У дома · контрол · Рафинерията в Орск започна тестово пускане на своя комплекс за хидрокрекинг. Проект за производство и доставка на реактори за хидрокрекинг за рафинерията RN-Tuapse (JSC NK Rosneft) Реконструираните рафинерии започнаха да произвеждат петролни продукти с европейско качество и в регионите

Рафинерията в Орск започна тестово пускане на своя комплекс за хидрокрекинг. Проект за производство и доставка на реактори за хидрокрекинг за рафинерията RN-Tuapse (JSC NK Rosneft) Реконструираните рафинерии започнаха да произвеждат петролни продукти с европейско качество и в регионите

Хидрокрекингът е предназначен за производство на горивни дестилати с ниско съдържание на сяра от различни суровини.

Хидрокрекингът е процес на по-късно поколение от каталитичния крекинг и каталитичния реформинг, така че по-ефективно изпълнява същите задачи като тези 2 процеса.

Суровините, използвани в инсталациите за хидрокрекинг, са вакуумни и атмосферни газьоли, термични и каталитични крекинг газьоли, деасфалтирани масла, мазути и катрани.

Технологичният блок за хидрокрекинг обикновено се състои от 2 блока:

Реакционен блок, включващ 1 или 2 реактора,

Фракционираща единица, състояща се от различен брой дестилационни колони.

Продуктите на хидрокрекинга са автомобилен бензин, реактивно и дизелово гориво, суровини за нефтохимичен синтез и LPG (от бензинови фракции).

Хидрокрекингът може да увеличи добива на бензинови компоненти, обикновено чрез преобразуване на суровини като газьол.

Качеството на бензиновите компоненти, което се постига по този начин, е недостижимо чрез повторно преминаване на газьола през процеса на крекинг, при който е получен.

Хидрокрекингът също така позволява превръщането на тежкия газьол в леки дестилати (реактивно и дизелово гориво). По време на хидрокрекинга не се образува тежък недестилируем остатък (кокс, катран или дънен остатък), а само леко кипящи фракции.

Предимства на хидрокрекинга

Наличието на инсталация за хидрокрекинг позволява на рафинерията да превключи капацитета си от производство на големи количества бензин (когато инсталацията за хидрокрекинг работи) към производство на големи количества дизелово гориво (когато е изключена).

Хидрокрекингът подобрява качеството на компонентите на бензина и дестилата.

Процесът на хидрокрекинг използва най-лошите компоненти на дестилата и произвежда бензинов компонент с над средното качество.

Процесът на хидрокрекинг произвежда значителни количества изобутан, който е полезен за контролиране на количеството суровина в процеса на алкилиране.

Използването на агрегати за хидрокрекинг увеличава обема на продуктите с 25%.

Има около 10 различни вида хидрокрекери, които се използват широко днес, но всички те са много сходни с типичен дизайн.

Катализаторите за хидрокрекинг са по-евтини от катализаторите за каталитичен крекинг.

Технологичен процес

Думата хидрокрекинг се обяснява много просто. Това е каталитичен крекинг в присъствието на водород.

Въвеждането на студен водородсъдържащ газ в зоните между слоевете на катализатора позволява да се изравни температурата на суровинната смес по височината на реактора.

Движението на суровинната смес в реакторите е низходящо.

Комбинацията от водород, катализатор и подходящ режим на процеса позволява крекинг на нискокачествен лек газьол, който се образува в други крекинг инсталации и понякога се използва като компонент на дизелово гориво.
Хидрокрекингът произвежда висококачествен бензин.

Катализаторите за хидрокрекинг обикновено са серни съединения с кобалт, молибден или никел (CoS, MoS 2, NiS) и алуминиев оксид.
За разлика от каталитичния крекинг, но подобно на каталитичния реформинг, катализаторът е разположен във фиксиран слой. Подобно на каталитичния реформинг, хидрокрекингът най-често се извършва в 2 реактора.

Суровината, подадена от помпата, се смесва със свеж водородсъдържащ газ и циркулиращ газ, които се изпомпват от компресора.

Суровата газова смес, преминала през топлообменника и намотките на пещта, се нагрява до реакционна температура от 290-400°C (550-750°F) и под налягане от 1200-2000 psi (84-140 atm) се въведени в реактора отгоре. Като се има предвид голямото отделяне на топлина по време на процеса на хидрокрекинг, студен водородсъдържащ (циркулационен) газ се въвежда в реактора в зоните между слоевете на катализатора, за да се изравнят температурите по височината на реактора. По време на преминаване през слоя на катализатора приблизително 40-50% от суровината се крекира, за да се образуват продукти с точки на кипене, подобни на тези на бензина (точка на кипене до 200°C (400°F).

Катализаторът и водородът се допълват взаимно по няколко начина. Първо се получава напукване на катализатора. За да продължи крекингът, е необходимо подаване на топлина, тоест това е ендотермичен процес. В същото време водородът реагира с молекулите, които се образуват при крекинг, насищайки ги и това отделя топлина. С други думи, тази реакция, наречена хидрогениране, е екзотермична. По този начин водородът осигурява топлината, необходима за възникване на крекинг.

Второ, това е образуването на изопарафини. Крекингът произвежда олефини, които могат да се комбинират един с друг, което води до нормални парафини. Благодарение на хидрогенирането, двойните връзки бързо се насищат, често създавайки изопарафини и по този начин предотвратявайки повторното производство на нежелани молекули (октановите числа на изопарафините са по-високи, отколкото в случая на нормалните парафини).

Сместа от реакционни продукти и циркулиращ газ, напускащ реактора, се охлажда в топлообменник, хладилник и постъпва в сепаратора с високо налягане. Тук съдържащият водород газ, за ​​връщане в процеса и смесване със суровината, се отделя от течността, която от дъното на сепаратора, през редуцир клапан, след това навлиза в сепаратора за ниско налягане. Част от въглеводородните газове се отделят в сепаратора и течният поток се изпраща към топлообменник, разположен пред междинната дестилационна колона за по-нататъшна дестилация. В колоната при леко свръхналягане се отделят въглеводородни газове и лек бензин. Керосиновата фракция може да се отдели като страничен поток или да се остави заедно с газьола като дестилационен остатък.

Бензинът се връща частично в колоната за междинна дестилация под формата на остро напояване, а балансът му се изпомпва от инсталацията чрез системата за "алкализиране". Остатъкът от междинната дестилационна колона се разделя в атмосферна колона на тежък бензин, дизелово гориво и фракция >360°C. Тъй като суровините в тази операция вече са били подложени на хидрогениране, крекинг и реформинг в 1-ви реактор, процесът във 2-ри реактор протича в по-тежък режим (по-високи температури и налягания). Подобно на продуктите от 1-ви етап, сместа, напускаща 2-ри реактор, се отделя от водорода и се изпраща за фракциониране.

Дебелината на стените на стоманения реактор за процеса, протичащ при 2000 psi (140 atm) и 400 ° C, понякога достига 1 cm.

Основната задача е да се предотврати напукването да излезе извън контрол. Тъй като цялостният процес е ендотермичен, е възможно бързо повишаване на температурата и опасно увеличаване на скоростта на крекинг. За да се избегне това, повечето хидрокрекери съдържат вградени устройства за бързо спиране на реакцията.

