Az Orski Finomító megkezdte hidrokrakkoló komplexumának próbaindítását. Projekt hidrokrakkoló reaktorok gyártására és szállítására az RN-Tuapse Finomítóba (JSC NK Rosneft) A felújított finomítók európai minőségű kőolajtermékeket kezdtek előállítani, és a régiókban

A hidrokrakkolást különféle nyersanyagokból alacsony kéntartalmú üzemanyag-párlatok előállítására szánják.

A hidrokrakkolás egy későbbi generációs eljárás, mint a katalitikus krakkolás és a katalitikus reformálás, így hatékonyabban látja el ugyanazokat a feladatokat, mint ez a két folyamat.

A hidrokrakkoló üzemekben felhasznált nyersanyagok a vákuum- és atmoszférikus gázolajok, a termikus és katalitikus krakkoló gázolajok, az aszfaltmentesített olajok, a fűtőolajok és a kátrányok.

A technológiai hidrokrakkoló egység általában 2 blokkból áll:

Reakcióblokk, beleértve 1 vagy 2 reaktort,

Különböző számú desztillációs oszlopból álló frakcionáló egység.

A hidrokrakkoló termékek a motorbenzin, a sugárhajtómű és a dízel üzemanyag, a petrolkémiai szintézis nyersanyagai és az LPG (benzinfrakciókból).

A hidrokrakkolás növelheti a benzinkomponensek hozamát, általában nyersanyagok, például gázolaj átalakításával.

A benzinkomponensek ily módon elért minősége elérhetetlen, ha a gázolajat újra átvezetik a krakkolási folyamaton, amelyben azt nyerték.

A hidrokrakkolás lehetővé teszi a nehéz gázolaj könnyű desztillátummá (repülőgép és dízel üzemanyag) történő átalakítását is. A hidrokrakkolás során nem keletkeznek nehéz, nem desztillálható maradékok (koksz, szurok vagy fenék), csak enyhén forrásban lévő frakciók.

A hidrokrakkolás előnyei

A hidrokrakkoló egység jelenléte lehetővé teszi, hogy a finomító kapacitását nagy mennyiségű benzin előállításáról (amikor a hidrokrakkoló egység üzemel) nagy mennyiségű dízel üzemanyag előállítására (kikapcsolt állapotban) állítsa át.

A hidrokrakkolás javítja a benzin és a desztillátum komponenseinek minőségét.

A hidrokrakkolási eljárás a desztillátum legrosszabb összetevőit használja fel, és az átlagosnál jobb minőségű benzinkomponenst állít elő.

A hidrokrakkolási eljárás jelentős mennyiségű izobutánt termel, amely hasznos az alkilezési folyamatban a nyersanyag mennyiségének szabályozására.

A hidrokrakkoló egységek használata 25%-kal növeli a termékek mennyiségét.

Manapság körülbelül 10 különböző típusú hidrokrakkolót használnak, de mindegyik nagyon hasonlít egy tipikus kialakításhoz.

A hidrokrakkoló katalizátorok olcsóbbak, mint a katalitikus krakkoló katalizátorok.

Technológiai folyamat

A hidrokrakkolás szó magyarázata nagyon egyszerű. Ez katalitikus krakkolás hidrogén jelenlétében.

A katalizátor rétegei közötti zónákba hideg hidrogéntartalmú gáz bevezetése lehetővé teszi a nyersanyagkeverék hőmérsékletének kiegyenlítését a reaktor magassága mentén.

A nyersanyagkeverék mozgása a reaktorokban lefelé halad.

A hidrogén, a katalizátor és a megfelelő eljárási mód kombinációja lehetővé teszi a gyenge minőségű könnyű gázolaj krakkolását, amely más krakkoló üzemekben keletkezik, és esetenként dízel üzemanyag komponenseként is felhasználják.
A hidrokrakkoló kiváló minőségű benzint állít elő.

A hidrokrakkoló katalizátorok általában kénvegyületek kobalttal, molibdénnel vagy nikkellel (CoS, MoS 2, NiS) és alumínium-oxiddal.
A katalitikus krakkolástól eltérően, de hasonlóan a katalitikus reformáláshoz, a katalizátor rögzített ágyban helyezkedik el. A katalitikus reformáláshoz hasonlóan a hidrokrakkolást is leggyakrabban 2 reaktorban végzik.

A szivattyú által szállított alapanyag friss hidrogén tartalmú gázzal és keringető gázzal keveredik, amelyeket a kompresszor szivattyúz.

A hőcserélőn és a kemence tekercsen áthaladó nyers gázkeveréket 290-400 °C (550-750 °F) reakcióhőmérsékletre melegítjük, és 84-140 atm nyomáson 1200-2000 psi (84-140 atm) felülről vezetjük be a reaktorba. Figyelembe véve a hidrokrakkolási folyamat során fellépő nagy hőleadást, hideg hidrogéntartalmú (cirkulációs) gázt vezetnek be a reaktorba a katalizátorrétegek közötti zónákba, hogy a reaktor magassága mentén kiegyenlítsék a hőmérsékleteket. A katalizátorágyon való áthaladás során a nyersanyag körülbelül 40-50%-a megreped, és olyan termékek képződnek, amelyek forráspontja hasonló a benzinéhez (200 °C-ig (400 °F-ig) forráspont).

A katalizátor és a hidrogén többféleképpen kiegészíti egymást. Először is, a katalizátoron repedés lép fel. A repedés folytatódásához hőellátásra van szükség, vagyis endoterm folyamatról van szó. Ugyanakkor a hidrogén reakcióba lép a repedés során keletkező molekulákkal, telítve azokat, és ez hőt bocsát ki. Más szavakkal, ez a hidrogénezésnek nevezett reakció exoterm. Így a hidrogén biztosítja a repedéshez szükséges hőt.

Másodszor, ez az izoparaffinok képződése. A krakkolás olyan olefineket termel, amelyek egymással kombinálódnak, és normál paraffinokhoz vezetnek. A hidrogénezés következtében a kettős kötések gyorsan telítődnek, gyakran izoparaffinokat hoznak létre, és így megakadályozzák a nem kívánt molekulák újratermelődését (az izoparaffinok oktánszáma magasabb, mint a normál paraffinoknál).

A reaktorból kilépő reakciótermékek és a keringő gáz keveréke hőcserélőben, hűtőszekrényben lehűl és a nagynyomású szeparátorba kerül. Itt a hidrogéntartalmú gázt a folyamatba való visszavezetés és a nyersanyaggal való keverés céljából leválasztják a folyadékról, amely a szeparátor aljáról egy nyomáscsökkentő szelepen keresztül az alacsony nyomású leválasztóba kerül. A szénhidrogéngázok egy része a szeparátorban szabadul fel, és a folyadékáramot a közbenső desztillációs oszlop előtt elhelyezett hőcserélőbe továbbítják további desztilláció céljából. Az oszlopban enyhe túlnyomás mellett szénhidrogéngázok és könnyűbenzin szabadulnak fel. A kerozin frakció oldaláramként leválasztható, vagy gázolajjal együtt desztillációs maradékként hagyható.

A benzint akut öntözés formájában részben visszavezetik a közbenső desztillációs oszlopba, és a maradék mennyiségét a „lúgosító” rendszeren keresztül kiszivattyúzzák a berendezésből. A közbenső desztillációs oszlop maradékát atmoszférikus oszlopban nehézbenzinre, gázolajra és a >360°C-os frakcióra választják szét. Mivel ebben a műveletben a nyersanyagokat már az 1. reaktorban hidrogénezésnek, krakkolásnak és reformálásnak vetették alá, a 2. reaktorban a folyamat szigorúbb üzemmódban (magasabb hőmérséklet és nyomás) megy végbe. Az 1. szakasz termékeihez hasonlóan a 2. reaktorból kilépő keveréket elválasztják a hidrogéntől és frakcionálásra küldik.

Az acélreaktor falainak vastagsága a 2000 psi (140 atm) nyomáson és 400 ° C-on végbemenő folyamathoz néha eléri az 1 cm-t.

A fő feladat az, hogy megakadályozzuk, hogy a repedés kikerüljön az ellenőrzés alól. Mivel a teljes folyamat endoterm, a hőmérséklet gyors emelkedése és a repedési sebesség veszélyes növekedése lehetséges. Ennek elkerülése érdekében a legtöbb hidrokrakkoló beépített eszközöket tartalmaz a reakció gyors leállítására.

