Выводы по заданию 1:

Влияние температуры сырья и соотношения катализатор:сырье на температуру крекинга, выход продуктов и октановой число бензина.

Рисунок 1 – Влияние температуры сырья и соотношения катализатор:сырье на температуру крекинга

Рисунок 2 – Влияние температуры крекинга на выход и октановое число бензина

Рисунок 3 – Влияние температуры крекинга на выход продуктов процесса

На рисунке 1 представлен график влияния температуры сырья и соотношения катализатор:сырье на температуру крекинга, по которому можно сделать следующие выводы:

• при увеличении температуры сырья увеличивается температура крекинга;

• чем ниже температура сырья тем эффективнее воздействует на процесс кратность циркуляции и тем интенсивнее растет температура крекинга.

На рисунках 2 и 3 представлены зависимости влияния температуры крекинга на выход продуктов и октановое число бензина, по которому можно сделать следующие выводы:

• максимальный выход бензиновой фракции достигается при температуре 523 ⁰С;

• с увеличением температуры крекинга:

а) увеличивается выход бутан-бутиленовой фракции, пропан-пропиленовой фракции и кокса, а также повышается октановое число бензина;

б) снижается выход фракции 195–340 °C;

в) выход бензина на диапазоне температур 508-523 °C увеличивается, достигает своего пика ( ), а затем уменьшается. (Причина – образование кокса, крекирование углеводородов бензиновой фракции на более легкие углеводороды)

В таблице 1 представлены результаты определения величин кратности циркуляции катализатора, которые необходимо поддерживать для достижения температуры крекинга, обеспечивающей максимальный выход бензиновой фракции при изменении температуры сырья с 240 до 340 °С.

Таблица 1 – Значения соотношения катализатор:сырье для достижения температуры крекинга, обеспечивающей максимальный выход бензиновой фракции при изменении температуры сырья

Температура сырья, °С	Соотношение катализатор:сырье тнкат/тнсырья.	Температура крекинга, обеспечивающая максимальный выход бензиновой фракции, °С
240	10	523
260	10
280	9
300	8
320	7
340	7

1. Влияние температуры катализаторного потока после регенерации на температуру крекинга

Рисунок 4 – Влияние температуры катализаторного потока после регенерации и соотношения катализатор:сырье на температуру крекинга

На рисунке 4 представлен график влияния температуры катализаторного потока после регенерации и соотношения катализатор:сырье на температуру крекинга. В сравнении с рисунком 1 температура крекинга при влиянии температуры катализаторного потока после регенерации в общем случае увеличилась.

В таблице 2 представлены результаты определения величин кратности циркуляции катализатора, которые необходимо поддерживать для достижения температуры крекинга, обеспечивающий максимальный выход бензиновой фракции при различных значениях температуры регенерированного катализатора.

Таблица 2 – Значения соотношения катализатор:сырья для достижения температуры крекинга, обеспечивающей максимальный выход бензиновой фракции при изменении температуры катализаторного потока после регенерации

Температура катализатора после регенерации, °С	Соотношение катализатор:сырье тнкат/тнсырья.	Температура крекинга для достижения максимального выхода бензиновой фракции, °С
630	12	523
655	9
680	7
705	6
730	41

Установленная температура достижения максимального выхода бензиновой фракции не является оптимальной, важно учитывать состав сырья и склонность его к образованию кокса. Интенсивное коксообразование может вызвать существенный подъем температуры в регенераторе при экзотермическом процессе окисления кокса и привести к термической деструкции катализатора и нарушению теплового баланса системы «лифт-реактор-регенератор».

В зависимости от типа установки, состава сырья и свойств катализатора выход кокса при переработке вакуумного газойля не должен превышать 5-6 % мас.

Поэтому важнейшими параметрами является расход шлама в реактор и состав сырья, которые должны быть учтены при оптимизации температурного режима работы лифт-реактора.

