Dom · Kontrola · Rafinerija Orsk započela je probno pokretanje svog kompleksa za hidrokreking. Projekat proizvodnje i isporuke reaktora za hidrokreking Rafinerije RN-Tuapse (JSC NK Rosneft) Rekonstruisane rafinerije počele su proizvoditi naftne derivate evropskog kvaliteta, a u regionima

Rafinerija Orsk započela je probno pokretanje svog kompleksa za hidrokreking. Projekat proizvodnje i isporuke reaktora za hidrokreking Rafinerije RN-Tuapse (JSC NK Rosneft) Rekonstruisane rafinerije počele su proizvoditi naftne derivate evropskog kvaliteta, a u regionima

Hidrokreking je namijenjen za proizvodnju destilata goriva sa niskim sadržajem sumpora od različitih sirovina.

Hidrokreking je proces kasnije generacije od katalitičkog krekinga i katalitičkog reforminga, tako da efikasnije ostvaruje iste zadatke kao ova 2 procesa.

Sirovine koje se koriste u postrojenjima za hidrokreking su vakuumska i atmosferska plinska ulja, plinska ulja za termičku i katalitičku krekaciju, deasfaltirana ulja, lož ulja i katrani.

Tehnološka jedinica hidrokrekinga obično se sastoji od 2 bloka:

Reakciona jedinica, uključujući 1 ili 2 reaktora,

Frakcionaciona jedinica koja se sastoji od različitog broja destilacionih kolona.

Proizvodi hidrokrekinga su motorni benzin, mlazno i ​​dizel gorivo, sirovine za petrohemijsku sintezu i TNG (iz benzinskih frakcija).

Hidrokreking može povećati prinos benzinskih komponenti, obično pretvaranjem sirovina kao što je plinsko ulje.

Kvalitet benzinskih komponenti koji se postiže na ovaj način je nedostižan ponovnim prolaskom gasnog ulja kroz proces krekiranja u kojem je dobijeno.

Hidrokreking takođe omogućava pretvaranje teškog gasnog ulja u lake destilate (mlazno i ​​dizel gorivo). Prilikom hidrokrekinga ne nastaje teški nedestilirani ostatak (koks, smola ili talog sa dna), već samo lagano ključajuće frakcije.

Prednosti hidrokrekinga

Prisustvo jedinice za hidrokrekiranje omogućava rafineriji da prebaci svoj kapacitet sa proizvodnje velikih količina benzina (kada postrojenje za hidrokrekiranje radi) na proizvodnju velikih količina dizel goriva (kada je isključeno).

Hidrokreking poboljšava kvalitet komponenti benzina i destilata.

Proces hidrokrekinga koristi najgore komponente destilata i proizvodi benzinsku komponentu iznadprosječnog kvaliteta.

Proces hidrokrekinga proizvodi značajne količine izobutana, koji je koristan za kontrolu količine sirovine u procesu alkilacije.

Upotreba jedinica za hidrokrekiranje povećava količinu proizvoda za 25%.

Danas je u uobičajenoj upotrebi oko 10 različitih tipova hidrokrekera, ali svi su vrlo slični tipičnom dizajnu.

Katalizatori hidrokrekinga su jeftiniji od katalizatora katalitičkog krekinga.

Tehnološki proces

Riječ hidrokreking se objašnjava vrlo jednostavno. Ovo je katalitičko pucanje u prisustvu vodonika.

Uvođenje hladnog plina koji sadrži vodonik u zone između slojeva katalizatora omogućava izjednačavanje temperature mješavine sirovina po visini reaktora.

Kretanje mješavine sirovina u reaktorima je naniže.

Kombinacija vodika, katalizatora i odgovarajućeg načina procesa omogućava krekiranje nekvalitetnog lakog plinskog ulja, koje nastaje u drugim postrojenjima za krekiranje i ponekad se koristi kao komponenta dizel goriva.
Jedinica za hidrokreking proizvodi benzin visokog kvaliteta.

Katalizatori hidrokrekinga su obično jedinjenja sumpora sa kobaltom, molibdenom ili niklom (CoS, MoS 2, NiS) i aluminijum oksidom.
Za razliku od katalitičkog krekinga, ali slično katalitičkom reformingu, katalizator se nalazi u fiksnom sloju. Kao i katalitičko reformiranje, hidrokreking se najčešće izvodi u 2 reaktora.

Sirovina koju dovodi pumpa se miješa sa svježim plinom koji sadrži vodonik i cirkulirajućim plinom, koji se pumpaju kompresorom.

Smjesa sirovog plina, koja je prošla kroz izmjenjivač topline i namotaje peći, zagrijava se na temperaturu reakcije od 290-400°C (550-750°F) i pod pritiskom od 1200-2000 psi (84-140 atm) uveden u reaktor odozgo. Uzimajući u obzir veliko oslobađanje toplote tokom procesa hidrokrekinga, hladni (cirkulacijski) gas koji sadrži vodonik se uvodi u reaktor u zone između slojeva katalizatora kako bi se izjednačile temperature po visini reaktora. Tokom prolaska kroz sloj katalizatora, otprilike 40-50% sirovine se razbije da bi se formirali proizvodi sa tačkama ključanja sličnim benzinu (tačka ključanja do 200°C (400°F).

Katalizator i vodonik se nadopunjuju na nekoliko načina. Prvo, na katalizatoru dolazi do pucanja. Da bi se pucanje nastavilo potrebno je dovod topline, odnosno endotermni proces. Istovremeno, vodonik reaguje sa molekulima koji nastaju prilikom pucanja, zasićujući ih, a to oslobađa toplotu. Drugim riječima, ova reakcija, nazvana hidrogenacija, je egzotermna. Dakle, vodonik daje toplinu potrebnu za pojavu pucanja.

Drugo, to je stvaranje izoparafina. Krekiranjem nastaju olefini koji se mogu kombinirati jedni s drugima, što dovodi do normalnih parafina. Zbog hidrogenacije, dvostruke veze se brzo zasićuju, često stvarajući izoparafine, i na taj način sprječavaju ponovnu proizvodnju neželjenih molekula (oktanski broj izoparafina je veći nego u slučaju normalnih parafina).

Smjesa produkta reakcije i cirkulirajućeg plina koji izlazi iz reaktora se hladi u izmjenjivaču topline, hladnjaku i ulazi u separator visokog pritiska. Ovde se gas koji sadrži vodonik, za povratak u proces i mešanje sa sirovinom, odvaja od tečnosti, koja sa dna separatora preko redukcionog ventila ulazi u separator niskog pritiska. Dio ugljikovodičnih plinova se oslobađa u separatoru, a tekućina se šalje u izmjenjivač topline koji se nalazi ispred međudestilacijske kolone za dalju destilaciju. U koloni se pri malom viškom tlaka oslobađaju ugljikovodični plinovi i laki benzin. Frakcija kerozina se može odvojiti kao bočna struja ili ostaviti zajedno sa gasnim uljem kao destilacionim ostatkom.

Benzin se djelimično vraća u kolonu za međudestilaciju u obliku akutnog navodnjavanja, a njegova bilansna količina se ispumpava iz instalacije kroz sistem “alkalizacije”. Ostatak iz kolone za međudestilaciju se odvaja u atmosferskoj koloni na teški benzin, dizel gorivo i frakciju >360°C. Pošto su sirovine u ovoj operaciji već bile podvrgnute hidrogenizaciji, krekiranju i reformisanju u 1. reaktoru, proces u 2. reaktoru teče težim režimom (više temperature i pritisci). Kao i proizvodi iz 1. faze, smjesa koja izlazi iz 2. reaktora se odvaja od vodika i šalje na frakcioniranje.

Debljina zidova čeličnog reaktora za proces koji se odvija na 2000 psi (140 atm) i 400 ° C ponekad doseže 1 cm.

Glavni zadatak je spriječiti da pucanje izmakne kontroli. Budući da je cjelokupni proces endotermičan, moguć je brz porast temperature i opasno povećanje brzine pucanja. Da bi se to izbjeglo, većina hidrokrekera sadrži ugrađene uređaje za brzo zaustavljanje reakcije.

