Главная -> Словарь

Процессов висбрекинга

При переработке газоконденсатного сырья с исключительно низким содержанием смолисто-асфальтеновых веществ и металлов на перспективном НПЗ представляется возможность обходиться без использования процессов вакуумной перегонки и деасфальтизации, направляя остаток атмосферной перегонки — мазут — непосредственно на установку либо гидро-, либо каталитического крекинга.

Установлено влияние активирующих добавок тяжелого газойля каталитического крекинга на выход продуктов процессов вакуумной перегонки мазута и последующего каталитического крекинга . Исследовано влияние ароматической активирующей добавки на процесс каталитического крекинга и проведен сравнительный анализ трех видов вакуумного газойля: 1 — из неактивированного мазута, 2 — из активированного мазута, 3 — из неактивированного мазута с 1% добавки .

На заводах топливного профиля предлагается изменить последовательность процессов вакуумной перегонки и окисления, используемых при производстве битумов .

Установлено влияние активирующих добавок тяжелого газойля каталитического крекинга на выход продуктов процессов вакуумной перегонки мазута и последующего каталитического крекинга . Исследовано влияние ароматической активирующей добавки на процесс каталитического крекинга и проведен сравнительный анализ трех видов вакуумного газойля: 1- из неактивированного мазута, 2 — из активированного мазута, 3 — из неактивированного мазута с 1% добавки .

В случае переработки смесей различных отработанных нефтяных масел , собираемых централизованно с промышленных предприятий, используют термин «вторичная переработка» . Из такого сырья возможно получение базовых масел разного состава и назначения. Вторичная переработка осуществима только на крупных специализированных предприятиях и предполагает применение комплекса процессов — вакуумной перегонки, экстракции, гидроочистки и некоторых других физических и химических методов.

Для существующих отечественных установок пропановой деас-фальтязации актуальными остаются проблемы стабилизации сырья по качеству и ресурсосбережения, которые могут быть решены модернизацией процессов вакуумной перегонки и включением в состав установок узла сверхкритической регенерации пропана из деаофальти-затного раствора.

углубления переработки нефти для расширения ресурсов сырья выдвигают ряд задач по модернизации существующих и созданию новых процессов вакуумной перегонки нефтяных остатков с целью обеспечения возможности получения фракций, выки-

фальтизации актуальными являются проблемы стабилизации сырья по качеству и ресурсосбережения, что может быть достигнуто модернизацией процессов вакуумной перегонки и включением в состав установок узла сверхкритической регенерации пропана иэ деасфальгизат-ного раствора.

На заводах топливного профиля предлагается изменить последовательность процессов вакуумной перегонки и окисления, используемых при производстве битумов .

При переработке газоконденсатного сырья с исключительно низким содержанием смолисто-асфальтеновых веществ и металлов на перспективном НПЗ представляется возможность обходиться без использования процессов вакуумной перегонки и деасфальтизации, направляя остаток атмосферной перегонки - мазут - непосредственно на установку либо гидро-, либо каталитического крекинга.

Проблемы углубления переработки нефти для расширения ресурсов дистиллятного сырья выдвигают ряд задач по модернизации существующих и созданию новых процессов вакуумной перегонки нефтяных остатков с целью обеспечения возможности получения фракций, выкипающих до 550°С и выше.

остатка вначале интенсивно снижается, достигает минимума и: возрастает. Экстремальный характер изменения зависимости вязкости остатка от глубины крекинга можно объяснить следующим образом. В исходном сырье основным носителем вязкости являются нативные асфальтены "рыхлой" структуры. При малых щения снижение вязкости обусловливается обра — в результате термодеструктивного распада боковых алифатических структур молекул сырья более компактных вторичных асфальтенов меньшей молекулярной массы, щее возрастание вязкости крекинг — остатка объясняется образова — нием продуктов уплотнения — карбенов и карбоидов, также являющихся носителями вязкости. Считается, что более интенсивному снижению вязкости крекинг — остатка способствует i пературы при соответствующем сокращении ввсбрекинга. Этот факт свидетельствует о том, что температура и продолжительность крекинга не полностью взаимозаменяемы между собой. Этот вывод вытекает также из данных о том, что энергия реакций распада значительно выше, чем реакций Следовательно, не может быть полной аналогии в балансе и, особенно, по составу продуктов между типами процессов висбрекинга. В последние годы в развитии висбрекинга в нашей стране и за рубежом определились два основных направления. Первое — это "печной" , в котором высокая температура сочетается с коротким временем пребывания . Второе направление — висбрекинг с выносной реакционной камерой, ко — торый, в свою очередь, может различаться по способу подачи сырья в реактор на висбрекинг с восходящим потоком и с нисходящим потоком.

