Основные положения теории радикального цепного механизма реакции термического распада. Теория Райса. Температура и продолжительность процесса и давления на результаты термического крекинга, страница 14

Нежелательными примесями в сырье каталитического крекинга являются полициклические ароматические углеводороды, смолы, азотистые, сернистые и металлорганические соединения. Смолы и полициклические ароматические углеводороды являются ядами для катализатора, так как обладают более высокой адсорбционной способностью по сравнению с другими углеводородами исходного сырья и способствуют росту коксообразования. Косвенной характеристикой склонности сырья к коксообразованию является его коксуемость по Конрадсону, обычно она не превышает 0,2 – 0,3 %. По мере утяжеления сырья содержание в нем смол и полициклических ароматических углеводородов возрастает и соответственно растет коксуемость. Содержание общего азота в вакуумных газойлях может достигать 0,28 % мас. Азотистые соединения дезактивируют кислотные активные центры катализатора, снижают глубину превращения сырья и выход продуктов крекинга (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Зависимость выхода продуктов каталитического крекинга от содержания азота в сырье: 1 – бензин; 2 – легкий газойль; 3 – остаток.

При этом ухудшается качество бензина – увеличивается в нем содержание олефинов, что свидетельствует о снижении активности катализатора в реакциях перераспределения водорода.

Токсичность азотистых соединений растет с увеличением их основности и молекулярной массы. Дезактивирующее действие азотистых соединений носит обратимый характер.

Сернистые соединения незначительно влияют на каталитические свойства синтетических катализаторов крекинга. Однако их присутствие в исходном сырье ухудшает качество продуктов крекинга по содержанию серы, способствует коррозии аппаратуры и загрязнению окружающей среды оксидами серы, образующимися при регенерации катализатора. Обычно при каталитическом крекинге превращаются (преимущественно в сероводород) более 50 % соединений серы, присутствующих в сырье. Распределение сернистых соединений в продуктах крекинга практически не зависит  от их типа и концентрации в сырье. В табл. 2.6 приведены данные по содержанию серы в продуктах крекинга вакуумного газойля смеси западно-сибирских нефтей.

Содержание серы в продуктах каталитического крекинга вакуумного газойля .

Содержание серы в продуктах, % мас.

Содержание серы в сырье, % мас.

Тяжелые металлы (ванадий, никель и др.) дезактивируют катализатор необратимо, снижают его активность и селективность (рис. 2.4).

1,61

0,19

Бензин

0,14

0,01

Легкий газойль

2,44

0,41

Тяжелый газойль

1,76

0,50

Кокс

1,84

0,18

Рис. 2.4 Влияние примесей металлов на активность катализатора

Активность катализатора снижается вследствие того, что металлы, адсорбируясь в устьях пор катализатора, препятствуют диффузии молекул сырья к внутренней поверхности. По мере увеличения содержания на катализаторе никеля и ванадия, являющихся дегидрирующими металлами, при крекинге возрастает выход водорода, сухих газов, кокса, снижается выход бензина и увеличивается содержание в нем непредельных углеводородов.

Как было отмечено ранее, в связи с необходимостью углубления переработки нефти каталитическому крекингу стремятся подвергать утяжеленные газойли с повышенным концом кипения. При утяжелении вакуумных газойлей растет их коксуемость и содержание в них нежелательных примесей (табл.2.7).

Характеристика вакуумных газойлей

смеси западно-сибирских нефтей

Показатели

350 – 500 0С

350 – 540 0С

350 – 580 0С

Содержание:

сера, % мас.

1,55

1,73

1,82

азот, % мас.

0,13

0,15

0,18

ванадий, ррm

-

0,55

3,3

никель, ррm

-

0,26

1,6

Коксуемость, % мас.

0,18

0,83

1,4