Benzin iz atmosferske kolone se miješa s benzinom iz međukolone i uklanja iz instalacije. Dizelsko gorivo se nakon što se kolona za odstranjivanje hladi, „alkalizira“ i ispumpava iz instalacije. Frakcija >360°C se koristi kao vruća struja na dnu atmosferskog stupa, a ostatak (ostatak) se uklanja iz instalacije. U slučaju proizvodnje uljanih frakcija, jedinica za frakcionisanje ima i vakuum kolonu.

Regeneracija katalizatora se vrši mješavinom zraka i inertnog plina; vek trajanja katalizatora je 4-7 meseci.

Proizvodi i rezultati.

Kombinacijom krekinga i hidrogenacije nastaju proizvodi čija je relativna gustoća znatno niža od gustine sirovine.

Ispod je tipična raspodjela prinosa produkata hidrokrekinga kada se kao sirovina koriste plinsko ulje iz jedinice za koksiranje i lake frakcije iz jedinice za katalitičko kreking.

Proizvodi hidrokrekinga su 2 glavne frakcije koje se koriste kao komponente benzina.

Zapreminski razlomci

Koksno ulje 0,60

Lake frakcije iz jedinice katalitičkog krekinga 0,40

Proizvodi:

Izobutan 0,02

N-butan 0,08

Lagani proizvod hidrokrekinga 0,21

Teški proizvod hidrokrekinga 0,73

Frakcije kerozina 0,17

Podsjetimo da se od 1 jedinice sirovina dobije oko 1,25 jedinica proizvoda.

Ne označava potrebnu količinu vodonika, koja se mjeri u standardnim ft 3 /bbl hrane.

Uobičajena potrošnja je 2500 st.

Teški proizvod hidrokrekinga je benzin, koji sadrži mnoge aromatične prekursore (tj. spojeve koji se lako pretvaraju u aromatične tvari).

Ovaj proizvod se često šalje u reformator na nadogradnju.

Kerozinske frakcije su dobro mlazno gorivo ili sirovina za destilat (dizel) gorivo jer sadrže malo aromata (kao rezultat zasićenja dvostrukih veza vodonikom).

Hidrokrekiranje ostatka.

Postoji nekoliko modela hidrokrekera koji su dizajnirani posebno za obradu ostatka ili ostatka vakuumske destilacije.

Izlaz je više od 90% preostalog (kotlovskog) goriva.

Cilj ovog procesa je uklanjanje sumpora kao rezultat katalitičke reakcije spojeva koji sadrže sumpor s vodikom da nastane sumporovodik.

Dakle, ostatak koji ne sadrži više od 4% sumpora može se pretvoriti u teško lož ulje koje sadrži manje od 0,3% sumpora.
Upotreba jedinica za hidrokreking je neophodna u cjelokupnoj shemi prerade nafte.

S jedne strane, hidrokreker je centralna tačka jer pomaže u uspostavljanju ravnoteže između količine benzina, dizel goriva i mlaznog goriva.
S druge strane, brzine napajanja i načini rada jedinica za katalitičko krekiranje i koksovanje nisu ništa manje važni.
Uz to, alkilaciju i reformiranje također treba uzeti u obzir prilikom planiranja distribucije proizvoda hidrokrekinga.

Procesi prerade naftnih frakcija u prisustvu vodonika nazivaju se hidrogenacijom. Nastaju na površini katalizatora hidrogenizacije u prisustvu vodonika pri visokim temperaturama (250-420 °C) i pritisku (od 2,5-3,0 do 32 MPa). Ovakvi procesi se koriste za regulaciju ugljovodoničkog i frakcionog sastava prerađenih naftnih frakcija, njihovo pročišćavanje od spojeva koji sadrže sumpor, dušik i kisik, metala i drugih nepoželjnih nečistoća, poboljšanje radnih (potrošačkih) karakteristika naftnih goriva, ulja i petrokemijskih proizvoda. sirovine. Hidrokreking vam omogućava da dobijete širok spektar naftnih derivata iz gotovo svake naftne sirovine odabirom odgovarajućih katalizatora i radnih uslova, tako da je to najsvestraniji, najefikasniji i najfleksibilniji proces rafinacije nafte. Podjela procesa hidrogenacije na hidrokreking i hidrotretiranje je prilično proizvoljna na osnovu svojstava korištenih katalizatora, količine upotrijebljenog vodika i tehnoloških parametara procesa (pritisak, temperatura itd.).

Na primjer, prihvaćena je sljedeća terminologija: “Hidro-tretman”, “Hidrorafiniranje” i “Hidrokreking”. Hidrotretman uključuje procese u kojima nema značajnih promjena u molekularnoj strukturi sirovine (na primjer, odsumporavanje pod pritiskom od 3-5 MPa). Hidrotretman obuhvata procese u kojima do 10% sirovine podleže promeni molekularne strukture (desumporizacija - dearomatizacija - denitrogenizacija pri pritisku od 6-12 MPa). Hidrokreking je proces (visoki pritisak - više od 10 MPa i srednji pritisak - manji od 10 MPa) u kojem je više od 50% sirovine podvrgnuto uništavanju sa smanjenjem veličine molekula. 80-ih godina XX veka. Postupci hidrofiniranja s konverzijom manjim od 50% nazvani su mekim ili laganim hidrokrekingom, koji su počeli uključivati ​​međuprocese s hidrodestrukcijom sirovina od 10 do 50% pri pritiscima manjim i većim od 10 MPa. Kapacitet postrojenja za hidrokreking (milioni tona/godišnje) u svijetu je oko 230, a hidrotretiranja i hidrofinisanja - 1380, od čega u Sjevernoj Americi - 90 odnosno 420; u zapadnoj Evropi - 50 i 320; u Rusiji i ZND - 3 i 100.

Povijest razvoja industrijskih procesa hidrogenacije započela je hidrogenacijom proizvoda ukapljivanja uglja. Još prije Drugog svjetskog rata Njemačka je postigla velike uspjehe u proizvodnji sintetičkog benzina (syntin) hidrogenizacijom uglja (na bazi upotrebe Fischer-Tropsch sinteze), a tokom Drugog svjetskog rata Njemačka je proizvela više od 600 hiljada tona/godišnje sintetičkih tečnih goriva, koja su pokrivala većinu potrošnje u zemlji. Trenutno, globalna proizvodnja umjetnih tečnih goriva na bazi uglja iznosi oko 4,5 miliona tona godišnje. Nakon široko rasprostranjenog industrijskog uvođenja katalitičkog reforminga, koji proizvodi višak jeftinog vodika kao nusproizvoda, nastaje period masovne distribucije različitih procesa hidrotretiranja sirovih frakcija nafte (usput, neophodnih za procese reformiranja) i komercijalnih rafinerijskih proizvoda (benzin, kerozin, dizel i naftne frakcije).

Hidrokreking (HC) omogućava dobijanje lakih naftnih derivata (benzin, kerozin, dizel frakcije i tečni gasovi C3-C4) iz gotovo svake naftne sirovine odabirom odgovarajućih katalizatora i tehnoloških uslova procesa. Ponekad se termin "hidrokonverzija" koristi kao sinonim za termin hidrokreking. Prva GK instalacija pokrenuta je 1959. godine u SAD-u. Većina GC procesa uključuje preradu destilatnih sirovina: teških atmosferskih i vakuumskih plinskih ulja, katalitičkog krekinga i plinskih ulja za koksovanje, kao i sredstava za deasfaltiranje. Dobijeni proizvodi su zasićeni (zasićeni) ugljovodonični gasovi, visokooktanska frakcija benzina, frakcije sa niskim skrućivanjem dizel i mlaznih goriva.

