книги из ГПНТБ / Сыркин, А. М. Соединения нефти и методы ее переработки учебное пособие для студентов нехимических специальностей

§ 8. Варианты промышленного оформления процесса гидрокрекинга

По виду перерабатываемого сырья установки гидрокрекинга можно разделить на три группы. Первая группа предназначена для нефтяных остатков, вторая группа — для легких и тяжелых дистиллятов, третья — для бензинов.

По технологическому оформлению гидрокрекинг может быть одноступенчатым или двухступенчатым. При двухступенчатом процессе первая ступень выполняет роль гидроочистки.

В зависимости от конструкций и типа реакторов различают следующие процессы:

1)регенеративный гидрокрекинг (периодического действия) со стационарным слоем катализатора;

2)гидрокрекинг непрерывного действия:

а) с движущимся сплошным слоем катализатора; б) с псевдоожиженным слоем катализатора.

Процессы гидрокрекинга различаются по типу применяемых катализаторов.

§ 9. Гидрокрекинг в трехфазном кипящем слое

Сырьем установки служат тяжелые нефтяные остатки с боль­ шим содержанием Ni и V (гудроны, битумы, мазут, вакуумные и каталитический газойли, средние дистилляты и бензины прямой гонки и вторичного происхождения). Другими словами, установ­ ка способна перерабатывать любые нефтяные фракции.

Основное назначение установки — получение малосернистого котельного топлива из сернистых нефтяных остатков путем их гидрокрекинга или гидрообессеривания. Но в зависимости от спроса сырья она может вырабатывать дизельное и реактивное топливо, бензин и сжиженый нефтяной газ. Другое назначение установки — подготовка сырья для каталитического крекинга.

Принципиальная схема установки гидронл показана на рис. 18. Исходное сырье в смеси с водородом подвергается гидрокре­ кингу в одном или двух последовательных реакторах с трехфаз­ ным кипящим слоем. Причем катализатор непрерывно (или пе­ риодически) вводится в реактор и выводится на регенерацию. Жидкие и газообразные продукты гидрокрекинга из реакторов направляют на фракционирование. Установка может работать как с рециркуляцией фракции 350—500°С, так и без рециркуля­ ции.

Осуществление непрерывного процесса гидройл дает следую­ щие преимущества:

1) повышение объемной скорости и, следовательно, уменьше­ ние удельных капитальных и эксплуатационных затрат;

2) позволяет полностью отрабатывать катализатор и тем са­ мым увеличить срок службы его;

10»

Т а бл и ц а 23

Характеристика гудронов — сырья для гидрокрекинга

Гидрокрекинг ромашкинского и арланского гудронов в трех­ фазном кипящем слое исследован на пилотной установке. Ха­ рактеристика этих гудронов показана в табл. 23.

Как видно из табл. 23, гудроны характеризуются высоким со­ держанием азота, серы, ванадия и асфальто-смолистых веществ.

ill

П р и м е ч а н и е . Гидрокрекинг А — на дизельный дистил­ лят и тяжелое котельное топливо; Б — на легкое котельное топ­ ливо.

Т а б л и ц а 25

Качество продуктов гидрокрекинга ромашкинского и арланского гудронов

П р и м е ч а н и е . Значения А и Б см. в табл. 24.

ИЗ

Тем не менее такое сырье было подвергнуто гидрокрекингу при следующих условиях:

Результаты гидрокрекинга показаны в табл. 24 и 25.

Как видно из табл. 24 и 25, путем гидрокрекинга арланского и ромашкинского гудронов можно получать малосернистые ко­ тельные и дизельные топлива. Причем за счет изменения темпе­ ратуры процесса можно в широких пределах регулировать соот­ ношения между выходом котельного и дизельного топлив в соот­ ветствии с изменением спроса.

В табл. 26 показан,баланс серы при гидрокрекинге ромашкин­ ского гудрона. Из таблицы следует, что большая часть серы пре­ вращается в сероводород, особенно при высокой температуре.

