32. Каталитический крекинг.

Каталитический крекинг используется для глубокой переработки нефти с целью производства бензина и имеет решающее значение для получения высококачественного компонента автобензина с ОЧИ 85-93 из малоценного тяжелого сырья.

При этом образуется значительное количество газа, богатого пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракциями (сырье для производства различных высокооктановых эфиров, алкилатов и других ценных компонентов моторного топлива).

Установки каталитического крекинга являются также поставщиком сырья для химической промышленности: из газойлей крекинга получают сажевое сырье и нафталин, тяжелый газойль может служить сырьем для производства высококачественного «игольчатого» кокса.

Основное достоинство процесса каталитического крекинга – большая эксплуатационная гибкость: возможность перерабатывать различные нефтяные фракции с получением высокооктанового бензина и газа, богатого пропиленом, изобутаном и бутенами.

Сырье.

В настоящее время сырьем для установок каталитического крекинга чаще всего являются фракции, а в некоторых случаях и остатки от перегонки или переработки нефти, выкипающие при температурах выше 360 °С. По химическому составу они представляют собой смесь алканов с прямой (н-алканы) и разветвленной (изо-алканы) углеродной цепью, циклоалканов, аренов и УВ гибридного строения различной молярной массы. В достаточно большом количестве в сырье присутствуют гетероатомные соединения, которые входят в состав смолисто-асфальтеновых веществ.

При каталитическом крекинге в качестве сырья обычно используют широкие вакуумные фракции 350-500 °С, 360-570 °С, причем как прямогонные, или подвергнутые предварительной гидрообработке (термическая обработка в присутствии катализаторов и водорода, например, процессы гидроочистки или легкого гидрокрекинга).

Продукты.

Каталитический крекинг, перерабатывая тяжелое сырье, позволяет дополнительно получать до 15-20 % в расчете на нефть высокооктанового бензина. Кроме того, образующийся в процессе легкий каталитический газойль после соответствующей обработки можно использовать в качестве компонента дизельного топлива.

Химический состав продуктов каталитического крекинга имеет характерные особенности:

1) Газ получается «тяжелый», с высокой концентрацией изобутана и олефинов С₃–С₄;

2) Бензин содержит много изопарафинов и АУВ-ов;

3) Газойлевые фракции богаты полициклическими АУВ.

Катализаторы.

Каталитический крекинг проводят в прямоточных реакторах с восходящим потоком микросферического катализатора (лифт-реакторах) или в реакторах с нисходящим компактным слоем шарикового катализатора. Отработанный катализатор непрерывно выводят из реакторов и подвергают регенерации путем выжига кокса в отдельном аппарате.

Реактор: кратность циркуляции катализатора к сырью – 10:1 (для установок с лифт-реактором), температура – 510-540 °C, давление – 0,5-2 атм. Регенератор: температура – 650-700 °C, давление – 1-3 атм.

При каталитическом крекинге с движущимся или псевдоожиженным слоем катализатор является и теплоносителем. При регенерации с его поверхности выгорает кокс, выделяется соответствующее количество теплоты, и масса циркулирующего катализатора нагревается. Теплота, вносимая в реактор, слагается из теплоты регенерированного катализатора и подогретого сырья.

Используется цеолитсодержащий микросферический катализатор (размер частиц 35-150 мкм), площадь поверхности 300-400 м²/г. Он представляет собой крекирующий цеолитный компонент, нанесенный на аморфную алюмосиликатную матрицу.