Бензинът от атмосферната колона се смесва с бензин от междинната колона и се отстранява от инсталацията. Дизеловото гориво след стрипинг колоната се охлажда, „алкализира” и изпомпва от инсталацията. Фракцията >360°C се използва като горещ поток в долната част на атмосферния стълб, а останалото (остатъкът) се отстранява от инсталацията. При производството на маслени фракции, фракционаторът разполага и с вакуумна колона.

Регенерацията на катализатора се извършва със смес от въздух и инертен газ; експлоатационният живот на катализатора е 4-7 месеца.

Продукти и резултати.

Комбинацията от крекинг и хидрогениране произвежда продукти, чиято относителна плътност е значително по-ниска от плътността на суровината.

По-долу е дадено типично разпределение на добивите на продукти от хидрокрекинг, когато като суровина се използват газьол от инсталация за коксуване и леки фракции от инсталация за каталитичен крекинг.

Продуктите от хидрокрекинга са 2 основни фракции, които се използват като компоненти на бензина.

Обемни дроби

Коксов газьол 0,60

Леки фракции от инсталация за каталитичен крекинг 0.40

Продукти:

Изобутан 0,02

N-бутан 0,08

Продукт от лек хидрокрекинг 0,21

Тежък хидрокрекинг продукт 0.73

Керосин фракции 0,17

Да припомним, че от 1 единица суровина се получават около 1,25 единици продукти.

Той не показва необходимото количество водород, което се измерва в стандартни ft 3 /bbl захранване.

Обичайната консумация е 2500ст.

Тежкият продукт от хидрокрекинга е нафтата, която съдържа много ароматни прекурсори (т.е. съединения, които лесно се превръщат в аромати).

Този продукт често се изпраща на реформатор за надграждане.

Керосиновите фракции са добро реактивно гориво или суровина за дестилатно (дизелово) гориво, тъй като съдържат малко аромати (в резултат на насищане на двойни връзки с водород).

Хидрокрекинг на остатъка.

Има няколко модела хидрокрекинг машини, които са проектирани специално за обработка на остатък или остатък от вакуумна дестилация.

Изходът е повече от 90% остатъчно (котелно) гориво.

Целта на този процес е да се отстрани сярата в резултат на каталитичната реакция на съдържащи сяра съединения с водород до образуване на сероводород.

По този начин остатък, съдържащ не повече от 4% сяра, може да се превърне в тежко гориво, съдържащо по-малко от 0,3% сяра.
Използването на хидрокрекинг инсталации е необходимо в цялостната схема за рафиниране на нефт.

От една страна, хидрокрекерът е централната точка, тъй като помага да се установи баланс между количеството бензин, дизелово гориво и реактивно гориво.
От друга страна, скоростите на захранване и режимите на работа на инсталациите за каталитичен крекинг и коксуване са не по-малко важни.
В допълнение, алкилирането и реформингът също трябва да се имат предвид при планирането на разпространението на продуктите за хидрокрекинг.

Процесите на преработка на петролни фракции в присъствието на водород се наричат ​​хидрогениране. Те възникват на повърхността на катализаторите за хидрогениране в присъствието на водород при високи температури (250-420 °C) и налягане (от 2,5-3,0 до 32 MPa). Такива процеси се използват за регулиране на въглеводородния и фракционния състав на преработените петролни фракции, пречистването им от съдържащи сяра, азот и кислород съединения, метали и други нежелани примеси, подобряване на експлоатационните (потребителски) характеристики на нефтените горива, масла и нефтохимически продукти. сурови материали. Хидрокрекингът ви позволява да получите широка гама от петролни продукти от почти всяка петролна суровина чрез избор на подходящи катализатори и работни условия, така че това е най-универсалният, ефективен и гъвкав процес на рафиниране на нефт. Разделението на процесите на хидрогениране на хидрокрекинг и хидротретиране е доста произволно въз основа на свойствата на използваните катализатори, количеството на използвания водород и технологичните параметри на процеса (налягане, температура и др.).

Например, приета е следната терминология: „хидротретиране“, „хидрорафиниране“ и „хидрокрекинг“. Хидроочистването включва процеси, при които няма значителна промяна в молекулярната структура на суровината (например десулфуризация при налягане 3-5 MPa). Хидроочистването включва процеси, при които до 10% от суровината претърпява промяна в молекулярната структура (десулфуризация - деароматизация - денитрогенизация при налягане 6-12 MPa). Хидрокрекингът е процес (високо налягане - повече от 10 МРа и средно налягане - по-малко от 10 МРа), при който повече от 50% от суровината се подлага на разрушаване с намаляване на молекулния размер. През 80-те години на ХХ век. процесите на хидрофиниране с конверсия под 50% се наричат ​​мек или лек хидрокрекинг, който започва да включва междинни процеси с хидродеструкция на суровини от 10 до 50% при налягане както по-малко, така и повече от 10 MPa. Капацитетът на инсталациите за хидрокрекинг (млн. т/год.) в света е приблизително 230, а на хидроочистването и хидрофинирането - 1380, от които в Северна Америка - съответно 90 и 420; в Западна Европа - 50 и 320; в Русия и ОНД - 3 и 100.

Историята на развитието на промишлените процеси на хидрогениране започва с хидрогенирането на продуктите от втечняване на въглища. Още преди Втората световна война Германия постигна голям успех в производството на синтетичен бензин (синтин) чрез хидрогениране на въглища (въз основа на използването на синтеза на Фишер-Тропш), а по време на Втората световна война Германия произвежда повече от 600 хил. тона/година синтетични течни горива, което покрива по-голямата част от потреблението на страната. В момента глобалното производство на изкуствени течни горива на базата на въглища е около 4,5 милиона тона/годишно. След широкото промишлено въвеждане на каталитичен реформинг, който произвежда излишък от евтин водород като страничен продукт, период на масово разпространение на различни процеси за хидротретиране на фракции от суров петрол (между другото, необходими за процесите на реформинг) и търговски рафинерни продукти (бензин, керосин, дизел и маслени фракции).

Хидрокрекингът (HC) дава възможност за получаване на леки петролни продукти (бензин, керосин, дизелови фракции и втечнени газове C3-C4) от почти всяка петролна суровина чрез избор на подходящи катализатори и условия на технологичен процес. Понякога терминът "хидроконверсия" се използва като синоним на термина хидрокрекинг. Първата GK инсталация е пусната през 1959 г. в САЩ. Повечето GC процеси включват обработка на дестилатна суровина: тежки атмосферни и вакуумни газьоли, каталитичен крекинг и коксуване, както и деасфалтиращи агенти. Получените продукти са наситени (наситени) въглеводородни газове, високооктанова бензинова фракция, фракции с ниско втвърдяване на дизелово гориво и реактивни горива.

