23 Отечественные и зарубежные процессы каталитического крекинга. Направления развития и совершенствования

Современные отечественные и зарубежные процессы КК

Установки КК в РОССИИ

12 установок первого поколения Г-43-102 (с циркуляцией шарикового алюмосиликатного катализатора) 1950-1964 г.г.

Общая мощность – 4 млн.т/год

6 установок второго поколения 1А/1М, ГК-3, Г-43-103 (с «кипящим» слоем микросферического, цеолитсодержащего катализатора) 1963-1969 г.г.

4 установки третьего поколения (с лифт-реактором):

3 установки Г-43-107 (Московский НПЗ (1983 г.), Грозненский НПЗ (1988 г.), Уфимский НПЗ (1995 г.);

1 установка ГК-3 Омский НПЗ (1994 г.)

Общая мощность установок – второго и третьего поколений - 12 млн.т/год

Варианты схем реакторно-регенеративных блоков КК

Современные отечественные и зарубежные процессы КК

Комбинированная система Г-43-107

Сырье – вакуумный газойль 350-500˚C

Блоки

• Предварительная гидроочистка вакуумного газойля

• Каталитический крекинг

• Стабилизации бензина

• АГФУ

Время контакта сырья в зоне реакции 2 - 4 сек.

Выход светлых около 71%

Газы богаты пропиленом и бутиленом

(выход около 14%), остаток - 8%.

Технологическая схема Г-43-107

Реконструкция отечественных установок КК

Основная цель – повышение производительности, углубление процесса переработки сырья, увеличение выхода бензина, увеличение селективности, стабильности и расхода катализатора, решение проблем охраны окружающей среды, увеличение межремонтного пробега до 3-х лет.

Было использовано:

- микросферический катализатор

- замена катализатора на ультрастабильные высококремнеземистые ЦСК и на алюминофосфаты серии Lа-210;

- крекинг в лифт-реакторе при повышенной температуре и малом времени контакта 2-4сек;

- подача водяного пара

- применение ультразвуковых форсунок;

- 2-х ступенчатая регенерация катализатора.

Реконструкции установок КК

КК Нижнекамский НХК

Сырье – гидроочищенный вакуумный газойль

Производительность – 800-880 тыс.т/год

Межременонтный пробег – 2 года

Технологические решения

- Экономические щелевидные струйно-импакторные форсунки для ввода сырья и рециркулята

- Система регулирования температуры в прямоточном реакторе

- Узел отделения отработанного катализатора от паров на выходе из реактора и доочистки паров

- Система двухстадийной отпарки отработанного катализатора

- Двухзонная регенерация катализатора

- Высокоэффективный двухкамерный циклон тонкой очистки газов регенерации

Реконструкции установок КК

Установка 1А/1М

По проекту работала на пылевидном катализаторе

Отдельно расположенные реактор и регенератор

1-я реконструкция – смонтирован внутренний лифт-реактор, катализатор заменен на микросферический

2-я реконструкция – введен внешний лифт-реактор.

Установка ГК-3

По проекту имела соосный реактор и регенератор

После реконструкции дооборудовали выносным лифт-реактором с объемным сепаратором и отпарной секцией

Бывший реактор-регенератор стал 2-х ступенчатым регенератором.

Установка Г-43-103

Смонтирован лифт-реактор внутреннего расположения

Катализатор – микросферический

Г-43-107 М1 (Уфа)

Цель – увеличение выхода и качества продуктов

Сырье – гидроочищенные вакуумные дистилляты

Возможность вовлечения в сырье нефтяных остатков

Катализатор – микросферический ДА-250 фирмы Грейс (США)

Вариант 1 – 50% загрузки сырьем

Вариант 2 – 80% загрузки сырьем

КК Г-43-107 М1 (Уфа)

Зарубежные установки КК

Установка НОС (США) фирма Kellogg

Сырье – мазут с содержанием металлов более 30мг/кг

Состоит из блоков подготовки сырья АРТ, соосное расположение аппаратов, лифт-реактор наружного исполнения соединен с циклонами.

В сырье предусмотрена подача водяного пара или легких углеводородных газов

Сырье подается с помощью ультразвуковых форсунок

Регенератор имеет встроенный и выносной холодильники, имеется КУ (котел-утилизатор)

Многоточечная система подачи сырья

Установка НОС (США фирма Kellogg)

Температура процесса - 482 - 552оС

Давление – 0,1-0,17 МПа

Кратность циркуляции катализатора – 4-7

Температура при одноступенчатой регенерации с полным выжигом СО – 677 - 718оС

Выход кокса – 7,4%

Расход катализатора – 1,03 кг/м3 сырья

Сочетание лифт- реактора с циклонами позволяет предупредить перекрекирование сырья

Технология освоена в США, Западной Европе

Установка НОС

Установка RCC (UOP, США)

Сырье – мазут, смеси деметаллизированного и прямогонного мазута (60:40%)

Подача сырья через ультразвуковые форсунки

Время контакта - 1-2 сек.