Az atmoszférikus oszlopból származó benzint összekeverik a közbenső oszlopból származó benzinnel, és eltávolítják a berendezésből. A dízel üzemanyag a sztrippelő oszlop lehűtése, „lúgosítása” és a berendezésből történő kiszivattyúzása után. A >360°C-os frakciót forró áramlásként használják fel az atmoszférikus oszlop alján, a maradékot (maradékot) eltávolítják a berendezésből. Az olajfrakciók előállítása esetén a frakcionáló egység vákuumoszloppal is rendelkezik.

A katalizátor regenerálását levegő és inert gáz keverékével végezzük; a katalizátor élettartama 4-7 hónap.

Termékek és kimenetek.

A krakkolás és a hidrogénezés kombinációja olyan termékeket eredményez, amelyek relatív sűrűsége lényegesen kisebb, mint a nyersanyag sűrűsége.

Az alábbiakban a hidrokrakkoló termékek hozamainak tipikus megoszlása ​​látható, amikor egy kokszolóegységből származó gázolajat és egy katalitikus krakkolóegységből származó könnyű frakciókat használnak alapanyagként.

A hidrokrakkoló termékek két fő frakcióból állnak, amelyeket benzinkomponensként használnak.

Térfogattörtek

Kokszoló gázolaj 0,60

Könnyű frakciók a katalitikus krakkoló egységből 0,40

Termékek:

izobután 0,02

N-bután 0,08

Könnyű hidrokrakkoló termék 0,21

Nehéz hidrokrakkoló termék 0,73

Kerozinfrakciók 0,17

Emlékezzünk arra, hogy 1 egységnyi alapanyagból körülbelül 1,25 egységnyi terméket kapunk.

Nem jelzi a szükséges hidrogén mennyiséget, amelyet szabványos ft 3 /bbl takarmányban mérnek.

A szokásos fogyasztás 2500 st.

A hidrokrakkolás nehéz terméke a benzin, amely számos aromás prekurzort (vagyis olyan vegyületet, amely könnyen aromás vegyületté alakul) tartalmaz.

Ezt a terméket gyakran egy reformerhez küldik frissítés céljából.

A kerozinfrakciók jó sugárhajtómű-üzemanyag vagy desztillált (dízel) üzemanyag alapanyaga, mivel kevés aromás anyagot tartalmaznak (a kettős kötések hidrogénnel való telítése következtében).

A maradék hidrokrakkolása.

Számos hidrokrakkoló modell létezik, amelyeket kifejezetten a maradék vagy vákuumdesztillációs maradék feldolgozására terveztek.

A kibocsátás több mint 90%-a maradék (kazán) tüzelőanyag.

Ennek az eljárásnak a célja a kén eltávolítása a kéntartalmú vegyületek hidrogénnel való katalitikus reakciója eredményeként, így hidrogén-szulfid képződik.

Így a 4%-nál nem több ként tartalmazó maradékot 0,3%-nál kevesebb ként tartalmazó nehéz fűtőolajzá lehet alakítani.
A hidrokrakkoló egységek használata szükséges az általános olajfinomítási rendszerben.

Egyrészt a hidrokrakkoló a központi pont, mivel segít egyensúlyt teremteni a benzin, a gázolaj és a repülőgép-üzemanyag mennyisége között.
Másrészt a katalitikus krakkoló és kokszoló egységek előtolási sebessége és működési módja nem kevésbé fontos.
Ezenkívül a hidrokrakkoló termékek forgalmazásának tervezésekor figyelembe kell venni az alkilezést és a reformálást is.

A kőolajfrakciók hidrogén jelenlétében történő feldolgozásának folyamatait hidrogénezésnek nevezzük. Hidrogénező katalizátorok felületén fordulnak elő hidrogén jelenlétében magas hőmérsékleten (250-420 °C) és nyomáson (2,5-3,0-tól 32 MPa-ig). Ilyen eljárásokkal szabályozzák a feldolgozott kőolajfrakciók szénhidrogén- és frakcionált összetételét, megtisztítják a kén-, nitrogén- és oxigéntartalmú vegyületektől, fémektől és egyéb nemkívánatos szennyeződésektől, javítják a kőolaj-üzemanyagok, olajok és petrolkémiai anyagok üzemi (fogyasztói) jellemzőit. nyersanyagok. A hidrokrakkolás lehetővé teszi, hogy a megfelelő katalizátorok és működési feltételek megválasztásával szinte bármilyen kőolaj alapanyagból nyers kőolajtermékek széles skáláját, így ez a legsokoldalúbb, leghatékonyabb és legrugalmasabb olajfinomítási eljárás. A hidrogénezési folyamatok felosztása hidrokrakkolásra és hidrogénezésre meglehetősen önkényes az alkalmazott katalizátorok tulajdonságai, a felhasznált hidrogén mennyisége és az eljárás technológiai paraméterei (nyomás, hőmérséklet stb.) alapján.

Például a következő terminológia elfogadott: „Hidrokezelés”, „Hidrofinomítás” és „Hidrokrakkolás”. A hidrogénezés olyan folyamatokat foglal magában, amelyek során nem történik jelentős változás a nyersanyag molekulaszerkezetében (például kéntelenítés 3-5 MPa nyomáson). A hidrogénezés olyan folyamatokat foglal magában, amelyek során a nyersanyag legfeljebb 10%-a molekulaszerkezeti változáson megy keresztül (kéntelenítés - aromatizálás - denitrogénezés 6-12 MPa nyomáson). A hidrokrakkolás olyan eljárás (nagynyomású - 10 MPa-nál nagyobb és közepes nyomású - 10 MPa-nál kisebb), amelynek során a nyersanyag több mint 50%-a a molekulaméret csökkenésével tönkremegy. A XX. század 80-as éveiben. Az 50%-nál kisebb konverziójú hidrofinomítási folyamatokat lágy vagy könnyű hidrokrakkolásnak nevezték, amely kezdett magában foglalni a nyersanyagok 10-50%-os hidrodinamikai desztillációját 10 MPa-nál kisebb és nagyobb nyomáson. A hidrokrakkoló létesítmények kapacitása (millió tonna/év) a világon megközelítőleg 230, a hidrogénező és hidrogénező berendezések kapacitása 1380, ebből Észak-Amerikában 90, illetve 420; Nyugat-Európában - 50 és 320; Oroszországban és a FÁK-ban - 3 és 100.

Az ipari hidrogénezési eljárások fejlődésének története a szén cseppfolyósítási termékeinek hidrogénezésével kezdődött. Németország már a második világháború előtt is nagy sikereket ért el a szintetikus benzin (syntin) előállításában a szén hidrogénezési feldolgozásával (Fischer-Tropsch szintézis alkalmazása alapján), a második világháború alatt pedig több mint 600 ezer tonna/év szintetikus folyékony tüzelőanyag, amely az ország fogyasztásának nagy részét fedezte. Jelenleg a szénalapú mesterséges folyékony tüzelőanyagok globális termelése mintegy 4,5 millió tonna/év. A felesleges olcsó hidrogént melléktermékként előállító katalitikus reformálás széleskörű ipari bevezetése után a nyersolajfrakciók (mellesleg a reformfolyamatokhoz szükséges) és a kereskedelmi finomítói termékek (benzin) hidrogénezésére szolgáló különféle eljárások tömegeloszlásának időszaka következett be. kerozin, gázolaj és olajfrakciók) kezdődik.

A hidrokrakkolás (HC) lehetővé teszi könnyű kőolajtermékek (benzin, kerozin, gázolaj frakciók és cseppfolyósított gázok C3-C4) előállítását szinte bármilyen kőolaj alapanyagból megfelelő katalizátorok és technológiai folyamatkörülmények megválasztásával. Néha a "hidrokonverzió" kifejezést a hidrokrakkolás kifejezés szinonimájaként használják. Az első GK-telepítést 1959-ben indították el az Egyesült Államokban. A legtöbb GC-folyamat desztillátum alapanyag feldolgozását foglalja magában: nehéz atmoszférikus és vákuumgázolajokat, katalitikus krakkoló- és kokszoló gázolajokat, valamint aszfalttalanító szereket. A keletkező termékek telített (telített) szénhidrogéngázok, magas oktánszámú benzinfrakció, dízel- és repülőgép-üzemanyagok alacsony szilárdulású frakciói.