Хидрокрекингът на суровини, съдържащи значителни количества съединения на базата на сяра, азот, кислород и други елементи, обикновено се извършва на два етапа (фиг. 2.22). На първия етап се извършва плитък мек хидрокрекинг в режим на хидротретиране, за да се отстранят нежеланите примеси, които обикновено са отрови на катализатора или намаляват тяхната активност. Катализаторите на този етап са идентични с конвенционалните катализатори за хидротретиране и съдържат оксиди и сулфиди на никел, кобалт, молибден и волфрам върху различни носители - активен двуалуминиев оксид, алумосиликат или специални зеолити. На втория етап подготвената пречистена суровина, съдържаща не повече от 0,01% сяра и не повече от 0,0001% азот, се подлага на основен твърд хидрокрекинг върху катализатори на базата на паладий или платина върху носител - зеолити тип Y.

Хидрокрекингът на тежки фракции на газьол се използва за производство на бензин, реактивно и дизелово гориво, както и за подобряване на качеството на масла, котелно гориво и суровини за пиролиза и каталитичен крекинг. Хидрокрекингът на вакуумни дестилати с ниско съдържание на сяра в бензин се извършва на един етап върху сулфидни катализатори, които са устойчиви на отравяне с хетероорганични съединения при температура 340-420 ° C и налягане 10-20 MPa с добив на бензин 30- 40% и до 80-90 об. %. Ако суровината съдържа повече от 1,5% сяра и 0,003-0,015% азот, тогава се използва двуетапен процес с хидротретиране на суровината на първия етап. Хидрокрекингът във втория етап протича при температура 290-380 °C и налягане 7-10 MPa. Изходът на бензин достига 70-120 об. % за суровини, полученият лек бензин до 190 °C се използва като високооктанов компонент на търговския бензин, тежкият бензин може да бъде изпратен за реформинг. Хидрокрекингът на тежки газьоли в средни фракции (реактивно и дизелово гориво) също се извършва на един или два етапа.

В хода на бензина получавате до 85% реактивно или дизелово гориво. Например, домашният едноетапен процес на хидрокрекинг на вакуумен газьол върху катализатор, съдържащ зеолит от типа GK-8, може да произведе до 52% реактивно гориво или до 70% зимно дизелово гориво със съдържание на ароматни въглеводороди 5 -7%. Хидрокрекингът на вакуумни дестилати от серни масла се извършва на два етапа. Чрез включването на хидрокрекинга в технологичната схема на една рафинерия се постига висока гъвкавост при производството на нейните търговски продукти.

В една и съща инсталация за хидрокрекинг са възможни различни варианти за производство на бензин, реактивно или дизелово гориво чрез промяна на технологичния режим на хидрокрекинг и блока за ректификационно фракциониране на реакционните продукти. Например бензиновата версия произвежда бензинова фракция с добив до 51% от суровините и фракция на дизелово гориво от 180-350 °C с добив от 25% от суровините. Бензиновата фракция се разделя на лек бензин C5-C6 с RON = 82 и тежък бензин Su-Syu с RON = 66 със съдържание на сяра до 0,01%. Фракцията Cy-C^ може да бъде изпратена на каталитичен реформинг, за да се увеличи нейното октаново число. Дизеловата фракция има цетаново число 50-55, не повече от 0,01% сяра и температура на течливост не по-висока от минус 10 ° C (компонент на лятното дизелово гориво).

За разлика от каталитичния крекинг, C3-C4 газовете и течните фракции на хидрокрекинга съдържат само наситени стабилни въглеводороди и практически не съдържат хетероорганични съединения; С опцията за реактивно гориво е възможно да се получат до 41% от фракцията 120-240 °C, което отговаря на стандартните изисквания за реактивно гориво. При опцията за дизелово гориво е възможно да се произвеждат 47 или 67% от фракцията на дизелово гориво с цетаново число около 50.

Обещаваща област на хидрокрекинга е преработката на маслени фракции (вакуумни дестилати и деасфалтирани масла). Дълбокото хидрогениране на маслените фракции повишава техния индекс на вискозитет от 36 до 85-140, като същевременно намалява съдържанието на сяра от 2 до 0,04-0,10%, коксуването се намалява почти с порядък и температурата на течливост се намалява. Чрез избора на технологичния режим на хидрокрекинг е възможно да се получат базови маслени фракции с висок индекс на вискозитет от почти всяко масло. По време на хидрокрекинга на маслените фракции протичат реакции на хидроизомеризация на нормалните алкани (втвърдяващи се при по-високи температури), така че хидроизомеризацията понижава точката на течливост (поради увеличаване на изопарафините в маслата) и елиминира необходимостта от депарафинизация на масла с разтворители. Хидроизомеризацията на фракции керосин-газьол върху бифункционални алуминиево-платинови катализатори или никелови и волфрамови сулфиди върху алуминиев оксид позволява получаването на дизелово гориво с температура на изливане до минус 35 ° C.

Хидрокрекингът, комбиниращ реформинг и селективен хидрокрекинг, наречен селектоформинг, повишава октановото число на реформата или рафината (след отделяне на ароматни въглеводороди) с 10-15 точки при температура от около 360 ° C, налягане от 3 MPa и съдържащ водород скорост на газовия поток от 1000 nm3/m3 суровина върху зеолит-съдържащ катализатор с размер на входния прозорец 0,50-0,55 nm с активни метали от платиновата група, никел или с оксиди или сулфиди на молибден и волфрам. Чрез селективно отстраняване на нормалните алкани от керосин и дизелови фракции, точката на течливост на реактивните и дизеловите горива се намалява до минус 50-60 °C, а температурата на течливост на маслата може да бъде понижена от 6 до минус 40-50 °C.

Хидродеароматизацията е основният процес за производство на висококачествени реактивни горива от пряка (със съдържание на арен 14-35%) и вторична (със съдържание на арен до 70%) суровини. Реактивното гориво за свръхзвукова авиация, например Т-6, не трябва да съдържа повече от 10 май. % ароматни въглеводороди. Следователно подобряването на фракциите на реактивното гориво се извършва чрез хидротретиране в режим на хидродеароматизация. Ако суровината има по-малко от 0,2% сяра и по-малко от 0,001% азот, тогава хидрокрекингът се извършва на един етап върху платинов зеолитен катализатор при температура 280-340 ° C и налягане 4 MPa със степен на отстраняване (конверсия) на арените до 75-90%.

При по-високо съдържание на сяра и азот в суровината хидрокрекингът се извършва на два етапа. Рециклираните суровини се обработват при по-строги условия при температура 350-400 °C и налягане 25-35 MPa. Хидрокрекингът е много скъп процес (висока консумация на водород, скъпо оборудване за високо налягане), но отдавна се използва широко промишлено. Основните му предимства са технологичната гъвкавост на процеса (възможността да се произвеждат различни целеви продукти на едно оборудване: бензинови, керосинови и дизелови фракции от голямо разнообразие от суровини: от тежък бензин до остатъчни маслени фракции); добивът на реактивно гориво се увеличава от 2-3 до 15% за масло, а добивът на зимно дизелово гориво - от 10-15 до 100%; високо качество на произвежданите продукти в съответствие със съвременните изисквания.

