ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности образования и регенерации коксовых отложений при окислительной каталитической конверсии тяжелого нефтяного сырья из "Окислительная каталитическая конверсия тяжелого нефтяного сырья" Обработка экспериментальных данных осуществлялась с помощью программы, обеспечивающей получение математической модели зависимости выгорания серы от вьн орания углерода в виде уравнений регрессии. Полученные коэффициенты регрессии позволяют численно оценить влияние условий процесса и формы используемого катализатора на степень запаздывания выгорания серы от выгорания углерода (рис. 3.7, 3.8). [c.88] Установлено, что глубина удаления углерода в регенераторе не зависит от вида перерабатываемого сырья. Для регенерированного железоокисного катализатора характерно практически постоянное значение содержания углерода — 0.023-0.045%, не зависящее ни от вида сырья, ни от температуры проведения процесса. Для серы, напротив, наблюдается з величение ее содержания в коксовых отложениях с ростом сернистости сырья, температуры процесса и времени работы катализатора. Это обусловлено тем, что при температурах проведения процесса (475-540°С) идет селективное окисление водорода и углерода в составе коксовых отложений, а при температурах регенерации начинается частичное окисление серы, весьма незначительное, не превышающее 12%, в то время как углерод удаляется на 88-97%. Селективное удаление углерода в регенераторе подтверждается также тем, что независимо от вида сырья отношение 5/С для регенерированного катализатора выше, чем для закоксованного. [c.95] Таким образом, на основе литературных и собственных экспериментальных данных, полученных в лабораторных и промышленных условиях, установлены особенности образования и окисления коксовых отложений при окислительной каталитической конверсии тяжелого нефтяного сырья. Установлено, что в процессе коксообразования на катализаторах оксидного типа при окислительной конверсии тяжелого нефтяного сырья протекают реакции окисления, дегидрирования, деалкилирования, деструкции, полимеризации и ноли-конденсации асфальто-смолистых веществ, причем окислительное консекутивное превращение коксовых отложений приводит к более глубокой химической конверсии, чем термическое превращение. [c.95] В данном разделе рассмотрены вопросы практического применения установленных научных закономерностей окислительных процессов, протекающих при каталитической конверсии тяжелого нефтяного сырья. Наиболее близким к рассмотренным в работе процессам окислительной каталитической конверсии тяжелого нефтяного сырья по целям, характеру используемого сырья и технологическому оформлению является процесс каталитического крекинга. [c.101] На основе анализа литературных, собственных экспериментальных данных и результатов промышленных исследований показано, что в ходе каталитического крекинга, наряду с каталитическими процессами, протекающими по карбоний-ионному механизму, и термическими, имеющими радикальный механизм, происходят превращения, обусловленные окнслительно-восстаиовительными реакциями. Протекание окислительных процессов в ходе каталитического крекинга подтверждается наличием фенола (до 800-1200 мг/л в технологическом конденсате), достаточно высокой концентрацией диоксида углерода (СО2) в жирном газе (до 5-7%) и высоким содержанием кислородсодержащих соединений в жидких продуктах, особенно в тяжелом газойле и остатке с температурой начала кипения выше 420 С (0.5-3.0%) [4.1]. [c.101] Теоретически сырьем каталитического крекинга могут служить нефтепродукты различной природы и фракционного состава дистилляты прямой перегонки нефти, деасфальтиза-ты мазутов и гудронов, газойли коксования нефтянЪ остатков, нефти и мазуты без предварительного удаления из них смолистых веществ [4.2]. Традиционно по фракционному составу сырье ограничивалось пределами от 350 С до 500 С. Ограничения обусловлены тем, что фракции до 350°С при крекинге претерпевают незначительные превращения, а во фракциях, выкипающих выше 500 С, сконцентрированы нежелательные примеси — смолы, асфальтены и металлы, снижающие активность катализатора [4.2-4.4]. [c.102] При глубокой очистке мазутов от серы (0.1%) и металлов (0.3-2 мг/кг) скорость догрузки свежего