Jelentős mennyiségű kén-, nitrogén-, oxigén- és egyéb elemek alapú vegyületet tartalmazó nyersanyagok hidrokrakkolása általában két lépésben történik (2.22. ábra). Az első szakaszban sekély lágy hidrokrakkolást hajtanak végre hidrogénező módban, hogy eltávolítsák a nem kívánt szennyeződéseket, amelyek általában katalizátormérgek, vagy csökkentik aktivitásukat. Ennek a szakasznak a katalizátorai megegyeznek a hagyományos hidrogénező katalizátorokkal, és nikkel, kobalt, molibdén és volfrám oxidjait és szulfidjait tartalmazzák különböző hordozókon - aktív alumínium-oxidon, alumínium-szilikáton vagy speciális zeoliton. A második lépésben az elkészített, tisztított, legfeljebb 0,01% ként és legfeljebb 0,0001% nitrogént tartalmazó nyersanyagot palládium vagy platina alapú katalizátorokon - Y típusú zeoliton - bázikus kemény hidrokrakkolásnak vetik alá.

A nehéz gázolajfrakciók hidrokrakkolását benzin, sugárhajtómű és dízel üzemanyag előállítására, valamint olajok, kazántüzelőanyag, valamint pirolízis és katalitikus krakkolási nyersanyagok minőségének javítására használják. Az alacsony kéntartalmú vákuumdesztillátumok benzinné történő hidrokrakkolását egy lépésben hajtják végre szulfid katalizátorokon, amelyek ellenállnak a heteroszerves vegyületek mérgezésének 340-420 ° C hőmérsékleten és 10-20 MPa nyomáson, 30-30-os benzinhozam mellett. 40% és 80-90 térfogatig. %. Ha a nyersanyag több mint 1,5% ként és 0,003-0,015% nitrogént tartalmaz, akkor kétlépcsős eljárást alkalmaznak az alapanyag hidrogénezésével az első lépésben. A hidrokrakkolás a második szakaszban 290-380 °C hőmérsékleten és 7-10 MPa nyomáson megy végbe. A benzinteljesítmény eléri a 70-120 térfogatot. % nyersanyagoknál a keletkező könnyűbenzint 190 °C-ig a kereskedelmi benzin magas oktánszámú komponenseként használják fel, a nehézbenzin reformálásra küldhető. A nehéz gázolajok hidrokrakkolása középső frakciókra (repülőgép és dízel üzemanyag) szintén egy vagy két lépésben történik.

A benzin használata során legfeljebb 85% sugárhajtású vagy dízel üzemanyagot nyerjen. Például a GK-8 típusú zeolit ​​tartalmú katalizátoron végzett hazai egylépcsős vákuum gázolaj hidrokrakkolási eljárással akár 52%-os repülőgép-üzemanyag vagy akár 70%-os téli dízel üzemanyag állítható elő 5 aromás szénhidrogén tartalommal. -7%. A kénes olajok vákuumdesztillátumainak hidrokrakkolása két lépésben történik. A hidrokrakkolás bevonásával egy finomító technológiai rendszerébe nagy rugalmasságot érünk el a kereskedelmi termékek előállítása során.

Ugyanazon hidrokrakkolási berendezésnél a hidrokrakkolás technológiai rendszerének és a reakciótermékek frakcionálásának rektifikáló egységének megváltoztatásával különböző lehetőségek lehetségesek benzin, sugárhajtómű vagy dízel üzemanyag előállítására. Például a benzines változat akár 51%-os nyersanyaghozamú benzinfrakciót, 180-350 °C-os dízel üzemanyag-frakciót állít elő 25%-os nyersanyaghozam mellett. A benzinfrakció C5-C6 könnyűbenzinre oszlik, RON = 82 és Su-Syu nehézbenzinre, RON = 66, legfeljebb 0,01% kéntartalommal. A Cy-C^ frakciót katalitikus reformálásba lehet küldeni az oktánszám növelése érdekében. A dízelfrakció cetánszáma 50-55, kéntartalma legfeljebb 0,01%, dermedéspontja pedig legfeljebb mínusz 10 °C (a nyári gázolaj összetevője).

A katalitikus krakkolástól eltérően a C3-C4 gázok és a hidrokrakkolás folyékony frakciói csak telített stabil szénhidrogéneket tartalmaznak, és gyakorlatilag nem tartalmaznak heteroszerves vegyületeket, kevésbé aromatizáltak, mint a katalitikus krakkolási gázolajok. A sugárhajtómű-üzemanyag opcióval a 120-240 °C-os frakció akár 41%-a is elérhető, ami megfelel a repülőgép-üzemanyagra vonatkozó szabványos követelményeknek. A dízel-üzemanyag opcióval a dízel üzemanyag frakció 47 vagy 67%-a állítható elő 50 körüli cetánszámmal.

A hidrokrakkolás ígéretes területe az olajfrakciók (vákuumdesztillátumok és aszfaltmentesített olajok) feldolgozása. Az olajfrakciók mély hidrogénezése viszkozitási indexüket 36-ról 85-140-re növeli, miközben a kéntartalmat 2-ről 0,04-0,10-ra csökkenti, a kokszosodás csaknem egy nagyságrenddel, a dermedéspont pedig csökken. A hidrokrakkolás technológiai módjának megválasztásával szinte bármilyen olajból magas viszkozitási indexű alapolajfrakciókat lehet előállítani. Az olajfrakciók hidrokrakkolása során a normál alkánok hidroizomerizációs reakciói (magasabb hőmérsékleten megszilárdulva) mennek végbe, így a hidroizomerizáció csökkenti a dermedéspontot (az olajokban az izoparaffinok növekedése miatt), és szükségtelenné válik az olajok oldószeres viaszmentesítése. A kerozin-gázolaj frakciók hidroizomerizálása bifunkciós alumínium-platina katalizátorokon vagy nikkel- és volfrám-szulfidok alumínium-oxidon lehetővé teszi akár mínusz 35 ° C dermedéspontú dízel üzemanyag előállítását.

A hidrokrakkolás, amely egyesíti a reformálást és a szelektív hidrokrakkolást, amelyet szelektoformázásnak neveznek, 10-15 ponttal növeli a reformátumok vagy raffinátumok oktánszámát (az aromás szénhidrogének elválasztása után) körülbelül 360 °C hőmérsékleten, 3 MPa nyomáson és hidrogéntartalmú 1000 nm3/m3 nyersanyag gázáramlási sebessége 0,50-0,55 nm bemeneti ablakméretű zeolit ​​tartalmú katalizátoron platinacsoportba tartozó aktív fémekkel, nikkellel vagy molibdén és volfrám oxidjaival vagy szulfidjaival. A kerozin- és dízelfrakciókból a normál alkánok szelektív eltávolításával a sugárhajtású és dízel üzemanyagok dermedéspontja mínusz 50-60 °C-ra, az olajok dermedéspontja pedig 6-ról mínusz 40-50 °C-ra csökkenthető.

A hidrodearomatizálás a fő eljárás a kiváló minőségű sugárhajtómű-üzemanyagok közvetlen lepárlású (14-35%-os aréntartalommal) és másodlagos (legfeljebb 70%-os aréntartalmú) nyersanyagokból történő előállítására. A szuperszonikus repüléshez használt sugárhajtómű-üzemanyag, például a T-6, legfeljebb május 10-ig tartalmazhat. % aromás szénhidrogén. Ezért a sugárhajtómű-üzemanyag-frakciók feljavítását hidrodearomatizációs üzemmódban végzett hidrogénezéssel hajtják végre. Ha az alapanyag kevesebb, mint 0,2% kén és kevesebb, mint 0,001% nitrogén, akkor a hidrokrakkolást egy lépésben platina zeolit ​​katalizátoron végezzük 280-340 °C hőmérsékleten és 4 MPa nyomáson az eltávolítás mértékével. arének (konverziója) 75-90%-ig.

A nyersanyag magasabb kén- és nitrogéntartalma esetén a hidrokrakkolás két lépésben történik. Az újrahasznosított nyersanyagok feldolgozása szigorúbb körülmények között történik, 350-400 °C hőmérsékleten és 25-35 MPa nyomáson. A hidrokrakkolás igen költséges eljárás (nagy hidrogénfogyasztás, drága nagynyomású berendezések), de iparilag régóta széles körben alkalmazzák. Fő előnyei a folyamat technológiai rugalmassága (különböző céltermékek egy berendezésen történő előállításának lehetősége: benzin, kerozin és dízelfrakciók sokféle nyersanyagból: a nehézbenzintől a maradék olajfrakcióig); a repülőgép-üzemanyag hozama 2-3-ról 15% -ra nő az olaj esetében, és a téli dízel üzemanyag hozama - 10-15% -ról 100% -ra; a kapott termékek magas minősége a modern követelményeknek megfelelően.

