в единицу времени, к массе сырья, поступающего в реактор за то же время . Изменяя кратность циркуляции катализатора, можно регулировать температуру в реакторе, длительность пребывания катализатора в реакторно-регенераторном блоке, величину закоксованности катализатора в реакторе и регенераторе и, наоборот, задаваясь этими показателями, можно определять необходимую величину кратности циркуляции катализатора. При использовании цеолитсодержащих катализаторов кратность циркуляции катализатора в промышленной практике составляет от 4 до 14 151. Выбор кратности циркуляции катализатора зависит от конкретных условий крекинг-процесса. В табл. 2 приведены изменения состава продуктов крекинга и содержания кокса на катализаторе, выходящем из реактора, при различных значениях кратности циркуляции катализатора.

Индекс активности катализатора оценивается по выходу бензина на крекируемое сырье . Для определения индекса активности катализатора проводят крекинг эталонного сырья с этим катализатором в стандартных условиях на лабораторной установке. Чем выше индекс активности, тем с большей скоростью подачи сырья и при меньшей температуре можно вести крекинг-процесс для получения требуемой глубины превращения сырья. Индекс активности отечественных синтетических алюмосиликатных катализаторов, используемых при крекинге углеводородного сырья, составляет у аморфных катализаторов от 32 до 42, у кристаллических цеолитсодержащих катализаторов — от 43 до 55 /7,14/.

Активность катализатора характеризуется так называемым индексом активности, представляющим собой выход бензина , полученный на данном катализаторе в стандартных условиях лабораторного испытания. Индексы активности для цеолитсодержащих катализаторов составляют около 50; для алюмосиликатных катализаторов старого типа они обычно не превышали 32—35. Алюмосиликатные катализаторы обладают кислотными свойствами и при попадании на их поверхность щелочных металлов или азотистых оснований их активность снижается.

Внедрение в промышленность цеолитсодержащих катализаторов внесло значительные изменения в устройство реакторного блока. Высокая активность цеолитов заставила отказаться от традиционного псевдоожиженного слоя и использовать реакторы лифт-ного типа или комбинации их с псевдоожиженным слоем. Например, отечественная установка 1-А, запроектированная как установка с псевдоожиженным слоем катализатора , характеризовалась разновысотным расположением реактора и регенератора, наличием трубчатой нагревательной печи и змеевиков-холодильников в регенераторе; улавливание катализатора осуществлялось в циклонах и электрофильтрах. В результате опыта эксплуатации такой установки, а также в связи с внедрением цео-литных катализаторов установка подверглась поэтапной реконструкции .

Технологическая схема секций кре — кинга и ректификации установки Г —43 — 107 представлена на рис.8.9. Гидроочи — щенное сырье после предварительного подогрева в теплообменниках и печи П смешивается с рециркулятом и водяным паром и вводится в узел смешения прямо — точного лифт —реактора Р—1 . Контактируя с регенерированным горячим цеолитсодержащим катализатором, сырье испаряется, подвергается катализу в лифт — реакторе и далее поступает в зону форсированного кипящего слоя Р — 1. Про — дукты реакции отделяются от катализа — торной пыли в двухступенчатых циклонах и поступают в нижнюю часть ректифика — ционной колонны К—1 на разделение.

Комплексы квалификационных методов оценки авиационных и автомобильных бензинов уже многократно успешно использовались для быстрого решения многих практических вопросов. Во многих случаях применение комплексов позволило избежать сложных, дорогостоящих и длительных испытаний, резко сократить время от разработки до внедрения новых прогрессивных решений. Так, при внедрении цеолитсодержащего катализатора на установках каталитического крекинга получаемый бензин не подвергался длительным испытаниям. Его качество оценили с помощью комплекса квалификационных методов и за короткий срок было принято решение о допуске к применению авиационных бензинов, приготовленных на базе бензинового дистиллята каталитического крекинга с цеолитсодержащим катализатором.

перевод процесса каталитического крекинга на рабо ту с новым цеолитсодержащим катализатором, которьи обусловливает повышенный выход изобутана;

с горячим регенерированным цеолитсодержащим катализатором, сырье испаряется, подвергается крекингу в прямоточном лифт-реакторе и далее поступает в зону форсированного кипящего слоя 3, предназначенную для формирования качества продуктов. Газокатализаторная смесь поступает в отстойную зону реактора 4, где основная масса катализатора отделяется от нефтяных паров. Последние с небольшой долей захваченного потоком катализатора проходят двухступенчатые внутренние циклоны и, отделившись от катализаторной пыли, поступают в ректификационную колонну 10 на разделение.

Расходные показатели на 1 т сырья для отечественных и зарубежных установок с цеолитсодержащим катализатором:

В дальнейшем в ряде работ, в которых исследовалось влияние продолжительности работы катализатора на результаты крекинга , определялась в основном оптимальная продолжительность контакта сырья с цеолитсодержащим катализатором. На рис. 45 представлены данные, полученные при крекинге ромашкин-ского вакуумного газойля в присутствии катализатора АШНЦ-3 . По характеру кривые на рис. 42 и 45 совершенно аналогичны. Разница лишь в том, что при использовании цеолитсо-держащего катализатора требуется значительно меньшее время контакта.

Технико-экономические показатели :

Анализ работы установок с цеолитсодержащим катализатором показал, что процесс каталитического крекинга в значительной степени происходит уже в транспортной линии — от начала контакта сырья с катализатором до выхода смеси в кипящий его слой в реакторе. В связи с этим в промышленную практику все шире внедряется каталитический крекинг в транспортной трубе — в лифт-реакторе. Аппаратурное оформление реакторного блока с лифт-реактором может быть различно. Лифт-реактор располагают внутри или вне реакторного блока. В большинстве случаев заданная глубина превращения сырья достигается уже в лифт-реакторе, а реактор выполняет только роль сепаратора, где продукты реакции отделяются от катализатора. В ряде случаев при крекировании сырья применяют установки с двумя лифт-реакторами. Это позволяет вести крекинг свежего сырья и рециркулята раздельно, создавая для каждого продукта оптимальные условия крекинга. При необходимости для труднокрекируемого сырья в нижней зоне реактора создают кипящий слой катализатора небольшой высоты. На цеолитсодержащих катализаторах крекинг можно проводить и без рециркуляции, поскольку за однократный пропуск достигают большой глубины превращения сырья.

Исследована возможность переработки деасфальтированных гудронов товарной смеси западносибирских нефтей в процессе каталитического крекинга с цеолитсодержащим катализатором в условиях работы лабораторной и пилотной установок.

Температура регенерации во многом зависит от типов применяемой системы и катализатора. Так, для систем с движущимся цеолитсодержащим катализатором она равна 550;—600 °С, для систем с кипящим слоем —700—760 °С при дожиге СО в самом регенераторе. Остаточное содержание кокса на катализаторе должно быть не более 0,2—0,3% для аморфного и 0,05—0,15% для цеолитсодержащего; оно необходимо для того, чтобы восстановить активность катализатора.

К началу 1968 г. около 90% установок каталитического крекинга США использовали цеолитсодержащий катализатор. Экономический эффект от его при-. менения составил 250—300 млн. долл. в год . В Советском Союзе в настоящее время более 80% установок каталитического крекинга работают с цеолитсодержащим катализатором или его смесью с аморфным алюмосиликатным катализатором. Только за 1971—1975 гг. экономический эффект от использования цеолит-содержащего катализатора на отечественных установках каталитического крекинга составил более 50 млн. руб. .