Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Теплота реакции термического крекинга-1

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
14.02.2021
Размер:
304.86 Кб
Скачать

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

1 Целевое назначение процесса

Термоподготовка дистиллятных видов сырья для установок коксования, снижение вязкости топочного мазута и производства термогазойля — сырья для последующего получения технического углерода (сажи).

Основными целевыми продуктами ТКДС являются термогазойль (фракция 200…480 °С) и дистиллятный крекинг-остаток — сырье установок замедленного коксования — с целью получения высококачественного кокса, например, игольчатой структуры. В процессе получают также газ и бензиновую фракцию.

2 Сырье

В качестве сырья установки термического крекинга дистиллятного сырья (ТКДС) предпочтительно используют ароматизированные высококипящие дистилляты: тяжелые газойли каталитического крекинга, тяжелую смолу пиролиза и экстракты селективной очистки масел.

3 Условия проведения процесса

Термический крекинг высококипящего дистиллятного или остаточного сырья при повышенном давлении (2-4 МПа) и температуре 500 - 540°С с получением газа и жидких продуктов

Влияние различных факторов на процесс

Состав сырья.

Водинаковых условиях крекинга скорость реакции растет с повышением температуры кипения сырья.

Высокомолекулярные алканы, а также арены с длинной боковой алкильной цепью менее термически стабильны, чем низкомолекулярные углеводороды. Поэтому при крекинге последних будет образовываться меньше продуктов разложения.

Сырье с высоким содержанием аренов разлагается с меньшей скоростью, чем парафинистое сырье. Протекающие при разложении ароматизированного сырья процессы конденсации приводят к образованию кокса.

Для установок термического крекинга предпочтительнее сырье, содержащее по преимуществу алканы: оно легче разлагается с образованием целевых продуктов — газа, бензина и средних дистиллятов.

Вто же время при разложении этого вида сырья образуется немного кокса, а, как известно, образование кокса при термическом крекинге — нежелательное явление, так как оно влияет на продолжительность безостановочного пробега установок. Из-за накопления кокса в змеевиках

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

печей установки термического крекинга приходится часто останавливать на выжиг кокса.

Напротив, для установок коксования предпочтительнее сырье, содержащее больше аренов.

Температура

Увеличивая температуру крекинга и уменьшая продолжительность времени пребывания в зоне высоких температур, можно получить ту же глубину разложения сырья, что и при более мягкой температуре, но большей длительности крекинга.

Термическое разложение углеводородов начинается при 380— 400°С. С увеличением температуры скорость крекинга быстро растет. Повышение температуры крекинга при постоянном давлении и постоянной степени превращения приводит к повышению содержания легких компонентов, к снижению выхода тяжелых фракций и кокса. Выход газа при повышении температуры заметно увеличивается, причем растет содержание в нем непредельных углеводородов.

Давление.

На скорость крекинга и выход бензина давление заметно не влияет. Однако увеличение давления позволяет повысить температуру кипения сырья

ипродуктов крекинга, изменить фазовое состояние в зоне крекинга. Первичные реакции (разложение, дегидрирование) не зависят от давления, а вторичные (полимеризация и конденсация) при повышении давления ускоряются. Поэтому в продуктах, полученных при крекинге под высоким давлением, содержится меньше непредельных углеводородов, чем при крекинге под низким давлением.

Так, в газах термического крекинга, проведенного при давлениях более 4 МПа и ниже 0,5 МПа, объемное содержание непредельных углеводородов 15

и45 % соответственно.

Термический крекинг может осуществляться в паровой, жидкой и смешанной фазах. В паровой фазе обычно проводится крекинг бензина, керосино-газойлевых фракций, для которых температура крекинга выше критической. Повышение давления при парофазном крекинге уменьшает объем паров сырья и продуктов крекинга, а это позволяет увеличить производительность установки или повысить продолжительность пребывания сырья в зоне реакции.

Влияние давления на жидкофазный крекинг тяжелых видов сырья (мазута, гудрона) невелико. При смешаннофазном крекинге давление способствует гомогенизации сырья — газ частично растворяется в жидкости, уменьшая ее плотность, а сама газовая фаза уплотняется. Такое изменение

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

фазовых условий увеличивает время пребывания в зоне крекинга и приводит к уменьшению потерь в виде газа.

Теплота реакции термического крекинга.

При термическом крекинге одновременно протекают реакции распада и уплотнения. Первые из этих реакций идут с поглощением теплоты, вторые - с выделением теплоты.

Суммарный тепловой эффект зависит от того, какие из этих реакций преобладают. Суммарный тепловой эффект термического крекинга отрицателен, и поэтому необходимо подводить теплоту со стороны.

Теплота реакции термического крекинга выражается в расчете на 1 кг сырья или на 1 кг образующегося бензина. Она составляет 1,25—1,47 МДж/кг бензина при крекинге газойля и 0,12— 0,25 МДж/кг сырья при висбрекинге мазута.

Глубина превращения.

Глубину превращения при термическом крекинге характеризуют выходом бензина в расчете на исходное сырье. Глубина превращения ограничивается образованием кокса и газа.

Коксообразование зависит от свойств сырья крекинга и от таких параметров процесса, как температура и время пребывания в зоне реакции. Образование кокса ограничивает глубину крекинга для тяжелых и средних видов сырья. С повышением температуры и времени пребывания сырья в зоне реакции выход кокса растет.

При крекинге легких видов сырья продуктов уплотнения образуется немного, и на выход бензина главным образом влияет газообразование. Выход газа при крекинге сначала пропорционален выходу бензина, по мере углубления процесса относительный выход газа увеличивается, При очень глубоком крекинге скорость образования газа из бензина начинает превышать скорость образования бензина.

Коксообразование и газообразование не позволяют достичь максимального выхода бензина на промышленных установках, и поэтому часть крекируемого сырья остается непревращенной.

Выход бензина при крекинге тяжелого дистиллятного сырья не превышает 50 % от максимально возможного.

Непревращенное сырье для увеличения выхода целевого продукта возвращается на повторный крекинг, который проводится в самостоятельной аппаратуре, отдельно от свежего сырья (крекинг гуськом) или в смеси со свежим сырьем (крекинг с рециркуляцией).