Главная -> Словарь

Гидрокрекинга остаточного

Тепловой эффект гидрокрекинга определяется соотношением реакций гидрирования и расщепления. Обычно отрицательный теп — лоной эффект расщепления перекрывается положительным тепловым эффектом гидрирования. Естественно, экзотермический теп — лоной эффект суммарного процесса тем больше, чем выше глубина гидрокрекинга . Поэтому при его аппаратурном оформлении обычно предусматривается возможность отвода избыточного тепла из зоны реакции, чтобы не допустить перегрева реакционной

Известно, что расщепляющая активность катализаторов гидрокрекинга определяется числом и силой кислотных центров. Результирующая эффективность, как отмечалось выше, определяется сочетанием гидрирующей и расщепляющей функций. Носителями кислотных свойств цеолитсодержащих катализаторов в основном являются В-центры, число и сила которых зависят как от количества цеолита в катализаторе, так и от способа его предварительной обработки. Аморфные алюмосиликаты обладгиот как В-, так и L-центрами. Катализаторы, содержащие металлосиликаты в качестве расщепляющего компонента, содержат в основном L-центры .

Соотношение выходов продуктов гидрокрекинга определяется соотношением скоростей изомеризации карбоний-ионов, их распада и стабилизации. Так как распад карбоиий-ионов с отщеплением фрагментов, содержащих менее трех атомов углерода, сильно эн-дотермичен, а температуры, при которых проводится гидрокрекинг, невысоки, метан и этан почти не образуются. На катализаторе с высокой кислотной и умеренной гидрирующей активностями насыщение карбоний-ионов, содержащих много атомов углерода и быстро распадающихся, происходит в небольшой степени, поэтому высок выход изобутана и незначителен выход изомеров исходного н-парафина. Степень равновесной изомеризации карбоний-ионов возрастает с увеличением числа атомов углерода, образующиеся при их распаде и последующей стабилизации парафины изомеризованы поэтому в степени, превышающей термодинамически равновесную. На катализаторах с высокой гидрирующей и умеренной кислотной активностями происходит интенсивное насыщение карбоний-ионов, в результате образуются парафины с большим числом атомов углерода в молекуле, а отношение изо-парафинов к «-парафинам в продуктах крекинга невелико.

Состав продуктов гидрокрекинга определяется соотношением скоростей параллельных и последовательных реакций, которое сильно зависит от свойств катализатора и температуры процесса. Ниже приведены данные об относительных скоростях гидрирования моноциклических ароматических углеводородов:

Состав конечного продукта гидрокрекинга определяется соотношением скоростей отдельных превращений, зависящих от условий процесса. В мягких условиях или при использовании гидрирующих катализаторов со слабыми расщепляющими свойствами основными продуктами реакции являются нафтеновые или нафтено-ароматические соединения. Содержание углеводородов, образовавшихся в результате изомеризации и деструкции, обычно невелико. В жестких условиях и в присутствии расщепляющих катализаторов исходное сырье подвергается многочисленным реакциям, приводящим к образованию нафтеноароматических, моноциклических ароматических, нафтеновых и парафиновых углеводородов.

Эффективность процесса гидрокрекинга определяется в значительной мере применяемым давлением. По схемам 4—6 предусматриваются установки гидрокрекинга, работающие при разных давлениях: по схеме 4 одноступенчатый гидрокрекинг без рециркуляции осуществляют при 50 ат, а по схеме 5 — также одноступенчатый гидрокрекинг без рециркуляции, но при 100 ат; по схеме 6 двухступенчатый бензино-дизельный вариант гидрокрекинга проводят при 150 ат. С ростом рабочего давления

Тепловой эффект гидрокрекинга определяется соотношением реакций гидрирования и расщеплегия. Обычно отрицательный тепловой эффект расщепления перекрывается положительным тепловым эффектом реакции гидрирования. В общем тепловой эффект процесса гидрокрекинга может изменяться от — 208 до 834 кДж/кг сырья.