Hidrokreking sirovina koje sadrže značajne količine jedinjenja na bazi sumpora, azota, kiseonika i drugih elemenata obično se izvodi u dve faze (slika 2.22). U prvoj fazi se vrši plitki meki hidrokrekiranje u režimu hidrotretiranja kako bi se uklonile neželjene nečistoće koje su obično katalizatorski otrovi ili smanjuju njihovu aktivnost. Katalizatori ove faze su identični konvencionalnim katalizatorima za hidrotretiranje i sadrže okside i sulfide nikla, kobalta, molibdena i volframa na različitim podlogama - aktivnoj glinici, aluminosilikatu ili specijalnim zeolitima. U drugoj fazi, pripremljena, prečišćena sirovina, koja ne sadrži više od 0,01% sumpora i ne više od 0,0001% azota, podvrgava se bazičnom tvrdom hidrokrekingu na katalizatorima na bazi paladijuma ili platine na nosaču - zeoliti tipa Y.

Hidrokreking frakcija teških gasnih ulja koristi se za proizvodnju benzina, mlaznog i dizel goriva, kao i za poboljšanje kvaliteta ulja, kotlovskog goriva i sirovina za pirolizu i katalitičko kreking. Hidrokrekiranje vakuumskih destilata sa niskim sadržajem sumpora u benzin se vrši u jednoj fazi na sulfidnim katalizatorima koji su otporni na trovanje heteroorganskim jedinjenjima na temperaturi od 340-420°C i pritisku od 10-20 MPa sa prinosom benzina od 30- 40% i do 80-90 vol. %. Ako sirovina sadrži više od 1,5% sumpora i 0,003-0,015% azota, tada se koristi dvostepeni proces sa hidroobradom sirovine u prvoj fazi. Hidrokreking u drugoj fazi nastaje pri temperaturi od 290-380 °C i pritisku od 7-10 MPa. Izlaz benzina dostiže 70-120 vol. % za sirovine, dobijeni laki benzin do 190 °C koristi se kao visokooktanska komponenta komercijalnog benzina, teški benzin se može poslati na reforming. Hidrokreking teških plinskih ulja u srednje frakcije (mlazno i ​​dizel gorivo) također se izvodi u jednoj ili dvije faze.

U toku benzina dobiti do 85% mlaznog ili dizel goriva. Na primjer, domaći jednofazni vakuumski proces hidrokrekinga plinskog ulja na katalizatoru tipa GK-8 koji sadrži zeolit ​​može proizvesti do 52% mlaznog goriva ili do 70% zimskog dizel goriva sa sadržajem aromatičnih ugljikovodika od 5 -7%. Hidrokreking vakuumskih destilata sumpornih ulja vrši se u dvije faze. Uključivanjem hidrokrekinga u tehnološku shemu rafinerije postiže se visoka fleksibilnost u proizvodnji njenih komercijalnih proizvoda.

Na istoj instalaciji za hidrokreking moguće su različite opcije za proizvodnju benzina, mlaznog ili dizel goriva promenom tehnološkog režima hidrokrekinga i jedinice za rektifikovanje frakcionisanja produkata reakcije. Na primjer, benzinska verzija proizvodi benzinsku frakciju s prinosom do 51% sirovina i frakciju dizel goriva od 180-350 °C s prinosom od 25% sirovina. Benzinska frakcija se deli na laki benzin C5-C6 sa RON = 82 i teški benzin Su-Syu sa RON = 66 sa sadržajem sumpora do 0,01%. Cy-C^ frakcija se može poslati u katalitičku reformu kako bi se povećao njen oktanski broj. Dizelska frakcija ima cetanski broj 50-55, ne više od 0,01% sumpora i tačku tečenja ne više od minus 10 ° C (komponenta ljetnog dizel goriva).

Za razliku od katalitičkog krekinga, plinovi C3-C4 i tekuće frakcije hidrokrekinga sadrže samo zasićene stabilne ugljovodonike i praktički ne sadrže heteroorganske spojeve, manje su aromatizirana od plinskih ulja za katalitičko kreking. Sa opcijom mlaznog goriva moguće je dobiti do 41% frakcije 120-240 °C, što ispunjava standardne zahtjeve za mlazno gorivo. Sa opcijom dizel goriva, moguće je proizvesti 47 ili 67% frakcije dizel goriva sa cetanskim brojem od oko 50.

Obećavajuće područje hidrokrekinga je prerada naftnih frakcija (vakuumski destilati i deasfaltirana ulja). Dubinska hidrogenacija naftnih frakcija povećava njihov indeks viskoznosti sa 36 na 85-140 uz smanjenje sadržaja sumpora sa 2 na 0,04-0,10%, koksovanje se smanjuje za skoro red veličine i temperatura stinjavanja. Odabirom tehnološkog načina hidrokrekinga moguće je iz gotovo svakog ulja dobiti frakcije baznog ulja visokog indeksa viskoznosti. Prilikom hidrokrekinga uljnih frakcija dolazi do reakcija hidroizomerizacije normalnih alkana (stvrdnjavanje na višim temperaturama), pa hidroizomerizacija snižava tačku tečenja (zbog povećanja izoparafina u uljima) i eliminiše potrebu za deparafinisanjem ulja rastvaračima. Hidroizomerizacija frakcija kerozin-gasnog ulja na bifunkcionalnim aluminijsko-platinskim katalizatorima ili sulfidima nikla i volframa na aluminij oksidu omogućava dobivanje dizel goriva s tačkom stinjavanja do minus 35 °C.

Hidrokreking, kombinirajući reformiranje i selektivni hidrokreking, nazvan selektoformiranje, povećava oktanski broj reformata ili rafinata (nakon odvajanja aromatičnih ugljovodonika) za 10-15 tačaka na temperaturi od oko 360°C, pritisku od 3 MPa i sadržaju vodika. protok gasa od 1000 nm3/m3 sirovine na katalizatoru koji sadrži zeolit ​​sa veličinom ulaznog prozora od 0,50-0,55 nm sa aktivnim metalima platinske grupe, nikla ili sa oksidima ili sulfidima molibdena i volframa. Selektivnim odstranjivanjem normalnih alkana iz kerozinskih i dizelskih frakcija, tačka stinjavanja mlaznih i dizel goriva se smanjuje na minus 50-60 °C, a tačka tečenja ulja može se sniziti sa 6 na minus 40-50 °C.

Hidrodearomatizacija je glavni proces za proizvodnju visokokvalitetnih mlaznih goriva od pravolinijskih (sa sadržajem arena od 14-35%) i sekundarnih (sa sadržajem arena do 70%) sirovina. Mlazno gorivo za nadzvučnu avijaciju, na primjer T-6, ne bi trebalo da sadrži više od 10. maja. % aromatičnih ugljovodonika. Stoga se nadogradnja frakcija mlaznog goriva vrši hidroobradom u režimu hidrodearomatizacije. Ako sirovina ima manje od 0,2% sumpora i manje od 0,001% azota, hidrokreking se vrši u jednoj fazi na platinastom zeolitnom katalizatoru na temperaturi od 280-340°C i pritisku od 4 MPa sa stepenom uklanjanja. (konverzija) arena do 75-90%.

Pri većem sadržaju sumpora i dušika u sirovini hidrokreking se odvija u dvije faze. Reciklirane sirovine se obrađuju pod strožim uslovima na temperaturi od 350-400 °C i pritisku od 25-35 MPa. Hidrokreking je veoma skup proces (velika potrošnja vodonika, skupa oprema visokog pritiska), ali se već dugo koristi u industriji. Njegove glavne prednosti su tehnološka fleksibilnost procesa (mogućnost proizvodnje različitih ciljnih proizvoda na jednoj opremi: benzina, kerozina i dizelskih frakcija od širokog spektra sirovina: od teškog benzina do frakcija rezidualnih ulja); prinos mlaznog goriva se povećava sa 2-3 na 15% za naftu, a prinos zimskog dizel goriva - sa 10-15 na 100%; visok kvalitet dobijenih proizvoda u skladu sa savremenim zahtevima.

