6 КАТАЛИТИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ Flashcards
Технологический процесс крекинга?
В крекинг-установке прямогонные фракции тяжелого газойля нагревают при повышенном давлении в контакте с катализатором, который способствует протеканию процесс.
Катализатор?
Вещество, которое ускоряет или даже вызывает химическую реакцию, но когда реакция
заканчивается, катализатор остается в неизменном виде.
Центральная часть установки каталитического крекинга?
Центральной частью установки каталитического крекинга является реактор.
Процессы в установке каталитического крекинга?
- Сырье проходит через нагреватель,
- смешивается с катализатором и
- поступает в вертикальную трубу (райзер), ведущую в нижнюю часть большого сосуда, похожего на резервуар для воды, который называется реактором.
В момент, когда сырье поступает в реактор, процесс уже идет, поэтому время пребывания сырья в реакторе — всего несколько секунд.
В более современных конструкциях крекинг, в основном, происходит уже в райзере.
Таким образом, реактор нужен только для:
- отделения углеводородов от катализатора.
Это производится с помощью:
- циклона, механического приспособления, использующего центрифугирование
2 свойства катализаторов?
Микросферы обладают двумя необычными свойствами:
▪ Если сосуд с порошком катализатора встряхивать или наклонять, порошок ведет себя как жидкость. Поэтому такой процесс иногда называют крекинг с псевдоожиженным катализатором.
▪ свойство присуще не только порошку, но и шарикам, но оно не заметно невооруженным глазом. Под микроскопом можно видеть, что каждая микросфера (или шарик) имеет множество пор и, следовательно, огромную площадь поверхности. Поскольку действие катализатора определяется его контактом с сырьем, большая площадь поверхности — очень важное свойство катализатора.
Кокс оседая на поверхности катализатора становится неактивным (отработанным).
Что предпринимается для очистки катализатора?
Чтобы удалить эти углеродные отложения, отработанный катализатор подают в сосуд, называемый регенератором (рис. 6.2), где его смешивают с горячим воздухом, нагретым приблизительно до 600°С.
С+O2 –> CO & CO2 in old models
C+O2 –> CO2 in new models
▪ Этот процесс называется окислением кокса.
▪ Восстановленный катализатор выходит из нижней части регенератора.
Задача крекинга?
Задача состоит в том, чтобы превратить тяжелые фракции в бензин.
Проблема образования кокса при крекинге?
Во время работы установки происходит несколько процессов. Когда большие молекулы разрываются на части, то:
- водорода оказывается недостаточно, чтобы насытить все молекулы, и поэтому некоторая часть углерода переходит в кокс, который почти
целиком состоит из атомов углерода, слепленных вместе.
Продукты крекинга?
При разрыве крупных молекул:
▪ Поскольку водорода недостаточно:
— многие из образующихся молекул оказываются олефинами.
▪ Eсли некоторые молекулы в сырье состоят из нескольких ароматических или нафтеновых циклов, соединенных вместе:
— они разваливаются на меньшие ароматические или нафтеновые молекулы и олефины.
▪ Молекулы, состоящие из нескольких ароматических или нафтеновых циклов и длинных боковых цепей, как правило:
— содержат меньше атомов углерода и оказываются более тяжелыми (имеют высокую относительную плотность);
— их температуры кипения обычно также выше.
▪ Таким образом, продуктами крекинга является полный набор углеводородов:
— от метана до
— остатка и, кроме того
— кокс.
Какие продукты получаются после того как углеводородная смесь полученная в результате каталитического крекинга перекачивается ректификационную колонну?
■ В колонне смесь обычно разделяется на следующие фракции:
▪ Углеводородные газы:
— Бутан и более легкие
▪ Крекинг-газойль
— Служит компонентом автомобильного бензина
▪ Легкий крекинг-газойль
— Хороший компонент дизельного и дистиллятного топлива
▪ Тяжелый крекинг газойль
— Можно использовать как компонент остаточного топлива (мазута)
▪ Кубовый остаток (рециркулирующий газойль)
— чаще всего смешивается со свежей порцией сырья с которой он снова поступает в процесс.
Особенности летнего и зимнего сезона для нефтеперерабатывающих заводов?
■ Так как граница между бензиновой фракцией и фракцией легкого газойля не является строго фиксированной:
▪ Перемещение этой границы позволяет регулировать соотношение между бензином и дистиллятом в зависимости от
времени года.
— В сезон зимнего отопления заводы переходят на режим максимального количества дистиллята.
– Для этого изменяют точку выкипания для крекинг бензина, так чтобы большее количество продукта попало во фракцию легкого газойля.
— В летний сезон заводы переходят на режим максимального количества бензина.
– Для этого границу между фракциями сдвигают в противоположном направлении.
Почему и куда направляют верхние погоны выходящие из ректификационной колонны крекинга (крекинг газ)?
■ Так как верхние погоны, выходящие из ректификационной колонны крекинга, отличаются по составу от легких фракций, получающихся при ректификации сырой нефти.
▪ В процессе крекинга образуются:
▫ олефины, поэтому поток углеводородных газов содержит не только:
— метан,
— этан,
— пропан и
— бутаны,
но также:
— водород,
— этилен,
— пропилен и
— бутилены.
■ Из-за этих дополнительных компонентов крекинг-газ направляют для разделения на:
▪ установку фракционирования крекинг-газа.
В чем состоит отличие крекинг-газа от газа полученного например при ректификации сырой нефти?
■ Из-за дополнительных компонентов крекинг-газ направляют для разделения на установку фракционирования крекинг-газа.
▪ Газ полученный при ректификации & при гидроочистке & гидрокрекинге & риформинге сырой нефти содержит лишь насыщенные соединения.
— Поэтому газ направляют на установку фракционирования насыщенного газа.
Что является полезным для процесса алкилирования?
■ Олефины полученные с установки каталитического крекинга:
▪ Изобутан,
▪ Пропилен,
▪ Бутилен
— оказываются полезными для процесса алкилирования в котором:
– олефины превращаются в компоненты компаундированного бензина.
Параметры процесса каталитического крекинга?
■ Качество сырья: ▪ Плотность сырья ▪ содержание в нем: ▫ нафтенов, ▫ парафинов и ▫ алкенов
■ Температура в реакторе:
▪ Чем выше температура тем интенсивнее протекает реакция крекинга
▫ но в какой-то момент количество образуещихся:
— газов увеличивается
— за счет уменьшения количество бензина или
— легкого газойля
■ Скорость подачи сырья и циркуляции:
▪ слишком высокая скорость подачи плохо сказывается на выходах поэтому:
▫ следует соблюдать баланс с обьемом остатка от фракционирования
■ Время суток и температура:
▪ Чем холоднее воздух тем больше кислорода, тем лучше выжигается кокс с катализаторов тем эффективнее реакция.
