Главная -> Словарь

Установок гидрокрекинга

Гидроформинг. Интересный материал о работе установок гидроформинга собран в обзоре Хилла, Винсента и Эвертта . Процесс проводится в присутствии алюмо-молибденового катализатора при температурах от 480 до 540° С, объемной скорости подачи сырья около 0,5 в час, рабочем давлении от 10 до 21 ати и высоком парциальном давлении водорода. Работа установки происходит по циклам . Полный цикл состоит из девяти стадий и продолжается 9 часов.

Прг указанном выше режиме выход дистиллята составляет 70—71% на сырье, остальное — газ. Продолжительность непрерывной работы катализатора для большинства установок гидроформинга не превышает 8—10 ч, после чего необходима регенерация.

Сопоставление технико-экономических показателей работы установок гидроформинга и платформинга * показало, что вследствие большой продолжительности рабочего периода на установках платформинга удельный расход катализатора на них "составляет 0,094 кг на 1 m сырья, а на установках гидроформинга 0,44— 0,5 кг **. Выход катализата при гидроформинге на 4—14% ниже, чем на платиновом катализаторе, а выход водорода меньше примерно на 3%, считая на катализа?. Последнее обстоятельство также существенно, поскольку водород используется на заводе для гидроочистки сернистых нефтепродуктов.

Так как в основе гидроформинга лежат главным образом реакции дегидрирования, успех его проведения зависит от выбора исходного сырья. Гидроформингу лучше всего подвергать бензиновые фракции с максимальным содержанием нафтеновых углеводородов. Гидроформинг был разработан в первую очередь для производства ароматических углеводородов и играл особо важную роль во время второй мировой войны как источник получения толуола. Один только установка в г. Нейтауп производила более половины всего количества толуола, потребляемого в CfflA. В 1914 г. при помощи гидроформинга было изготовлено 250 000 т толуола. По время второй мировой войны в США эксплуатировалось 8 установок гидроформинга.

В годы второй мировой войны в США было построено восемь установок гидроформинга для получения толуола мощностью от 1000 до 4000 м/сутки перерабатываемого сырья. Первая промышленная установка гидроформинга с кипящим слоем катализатора была введена в эксплуатацию лишь в 1953 г. Мощность действующих установок по этим процессам приведена выше .

Огромное значение в развитии процесса сыграло то обстоятельство, что в годы II мировой войны применение его позволило разрешить проблему снабжения химической промышленности толуолом для последующего нитрования в тринитротолуол. Взамен мало рентабельного тогда пиролиза, который не мог дать более 5—6% толуола на сырье, нефтеперерабатывающая промышленность получила квалифицированный способ переработки низкооктановых бензинов с общим выходом ароматических до 40—45%. Посредством гидроформинга за годы войны в США было получено около 120 тыс. т толуола. В Германии в 1942—1945 гг. работали шесть промышленных установок гидроформинга для получения толуола и высокооктановых компонентов авиационного бензина.

Начиная с 50-х годов прошлого века, установки гидроформинга прекратили строить из-за их сравнительно низкой экономической эффективности. Если в 1944 г. в США в эксплуатации находилось восемь установок гидроформинга, то к концу 50-х годов все установки гидроформинга были реконструированы под процесс на платиновом катализаторе или для гидроочистки, т.е. для предварительного обессеривания сырья, поступающего на каталитический рифор-минг .

На некоторых нефтеперерабатывающих заводах недостаточно рационально используются газы установок гидроформинга с содержанием 50—70% объемн. водорода. В связи с этим были изучены возможные варианты использования этих газов с целью улучшения качеств некоторых нефтяных фракций.

В качестве'сырья использовался катализат с одной из промышленных установок гидроформинга, свойства которого приведены в таблице.

Как , из которых два находятся в работе, а два на регенерации. Переключение реакторов производится автоматизированными задвижками.

зут используется также как сырье установок гидрокрекинга .

Гидрокрекинг проводят при умеренном давлении , меньших расходах водорода и катализатора, но с более высокой степенью превращения дешевого нефтяного сырья, по сравнению с гидрогенизацией углей. Кроме того, только гидрокрекингом можно получать такие продукты, как реактивное топливо и высокоиндек — снь.е смазочные масла. Существенному улучшению технике — эко — комических показателей установок гидрокрекинга способствовали использование дешевого водорода, получаемого каталитическим рисоормингом или каталитической конверсией водяным паром; создание серостойких высокоактивных регенерируемых катализаторов, обеспечивающих глубокую переработку нефтяного сырья и необходимую гибкость процессов.