Procesi hidrotretiranja se široko koriste u preradi nafte i petrohemijskoj industriji. Koriste se za proizvodnju visokooktanskog benzina, za poboljšanje kvaliteta dizel, mlaznih i kotlovskih goriva i naftnih ulja. Hidroobradom uklanjaju se sumpor, dušik, kisik i metali iz frakcija nafte, smanjuje se sadržaj aromatičnih spojeva i uklanjaju se nezasićeni ugljikovodici pretvarajući ih u druge tvari i ugljikovodike. U ovom slučaju sumpor, dušik i kisik se hidrogeniraju gotovo u potpunosti i pretvaraju u vodikovom okruženju u sumporovodik H2S, amonijak NH3 i vodu H20, organometalna jedinjenja se razlažu za 75-95% uz oslobađanje slobodnog metala, koji je ponekad katalizator. otrov. Za hidrotretman se koriste razni katalizatori koji su otporni na trovanja raznim otrovima. To su oksidi i sulfidi skupih metala: nikl Ni, kobalt Co, molibden Mo i volfram W, na aluminijum oksidu A1203 sa drugim aditivima. Većina procesa hidrotretiranja koristi katalizatore aluminijum-kobalt-molibden (ACM) ili aluminijum-nikl-molibden (ANM). ANM katalizatori mogu imati aditiv zeolita (tip G-35). Ovi katalizatori se obično proizvode u obliku nepravilnih cilindričnih granula veličine 4 mm i nasipne gustine 640-740 kg/m3. Prilikom pokretanja reaktora, katalizatori se sulfidiraju (proces sumporizacije) plinskom mješavinom sumporovodika i vodonika. ANM i aluminijum-kobalt-volfram (AKV) katalizatori su dizajnirani za dubinsku hidrotretaciju teških, visoko aromatičnih sirovina, parafina i ulja. Regeneracija katalizatora za sagorijevanje koksa sa njegove površine vrši se na temperaturi od 530 °C. Procesi hidrotretiranja obično su ograničeni na temperaturu od 320-420 °C i pritisak od 2,5-4,0, rjeđe 7-8 MPa. Potrošnja gasa koji sadrži vodonik (HCG) varira od 100-600 do 1000 nm3/m3 sirovine u zavisnosti od vrste sirovine, savršenstva katalizatora i parametara procesa.

Hidrotretman benzinskih frakcija koristi se uglavnom u njihovoj pripremi za katalitički reforming. Temperatura hidrotretiranja 320-360 °C, pritisak 3-5 MPa, potrošnja VSG 200-500 nm3/m3 sirovine. Prilikom pročišćavanja benzinskih frakcija katalitičkog i termičkog krekinga, potrošnja VSG-a je veća od 400-600 nm3/m3 sirovine.

Hidroobrada kerozinskih frakcija vrši se na aktivnijem katalizatoru pri pritisku do 7 MPa kako bi se sadržaj sumpora smanjio na manje od 0,1%, a aromatičnih ugljovodonika do 10-18 maja. %.

Više od 80-90% frakcija je podvrgnuto hidrotretiranju dizelskih frakcija na temperaturi od 350-400 °C i pritisku od 3-4 MPa uz potrošnju VSG od 300-600 nm3/m3 sirovine na AKM katalizatorima, stepen odsumporavanja dostiže 85-95% ili više. Za povećanje cetanskog broja dizelskih frakcija koje potiču iz produkta reakcije katalitičkog i termičkog krekinga, dio aromatskih ugljovodonika se uklanja na aktivnim katalizatorima na temperaturi od oko 400 °C i pritisku do 10 MPa.

Hidrotretman vakuum destilata (gasnih ulja) za upotrebu kao sirovina za katalitički kreking, hidrokreking i koksovanje (za proizvodnju koksa sa niskim sadržajem sumpora) vrši se na temperaturi od 360-410 °C i pritisku od 4-5 MPa. U ovom slučaju postiže se odsumporavanje od 90-94%, sadržaj azota je smanjen za 20-25%, metala - za 75-85, arena - za 10-12, sposobnost koksanja - za 65-70%.

Hidroobrada ulja i parafina. Hidroobrada baznih ulja je naprednija od klasičnog čišćenja sumpornom kiselinom uz kontaktnu naknadnu obradu ulja. Hidroobrada ulja vrši se na AKM i ANM katalizatorima na temperaturi od 300-325°C i pritisku od 4 MPa. Hidrotretiranje ulja na aluminijum-molibdenskom katalizatoru sa promotorima omogućava smanjenje temperature na 225-250 °C i pritiska na 2,7-3,0 MPa. Hidrotretman parafina, cerezina i petrolatuma vrši se radi smanjenja sadržaja sumpora, smolastih jedinjenja, nezasićenih ugljovodonika, radi poboljšanja boje i stabilnosti (kao kod ulja). Proces koji koristi AKM i ANM katalizator sličan je hidroobradi ulja. Korišteni su i katalizatori sulfidirani aluminijum-hrom-molibden i nikl-volfram-gvožđe.

Hidrotretman naftnih ostataka. Obično se dobija iz ulja 45-55. % ostataka (lož ulja i katrana) koji sadrže velike količine sumpornih, azotnih i organometalnih jedinjenja, smola, asfaltena i pepela. Da bi se ovi ostaci uključili u katalitičku obradu, neophodno je prečišćavanje ostataka ulja. Hidroobrada naftnih ostataka se ponekad naziva hidrodesulfurizacija, iako se ne uklanja samo sumpor, već i metali i druga nepoželjna jedinjenja. Hidrodesulfurizacija lož ulja vrši se na temperaturi od 370-430 °C i pritisku od 10-15 MPa na AKM katalizatorima. Prinos lož ulja sa sadržajem sumpora do 0,3% je 97-98%. Istovremeno se uklanjaju dušik, smole, asfalteni i dolazi do djelomične nadogradnje sirovina. Hidrotretman katrana je složeniji zadatak od hidrotretiranja loživih ulja, jer se značajna demetalizacija i deasfaltiranje katrana mora postići bilo preliminarno ili direktno tokom procesa hidrodesulfurizacije. Posebni zahtjevi postavljaju se na katalizatore, jer konvencionalni katalizatori brzo gube aktivnost zbog velikih naslaga koksa i metala. Ako koks izgori u toku regeneracije, tada neki metali (nikl, vanadijum, itd.) truju katalizatore i njihova aktivnost se obično ne obnavlja tokom oksidativne regeneracije. Zbog toga hidrodemetalizacija ostataka treba da prethodi hidrotretiranju, što omogućava smanjenje potrošnje katalizatora hidrotretiranja za 3-5 puta.

Reaktori za hidrokreking i hidrotretiranje s fiksnim slojem se široko koriste i uglavnom su slični po dizajnu reaktorima katalitičkog reforminga. Reaktor je cilindrični vertikalni aparat sa sfernim dnom prečnika od 2-3 do 5 m i visine 10-24, pa čak i 40 m. Pri visokim procesnim pritiscima debljina zida dostiže 120-250 mm. Obično se koristi jedan fiksni sloj katalizatora. Ali ponekad, zbog oslobađanja velike količine toplote tokom reakcija egzotermnog hidrokrekinga, postaje neophodno ohladiti unutrašnji prostor reaktora uvođenjem rashladnog sredstva u svaku zonu. Da bi se to postiglo, zapremina reaktora se deli na 2-5 zona (sekcija), od kojih svaka ima noseću rešetku za izlivanje katalizatora, bočne armature za punjenje i istovar katalizatora, uređaje za distribuciju mešavine para i gas, kao i kao armature i razdjelnici za uvođenje rashladnog sredstva - hladnog cirkulirajućeg plina za odvođenje topline reakcije i regulaciju potrebne temperature po visini reaktora. Sloj katalizatora jednosječnog reaktora ima visinu do 3-5 m ili više, au reaktorima s više sekcija - do 5-7 m ili više. Sirovi materijal ulazi u aparat kroz gornji spoj, a produkti reakcije napuštaju reaktor kroz donji spoj, prolazeći kroz posebna pakovanja mrežastih i porculanskih kuglica kako bi zadržali katalizator. Uređaji za filtriranje (sistem perforiranih mlaznica i metalnih mreža) su instalirani na vrhu reaktora za hvatanje produkata korozije iz parnog plina. Za uređaje visokog pritiska (10-32 MPa) postavljaju se posebni zahtjevi za dizajn kućišta i unutrašnjih uređaja.

