3. Состояние и основные направления развития процессов гидрокрекинга.

Используют: 1)металлы 8-й гр. (Ni, Co, Pt, Pd), 2) Оксиды или сульфиды металлов 6-й гр.(Мо, W), иногда Сr, 3)Термостойкие носители с развитой удельной поверхностью и высокой мех. прочностью, инертные и кислотные. Г.К. позволяет получить широкий ассортимент нефтепродуктов.

1) Г.К. бензиновых фракций. Наз-е: получение i-парафиновых у.в., i-алканов и сырья для пр-ва синтетич. каучука. Сырье: прямогонные фракции, газоконденсаты, рафинаты риформинга. Каt – цеолиты (реонит, пентасил) с гидрирующими оксидами Мо и Ni. Для max выхода i-бутана и i-пентана используют t=350^оС и р=4МПа. Малый выход сухих газов. Для получения высокооктанового бензина используют процесс i-риформинга в сочетании Г.К. и риформинга. Процесс проходит в 2-х реакторах, t=330-350^оС, р=4МПа; каt – ГКБ-6М (гидроокись Al с соединениями Мо и Ni, сод-е цеолита до 10%). 2) Селективный Г.К. Наз-е: улучшение эксплуатационных св-в бензинов, реактивных и диз. топлив, гидравлических жидкостей, масел. Цель: селективное удаление алканов нормального строения, и получение продукта с низкой t-рой застывания (каталитическая депарафинизация). В процессе используют каt: высококремниземнистый цеолит, высококремниземнистый цеолит с поливалентными Ме (СКГ-1 – для керосинов и диз.фр-ции, БФК – для гидропафинизации парафинистых фр-ций). Можно получить одновременно авиационное, зимнее и арктическое т оплива. 3) Г.К. вакуумных дистиллятов при р=15МПа. Наз-е: получение арктических, зимних, летних топлив, реактивного топлива и сырья для масел. В РФ установки одноступенчатые, до 5-и слоев различных каt в р-ре. Сырье - вакуумные дистилляты или их смеси с тяжелыми дистиллятами. р=15МПа, t=410-420^оС. В верхних зонах реактора kat гидрооблагораживания а в нижних зонах – гидрокрекинга. - одноступенчатый ГК ВГ ( tкк=500⁰С). 4) Г.К. вакуумного газойля при р=5МПа. Одноступенчатый процесс с получением малосернистого летнего ДТ (≈60%) и облагороженного вакуумного дистиллята (сырья КК). Для сырья 350-500^оС используют каt АНМ цеолитсодержащий, а для сырья 400-600^оС каt 3-х типов: Т-13 – для гидродеметаллизации, ГО-116 – для гидрооблагораживания и ГК-35 – для Г.К. Данный процесс можно проводить в замен ГО в сочетании с установкой Г-43-107. Это увеличивает мощность КК на 56%. Основные направления совершенствования ГК: 1)подбор оптимального состава катализатора, 2)обессеривание вакуумных дистиллятов в режиме ЛГК, 3)Использование кат для деметаллизации, 4)Применение непрерывной регенерации кат деметаллизации.

Билет 11

1 Предскажите и теоретически обоснуйте отличие в составе газов термического и каталитического крекингов. Ни один из процессов деструктивной переработки нефтяного сырья не протекает без образования газа. Так, газ ТК под давлением богат метаном и содержит умеренное каличество непредельных у/в. наибольшая конц-ция непредельных наблюдается в газе высокотемпературных процессов. Напротив, газы КР и Г/К хар-ся полным отсутствием непредельных у/в, т.к.получены в среде с высоким парциальным давлением водорода. Для газа КК хар-но большое содержание тяжелых газовых компонентов – бутанов и бутиленов, особенно изостроения. Ужесточение режима КК сопровождается возрастанием доли непредельных и появлением в газе низкомолекулярных у/в – метана, этана, т.е. по составу этот газ приближается к газу термического крекинга. Направление использования газа того или иного процесса будет зависеть от состава этого газа. Так, богатый водородом сухой газ КР обычно исп-ся для г/о; газ КК исп-ся как сырье установок каталитического алкилирования; газ пиролиза направляется на установки синтетического спирта.

2 Процесс карбамидной депарафинизации масляного сырья.