Процесите на хидротретиране се използват широко в нефтопреработвателната и нефтохимическата промишленост. Използват се за производство на високооктанов бензин, за подобряване на качеството на дизелови, реактивни и котелни горива и петролни масла. Хидроочистването премахва серни, азотни, кислородни съединения и метали от маслените фракции, намалява съдържанието на ароматни съединения и премахва ненаситените въглеводороди, като ги превръща в други вещества и въглеводороди. В този случай сярата, азотът и кислородът се хидрогенират почти напълно и се превръщат във водородна среда в сероводород H2S, амоняк NH3 и вода H20, органометалните съединения се разлагат с 75-95% с освобождаване на свободен метал, който понякога е катализатор отрова. За хидротретиране се използват различни катализатори, които са устойчиви на отравяне с различни отрови. Това са оксиди и сулфиди на скъпи метали: никел Ni, кобалт Co, молибден Mo и волфрам W, върху алуминиев оксид A1203 с други добавки. Повечето процеси на хидротретиране използват алуминиево-кобалт-молибденови (ACM) или алуминиево-никел-молибденови (ANM) катализатори. Катализаторите ANM могат да имат зеолитна добавка (тип G-35). Тези катализатори обикновено се произвеждат под формата на неправилни цилиндрични гранули с размер 4 mm и обемна плътност 640-740 kg/m3. При пускане на реакторите катализаторите се сулфидират (процес на сулфуриране) с газова смес от сероводород и водород. Катализаторите ANM и алуминий-кобалт-волфрам (AKV) са предназначени за дълбоко хидротретиране на тежки, силно ароматни суровини, парафини и масла. Регенерацията на катализаторите за изгаряне на кокс от повърхността му се извършва при температура 530 °C. Процесите на хидротретиране обикновено се ограничават до температура 320-420 ° C и налягане 2,5-4,0, по-рядко 7-8 MPa. Разходът на водородсъдържащ газ (HCG) варира от 100-600 до 1000 nm3/m3 суровина в зависимост от вида на суровината, съвършенството на катализатора и параметрите на процеса.

Хидроочистването на бензинови фракции се използва главно при подготовката им за каталитичен реформинг. Температура на хидротретиране 320-360 °C, налягане 3-5 MPa, разход на VSG 200-500 nm3/m3 суровина. При пречистване на бензинови фракции от каталитичен и термичен крекинг, потреблението на VSG е повече от 400-600 nm3/m3 суровини.

Хидротретирането на керосиновите фракции се извършва на по-активен катализатор при налягане до 7 MPa, за да се намали съдържанието на сяра до по-малко от 0,1% и ароматни въглеводороди до 10-18 май. %.

Повече от 80-90% от фракциите се подлагат на хидротретиране на дизелови фракции при температура 350-400 ° C и налягане 3-4 MPa с консумация на VSG от 300-600 nm3 / m3 суровини на катализатори AKM, степента на десулфуризация достига 85-95% или повече. За да се увеличи цетановото число на дизеловите фракции, произхождащи от реакционните продукти на каталитичен и термичен крекинг, част от ароматните въглеводороди се отстраняват на активни катализатори при температура около 400 ° C и налягане до 10 MPa.

Хидроочистването на вакуумни дестилати (газьоли) за използване като суровини за каталитичен крекинг, хидрокрекинг и коксуване (за получаване на кокс с ниско съдържание на сяра) се извършва при температура 360-410 °C и налягане 4-5 MPa. В този случай се постига 90-94% десулфуризация, съдържанието на азот се намалява с 20-25%, метали - с 75-85, арени - с 10-12, коксоспособност - с 65-70%.

Хидротретиране на масла и парафини. Хидротретирането на базови масла е по-напреднало от класическото почистване със сярна киселина с контактна последваща обработка на масла. Хидротретирането на масла се извършва на катализатори AKM и ANM при температура 300-325 ° C и налягане 4 MPa. Хидротретирането на масла върху алуминиево-молибденов катализатор с промотори позволява да се намали температурата до 225-250 ° C и налягането до 2,7-3,0 MPa. Хидроочистването на парафини, церезини и петролатуми се извършва за намаляване на съдържанието на сяра, смолисти съединения, ненаситени въглеводороди, за подобряване на цвета и стабилността (както при маслата). Процесът, използващ AKM и ANM катализатори, е подобен на хидротретирането на масла. Алуминий-хром-молибден и никел-волфрам-желязо сулфидни катализатори също са използвани.

Хидрообработка на маслени остатъци. Обикновено се получава от масло на 45-55 май. % остатъци (мазути и катрани), съдържащи големи количества серни, азотни и органометални съединения, смоли, асфалтени и пепел. За да се включат тези остатъци в каталитична обработка, е необходимо пречистване на маслените остатъци. Хидротретирането на петролни остатъци понякога се нарича хидродесулфуризация, въпреки че се отстранява не само сярата, но и металите и други нежелани съединения. Хидродесулфурирането на мазута се извършва при температура 370-430 ° C и налягане 10-15 MPa върху катализатори AKM. Добивът на мазут със съдържание на сяра до 0,3% е 97-98%. В същото време се отстраняват азот, смоли, асфалтени и се извършва частично облагородяване на суровините. Хидроочистването на катрани е по-сложна задача от хидроочистването на течни масла, тъй като трябва да се постигне значителна деметализация и деасфалтизация на катрани или предварително, или директно по време на процеса на хидродесулфуризация. Към катализаторите се поставят специални изисквания, тъй като конвенционалните катализатори бързо губят активност поради големи отлагания на кокс и метали. Ако коксът е изгорен по време на регенерацията, тогава някои метали (никел, ванадий и др.) Отравят катализаторите и тяхната активност обикновено не се възстановява по време на окислителната регенерация. Следователно хидродеметализацията на остатъците трябва да предшества хидротретирането, което позволява да се намали консумацията на катализатори за хидротретиране с 3-5 пъти.

Реакторите за хидрокрекинг и хидротретиране с неподвижен слой са широко използвани и са до голяма степен подобни по дизайн на реакторите за каталитичен реформинг. Реакторът представлява цилиндричен вертикален апарат със сферични дъна с диаметър от 2-3 до 5 m и височина от 10-24 и дори 40 m. При високи технологични налягания дебелината на стените достига 120-250 mm. Обикновено се използва единичен неподвижен слой от катализатор. Но понякога, поради отделянето на голямо количество топлина по време на екзотермични реакции на хидрокрекинг, става необходимо да се охлади вътрешното пространство на реактора чрез въвеждане на хладилен агент във всяка зона. За целта обемът на реактора се разделя на 2-5 зони (секции), всяка от които има опорна решетка за изливане на катализатора, странични фитинги за зареждане и разтоварване на катализатора, разпределителни устройства за парогазовата смес, както и като фитинги и разпределители за въвеждане на охлаждащата течност - студен циркулиращ газ за отвеждане на реакционната топлина и регулиране на необходимата температура по височината на реактора. Катализаторният слой на едносекционен реактор има височина до 3-5 m или повече, а в многосекционни реактори - до 5-7 m или повече. Суровината навлиза в апарата през горния фитинг, а реакционните продукти напускат реактора през долния фитинг, преминавайки през специални пакети от мрежа и порцеланови топчета за задържане на катализатора. В горната част на реактора са монтирани филтриращи устройства (система от перфорирани дюзи и метални мрежи) за улавяне на корозионни продукти от парогазовата суровина. За устройства с високо налягане (10-32 MPa) се налагат специални изисквания към дизайна на корпуса и вътрешните устройства.

