Каталитический крекинг

Назначение– получение дополнительных количеств светлых нефтепродуктов – высокооктанового бензина и дизельного топлива – разложением тяжелых нефтяных фракций в присутствии катализатора.

Сырье и продукция. В качестве сырья чаще всего используется вакуумный дистиллят, получаемый при первичной перегонке нефти, а также газойли коксования, термического крекинга и гидрокрекинга.

Продукция установки каталитического крекинга:

- углеводородный газ – содержит 80-90% предельных и непредельных углеводородов С₃-С₄, направляется для разделения на газофракционирующие установки;

- бензиновая фракция (н.к.-195⁰С) – используется как компонент автомобильного и авиационного бензина. Характеристика: плотность = 0,720 ¸ 0,770, октановое число 87-93 (исследовательский метод), содержание углеводородов, % масс.: ароматические – 20-30, непредельные – 8-15, нафтеновые – 7-15, парафиновые 45-50;

- легкий газойль (фракция 195-280⁰С) – применяется как компонент дизельного и газотурбинного топлива; характеристика: плотность = 0,880 ¸ 0,930, температура застывания от –55⁰С до –65⁰С, цетановое число 40-45, иодное число 7-9;

- фракция 280-420⁰С – используется при получении сырья для производства технического углерода; характеристика: плотность = 0,960 ¸ 0,990, температура застывания от 0⁰С до 5⁰С, коксуемость – ниже 0,1%, йодное число 3-5;

- тяжелый газойль (фракция выше 420⁰С) – используется как компонент котельного топлива; характеристика: плотность = 1,040 ¸ 1,070; температура застывания от 20⁰С до 25⁰С, коксуемость – 7-9%.

Риформинг

Назначение –получение высокооктанового компонента автомобильных бензинов, ароматизированного концентрата для производства индивидуальных ароматических углеводородов, а также технического водорода.

Сырье и продукция. В качестве сырья риформинга используются прямогонные бензиновые фракции, бензины гидрокрекинга и термического крекинга. При получении высокооктанового компонента автомобильного бензина используются широкие фракции, выкипающие в пределах от 60-90⁰С до 180⁰С; при получении бензола, толуола, ксилолов – узкие фракции, выкипающие соответственно в интервалах 62-85⁰С, 85-105⁰С, 105-140⁰С. Для предотвращения дезактивации катализатора в сырье ограничивается содержание серы (не более 0,00005% в зависимости от типа катализатора) и азота (не более 0,0001%).

Продукция:

- углеводородный газ – содержит в основном метан и этан, служит топливом нефтезаводских печей;

- головка стабилизации (углеводороды С₃-С₄ и С₃-С₅) – применяется как бытовой газ или сырье газофракционирующих установок;

- катализат – используется в качестве компонента автомобильных бензинов или сырья установок экстракции ароматических углеводородов; ниже приводится характеристика катализаторов, полученных риформированием фракций 62-105⁰С (I), 62-140⁰С (II), 85-180⁰С (III) в жестком режиме

Название	I	II	III
Плотность Октановое число (исследовательский метод) Содержание углеводородов, % масс.: ароматических парафиновых и нафтеновых непредельных	0,729   39,4 60,1 0,5	0,770   49,3 49,6 1,1	0,796   65,5 33,7 0,8

- водородосодержащий газ – содержит 75-98% об. водорода, используется в процессе гидроочистки, гидрокрекинга, изомеризации, гидродеалкилирования.

Катализаторы. Катализаторы риформинга относятся к классу окисно-металлических катализаторов, приготовленных нанесением небольшого количества металла на огнеупорный носитель. Современные катализаторы – полиметаллические, представляют собой оксид алюминия, промотированный хлором, с равномерно распределенными по всему объему платиной и металлическими промоторами (рений, кадмий).

Технологическая схема. Установки каталитического риформинга подразделяются по способу осуществления окислительной регенерации катализатора на:

- установки со стационарным слоем, где регенерация проводится 1-2 раза в год и связана с остановкой производства;

- установки с движущимся слоем катализатора, где регенерация проводится в специальном аппарате.

Большинство российских установок относится к первой группе.

Сырьем для каталитического крекинга являются вакуумный газойль, а также продукты термического крекинга и коксования мазутов и гудронов. Получаемые продукты – газ, бензин, кокс, легкий и тяжелый газойли.

Гидрогенизация

Гидрогенизационными называются процессы переработки газой­лей, мазутов, гудронов и других продуктов в присутствии водорода, вводимого в систему извне. Гидрогенизационные процессы протекают в присутствии катализаторов при температуре 260 - 430°С и давлении 2 - 32 МПа. В этих условиях введенный извне водород присоединяется к ра­зорванным длинно-цепочным молекулам, образуя большое количество легких углеводородов, соответственно количество кокса на выходе умень­шается.

Таким образом, применение гидрогенизационных процессов по­зволяет углубить переработку нефти, обеспечив увеличение выхода светлых нефтепродуктов.

К гидрогенизационным относятся следующие процессы:

1) деструктивная гидрогенизация;

2) гидрокрекинг;

3) недеструктивная гидрогенизация;

4) деалкилирование.

Данные процессы требуют больших капиталовложений и резко увеличивают эксплуатационные расходы, что ухудшает технико-эконо­мические показатели заводов. Затраты тем больше, чем выше давление, применяемое в процессе, чем более тяжелым по плотности и фракцион­ному составу является сырье и чем больше в нем серы.