1. Значение и назначение процесса

Процесс каталитического крекинга является одним из наиболее распространенных крупнотоннажных процессов углубленной перера­ботки нефти и в значительной мере определяет технико-экономические показатели современных и перспективных НПЗ топливного профиля.

Основное целевое назначение каталитического крекинга — произ­водство с максимально высоким выходом (до 50 % и более) высокоокта­нового бензина и ценных сжиженных газов — сырья для последующих производств высокооктановых компонентов бензинов изомерного строения: алкилата и м е т и л -» ?/) стт/ - б у т и л о в о г о эфира, а также сырья для нефтехимических производств. Получающийся в процессе легкий газойль используется обычно как компонент дизельного топлива, а тяжелый газойль с высоким содержанием полициклических аромати­ческих углеводородов — как сырье для производства технического углерода или высококачественного электродного кокса (например, игольчатого).

Процессы каталитического крекинга получили наибольшее разви­тие в США, где удельный вес их в 1999 г. составил 34,2 % от первичной переработки нефти, причем на некоторых НПЗ этот показатель дости­гает свыше 50 %. Доля этого процесса на НПЗ других развитых капита­листических стран составляет 10-15 % мае.

Еще в 1919—1920-х гг. академиком Н. Д. Зелинским была предложе­на идея по осуществлению низкотемпературного каталитического кре­кинга («200 °С) нефтяного сырья на хлориде алюминия. На основе этих работ была создана и испытана опытная установка по получению бен­зина. Однако в силу существенных недостатков хлорида алюминия как катализатора (сильная коррозия аппаратуры, большой расход катали­затора вследствие образования комплексных соединений с углеводоро­дами, периодичность процесса и др.) эта идея не нашла промышленного внедрения.

Первая промышленная установка по каталитическому крекингу керосино-газойлевых фракций, которая была пущена в США в 1936 г., представляла собой периодически регенерируемый процесс со стацио­нарным слоем катализатора из природной глины. В 1940 г. природная глина была заменена на более активный синтетический гранулирован­ный алюмосиликатный катализатор (установки Гудри). В 1942 г. про­мышленный процесс каталитического крекинга переводят на непрерыв­ную схему с применением шарикового катализатора, циркулирующего между реактором и регенератором (зарубежные установки термофор, гудрифлоу, гудрезид, отечественные с 1946 г. типа 43-1, 43-102). В после­

208

дующие годы возникли и нашли широкое промышленное внедрение более совершенные установки каталитического крекинга с кипящим (псевдоожиженным) слоем микросферического катализатора (зарубеж­ные установки флюид, модели I, II, III и IV, Ортофлоу, модели А,В и С; отечественные установки типа 1-Б, 1-А, 43-103,43-104 и ГК-3).

Решающее значение для дальнейшего усовершенствования и интен­сификации установок каталитического крекинга сыграли разработка в 1962 г. и промышленное внедрение цеолитсодержащих алюмосиликат- ных катализаторов, более высокие активность, селективность и термо­стабильность которых позволили существенно увеличить выход бензи­на, а также разработать и внедрить (1971 г.) высокоинтенсивные техно­логии каталитического крекинга с прямоточным реактором — с восхо­дящим потоком микросферического катализатора в так называемом лифт-реакторе (отечественные установки Г-43-107 и КТ-1, зарубежные типа ЮОП, Р-2-Р, Эйч-Оу-Си и др.).

2. Сырье каталитического крекинга

В качестве сырья в процессе каталитического крекинга в течение многих десятилетий традиционно использовали вакуумный дистиллят (газойль) широкого фракционного состава (350-500 °С). В ряде случаев в сырье крекинга вовлекаются газойлевые фракции термодеструктив­ных процессов, гидрокрекинга, рафинаты процессов деасфальтизации мазутов и гудронов, полупродукты масляного производства и др.

В последние годы в мировой нефтепереработке наблюдается тен­денция к непрерывному утяжелению сырья. На современных зарубеж­ных установках перешли к переработке глубоковакуумных газойлей с температурой конца кипения 540-620 °С. На специально запроектиро­ванных установках каталитическому крекингу подвергают остаточное сырье: мазуты и даже гудроны или их смеси с дистиллятным сырьем без или после предварительного облагораживания гидроочисткой, деасфальтизацией или деметаллизацией.

Всю совокупность показателей, характеризующих качество сырья, по степени влияния на процесс каталитического крекинга условно мож­но подразделить на следующие три группы:

1. показатели, влияющие на выход (т. е. на материальный баланс) и качество продуктов крекинга: фракционный и групповой химический состав и содержание гетеро органических соединений;

2. показатели, влияющие на обратимую дезактивацию катализатора, такие как плотность, коксуемость и содержание сернокислотных смол;

3. показатели, влияющие на необратимую дезактивацию катализа­тора: содержание металлов, прежде всего ванадия и никеля.

1. По фракционному составу к сырью процесса предъявляются сле­дующие требования:

209