39. Основные параметры установки каталитического крекинга.

Варьирование оперативных параметров каталитического крекинга (Т,ти K_i(f) весьма заметно влияет на выходные показатели процесса - материальный баланс и качество продуктов. Это влияние целесообраз­но рассматривать прежде всего с точки зрения выхода и качества целе­вых продуктов — бензина и сжиженных газов.

Наиболее легко регулируемым и значимым параметром каталити­ческого крекинга является температура. С повышением температуры скорости всех реакций крекинга возрастают пропорционально энергиям активации их по закону Аррениуса, т.е. температурным коэффициентам реакций. Следует еще отметить, что в процессе крекинга одновременно с каталитическими реакциями может иметь место протекание и неже­лательных термических реакций (энергия активации которых выше, чем для каталитических реакций).

В процессе каталитического крекинга возможность для варьиро­вания времени контакта (или то же самое, что объемной (массовой) скорости подачи сырья) ограничена узкими пределами из-за необхо­димости поддержания, с одной стороны, заданной производительности tfo сырью и, с другой - требуемой глубины конверсии.

Снижение (или увеличение) т можно компенсировать соответст­вующим повышением (или понижением) температуры крекинга, как это часто применяется в некоторых химико-технологических процес­сах. но в тех, в которых протекает одна простая химическая реакция. В случае сложного многостадийного процесса каталитического кре­кинга нефтяного сырья по причине того, что энергия активации от­дельных первичных и вторичных реакций крекинга различается весьма существенно, идентичной компенсации антибатного влияния т и Т на выход и качество продуктов не может быть достигнуто, за исключением глубины конверсии сырья. Кратность циркуляции катализатора (К ) оказывает на конверсию сырья и выход продуктов влияние, примерно аналогичное влиянию т: с ростом К_цк повышается глубина конверсии I примерно так же, как при увеличении т. Исключение составляет выход кокса на сырье, который возрастает пропорционально К_цк, но при этом удельное содержание кокса на катализаторе несколько снижается и со­ответственно возрастает средняя активность катализатора.

Из вышеизложенного следует, что при варьировании оперативными параметрами процесса каталитического крекинга выходные показатели крекинга будут изменяться по сложным и часто экстремальным зависи­мостям. Это обусловливает необходимость оптимизации технологичес­ких параметров с целью достижения максимального выхода целевых продуктов высокого качества.

40. Технологическая схема установки каталитического крекинга с движущимся шариковым катализатором

Промышленные установки каталитического крекинга имеют одно­типную схему по фракционированию продуктов крекинга и различа­ются в основном конструктивным оформлением и принципом реак­ционного блока. В отечественной нефтепереработке эксплуатируются установки разных поколений: типа 43-102 с циркулирующим шарико­вым катализатором; типа 43-103, 1А/1М и ГК-3 — с кипящим слоем микросферического катализатора и типа Г-43-107 с лифт-реактором. Основное развитие в перспективе получат комбинированные установ­ки каталитического крекинга Г-43-107 и их модификации. В их состав кроме собственно установки каталитического крекинга входят блок гид­роочистки сырья крекинга производительностью 2 млн т/год и блок газофракционирования и стабилизации бензина.