Regeneracija katalizatora se vrši oksidativnim sagorevanjem koksa. Regeneracija je na mnogo načina slična regeneraciji katalizatora katalitičkog reforminga, ali ima i svoje karakteristike. Nakon odvajanja reaktora od sirovine, smanjite pritisak i prebacite na cirkulaciju pomoću VSG. Za teške vrste sirovina, operite katalizator rastvaračima, benzinom ili dizel gorivom na temperaturi od 200-300 °C. Zatim se VSG zamjenjuje inertnim plinom (vodena para). U slučaju regeneracije gas-vazduh, proces je sličan regeneraciji reforming katalizatora. Tokom parno-vazdušne regeneracije, sistem se prvo pročišćava inertnim gasom sve dok sadržaj zaostalog vodonika ne bude veći od 0,2 vol. %, zatim se inertni gas zamenjuje vodenom parom i ispušta u dimnjak cevne peći pod uslovima koji isključuju kondenzaciju vodene pare (temperatura na izlazu iz peći 300-350 °C, pritisak u reaktoru oko 0,3 MPa). Zatim se katalizator zagrijava do temperature od 370-420 °C sagorijevanjem koksa pri koncentraciji kisika u smjesi ne većoj od 0,1 vol. % Povećanje protoka vazduha pri koncentraciji kiseonika do 1,0-1,5 vol. % temperatura katalizatora raste na 500-520 °C (ali ne više od 550 °C). Praćenjem smanjenja koncentracije CO2 u dimnim plinovima, donosi se odluka o zaustavljanju regeneracije, koja se završava kada se sadržaj kisika u dimnim plinovima približi sadržaju kisika u smjesi na ulazu u reaktor. Parno-zračna regeneracija je jednostavnija i odvija se pri niskim pritiscima ne većim od 0,3 MPa korištenjem vodene pare iz mreže postrojenja. Vodena para se miješa sa zrakom i dovodi u reaktor kroz cijevnu peć.

Industrijska postrojenja za hidrotretiranje i hidrokreking. Tipične instalacije za period 1956-1965. za hidrotretman dizel goriva su dvostepeni agregati kapaciteta 0,9 miliona tona sirovina/godišnje, tip L-24-6, hidrotretman benzinskih frakcija izveden je u posebnim jedinicama kapaciteta 0,3 miliona tona; sirovina/god. Godine 1965-1970 Uvedene su jedinice za hidrotretman za različite frakcije destilata kapaciteta 1,2 miliona tona/god, tip L-24-7, LG-24-7, LCh-24-7. Benzinske frakcije su prečišćene u blokovima kombinovanih reforming jedinica kapaciteta 0,3 i 0,6 miliona tona/god. Kerozinske frakcije su pročišćene u postrojenjima za hidrotretiranje dizel goriva koja su prethodno bila opremljena za ove svrhe. Od 1970. godine naširoko su uvedena proširena postrojenja različitih tipova i namena - kako samostalna tipa J1-24-9 i J14-24-2000, tako i kao deo kombinovanih JlK-bu postrojenja (sekcija 300) kapaciteta 1 do 2 miliona tona godišnje. Tehnološke sheme za hidrotretman mlaznih i dizel goriva u mnogome su slične shemi za postrojenje za hidrotretman benzinskih frakcija - sirovina jedinica katalitičkog reforminga.

Instalacije za hidrodesulfurizaciju kotlovskih goriva, lož ulja i katrana tipa 68-6 rade u reaktorima sa trofaznim fluidiziranim slojem. Kapacitet postrojenja, u zavisnosti od sirovine, može varirati od 1,25 miliona tona/god sumpornog katrana do 2,5 miliona tona/godišnje sumpornog mazuta. Procesni pritisak je 15 MPa, temperatura je 360-390 °C, potrošnja VSG je 1000 nm3/m3 sirovine. AKM katalizator se koristi u obliku ekstrudiranih čestica prečnika 0,8 mm i visine 3-4 mm. Katalizator u reaktoru se ne regeneriše, već se uklanja u malim količinama i zamjenjuje se svježim jednom svaka 2 dana. Posuda reaktora je višeslojna, debljine stijenke 250 mm, težine reaktora je oko 800 tona.

Evo naziva procesa hidrokrekinga i hidrotretiranja stranih kompanija:

Moderni procesi hidrogenacije kompanije Union Oil: Unicracking/DP proces, koji uključuje dva uzastopno delujuća reaktora za hidrotretman i selektivnu hidrodeparatizaciju za preradu sirovina - dizel frakcija i vakuumskih gasnih ulja za proizvodnju dizel goriva sa niskim očvršćavanjem (tačka stinjavanja ponekad se smanjuje na minus 80°C) koji sadrži 0,002% sumpora, manje od 10% aromata na NS-K i NS-80 katalizatorima sa konverzijom sirovine od 20%; Proces unikrekinga sa djelomičnom konverzijom 80% sirovina – vakuum plinska ulja za proizvodnju dizel goriva koje sadrži 0,02% sumpora, manje od 10% aromata na NS-K katalizatoru za predhidrotretman i poboljšanom zeolitnom katalizatoru DHC-32, proces može također se koristiti u radu Rafinerije sa benzinskom opcijom u šemi pripreme sirovina za katalitičko krekiranje; Unikreking proces sa potpunom 100% konverzijom sirovina - vakuum plinska ulja sa krajnjom tačkom ključanja od 550°C za proizvodnju ekološki prihvatljivih mlaznih i dizel goriva koja sadrže 0,02% sumpora, 4 i 9% aromata na amorfnom sfernom katalizatoru DHC-8 ( radni ciklus katalizatora je 2-3 godine), osiguravajući maksimalan prinos visokokvalitetnih destilata, posebno dizel goriva; “Unisar” proces sa konverzijom od 10% na novom AS-250 katalizatoru za efikasno smanjenje aromatičnog sadržaja do 15% u mlaznim i dizel gorivima (hidrodearomatizacija), posebno se preporučuje za proizvodnju dizel goriva od teško rafiniranih sirovih materijali, kao što su laka gasna ulja od katalitičkog krekinga i koksovanja; AN-Unibon proces kompanije UOP za hidrotretman i hidrofinisanje dizel goriva tipa AR-10 i AR-10/2 (dva stepena) do sadržaja sumpora od 0,01 mas. % i aromatike do 10 vol. % sa cetanskim brojem 53 pri procesnim pritiscima od 12,7 i 8,5 MPa (dva stupnja).

