Главная -> Словарь

Гидрокрекинге остаточного

Массовые скорости в змеевиках трубчатых печей. Выбор и обоснование размеров нагревательных труб и числа параллельных сырьевых потоков является важным этапом при расчете трубчатых печей. Значения удельной массовой скорости сырьевой смеси в нагревательных трубах рассчитываемой печи в пределах от 264 до 352 кг/ рассматриваются как типичные для сырьевых печей, эксплуатируемых на установках гидроочистки и гидрокрекинга. Значительно меньшие удельные массовые скорости приводятся для труб печей , находящих применение на установках каталитического риформинга. Для средней удельной тепловой напряженности поверхности радиантных труб в сырьевых печах установок гидроочистки и гидрокрекинга типичной величиной считается 113,5 МДж. Здесь речь идет о наружной поверхности радиантных труб одностороннего облучения, расположенных с шагом 2П вблизи огнеупорных стен и потолка .

Переработка сопровождается образованием 30—40% легких фракций. Полученные масла имеют вязкость 8—11 мм2/с при 100 °С и индекс вязкости 115—125; масло с индексом вязкости 115 используют для производства всесезонного моторного масла SAE 20W40, а на основе масла с индексом вязкости 125 производят масла SAE 10W 30 и 10W 40. Использование базового масла гидрокрекинга позволяет обеспечить необходимые вязкостные свойства при более чем вдвое меньшем расходе загущающей присадки . Моторные испытания показали, что масло на основе продукта гидрокрекинга значительно превосходит по качеству масло на базе продукта селективной очистки . При одинаковой концентрации антиокислительной присадки масло из продуктов гидрокрекинга обладает вдвое большей стабильностью; масло на основе селективной очистки приобретает такую стабильность при пятикратном увеличении содержания антиокислителя . На основе продуктов гидрокрекинга вырабатывается широкий ассортимент масел различного назначения. Несмотря на высокие капиталовложения процесс экономически эффективен. Строящиеся в последние годы заводы по производству масел базируются на процессе гидрокрекинга . Имеющиеся на действующих заводах установки гидрирования под высоким давлением постепенно переводятся на катализаторы и режимы гидрокрекинга .

Переработка сопровождается образованием 30—40% легких фракций. Полученные масла имеют вязкость 8—11 мм2/с при 100 °С и индекс вязкости 115—125; масло с индексом вязкости 115 используют для производства всесезонного моторного масла SAE 20W40, а на основе масла с индексом вязкости 125 производят масла SAE 10W 30 и 10W 40. Использование базового масла гидрокрекинга позволяет обеспечить необходимые вязкостные свойства при более чем вдвое меньшем расходе загущающей присадки . Моторные испытания показали, что масло на основе продукта гидрокрекинга значительно превосходит по качеству масло на базе продукта селективной очистки . При одинаковой концентрации антиокислительной присадки масло из продуктов гидрокрекинга обладает вдвое большей стабильностью; масло на основе селективной очистки приобретает такую стабильность при пятикратном увеличении содержания антиокислителя . На основе продуктов гидрокрекинга вырабатывается широкий ассортимент масел различного назначения. Несмотря на высокие капиталовложения процесс экономически эффективен. Строящиеся в последние годы заводы по производству масел базируются на процессе гидрокрекинга . Имеющиеся на действующих заводах установки гидрирования под высоким давлением постепенно переводятся на катализаторы и режимы гидрокрекинга .

