CC BY
22УДК 665.632
Байрамова Р.Р. бакалавр,
химико-технологический факультет, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности,
Баку, Азербайджанская Республика Bayramova R.R. Bachelor,
Faculty of Chemical Technology, Azerbaijan State Oil and Industry University, Baku, Republic of Azerbaijan E-mail: [email protected]
Получение высокооктановых компонентов бензина для лифтового реактора Production of high-octane gasoline components for an elevator reactor
Аннотация: Основной целью работы является проектирование установки каталитического крекинга на цеолитсодержащем катализаторе. В работе были описаны научные основы процесса. В работе были указаны важные экологические проблемы, которые возникают в процессе эксплуатации установки.
Abstract: The main purpose of the work is to design a catalytic cracking unit on a zeolite-containing catalyst. The paper describes the scientific basis of the process. The paper identified important environmental problems that arise during the operation of the installation.
Ключевые слова: каталитический крекинг; реактор лифтового типа; цеолитсодержащий катализатор; углеводороды; газойль.
Keywords: catalytic cracking; elevator-type reactor; zeolite-containing catalyst; hydrocarbons; gasoil.
Введение. Нефть — маслянистая горючая жидкость. По химическому составу и происхождению схожа нефть с природным и горючим газом. На глубине от десятков метров нефть и газообразные углеводороды находятся до 5-6 км. Из нефти получают бензин, дизельное топливо керосин, нефтяной кокс,
нефтехимическое сырьё, алканы, масла, битум из него вырабатывают смазочные и специальные масла, алкены, арены, твёрдый и жидкий парафин различные технологические процессы имеет переработка нефти.
Каталитический крекинг — термокаталитическая переработка нефтяных фракций, его используют для получения высокооктанового бензина, легкого газойля и непредельных жирных газов. Каталитический крекинг осуществляют для глубокой переработки нефти.
В данное время сырьем для каталитического крекинга служит вакуумный газойль — прямогонная фракция с пределами выкипания 350-500°С. Еще в качестве сырья используют остаток гидрокрекинга. Но на данный момент используется цеолитсодержащий микросферический катализатор. Площадь поверхности 300-400 м2/гр.
Каталитический крекинг — процесс термокаталитической переработки нефтесодержащего сырья с целью получения низкомолекулярных продуктов. В процессе каталитического крекинга получают: высокооктановый бензин, легкий газойль, углеводородные газы С2 - С3 и др.
Основным преимуществом процесса каталитического крекинга является его высокая эксплуатационная гибкость: возможность переработки практически любой фракции масла в высококачественные продукты; взаимодействие с другими процессами, такими как гидрокрекинг, гидролиз, адсорбционная очистка, (асфальтирование) и т.д.
Процесс каталитического крекинга в потоке вакуумного газойля считается одним из самых крупнотоннажных промышленных процессов в мире, как в процессах переработки сырья, так и в процессе расхода катализаторов [2].
Наиболее распространенным сырьем каталитического крекинга является широкие вакуумные фракции (350-500°С). Он представляет собой, нафтеновое, смолистое сырьё.
Каталитический крекинг является важнейшим процессом, который проводит глубокую переработку нефти.
Материальный баланс и условия ведения процесса показаны на рисунке 1, что по выходам бензина и изобутана, и суммы изобутиленов, наиболее точные результаты были в реакторе при температуре 540°С.
Режим Показатель
1 2
Температура, 'С 530
Массовая скорость подачи сырья, ч"1 132
Материальный баланс, % ыасс.:
Взято: 100
Получено:
Газ до С, включительно 17,7
СзНг 3.56
СзНз 0,67
ТСиНю 3,71
1 С4Н10 1.93
п С4Н10 0,40
Выход фракций:
Автобензина н.к-1Э5сС 45,1
Легкий газойль 195-270°С 15.7
Тяжелый газойль 270-350"С 12,8
Кокс 3,7
Рисунок 1 — Результаты крекинга малосернистых дистиллятов
Каталитический крекинг в обычном промышленном процессе включает (обычно фракции газойля) с катализатором при подходящих условиях температуры, давления и времени пребывания. Таким образом, значительная часть (> 50%) сырья превращается в бензин и продукты с более низкой температурой кипения. Однако во время реакции крекинга углеродистый материал откладывается на катализаторе, что значительно снижает его активность, и удаление отложений очень необходимо.