Т а б л и ц а 26

Баланс серы при-гидрокрекинге ромашкинского гудрона

114

зойль

§ 10. Процесс гидрокрекинга «БАСФ» — французского института нефти

Регенеративный процесс гидрокрекинга со стационарным сло­ ем катализатора, разработанный фирмой БАСФ и французским институтом нефти предназначен для получения бензинов, реак­ тивных и дизельных топлив из тяжелого высокосернистого сырья (вакуумного газойля, тяжелого дистиллята крекинга, деасфаль-

тизата вакуумного гудрона).

Известны два варианта французского процесса — односту­ пенчатый и двухступенчатый (рис. 19).

Катализаторы для первой ступени двухступенчатого и одно­ ступенчатого гидрокрекинга обычно содержат окислы никеля (или кобальта) и вольфрама (или молибдена). Для II ступени гидрокрекинга, где очищенное сырье должно содержать серы не более 100-10“ *% и азота не более I • 10—4%, катализаторымо­

115

гут не содержать молибдена (или вольфрама), но вместо никеля содержат драгоценные металлы (палладий, платину). Если сырье имет к. к. не более 500°, то для получения максимального выхода высококачественного газойля рекомендуется вариант с рецирку­ ляцией жидкого продукта.

При стремлении получать керосин возможен вариант одно­ ступенчатого гидрокрекинга с рециркуляцией.

Если сырье тяжелое (например, деасфальтизат вакуумного гудрона), то лучше работать либо без рециркуляции, либо с ре­ циркуляцией и продувкой, т. е. с отбором части циркулирующего протока.

Для получения максимального выхода бензина требуется применять двухступенчатый гидро!:рекинг. На первой ступени производится гидроочистка сернистых и азотистых соединений. На вторую ступень подают газойль с концом кипения 370°С или несколько выше.

Если дизельное топливо получают нз парафинистого сырья, то его пригодность ограничивается сравнительно высокой темпе­ ратурой застывания. Дизельное топливо из нафтено-ароматичес­ кого сырья может получиться с низким цетановым числом.

Выбор схемы определяется экономическими соображениями.

§ 11. Процесс гидрокрекинга изомакс

Регенеративный процесс гидрокрекинга изомакс со стандарт­ ным слоем катализатора служит для переработки различных га­ зойлей и остатков. Принципиальная схема двухступенчатой уста­ новки показана на рис. 20.

Установка может вырабатывать катализат (бензин) с кон­ цом кипения 204°С и даже 160°С. Для этого используют рецирку­ ляцию сырья до полного превращения его в бензин. Снижение конца кипения получаемого бензина ведет к увеличению выхода изобутана и расходу водорода. В реакторах обеих ступеней под­ держивают давление 105 ати.

Типичные данные по качеству сырья, выходу и качеству про­ дуктов приведены в табл. 27.

Выход продуктов показан в табл. 28. Качество сырья и про­ дуктов представлено в табл. 29.

Выход легкого дистиллята и вакуумного газойля на этой установке достигает 87% объем. Получаемый бензин необходи­ мо подвергать каталитическому риформингу. Легкий дистиллят можно использовать как дизельное топливо или сырье гидрокре­ кинга для получения бензина. Вакуумный газойль служит хоро­ шим сырьем каталитического крекинга и может быть подвергнут гидрокрекингу для получения бензина. Вакуумный остаток с добавкой дистиллятных продуктов является малосернистым ко­ тельным топливом.

116

В Ричмонде (США) в 1966 г. пущена установка изомакс мощ­ ностью 10256 м3/сутки. Установка имеет одну реакционную сек­ цию из двух реакторов для гидрокрекинга 4060 м3/сутки деасфальтизата и вторую секцию из шести реакторов для переработ­ ки 6200 м3/сутки дистиллятного сырья.

Деасфальтизат получают из калифорнийских остатков с при­ менением в качестве растворителя смеси пропана и бутана. Де­ асфальтизация позволяет практически полностью удалить ме­ таллы, содержание которых в гудроне составляет 0,17% вес, и

Т абл и ц а _ 27

Характеристика сырья, выход и качество продуктов изомакс

* -К . 157°С

118