Прямогонные нефтяные фракции характеризуются преобладанием парафиновых углеводородов, гидрокрекинг которых ведет главным образом к образованию более легких парафиновых углеводородов. Соотношение парафиновых углеводородов изо- и нормального строения в продуктах реакции, получаемых на промышленных катализаторах гидрокрекинга, значительно превышает равновесное. Этот факт объясняется, по-видимому, особенностями механизма реакций гидрокрекинга парафиновых углеводородов. Реакции расщепления нормальных парафиновых углеводородов на промышленных кислотных катализаторах гидрокрекинга носят ионный характер, предполагающий начальное образование вторичного иона карбония. Вторичный ион карбония легко изомеризуется в более стабильный третичный, который крекируется по Р-СВЯЗИ С—С по отношению к карбионному атому углерода, образуя олефин и новый третичный ион карбония. Образующийся олефин, в свою очередь, изомеризуется до изоолефина, который тотчас же насыщается водородом и уже не может вступать в дальнейшие обратные реакции изомеризации в сторону достижения равновесия.

Установки двухступенчатого гидрокрекинга значительно маневреннее, на них возможна переработка сырья с очень высоким содержанием примесей, отравляющих катализатор гидрокрекинга; изменяя условия процесса, можно обеспечить максимальные выходы требуемых продуктов — бензина, реактивного или дизельного топлива . В этом случае на первой ступени осуществляется гидроочистка и частичное крекирование сырья, вторая ступень — собственно гидрокрекинг.

Масла гидрокрекинга представляют собой высококачественную основу товарных многофункциональных моторных масел, а также ряда энергетических и индустриальных масел. В» маслах гидрокрекинга нет естественных ингибиторов окисления, поскольку в жестких условиях процесса они подвергаются различным превращениям. Поэтому в масла гидрокрекинга вводят антиокислительные присадки. Выход и качество масел, получаемых при гидрокрекинге, зависят от условий процесса, типа катализатора и природы сырья, но в общем вязкость масел гидрокрекинга значительно меньше вязкости сырья, а суммарный их выход не превышает, как правило, 70% на сырье. При производстве масел с индексом вязкости выше НО выход их обычно соста'вляет 40—60% .

экономически эффективных вариантов применения новых продуктов. По мнению специалистов Conoco, мировой спрос на высококачественные масла гидрокрекинга значительно возрастет в течение последующих 10—15 лет.

Качество продуктов легкого гидрокрекинга значительно ниже. Основной продукт — компонент дизельного топлива в зависимости от давления в процессе содержит 0,01—0,10% мае. серы. Однако он характеризуется более высоким содержанием ароматических углеводородов, и, как следствие, — пониженным цетановым числом .

Массовые скорости в змеевиках трубчатых печей. Выбор и обоснование размеров нагревательных труб и числа параллельных сырьевых потоков является важным этапом при расчете трубчатых печей. Значения удельной массовой скорости сырьевой смеси в нагревательных трубах рассчитываемой печи в пределах от 264 до 352 кг/ рассматриваются как типичные для сырьевых печей, эксплуатируемых на установках гидроочистки и гидрокрекинга. Значительно меньшие удельные массовые скорости приводятся для труб печей , находящих применение на установках каталитического риформинга. Для средней удельной тепловой напряженности поверхности радиантных труб в сырьевых печах установок гидроочистки и гидрокрекинга типичной величиной считается 113,5 МДж. Здесь речь идет о наружной поверхности радиантных труб одностороннего облучения, расположенных с шагом 2/Э вблизи огнеупорных стен и потолка .

Кроме того, эти реакторы должны быть очень устойчивы к, так называемой, водородной коррозии. О воздействии водорода при высоких температурах и давлении упоминалось в первой части книги "Процессов переработки нефти" при рассмотрении вопросов гидроочистки керосиновых и дизельных фракций. Здесь необходимо отметить, что рабочие условия процесса гидрокрекинга значительно жестче, чем процесса гидроочистки. Особенно это относится к давлению, так как здесь оно составляет от 16,0 до 18,0 МПа. Кроме того, количество самого водорода, обращающегося в процессе, также превышает уровень обычной гидроочистки в 1,5-2 раза. В связи с этим коррозионное воздействие сероводорода и водорода при гидрокрекинге проявляется особенно сильно. Поэтому для обеспечения нормальной эффективной долговременной работы установок гидрокрекинга требуются особые условия при изготовлении реактора.

