111УДК 665.64
Семеченко Дмитрий Алексеевич Semechenko Dmitry Alekseevich
Студент Student
Астраханский государственный технический университет
Astrakhan state technical University
КАТАЛИТИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ ВАКУУМНОГО ГАЗОЙЛЯ VACUUM GASOIL CATALYTIC CRACKING
Аннотация: в данном статье рассмотрен процесс каталитического крекинга вакуумного газойля, его перспективы развития, а также способы увеличения выхода ценных продуктов.
Abstract: this article discusses the process of catalytic cracking of vacuum gas oil, its development prospects, as well as ways to increase the yield of valuable products.
Ключевые слова: нефть, катализатор, каталитические процессы, крекинг, каталитический крекинг, вакумный газойль, бензин, дизельное топливо.
Key words: oil, catalyst, catalytic processes, cracking, catalytic cracking, vacuum gas oil, gasoline, diesel fuel.
Одним из самых распространенных процессов углубления переработки нефти является каталитический крекинг. Впервые процесс был осуществлен в 1937 году в США, а уже в 1944 году в Советском Союзе в Грозном была запущена первая лицензионная промышленная установка каталитического крекинга.
Промышленные установки каталитического крекинга -типичный пример гетерогенного катализа, поскольку катализаторы крекинга являются твердыми телами, а сырье и продукты реакции -жидкими или газообразными.
До недавнего времени целевым назначением каталитического крекинга преимущественно было получение с максимальным выходом
высокооктанового бензина и ценных газов. Однако отечественный и зарубежный рынки нефтепродуктов характеризуются ежегодным ростом спроса на дизельное топливо.
Авторы [1] разработали технологию каталитического крекинга, состоящую из двух ступеней: на первой, происходит мягкий крекинг с высокими выходами бензина и дизельного топлива; на второй происходит повторный жесткий крекинг остаточной фракции. Данная разработка свидетельствуют о том, что в перспективе процессом каталитического крекинга наряду с высокооктановыми бензиновыми продуктами будет производиться качественное дизельное топливо.
Обычно процесс крекинга осуществляют на установках с непрерывно циркулирующим твердым катализатором, который последовательно проходит через зону реакции, а затем через зону регенерации самого катализатора. Необходимость регенерации катализатора вызвана тем, что в процессе крекинга поверхность катализатора быстро покрывается слоем кокса, препятствующего контакту катализатора и сырья. Этот кокс с поверхности катализатора выжигается за счет подачи в регенератор воздуха.
Качество сырья оказывает очень существенное влияние как на ход процесса, так и на выход продуктов крекинга и их качество.
Поскольку вакуумный газойль, как правило, содержит большое количество серы, необходима его предварительная очистка перед проведением каталитического крекинга, иначе сернистые соединения будут негативно сказываться на катализаторе и качестве процесса.
В настоящий момент объем исследований по процессам каталитического крекинга огромен, из-за изменения состава исходного сырья, требований рынка к продуктам и режима работы установок. При каталитическом крекинге фракция вакуумного газойля (350-550 °С) перерабатывается, главным образом, в бензин (35-180 °С) и дизельное
топливо (180-360 °С), тем самым составляя большую часть производимого автомобильного бензина. А остальная часть является разнообразным видом сырья для нефтехимической промышленности и других процессов производства топлива, таких как изомеризация, алкилирование и синтез эфира [2].
Производительность блока каталитического крекинга зависит от большого количества параметров: состава сырья, времени пребывания, температуры, отношения катализатора к сырью, парциального давления углеводорода, свойства катализатора и гидродинамики лифт-реактора [3]. Максимизировать выход ценных жидких продуктов в каталитическом крекинге можно двумя способами:
1) увеличение конверсии, которое соответствует снижению получения тяжелых нефтепродуктов;
2) снижение выхода кокса и сухого газа, благодаря процессам гидрокрекинга и каталитического крекинга [4].
Процесс каталитического крекинга позволяет получать значительное количество пропан-пропиленовой фракции и бутан-бутиленовой фракции, служащих сырьем для производства различных полимеров и высокооктановых компонентов бензина - алкилатов, олигомеризатов и эфиров. Общее углубление переработки нефти на установках каталитического крекинга составляет не менее 20 %.
Общая мощность установок каталитического крекинга в мире превышает 500 млн тонн по сырью. За этими установками, безусловно, будущее нефтепереработки.
Совершенствование установок каталитического крекинга возможно за счет улучшения катализаторов, что повысит выход и качество полезных продуктов, а также за счет переработки не только вакуумных газойлей, но и прямогонных мазутов, что позволит углубить переработку нефти на этих установках до 40 %.
Библиографический список:
1. Хаджиев С.Н. Каталитический крекинг альтернативных видов сырья и их смесей с нефтяными фракциями на микросферических цеолитсодержащих катализаторах Сообщение 1 / С.Н. Хаджиев, И.М. Герзелиев, К.И. Деменьтев // Нефтехимия, Т. 53, № 6, 2013. - С. 403407.
2. Гумарова А.Ж. Варианты каталитического крекинга различного углеводородного сырья // Научно-практические исследования, 5-1 (28), 2020. - С. 38-42.
3. Al-Absi, A.M. Thermal and catalytic cracking of whole crude oils at high severity [Text] / A.A. Al-Absi, A.M. Aitani, S.S. Al-Khattaf // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2019. - Р. 104-145.
4. Wang, G. Study of Optimal Reaction Conditions and a Modified Residue Catalytic Cracking Process for Maximizing Liquid Products [Text] / G. Wang, X. Lan, Ch. Xu, J. Gao // Ind. Eng. Chem. Res. №48, 2009. Р. 3308-3316.
© Д.А. Семеченко, 2021