Температура – 500- 545˚C

Давление – 0,17-0,31 МПа

Температура в регенераторе – 720-760оС

Kатализатор – высококремнеземистый цеолит без редкоземельных элементов Lа-210, имеет крупные поры, низкая скорость Н-переноса, высокая селективность

Низкий выход кокса

Бензин с большим содержанием непредельных, ОЧМ=93

Двухстадийная регенерация. Увеличивается выжиг кокса, остаточное содержание кокса уменьшается с 0,2% до 0,05%

Увеличивается выход бензина на 3-4%

Диспергирование сырья с помощью рециркулирующих легких углеводородных газов

Подача газов ниже ввода сырья для регулирования активности катализатора и пассивации металлов

Оригинальная конструкция отделения катализатора от паров продуктов из лифт-реактора

Регенерация катализатора в мягких условиях – для сохранения активности катализатора

В регенераторе предусмотрен выносной холодильник

Установка RCC

Установка R–2–R (Франция, FIP)

Сырье – тяжелый вакуумный газойль в смеси с 30% мазута

Имеет 2 регенератора (мокрый и сухой)

Температура регенерации - 800˚C

Лифт-реактор заканчивается устройством для быстрого отделения паров от катализатора

Ввод сырья с помощью сопла Лаваля или трубки Вентури

Предусмотрена подача охлаждающего газойля в лифт-реактор для регулирования температуры

Время контакта - 0,4-2сек.

Температура – 500-510˚C

Давление – 0,15 МПа.

Два регенератора с раздельной подачей воздуха и отводом дымовых газов

В первом регенераторе – выжигается 50-80% кокса, температура – 680-700оС

Во втором регенераторе – выжиг остального кокса, температура 800оС, небольшая подача водяного пара, для уменьшения термопародезактивации катализатора

Высота (общая) – 50 м

Диаметр – 5-10 м

Скорость циркуляции – 25 т/мин

Установки эксплуатируются в США, Японии и Китае

Установка R – 2 – R (Франция)

Установка R – 2 – R (Франция)

Установка FLEXICOCING IIIR (фирма Kellogg)

Продукты – легкие олефины для нефтехимии и для получения бензина, сжиженный нефтяной газ, компоненты высокооктановых бензинов, дистилляты и тяжелое котельное топливо

Максимальная селективность по бензину и пропилену

Выход продуктов (бензиновый вариант)

• Нафта – 78%

• Средний дистиллят – 14%

Реакторный блок FLEXICOCING IIIR

Более 70 установок

Установка ORTHOFLOW

(Фирма Kellogg)

Продукты – легкие олефины, высокооктановый бензин и дистилляты

Реактор модульного строения

Ввод сырья через сопла ATOMAX

Отпарка катализатора – двухступенчатая

Реакторный блок установки ORTHOTLOW (Фирма Келлог) Более 150 установок, 20 спроектировано за последние 12 лет

Установки КК FCC (Фирма UOP)

Продукты – легкие олефины для алкилирования, полимеризации, получения простых эфиров или продуктов НХ, сжиженный нефтяной газ, высокооктановый бензин, дистилляты, котельное топливо

Регенераторы – одноступенчатые полного сжигания и двухступенчатые

Ввод сырья – соплами ORTIMIX

Лифт-реактор с малым временем контакта, быстрым отделением катализатора от паров в циклонной системе

Максимальный выход – бензина или олефинов

Реакторные блоки

FCC фирма UOP

Установка PETRO FCC фирма UOP

Назначение – увеличение производства пропилена

Сырье – тяжелые нефтяные остатки

Катализатор - смесь отработанного и регенерированного катализатора

Температура подачи катализатора – 590-650оС

Отделение катализатора от продуктов реакции – вихревым циклоном

Стрипинг - колонна – для отделения продуктов реакции от катализатора (уменьшается образование кокса на катализаторе)

Бензин – с большим содержанием ароматических углеводородов (бензол, ксилолы)

Реакторный блок установки PETRO FCC (Фирма UOP)

Установка MSCC

(UOP в сотрудничестве с BARCO) миллисекундный каталитический крекинг

Продукты – легкие олефины, бензин, дистилляты

Катализатор – псевдоожиженный, нисходящий

Сырье вводится перпендикулярно движущемуся вниз потоку катализатора

Сокращение нежелательных вторичных реакций

Реактор MSCC на 20-30% дешевле реактора ККФ

Нет лифт-реактора

Две зоны крекинга- зона ввода сырья и отпарная зона

Установки работают с 2002 года, 4 установки

MSCC (UOP в сотрудничестве с BARCO)

миллисекундный каталитический крекинг

MSCC (UOP в сотрудничестве с BARCO)

миллисекундный каталитический крекинг

MSCC (UOP в сотрудничестве с BARCO)

миллисекундный каталитический крекинг

Узел контакта катализатора с сырьем

Технология МТС – контроль температуры смешения

Технология МТС

Реактор разделен на две зоны

- зона смешения катализатора с сырьем (происходит быстрое за доли секунды, испарение сырья и крекинг)

- зона свободного крекинга (выше точки ввода разбавителя, где температура равна температуре обычного крекинга)

Температура на выходе из реактора регулируется подачей регенерированного катализатора

Температура сырья регулируется подачей разбавителя (тяжелый газойль)

МТС позволяет быстро и полно испарить сырье и снизить отложение кокса в зоне испарения

Применяются форсунки, сверхзвуковые, типа Вентури, где за счет высокой скорости в узком сечении растет и скорость распыления сырья