Наиболее перспективным из всех гидрогенизационных'процессов является процесс гидрокрекинга. Этот процесс обладает высокой гибкостью; можно перерабатывать все виды сырья—от бензина до тяжелых нефтяных остатков. Ассортимент вырабатываемых продуктов еще более широк: сжиженные газы и бензины с высокой степенью изомеризации,малосернистые дизельные и реактивные топлива, гидрообессеренное сцрье для каталитического крекинга, малосернистое котельное топливо. Поэтому включение гидрокрекинга в схему нефтеперерабатывающего завода открывает большие технологические возможности. Скорость внедрения процесса гидрокрекинга значительно превысила скорости внедрения других процессов нефтепереработки. '

Во всех случаях при гидрокрекинге остаточного сырья в псевдоожиженном слое катализатора в реакторе имеются три фазы: твердая , жидкая и газовая нового микросферического катализатора: из остатка с 2,08% серы при расходе водорода 116 м3/м3 получено 103,1 объемн. % продукта с 0,44% серы, в том числе 8% бензина, 33,9% дизельного топлива, 32,4% газойля и 25,7% котельного топлива с 0,93% серы

Расход водорода при гидрокрекинге остаточного сырья, по данным , составляет от 1,6 до 3,6% и зависит в основном от глубины крекинга. В случае преимущественного получения бензина или керосина расход водорода достигает максимального своего значения. Следует учесть, что фактический расход водорода обычно выше расхода его на реакцию и зависит от содержания Н2 в используемом техническом водороде .

При более высоких глубинах превращения наблю дается повышенный выход кокса. В этих условиях каталитическому крекингу целесообразно подвергать смесь коксового дистиллята и прямогонного сырья либо осуществлять предварительную гидроочистку коксового дистиллята. При крекинге гидро-очищенного газойля коксования выход бензина выше, чем из прямо:онного сырья того же фракционного состава, бензин и легкий газойль крекинга содержат мало серы, значительно снижается выход кокса в процессе. Хорошие результаты получены также при крекинге коксового газойля, очищенного фурфуролом . Несомненный интерес представляет наряду с легкими и тяжелыми газойлями прямой перегонки и каталитического крекинга использование в качестве сырья гидрокрекинга керосипо-i азойлевых фракций коксования. В этом случае процесс коксования удачно вписывается в схему НПЗ как метод получения кокса и сырья для гидрогенизационных процессов. В результате становится возможным использовать активные катализаторы, меньше расходовать водорода, чем при гидрокрекинге остаточного сырья, например деасфальтизата, получаемого в процессе добен . Тяжелые остатки процесса гидрокрекинга могут применяться в качестве компонентов малосернистых котельных топлив.

порядка ЗОг У 2/1СЮг- Наблюдаемая закономерность свидетельствует о том,что ужесточение режима гидровисбрекинга повышает в большей степени скорости реакций термического разложения,чем гидрогено-лиза.Аналогичную закономерность отмечают также при гидрокрекинге остаточного сырья в трехфазном кипящем слое катализатора.

При более высоких глубинах превращения наблюдается повышенный выход кокса. В этих условиях каталитическому крекингу целесообразно подвергать смесь коксового дистиллята и прямогонного сырья либо осуществлять предварительную гидроочистку коксового дистиллята. При крекинге гндро-очищенного газойля коксования выход бензина выше, чем из прямогонного сырья того же фракционного состава, бензин и легкий газойль крекинга содержат мало серы, значительно снижается выход кокса в процессе. Хорошие результаты получены также при крекинге коксового газойля, очищенного фурфуролом . Несомненный интерес представляет наряду с легкими и тяжелыми газойлями прямой перегонки и каталитического крекинга использование в качестве сырья гидрокрекинга керосино-газойлевых фракций коксования. В этом случае процесс коксования удачно вписывается в схему НПЗ как метод получения кокса и сырья^ для гидрогенизационных процессов. В результате становится возможным использовать активные катализаторы, меньше расходовать водорода, чем при гидрокрекинге остаточного сырья, например деасфальтизата, получаемого в процессе добен . Тяжелые остатки процесса гидрокрекинга могут применяться в качестве компонентов малосернистых котельных топлив.

