1.2.3. Мұнай өнімдерін екінші қайтара өңдеу

Мұнай өнімдерін мұнайдан тікелей айыру көпке дейін жалғыз тәсіл болып келді. Ол кезде мұнай өнімдерінен тек керосинді ғана шамға қолдануға жарататын, ал бензинді ке­рексіз деп санап, пайдасыз тіпті зиянды зат қатарында санаған.

Іштен жанатын қозғалтқыштардың пайда болуы мұнай өндірісіне нағыз революциялық өзгеріс енгізді. Іштен жанатын қозғалтқыштарға бензин қажет болды, ол мұнайдың аса бір құнды өніміне айналды. Тікелей айыру арқылы мұнайдың фракциясынан бар-жоғы 23-25% бензин алынады, ондай өнім мөлшері бензинге деген сұранысты қанағаттандырмады. Жағдайды түзету үшін молекуласында сутек атомдары көп ауыр көмірсутектерді бензин фракциясының қайнау температурасына сәйкес жеңіл көмірсутектерге айналдыру қажет болды.

1875 жылы орыс ғалымы А.А. Летний қосымша бензин алу мақсатында көмірсутектерді жоғарғы температурада ыды­ратуды ұсынды, ал инженер В.Т. Шухов мұнайдан бензин айырудың жаңа тәсілінің патентіне ие болды. Бұл тәсіл алғашқы рет өн­дірісте АҚШ-та іске асты. Онда бұл тәсіл «крекинг» деп аталды (крекингтің орысшасы расщепление, ал қазақша мағынасы – ыдырату). Крекинг процесінің негізгі реакциясы көміртек атом­дары көп ірі молекулаларды ыдыратып, ұсақ молекулаға айнал­дырады. Ыдырау процесі тек жоғары темпе­ратураның әсерімен болса, жылулық крекинг, ал катали­заторлардың қатысуымен өтсе, оны каталитикалық крекинг дейді. Крекинг процесі бен­зиннің мұнайдан шығымын 50-60% -ға дейін арттырады.

Жылулық крекингпен газ, бензин, керосин, соляр фракциялары және крекинг қалдығы (крекинг – мазут) алынады. Жылулық крекинг процесін бірнеше жолмен іске асырады. Біздің елде екі пешті крекинг көп тараған, онымен ең алдымен жеңіл крекинг, ал одан алынған орта фракцияларды екінші - терең крекингке жібереді. Крекинг процесін шикізатты 470-540^оС температураға дейін қыздырып, 20-70 кг/см² қысымда өткізеді. Жылулық крекингпен алынған бензин фракциясын қоспа ретінде пайдаланады. Бұл тәсілмен алынған бензиннің сапасы төмен, сондықтан соңғы кезде іске қосылған мұнай өңдейтін зауыттарда жылулық крекинг процесін қолданбайды.

Крекингтің ішінде жылулыққа қарағанда каталитикалық крекинг жетілген деп саналады, осы тәсілмен алынған өнім­дердің сапасы жоғары. Каталитикалық крекингте көмір­сутек­тердің ыдырауы катализаторлардың қатысуымен өтеді. Катали­затор ретінде құрамында кремний және алюминий оксидтері бар алюмосиликаттар көп тараған.

Жылулық крекингтердің де, каталитикалық крекингтің де реакцияларының негізі – күрделі және үлкен молекулалардың жеңіл және көмірсутектің атомы аз түріне ыдырауы. Катали­тикалық крекинг өндіріс жағдайында әртүрлі технологиялық тәсілмен іске асады: қабатталған жылжымайтын катализатор, жылжымалы сфералы катализатор және микросфералы немесе шаң тәрізді катализатор қатысында. Температурасы 450-500^оС сфералы жылжымалы катализатормен ыдырату жиі қолда­нылады. Жылулық, тіпті каталитикалық крекинг өнімдерінің құрамында, әдетте, сутегінің аздығы байқалады. Оның себебі - ол өнімдердің құрамында қанықпаған көмірсутек­тердің болуы, сондықтан бензиннің шығымы да 40-50%-дан аспайды. Сутектің қатысуымен өтетін каталитикалық крекинг процесін гидро­крекинг дейді. Гидрокрекингті температурасы 420-500^оС, қы­сы­мы 3-10 МПа жағдайында өткізеді. Бастапқы шикізатты катали­затормен бірге реактордан өткізеді, сол реакторға қысым­мен сутегі беріледі. Процестің бастапқы өнімі ретінде қайнау темпе­ратурасының соңы 300-350^оС болатын фракциялар алы­нады. Өңдеудің келесі сатысында сутегінің қысымын 10 МПа шама­сында сақтап, температурасын 380-450^оС–ға дейін кемі­теді. Катализатор ретінде вольфрам, молибден сульфидтерін және платина негізіндегі басқа да қосылыстарды пайдаланады.

Гидрокрекинг процесін өткізу жағдайларын, яғни қысым мөлшерін, қыздыру температурасын, реагенттерді жұмсау, көлемдік жылдамдығын белгілі бір жағдайда өзгерте отырып керекті фракциялы, құрамы әртүрлі химиялық топты өнімдер алуға болады. Өңдегеннен қалған қалдықтарға гидрокрекинг процесін қайталауға болады.

Жоғарыда айтылған мұнай өнімдерін екінші қайтара өңдеу бензин фракциясының шығымын көбейтумен қатар, сапасын да жақсартады. Осы кезде бензиннің сапасына қойы­латын талаптың күштілігі сонша - тіпті оны алу үшін арнайы процесс қолдану қажет болады. Процесс бензиннің шығымын көбейту емес, тек сапасын ғана жақсартуға арналуы керек. Мұндай процестерде шикізат ретінде бензин алынады, ал пайда болған өнім пайдалану қасиеті жақсартылған бензин болады.

Бензиннің сапасын жақсарту мақсатында, әдетте, рифор­минг процесін қолданады. Жылулық риформинг өндірісте кең тарамаған. Өте жоғары сапалы бензин өндіруде ката­литикалық риформинг процесінің келешегі бар.

Каталитикалық риформинг нафтен және парафин көмір­сутектерін катализаторлардың қатысуымен ароматты көмір­сутектерге айналдырады. Катализатор ретінде алюмо­платинді қолданады (платина мөлшері 0,1-ден 1%-ға дейін).

Бензиннің қолдану қасиетін жақсарту мақсатымен изомерлеу процесін қолданады.

2

Ауасы сиретілген

колоннада тікелей

айыру

Соляр фрак-циясы

Жағар

май фрак-

циясы

Гудрон,

жартылай гудрон

Гидрокрекинг

Қозғалтқыш жағар майлары

Трансмиссиялық жағар майлары

. КАРБЮРАТОРЛЫ ҚОЗҒАЛТҚЫШТАРДА ҚОЛДАНАТЫН ОТЫНДАР