Большинство промышленных установок гидрокрекинга работает под давлением 15—17 МПа. Для гидрокрекинга нефтяных остатков с использованием относительно дорогостоящих катализаторов применяют давление 20 МПа. Гидрокрекинг прямогонных легь их газойлей с низким содержанием азота можно проводить при относительно низких давлениях — около 7 МПа.

Висбрекинг проводится для производства преимущественно жидкого котельного топлива пониженной по сравнению с сырьем вязкости , либо с целью производства в повышенных количествах газойля—сырья для установок гидрокрекинга и каталитического крекинга . В обоих вариантах побочными легкими продуктами являются газы и бензиновые фракции, выход которых обычно не превышает 3 и 8 % на сырье. Проведение процесса в более жестких условиях, что оценивается по выходу

Гидрокрекинг в псевдоожиженном слое позволяет перерабатывать тяжелые газойли с установок каталитического крекинга, работающих в режиме псевдоожижения. Наличие в таком сырье тонкой катали-заторной пыли не отражается на работе реакторов гидрокрекинга. На ряде установок гидрокрекинга предусмотрена предварительная деметаллизация сырья в аппаратах с псевдоожиженным слоем дешевого твердого материала.

К особенностям эксплуатации установок гидрокрекинга следует отнести склонность к осмолению и полимеризации хранящегося в резервуарах сырья и необходимость соблюдения мер безопасности в связи с возможным образованием токсичных кар-бонилов металлов при работе с катализаторами, содержащими никель, кобальт или молибден.

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.

Увеличение числа установок гидрокрекинга и их суммарной мощности привлекли внимание исследователей к изучению физико-химических закономерностей процесса. Действительно, большинство реакционных устройств для проведения гидрокрекинга в одну или две ступени представляет собой многосекционные адиабатические аппараты с промежуточными вводами водород-содержащего газа. Определение оптимального распределения объемов катализатора по секциям, потоков сырья и водород-содержащего газа не может быть выполнено обычными методами физического моделирования и требует проведения точных количественных расчетов на основе изучения химизма процесса, его кинетических закономерностей, термодинамических параметров.

Гидрирующий катализатор должен быть селективным, т. е. он должен ускорять гидрирование би- и полициклических ароматических углеводородов, но быть умеренно активным по отношению к ценным моноциклическим ароматическим углеводородам. В продуктах гидрокрекинга содержание парафиновых углеводородов изострое-ния выше, чем должно быть по термодинамическому равновесию 16. Это является следствием того, что расщеплению сырья предшествует его глубокая изомеризация на катализаторах гидрокрекинга. Новые катализаторы гидрокрекинга позволили уменьшить удельные капиталовложения при сооружении установок16 в среднем на 20%. Внесено много технологических и инженерных усовершенствований: применяются большие реакторы диаметром до 4,5 м, улучшены их конструкции, удешевлена аппаратура за счет применения биметаллов, упрощены отделения дистилляции и выделения 16. Единичные мощности установок выросли до 12,7 тыс. м3 в^сутки, т. е. —4,5 млн. т в год 1в. Было разработано несколько модификаций гидрокрекинга, из которых наиболее распространенными стали процессы «изомакс», разработанный фирмами UOP и Chevron, и «юникрекинг», разработанный фирмами Union Oil и Esso. Суммарная мощность установок гидрокрекинга в настоящее время быстро растет. Если в 1960 г. она составляла 16 только 159 м3 в сутки, то к началу 1970 г. — более 180 тыс. м3 в сутки 17. Очень быстро развиваются и другие процессы гидрогенизации.

Нефтеперерабатывающие заводы в странах — членах ОПЕК строят ведущие строительные компании развитых капиталистических стран в соответствии с современными достижениями технологии переработки нефти. Поэтому для большинства НПЗ характерен достаточно высокий технический уровень производства. На них представлено большинство современных процессов переработки нефти: каталитический крекинг, риформинг, гидроочистка, относительно широкое распространение получил гидрокрекинг , причем на НПЗ в г. Шуайбе действует одна из двух имеющихся во всем мире установок гидрокрекинга остатков в кипящем слое катализатора мощностью около 3 млн. т / год. Уровень развития нефтеперерабатывающей' промышленности в различных странах — членах ОПЕК далеко «е одинаков. •

Технологический режим. Большинство промышленных установок гидрокрекинга работает под давлением 15—17 МПа с циркуляцией водородсодержащего газа, объемное содержание водорода в котором находится в пределах 80—85%. В отдельных случаях, например при производстве масел, давление поддерживается на уровне 20—25 МПа.