Дополнительно ресурсы дизельного топлива на НПЗ можно расширить с помощью процессов висбрекинга и особенно гидрокрекинга. Однако увеличение мощностей этих процессов сопряжено с крупными капиталовложениями и эксплуатационными расходами. В то же время можно заметно повысить ресурсы дизельных топлив без значительных затрат в нефтепереработке за ечет оптимизации требований к качеству топлив по величине цетанового числа, содержанию серы и другим показателям и расширения фракционного состава топлив путем повышения температуры их конца кипения без снижения температуры-застывания. Например, в США и Канаде в последние 15 лет цетановое число дизельных топлив снизилось с 50 до 45—40, что позволило заметно увеличить долю крекинг-газойля в суммарном дизельном фонде. Повысить температуру конца кипения дизельных топлив можно благодаря использованию депрессорных присадок или применению процессов адсорбционной или каталитической депарафинизации. Например, процесс каталитической депарафинизации фирмы «Мобил» позволяет снизить температуру застывания тяжелого газойля с +16 до —23 °С, что дает возможность использовать этот де-парафинированный газойль в качестве компонента дизельного топлива. Уже сейчас в ряде стран ЕЭС допускается, чтобы температура перегонки 90% дизельного топлива составляла 360 °С. Полагают, что к 1990—2000 гг. температура выкипания 90% дизельного топлива может достигнуть 382°С.

Промышленные установки термической переработки ТНО существуют с 1912г., когда были построены первые установки термического крекинга для получения бензина. В США к 30-м годам мощности ТК достигли максимальных значений, затем из-за возросших требований к качеству автобензинов процесс ТК практически утратил свое значение и постепенно вытеснялся каталитическими. В Европейских странах и развитие ТК задержалось приблизительно на 20 лет. В 60-х годах в этих странах произошло изменение целевого назначения процесса ТК - из бензинопроизводящего он превратился преимущественно в процесс термоподготовки сырья для установок коксования и производства термогазойля. Повышение спроса на котельное топливо, рост в нефтепереработке доли сернистых и высокосернистых нефтей и наметившаяся тенденция к углублению переработки нефти обусловили возрождение и ускоренное развитие процессов висбрекинга ТНО, что позволило высвободить дистиллятные фракции - разбавители гудрона и тем самым увеличить ресурсы сырья для каталитического крекинга. Висбрекинг позволяет использовать и такой альтернативный вариант, при котором проводятся гидрообессе-ривание глубсчсовакуумного газойля с температурой конца кипения до 590 °С, а утяжеленные гудроны подвергаются висбрекингу, после чего смешением остатка с гидрогенизатом представляется возможность для получения менее сернистого котельного топлива. Аналогичные тенденции в развитии термических процессов и изменения их целевого назначения произошли и в отечественной нефтепереработке. В настоящее время доля мощностей термического крекинга и висбрекинга в общем объеме переработки нефти составляет соответственно 3,6 и 0,6% . Построенные в 30-х и 50-х годах установки ТК на ряде НПЗ переведены на переработку дистиллятного сырья с целью производства термогазойля, а на других - под висбрекинг. Однако из-за морального и физического износа часть установок ТК планируется вывести из эксплуатации. Предусматривается строительство новых и реконструкция ныне действующих установок ТК только в составе комплексов по производству, кокса игольчатой структуры в качестве блока термоподготовки дистиллятных видов сырья. Таким образом, мощности ТК, работающих на остаточном сырье, будут непрерывно сокращаться. Предусматривается несколько увеличить мощности висбрекинга за счет нового строительства и реконструкции ряда действующих установок ТК и AT. Процесс термического крекинга дистиллятного сырья . Основное его современное назначение - производство термогазойля как сырья для последующего производства технического углерода и дистиллятного крекинг-остатка, используемого при получении мало-

ные асфальтены "рыхлой" структуры. При малых глубинах превращения снижение вязкости обусловливается образованием в результате термодеструктивного распада боковых алифатических структур молекул сырья более компактных подвижных вторичных асфальтенов меньшей молекулярной массы. Последующее возрастание вязкости крекинг-остатка объясняется образованием продуктов уплотнения-карбенов и карбоидов, также являющихся носителями вязкости. Считается, что более интенсивному снижению вязкости крекинг-остатка способствует повышение температуры при соответствующем сокращении продолжительности висбрекинга. Этот факт свидетельствует о том, что температура и продолжительность крекинга не полностью взаимозаменяемы. Этот вывод можно также сделать из данных о том, что энергия активации реакций распада значительно выше, чем реакций уплотнения. Следовательно, не может быть полной аналогии в материальном балансе, и, особенно, по составу продуктов между различными типами процессов висбрекинга.

