Каталитический риформинг, гидрокрекинг.

Установки каталитического риформинга являются в настоящее время почти обязательным звеном нефтеперерабатывающего завода. Назначение этого процесса — получение высокоароматизированных бензиновых дистиллятов, которые используются в качестве высоко­октанового компонента или для выделения из них индивидуальных ароматических углеводородов: бензола, толуола, ксилолов.

Сырьем для каталитического риформинга служат бензиновые или лигроиновые фракции прямой перегонки нефти и в меньшей степени дистилляты вторичного происхождения: бензины коксо­вания, термического крекинга, гидрокрекинга и др. Поскольку выход этих фракций на нефть относительно невелик (обычно не пре­вышает 15—20%), общий объем сырья, перерабатываемого на уста­новках риформинга, а также мощность отдельных установок не столь велики, как при каталитическом крекинге. Однако удельный объем каталитического риформинга в долях от перерабатываемой нефти в настоящее время весьма значителен.

Большое значение придается развитию процесса каталитиче­ского риформинга.Это вызвано, в первую оче­редь, низкими октановыми числами бензинов прямой перегонки, получаемых из нефтей наиболее крупных месторождений.

Такие низкие октановые числа позволяют отбирать в качестве компонента автомобильного бензина только легкую головку бензи­новой фракции, а остальная его часть нуждается в облагораживании. Вторым стимулом к развитию каталитического риформинга является потребность химической промышленности в моноцикличе­ских ароматических углеводородах — бензоле, толуоле, ксилолах, этилбензоле. Роль нефтеперерабатывающей промышленности в про­изводстве этих ароматических углеводородов из года в год возра­стает.

Процесс гидрокрекинга в его современных модификациях суще­ствует сравнительно недавно. Первая опытная установка неболь­шой мощности (около 150 т/сутки)была введена в эксплуатацию в 1959 г. Развитию процесса способствовало возрастание ресурсов низкокачественного сернистого сырья и интенсивное развитие ката­литического риформинга, предоставившего нефтеперерабатывающим заводам источники водорода. Значительная гибкость гидрокрекинга позволяет направлять его как на получение максимального выхода бензина, так и на преимущественный выход средних и тяжелых дистиллятов.

По характеру перерабатываемого сырья процессы гидрокрекинга могут быть разбиты на две группы:

1) пригодные для переработки остатков;

2) предназначенные только для переработки дистиллятов.

Процессы первой группы представляют наибольший интерес, так как удельный объем тяжелых сернистых остатков, получаемых на заводах, непрерывно возрастает, но эти процессы более сложны.

По способу промышленного осуществления процессы гидрокре­кинга можно разделить на одно- и двухступенчатые, проводимые в аппаратах со стационарным и кипящим слоем катализатора. При переработке остатков методом гидрокрекинга используется либо катализатор типа алюмо-кобальт-молибденового (процесс ПНХС АН СССР; зарубежный процесс гидроойл), либо ката­лизаторы, применявшиеся на старых установках деструктивной гидрогенизации (процесс Варга). Основная трудность гидрокрекинга остаточного сырья — высокое содержание в нем асфальтенов, серы, азота и металлов, которые быстро дезактивируют катализатор. Для разрешения этой трудности в процессе, разработанном в Инсти­туте нефтехимического синтеза АН СССР, и в процессе гидроойл используется кипящий слой катализатора, что позволяет непрерывно обновлять состав последнего. В процессе Варга использована старая двухступенчатая схема деструктивной гидрогенизации, в которой предварительное облагораживание сырья достигается на дешевом, содержащем железо катализаторе, не подвергающемся регенерации.

Применительно к переработке остаточного сырья речь может идти или об относительно жестком гидрокрекинге, когда целе­выми продуктами процесса являются светлые—бензин и дизельное топливо, или же о мягкой форме процесса, цель которого — полу­чение малосернистого котельного топлива. В последнем случае суммарный выход газа и бензина не более 3—4 мае. % на сырье. Это котельное топливо можно получать с заранее заданным, допу­стимым для потребителя содержанием серы (1—1,5%). Расход водо­рода при этом невелик — он не превышает десятых долей процента на сырье. При обессеривании более чем на 70—75% расход водорода резко возрастает. Так, при обессеривании мазута арабской нефти с содержанием серы 3,0% на 40% (т. е. до 1,8% серы) расход водо­рода составляет всего 0,3%, а при углублении обессеривания до 70% (т. е. до 0,9% серы) он возрастает до 0,76% *.

Вторая группа процессов предназначена для гидрокрекинга, более благородного по составу сырья — легких и тяжелых газойлей пря­мой гонки, коксования, каталитического крекинга. Эти процессы проводят на более активных бифункциональных платиновых катали­заторах, однако обычно осуществляют предварительное обессеривание сырья. К числу процессов второй группы относятся, например, зарубежные системы гидрокрекинга, получившие название «изомакс», «юникрекинг», «изокрекинг».