Регенерирането на катализаторите се извършва чрез окислително изгаряне на кокс. Регенерацията е в много отношения подобна на регенерацията на катализатори за каталитичен реформинг, но има и свои собствени характеристики. След като изключите реактора от суровината, намалете налягането и преминете към циркулация с помощта на VSG. За тежки видове суровини, измийте катализатора с разтворители, бензин или дизелово гориво при температура 200-300 °C. След това VSG се заменя с инертен газ (водна пара). В случай на регенерация газ-въздух, процесът е подобен на регенерацията на реформинг катализатори. По време на регенерацията пара-въздух системата първо се продухва с инертен газ, докато съдържанието на остатъчен водород не надвишава 0,2 об. %, след това инертният газ се заменя с водна пара и се изпуска в комина на тръбна пещ при условия, които изключват кондензация на водна пара (температура на изхода на пещта 300-350 ° C, налягане в реактора около 0,3 MPa). След това катализаторът се нагрява до температура от 370-420 °C чрез изгаряне на кокс при концентрация на кислород в сместа не повече от 0,1 об. % Увеличаване на въздушния поток при концентрация на кислород до 1,0-1,5 об. % температурата на катализатора се повишава до 500-520 °C (но не по-висока от 550 °C). Чрез наблюдение на намаляването на концентрацията на CO2 в димните газове се взема решение за спиране на регенерацията, която завършва, когато съдържанието на кислород в димните газове се доближи до съдържанието на кислород в сместа на входа на реактора. Регенерацията пара-въздух е по-проста и се извършва при ниско налягане, не по-високо от 0,3 MPa, като се използва водна пара от инсталационната мрежа. Водната пара се смесва с въздух и се подава в реактора през тръбна пещ; димните газове се изпускат в комина на тръбната пещ.

Инсталации за промишлено хидротретиране и хидрокрекинг. Типични инсталации от периода 1956-1965 г. за хидроочистка на дизелови горива бяха двустепенни агрегати с капацитет 0,9 млн. тона суровини/год., хидроочистването на бензинови фракции се извършваше в отделни агрегати с капацитет 0,3 млн. тона; суровини/год. През 1965-1970г Въведени са инсталации за хидроочистване на различни дестилатни фракции с капацитет 1,2 млн. т/год тип Л-24-7, ЛГ-24-7, ЛЧ-24-7. Бензиновите фракции се пречистват в блокове от комбинирани риформинг агрегати с капацитет 0,3 и 0,6 милиона тона/год. Керосиновите фракции бяха пречистени в инсталации за хидротретиране на дизелово гориво, предварително оборудвани за тези цели. От 1970 г. широко се въвеждат разширени инсталации от различен тип и предназначение - както самостоятелни тип J1-24-9 и J14-24-2000, така и като част от комбинирани инсталации JlK-bu (секция 300) с капацитет 1 до 2 милиона тона/година. Технологичните схеми за хидроочистване на реактивни и дизелови горива са в много отношения подобни на схемата на хидроочистващия блок за бензинови фракции - суровината за каталитичен реформинг.

Инсталациите за хидродесулфуриране на котелни горива, мазути и катрани тип 68-6 работят в реактори с трифазен кипящ слой. Капацитетът на инсталацията, в зависимост от суровината, може да варира от 1,25 милиона тона/година серен катран до 2,5 милиона тона/година серен мазут. Налягането на процеса е 15 MPa, температурата е 360-390 ° C, консумацията на VSG е 1000 nm3/m3 суровина. Катализаторът AKM се използва под формата на екструдирани частици с диаметър 0,8 mm и височина 3-4 mm. Катализаторът в реактора не се регенерира, а се отстранява в малки количества и се заменя с нова порция веднъж на 2 дни. Корпусът на реактора е многослоен с дебелина на стената 250 мм, теглото на реактора е около 800 тона.

Ето имената на процесите на хидрокрекинг и хидрообработка на чужди компании:

Съвременни процеси на хидрогениране на компанията Union Oil: процесът Unicracking/DP, който включва два последователно работещи реактора за хидротретиране и селективна хидродепарафинизация за обработка на суровини - дизелови фракции и вакуумни газьоли за производство на дизелово гориво с ниска степен на втвърдяване (точка на течливост понякога до минус 80 ° C), съдържащи 0,002% сяра, по-малко от 10% ароматни съединения на катализатори NS-K и NS-80 с конверсия на захранването от 20%; Процес на уникрекинг с частично преобразуване на 80% от суровините - вакуумни газьоли за производство на дизелово гориво, съдържащо 0,02% сяра, по-малко от 10% ароматни съединения на катализатора за предварително хидротретиране NS-K и подобрен зеолитен катализатор DHC-32, процесът може също да се използва в работата на рафинерията с бензинов вариант в схемата за подготовка на суровини за каталитичен крекинг; Процес на уникрекинг с пълна 100% конверсия на суровините - вакуумни газьоли с крайна точка на кипене 550 ° C за производство на екологично чисти реактивни и дизелови горива, съдържащи 0,02% сяра, 4 и 9% ароматни съединения върху аморфен сферичен катализатор DHC-8 ( цикълът на работа на катализатора е 2-3 години), осигуряващ максимален добив на висококачествени дестилати, особено дизелови горива; процесът “Unisar” с конверсия от 10% на новия катализатор AS-250 за ефективно намаляване на съдържанието на аромати до 15% в реактивни и дизелови горива (хидродеароматизация), особено препоръчан за производство на дизелови горива от трудно рафинирани суровини материали като леки газьоли от каталитичен крекинг и коксуване; Процес AN-Unibon от фирма UOP за хидроочистване и хидрофиниране на дизелови горива от типа AR-10 и AR-10/2 (двустепенни) до съдържание на сяра 0,01 тегл. % и ароматни вещества до 10 об. % с цетаново число 53 при налягания на процеса 12,7 и 8,5 MPa (два етапа).

