Гидрокрекинг

Гидрокрекинг - часть 1

Увеличение в общем балансе нефтей доли сернистых и высокосернистых привело к широкому и быстрому развитию гидрогенизационных процессов. Среди них наибольшее распространение получила гидроочистка светлых нефтепродуктов. В меньшем объеме осуществлена гидроочистка сырья каталитического крекинга и гидро-обессеривание остатков с целью получения малосернистого котельного топлива.

При неглубокой гидроочистке сырья более или менее полно удаляются сернистые соединения, непредельные углеводороды гидрируются. При глубокой гидроочистке происходит также частичное гидрирование ароматических углеводородов до нафтеновых: полициклические ароматические и нафтеновые углеводороды превращаются в углеводороды того же ряда с меньшим числом колец. Причем даже при неглубокой гидроочистке, осуществляемой при 3—5 МПа, наблюдается образование углеводородного газа и фракций, выкипающих ниже начала кипения сырья, т. е. продуктов гидрокрекинга. —

Под промышленным процессом гидрокрекинга подразумевается глубокое каталитическое превращение нефтяного сырья при высоком парциальном давлении водорода. Гидрокрекингу подвергают в основном тяжелые виды сернистого сырья, газойли, деасфальти-заты гудронов и нефтяные остатки. Целью процесса является па-лучение светлых нефтепродуктов. В зависимости от расхода водорода процесс может быть направлен на максимальный выход бензина, реактивного топлива или дизельных фракций. В значительно меньших масштабах используют гидрокрекинг для переработки бензинов с целью получения фракций легких изопарафинов

(изо-С5, изо-С6) или газообразных углеводородов (пропана, бутана)

В отличие от термического и каталитического крекинга при гидрокрекинге, осуществляемом при высоких давлениях, образуются только продукты распада, а реакции уплотнения подавляются воздействием водорода. Насыщаются водородом и содержащиеся в сырье коксообразующие компоненты: асфальтены, смолы, поли-циклические ароматические углеводороды. При глубоком превращении сырья протекают реакции расщепления, изомеризации, алкилирования и др. Образующиеся при распаде парафинов олефины изомеризуются с последующим насыщением водородом до изопарафинов. Преимущественное образование легких изопарафинов благоприятно влияет на состав головных фракций бензинов гидрокре-кинга.

Ввиду того что гидрокрекингу обычно подвергают тяжелое сырье, содержащее сернистые, азотистые, а также металлорганиче-ские соединения, на I ступени процесса используют стойкие к отравлению серой катализаторы — алюмокобальтмолибденовые или алюмоникельмолибденовые. Освобожденное от катализаторных ядов сырье поступает на II ступень гидрокрекинга, где применяют активные гидрирующие и расщепляющие катализаторы, содержащие металлы VII и VIII групп, на активном оксидноалюминиевом носителе или цеолите.

Температуры гидрокрекинга более высокие, чем при гидро-очистке; 370—450°С. Поскольку повышение температуры препятствует реакциям насыщения водородом непредельных и полицик-лических ароматических углеводородов, необходимо использовать высокое давление— 15—20 МПа. Процесс проводят с циркуляцией

водородсодержащего газа.

Гидрокрекинг протекает с суммарным экзотермическим эффектом, зависящим от глубины превращения. Так, при гидрокрекинге вакуумного газойля фракция 350—500 °С сернистой парафинистой нефти при глубине превращения 91,7%* теплота реакции составляет 396 кДж/кг, а при глубине превращения 20%—всего 45 кДж/кг [14]. Для поддержания заданного температурного режима выделяющееся тепло полностью или частично отводится из реакционной зоны подачей части циркуляционного газа, минуя нагревательную печь.

Расход водорода определяется заданным ассортиментом получаемых продуктов и, естественно, содержанием водорода в средней молекуле исходного сырья. Таким образом, в отличие от термического и каталитического крекинга, где ресурсы водорода определяются элементным составом средней молекулы сырья и водород перераспределяется только между более легкими и более тяжелыми, чем сырье, продуктами, гидрокрекинг значительно более гибок.

* Считая за глубину превращения суммарный выход газа и фракций, вы кипающих до 350 °С.

В табл. 8 представлены результаты гидрокрекинга одного и того же сернистого вакуумного газойля по трем вариантам: на максимальный выход бензина, реактивного топлива и дизельного топлива. При бензиновом варианте выход бензина от С5 до 180 °С составил 51% (масс.); он может быть еще увелич£Н при условии применения рециркуляции тяжелого газойля и дизельного топлива.

Обычно потребность в водороде для установок гидроочистки удовлетворяется водородом, получаемым в качестве побочного продукта с установок каталитического риформинга, особенно если последние работают на жестком режиме, при котором выход водорода достигает 2% (масс.) на сырье. При глубокой переработке нефти с включением в поточную схему завода установки каталитического крекинга баланс водорода становится напряженным, поскольку в продуктах крекинга содержатся непредельные углеводороды (требуется повышенный расход водорода). Наконец, при наличии гидрокрекинга необходима организация производства водорода, так как водорода риформинга недостаточно. Поэтому расход водорода при гидрокрекинге и связанная с этим глубина процесса существенно влияют на экономические показатели завода в целом.

Рис. 23. Приципиальная схема двухступенчатого гидрокрекинга дистиллятного сырья:

содержание .. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ..