ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Усовершенствованный процесс гидрокрекинга нефтей из "Нефтепереработка Вып.2-4" Различные варианты современного процесса гидрокрекинга разработаны фирмами Калифорния рисерч [5, ЮОП 6] и Юнион ойл оф Калифорния [7]. В этой области работают многие другие нефтяные компании [8]. Фирма Эссо рисерч энд энджиниринг в ее исследовательских лабораториях в Батон-Руже также разработала усовершенствованный процесс гидрокрекинга. Это явилось продолжением работ начального периода в области гидрокрекинга, история которых опубликована в литературе [9]. В этой опубликованной статье приводятся также ограниченные данные по усовершенствованному процессу гидрокрекинга, более подробные сведения о котором и являются предметом данного доклада. [c.77] Исторический очерк. Основой гидрокрекинга — как прежнего его варианта (210 ат), так и нового (105 ат) —является применение бифункционального катализатора, обладающего как гидрирующей, так и крекирующей активностью. Это очевидно как из прежних публикаций, так и из работ последнего периода. Такие катализаторы применялись на промышленной установке гидрокрекинга на заводе в Батон-Руже, где за период 1937—1944 ГГ- было выработано более Г млн. гидро-крекированного авиационного бензина. [c.77] В тот период установка работала как по одноступенчатому (рис. 1 а), так и двухступенчатому (рис. 1 б) вариантам-В обоих случаях в качестве сырья использовали прямогонную керосиновую фракцию. Давление процесса 210 аг температуру регулировали подачей холодного циркулирующего газа между слоями катализатора. Для одноступенчатого варианта применяли катализатор, состоявший из сульфида вольфрама на обработанной фтористым водородом монтмориллонитовой глине- Двухступенчатый процесс, который начал применяться в последние годы начального периода внедрения процесса (1940—1944 гг), представлял некоторое усовершенствование по сравнению с одноступенчатым, так как давал более высокооктановый авиационный бензин. На первой ступени двухступенчатого процесса (без рециркуляции) сырье частично превращалось в авиационный бензин непревращенное сырье направлялось на вторую ступень гидрокрекинга с рециркуляцией до полной переработки- На первой ступени применялся такой же катализатор, как указанный выше для одноступенчатого процесса. В качестве катализатора второй ступени применяли никель на обработанном фтористым водородом монт-мориллонитовом носителе. [c.77] Роль катализатора. Как указывалось выше, гидрокрекинг проводят на бифункциональных катализаторах, обладающих одновременно гидрирующей и крекирующей активностью. Очевидно, что здесь возможен весьма широкий выбор каталитически активных веществ, так как известно очень большое число гидрирующих и неменьшее число крекирующих катализаторов. В литературе опубликовано очень большое число статей, посвященных эксплуатационным характеристикам различных гидрокрекирующих катализаторов. [c.78] Из разработанных в начальный период катализаторов гидрокрекинга следует отметить применение сульфида вольфрама и металлического никеля — обоих на обработанном фтористом водородом монтмориллоните- В других широко известных катализаторах гидрокрекинга используются гидрирующие компоненты, например платина или сульфид никеля, осажденные на синтетическом алюмосиликатном катализаторе крекинга. Как и следовало ожидать, вследствие кислотнога характера обычных катализаторов крекинга (синтетические алюмосиликаты или обработанные кислотой глины) катализаторы гидрокрекинга, содержащие такие материалы, обнаруживают неудовлетворительные характеристики при переработке сырья даже с умеренным содержанием азота. Действительно, известно, что при обычном каталитическом крекинге сырья с высоким содержанием азота резко снижаются показатели процесса, что проявляется в падении активности катализатора и увеличении образования кокса [10]. [c.79] Основой усовершенствованного процесса гидрокрекинга, разработанного фирмой Эссо , является применение нового улучшенного катализатора, обладающего повышенной стойкостью к азоту, содержащемуся в сырье, и практически не отравляемого сернистыми соединениями. Этот катализатор, состоящий из небольшого количества драгоценного металла на новом носителе, обладает значительно большей стойкостью к азоту, чем обычные катализаторы гидрокрекинга, например сульфид никеля на синтетическом алюмосиликате. [c.79] Испытания, проведенные с добавлением различных азотистых соединений (табл. 1, рис. 2) обнаруживают дезактивацию катализатора при сравнительно высоком содержании азота в сырье. Однако из этих данных видно, что повышение температуры на 70—75°С полностью компенсирует снижение активности, вызываемое присутствием 0,1% азота. [c.79] Содержание серы, Температура, °С. [c.81] При обслуживании вопроса о катализаторах гидрокрекинга неизбежно возникает проблема регенерируемости катализатора. Регенерация нового катализатора фирмы Эссо после его отработки полностью восстановила начальную активность. Однако