5.1. Характеристика сировини каталітичного крекінгу

Каталітичний крекінг на алюмосилікатних каталізаторах – найбільш поширений у нафтопереробній промисловості каталітичний процес, що займає серед процесів перероблення нафти за об`ємом переробленої сировини друге місце після первинного перероблення. Основна мета процесу – одержання високооктанового бензину з сировини, що перегоняється в межах 473 – 773 К (частіше 573 – 773 К) [2–4].

В якості сировини в процесі каталітичного крекінгу протягом багатьох десятиліть традиційно використовували вакуумний дистилят (газойль) широкого фракційного складу (573 – 773 К). У деяких випадках у сировину крекінгу залучають газойлеві фракції термодеструктивних процесів, гідрокрекінгу, рафінати процесів деасфальтизації мазутів і гудронів, напівпродукти оливного виробництва та ін. [5–6]. Всю сукупність показників, що характеризують якість сировини, за ступенем впливу на процес каталітичного крекінгу умовно можна розділити на такі три групи:

– показники, що впливають на вихід (тобто на матеріальний баланс) і якість продуктів крекінгу: фракційний і груповий хімічний склад і вміст гетероорганічних сполук;

– показники, що впливають на зворотну дезактивацію каталізатора, такі як густина, коксивність і вміст сульфатнокислотних смол;

– показники, що впливають на незворотну дезактивацію каталізатора: вміст металів, перш за все ванадію і нікелю.

За фракційним складом до сировини пред`являються такі вимоги [7–15]:

– практично повну відсутність бензинолігроїнових фракцій, тому що в умовах крекінгу вони зазнають незначних перетворень, до того ж нераціонально завантажувати реакційний апарат, і негативно впливають на октанове число бензину;

– обмежений (до 10 %) вміст фракцій, що википають до 623 К.

– обмежена температура кінця кипіння (773 – 893 К), що обумовлюється концентруванням у висококиплячих фракціях коксогенних компонентів сировини (смол і асфальтенів), гетероорганічних сполук і металів.

Груповий хімічний склад сировини більш значно впливає на вихід і якість продуктів крекінгу. У більшості вакуумних газойлей, що направляються на каталітичний крекінг, у залежності від типу вихідної нафти вміст у них групових компонентів змінюється у таких межах: алкенових 15 – 35, нафтенових 20 – 40 і аренів 15 – 60 %. Найкращою для каталітичного крекінгу за виходом цільових продуктів (бензину і зріджених газів) являється сировина з перевагою алканів і нафтенових вуглеводнів [10–13].

До компонентів, що зворотно дезактивують каталізатори крекінгу, відносять поліциклічні ароматичні вуглеводні, смоли, асфальтени і азотисті сполуки сировини. Про зворотну дезактивуючу здатність сировини можна судити посередньо за густиною, а кількісно – по коксивністю за Конрадсоном. Як правило, чим вище коксивність сировини, тим більше вихід коксу на каталізаторі.

Металоорганічні сполуки, що містяться переважно у висококиплячих і особливо залишкових фракціях нафти, відносять до незворотно дезактивуючих компонентів сировини крекінгу. Блокуючи активні центри каталізатора, вони негативно впливають не тільки на його активність, але і на селективність

На установках каталітичного крекінгу, на яких не передбачені спеціальні заходи з уловлювання або пасивації отруючої дії металів, вміст їх у сировині нормується не більше 2 г/т [10–12].

Для перероблення сировини з коксивністю більше 10 % мас. і вмістом металів 10 – 30 г/т і більше потрібна обов`язкова її попередня (облагородження) підготовка [12–13].

В останні 10-15 років процес каталітичного крекінгу був значно удосконалений, головним чином з метою збільшення селективності при максимальній конверсії вихідної вторинної сировини у бензин (каталітичні реакції – основні, термічні–побічні) [12–18].