За преформулиране (контролирана хидрообработка) на нефтени остатъци в световната практика се използват по-специално следните процеси: хидротретиране - процесът RCD Unionfining на компанията Union Oil за намаляване на съдържанието на сяра, азот, асфалтени, метали и намаляване на свойствата на коксуване на остатъчни суровини (вакуумни остатъци и асфалти в процеси на деасфалтиране) с цел получаване на висококачествено котелно гориво с ниско съдържание на сяра или за по-нататъшна обработка по време на хидрокрекинг, коксуване, каталитичен крекинг на остатъчни суровини; хидротретиране - процесът RDS/VRDS от Chevron е подобен по предназначение на предишния процес, той обработва суровини с вискозитет при 100 °C до 6000 mm2/s със съдържание на метал до 0,5 g/kg (за дълбочина); хидродеметализация на суровини), използва се технология за подмяна на катализатора в движение, която позволява разтоварването на катализатора от реактора и замяната му с нов, като същевременно се поддържа нормална работа в паралелни реактори, което прави възможно обработката на много тежки суровини с пробег на инсталацията повече от една година; хидровисбрекинг - процесът "Aqvaconversion" от компаниите "Intevep SA", "UOP", "Foster Wheeler" осигурява значително намаляване на вискозитета (повече в сравнение с висбрекинга) на тежки котелни горива с по-висока конверсия на суровини, а също и ви позволява да получите водород от вода при основни условия процес чрез въвеждане в суровината, заедно с вода (пара), състав от два катализатора на базата на неблагородни метали; хидрокрекинг - процесът “LC-Fining” от компаниите “ABB Lummus”, “Oxy Research”, “British Petroleum” за десулфуризация, деметализация, намаляване на коксуването и конверсия на атмосферни и вакуумни остатъци с конверсия на суровините от 40- 77%, степен на десулфуризация 60-90%, пълна деметализация 50-98% и намаляване на коксуването с 35-80%, докато в реактора катализаторът се поддържа в суспензия чрез възходящ поток от течна суровина (за например катран), смесен с водород; хидрокрекинг - процесът "H-Oil" (фиг. 2.23) за хидрообработка на остатъчни и тежки суровини, като катран, в два или три реактора със суспендиран слой катализатор; по време на процеса катализаторът може да се добавя и отстранява от реактора, като се поддържа неговата активност и степен на конверсия катран от 30 до 80%; хидрорафиниране на остатъчни суровини - процесът Nusop на Shell използва всички бункерни реактори (един или повече в зависимост от съдържанието на метал в суровината) с движещ се слой катализатор за постоянно актуализиране на катализатора в реакторите (0,5-2,0% от общия катализатор на ден. ), в този случай могат да се използват и два реактора с неподвижен слой катализатор, ако е необходимо, в схемата е включен реактор за хидрокрекинг за повишаване на конверсията на суровините за налягания на процеса от 10-20 MPa и температури; от 370-420 ° C (фиг. 2.24).

Най-важното постижение от последните години в технологията за производство на реактивни и дизелови горива без сяра с ниско втвърдяване и базови масла с висок индекс е създаването на процеси на хидрогениране, наречени „Isocracking“ от компаниите на Chevron съвместно с ABB.

Lummus”, които извършват хидрокрекинг с конверсия 40-60% (нефт), 50-60, 70-80 или 100% (дизел) на вакуумни газьоли 360-550 °C или тежки вакуумни газьоли 420-570 ° C, намалете съдържанието на сяра до 0,01-0,001% (дизелово гориво) или до 0,005% (масло), донесете ароматното съдържание до 1-10% в зависимост от марката на катализатора (аморфен-зеолит или зеолит) ICR-117, 120, 139, 209 и др., Броят на реакционните етапи (един или два), налягането в реакторите (по-малко от 10 или повече от 10 MPa), използването на системи за рециклиране, а също така извършва селективна хидроизомеризация на n- парафини. Този процес, в режим с хидроизодепарафинизация, позволява да се обработват тежки вакуумни газьоли с максимални добиви на смазочни масла с висок индекс (IV = 110-130), като същевременно се произвеждат дизелови горива с ниска степен на втвърдяване. За разлика от хидродепарафинизацията, при която n-парафините се отстраняват, при този процес те се хидроизомеризират. Отличителна модификация през последните години на хидрокрекинга (с високо ниво на конверсия) е използването на допълнителни технологични решения за отстраняване на тежки полиядрени аромати (HMA) от рециклираната течност (горещо разделяне, селективна адсорбция на TMA и др.) в хидрокрекинг системи с рецикл. TMA (аромати с 11 или повече пръстена), образувани по време на работа, са нежелателни в търговските продукти; намаляват ефективността на катализатора, утаяват се върху по-студените повърхности на оборудването и тръбопроводите и нарушават функционирането на инсталацията.

PJSC Orsknefteorgsintez, или Orsky Refinery, е част от индустриалната и финансова SAFMAR Group на Михаил Гуцериев. Заводът работи в Оренбургска област, доставя своя регион и околните райони с петролни продукти - моторно гориво, мазут и битум. Вече няколко години компанията е в процес на мащабна модернизация, в резултат на което заводът ще остане сред лидерите в нефтопреработвателната индустрия в продължение на много години.

В момента рафинерията в Орск е започнала тестово пускане на най-значимото от новопостроените съоръжения - комплекса за хидрокрекинг. До юни в това съоръжение бяха завършени строително-монтажни и пусконаладъчни работи „на празен ход“ и отстраняване на грешки и настройка на оборудване „под товар“. Общата инвестиция в изграждането на този комплекс ще възлезе на повече от 43 милиарда рубли; за финансиране на проекта се използват както собствени, така и заемни средства.

В близко бъдеще ще бъдат приети суровини за инсталиране и ще започне отстраняване на грешки на всички процеси за получаване на продукти. Тестовият режим е необходим за отстраняване на грешки в технологичния режим във всички съоръжения на комплекса за хидрокрекинг, получаване на продукти с подходящо качество, както и, наред с други неща, за потвърждаване на гаранционните показатели, определени от лицензодателя Shell Global Solutions International B.V. (черупка)

Настройката на режима се извършва от подразделенията на ONOS с участието на изпълнители по въвеждане в експлоатация и в присъствието на представител на лицензодателя Shell. Основният акционер на ONOS, ForteInvest, планира да завърши експлоатацията в тестов режим и да въведе съоръжението в търговска експлоатация през юли тази година. Така, въпреки тежката икономическа ситуация в страната, Комплексът за хидрокрекинг се планира да бъде изграден в изключително кратки срокове – първите работи по проекта започнаха в средата на 2015 г., а хидрокрекингът ще достигне проектния си капацитет приблизително 33 месеца след начало на проекта.

Пускането в експлоатация на съоръженията за модернизация ще изведе рафинерията в Орск на ново ниво на рафиниране, което ще позволи да се увеличи дълбочината му до 87%. Изборът на леки петролни продукти ще се увеличи до 74%. В резултат на този етап от програмата за модернизация продуктовата линия на предприятието ще се промени: вакуумният газьол ще престане да бъде търговски продукт, тъй като ще се превърне в суровина за хидрокрекинг; Значително ще се увеличи производството на авиационен керосин и дизелово гориво Евро 5.

Акционерите на Orsk Oil Rafinery обръщат голямо внимание на развитието на предприятието в дългосрочен план. Глобалната модернизация на производството, която се провежда от 2012 г., е от голямо значение не само за предприятието, но и за региона, тъй като заводът е едно от градообразуващите предприятия на Орск. В момента в рафинерията работят около 2,3 хиляди души - жители на града и близките села. Обновяването на производството е от голямо значение за социалната сфера на града - това е създаването на нови работни места, увеличаването на броя на квалифицирания персонал, участващ в производството, и следователно повишаване на общия стандарт на живот на завода и града работници.

ПАО "Орскнефтеоргсинтез"‒ петролна рафинерия с капацитет 6 милиона тона годишно. Гамата от технологични процеси на завода позволява да се произвеждат около 30 вида различни продукти. Те включват моторни бензини от клас 4 и 5; RT реактивно гориво; дизелово гориво от летни и зимни типове от класове 4 и 5; пътни и строителни битуми; мазути. През 2017 г. обемът на нефтопреработката възлиза на 4 милиона 744 хиляди тона.

