Каталитический крекинг

Каталитический крекинг на алюмосиликатных катализаторах – наиболее распространенный в нефтеперерабатывающей промышленности каталитический процесс, занимающий среди процессов переработки нефти по объему перерабатываемого сырья второе место после первичной перегонки. Основная цель процесса — получение высокооктанового бензина из сырья, выкипающего в пределах 200–500°С (чаще 300–500 °С). От термического он отличается применением катализаторов, в присутствии которых процессы деструкции идут в направлении образования изомерных, наиболее ценных для бензинов углеводородов. Процесс протекает при давлении 0,06–0,14 МПа и температуре 450–500°С. В качестве катализатора используют природные алюмосиликаты или синтетические цеолитсодержащие катализаторы. Каталитический крекинг проходит по катионному цепному механизму на поверхнос ти катализатора.

В результате каталитического крекинга получаются продукты, в которых содержание изоалканов и ароматических углеводородов достигает 55 %, цикланов 20–25 %; алкены и алкадиены, характерные для продуктов термического крекинга и являющиеся основной причиной их низкого качества, составляют всего 5–9 %. Общий выход бензиновых фракций достигает 50 % и более. Целевым продуктом каталитического крекинга является бензин высокой детонационной стойкости (октановое число от 87 до 91 по исследовательскому методу). Недос татки процесса: 1) постоянное загрязнение катализатора смолистыми отложениями, требующее пос тоянной регенерации катализатора; 2) образование алкенов, понижающих химическую стабильность продуктов.

Гидрокрекинг

Гидрокрекинг – каталитический процесс деструктивной переработки нефтяного сырья под давлением водорода и при высокой температуре. Он заключается в расщеплении компонентов сырья с одновременным гидрированием образовавшихся осколков. Сырьем гидрокрекинга обычно служат тяжелые нефтяные фракции (350–500°С) и остаточные фракции – мазут, гудрон. В качестве катализаторов для гидрирования используют платину, никель, кобальт, а также сульфиды вольфрама и молибдена. В качестве катализатора для крекинга и изомеризации применяют синтетические алюмосиликаты. Загрязнения катализатора не происходит, т. к. вследствие присутс твия избыточного количества водорода полимеризация с образованием смол не происходит.

Гидрокрекинг осуществляют при температуре 300–425°С и давлении 7–20 МПа. Массу исходного сырья вместе с катализатором пропускают через реактор, в который под давлением подается водород. В результате первой стадии процесса при температуре 420°С, катализатор Al–Co–Mo, получается обычно широкая фракция с концом кипения 300—350 °С. Этот продукт подвергается дальнейшей обработке, при которой температуру снижают до 320—425 °С, давление водорода поддерживают на уровне 15 МПа, катализатор Ni или Pt.

Каталитический риформинг

Риформинг в нефтеперерабатывающей промышленности используется для повышения октанового числа бензиновых фракций и для получения аренов. Если в качестве катализатора используют платину, то риформинг называют платформингом.

Сырьем для риформинга являются бензиновые фракции (85–180°С) первичной перегонки нефти. Каталитический риформинг осуществляют при температуре 470–530 °С и давлении 2–4 МПа в среде водородсодержащего газа.

При реформинге алканы подвергаются изомеризации, дегидроциклизации и гидрокрекингу. Механизм окончательно не ясен, считается, что на катализаторе реакция протекает по схеме: алкан→циклоалкан→арен. Риформинг осуществляется на двухфункциональных катализаторах, сочетающих гидрирование и дегидрирование: платиновые (платина нанесена на оксид алюминия) или полиметаллические, где кроме платины содержатся еще рений, иридий, свинец, германий.

Бензин каталитического реформинга содержит 50–60% аренов, 30% алканов, 10–15% циклоалканов. Бензин каталитического реформинга из-за высокого содержания аренов, приводит к повышенному нагарообразованию и не может использоватся в качестве топлива в чистом виде, но используется для выделения индивидуальных аренов, используемых в органическом синтезе.