A hidrogénezési eljárásokat széles körben alkalmazzák az olajfinomító és a petrolkémiai iparban. Magas oktánszámú benzin előállítására, dízel-, sugárhajtómű- és kazán-üzemanyagok, valamint kőolaj-olajok minőségének javítására használják. A hidrogénezéssel eltávolítják a ként, nitrogént, oxigénvegyületeket és fémeket az olajfrakciókból, csökkentik az aromás vegyületek tartalmát, és eltávolítják a telítetlen szénhidrogéneket más anyagokká és szénhidrogénekké alakítva. Ebben az esetben a kén, a nitrogén és az oxigén szinte teljesen hidrogéneződik, és hidrogén környezetben hidrogén-szulfiddá H2S, ammóniává NH3 és víz H20 alakul, a fémorganikus vegyületek 75-95%-ban bomlanak le szabad fém felszabadulásával, ami néha katalizátor. méreg. A hidrogénezéshez különféle katalizátorokat használnak, amelyek ellenállnak a különböző mérgek által okozott mérgezésnek. Ezek drága fémek oxidjai és szulfidjai: nikkel Ni, kobalt Co, molibdén Mo és volfrám W, A1203 alumínium-oxidon egyéb adalékokkal. A legtöbb hidrogénező kezelési eljárás alumínium-kobalt-molibdén (ACM) vagy alumínium-nikkel-molibdén (ANM) katalizátort használ. Az ANM katalizátorok tartalmazhatnak zeolit ​​adalékanyagot (G-35 típus). Ezeket a katalizátorokat általában szabálytalan hengeres granulátumok formájában gyártják, amelyek mérete 4 mm és térfogatsűrűsége 640-740 kg/m3. A reaktorok beindításakor a katalizátorokat hidrogén-szulfid és hidrogén gázkeverékkel szulfidálják (kénezési eljárás). Az ANM és alumínium-kobalt-volfrám (AKV) katalizátorokat nehéz, erősen aromás nyersanyagok, paraffinok és olajok mélyhidrogénezésére tervezték. A felületéről a koksz elégetésére szolgáló katalizátorok regenerálása 530 °C hőmérsékleten történik. A hidrokezelési eljárások általában 320-420 °C hőmérsékletre és 2,5-4,0, ritkábban 7-8 MPa nyomásra korlátozódnak. A hidrogéntartalmú gáz (HCG) fogyasztása 100-600 és 1000 nm3/m3 alapanyag között változik az alapanyag típusától, a katalizátor tökéletességétől és a folyamat paramétereitől függően.

A benzinfrakciók hidrogénezését főként a katalitikus reformálásra való előkészítésük során alkalmazzák. Hidrokezelési hőmérséklet 320-360 °C, nyomás 3-5 MPa, VSG fogyasztás 200-500 nm3/m3 alapanyag. A katalitikus és termikus krakkolás benzinfrakcióinak tisztítása során a VSG fogyasztása meghaladja a 400-600 nm3/m3 nyersanyagot.

A kerozinfrakciók hidrogénezését egy aktívabb katalizátoron, legfeljebb 7 MPa nyomáson végzik, hogy a kéntartalmat 0,1% alá, az aromás szénhidrogéneket pedig május 10-18-ig csökkentsék. %.

A frakciók több mint 80-90%-át dízelfrakciók hidrogénezésének vetik alá 350-400 °C hőmérsékleten és 3-4 MPa nyomáson 300-600 nm3/m3 nyersanyag-fogyasztás mellett AKM katalizátorokon, a kéntelenítés mértéke eléri a 85-95%-ot vagy még többet. A katalitikus és termikus krakkolás reakciótermékeiből származó dízelfrakciók cetánszámának növelése érdekében az aromás szénhidrogének egy részét aktív katalizátorokon távolítják el kb. 400 °C hőmérsékleten és 10 MPa nyomásig.

A katalitikus krakkolás, hidrokrakkolás és kokszolás (alacsony kéntartalmú koksz előállításához) nyersanyagként használt vákuumdesztillátumok (gázolajok) hidrogénezését 360-410 °C hőmérsékleten és 4-5 MPa nyomáson végzik. Ebben az esetben 90-94%-os kéntelenítés érhető el, a nitrogéntartalom 20-25%-kal, a fémek - 75-85%-kal, az arének - 10-12%-kal, a kokszolóképesség - 65-70%-kal.

Olajok és paraffinok hidrokezelése. Az alapolajok hidrogénezése fejlettebb, mint a klasszikus kénsavas tisztítás az olajok kontakt utókezelésével. Az olajok hidrokezelését AKM és ANM katalizátorokon végezzük 300-325 ° C hőmérsékleten és 4 MPa nyomáson. Az olajok hidrogénezése alumínium-molibdén katalizátoron promóterekkel lehetővé teszi a hőmérséklet 225-250 °C-ra, a nyomás 2,7-3,0 MPa-ra történő csökkentését. A paraffinok, cerezinek és petrolátumok hidrogénezését a kén, gyantaszerű vegyületek, telítetlen szénhidrogének tartalom csökkentésére, a szín és a stabilitás javítására (az olajokhoz hasonlóan) végzik. Az AKM és ANM katalizátorokat alkalmazó eljárás hasonló az olajok hidrogénezéséhez. Alumínium-króm-molibdén és nikkel-volfrám-vas szulfidált katalizátorokat is alkalmaztak.

Olajmaradékok hidrogénezése. Általában olajból nyerik május 45-55. a nagy mennyiségű kén-, nitrogén- és fémorganikus vegyületeket, gyantákat, aszfalténeket és hamut tartalmazó maradékok (fűtőolajok és kátrányok) %-a. Ahhoz, hogy ezeket a maradékokat bevonják a katalitikus feldolgozásba, az olajmaradékok tisztítása szükséges. A kőolajmaradványok hidrogénezését néha hidrogénező kéntelenítésnek nevezik, bár nemcsak a ként távolítják el, hanem a fémeket és más nemkívánatos vegyületeket is. A fűtőolaj hidrokénmentesítése 370-430 °C hőmérsékleten és 10-15 MPa nyomáson történik AKM katalizátorokon. A legfeljebb 0,3% kéntartalmú fűtőolaj hozama 97-98%. Ezzel egyidejűleg a nitrogént, a gyantákat, az aszfalténeket eltávolítják, és részlegesen feljavítják a nyersanyagokat. A kátrányok hidrogénezése összetettebb feladat, mint a fűtőolajok hidrogénezése, mivel a kátrányok jelentős fémmentesítését és aszfaltmentesítését vagy előzetesen, vagy közvetlenül a hidrogénezési kéntelenítés során kell elérni. A katalizátorokra különleges követelmények vonatkoznak, mivel a hagyományos katalizátorok gyorsan elvesztik aktivitásukat a nagy mennyiségű koksz- és fémlerakódások miatt. Ha a koksz a regeneráció során elégetik, akkor egyes fémek (nikkel, vanádium stb.) megmérgezik a katalizátorokat, és aktivitásuk általában nem áll helyre az oxidatív regeneráció során. Ezért a maradékok hidrogénező fémmentesítését meg kell előznie a hidrogénező kezelést, ami lehetővé teszi a hidrogénező katalizátorok felhasználásának 3-5-szörös csökkentését.

A rögzített ágyas hidrokrakkoló és hidrogénező reaktorokat széles körben használják, és felépítésükben nagymértékben hasonlóak a katalitikus reformáló reaktorokéhoz. A reaktor egy hengeres függőleges berendezés, amelynek átmérője 2-3-5 m, magassága 10-24, sőt 40 m Magas technológiai nyomáson a falvastagság eléri a 120-250 mm-t. Általában egyetlen rögzített katalizátorágyat használnak. De néha az exoterm hidrokrakkolási reakciók során nagy mennyiségű hő felszabadulása miatt szükségessé válik a reaktor belső terének lehűtése úgy, hogy hűtőközeget vezetnek be az egyes zónákba. Ehhez a reaktortérfogatot 2-5 zónára (szakaszra) osztják, amelyek mindegyikében van egy-egy tartórács a katalizátor öntéséhez, oldalsó szerelvények a katalizátor be- és kiürítéséhez, a gőz-gáz keverék elosztó berendezései, valamint mint szerelvények és elosztók a hűtőközeg bevezetéséhez - hideg keringető gáz a reakcióhő eltávolítására és a szükséges hőmérséklet szabályozására a reaktor magassága mentén. Az egyrészes reaktorok katalizátorrétegének magassága legfeljebb 3-5 m, a többrészes reaktorokban pedig legfeljebb 5-7 m. A nyersanyag a felső szerelvényen keresztül jut be a berendezésbe, a reakciótermékek pedig az alsó szerelvényen keresztül hagyják el a reaktort, speciális hálós csomagokon és porcelángolyókon haladva át, hogy megtartsák a katalizátort. A reaktor tetején szűrőberendezések (perforált fúvókákból és fémhálókból álló rendszer) vannak felszerelve a gőz-gáz nyersanyagból származó korróziós termékek felfogására. A nagynyomású készülékeknél (10-32 MPa) speciális követelmények támasztják a ház és a belső eszközök kialakítását.

A katalizátorok regenerálása koksz oxidatív elégetésével történik. A regenerálás sok tekintetben hasonlít a katalitikus reformáló katalizátorok regenerálására, de megvannak a maga sajátosságai is. Miután leválasztotta a reaktort a nyersanyagról, csökkentse a nyomást, és kapcsoljon át keringetésre VSG segítségével. Nehéz típusú nyersanyagok esetén mossa le a katalizátort oldószerrel, benzinnel vagy gázolajjal 200-300 °C hőmérsékleten. Ezután a VSG-t inert gázra (vízgőzre) cseréljük. Gáz-levegő regenerálás esetén a folyamat hasonló a reformáló katalizátorok regenerálásához. A gőz-levegő regenerálás során a rendszert először inert gázzal átöblítik, amíg a maradék hidrogéntartalom nem haladja meg a 0,2 térfogatot. %, majd a közömbös gázt vízgőzzel helyettesítik, és a vízgőz kondenzációját kizáró körülmények között (a kemence kimenetén 300-350 °C, nyomás a reaktorban kb. 0,3 MPa) egy csőkemence kéményébe vezetik. Ezt követően a katalizátort 370-420 °C hőmérsékletre melegítjük oly módon, hogy kokszot égetünk a keverékben, amelynek oxigénkoncentrációja legfeljebb 0,1 térfogat. % Légáramlás növelése 1,0-1,5 térfogat oxigénkoncentrációig. % a katalizátor hőmérséklete 500-520 °C-ra emelkedik (de legfeljebb 550 °C). A füstgázok CO2-koncentrációjának csökkenésének nyomon követésével döntés születik a regeneráció leállításáról, amely akkor fejeződik be, amikor a füstgázok oxigéntartalma a reaktor bemeneténél közel kerül a keverék oxigéntartalmához. A gőz-levegő regenerálás egyszerűbb, és 0,3 MPa-nál nem magasabb nyomáson történik az üzemhálózatból származó vízgőz felhasználásával. A vízgőzt levegővel keverik és egy csőkemencén keresztül a reaktorba vezetik a füstgázok a csőkemence kéményébe.

Ipari hidrogénező és hidrokrakkoló üzemek. Az 1956-1965 közötti időszak jellemző installációi. a dízel üzemanyagok hidrogénezésére kétlépcsős, 0,9 millió tonna nyersanyag/év kapacitású blokkok voltak, az L-24-6 típusú benzinfrakciók hidrogénezése külön egységekben történt, 0,3 millió tonna kapacitással; alapanyag/év. 1965-1970-ben Bevezetésre kerültek az L-24-7, LG-24-7, LCh-24-7 típusú, 1,2 millió tonna/év kapacitású, különböző desztillátumfrakciók hidrokezelő egységei. A benzinfrakciókat 0,3 és 0,6 millió tonna/év kapacitású kombinált reformáló egységek blokkjaiban tisztították. A kerozinfrakciókat korábban erre a célra felszerelt dízel üzemanyag-hidrogénező egységekben tisztították. 1970 óta széles körben bevezették a különféle típusú és rendeltetésű kibővített üzemeket - mind a J1-24-9, mind a J14-24-2000 típusú önálló, mind pedig a kombinált JlK-bu üzemek részeként (300. szakasz) 1 kapacitással. évi 2 millió tonnáig. A sugárhajtású és dízel üzemanyagok hidrogénező kezelésének technológiai sémája sok tekintetben hasonló a katalitikus reformáló egységek nyersanyagaként használt benzinfrakciók hidrogénező egységéhez.

A kazántüzelőanyagok, fűtőolajok és 68-6 típusú kátrányok hidro-kéntelenítő berendezéseit háromfázisú fluidágyas reaktorokban üzemeltetik. A létesítmény kapacitása az alapanyagtól függően 1,25 millió tonna/év kénes kátránytól 2,5 millió tonna/év kénes fűtőolajig változhat. A technológiai nyomás 15 MPa, a hőmérséklet 360-390 °C, a VSG fogyasztás 1000 nm3/m3 alapanyag. Az AKM katalizátort 0,8 mm átmérőjű és 3-4 mm magas extrudált részecskék formájában használják. A reaktorban lévő katalizátort nem regenerálják, hanem kis mennyiségben eltávolítják, és 2 naponta egyszer friss adaggal helyettesítik. A reaktortartály többrétegű, falvastagsága 250 mm, a reaktor tömege körülbelül 800 tonna.

Íme a külföldi cégek hidrokrakkolási és hidrogénező kezelési eljárásainak neve:

Az Union Oil vállalat modern hidrogénezési eljárásai: az Unicracking/DP eljárás, amely két egymás után működő hidrogénező és szelektív hidrogénező viaszmentesítő reaktort foglal magában a nyersanyagok feldolgozására - dízelfrakciók és vákuumgázolajok alacsony szilárdságú dízelüzemanyag előállításához (a dermedéspont néha mínuszra csökken). 80 °C), amely 0,002% ként, kevesebb mint 10% aromás NS-K és NS-80 katalizátort tartalmaz, 20% betáplálási konverzióval; Unikrakkolási eljárás a nyersanyagok 80%-ának részleges átalakításával – vákuumgázolajok, amelyek 0,02% ként, az NS-K előhidrogénező katalizátoron kevesebb, mint 10% aromás anyagokat tartalmaznak, valamint egy továbbfejlesztett DHC-32 zeolit ​​katalizátort. használható a benzines finomítói munkákban is a katalitikus krakkoláshoz szükséges alapanyagok előkészítésében; Unikrakkolási eljárás a nyersanyagok teljes 100%-os átalakításával - 550 °C-os végforráspontú vákuumgázolajok 0,02% ként, 4 és 9% aromás anyagokat tartalmazó, környezetbarát sugárhajtású és dízel üzemanyagok előállítására DHC-8 amorf gömbkatalizátoron ( a katalizátor működési ciklusa 2-3 év), biztosítva a kiváló minőségű desztillátumok, különösen a dízel üzemanyagok maximális hozamát; az „Unisar” eljárás 10%-os konverzióval az új AS-250 katalizátoron az aromástartalom hatékony, akár 15%-os csökkentésére sugárhajtású és dízel üzemanyagokban (hidrodearomatizálás), különösen ajánlott nehezen finomítható nyers dízel üzemanyagok előállításához. anyagok, mint például katalitikus krakkolásból és kokszolásból származó könnyű gázolajok; AN-Unibon eljárás az UOP cégtől AR-10 és AR-10/2 típusú dízel üzemanyagok hidrogénezésére és hidrogénezésére (két lépcsőben) 0,01 tömegszázalékos kéntartalomig. % és aromás 10 térfogatig. % 53 cetánszámmal 12,7 és 8,5 MPa technológiai nyomáson (két fokozat).