нет оснований предполагать, что при нормальной работе установки такая регенерация потребуется. [c.81] Были получены данные по гидрокрекингу самых различных видов сырья. Для переработки сырья с умеренным содержанием азота (менее 0,03%) применялся одноступенчатый процесс. Для гидрокрекинга сырья с повышенным содержанием азота можно применять как одно-, так и двухступенчатый вариант процесса. [c.82] В габл. 4 приводятся сводные показатели, полученные в этих исследованиях путем гидрокрекинга под давлением 105 ат на пилотных установках с изотермическим реактором, работавших с однократным пропуском сырья, но с рециркуляцией водорода. Расход водорода определяли путем замера количества водорода,-добавлявшегося для поддержания давления в системе таким образом, он включает как химически расходуемый водород, так и потери его в результате растворения в жидком продукте. Условия процесса были выбраны для получения бензина гидрокрекинга с максимальным октановым числом. Только для легкого циркулирующего каталитического крекинг-газойля (сырье А) продолжительность работы была достаточной для точного определения скорости дезактивации катализатора. При работе на этом сырье скорость дезактивации в ряде случаев требовала повышения температуры процесса на О—О, ГС в сутки. Эти скорости дезактивации лежат в тех же пределах, которые были получены на аналогичном сырье с несколько более низкой температурой конца кипения [9]. [c.83] Продолжительность работы на других видах сырья была сравнительно невелика за время их переработки признаков быстрого падения активности катализатора не наблюдалось. Они отсутствовали даже при гидрокрекинге весьма трудно крекируемого а роматического экстракта, содержавшего 80% объемн. ароматических углеводородов и 220-10 % азота. [c.83] Испытания продолжительностью несколько месяцев были также проведены с применением нового катализатора на легком циркулирующем каталитическом крекинг-газойле на укрупненной адибатической пилотной установке с циркуляцией холодного газа для регулирования температуры в реакторе. Как видно из табл. 5, сколько-нибудь значительной дезактивации катализатора на протяжении почти шести месяцев работы как без рециркуляции, так и с рециркуляцией фракции, выкипающей выше бензина, до полной ее переработки не обнаруживалось. Относительные выходы и качество продуктов при работе адиабатических реакторов без рециркуляции почти точно совпадали с результатами, полученными в изотермическом режиме при аналогичных условиях и примерно одинаковой жесткости процесса. [c.83] Выходы и качество продуктов, получавшихся в период работы с рециркуляцией фракции, тяжелее бензина, с высокой жесткостью при производстве высокооктанового бензина, приводятся ниже. Они указаны для гидрокрекинга под давлением 105 ат в реакторе, работаюш,ем в адиабатическом режиме, на катализаторе, проработавшем 165 суток. [c.85] Как указывалось в предыдущем сообщении [9], изменение жесткости процесса позволяет в широких пределах регулировать выходы и качество продуктов с повышением жесткости непосредственно за счет гидрокрекинга получается более высокооктановый продукт, но одновременно наблюдается и некоторое увеличение выхода газа по отношению к жидкому продукту. [c.85] При работе с рециркуляцией до полной переработки возрастания содерн ния труднокрекируемых компонентов в циркулирующем потоке, которое потребовало бы продувки части этого потока для достижения равновесного режима, не наблюдалось. В полном соответствии с этим равновесная циркулирующая фракция во время этих испытаний характеризовалась новышенным дизельным индексом по сравнению с достигавшимся при работе без рециркуляции. [c.85] Применение двухступенчатого процесса для производства реактивного топлива. Путем соответствующего регулирования условий процесса из труднокрекируемого ароматического сырья можно получать высококачественные реактивные топлива с высокими выходами. Ниже приводятся данные о выходе и свойствах высококачественного реактивного топлива, полученного на адиабатической пилотной установке при двухступенчатом гидрокрекинге смеси крекинг-газойлей (содержание ароматических 62% объемн.) без циркуляции. [c.88] При степени превращения сырья в реактивное топливо и более легкие продукты 85% объемн. выход реактивного топлива со светимостью по люминометру 67 и температурой застывания —5ГС составлял 50% объемн. Рециркуляция 15% объемн. непревращенного материала до полной переработки должна повысить выход реактивного топлива дополнительно на 8—9°/о объемн. [c.88] Описание нового катализатора и процесса было бы неполным без хотя бы краткого сообщения об экономических епу показателях. Технологические преимущества нового катализатора, отличающегося высокой стойкостью к дезактивации азотом, уже отмечались выше. Затем размеры капиталовложений и удельных расходов сравниваются для нового катализатора и для установки, работающей на катализаторе гидрокрекинга, нестойком к дезактивации азотом. [c.89] Вернуться к основной статье