Комплексът за хидрокрекинг включва инсталация за хидрокрекинг, инсталация за производство на сяра с инсталация за гранулиране и зареждане, инсталация за химическа обработка на водата, инсталация за рециклиране на вода и азотна станция № 2. Изграждането на комплекса за хидрокрекинг на вакуумен газьол започна през 2015 г., пускането му в експлоатация е планирано за лятото на 2018 г.

Хидрокрекингът е каталитичен процес за обработка на петролни дестилати и остатъци при умерени температури и повишено водородно налягане върху полифункционални катализатори с хидрогениращи и киселинни свойства (и в процеси на селективен хидрокрекинг и ситов ефект).

Хидрокрекингът дава възможност за получаване на широка гама от висококачествени петролни продукти (втечнени газове C 3 -C 4 , бензин, реактивни и дизелови горива, маслени компоненти) с високи добиви от почти всяка петролна суровина чрез избор на подходящи катализатори и технологични условия и е един от рентабилните, гъвкави и процеси, които задълбочават рафинирането на петрол.

      1. Лек хидрокрекинг на вакуумен газьол

Във връзка с постоянната тенденция на ускорено нарастване на търсенето на дизелово гориво в сравнение с автомобилния бензин в чужбина, от 1980 г. започва промишленото внедряване на леки хидрокрекинг установки (LHC) на вакуумни дестилати, което позволява производството на значителни количества от дизелово гориво едновременно със суровини с ниско съдържание на сяра за каталитичен крекинг. Въвеждането на JIGC процесите беше извършено първо чрез реконструкция на преди това експлоатирани инсталации за хидродесулфуризация на суровини за каталитичен крекинг, след това чрез изграждане на специално проектирани нови инсталации.

Домашната технология на процеса LGK е разработена във Всеруския научноизследователски институт на NP в началото на 70-те години на миналия век, но все още не е получила промишлена реализация.

Предимства на процеса LHA пред хидродесулфуризацията:

Висока технологична гъвкавост, която позволява, в зависимост от търсенето на моторни горива, лесно да се променя (регулира) съотношението дизелово гориво: бензин в режим на максимално превръщане в дизелово гориво или дълбоко десулфуриране, за да се получи максимално количество суровини за каталитичен крекинг ;

Поради производството на дизелово гориво от LGK, капацитетът на инсталацията за каталитичен крекинг е съответно разтоварен, което позволява включването на други източници на суровини в преработката.

Домашният едноетапен LGC процес на вакуумен газьол 350 ... 500 ° C се извършва на катализатор ANMC при налягане 8 MPa, температура 420 ... 450 ° C, обемен дебит на суровината материал от 1,0...1,5 h -1 и коефициент на VSG циркулация от около 1200 m 3 /m 3 .

При преработката на суровини с високо съдържание на метали процесът LGK се извършва на един или два етапа в многослоен реактор с помощта на три вида катализатори: широкопористи за хидродеметализация (Т-13), с висока хидродесулфуризираща активност (GO- 116) и съдържащ зеолит за хидрокрекинг (GK-35). При LGC процеса на вакуумен газьол е възможно да се получат до 60% лятно дизелово гориво със съдържание на сяра 0,1% и температура на течливост 15 °C (Таблица 8.20).

Недостатъкът на едноетапния LGK процес е краткият работен цикъл (3...4 месеца). Следващата версия на процеса, разработена във Всеруския научноизследователски институт на НП, е двуетапна LGK с цикъл на регенерация от 11 месеца. - препоръчва се за комбинация с инсталация за каталитичен крекинг тип G-43-107u.

        Хидрокрекинг на вакуумен дестилат при 15 MPa

Хидрокрекингът е ефективен и изключително гъвкав каталитичен процес, който позволява цялостно решаване на проблема с дълбоката преработка на вакуумни дестилати (GVD) с производството на широка гама моторни горива в съответствие със съвременните изисквания и нужди за определени горива.

Едноетапен процес на хидрокрекинг на вакуумен дестилат извършва се в многослоен (до пет слоя) реактор с няколко вида катализатори. За да се гарантира, че температурният градиент във всеки слой не надвишава 25 °C, се осигурява охлаждане VSG (закаляване) между отделните каталитични слоеве и се монтират контактни разпределителни устройства, за да се осигури пренос на топлина и маса между газа и реагиращия поток и равномерно разпределение на потока газ-течност върху слоя катализатор. Горната част на реактора е оборудвана с абсорбери на кинетична енергия на потока, мрежести кутии и филтри за улавяне на корозионни продукти.

На фиг. Фигура 8.15 показва схематична диаграма на потока на една от двете паралелни работни секции на 68-2k вакуумна дестилатна едностепенна хидрокрекинг единица (с капацитет от 1 милион тона/година за дизеловата версия или 0,63 милиона тона/година за производството на самолетно гориво).

Суровините (350...500 °C) и рециклираният остатък от хидрокрекинга се смесват с VSG, загряват се първо в топлообменници, след това в пещ П-1до реакционната температура и се подава в реакторите R-1 (R-2и т.н.). Реакционната смес се охлажда в топлообменници за суровини, след това във въздушни охладители и при температура 45...55°C се изпраща в сепаратор с високо налягане S-1, където се получава разделяне на VSG и нестабилно хидрогениране. VSG след почистване от H 2 S в абсорбера К-4компресорът се доставя за циркулация.

Нестабилният хидрогенат се изпраща през редуцир на налягането към сепаратор с ниско налягане S-2, където част от въглеводородните газове се отделят и течният поток се подава през топлообменници в стабилизационната колона К-1за дестилация на въглеводородни газове и лек бензин.

Стабилният хидрогенат се отделя допълнително в атмосферна колона К-2 за тежък бензин, дизелово гориво (през стриперна колона К-3) и фракция >360 °C, част от която може да служи за рециклиране, а остатъкът може да служи като суровина за пиролиза, основа на смазочни масла и др.

В табл 8.21 показва материалния баланс на едно- и двустепенен HCVD с рециркулация на остатък от хидрокрекинг (режим на процеса: налягане 15 MPa, температура 405...410 ° C, обемна скорост на потока на суровините 0,7 h -1, скорост на циркулация на VSG 1500 m 3 /m 3 ).

Недостатъците на процесите на хидрокрекинг са високият им разход на метал, високите капиталови и оперативни разходи, както и високата цена на водородната инсталация и самия водород.

По-скоро връзката на нещата ще бъде прекъсната в „Макбет“ на Шекспир

Хидрокрекингът е процес на по-късно поколение от каталитичния крекинг и каталитичното реформиране, така че по-ефективно изпълнява същите задачи като тези два процеса. Хидрокрекингът може да увеличи добива на бензинови компоненти, обикновено чрез преобразуване на суровини като газьол. Качеството на бензиновите компоненти, което се постига по този начин, е недостижимо чрез повторно преминаване на газьола през процеса на крекинг, при който е получен. Хидрокрекингът също така позволява превръщането на тежкия газьол в леки дестилати (реактивно и дизелово гориво). И, може би най-важното, хидрокрекингът не произвежда тежки недестилируеми остатъци (кокс, катран или остатъци), а само леки кипящи фракции.

Технологичен процес

Думата хидрокрекинг се обяснява много просто. Това е каталитичен крекинг в присъствието на водород. Комбинацията от водород, катализатор и подходящ режим на процеса позволява крекинг на нискокачествен лек газьол, който се образува в други крекинг инсталации и понякога се използва като компонент на дизелово гориво. Хидрокрекингът произвежда висококачествен бензин.