Za reformulaciju (kontrolisanu hidroobradu) naftnih ostataka u svetskoj praksi, posebno se koriste sledeći procesi: hidrotretman - RCD Unionfining proces kompanije Union Oil za smanjenje sadržaja sumpora, azota, asfaltena, metala i smanjenje svojstava koksovanja zaostalih sirovina (vakuumskih ostataka i asfalta u procesima deasfaltiranja) u cilju dobijanja visokokvalitetnog niskosumpornog kotlovskog goriva ili za dalju preradu tokom hidrokrekinga, koksovanja, katalitičkog krekiranja zaostalih sirovina; hidrotretman - RDS/VRDS proces iz Chevrona je sličan po namjeni prethodnom procesu obrađuje sirovine viskoziteta na 100 °C do 6000 mm2/s sa sadržajem metala do 0,5 g/kg (za duboke); hidrodemetalizacija sirovina), koristi se tehnologija zamjene katalizatora on-the-fly, koja omogućava istovar katalizatora iz reaktora i zamjenu svježim uz održavanje normalnog rada u paralelnim reaktorima, što omogućava obradu vrlo teške sirovine s trajanjem instalacije dužim od godinu dana; hidrovisbreaking - proces "Aqvaconversion" kompanija "Intevep SA", "UOP", "Foster Wheeler" omogućava značajno smanjenje viskoziteta (više u odnosu na visbreaking) teških kotlovskih goriva uz veću konverziju sirovina, a takođe i omogućava vam da dobijete vodonik iz vode u osnovnim uslovima procesa uvođenjem u sirovinu, zajedno sa vodom (parom), sastav od dva katalizatora na bazi baznih metala; hidrokreking - proces “LC-Fining” kompanija “ABB Lummus”, “Oxy Research”, “British Petroleum” za odsumporavanje, demetalizaciju, smanjenje koksovanja i konverziju atmosferskih i vakuumskih ostataka uz konverziju sirovina od 40- 77%, stepen odsumporavanja 60-90%, potpuna demetalizacija 50-98% i smanjenje koksovanja za 35-80%, dok se u reaktoru katalizator održava u suspenziji uzlaznim protokom sirovinske tečnosti (npr. na primjer, katran) pomiješan sa vodonikom; hidrokreking - proces “H-Oil” (slika 2.23) za hidroobradu zaostalih i teških sirovina, kao što je katran, u dva ili tri reaktora sa suspendovanim slojem katalizatora tokom procesa, katalizator se može dodati i ukloniti; iz reaktora, održavajući njegovu aktivnost i stepen konverzije katrana od 30 do 80%; hidrorafiniranje zaostalih sirovina - Shellov Nusop proces koristi sve bunker reaktore (jedan ili više ovisno o sadržaju metala u sirovini) s pokretnim slojem katalizatora za stalno ažuriranje katalizatora u reaktorima (0,5-2,0% ukupnog katalizatora po dan. ), u ovom slučaju, dva reaktora sa fiksnim slojem katalizatora mogu se koristiti i nakon bunker reaktora, ako je potrebno, reaktor za hidrokreking je uključen u shemu za povećanje konverzije sirovina za procesne pritiske od 10-20 MPa i temperature; od 370-420 °C (slika 2.24).

Najvažnije dostignuće posljednjih godina u tehnologiji proizvodnje mlaznih i dizel goriva bez sumpora niskog očvršćavanja i baznih ulja visokog indeksa je stvaranje procesa hidrogenacije pod nazivom “Isocracking” od strane kompanija Chevron zajedno sa ABB-om.

Lummus”, koji izvode hidrokrekiranje sa konverzijom od 40-60% (nafta), 50-60, 70-80 ili 100% (dizel) vakuumskih plinskih ulja 360-550 °C ili teških vakuumskih plinskih ulja 420-570 ° C, smanjite sadržaj sumpora na 0,01-0,001% (dizel gorivo) ili do 0,005% (ulje), dovedite aromatični sadržaj na 1-10% u zavisnosti od marke katalizatora (amorfno-zeolit ​​ili zeolit) ICR-117, 120, 139, 209 i dr., broj faza reakcije (jedan ili dva), pritisak u reaktorima (manji od 10 ili više od 10 MPa), upotrebu reciklažnih sistema, a takođe vrši selektivnu hidroizomerizaciju n- parafini. Ovaj proces, u režimu sa hidroizodeparacijom, omogućava preradu teških vakuumskih gasnih ulja sa maksimalnim prinosom mazivih ulja visokog indeksa (IV = 110-130) uz istovremenu proizvodnju dizel goriva niskog očvršćavanja. Za razliku od hidrodeparafinizacije, u kojoj se uklanjaju n-parafini, u ovom procesu se hidroizomeriziraju. Izrazita modifikacija hidrokrekinga posljednjih godina (sa visokim stupnjem konverzije) je korištenje dodatnih tehnoloških rješenja za uklanjanje teških polinuklearnih aromatika (HMA) iz reciklirane tekućine (vruća separacija, selektivna adsorpcija TMA, itd.) u sistemi za hidrokrekiranje sa reciklažom. TMA (aromatika sa 11 ili više prstenova) koja nastaje tokom rada je nepoželjna u komercijalnim proizvodima, smanjuje efikasnost katalizatora, taloži se na hladnijim površinama opreme i cevovoda i remeti funkcionisanje instalacije.

PJSC Orsknefteorgsintez, ili Rafinerija Orsky, dio je industrijske i finansijske grupe SAFMAR Mihaila Gutserieva. Tvornica posluje u regiji Orenburg, snabdijeva svoj region i okolna područja naftnim derivatima - motornim gorivom, lož-uljem i bitumenom. Kompanija već nekoliko godina prolazi kroz opsežnu modernizaciju, zbog čega će postrojenje dugo godina ostati među vodećima u industriji prerade nafte.

Trenutno je Rafinerija Orsk započela probno pokretanje najznačajnijeg novoizgrađenog objekta, kompleksa za hidrokreking. Do juna su na ovom objektu završeni građevinski, montažni i puštajući u rad „u mirovanju“ i otklanjanje grešaka i podešavanje opreme „pod opterećenjem“. Ukupna investicija u izgradnju ovog kompleksa iznosiće više od 43 milijarde rubalja, kako sopstvenih tako i pozajmljenih sredstava.

U bliskoj budućnosti će se primati sirovine za ugradnju i otpočeti debagovanje svih procesa za dobijanje proizvoda. Testni režim je neophodan za otklanjanje grešaka u tehnološkom režimu u svim objektima kompleksa Hydrocracking, dobijanje proizvoda odgovarajućeg kvaliteta, a takođe, između ostalog, za potvrdu garancijskih pokazatelja koje je postavio davalac licence Shell Global Solutions International B.V. (školjka)

Prilagodbu režima provode ONOS odjeli uz angažovanje izvođača radova i uz prisustvo predstavnika davaoca licence Shell-a. Glavni akcionar ONOS-a, ForteInvest, planira da završi rad u probnom režimu i da postrojenje pusti u komercijalni rad u julu ove godine. Tako je, uprkos teškoj ekonomskoj situaciji u zemlji, planirana izgradnja Hidrokreking kompleksa u izuzetno kratkom roku – prvi radovi na projektu počeli su sredinom 2015. godine, a hidrokreking će svoj projektni kapacitet dostići otprilike 33 mjeseca nakon izgradnje. početak projekta.

Puštanje u rad postrojenja za modernizaciju dovešće Rafineriju u Orsk na novi nivo prerade, omogućavajući joj da poveća svoju dubinu na 87%. Izbor lakih naftnih derivata povećaće se na 74%. Kao rezultat ove faze Programa modernizacije, linija proizvoda preduzeća će se promeniti: vakuumsko gasno ulje će prestati da bude komercijalni proizvod, jer će postati sirovina za postrojenje za hidrokreking; Proizvodnja avio kerozina i Euro 5 dizel goriva će se značajno povećati.

Akcionari Rafinerije nafte Orsk veliku pažnju poklanjaju dugoročnom razvoju preduzeća. Globalna modernizacija proizvodnje, koja je u toku od 2012. godine, od velikog je značaja ne samo za preduzeće, već i za region, jer je fabrika jedno od gradotvornih preduzeća Orska. Trenutno u rafineriji radi oko 2,3 hiljade ljudi - stanovnika grada i okolnih sela. Obnova proizvodnje je od velikog značaja za društvenu sferu grada – to je otvaranje novih radnih mesta, povećanje broja kvalifikovanih kadrova uključenih u proizvodnju, a samim tim i povećanje ukupnog životnog standarda fabrike i grada. radnici.

PJSC "Orsknefteorgsintez"‒ rafinerija nafte kapaciteta 6 miliona tona godišnje. Raspon tehnoloških procesa fabrike omogućava proizvodnju oko 30 vrsta različitih proizvoda. To uključuje motorni benzin klase 4 i 5; RT mlazno gorivo; dizel gorivo ljetnih i zimskih klasa 4 i 5; putni i građevinski bitumen; lož ulja. U 2017. godini obim prerade nafte iznosio je 4 miliona 744 hiljade tona.

Kompleks za hidrokreking obuhvata postrojenje za hidrokreking, jedinicu za proizvodnju sumpora sa jedinicom za granulaciju i utovar, jedinicu za hemijsku obradu vode, jedinicu za reciklažu vode i azotnu stanicu br.2. Izgradnja vakuumskog kompleksa za hidrokreking gasnog ulja počela je 2015. godine, a njegovo puštanje u rad planirano je za ljeto 2018. godine.

