Каталитический крекинг — уникальный процесс, развитие которого протекало как по экстенсивному, так и по интенсивному пути. Начальные этапы развития процесса обусловлены совершенствованием технологии катализаторов и аппаратурного оформления, позднейшие — адаптацией процесса для производства новых видов продукции и для использования новых источников сырья.
1-й этап — прототехнология (1915–1930). Первые полупромышленные установки каталитического крекинга были сооружены к 1915–1921 гг. под руководством Н. Д. Зелинского в России и А. М. МакАфи в США. Процесс проводился в автоклавах, в качестве сырья служила керосиновая фракция, а в качестве катализатора — безводный хлорид алюминия. Процесс не получил широкого распространения в связи с высоким выходом побочных продуктов, а также трудностями в обращении с хлоридом алюминия в качестве катализатора.
2-й этап — установки со стационарным слоем катализатора (1930–1940). Вследствие возникшей потребности в автобензине был разработан новый промышленный процесс каталитического крекинга системы Гудри. Процесс протекал в стационарном слое катализатора, которым служили активированные природные глины. Время работы катализатора составляло порядка 30 минут, после чего он подвергался окислительной регенерации, т. е. процесс был периодический. Выход бензина в процессе крекинга (сырье — керосиновая фракция) составлял 25–30%. Было построено не менее 20 установок такого типа.
3-й этап — установки с движущимся слоем катализатора (1940–1970). В 1941 г. крупнейшими нефтяными компаниями США было подписано соглашение «Recommendation 41», в рамках которого компании объединяли усилия в разработке нового процесса производства высокооктанового бензина. Была разработана методика приготовления синтетических алюмосиликатных катализаторов, а к 1945 г. был создан процесс «Термофор» с движущимся гранулированным катализатором.
Переход к такому типу установок был необходим для организации непрерывной регенерации катализатора, что, в свою очередь, обеспечивало непрерывную работу установки в целом. В СССР флагманом исследования и разработок в области каталитического крекинга являлся Грозненский научно-исследовательский институт (ГрозНИИ), разработавший установку 43–102. Установки этого типа позволяли получить авиабензин с октановым числом 80–87 пп. и выходом до 27% при использовании керосино-газойлевых фракций в качестве сырья, а также увеличить единичную производительность до 200–300 тыс. т/год.
4-й этап — установки с лифт-реактором. Внедрение цеолитсодержащих катализаторов на предыдущем этапе предопределило дальнейшую эволюцию технологии процесса крекинга. Для наилучшего использования активности цеолитов была разработана технология с лифт-реактором с малым временем контакта — до 3 с. Также была разработана специальная форма катализатора в виде микросфер, содержащих цеолит типа Y в обменной форме с редкоземельными элементами.
В 1976 г. проект был реализован в СССР в виде установки типа Г-43-107, тиражированной впоследствии на 10 различных советских и зарубежных заводах и впервые позволившей довести выработку компонента бензинов с октановым числом не менее 92 п. до 50–55% при работе на тяжелом сырье. Дальнейшее развитие процесса каталитического крекинга направлено как в сторону увеличения степени переработки нефти, так и в сторону создания модификаций для переработки новых типов сырья и производства востребованных топлив и продуктов нефтехимии.
Если понравилась статья просим оценить ее лайком и оставить своё мнение в комментариях! Советуем подписаться, чтобы не пропустить много интересных статей в будущем!
#технологии #наука #оборудование #промышленность #экология #крекинг