В представленном вниманию читателей сборнике научных трудов Института проблем нефтехимпереработки АН РБ , посвященном 45-летию института, отражена основная научная тематика разработок сотрудников института, выполненных в последние годы по совершенствованию технологии процессов производства нефтяных битумов, коксов, пеков, топлив, масел различного назначения, по модернизации процессов висбрекинга, деасфальтизации, окисления, коксования нефтяных остатков, по созданию технологий утилизации и переработки нефтесоцержащих сточных вод, отходов нефтепереработки, накапливаемых в виде эмульсионных нефтешламов.

Анализ литературных, экспериментальных и промышленных данных позволил высказать предположение, что химизм образования продуктов в реакторе висбрекинга с восходящим потоком отличается от химизма процессов висбрекинга, реализуемых по другим вариантам. Эти особенности обусловлены как соотношением технологических параметров процесса , оказывающим влияние на термодинамику системы, так и гидродинамическим режимом течения в реакционной камере.

Развитие этих процессов происходило и происходит под влиянием соответствующих требований со стороны моторной техники. При высоком уровне потребления авиационных и автомобильных бензинов и незначительном потреблении дизельных топлив в 1940—1950-х годах в широком масштабе в США, СССР и других развитых странах был реализован каталитический крекинг средних дистиллятов , обеспечивающий большой выход бензиновых компонентов с достаточно высоким октановым числом. Для повышения октановых чисел бензинов получили распространение процессы полимеризации, алкили-оования, а также термического риформинга, который был заменен затем на более эффективный процесс каталитического риформинга. По мере дизели-зации моторного парка и перехода авиационной техники на реактивные двигатели возросла потребность в средних дистиллятах —• авиационном керосине и дизельном топливе, и процесс каталитического крекинга с конца 1950-х — начала 1960-х годов был переориентирован на переработку тяжелого сырья — вакуумного газойля. В 1960-х годах в схемы НПЗ ряда зарубежных стран, прежде всего США, стал включаться процесс гидрокрекинга под давлением 15 МПа. Этот процесс обеспечивал наибольшую гибкость в регулировании выхода бензина, керосина, дизельного топлива при переработке тяжелого дистиллятного, а в ряде случаев — и остаточного сырья . По мере утяжеления сырья каталитического крекинга — переработки вакуумных газойлей с концом кипения 500—560 °С — возникла проблема как получения кондиционных котельных топлив из тяжелых вакуумных остатков, так и дальнейшей их переработки с целью увеличения выработки моторных топлив. Для переработки гудронов в схемах современных НПЗ получили развитие термические процессы , гидрогенизационные процессы , которые в ряде случаев сочетают со стадией предварительной подготовки сырья методами сольволиза и деметаллизации. Перспективными процессами, частично реализованными в промышленности или находящимися в опытно-промышленной проверке, являются процессы гидровисбрекинга,

В настоящее время термический крекинг на многих зарубежных НПЗ применяется в форме висбрекинга. Наибольшее распространение процесс висбрекинга получил на западно-европейских НПЗ, в частности в Италии, Франции и ФРГ, где в качестве основного направления углубления переработки нефти принято сочетание процессов висбрекинга и каталитического крекинга.

Проведенными исследованиями установлено, что в реакторе висбрекинга с восходящим потоком химизм образования продуктов процесса отличается от химизма процессов висбрекинга, реализуемых по другим вариантам. Показано, что использование РКВП в процессе Вб обеспечивает селективность протекающих реакций в сторону увеличения выхода целевых среднедистиллятных продуктов и уменьшения доли протекания реакций поликонденсации. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Установленные закономерности термолиза нефтяных остатков в процессе Вб с РКВП использованы при разработке исходных данных для проектирования, внедрении и оптимизации технологии на установке ТК-3 ОАО «НУНПЗ».

По традиционным представлениям, процесс висбрекинга, в том числе и с выносной реакционной камерой с восходящим потоком сырья, считается одной из разновидностей термического крекинга, реализуемого в более мягких температурных условиях и с большим временем пребывания. Однако анализ балансовых показателей процесса и свойств получаемых продуктов позволил нам предположить, что в реакторе висбрекинга с восходящим потоком химизм образования продуктов процесса отличается от химизма процессов висбрекинга, реализуемых по другим вариантам.

Анализ остатков методом гель- хроматографии и балансовые характеристики процессов висбрекинга позволили получить молекулярно -массовое распределение в сырье и продуктах. Как видно из полученных дан-