Hidrokreking je katalitički proces za preradu naftnih destilata i ostataka na umjerenim temperaturama i povišenim pritiscima vodika na polifunkcionalnim katalizatorima sa hidrogenirajućim i kiselim svojstvima (i u procesi selektivnog hidrokrekinga i efekta sita).

Hidrokreking omogućava dobijanje širokog spektra visokokvalitetnih naftnih proizvoda (tečni gasovi C 3 -C 4 , benzin, mlazna i dizel goriva, naftne komponente) sa visokim prinosima iz gotovo svake naftne sirovine odabirom odgovarajućih katalizatora i tehnoloških uslova i jedan je od isplativih, fleksibilnih i procesa koji produbljuju preradu nafte.

      1. Lagani hidrokreking vakuum gasnog ulja

U vezi sa stabilnim trendom ubrzanog rasta potražnje za dizel gorivom u odnosu na motorni benzin u inostranstvu, od 1980. godine je započeta industrijska implementacija lakih hidrokreking jedinica (LHC) vakuum destilata, što omogućava proizvodnju značajnih količina dizel gorivo istovremeno sa sirovinama sa niskim sadržajem sumpora za katalitički kreking. Uvođenje JIGC procesa prvo je izvršeno rekonstrukcijom dotadašnjih pogona za hidrodesulfurizaciju sirovina za katalitičko krekiranje, a zatim izgradnjom posebno dizajniranih novih postrojenja.

Domaća tehnologija LGK procesa razvijena je na Sveruskom naučno-istraživačkom institutu NP početkom 1970-ih, ali još nije dobila industrijsku implementaciju.

Prednosti LHA procesa u odnosu na hidrodesulfurizaciju:

Visoka tehnološka fleksibilnost, koja omogućava, ovisno o potražnji za motornim gorivima, lako mijenjanje (podešavanje) omjera dizel goriva: benzin u režimu maksimalne konverzije u dizel gorivo ili dubokog odsumporavanja kako bi se dobila maksimalna količina sirovina za katalitičko krekiranje ;

Zbog proizvodnje dizel goriva u LGK, kapacitet jedinice katalitičkog krekinga je odgovarajuće rasterećen, što omogućava uključivanje drugih izvora sirovina u preradu.

Domaći jednostepeni LGC proces vakuumskog gasnog ulja 350...500 °C izvodi se na ANMC katalizatoru pri pritisku od 8 MPa, temperaturi od 420...450 °C, zapreminskom protoku sirovine materijala od 1,0...1,5 h -1 i omjera cirkulacije VSG od oko 1200 m 3 /m 3 .

Prilikom prerade sirovina sa visokim sadržajem metala, LGK proces se odvija u jednom ili dva stupnja u višeslojnom reaktoru koristeći tri vrste katalizatora: širokoporni za hidrodemetalizaciju (T-13), sa visokom aktivnošću hidrodesulfurizacije (GO- 116) i koji sadrži zeolit ​​za hidrokreking (GK-35). U LGC procesu vakuumskog plinskog ulja moguće je dobiti do 60% ljetnog dizel goriva sa sadržajem sumpora od 0,1% i tačkom stinjavanja od 15 °C (tabela 8.20).

Nedostatak jednofaznog LGK procesa je kratak ciklus rada (3...4 mjeseca). Sledeća verzija procesa, razvijena u Sveruskom naučnoistraživačkom institutu NP, je dvostepeni LGK sa ciklusom regeneracije od 11 meseci. - preporučuje se za kombinaciju sa jedinicom za katalitičko kreking tip G-43-107u.

        Hidrokreking vakuum destilata na 15 MPa

Hidrokreking je efikasan i izuzetno fleksibilan katalitički proces koji omogućava sveobuhvatno rješenje problema dubinske prerade vakuum destilata (GVD) uz proizvodnju širokog spektra motornih goriva u skladu sa savremenim zahtjevima i potrebama za određenim gorivima.

Jednostepeni proces hidrokrekiranja vakuum destilata izvedeno u višeslojnom (do pet slojeva) reaktoru sa nekoliko vrsta katalizatora. Kako bi se osiguralo da temperaturni gradijent u svakom sloju ne prelazi 25 °C, između pojedinačnih slojeva katalizatora je osiguran rashladni VSG (gašenje) i ugrađeni su uređaji za kontaktnu distribuciju kako bi se osigurao prijenos topline i mase između plina i reakcionog toka i ujednačen distribucija toka gas-tečnost preko sloja katalizatora. Gornji dio reaktora opremljen je apsorberima kinetičke energije protoka, mrežastim kutijama i filterima za hvatanje produkata korozije.

Na sl. Slika 8.15 prikazuje šematski dijagram toka jednog od dva paralelna radna odsjeka 68-2k vakuum destilata jednostepene hidrokreking jedinice (sa kapacitetom od 1 milion tona/godišnje za dizel verziju ili 0,63 miliona tona/godišnje za proizvodnju mlazno gorivo).

Sirovine (350...500 °C) i reciklirani ostatak hidrokrekinga se miješaju sa VSG, zagrijavaju prvo u izmjenjivaču topline, a zatim u peći P-1 na temperaturu reakcije i doveden u reaktore R-1 (R-2 itd.). Reakciona smjesa se hladi u izmjenjivačima topline sirovina, zatim u zračnim hladnjacima i na temperaturi od 45...55°C šalje se u separator visokog pritiska. S-1, gdje dolazi do razdvajanja u VSG i nestabilne hidrogenacije. VSG nakon čišćenja od H 2 S u apsorberu K-4 kompresor se isporučuje za cirkulaciju.

Nestabilni hidrogenat se šalje kroz redukcioni ventil u separator niskog pritiska S-2, gdje se odvaja dio ugljikovodičnih plinova, a struja tekućine se dovodi kroz izmjenjivače topline u stabilizacijski stup K-1 za destilaciju ugljikovodičnih plinova i lakog benzina.

Stabilni hidrogenat se dalje odvaja u atmosferskoj koloni K-2 za teški benzin, dizel gorivo (kroz kolonu za skidanje K-3) i frakcija >360 °C, čiji dio može poslužiti kao reciklaža, a preostala količina može poslužiti kao sirovina za pirolizu, osnova ulja za podmazivanje itd.

U tabeli 8.21 prikazuje materijalni bilans jednostepenog i dvostepenog HCVD-a sa recirkulacijom ostatka hidrokrekinga (režim procesa: pritisak 15 MPa, temperatura 405...410 °C, zapreminski protok sirovine 0,7 h -1, brzina cirkulacije VSG-a 1500 m 3 /m 3 ).

Nedostaci procesa hidrokrekinga su njihova velika potrošnja metala, visoki kapitalni i operativni troškovi, te visoka cijena vodonične instalacije i samog vodonika.

Umjesto toga, veza stvari će biti prekinuta u Shakespeareovom Macbetu

Hidrokreking je proces kasnije generacije od katalitičkog krekinga i katalitičkog reforminga, tako da efikasnije ostvaruje iste zadatke kao ova dva procesa. Hidrokreking može povećati prinos benzinskih komponenti, obično pretvaranjem sirovina kao što je plinsko ulje. Kvalitet benzinskih komponenti koji se postiže na ovaj način je nedostižan ponovnim prolaskom gasnog ulja kroz proces krekiranja u kojem je dobijeno. Hidrokreking takođe omogućava pretvaranje teškog gasnog ulja u lake destilate (mlazno i ​​dizel gorivo). I, što je možda najvažnije, hidrokreking ne proizvodi teške nedestilirane ostatke (koks, smolu ili dno), već samo lagane frakcije ključanja.

Tehnološki proces

Riječ hidrokreking se objašnjava vrlo jednostavno. Ovo je katalitičko pucanje u prisustvu vodonika. Kombinacija vodika, katalizatora i odgovarajućeg načina procesa omogućava krekiranje nekvalitetnog lakog plinskog ulja, koje nastaje u drugim postrojenjima za krekiranje i ponekad se koristi kao komponenta dizel goriva. Hidrokreker proizvodi visokokvalitetni benzin.

