Переработка нефти-3

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

и падают вниз. Далее катализатор выводится на регенерацию, которая проходит также в кипящем слое, а продукты идут на разделение. Типовые установки - 1-А/1М, 43-103.

в) Реакторы с лифт-реактором. Нагретое сырье в специальном узле ввода диспергируется и смешивается с восходящим потоком катализатора в специальном узле. Далее смесь катализатора и продуктов крекинга разделяется в кипящем слое сепаратора специальной конструкции. Остатки продуктов десорбируются паром в десорбере. Время контакта сырья и катализатора составляет несколько секунд. Типовая установка - Г-43-107.

г) Миллисеконд. Характерная особенность процесса - отсутствие лифт-реакгора. Катализатор поступает в реактор нисходящим потоком, в катализатор перпендикулярно направлению его движения впрыскиваются пары сырья. Общее время реакции составляет несколько миллисекунд, что позволяет (повысив соотношение катализатор:сырье) добиться повышения выхода бензиновой фракции вплоть до 60-65%.

Несмотря на разнообразие используемых установок, общая схема процесса для них практически не отличается. Основные отличия состоят в конструкции реакторно­ регенераторного блока, они будут рассмотрены далее при описании процесса.

Описание технологических подпроцессов, используемых в процессе каталитического крекинга

Установка каталитического крекинга функционально состоит из трех секций, каждая из которых реализует несколько подпроцессов:

1)каталитический крекинг;

2)регенерация катализатора в псевдоожиженном слое;

3)фракционирование продуктов крекинга

з) секция абсорбции, газоразделения и сероочистки продуктов:

1)стабилизация бензина крекинга;

2)очистка легкого бензина от сероводорода;

3)демеркаптанизация легкого бензина;

4)фракционирование легкого бензина;

5)гидроочистка тяжелого бензина.

Очистка циркулирующего ВСГ и углеводородного газа о т сероводорода

На некоторых предприятиях часть подпроцессов может отсутствовать - секция гидроочистки сырья крекинга, или гидроочистка тяжелого бензина. Общая блок-схема установки приведена на рисунке 2.41. В таблице 2.29 представлено описание технологического процесса каталитического крекинга с указанием основных входных и выходных потоков по стадиям. Подпроцессы очистки ВСГ и углеводородных газов от сероводорода представляют собой типовую аминовую очистку, которая будет описана отдельно во избежание дублирования.

123

2017-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

127

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

Продолжение таблицы 2.29

Секция гидроочистки сырья каталитического крекинга

Ряд установок каталитического крекинга в России работает на прямогонном вакуумном дистилляте с установок ВТ и АВТ, соответственно, секции гидроочистки сырья на установках нет. Предприятия с установками крекинга без секции/установки гидроочистки вакуумного дистиллята:

Общая блок-схема секции приведена на рисунке 2.42.

Подготовка сырья для гидроочистки

Исходным сырьем установки служит прямогонный вакуумный дистиллят с установок ВТ и АВТ, на ряде установок в сырье вовлекают также деасфальтизаты, экстракты селективной очистки масел, высококипящий остаток гидрокрекинга. Качество сырья регламентируется стандартами предприятий (СТП) и может варьироваться в широких пределах.

По схеме вакуумный дистиллят из парка поступает в блок теплообменников, где нагревается до 250-300 °С теплом газопродуктовой смеси из реакторов гидроочистки, после чего подается в тройники смешения. В эти тройники с помощью компрессоров циркулирующего водородсодержащего газа (ЦВСГ) также подается водородсодержащий газ (ВСГ) с содержанием водорода не менее 80%. Кратность ВСГ: сырье зависит от качества сырья и составляет в общем случае 400-600 нм3/м3. Далее газосырьевая смесь нагревается в печи до 350-400 °С и поступает в реакторный блок.

128

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

полимеризации и конденсации, высокой термической стойкостью и практически полной нечувствительностью к каталитическим ядам.

Условия проведения процесса гидроочистки зависят от фракционного и химического состава сырья, от требуемой степени обессеривания, применяемого катализатора и его состояния. Примерные условия гидроочистки вакуумного дистиллята следующие:

закоксовывание катализатора и снижение его активности. Регенерация катализатора проводится при значительном падении активности катализатора и сводится к окислительному выжигу кокса, серы и тяжелых углеводородов, отложившихся на катализаторе в процессе реакции, непосредственно в реакторах. Выжиг производится кислородом воздуха, подаваемого в потоке инертного газа, с поглощением окислов серы из газов регенерации 5-10 % раствором соды (карбонат натрия - ЫагСОз).

После реакторов парогазовая смесь (гидроочищенный вакуумный дистиллят, продукты реакции и циркуляционный водородсодержащий газ) после охлаждения в блоке теплообменников поступает на сепарацию.