Технологическая схема секций крекинга и ректификации установки Г-43-107 представлена на рис. 6.6. Гидроочищенное сырье после подо­грева в теплообменниках и печи П смешивают с рециркулятом и водя­ным паром и вводят в узел смешения прямоточного лифт-реактора Р-1 (рис. 6.7). Контактируя с регенерированным горячим цеолитсодержащим катализатором, сырье испаряется, подвергается катализу в лифт-реакторе и далее поступает в зону форсированного кипящего слоя Р-1. Продукты реакции отделяют от катализаторной пыли. Закоксованный катализатор из отпарной зоны Р-1 по наклонному катализаторопроводу подают в зону ки­пящего слоя регенера­тора Р-2, где осущест­вляют ныжиг кокса в режиме полного окис­ления оксида углерода |в диоксид. Регенери­рованный катализа­тор по нижнему наклонному катали- заторопроводу далее поступает и узел смешения лифт-реактора. Воздух на регенерацию нагнетают воздуходув­кой. Ды­мовые газы через внутренние двухсту­пенчатые циклоны направляют на ути­лизацию теплоты (на электрофильтры и котел-утилизатор).В К-1 для регулирования темпера­турного режима предусмотрены верх­нее острое и промежуточные циркуля­ционные (в средней и нижней частях) орошения. Отбор легкого и тяжело­го газойля осуществляют через от- парные колонны К-2 и К-3. Нижняя часть колонны является отстойником катазизаторного шлама, который возвращают в отпарную зонуР-1. Часть тяжелого газойля подают в узел смешения лифт-реактора как рециркулят. С верха колонны выводят смесь паров бензина, воды и газов крекинга, которую после охлаждения и конденсации разделяют в газосепараторе С-1 на газ, нестабгаьньш бензин,.направляемые в блок газофракционирования и стабилизации бензина. Водный конденсат после очистки от сернистых соединений выводят с установки. Ниже приведены материальный баланс, технологический режим установки Г-43-107 и качество сырья крекинга.

1. Теоретические основы получения высокомолекулярных соединений.

В настоящее время известно четыре основных метода синтеза высокомолекулярных соединений:

1. Полимеризация;

2. Поликонденсация;

3. Ступенчатая полимеризация;

4. Реакции превращения.

Наиболее распространенными из них являются два первых метода. 

Полимеризация представляет собой цепную реакцию получения высокомолекулярных соединений, в ходе которой молекулы мономера последовательно присоединяются к активному центру, находящемуся на конце растущей цепи.

Реакция полимеризации характерна для соединений с двойными связями, число и характер которых в молекуле мономера могут быть различными.

Полимеризация не сопровождается выделением побочных продуктов и, следовательно, протекает без изменения элементарного состава реагирующих веществ.

Активными центрами в реакциях полимеризации могут являться либо свободный радикал, либо ион. В зависимости от этого различают радикальную или ионную полимеризацию.

При радикальной полимеризации активными центрами являются свободные радикалы — электронейтральные частицы, имеющие один неспаренный электрон, благодаря чему свободные радикалы легко вступают в реакции с различными мономерами.

При ионной полимеризации активными центрами являются положительно и отрицательно заряженные частицы — ионы, образующиеся в присутствии катализаторов, в качестве которых выступают соединения металлов, легко отдающие или принимающие электроны.

В отличие от инициаторов радикальной полимеризации, катализаторы, активирующие процесс ионной полимеризации, в ходе протекающих реакций не расходуются и не входят в состав полимера.

Поликонденсация — это реакция образования высокомолекулярных соединений из нескольких молекул мономеров одинакового или различного строения, протекающая по механизму замещения функциональных групп.

Реакции поликонденсации протекают с выделением низкомолекулярных продуктов (воды, аммиака, спирта, хлористого водорода и др.), вследствие чего элементарный состав образующегося полимера отличается от элементарного состава исходного вещества — мономера. Непременным условием протекания реакции поликонденсации является содержание в мономерах не менее двух функциональных групп (- ОН, -СООН, NH₂ и др.). Функциональность исходных веществ оказывает большое влияние на строение и свойства получаемых продуктов.

В том случае, если в качестве мономеров используются три- или тетрафункциональные мономеры, реакция их поликонденсации приводит к образованию пространственно-сшитых высокомолекулярных соединений.

Известно несколько способов проведения реакций синтеза (полимеризации или поликонденсации) высокомолекулярных соединений:

полимеризация и поликонденсация в блоке или массе;

полимеризация и поликонденсация в растворе;

полимеризация и поликонденсация на поверхности раздела фаз (эмульсионная или суспензионная);

полимеризация и поликонденсация в расплаве;

полимеризация и поликонденсация в твердой фазе;

полимеризация в газовой фазе.

Каждый из применяемых методов проведения реакций синтеза высокомолекулярных соединений имеет свои достоинства и недостатки, с учетом которых и производится выбор метода синтеза высокомолекулярного соединения, технологического режима его осуществления, требуемой чистоты получаемого продукта и технологии его переработки с целью изготовления тех или иныхизделий, а также необходимости получения материалов и изделий с оптимальным комплексом потребительских свойств.

672