2. Конспект лекционных занятий

МОДУЛЬ 1. ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИЮ ДЕСТРУКТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И ГАЗА

Лекция №1

Особенности технологии деструктивных процессов переработки нефтяного сырья. Аппаратурное оформление типовых процессов.

1. Особенности технологии деструктивных процессов переработки нефтяного сырья

2. Основное оборудование на установках вторичной переработки остатков

Особенности технологии деструктивных процессов переработки

нефтяного сырья

Увеличение объема производства нефтепродуктов, расширение их ассортимента и улучшение качества – основные задачи, поставленные перед нефтеперерабатывающей промышленностью в настоящее время. Задачей данного раздела является химическая технология переработки нефтяного и газового сырья путем его преобразования под действием высокой температуры (термические процессы), высокой температуры и катализатора (термокаталитические процессы) или только катализатора (низкотемпературные каталитические процессы). Все эти процессы обычно называют вторичными (деструктивными) в отличие от первичного разделения нефти. Если прямая перегонка дает только тот выход светлых, который обусловлен природными свойствами нефти, то применение термокаталитических процессов позволяет получать дополнительное количество светлых из тяжелых нефтяных фракций. Вторичные процессы являются также источником получения сырья для нефтехимии, на основе которого производят пластические массы, синтетический каучук, синтетические волокна и др. материалы. Краткая характеристика вторичных процессов, частично сгруппированных по родственным признакам; Термические процессы: к этим процессам получившие широкое распространение, относятся: а) термический крекинг при повышенном давлении (2,0-4,0 МПа) жидкого (в настоящее время в основном тяжелого) сырья с получением газа и жидких продуктов; б) коксование тяжелых остатков или высокоароматизированных тяжелых дистиллятов при невысоком давлении (до 0,5 МПа) с получением кокса, газа и жидких продуктов; в) пиролиз (высокотемпературный крекинг) жидкого или газообразного сырья при невысоком давлении (0,2-0,3 МПа) с получением газа, богатого непредельными углеводородами и жидкого продукта. Эта группа процессов характеризуется высокими температурами в зоне реакции от 450 до 1000⁰С. Под действием высокой температуры нефтяное сырье разлагается (крекинг). Этот процесс сопровождается вторичными реакциями уплотнения вновь образовавшихся углеводородных молекул. Термокаталитические процессы: к ним относятся а) каталитический крекинг – современный процесс превращения высококипящих нефтяных фракций в базовые компоненты высококачественных авиационных и автомобильных бензинов и в средние дистиллятные фракции – газойли, б) каталитический риформинг – широко применяемый процесс для производства высокооктановых бензинов из низкооктановых; в) каталитическая изомеризация – процесс превращения низкооктановых парафиновых углеводородов, преимущественно фракций С₅-С₆ или их смесей, в соответствующие изопарафиновые фракции с более высоким октановым числом. Гидрогенизационные процессы: в зависимости от глубины воздействия водорода и назначения различают три разновидности процессов: а) гидроочистка – проводят с целью облагораживания бензинов, дизельных топлив, масел и др. нефтепродуктов путем разрушения содержащихся в них сернистых соединений и удаления серы в виде сероводорода; б) гидрообессеривание – проводят с целью снижения содержания серы в тяжелых остатках в качестве котельного топлива; в) гидрокрекинг – глубокое термокаталитическое превращение нефтяного сырья, в основном тяжелых сернистых дистиллятов, для получения бензина, реактивного и дизельного топлив. Низкотемпературный каталитический процесс – каталитическое алкилирование изобутана олефинами на основе заводских газов. Целевым продуктом является алкилат – высокооктановый компонент автомобильных и авиационных бензинов.

Для технологии процессов химической переработки нефтяного сырья характерно преимущественное применение высоких температур и зачастую высоких давлений. Использование катализаторов позволяет вести процесс при более умеренных температурах, однако в некоторых случаях каталитическим процессам тоже свойственны высокие температуры, например, каталитический крекинг на цеолитсодержащих катализаторах ведут при 500-540⁰С для термического процесса. Повышенное давление присуще всем процессам химической переработки нефтяного сырья, проводимым в присутствии водорода. Например, каталитический риформинг бензинов и гидроочистку светлых продуктов проводят при 1,0÷5,0 МПа, гидрокрекинг при давлениях, достигающих 15,0÷20,0 МПа. При этом парциальная доля водорода в газовой фазе достигает 90%, т.е. процесс идет по существу в атмосфере водорода. Высокое давление используют ив некоторых термических процессах с целью повышения пропускной способности установок.