висит от содержания в сырье азота, тяжелых металлов и других дезактивирующих компонентов, скорость изменения температуры реакции в реакторе 2-й ступени гидрокрекинга определяется эффективностью очистки сырья на первой ступени процесса.

эффект гидрокрекинга определяется соотношением реакций гидрирования и расщепления. Обычно отрицательный тепловой эффект расщепления перекрывается положительным тепловым эффектом гидрирования. Естественно, экзотермический тепловой эффект суммарного процесса тем больше, чем выше глубина гидрокрекинга . Поэтому при его аппаратурном оформлении обычно предусматривается возможность отвода избыточного тепла из зоны реакции, чтобы не допустить перегрева реакционной смеси. При использовании реакторов со стационарным катализатором последний насыпают несколькими слоями так, чтобы между ними можно было осуществить охлаждение потока .

Тепловой эффект гидрокрекинга определяется соотношением реакций гидрирования и расщепления. Обычно отрицательный тепловой эффект расщепления перекрывается положительным тепловым эффектом реакции гидрирования. В общем тепловой эффект процесса гидрокрекинга может изменяться от —208 до 834 кДж/кг сырья. Расход водорода на реакцию зависит от назначения процесса, используемого сырья, катализатора, режима процесса и других факторов. Водородсодержащий газ подается в количестве 500—2000 м3/м3 сырья. Чем легче продукты, получаемые из данного сырья, тем больше расход водорода и тем выше должно быть соотношение водород: сырье.

Характеристика продуктов гидрокрекинга определяется составом сырья, свойствами катализатора - его гидрирующей и кислотной активностью.

многоступенчатые в реакторах со стационарным или движущимся слоем катализатора, с предварительной деметаллизацией различными способами или без специальной подготовки. Наиболее перспективными для промышленной реализации считались процессы гид))); юобессеривания и гидрокрекинга остаточного сырья с псевдо — ожиженным слоем катализатора. Тем не менее в нефтепереработке ряда стран внедрение получили преимущественно процессы гидро — обессеривания и гидрокрекинга со стационарным слоем катализатор.; как сравнительно простые в аппаратурном оформлении, технологически гибкие и менее капиталоемкие.

нефтепродуктов, крекируется тоже по двухступенчатой схеме. От-личие технологических схем установок гидрокрекинга остаточного сырья заключается в конструкции используемого реактора: как с неподвижным, так и с псевдоожиженным слоем катализатора.

Во ВНИИ НП разработан ряд вариантов обессеривания и гидрокрекинга остаточного «сырья: одноступенчатый процесс с трехфазным кипящим слоем катализатора по технологии, аналогичной H-Oil; комбинированный процесс с первой ступенью с кипящим слоем и второй-в стационарном слое; трехступенчатый процесс со стационарным слоем в каждой ступени.

Состав продуктов вторичных процессов переработки нефтяного сырья чаще всего значительно отличается от состава продуктов прямой перегонки нефти. Особенно характерно наличие непредельных углеводородов — в газах и жидких фракциях термического крекинга под давлением, коксования, каталитического крекинга и, конечно, пиролиза, для которого газообразные непредельные углеводороды являются целевыми. Процессы, протекающие под давлением водорода, — каталитический риформинг, гидроочистка, изомеризация, гидрокрекинг, дают продукты, состоящие в основном из предельных углеводородов. Некоторое количество непредельных может содержаться лишь в гидрогени-затах неглубокого гидрокрекинга остаточного сырья. Так, йодное число дизельной фракции гидрокрекинга арланского мазута составляет 10,2; бензина — около 24 г 12/100 г *.