Современные промышленные установки гидрокрекинга дистиллятного и остаточного сырья работают при давлении от 14 до 20 МПа и температуре от 427 до 480° С, а установки гидрообессеривания соответственно при 3—15 МПа и 370—427 °С. Для ускорения гидрирования ненасыщенных компонентов сырья и образуемых «осколков» в ряде-процессов применяется циркуляция разбавителя, обогащенного-водородом. Расход водорода зависит от свойств сырья и степени* конверсии и меняется в широких пределах. При гидрообессеривашш тяжелого дистиллятного или остаточного сырья он относительно небольшой, так как основное количество Н2 расходуется на взаимодействие с серой. При гидрокрекинге остаточного сырья расход Н2 намного больше, но в ряде случаев меньше, чем при гидрокрекинге? дистиллятного сырья, так как установки гидрокрекинга дистиллятного сырья проектируются с высокой глубиной превращения в более легкие фракции.

Глубина превращения при гидрокрекинге остаточного сырья; ограничивается возможным интенсивным отложением кокса на катализаторе. Различная глубина превращения сырья при гидрокрекинге и неодинаковая активность применяемых катализаторов обусловливают более высокое октановое число бензинов из дистиллятного-сырья и образование более тяжелого газа Cj—С3:

держащим газом применяют дисперсный катализатор, взвешенный в жидком сырье и перемешиваемый водородом. Катализатор медленно, непрерывно обновляется за счет вывода части его из системы и ввода новых порций в реактор. Во всех случаях при гидрокрекинге остаточного сырья в реакторе имеются три фазы: твердая , жидкая и газовая . Схема установки гидрокрекинга в псевдоожиженном слое катализатора показана на рис. 26. Остаточное сырье смешивается с циркулирующим и свежим водородсодержащим газом и, пройдя систему теплообменников Т-1 и нагревательную печь П-1, поступает под распределительную решетку реактора Р-1. В псевдоожиженном слое катализатора , создаваемым парожид-костным потоком, осуществляется процесс гидрокрекинга. Продукты реакции выходят из реактора сверху, отдают свое

Отмечается, ято при гидрокрекинге остаточного сырья, в отличие от дистиллятного, имеют место затруднения, связанные с присутствием в остаточном сырье повышенных количеств серы и азота, а также асфальтенов, солей и металлоорганических соединений. Сообщается об испытании в процессе H-Oil нового микросферического катализатора: из остатка с 2,08% серы при расходе водорода 116 м3/м3 получено 103,1 объемн. % продукта с 0,44% серы, в том числе 8% бензина, 33,9% дизельного топлива, 32,4% газойля и 25,7% котельного топлива с 0,93% серы

Особенно большую роль температура играет при гидрокрекинге остаточного сырья. Использование активных расщепляющих катализаторов при гидрокрекинге остатков весьма затруднено из-за высокого содержания в них азотистых соединений, отравляющих кислую основу катализаторов. Поэтому катализаторы гидрокрекинга остаточного сырья обычно представляют собой комбинацию металлов, обладающих гидрирующими свойствами, нанесенных на нейтральный или слабокислый носитель, кислотные центры которого в рабочих условиях быстро нейтрализуются. Необходимая глубина разложения остаточного сырья достигается исключительно за счет температуры гидрокрекинга, которая компенсирует слабую расщепляющую активность катализатора. Поэтому при гидрокрекинге остатков температура всегда выше, чем при гидрокрекинге дистиллятов.