Процесс крекинга нужен для переработки нефти и для получения моторного топлива и др. горючих материалов. Процесс крекинга легко протекает совместно с другими процессами. Каталитический крекинг наиболее экономичный способ преобразования фракций малоценной сырой нефти в более ценные продукты [3].
Установка каталитического крекинга со слоем — это технологическая установка, которая используется для обогащения более тяжелых фракций с
более высокой температурой кипения, полученных при перегонке сырой нефти, в более легкие продукты с более низкой точкой кипения и с более высокой стоимостью.
В этой работе используется реактор цеолит содержащих катализаторов в сочетании с их быстрой дезактивацией в ходе прохождения реакций обусловила создание прямоточных лифт-реакторов с восходящим потоком сырьевой-катализаторной смеси. Для лифт-реактора объемная скорость подачи сырья является условным показателем и физическое содержание имеет время контакта сырья и катализатора. Особенностью этого реактора являются приемник прямоточного лифт-реактора, с помощью его можно отделять продукты реакций катализатора.
Рисунок 2 — Лифт реактор: 1 — зона псевдоожиженного слоя; 2 — лифт реактор; 3 —
от парная секция; 4 — циклоны
Продукты
"тр" катализатор Сырье + катализатор
Реактор имеет несколько зон: реакционная — объем, который занят «плотной фазой» псевдоожиженого слоя; отпорная — тут удаляется с поверхности катализатора захваченные углеводородные пары; отстойная —
здесь пары находящееся в «разряженной фазе» отделяются от частиц катализатора.
Каталитический крекинг с использованием катализатора на основе микрофлоры — одно из самых распространенных устройств. После того, как сырье, нагретое в трубчатой печи, передается к водосборному стыку, оно передается в часть, называемую потоком регенерированного катализатора [1].
Каталитический крекинг обычно проводят в элеваторном реакторе в режиме пневмотранспорта (транспорта): здесь катализатор движется снизу вверх за счет объединения сырья с линейной скоростью 11-13 м/с. Корпус катализатора покрыт жаропрочным бетоном толщиной 150-200 мм для предотвращения абразивного износа устройства, которое постоянно перемещает значительные массы. Использование вертикального бетона позволяет снизить температуру корпуса регенератора одновременно с толщиной стенок. От масляного пара на выходе из элеваторного реактора стало важным условием для современных установок высокотемпературного каталитического работающих при температурах выше 526-540°С
В настоящее время реакторы установок крекинга имеют диаметр от 2500 до 12000 мм. Реактор представляет собой вертикальное цилиндрическое устройство с коническим или полусферическим днищем высотой до 27000 мм. В работающем реакторе общая температура окружающей среды обычно колеблется от 450 до 480°С Корпус устройства выполнен из углеродистой стали или биметалла.
Основные экологические проблемы. В трубчатых печах происходит сгорания топлива и особую опасность представляет диоксид серы, то образуется в регенераторных установках помимо диоксида серы, присутствует оксид углерода, и его нужно будет дожигать в котлах-утилизаторах. Только в последнее время начали использовать меры по полному сжиганию углерода. Самую большую опасность представляет пыль при попадании с дымовыми газами в атмосферу: она оказывает сильное раздражение на дыхательные органы человека. Для того чтобы, предотвратить унос пыли, используют
систему трехступенчатых циклонов в регенераторе, обычно в сочетании с электрофильтром.
Во время крекинга вакуумных отгонов выделяется большое количество коррозионно-активных веществ — серосодержащих, меркаптанов и др.
Наилучший эффект дает применение нейтрализующих веществ и ингибиторов для борьбы с коррозией.
Список литературы
1. Кузнецов А.А. «Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности». 2-е изд., пер. и доп. — Л.: Химия, — 1974, — 343 с.
2. Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке, — 3 изд., — М., — 1979.
3. Эрих В.Н., Расина М.Г., Рудин М.Г. Химия и технология нефти и газа, 3 изд., Л., — 1985.