Помислете за момент колко полезен може да бъде процесът на хидрокрекинг. Най-важното му предимство е способността му да превключва капацитета на рафинерията от производство на големи количества бензин (когато хидрокрекингът работи) към производство на големи количества дизелово гориво (когато е изключен).

Добре познатата шега на спортен треньор, който пренебрежително заявява за трансфера на своя играч в противниковия отбор: „Мисля, че това ще укрепи и двата отбора“, е до голяма степен приложима за хидрокрекинга. Хидрокрекингът подобрява качеството както на бензиновите компоненти, така и на дестилата. Той консумира най-лошите компоненти на дестилата и произвежда бензинов компонент с над средното качество.

Друг момент, който трябва да се отбележи, е, че процесът на хидрокрекинг произвежда значителни количества изобутан, който е полезен за контролиране на количеството суровина в процеса на алкилиране.

Има около десет различни вида хидрокрекинг машини, които се използват широко днес, но всички те са много сходни с типичния дизайн, описан в следващия раздел.

Катализаторите за хидрокрекинг за щастие са по-малко ценни и скъпи от катализаторите. Обикновено това са серни съединения с кобалт, молибден или никел (CoS, MoS2, NiS) и алуминиев оксид. (Сигурно дълго време се чудите защо изобщо са необходими тези метали.) За разлика от каталитичния крекинг, но точно като каталитичния реформинг, катализаторът е разположен под формата на неподвижен слой. Подобно на каталитичния реформинг, хидрокрекингът най-често се извършва в два реактора, както е показано на фигурата.

Изходната суровина се смесва с водород, загрят до 290-400°C (550-750°F) и под налягане при 1200-2000 psi (84-140 atm) и се изпраща в първия реактор. По време на преминаването през слоя на катализатора приблизително 40-50% от суровината се крекира, за да се образува

Продукти с точки на кипене, подобни на тези на бензина (точка на кипене до 200°C (400°F)).

Катализаторът и водородът се допълват взаимно по няколко начина. Първо се получава напукване на катализатора. За да продължи крекингът е необходима топлина, тоест това е ендотермичен процес. В същото време водородът реагира с молекулите, които се образуват по време на крекинг, като ги насища и генерира топлина. С други думи, тази реакция, наречена хидрогениране, е екзотермична. По този начин водородът осигурява топлината, необходима за възникване на крекинг.

Друг аспект, в който те взаимно се допълват, е образуването на изопарафини. Крекингът произвежда олефини, които могат да се комбинират един с друг, за да образуват нормални парафини. Поради хидрогенирането, двойните връзки бързо се насищат, често произвеждайки изопарафини и по този начин предотвратявайки повторното производство на нежелани молекули (октановите числа на изопарафините са по-високи, отколкото в случая на нормалните парафини).

Когато въглеводородната смес напусне първия реактор, тя се охлажда, втечнява и преминава през сепаратор за отделяне на водорода. Водородът отново се смесва със суровината и се изпраща в процеса, а течността се изпраща за дестилация. Продуктите, получени в първия реактор, се отделят в дестилационна колона и в зависимост от това какво се изисква като резултат (бензинови компоненти, реактивно гориво или газьол), част от тях се отделя. Керосиновата фракция може да се отдели като страничен поток или да се остави заедно с газьола като дестилационен остатък.

Дестилационният остатък отново се смесва с поток от водород и се поставя във втория реактор. Тъй като това вещество вече е било подложено на хидрогениране, крекинг и реформинг в първия реактор, процесът във втория реактор протича в по-тежък режим (по-високи температури и налягания). Подобно на продуктите от първия етап, сместа, напускаща втория реактор, се отделя от водорода и се изпраща за фракциониране.

Представете си оборудването, необходимо за процес, работещ при 2000 psi (140 атм.) и дебелина на стените на стоманен реактор, който понякога достига cm. Тъй като цялостният процес е ендотермичен, е възможно бързо повишаване на температурата и опасно увеличаване на скоростта на крекинг. За да се избегне това, повечето хидрокрекери имат вградени средства за бързо спиране на реакцията.

Продукти и резултати. Друго забележително свойство на процеса на хидрокрекинг е увеличаването на обема на продукта с 25%. Комбинацията от крекинг и хидрогениране произвежда продукти, чиято относителна плътност е значително по-ниска от плътността на суровината. По-долу е дадено типично разпределение на добивите на продукти от хидрокрекинг, когато като суровина се използват газьол от инсталация за коксуване и леки фракции от инсталация за каталитичен крекинг. Продуктите от хидрокрекинга са две основни фракции, които се използват като компоненти на бензина.

Обемни дроби

Коксов газьол 0,60 Леки фракции от растението кат. напукване 0.40

Продукти:

Изобутан 0,02

N-бутан 0,08

Продукт от лек хидрокрекинг 0,21

Тежък хидрокрекинг продукт 0.73

Керосин фракции 0,17

В таблицата не е посочено необходимото количество водород, което се измерва в стандартни кубични фута на барел фураж. Обичайната консумация е 2500ст. Тежък хидрокрекинг продукт -

Именно нафтата съдържа много ароматни прекурсори (т.е. съединения, които лесно се превръщат в аромати). Този продукт често се изпраща на реформатор за надграждане. Керосиновите фракции са добро реактивно гориво или суровина за дестилатно (дизелово) гориво, тъй като съдържат малко аромати (в резултат на насищане на двойни връзки с водород). По-подробна информация по тази тема се съдържа в глава XIII „Дестилатни горива“ и глава XIV „Нефтени битуми и остатъци

Хидрокрекинг на остатъка. Има няколко модела хидрокрекинг машини, които са проектирани специално за обработка на остатък или остатък от вакуумна дестилация. Повечето от тях работят като хидроочистители, както е описано в глава XV. Изходът е повече от 90% остатъчно (котелно) гориво. Целта на този процес е да се отстрани сярата в резултат на каталитичната реакция на съдържащи сяра съединения с водород до образуване на сероводород. По този начин остатъкът със съдържание на сяра не повече от 4% може да се превърне в тежко течно гориво, съдържащо. по-малко от 0,3% сяра.

Резюме. Сега, когато можем да интегрираме хидрокрекинг в цялостната схема за рафиниране на нефт, необходимостта от координирани операции става ясна. От една страна, хидрокрекерът е централната точка, тъй като помага да се установи баланс между количеството бензин, дизелово гориво и реактивно гориво. От друга страна, скоростите на захранване и режимите на работа на инсталациите за каталитичен крекинг и коксуване са не по-малко важни. В допълнение, алкилирането и реформингът също трябва да се имат предвид при планирането на разпространението на продуктите за хидрокрекинг.

УПРАЖНЕНИЯ

Анализирайте разликите между хидрокрекинг, каталитичен крекинг и термичен крекинг по отношение на суровините, движещите сили на процеса и състава на продукта.

Как се допълват хидрокрекингът и каталитичният крекинг? Реформиране и хидрокрекинг?

Начертайте блок-схема на петролна рафинерия, включваща инсталация за хидрокрекинг.