Каталитический крекинг
Кат.крекинг на алюмосиликатных кат-х явл-ся наиболее широко распространенным методом углубления переработки нефти с получением высокооктановых бензинов, бутан-бутиленовой фракции.
Из легкого газойля получают сажевое сырье и нафталин. Из тяжелого газойля кат.крекинга получают высококачественное сырье для производства игольчатого кокса.
В качестве сырья для кат.крекинга могут служить нефтепродукты разной природы и фракционного состава т.е. тяжелые бензины, керосиновые фракции, тяжелые дистилляты прямой перегонки нефти, диасфальтизаты деасфальтизации мазутов и гудронов, керосиногазойлевые фракции коксования нефтяных остатков, продукты гидрокрекинга и гидроочистки, полупродукты масляного производства, мазуты и гудроны.
Важнейшими показателями качества сырья явл-ся фракционный состав, групповой химический состав, содержание сернистых и азотистых соединений, содержание тяжелых Ме и коксуемость.
По фракционному составу сырье может быть: (1) Легким т.е. фракции 200-360; (2) Тяжелым – дистилляты в пределах 350-500, а иногда до 580; (3) Сырье широкого фракционного состава т.е. фракции от 200-500,580; (4) Промежуточное сырье т.е. фракции 250-470; (5) остаточное сырье т.е. свыше 350.
Стараются особо не завышать конец кипения сырья т.к. с его ростом растут коксуемость и содержание тяжелых Ме, а чем выше коксуемость, тем больше образуется кокса, поэтому коксуемость стараются держать в пределах 0,3-0,7%.
Сернистые соединения ухудшают процесс, их в сырье бывает от 0,1-3,7%. Обычно содержание сернистых соединений снижают до 0,2-0,3%.
Наличие Ме в сырье т.е V, Cu, Fe и др. приводит к ухудшению работы кат-ра т.е. к его отравлению
Свойства катализаторов
Кат-ми кат.крекинга в настоящее время явл-ся смесь аморфных алюмосиликатов от 80-97% и кристаллического цеолита 3-20%. Цеолит имеет большие поры 50% от объема цеолитов, соединенные между собой окнами, через которые сырье поступает на крекинг и удаляются продукты реакции. Цеолит равномерно распределен в матрице аморфного алюмосиликата, который синергически влияет на процессы крекинга сырья т.е увеличивает каталитическую активность друг друга.
Катализатор должен отвечать 5 требованиям: (1) Иметь стабильную активность – выход бензина при стандартных испытаниях стандартного сырья. (2) Быть селективным т.е. для каждого случая давать максимальный выход бензина. (3) Быть термически и паростойким, чтобы при термических реакциях, регенерации и воздействии водяного пара не портиться. (4) Быть механически прочным чтобы при движении в аппаратуре разрушаться в минимальной мере. (5) Быть стойким к отравлению серой, азотом и металлорганическими соединениями содержащимися в сырье.
Кроме этого катализатор должен выдерживать дожиг СО в СО2 при регенерации, иметь высокую плотность, чтобы аппаратура имела меньшие размеры и соблюдалось высокое соотношение катализатора и сырья.
По активности т.е. по индексу активности катализаторы делятся на малоактивные (ИА < 35), средне-активные (ИА=35-45) и высокоактивные (ИА > 45).
В процессе работы катализатор за счет местных перегревов, воздействия водяного пара, каталитических ядов, а так же истирание – выходит из строя. Активность его падает. Для поддержания рабочей активности кат-ра в систему постоянно добавляют свежий катализатор и иногда немного выводят, но чаще совсем не выводят. Расход кат-ра = 0,05-0,1% от сырья.
В результате крекинга на катализаторе т.е. на его поверхности и внутри отлагается кокс, его выжигают, поэтому катализатор должен быть термически стабилен при температурах регенерации, которые = 600-750, при этом кокс должен интенсивно выгорать т.е. катализатор должен обладать высокой регенерационной характеристикой.
Наличие цеолита в катализаторе резко повышает его термостабильность и улучшает скорость выжига кокса.
Немаловажное зн-е имеет механическая прочность кат-ра, которая отвечает за его расход, загрязнение окружающей среды, влияет на работу циклонов в реакторе и регенераторе и т.д.
Механизм, химизм и кинетика кат.крекинга
Присутствие кат-ра в системе не вызывает протекания каких-либо новых реакций по сравнению с термокрекингом, он только ускоряет ряд процессов которые без него были бы малозаметны – изомеризация олефинов и нафтенов, перераспределение водорода между продуктами реакций и др.
Присутствие кат-ра не нарушает состава равновесных смесей свойственных данным температурам. Температурный режим кат.крекинга не мягче чем термокрекинга, но продолжительность в сотни раз меньше. Вследствие этого химический состав продуктов кат.крекинга имеет характерные особенности: бензины кат.крекинга содержат много изопарафинов и аренов; газ содержит много изобутана и алифатических УВ С3-С4; газойли содержат много аренов.
Постадийно процесс кат.крекинга можно представить следующим образом:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