Az olajmaradványok újraformálására (ellenőrzött hidrofeldolgozásra) a világgyakorlatban különösen a következő eljárásokat alkalmazzák: hidrogénezés - az Union Oil Company RCD Unionfining eljárása a kén-, nitrogén-, aszfaltének, fémek tartalmának csökkentésére és a kokszolási tulajdonságok csökkentésére. maradék nyersanyagok (vákuummaradványok és aszfalt aszfaltmentesítési eljárásokban) minőségi alacsony kéntartalmú kazántüzelőanyag kinyerése, vagy a visszamaradó nyersanyagok hidrokrakkolása, kokszolása, katalitikus krakkolása során történő további feldolgozása érdekében; hidrogénezés - a Chevron RDS/VRDS eljárása célját tekintve hasonló az előző eljáráshoz, 100 °C-on legfeljebb 6000 mm2/s viszkozitású nyersanyagokat dolgoz fel, legfeljebb 0,5 g/kg fémtartalommal; nyersanyagok hidrodemetallizálása), On-the-fly katalizátorcsere technológiát alkalmaznak, amely lehetővé teszi a katalizátor reaktorból történő kiürítését és frissre cseréjét a párhuzamos reaktorok normál működése mellett, ami lehetővé teszi nagyon nehéz nyersanyagok, amelyek beépítési ideje több mint egy év; hydrovisbreaking - az "Intevep SA", "UOP", "Foster Wheeler" cégek "Aqvaconversion" eljárása jelentősen csökkenti a nehéz kazántüzelőanyagok viszkozitását (a visbreakinghez képest) magasabb nyersanyag-konverzió mellett, valamint lehetővé teszi, hogy hidrogént nyerjen vízből alapvető feltételek mellett azáltal, hogy a nyersanyagba vízzel (gőzzel) együtt két nem nemesfém alapú katalizátor összetételét viszi be; hidrokrakkolás - az „LC-Fining” eljárás az „ABB Lummus”, „Oxy Research”, „British Petroleum” cégektől kéntelenítésre, fémmentesítésre, kokszcsökkentésre, valamint atmoszférikus és vákuummaradékok átalakítására 40-es nyersanyag-átalakítással. 77%, a kéntelenítés mértéke 60-90%, a teljes fémmentesítés 50-98%, a kokszosodás 35-80%-os csökkenése, míg a reaktorban a katalizátort szuszpenzióban tartja a nyersanyag felszálló áramlása (pl. például kátrány) hidrogénnel keverve; hidrokrakkolás - a „H-Oil” eljárás (2.23. ábra) visszamaradó és nehéz nyersanyagok, például kátrány hidrogénezésére két vagy három reaktorban, szuszpendált katalizátorágyas folyamat során, a katalizátor hozzáadható és eltávolítható a reaktorból, aktivitását és konverziós kátrányfokát 30-80% között tartva; maradék nyersanyagok hidrofinomítása - A Shell Nusop eljárása az összes bunkerreaktort (a nyersanyag fémtartalmától függően egyet vagy többet) használ mozgó katalizátorágyas katalizátorral, hogy folyamatosan frissítse a reaktorokban lévő katalizátort (a teljes katalizátor 0,5-2,0%-a per perc). nap. ), ebben az esetben két fix katalizátorágyas reaktor is használható a bunkerreaktorok után, szükség esetén egy hidrokrakkoló reaktor is beépíthető a sémaba a nyersanyagok konverziójának növelésére 10-20 MPa technológiai nyomás és hőmérséklet esetén; 370-420 °C (2.24. ábra).

Az elmúlt évek legfontosabb vívmánya a kénmentes, alacsony szilárdságú sugárhajtómű- és dízel-üzemanyagok, valamint a magas indexű alapolajok gyártási technológiájában, hogy a Chevron cégek az ABB-vel közösen létrehozták az „Isocracking” elnevezésű hidrogénezési eljárásokat.

Lummus”, amelyek hidrokrakkolást végeznek 40-60% (olaj), 50-60, 70-80 vagy 100% (dízel) vákuumgázolajok 360-550 °C vagy nehéz vákuumgázolajok 420-570 °C konverziójával. C, csökkentse a kéntartalmat 0,01-0,001%-ra (dízel üzemanyag) vagy 0,005%-ra (olaj), az aromás tartalmat állítsa 1-10%-ra a katalizátor márkájától függően (amorf-zeolit ​​vagy zeolit) ICR-117, 120, 139, 209 stb., a reakciófokozatok számát (egy vagy kettő), a reaktorokban uralkodó nyomást (10 MPa-nál kisebb vagy 10 MPa-nál nagyobb), recirkulációs rendszerek alkalmazását, valamint szelektív n-hidroizomerizálást végez. paraffinok. Ez az eljárás a hidroizodeviaszos üzemmódban lehetővé teszi nehéz vákuumgázolajok feldolgozását a magas indexű kenőolajok maximális hozamával (IV = 110-130), miközben egyidejűleg alacsony szilárdságú dízel üzemanyagokat állítanak elő. Ellentétben a hidrodeparaffinizálással, amelyben az n-paraffinokat eltávolítják, ebben a folyamatban ezek hidroizomerizálódnak. Az utóbbi években a hidrokrakkolás (magas konverzió mellett) jellegzetes módosítása a nehéz polinukleáris aromás anyagok (HMA) eltávolítására szolgáló további technológiai megoldások alkalmazása az újrahasznosított folyadékból (forró elválasztás, TMA szelektív adszorpciója stb.) hidrokrakkoló rendszerek újrahasznosítással. Az üzem közben képződő TMA (11 vagy több gyűrűs aromás) kereskedelmi termékekben nem kívánatos, csökkenti a katalizátor hatásfokát, a berendezések és csővezetékek hidegebb felületein kicsapódik, megzavarja a berendezés működését.

A PJSC Orsknefteorgsintez vagy az Orsky Finomító Mihail Gutseriev ipari és pénzügyi SAFMAR csoportjának része. Az üzem az Orenburg régióban működik, régióját és a környező területeket látja el kőolajtermékekkel - motorüzemanyaggal, fűtőolajjal és bitumennel. A cégnél már több éve nagyszabású modernizáció zajlik, melynek eredményeként az üzem hosszú évekig az olajfinomító ipar vezetői között marad.

Jelenleg az Orski Finomító megkezdte az újonnan épült létesítmények közül a legjelentősebb, a Hidrokrakkoló Komplexum tesztbevezetését. Júniusra ebben a létesítményben befejeződtek az „üresjárati” építési, szerelési és üzembe helyezési munkák, valamint a „terhelés alatti” berendezések hibakeresése és beállítása. A komplexum építésébe történő teljes beruházás több mint 43 milliárd rubel lesz, a projekt finanszírozására saját és kölcsönzött forrásokat is felhasználnak.

A közeljövőben a nyersanyagokat elfogadják a telepítéshez, és megkezdődik a termékek beszerzéséhez szükséges összes folyamat hibakeresése. A tesztmód szükséges a technológiai rendszer hibakereséséhez a Hydrocracking komplexum összes létesítményében, megfelelő minőségű termékek beszerzéséhez, és többek között a licencadó Shell Global Solutions International B.V. által meghatározott garanciális mutatók megerősítéséhez. (Héj)

Az üzemmód beállítását az ONOS részlegei végzik üzembe helyező vállalkozók bevonásával és a licencadó Shell képviselőjének jelenlétében. Az ONOS fő részvényese, a ForteInvest azt tervezi, hogy ez év júliusában befejezi a tesztüzemmódot, és kereskedelmi forgalomba helyezi a létesítményt. Így az ország nehéz gazdasági helyzete ellenére a Hidrokrakkoló Komplexum a tervek szerint rendkívül rövid időn belül megépül - a projekt első munkái 2015 közepén kezdődtek, és a hidrokrakkolás körülbelül 33 hónappal azután éri el tervezési kapacitását. a projekt kezdete.

A modernizációs létesítmények üzembe helyezésével az Orski Finomító a finomítás új szintjére lép, lehetővé téve, hogy mélysége 87%-ra növekedjen. A kőolajtermékek választéka 74%-ra nő. A Modernizációs Program ezen szakaszának eredményeként megváltozik a vállalkozás termékcsaládja: a vákuumgázolaj megszűnik kereskedelmi termék, mivel hidrokrakkoló egység alapanyagává válik; Jelentősen növekedni fog a repülési kerozin és az Euro 5-ös gázolaj gyártása.

Az Orski Olajfinomító részvényesei nagy figyelmet fordítanak a vállalkozás hosszú távú fejlesztésére. A termelés 2012 óta zajló globális korszerűsítése nemcsak a vállalkozás, hanem a régió számára is nagy jelentőséggel bír, mert az üzem Orszk egyik városalakító vállalkozása. Jelenleg mintegy 2,3 ezer ember dolgozik a finomítóban - a város és a közeli falvak lakói. A termelés megújítása nagy jelentőséggel bír a város szociális szférája szempontjából - ez új munkahelyek teremtése, a termelésben részt vevő szakképzett munkaerő számának növelése, és ennek következtében a város dolgozóinak általános életszínvonalának emelése. az üzem és a város.

PJSC "Orsknefteorgsintez"‒ évi 6 millió tonna kapacitású olajfinomító. Az üzem technológiai folyamatainak összessége mintegy 30 féle különböző termék előállítását teszi lehetővé. Ide tartozik a 4. és 5. osztályú motorbenzin; RT sugárhajtómű-üzemanyag; 4. és 5. osztályú nyári és téli típusú gázolaj; út- és építőipari bitumen; fűtőolajok. 2017-ben az olajfinomítás volumene 4 millió 744 ezer tonnát tett ki.

A Hidrokrakkoló Komplexum egy hidrokrakkoló egységet, egy kéngyártó egységet granuláló és töltőegységgel, egy kémiai vízkezelő egységet, egy víz-újrahasznosító egységet és 2. számú nitrogénállomást tartalmaz. A vákuumgázolaj hidrokrakkoló komplexum építése 2015-ben kezdődött, üzembe helyezését 2018 nyarán tervezik.