Назначение – удаление из рафинатов высокоплавких парафиновых у/в с целью получения масел с низкими т/рами застывания. Процесс явл-ся перспективным.Получают низкозастывающие д/т, индустриальные и трансформат. масла, норм. парафины С15-С40 высокой чистоты. Хлористый метилен одновременно выполняет роль р-ля и хладогента. Карбамид образует крист. комплексы с парафиновыми у/в норм. строения, слаборазветвленными изопарафинами, циклич. у/в с длинными боковыми цепями норм. строения, также спиртами, кислотами, эфирами. Карбамид имеет 2 крист. стр-ры: тетрагональную (ячейка состоит из 4х молекул, плотно упакована, не имеет свободных пространств) и гексагональную (ячейка состоит из 6 молекул, образует спираль и свободный канал, в который помещается млекула другого в-ва.. В отсутствии в-ва, способного к комплексообразованию гексагональная структура карбамида не существует.

Факторы процесса: 1) Кач-во сырья – при увеличении т-ры выкипания фракций снижается степень извлечения тв.у/в (т.к. увел-ся вязкость, и тв.у/в представлены различными классами), низко-кипящие фракции 300-400 ⁰С сод-т >н-парафинов, легко образуют комплекс, получ-ся депмасло с низкой т-рой застывания. Фракции, имеющие большое сод-ие циклических у/в с боковыми цепями изо-строения не способны к комплексообразованию, что не позволяет получить масло с низкой т-рой застывания. Смолистые и S-сод. соед-ия препятствуют комплексообразованию. Гидроочищенные масла предпочтительнее для к.д., чем масла фенольной очистки. 2) растворители (бензин, лигроин, бензол, изоктан, хлористый этилен) – выбор зависит от кач-ва сырья, снижают вязкость сырья, улучшают отделение ив.фазы (комплекса) от р-ра депарафинированного продукта (масла), улучшают массообмен, обеспечивают полноту выделения комплекс-ых в-в. 3) активатор (метанол, этанол, пропанол, ацетон, вода) – выбор зависит от кач-ва сырья, ускоряют процесс образования комплекса (т.к. они полярные в-ва и способствуют ослаблению сил ММВ, создают условия для образования спиралеобразной гексагональной структуры, препятствуют адсорбции на кристаллах карбамида и комплекса не у/в соединений, увеличивают растворяющую способность одного из компонентов комплексообразования.4) т-ра процесса – к.д.не требует затарат для достижения низких т-р, т-ра=25-40 ⁰С (т-ра комплексообразования). Оптимальную т-ру выбирают в зависимости от кач-ва сырья, понижение т-ры ведет к трудностям в процессе комплексообразования, т.к. увеличивается вязкость. С увеличением пределов выкипания фракций увеличивается т-ра процесса (чтобы снизить вязкость). С увеличением т-ры процесса происходит разрушение комплекса. Для обеспечения достаточного контакта в-в необходимо повышать т-ру, в результате вязкость сырья снижается, взаимная растворимость комп-в увеличивается, что способствует образованию комплекса. На первой стадии комплексообразования т-ру поддерживают более высокую, а затем снижают.

Схема. В Р-1 подается сырье, р-ль (хлористый метилен) и р-р карбамида. Р-1 снабжен рециркуляцией холодного р-ра комплекса и депмасла. Снизу 1 образовавшаяся смесь поступает в вак. барабанный фильтр 3. Снизу отводится р-р депмасла, кот. поступает в испарительную колонну 7. Сверху 7 отгоняется р-ль, снизу депмасло откачивается в товарный парк. Твердый комплекс из 3 поступает в аппарат для разрушения комплекса 4. Сверху 4 подается горячая вода, кот. разрушает комплекс. Снизу 4 смесь подается в отстойник 5. Верхний слой: р-р парафина в р-ле, подается в испарительную колонну 8. Сверху 8 отгоняется р-ль, снизу гач откачивается в товарный парк. Нижний слой 5: водный р-р карбамида, подается в испарительную колонну 6. Сверху 6 отгоняются водяные пары, кот. конденсируются в холодильнике 10 и горячая вода идет на разрушение комплекса в 4. Снизу 6 концентрир. р-р карбамида охлаждается в холодильнике 9 и подается на комплексообразование в 1. Р-ль из 7 и 8 также охлаждается в холодильнике 11 и поступает на смешение с сырьем. Интенсификация процесса процесса к.д.: 1) многоступенчатая обработка карбамидом сырья, что позволяет увеличить глубину отбора тв.у/в, снизить т-ру застывания масла и можно получить неск-ко фракций тв.парафинов. 2) применение невакуумных фильтров, а отстаивание. 3) соверш-ие способа разрушения комплекса: контакт с гор.водой.