8. Термокаталітичні процеси.

До них відносяться:

1. каталітичний крекінг;

2. риформінг;

3. гідрокрекінг та інші процеси.

Каталітичні процеси мають переваги перед термічними:

1. висока швидкість, завдяки чому процес проводиться у більш м’яких умовах і в меншому реакційному об’ємі, тобто при менших енерговитратах (швидкість термокаталітичних процесів перевищує швидкість термічних процесів у сотні-тисячі разів);

2. збільшення виходу бензинових фракцій;

3. можливість отримання продуктів заданого складу, у тому числі високоякісного моторного палива і газової вуглеводневої сировини для хімічної промисловості;

4. можливість переробки сірковмістких нафтопродуктів, оскільки сірчисті сполуки гідруються з переходом у газове середовище.

Каталізатори термокаталітичних процесів повинні мати високорозвинену поверхню, високу активність, стійкість до контактних отрут, у тому числі до сірчистих сполук. Окрім цього, умови роботи каталізатору потребують від них підвищеної міцності й простоти регенерації. Підвищена міцність потрібна тому, що крекінг ведуть у зваженому стані в умовах тертя частинок. Необхідність регенерації пов’язана з тим, що у процесах крекінгу поверхня каталізатору блокується шаром вуглецевих речовин.

Каталітичний крекінг ведуть при температурах 450-500⁰С і тиску 0,05-0,1 МПа. Каталізатором є аморфні та кристалічні алюмосилікати (цеоліти).

Основний процес – розщеплення вуглеводневих ланцюгів, але разом з цим відбуваються і процеси деалкілування, ізомеризації, циклізації, гідрогенізації, дегідрогенізації. В рідких продуктах каталітичного крекінгу накопичуються ізомерні сполуки, найпростіші ароматичні вуглеводні, які підвищують октанове число крекінг-бензину.

Сировиною каталітичного крекінгу служать широкі фракції прямої гонки нафти в двоступінчастих установках, в першу чергу газойль.

На промислових установках контактування каталізатору з парами сировини здійснюється:

1. У щільному шарі каталізатору, який рухається зверху вниз. Тут використовується крупносферичний каталізатор (d_з=46 мм);

2. У зваженому (киплячому, псевдозрідженому) шарі каталізатору. Використовується мікросферичний каталізатор;

3. У висхідному потоці. Використовується пилоподібний каталізатор.

В процесі каталізу на зернах відкладається кокс і активність каталізатору швидко знижується. Тому каталізатор безперервно поступає на регенерацію, котра проводиться випалюванням коксу в потоці повітря. При цьому температура каталізатору підвищується до 600⁰С і, повертаючись в реактор, каталізатор служить додатковим джерелом теплоти.

На агрегаті з каталізатором, що рухається, сировина з трубчастої печі поступає в реактор, куди з бункеру подається регенерований каталізатор. Проходячи крізь реактор, каталізатор крекує сировину і за рахунок теплопередачі підтримує температуру в реакторі на рівні 450–500⁰С. Перед подачею в регенератор каталізатор обробляють парою для десорбції легких вуглеводнів з його поверхні. Продукти крекінгу відводяться з реактору в ректифікаційну колону для поділу газової, бензинової і важкої фракцій. В регенератор безперервно подають повітря для випалювання коксу. Димові гази направляються в котел-утилізатор для отримання пари. Регенерований каталізатор поступає в пневмотранспортуючий пристрій, в якому він по трубі стисненим повітрям подається в реактор. Недоліком методу є неповне використання внутрішньої поверхні зерен каталізатору.

Бензини каталітичного крекінгу мають октанові числа 78-85. Для отримання бензинів зі ще вищими октановими числами, а також ароматичних вуглеводнів використовують риформінг.