A hidrokrakkolás egy katalitikus eljárás kőolajpárlatok és -maradványok feldolgozására mérsékelt hőmérsékleten és magas hidrogénnyomáson hidrogénező és savas tulajdonságokkal rendelkező polifunkciós katalizátorokon (és szelektív hidrokrakkolás és szitahatás folyamatai).

A hidrokrakkolás lehetővé teszi a kiváló minőségű kőolajtermékek (cseppfolyósított gázok C 3 -C 4, benzin, sugárhajtású és dízel üzemanyagok, olajkomponensek) nagy hozamú előállítását szinte bármilyen kőolaj alapanyagból megfelelő katalizátorok és technológiai feltételek, ill. az egyik költséghatékony, rugalmas és az olajfinomítást elmélyítő eljárás.

1. Vákuumos gázolaj könnyű hidrokrakkolása

A dízel üzemanyag iránti kereslet külföldön a motorbenzinhez viszonyított felgyorsult növekedésével összefüggésben 1980 óta megkezdődött a vákuumdesztillátumok könnyű hidrokrakkoló egységeinek (LHC) ipari megvalósítása, amely lehetővé teszi jelentős mennyiségű benzin előállítását. gázolaj egyidejűleg alacsony kéntartalmú nyersanyagokkal katalitikus krakkoláshoz. A JIGC-eljárások bevezetése először a korábban működő katalitikus krakkolási nyersanyagok hidro-kéntelenítő telepeinek rekonstrukciójával, majd speciálisan tervezett új üzemek építésével valósult meg.

Az LGK-eljárás hazai technológiáját az NP Össz-Oroszországi Tudományos Kutatóintézetében fejlesztették ki az 1970-es évek elején, de ipari megvalósítást még nem kapott.

Az LHA eljárás előnyei a hidrogénezéssel szemben:

Nagy technológiai rugalmasság, amely lehetővé teszi a dízel üzemanyag: benzin arány könnyű megváltoztatását (beállítását) a dízelüzemanyag: benzin arányának egyszerű megváltoztatását (beállítását) a maximális dízelüzemanyaggá alakítás vagy a mély kéntelenítés módban a maximális mennyiségű katalitikus krakkoló nyersanyag elérése érdekében ;

Az LGK gázolaj gyártása miatt a katalitikus krakkoló egység kapacitása ennek megfelelően tehermentesül, ami lehetővé teszi más nyersanyagforrások bevonását a feldolgozásba.

A 350...500 °C-os vákuumgázolaj hazai egylépcsős LGC eljárását ANMC katalizátoron hajtják végre 8 MPa nyomáson, 420...450 °C hőmérsékleten, a nyersanyag térfogatáramával. 1,0...1,5 h -1 anyagú és körülbelül 1200 m 3 /m 3 VSG cirkulációs arány.

Magas fémtartalmú nyersanyagok feldolgozásakor az LGK-eljárást egy vagy két lépcsőben, többrétegű reaktorban hajtják végre háromféle katalizátor felhasználásával: széles pórusú hidrodemetallizáláshoz (T-13), magas hidrogén-kéntelenítési aktivitással (GO- 116) és zeolit ​​tartalmú hidrokrakkoláshoz (GK-35 ). A vákuumgázolaj LGC eljárásában akár 60%-os nyári gázolaj nyerhető 0,1%-os kéntartalommal és 15 °C dermedésponttal (8.20. táblázat).

Az egylépcsős LGK folyamat hátránya a rövid munkaciklus (3...4 hónap). A folyamat következő változata, amelyet az NP Össz-Oroszországi Tudományos Kutatóintézetében fejlesztettek ki, egy kétlépcsős LGK, 11 hónapos inter-regenerációs ciklussal. - G-43-107u típusú katalitikus krakkoló egységgel kombinálva ajánlott.

Vákuumos desztillátum hidrokrakkolása 15 MPa-on

A hidrokrakkolás egy hatékony és rendkívül rugalmas katalitikus eljárás, amely átfogó megoldást tesz lehetővé a vákuumdesztillátumok (GVD) mélyfeldolgozási problémájára a motor-üzemanyagok széles választékának előállításával a modern követelményeknek és bizonyos tüzelőanyagokra vonatkozó igényeknek megfelelően.

Egylépcsős vákuumdesztillátum hidrokrakkolási eljárás többrétegű (legfeljebb ötrétegű) reaktorban hajtják végre, többféle katalizátorral. Annak biztosítására, hogy az egyes rétegekben a hőmérsékleti gradiens ne haladja meg a 25 °C-ot, az egyes katalizátorrétegek között hűtő VSG (Quenching) van kialakítva, és kontaktelosztó eszközöket szerelnek fel, amelyek biztosítják a hő- és tömegátadást a gáz és a reagáló áramlás között, valamint az egyenletességet. a gáz-folyadék áramlás eloszlása ​​a katalizátorrétegen. A reaktor felső része áramlási kinetikus energiaelnyelőkkel, hálós dobozokkal és szűrőkkel van felszerelve a korróziós termékek rögzítésére.

ábrán. A 8.15. ábra a 68-2k-os vákuumdesztillátum egyfokozatú hidrokrakkoló egység két párhuzamos működési szakaszának egyikének sematikus folyamatábráját mutatja (1 millió tonna/év kapacitással a dízel változatnál vagy 0,63 millió tonna/év kapacitással kerozin).

A nyersanyagokat (350...500 °C) és az újrahasznosított hidrokrakkolási maradékot VSG-vel keverik, először hőcserélőben, majd kemencében hevítik. P-1 a reakcióhőmérsékletre és betápláljuk a reaktorokba R-1 (R-2 stb.). A reakcióelegyet nyersanyag-hőcserélőkben, majd léghűtőben lehűtik és 45...55°C hőmérsékleten nagynyomású szeparátorba juttatják. S-1, ahol VSG-vé való szétválás és instabil hidrogénezés történik. VSG az abszorberben lévő H 2 S-től való tisztítás után K-4 a kompresszort keringtetésre szállítják.

Az instabil hidrogént egy nyomáscsökkentő szelepen keresztül egy alacsony nyomású leválasztóba juttatják S-2 ahol a szénhidrogéngázok egy részét leválasztják, és a folyadékáramot hőcserélőkön keresztül a stabilizáló oszlopba vezetik K-1 szénhidrogén gázok és könnyűbenzin desztillálására.

A stabil hidrogenátot egy atmoszférikus oszlopban tovább választják K-2 nehézbenzinhez, dízel üzemanyaghoz (csupaszító oszlopon keresztül K-3) és 360 °C feletti frakciója, amelynek egy része újrahasznosítható, a fennmaradó mennyiség pedig pirolízis alapanyaga, kenőolajok alapanyaga stb.

táblázatban A 8.21 az egy- és kétlépcsős HCVD anyagmérlegét mutatja hidrokrakkolási maradék recirkulációval (folyamat üzemmód: nyomás 15 MPa, hőmérséklet 405...410 °C, nyersanyag térfogatáram 0,7 h -1, VSG keringési sebessége 1500 m 3 /m 3 ).

A hidrokrakkolási eljárások hátránya a nagy fémfelhasználás, a magas tőke- és üzemeltetési költség, valamint a hidrogénberendezés és magának a hidrogénnek a költsége.

Inkább megszakad a dolgok összefüggése Shakespeare Macbethjében

A hidrokrakkolás egy későbbi generációs eljárás, mint a katalitikus krakkolás és a katalitikus reformálás, így hatékonyabban látja el ugyanazokat a feladatokat, mint ez a két folyamat. A hidrokrakkolás növelheti a benzinkomponensek hozamát, általában nyersanyagok, például gázolaj átalakításával. A benzinkomponensek ily módon elért minősége elérhetetlen, ha a gázolajat újra átvezetik a krakkolási folyamaton, amelyben azt nyerték. A hidrokrakkolás lehetővé teszi a nehéz gázolaj könnyű desztillátummá (repülőgép és dízel üzemanyag) történő átalakítását is. És ami talán a legfontosabb, a hidrokrakkolás során nem keletkeznek nehéz, nem desztillálható maradékok (koksz, szurok vagy fenék), hanem csak könnyű forráspontú frakciók.

Technológiai folyamat

A hidrokrakkolás szó magyarázata nagyon egyszerű. Ez katalitikus krakkolás hidrogén jelenlétében. A hidrogén, a katalizátor és a megfelelő eljárási mód kombinációja lehetővé teszi a gyenge minőségű könnyű gázolaj krakkolását, amely más krakkoló üzemekben keletkezik, és esetenként dízel üzemanyag komponenseként is felhasználják. A hidrokrakkoló egység kiváló minőségű benzint állít elő.