Сепарация

Отделение ВСГ и углеводородного газа от гидрогенизата осуществляется двуступенчатой сепарацией. На первом этапе парогазовая смесь охлаждается в теплообменниках примерно до 300 °С, после чего поступает в горячий сепаратор высокого давления. В этих условиях происходит частичная конденсация парогазовой смеси и выделение ВСГ в газовую фазу. Далее с низа сепаратора гидрогенизат поступает в теплообменники, где доохлаждается до 40-50 °С, и подается в холодный сепаратор высокого давления. В этом сепараторе от гидрогенизата отделяется углеводородный газ С1-С4. После сепаратора гидрогенизат подается на фракционирование, а ВСГ и углеводородный газ подвергаются раздельной аминовой очистке от сероводорода. Очищенный углеводородный газ поступает в заводскую топливную сеть или сжигается в печах установки.

ВСГ после очистки поступает на вход соответствующих компрессоров. Для поддержания требуемой концентрации водорода (не менее 80-85%) осуществляется сдувка части ВСГ в топливную сеть и соответствующая подпитка свежим ВСГ от установки производства водорода или установок риформинга. Примерный расход водорода на гидроочистку вакуумного дистиллята составляет 0,3-0,6% масс (в зависимости от жесткости режима).

130

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

Фракционирование

Вследствие частичного протекания реакций гидрокрекинга компонентов вакуумного дистиллята, в процессе гидроочистки происходит облегчение фракционного состава сырья. Для стабилизации гидрогенизата (удаления из него фракций, выкипающих до 350-360 °С) применяют ректификацию. Процесс проводится в стабилизационной колонне, содержащей около 30 клапанных тарелок, режим ректификации следующий:

а) давление 1,5 кгс/см2; б) температура верха 120 °С;

в) температура низа 390 °С.

Для снижения температуры низа колонны до величины, исключающей термическое разложение гидроочищенного сырья каталитического крекинга, в нижнюю часть колонны подают водяной пар. С верха колонны отводятся углеводородный газ, пары воды и бензина, которые охлаждаются в воздушных холодильниках и частично конденсируются в емкости. Из емкости часть бензина подается на верхнюю тарелку в качестве острого орошения, балансовое количество откачивается на очистку от сероводорода раствором МЭА. Несконденсирующийся углеводородный газ подается

перегретый водяной пар для отпарки нежелательных легких фракций. С низа отпарной колонны компонент дизельного подается в воздушный холодильник и далее выводится с установки. Стабильный гидрогенизат с низа колонны откачивается в секцию каталитического крекинга.

Секция каталитического крекинга и фракционирования продуктов

Сущность процесса каталитического крекинга основана на расщеплении высокомолекулярных компонентов вакуумного газойля на более мелкие молекулы в присутствии микросферического цеолитсодержащего катализатора при высокой температуре.

Постадийно процесс каталитического крекинга может быть представлен следующим образом:

поверхности катализатора и частично из внутренних пор за счет отпарки водяным

Реакции каталитического крекинга подразделяют на первичные, относящиеся к превращению молекул исходного сырья, и вторичные, в которых участвуют продукты реакции. К наиболее важным первичным и вторичным реакциям, протекающим при каталитическом крекинге, относятся следующие:

131

vk.com/club152685050ИТС 30-2017 | vk.com/id446425943

Крекинг парафинов с образованием алифатических углеводородов меньшей молекулярной массы:

- Олефин + Парафин Парафин —► - Олефин + Олефин + Парафин - Олефин + Олефин + Н2

Крекинг нафтенов с образованием олефинов: Нафтен —►Олефин + Олефин Нафтен —>Циклогексан + Олефин

Деалкилирование алкилароматических углеводородов: Алкилароматический углеводород —>Ароматический углеводород + Олефин Расщепление боковых цепей алкилароматических углеводородов:

Алкилароматический углеводород —> Ароматический с боковой олефиновой цепью + Парафин

Крекинг олефинов с образованием олефинов меньшей молекулярной массы: Олефин —>Олефин + Олефин Изомеризация:

Олефин —>Изоолефин Парафин —>Изопарафин

п-Ксилол —>о-Ксилол + т-Ксилол Перераспределение алкильной группы между двумя ароматическими

углеводородами:

СбН4(СНз)2 + СбНе-+ 2СбН5(СНз)

Диспропорционирование олефинов с низкой молекулярной массой: 2 Н2С=СНСН2СНз -н. Н2С=СНСНз + НгС^НСНгСНгСНз Перераспределение водорода:

Нафтен + Олефин —>Ароматический углеводород + Парафин Олефин —>2 Парафина + Диен Олефин —>Парафин + Ароматический углеводород

Циклоолефин —>Нафтен + Ароматический углеводород Ароматический углеводород —> [Предшественник кокса] + Олефин —> Кокс +

Парафин Полимеризация, конденсация и коксообразование:

C4H4S + 4Н2 -н. С4Н10 + H2S

В зависимости от условий крекинга (качество сырья, катализатор, температура, давление, время контакта и др.) соотношение скоростей протекания перечисленных

132