Задание 2. Исследование влияния состава сырья и расхода шлама на выход продуктов каталитического крекинга на выход и содержание на катализаторе кокса

Цель: исследовать влияние состава сырья и расхода шлама на выход продуктов каталитического крекинга и содержание на катализаторе кокса.

Задачи:

1. Рассчитать выход продуктов каталитического крекинга и октановое число бензина при изменении состава сырья (таблица 4). Проанализировать и сравнить результаты расчета, сделать выводы описать полученные результаты.

2. Проанализировать влияние содержания в сырье насыщенных и ароматических углеводородов и смол на выход продуктов каталитического крекинга.

3. Рассчитать изменение выхода кокса и его содержания на катализаторе при изменении расхода шлама в лифт-реактор с 0 до 20 с шагом 5 м³/ч.

4. Сделать выводы о том, какое сырье является наиболее благоприятным для производства бензиновой фракции, ППФ, ББФ и фр. 195-340 °С.

5. Определить температуру каталитического крекинга, обеспечивающую максимально возможный выход бензиновой фракции с октановым числом не менее 91,5 п., выход кокса не должен превышать 6 % масс. Основными регулирующими параметрами процесса являются соотношение катализатор:сырье, температуры сырья, расход шлама. Температура регенерированного катализатора остается постоянной, поскольку данный параметр зависит от режима работы регенератора.

Выводы по заданию 2:

Влияние состава сырья на выход продуктов

Рисунок 5 – Влияние состава сырья на выход сухого газа

Рисунок 6 – Влияние состава сырья на выход ППФ

Рисунок 7 – Влияние состава сырья на выход ББФ

Рисунок 8 – Влияние состава сырья на выход бензиновой фракции

Рисунок 9 – Влияние состава сырья на выход фракции 195–340 °C

Рисунок 9 – Влияние состава сырья на выход кокса

Рисунок 10 – Влияние состава сырья на октановое число

На рисунках 5 – 10 представлены графики зависимости выхода сухого газа, ППФ, ББФ, бензиновой фракции, фракции 195–340 °C, фракции выше 340 °C от соотношения насыщенные УВ:ароматические УВ:Смолы, а также влияние соотношения на октановое число бензина.

Для сырья №1 максимален выход сухого газа (4,47 %масс.), ППФ (8,2 %масс.), ББФ (16,98 %масс.), бензиновой фракции (52,25 %масс.).

Сырье №1 характеризуется самым высоким содержанием насыщенных углеводородов (76 %масс.) и самым низким — ароматических углеводородов и смол. Насыщенные углеводороды (парафины, нафтены) легче подвергаются крекингу с образованием более легких фракций (бензина), но часть из них, особенно высокомолекулярные, попадает в фракцию 195–340 °C. При увеличении доли ароматических углеводородов и смол (Сырье №2 и №3) общая склонность сырья к крекингу падает, так как ароматические структуры более устойчивы.

Для сырья №2 максимален выход фракции 195–340 °C (13,7 %масс.) и кокса (8,16 %масс.).

Это прямое следствие химической устойчивости ароматических углеводородов и смолисто-асфальтеновых веществ. Они с трудом поддаются разрыву связей C–C в условиях каталитического крекинга и в значительном количестве остаются в составе тяжелого остатка. Таким образом, чем выше содержание ароматики и смол в сырье, тем выше выход фракции 195–340 °C.

Октановое число бензина (ОЧИМ) возрастает от 94,63 для сырья №2 до 93,66 для сырья №3 и 89,94 для сырья №1.

Бензин, полученный из сырья с высоким содержанием ароматических углеводородов (сырье №2 и №3), обогащен собственными ароматическими структурами, которые не подверглись крекингу, а также новообразованными ароматическими соединениями, которые формируются в ходе вторичных реакций (циклизации и дегидрирования олефинов). Ароматические углеводороды обладают высоким октановым числом.

Сырье №1 предпочтителен для получения, сырье №2