При переработке остатков методом гидрокрекинга используется либо катализатор типа алюмо-кобальт-молибденового , либо катализаторы, применявшиеся на старых установках деструктивной гидрогенизации . Основная трудность гидрокрекинга остаточного сырья — высокое содержание в нем асфальтенов, серы, азота и металлов, которые быстро дезактивируют катализатор. Для разрешения этой трудности в процессе, разработанном в Институте нефтехимического синтеза АН СССР, и в процессе гидроойл используется кипящий слой катализатора, что позволяет непрерывно обновлять состав последнего. В процессе Варга использована старая двухступенчатая схема деструктивной гидрогенизации, в которой предварительное облагораживание сырья достигается на дешевом, содержащем железо катализаторе, не подвергающемся регенерации. Применительно к переработке остаточного сырья речь может идти или об относительно жестком гидрокрекинге, когда целевыми продуктами процесса являются светлые—бензин и дизельное топливо, или же о мягкой форме процесса, цель которого — получение малосернистого котельного топлива. В последнем случае суммарный выход газа и бензина не более 3—4 мае. % на сырье. Это котельное топливо можно получать с заранее заданным, допустимым для потребителя содержанием серы . Расход водорода при этом невелик — он не превышает десятых долей процента на сырье. При обессериваиии более чем на 70—75% расход водорода резко возрастает. Так, при обессеривании мазута арабской нефти с содержанием серы 3,0% на 40% расход водорода составляет всего 0,3%, а при углублении обессеривания до 70% он возрастает до 0,76% *.

Во всех случаях при осуществлении гидрокрекинга остаточного сырья в кипящем слое катализатора в реакторе имеется система из трех фаз: твердая , жидкая и газовая . Для протекания реакции в изотермических условиях, обеспечивающих быстрый съем избыточного тепла гидрирования, важно, чтобы эта трехфазная система интенсивно перемешивалась. Исследование трехфазного кипящего слоя на холодных моделях и в рабочих условиях показало, что большая однородность

Повышение температуры гидрокрекинга остаточного сырья вызвано необходимостью активизировать реакции расщепления на катализаторе, имеющем относительно меньшую активность. Применяемые в этом случае катализаторы содержат металлы, способствующие гидрированию продуктов разложения, т.е. катализаторы, близкие к катализаторам гидроочистки . Носитель имеет слабую кислотность, частично нейтрализуемую в ходе процесса азотистыми соединениями, содержащимися в сырье.

Повышение температуры гидрокрекинга остаточного сырья вызваны необходимостью активизировать реакции расщепления на катализаторе, имеющем относительно меньшую активность. Применяемые в этом случае катализаторы содержат металлы, способствующие гидрированию продуктов разложения, т. е. катализаторы, близкие к катализаторам гидроочистки . Носитель имеет слабую кислотность, частично нейтрализуемую в ходе процесса азотистыми соединениями, содержащимися в сырье.

Гидрокрекинг остаточного сырья. Остаточное сырье, если его подвергают глубокому гидрокрекингу с целью получения светлых нефтепродуктов, крекируют тоже по двухступенчатой схеме. Принципиальное отличие технологических схем гидрокрекинга остаточного сырья заключается в конструкции реактора. Выше упоминалось, что в этом случае используются реакторы как с неподвижным, так и с псевдоожиженным слоем катализатора. В первом случае реактор первой ступени может работать только при режиме обессеривания ; при этом наиболее тяжелую часть гидрогенизата с первой ступени возвращают на рециркуляцию.

Одной из модификаций гидрокрекинга остаточного сырья в псевдоожиженном или движущемся слое катализатора является процесс, разработанный в Институте нефтехимического синтеза АН СССР . В отличие от описанного, давление в реакторе всего 3 МПа. При переработке тяжелого сырья при таком умеренном давлении не удается полностью подавить реакции уплотнения, и выход кокса на катализа-'торе достигает 5—7% на сырье. Для восстановления первоначальной активности катализатор регенерируют (также в псевдоожи-

Важнейшая область прим.енения процесса гидрообеесерй-вания «Галф» — производство низкосернистого остаточного котельного топлива из высокосернистых нефтяных остатков. Однако процесс можно изменить для проведения интенсивного гидрокрекинга остаточного сырья с получением дистиллятных продуктов при одновременном их обессеривании.