ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Интенсификация процесса каталитического крекинга в подвижном слое шарикового катализатора из "Промышленные установки каталитического крекинга" Выход газа, бензина и газойля, а также их качество определяются совокупным влиянием температуры, объемной скорости подачи сырья и кратности циркуляции катализатора. Для каждого вида сырья и катализатора это влияние будет разным. [c.147] В жестких условиях крекинга происходит значительная ароматизация (25—30 вес. % ароматических углеводородов) бензиновых фракций. В мягких условиях крекинга содержание ароматических углеводородов уменьшается, а количество алкенов возрастает вследствие снижения скорости реакции перераспределения водорода. Суммарное содержание парафино-нафтеновых углеводородов изменяется незначительно. Содержание серы в бензинах возрастает с 0,4 до 0,9 вес. %. Октановые числа бензинов, полученных в жестких условиях крекинга, находятся в пределах 79—82 по моторному методу (без этиловой жидкости), а в мягких условиях снижаются на 3—5 единиц. [c.148] Легкий каталитический газойль, полученный при жестких режимах крекинга, обладает невысоким цета-новым числом (не более 25—30) вследствие значительного содержания ароматических углеводородов (60— 70 вес. %). При мягких режимах содержание ароматических углеводородов в легком каталитическом газойле снижается до 35—45%, а цетановое число повышается до 38—45. Цетановое число можно также повысить (на 3—5 единиц) при увеличении температуры конца кипения газойля с 320 до 350 С. В газойлях, полученных из высокосернистых нефтей, содержится 2,5 вес. % серы при высоких температурах процесса концентрация ее достигает 2,8—3,0 вес. %. Вследствие большого содержания серы и низких цетановых чисел непосредственное использование газойлей в качестве дизельных топлив затрудняется. [c.148] Содержание непредельных соединений в газе (особенно бутиленов) увеличивается по мере повышения температуры в реакторе. Поэтому высокую температуру в реакторе поддерживают, когда требуются бутилены для полимеризации, алкилирования и др. Повышая тем- пературу в реакторе и сохраняя постоянную глубину крекинга путем изменения других параметров процесса, можно увеличить выход газа и несколько снизить выход кокса. [c.149] Объемная скорость подачи сырья. Объемную скорость можно регулировать путем изменения количества катализатора в реакционной зоне реактора или сырья, загружаемого в реактор. Загрузку сырья в реактор мож- 0 изменять в процессе эксплуатации установки. На промышленных установках применяют оба способа регулирования объемной скорости. Объем реактора определяют при изготовлении реактора или при его ремонте. [c.149] Чем больше объемная скорость, тем меньше длительность пребывания сырья в реакционной зоне, тем меньше глубина крекинга сырья и тем больше сырья пропускается через реактор. На промышленных установках объемная скорость колеблется от 0,5 до 3,0 ч Ч При низкой объемной скорости (0,5—1,0 ч ) перерабатывают сырье легкого фракционного состава, а также сырье, содержащее много алкенов и ароматических углеводородов. Тяжелые виды сырья (вакуумный и термический газойль) крекируют при объемной скорости 1,0—3,0 ч и малой длительности пребывания сырья в реакторе. [c.149] Глубина крекинга, вес. %. Выход бутенов, вес. %. . [c.150] Как видно из приведенных данных, с повышением объемной скорости выход газойля увеличивается, а выход остальных продуктов уменьшается. Высокие объемные скорости можно применять, если требуется увеличить выработку газойля каталитического крекинга. При уменьшении объемной скорости качество бензина несколько повышается вследствие его ароматизации. При одновременном повышении температуры процесса и кратности циркуляции катализатора степень ароматизации бензина возрастает. Если требуется повысить жесткость процесса, объемную скорость снижают. [c.150] На рис. 42 показано влияние кратности циркуляции катализатора на материальный баланс каталитического крекинга. Из рисунка видно, что с увеличением кратности циркуляции катализатора (при неизменной объемной скорости и температуре) глубина крекинга увеличивается. В процессе крекинга вакуумного газойля на алюмосиликатном катализаторе с индексом активности 31,2 (температура 450 °С, объемная скорость 1 ч ) установлено, что при кратности циркуляции катализатора 6 1 получают максимальный выход газойля, а при кратности 9 1— максимальный выход бензина. [c.151] Высокая температура и кратность циркуляции катализатора, а также низкая объемная скорость способствуют увеличению скорости реакций перераспределения водорода. В бензине возрастает содержание ароматических углеводородов и его октановое число повышается до 77—79. В газе крекинга увеличивается содержание алкенов и изобутана. Газойль ароматизируется и его цетановое число снижается до 25—35. [c.151] Содержание кокса в выходящем из реакторов катализаторе