Назначение процесса, катализаторы, состав установки
Процесс гидрокрекинга предназначен в основном для получения малосернистых топливных дистиллятов из различного сырья.
Обычно гидрокрекингу подвергают вакуумные и атмосферные газойли, газойли термического и каталитического крекинга, деасфальтизаты и реже мазуты и гудроны с целью производства автомобильных бензинов, реактивных и дизельных топлив, сырья для нефтехимического синтеза, а иногда и сжиженных углеводородных газов (из бензиновых фракций).
Водорода при гидрокрекинге расходуется значительно больше, чем при гидроочистке тех же видов сырья.
Гидрокрекинг осуществляется в одну или две ступени на неподвижном (стационарном) слое катализатора при высоком парциальном давлении водорода. По технологическому оформлению модификации процесса различаются преимущественно применяемыми катализаторами:
- при производстве топливных дистиллятов из прямогонного сырья обычно используют одноступенчатый вариант с рециркуляцией остатка, совмещая в реакционной системе гидроочистку, гидрирование и гидрокрекинг;
- при двухступенчатом процессе гидроочистку и гидрирование сырья проводят в первой ступени, а гидрокрекинг во второй. В этом случае достигается более высокая глубина превращения тяжелого сырья.
Для гидрокрекинга наибольшее распространение получили алюмокобальтмолибденовые катализаторы, а также на первой ступени - оксиды или сульфиды никеля, кобальта, вольфрама и на второй ступени - цеолитсодержащие катализаторы с платиной.
Процесс гидрокрекинга - экзотермический, и для выравнивания температуры сырьевой смеси по высоте реактора предусмотрен ввод холодного водородсодержащего газа в зоны между слоями катализатора. Движение сырьевой смеси в реакторах нисходящее.
Технологические установки гидрокрекинга состоят обычно из следующих основных блоков:
- реакционного, включающего один или два реактора;
- фракционирующего имеющего разное число дистилляционных колонн (стабилизации, фракционирования жидких продуктов, вакуумную колонну, фракционирующий абсорбер и др.);
- часто имеется блок очистки газов от сероводорода.
Мощность установок может достигать 13 000 куб.м/сут.
Технологическая схема
Технологическая схема одноступенчатого гидрокрекинга с получением преимущественно дизельного топлива из вакуумного газойля в стационарном слое катализатора.
Сырье, подаваемое насосом 1, смешивается со свежим водородсодержащим газом и циркуляционным газом, которые нагнетаются компрессором 8. Газосырьевая смесь, пройдя теплообменник 4 и змеевики печи 2, нагревается до температуры реакции и вводится в реактор 3 сверху. Учитывая большое тепловыделение в процессе гидрокрекинга, в реактор в зоны между слоями катализатора вводят холодный водородсодержащий (циркуляционный) газ с целью выравнивания температур по высоте реактора.
Выходящая из реактора смесь продуктов реакции и циркуляционного газа охлаждается в теплообменнике 4, холодильнике 5 и поступает в сепаратор высокого давления 6. Здесь водородсодержащий газ отделяется от жидкости, которая с низа сепаратора через редукционный клапан 9, поступает далее в сепаратор низкого давления 10. В сепараторе 10 выделяется часть углеводородных газов, а жидкий поток направляется в теплообменник 11, расположенный перед промежуточной ректификационной колонной 15. В колонне при небольшом избыточном давлении выделяются углеводородные газы и легкий бензин.
Бензин частично возвращается в колонну 15 в виде острого орошения, а балансовое его количество через систему «защелачивания» откачивается с установки. Остаток колонны 15 разделяется в атмосферной колонне 20 на тяжелый бензин, дизельное топливо и фракцию >360 °С.
Бензин атмосферной колонны смешивается с бензином промежуточной колонны и выводится с установки. Дизельное топливо после отпарной колонны 24 охлаждается, «защелачивается» и откачивается с установки. Фракция >360 °С используется в виде горячего потока внизу колонны 20, а остальная часть (остаток) выводится с установки. В случае производства масляных фракций блок фракционирования имеет также вакуумную колонну.
Водородсодержащий газ подвергается очистке водным раствором моноэтаноламина и возвращается в систему. Необходимая концентрация водорода в циркуляционном газе обеспечивается подачей свежего водорода (например, с установки каталитического риформинга).
Регенерация катализатора проводится смесью воздуха и инертного газа, срок службы катализатора 4 - 7 мес.
Технологический режим
Материальный баланс
Материальный баланс одноступенчатого процесса гидрокрекинга сернистого и высокосернистого сырья при следующих условиях:
- общее давление 5 МПа;
- температура 425 °С;
- объемная скорость подачи сырья 1,0 ч-1;
- кратность циркуляции водородсодержащего газа 600 нм3/м3 сырья.
Применение продуктов гидрокрекинга:
- тяжелый газойль - хорошее пиролизное сырье для получения этилена;
- фракции С5-85 °С и 85-193 °С, богатые нафтеновыми углеводородами - превосходное сырье для каталитического риформинга, направленного на производство ароматических углеводородов;
- легкий газойль - компонент дизельного топлива.
Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.