Gondolja át egy pillanatra, milyen előnyös lehet a hidrokrakkolási folyamat. Legfontosabb előnye, hogy a finomítói kapacitást nagy mennyiségű benzin előállításáról (amikor a hidrokrakkoló működik) nagy mennyiségű dízel üzemanyag előállítására (kikapcsolt állapotban) tudja átállítani.

A hidrokrakkolásnál nagyrészt alkalmazható egy sportedző közismert tréfája, aki játékosának az ellenfél csapatába kerüléséről lekicsinylően nyilatkozik: „Szerintem ezzel mindkét csapatot megerősíti”. A hidrokrakkolás javítja a benzinkomponensek és a párlat minőségét. A desztillátum komponensek közül a legrosszabbat fogyasztja, és átlagon felüli minőségű benzinkomponenst állít elő.

Egy másik észrevétel, hogy a hidrokrakkolási eljárás jelentős mennyiségű izobutánt termel, ami hasznos az alkilezési folyamatban a nyersanyag mennyiségének szabályozására.

Manapság körülbelül tíz különböző típusú hidrokrakkolót használnak, de mindegyik nagyon hasonlít a következő részben ismertetett tipikus kialakításhoz.

A hidrokrakkoló katalizátorok szerencsére kevésbé értékesek és drágábbak, mint a katalizátorok. Ezek jellemzően kobaltot, molibdént vagy nikkelt tartalmazó kénvegyületek (CoS, MoS2, NiS) és alumínium-oxid. (Valószínűleg már régóta gondolkodik azon, hogy miért van szükség ezekre a fémekre általában.) A katalitikus krakkolástól eltérően, de csakúgy, mint a katalitikus reformálásnál, a katalizátor fix ágy formájában helyezkedik el. A katalitikus reformáláshoz hasonlóan a hidrokrakkolást is leggyakrabban két reaktorban végzik, amint az az ábrán látható.

A nyersanyagot 290-400 °C-ra (550-750 °F) melegített hidrogénnel keverjük össze, és 1200-2000 psi (84-140 atm) nyomás alá helyezzük, és az első reaktorba küldjük. A katalizátorágyon való áthaladás során a nyersanyag körülbelül 40-50%-a megreped.

A benzinhez hasonló forráspontú termékek (legfeljebb 200°C (400°F) forráspont).

A katalizátor és a hidrogén többféleképpen kiegészíti egymást. Először is, a katalizátoron repedés lép fel. A repedés folytatódásához hőre van szükség, vagyis endoterm folyamatról van szó. Ugyanakkor a hidrogén reakcióba lép a repedés során képződő molekulákkal, telíti azokat és hőt termel. Más szavakkal, ez a hidrogénezésnek nevezett reakció exoterm. Így a hidrogén biztosítja a repedéshez szükséges hőt.

Egy másik szempont, amelyben kiegészítik egymást, az izoparaffinok képződése. A krakkolás olefineket termel, amelyek egymással kombinálva normál paraffinokat képezhetnek. A hidrogénezés következtében a kettős kötések gyorsan telítődnek, gyakran izoparaffinokat termelnek, és így megakadályozzák a nem kívánt molekulák újratermelődését (az izoparaffinok oktánszáma magasabb, mint a normál paraffinoknál).

Amikor a szénhidrogén keverék elhagyja az első reaktort, lehűtik, cseppfolyósítják, és egy szeparátoron engedik át a hidrogén elválasztására. A hidrogént ismét összekeverik a nyersanyaggal, és a folyamatba küldik, a folyadékot pedig desztillációra küldik. Az első reaktorban keletkezett termékeket desztillációs oszlopon választják szét, és attól függően, hogy ennek eredményeként mire van szükség (benzinkomponensek, repülőgép-üzemanyag vagy gázolaj), egy részüket szétválasztják. A kerozin frakció oldaláramként leválasztható, vagy gázolajjal együtt desztillációs maradékként hagyható.

A desztillációs maradékot ismét hidrogénárammal keverjük, és a második reaktorba helyezzük. Mivel ezt az anyagot már az első reaktorban hidrogénezésnek, krakkolásnak és reformálásnak vetették alá, a második reaktorban a folyamat szigorúbb módon (magasabb hőmérséklet és nyomás) megy végbe. Az első lépés termékeihez hasonlóan a második reaktorból kilépő keveréket is elválasztják a hidrogéntől és frakcionálásra küldik.

Képzeljük el, hogy egy 2000 psi (140 atm) nyomáson és 400°C-on milyen berendezések szükségesek Az acélreaktor falainak vastagsága néha eléri a cm-t. Mivel a teljes folyamat endoterm, a hőmérséklet gyors emelkedése és a repedési sebesség veszélyes növekedése lehetséges. Ennek elkerülése érdekében a legtöbb hidrokrakkoló beépített eszközökkel rendelkezik a reakció gyors leállítására.

Termékek és kimenetek. A hidrokrakkolási eljárás másik figyelemre méltó tulajdonsága a termék térfogatának 25%-os növekedése. A krakkolás és a hidrogénezés kombinációja olyan termékeket eredményez, amelyek relatív sűrűsége lényegesen kisebb, mint a nyersanyag sűrűsége. Az alábbiakban a hidrokrakkoló termékek hozamainak tipikus megoszlása ​​látható, amikor egy kokszolóegységből származó gázolajat és egy katalitikus krakkolóegységből származó könnyű frakciókat használnak alapanyagként. A hidrokrakkoló termékek két fő frakció, amelyeket benzinkomponensként használnak.

Térfogattörtek

Kokszológázolaj 0,60 Könnyű frakciók növényből kat. reccsenés 0.40

Termékek:

izobután 0,02

N-bután 0,08

Könnyű hidrokrakkoló termék 0,21

Nehéz hidrokrakkoló termék 0,73

Kerozinfrakciók 0,17

A táblázat nem jelzi a szükséges hidrogénmennyiséget, amelyet szabvány köbláb/hordó takarmányban mérnek. A szokásos fogyasztás 2500 st. Nehéz hidrokrakkoló termék -

Ez a benzin, amely számos aromás prekurzort tartalmaz (vagyis olyan vegyületeket, amelyek könnyen aromás vegyületekké alakulnak). Ezt a terméket gyakran egy reformerhez küldik frissítés céljából. A kerozinfrakciók jó sugárhajtómű-üzemanyag vagy desztillált (dízel) üzemanyag alapanyaga, mivel kevés aromás anyagot tartalmaznak (a kettős kötések hidrogénnel való telítése következtében). A témával kapcsolatos részletesebb információkat a XIII. „Desztillátum-üzemanyagok” és a XIV. „Kőolaj-bitumen és maradékanyagok” fejezet tartalmazza

A maradék hidrokrakkolása. Számos hidrokrakkoló modell létezik, amelyeket kifejezetten a maradék vagy vákuumdesztillációs maradék feldolgozására terveztek. Legtöbbjük hidrogénezőként működik, a XV. fejezetben leírtak szerint. A kibocsátás több mint 90%-a maradék (kazán) tüzelőanyag. Ennek az eljárásnak a célja a kén eltávolítása a kéntartalmú vegyületek hidrogénnel való katalitikus reakciója során, így hidrogén-szulfid képződik, így a 4%-nál nem nagyobb kéntartalmú maradék nehéz folyékony tüzelőanyaggá alakítható kevesebb, mint 0,3% kén.

Összegzés. Most, hogy integrálni tudjuk a hidrokrakkoló berendezéseket az általános olajfinomítási rendszerbe, egyértelművé válik az összehangolt műveletek szükségessége. Egyrészt a hidrokrakkoló a központi pont, mivel segít egyensúlyt teremteni a benzin, a gázolaj és a repülőgép-üzemanyag mennyisége között. Másrészt a katalitikus krakkoló és kokszoló egységek előtolási sebessége és működési módja nem kevésbé fontos. Ezenkívül a hidrokrakkoló termékek forgalmazásának tervezésekor figyelembe kell venni az alkilezést és a reformálást is.

FELADATOK

Elemezze a hidrokrakkolás, a katalitikus krakkolás és a termikus krakkolás közötti különbségeket a nyersanyagok, a folyamat hajtóerői és a termékösszetétel szempontjából.

Hogyan egészíti ki egymást a hidrokrakkolás és a katalitikus krakkolás? Reformálás és hidrokrakkolás?

Rajzoljon folyamatábrát egy hidrokrakkoló egységet tartalmazó olajfinomítóról.