Razmislite na trenutak koliko koristan može biti proces hidrokrekinga. Njegova najvažnija prednost je mogućnost prebacivanja kapaciteta rafinerije sa proizvodnje velikih količina benzina (kada hidrokreker radi) na proizvodnju velikih količina dizel goriva (kada je isključen).

Poznata šala sportskog trenera koji s omalovažavanjem izjavljuje o transferu svog igrača u protivnički tim: „Mislim da će ovo ojačati oba tima“, uvelike je primjenjiva na hidrokreking. Hidrokreking poboljšava kvalitet i komponenti benzina i destilata. Troši najgore komponente destilata i proizvodi benzinsku komponentu iznad prosječnog kvaliteta.

Još jedna stvar koju treba napomenuti je da proces hidrokrekinga proizvodi značajne količine izobutana, koji je koristan za kontrolu količine sirovine u procesu alkilacije.

Danas postoji oko deset različitih tipova hidrokrekera u uobičajenoj upotrebi, ali svi su vrlo slični tipičnom dizajnu opisanom u sljedećem odjeljku.

Katalizatori hidrokrekinga su srećom manje vrijedni i skupi od katalizatora. Obično su to spojevi sumpora sa kobaltom, molibdenom ili niklom (CoS, MoS2, NiS) i aluminijskim oksidom. (Verovatno ste se dugo pitali zašto su uopšte potrebni ovi metali.) Za razliku od katalitičkog krekinga, ali baš kao i katalitičko reforming, katalizator se nalazi u obliku fiksnog sloja. Kao i katalitičko reformiranje, hidrokreking se najčešće izvodi u dva reaktora, kao što je prikazano na slici.

Sirovina se miješa sa vodonikom zagrijanim na 290-400°C (550-750°F) i pod pritiskom na 1200-2000 psi (84-140 atm) i šalje u prvi reaktor. Tokom prolaska kroz sloj katalizatora, otprilike 40-50% sirovine se razbije da bi se formiralo

Proizvodi sa tačkama ključanja sličnim benzinu (tačka ključanja do 200°C (400°F)).

Katalizator i vodonik se nadopunjuju na nekoliko načina. Prvo, na katalizatoru dolazi do pucanja. Da bi se pucanje nastavilo potrebna je toplina, odnosno endotermni je proces. Istovremeno, vodonik reaguje sa molekulima koji nastaju prilikom pucanja, zasićujući ih i stvarajući toplotu. Drugim riječima, ova reakcija, nazvana hidrogenacija, je egzotermna. Dakle, vodonik daje toplinu potrebnu za pojavu pucanja.

Drugi aspekt u kojem se oni međusobno nadopunjuju je stvaranje izoparafina. Krekiranjem nastaju olefini koji se mogu kombinovati jedni s drugima i formirati normalne parafine. Zbog hidrogenacije, dvostruke veze se brzo zasićuju, često stvarajući izoparafine i na taj način sprječavaju ponovnu proizvodnju neželjenih molekula (oktanski broj izoparafina je veći nego u slučaju normalnih parafina).

Kada smjesa ugljovodonika napusti prvi reaktor, ona se hladi, ukapljuje i prolazi kroz separator kako bi se odvojio vodonik. Vodik se ponovo miješa sa sirovinom i šalje u proces, a tekućina se šalje na destilaciju. Proizvodi dobijeni u prvom reaktoru se odvajaju u destilacionoj koloni, a u zavisnosti od toga šta je kao rezultat potrebno (benzinske komponente, mlazno gorivo ili gasno ulje), deo njih se izdvaja. Frakcija kerozina se može odvojiti kao bočna struja ili ostaviti zajedno sa gasnim uljem kao destilacionim ostatkom.

Ostatak destilacije se ponovo pomiješa sa strujom vodonika i stavi u drugi reaktor. Budući da je ova supstanca već bila podvrgnuta hidrogenizaciji, krekiranju i reformisanju u prvom reaktoru, proces u drugom reaktoru teče težim režimom (više temperature i pritisci). Kao i proizvodi prve faze, smjesa koja izlazi iz drugog reaktora se odvaja od vodika i šalje na frakcioniranje.

Zamislite opremu koja je potrebna za proces koji radi na 2000 psi (140 atm) i 400°C. Debljina stijenki čeličnog reaktora ponekad doseže cm. Budući da je cjelokupni proces endotermičan, moguć je brz porast temperature i opasno povećanje brzine pucanja. Da bi se to izbjeglo, većina hidrokrekera ima ugrađene odredbe za brzo zaustavljanje reakcije.

Proizvodi i rezultati. Još jedno značajno svojstvo procesa hidrokrekinga je povećanje zapremine proizvoda za 25%. Kombinacijom krekinga i hidrogenacije nastaju proizvodi čija je relativna gustoća znatno niža od gustine sirovine. Ispod je tipična raspodjela prinosa produkata hidrokrekinga kada se kao sirovina koriste plinsko ulje iz jedinice za koksiranje i lake frakcije iz jedinice za katalitičko kreking. Proizvodi hidrokrekinga su dvije glavne frakcije koje se koriste kao komponente benzina.

Zapreminski razlomci

Koksno plinsko ulje 0,60 Lake frakcije iz postrojenja kat. pucanje 0.40

Proizvodi:

Izobutan 0,02

N-butan 0,08

Lagani proizvod hidrokrekinga 0,21

Teški proizvod hidrokrekinga 0,73

Frakcije kerozina 0,17

Tabela ne pokazuje potrebnu količinu vodonika, koja se mjeri u standardnim kubnim stopama po barelu hrane. Uobičajena potrošnja je 2500 st. Teški proizvod hidrokrekinga -

Nafta je ta koja sadrži mnoge aromatične prekursore (odnosno spojeve koji se lako pretvaraju u aromate). Ovaj proizvod se često šalje u reformator na nadogradnju. Kerozinske frakcije su dobro mlazno gorivo ili sirovina za destilat (dizel) gorivo jer sadrže malo aromata (kao rezultat zasićenja dvostrukih veza vodonikom). Detaljnije informacije o ovoj temi nalaze se u Poglavlju XIII “Destilatna goriva” i Poglavlju XIV “Naftni bitumen i ostaci

Hidrokrekiranje ostatka. Postoji nekoliko modela hidrokrekera koji su dizajnirani posebno za obradu ostatka ili ostatka vakuumske destilacije. Većina njih radi kao hidropročistači, kao što je opisano u poglavlju XV. Izlaz je više od 90% preostalog (kotlovskog) goriva. Cilj ovog procesa je uklanjanje sumpora kao rezultat katalitičke reakcije jedinjenja koja sadrži sumpor sa vodonikom da bi se formirao sumporovodik, tako da se ostatak sa sadržajem sumpora ne većim od 4% može pretvoriti u teško tečno gorivo koje sadrži. manje od 0,3% sumpora.

Sažetak. Sada kada možemo da integrišemo hidrokrekere u ukupnu šemu prerade nafte, postaje jasna potreba za koordinisanim operacijama. S jedne strane, hidrokreker je centralna tačka jer pomaže u uspostavljanju ravnoteže između količine benzina, dizel goriva i mlaznog goriva. S druge strane, brzine napajanja i načini rada jedinica za katalitičko krekiranje i koksovanje nisu ništa manje važni. Uz to, alkilaciju i reformiranje također treba uzeti u obzir prilikom planiranja distribucije proizvoda hidrokrekinga.

VJEŽBE

Analizirajte razlike između hidrokrekinga, katalitičkog krekinga i termičkog krekinga u smislu sirovina, pokretačkih sila procesa i sastava proizvoda.

Kako se hidrokreking i katalitički kreking nadopunjuju? Reformisanje i hidrokreking?

Nacrtajte dijagram toka rafinerije nafte uključujući jedinicu za hidrokreking.