катализатора для поддержания заданной активности составляет 0.5 кг/м , что характерно для крекинга прямогонных вакуумных газойлей. С увеличением в сырье крекинга содержания металлов, коксуемости, т. е. в случае переработки исходных остатков и остатков с более низкой степенью гидрооблагора-живания, расход свежего катализатора резко возрастает до 2.86 кг/м что отрицательно сказывается на экономике процесса каталитического крекинга такого сырья. [c.103] Таким образом, в настоящее время основными критериями выбора сырья каталитического крекинга являются коксуемость и содержание металлов, а также химический состав. [c.103] В числителе — данные [4.15] в знаменателе — [4.16]. [c.105] Для выбора способа переработки тяжелых нефтяных остатков фирмой UOP предложена их классификация [4.19] в зависимости от содержания наиболее вредных примесей -тяжелых металлов и асфальтенов (табл. 4.3). [c.105] Сырьевая база каталитического крекинга может быть существенно расширена за счет использования нетрадиционных тяжелых нефтяных фракций с учетом приведенных выше критериев оценки их качества. Крупнотоннажным потенциальным источником сырья каталитического крекинга могут служить побочные продукты процессов вторичной переработки нефтяных остатков (замедленного коксования, термического крекинга и др.). [c.106] На установках термодеструктивных процессов переработки нефтяных остатков вырабатывается значительное количество тяжелого газойля (крекинг-остатка). Тяжелые газой.ии являются побочной продукцией и в большинстве случаев вовлекаются в котельное топливо. В табл. 4.4 представлены показатели качества тяжелых газойлей термодест-руктнвных процессов переработки гудронов и каталитического крекинга. [c.106] Тяжелый газойль термокрекинга гудрона имеет высокое содержание смол (25.8%), асфальтенов (13.6%) и вследствие этого — высокую коксуемость (10.7%), что существенно затрудняет использование его в качестве сырья каталитического крекинга, однако характеризуется высоким содержанием парафино-нафтеновых углеводородов (23.4%) и низким содержанием тяжелых ароматических углеводородов (24.9%) по сравнению с тяжелым газойлем каталитического крекинга (65.4%). . [c.108] В последние годы появились новые деструктивные процессы, предназначенные для переработки тяжелых нефтяных остатков. В процессе Юрека (термокрекинг гудрона перегретым водяным паром) выход тяжелого газойля (240-540°С) составляет 50.5/ и характеризуется низким содержанием асфальтенов (100 ppm), металлов (V + Ni + Fe 0.6 ppm) и высоким содержанием серы — 2.82%. По приведенным показателям качества тяжелый газойль процесса Юрека можно отнести к группе сырья П. [c.108] Таким образом, можно отметить следующее в существующих и разрабатываемых процессах термодеструктивной переработки нефтяных остатков (гудрон) в больших количествах образуются тяжелые газойли, которые характеризуются достаточно высоким содержанием парафино-нафтеновых углеводородов и поэтому являются потенциальным сырьем каталитического крекинга. Однако они требуют подготовки с целью снижения коксуемости, а для остатков процессов типа термического крекинга и содержания металлов. [c.108] Гидроочищенный вакуумный термогазойль имеет низкую коксуемость 0.09%, содержание серы — 0.83%, повышается содержание парафино-нафтеновых углеводородов до 39.3%, снижается концентрация смол (с 15.1 до 6.2%). При каталитическом крекинге выход бензина и кокса составляет 29.0 и 8.0%, соответственно. Светлые продукты имеют повышенное содержание общей серы (бензин и дизельное топливо — 0.09 и 0.71%, соответственно) и йодное число (для бензина 48.2). Сумма светлых составляет 56.68%. По полученным результатам видно, что хотя исходный и гидроочищенный вакуумные термогазойли являются менее благоприятным сырьем каталитического крекинга по сравнению с традиционным, вовлечение их в состав прямогонного вакуумного газойля позволит существенно расширить сырьевую базу производства бензинов. [c.109] Одним из перспективных направлений подготовки сырья каталитического крекинга может стать химическое фракционирование [4.23], позволяющее улучшить качество продукта, подходящего по фракционному составу, но содержащего в больших количествах нежелательные химические группы. [c.109] Вернуться к основной статье