с увеличением кратности его циркуляции уменьшается, хотй выход кокса на сырье увеличивается. Это объясняется распределением кокса в большом объеме катализатора. Катализатор, содержащий меньше кокса, легче регенерировать. [c.151] Выбор кратности циркуляции катализатора зависит от конкретных условий крекинга. Если катализатор мало активен, кратность циркуляции повышают для достижения требуемой глубины крекинга. При повышенной кратности циркуляции перерабатывают все виды такого сырья, которое дает много кокса и трудно крекируется. Переработка тяжелых видов сырья при высокой кратности циркуляции способствует лучшему его испарению благодаря присутствию большого объема горячего катализатора. [c.151] П показано, что в процессе эксплуатации катализатор дезактивируется коксовыми отложениями. Регенерированный равновесный алюмосиликатный катализатор имеет индекс активности выше 30. При отложении кокса на катализаторе его активность снижается. В присутствии в реакторе катализатора с индексом активности ниже 26 выход целевых продуктов крекинга значительно уменьшится. Поэтому необходимо подбирать такие условия крекинга, при которых катализатор в реакционной зоне сохранял бы свою активность. Особенно это важно для цеолитных катализаторов, имеюш,их высокий индекс активности. [c.152] Оптимальный технологический режим процесса определяется максимальным выходом бензина и других ценных продуктов крекинга. На рис. 46 показана зависимость выхода бензина и кокса от глубины крекинга. [c.155] Увеличение количества бензина и кокса при возрастании глубины крекинга объясняется большей степенью-расщепления сырья и образованием промежуточных продуктов реакции. Температура процесса оказывает существенное влияние на образование продуктов. При глубине крекинга более 20—25 вес. % повышение температуры вызывает незначительное снижение выхода кокса и существенное снижение выхода бензина (см. рис. 46).. Уменьшение коксообразования с повышением температуры крекинга при одной и той же глубине разложения обусловлено следующим. Известно, что скорость десорбции и расщепления адсорбированных на катализаторе тяжелых углеводородов с повышением температуры возрастает. Поэтому при высокой температуре углеводороды уходят из пор катализатора, в результате чего на поверхности катализатора остается меньше коксовых отложений. [c.156] Таким образом, из изложенного ясно, что наибольший выход бензина достигается при глубине крекинга 70—75 вес. % и продолжительности работы катализатора 10—15 мин. Следовательно, технологический режим каталитического крекинга можно приблизить к оптимальному, если оптимизацию вести по продолжительности работы катализатора. Этот параметр наиболее полно характеризует поведение катализатора в процессе-крекинга. [c.156] О высокой активности катализатора в начале его-работы можно судить по небольшой величине энергии активации процесса (рис. 47). Известно, что чем выше активность катализатора, тем меньше тепловой энергии затрачивается на образование получаемых продуктов. Больше всего тепловой энергии затрачивается в процессе термического крекинга, где катализатор не применяют. В присутствии высокоактивных катализаторов затраты тепла существенно снижаются. Из рис. 47 видно, что наименьшая энергия активации молекул сырья требуется при длительности работы катализатора до 15 мин. Затем энергия активации значительно повышается, так как поверхность катализатора дезактивируется коксом. [c.156] ПО высоте реакционной зоны (рис. 48) показывают, что интенсивное образование бензина происходит в верхнем слое катализатора высотой 900—1000 мм. От начала контакта катализатора с сырьем вверху реакционной зоны на прохождение пути длиной 1000 мм в реакторе затрачивается 10 мин, т. е. длительность работы катализатора составляла 10 мин. За это время сырье почти полностью превращается в конечные продукты. В последующий период компоненты тяжелого газойля почти не крекируются, а бензин частично расщепляется на газ и кокс. [c.157] На промышленных установках длительность работы движущегося шарикового катализатора можно варьировать изменением скорости его циркуляции или изменением объема реакционной зоны в реакторе при сохранении скорости движения катализатора. При увеличении скорости циркуляции катализатора общее количество кокса, поступающего в регенератор, возрастает, но его концентрация в катализаторе уменьшается. Известно, что кокс на.поверхности катализатора выгорает с постоянной скоростью и для регенерации катализатора необходим определенный объем регенератора. С увеличением скорости циркуляции катализатора объем регенератора необходимо увеличивать. Если это невозможно, уменьшают объем реакционной зоны и, следовательно, увеличивают объемную скорость подачи сырья. При этом несколько повышают температуру. В результате намечаемая глубина крекинга сырья сохраняется или возрастает. [c.159] Вернуться к основной статье