У аварійну ємність

Рисунок 3.44 – Схема коксування в кубах:

1 – куб; 2 – розвантажувальний люк; 3 – шламова труба;

4 – конденсатор- холодильник; 5 – віддільник газу; 6 – приймач дистиляту коксування; 7 – бачок для хвостових погонів;

8 – аварійний бачок

Напівбезперервний спосіб коксування інакше називають сповільненим коксуванням. Процес проводиться в спеціальних апаратах – коксових реакторах, які є порожнистими циліндрами, розрахованими на невисокий тиск (до 0,4 МПа). Суть способу: сировину коксування нагрівають у печі до 500 °С і направляють у коксову камеру. Тут сировина перебуває тривалий час і, за рахунок тепла, отриманого в печі, коксується. З верхньої частини коксового реактора виділяються легкі дистиляти, в нижній частині утворюється кокс. Після того, як камера заповниться на 30...90 % коксом, сировина з печі направляється в іншу камеру, а з першої після охолодження вивантажується кокс. Таким чином, за такого способу коксування відбувається безперервна подача сировини, вивантаження коксу – періодичне.

Безперервний спосіб коксування полягає в тому, що нагріта сировина вступає в контакт з рухомим коксовим теплоносієм і коксується (коксовий пил) на його поверхні. Кокс, що утворився, разом з теплоносієм виводиться із зони реакції в регенератор, в якому частина коксу випалюється. За рахунок тепла випалювання теплоносій (кокс) підігрівається і повертається в зону реакції. Кокс може бути крупногранульованим або порошкоподібним. Коксування в киплячому шарі теплоносія спричиняє утворення порошкоподібного коксу. Тут вихід коксу відбувається в менших кількостях.

Піроліз – термічний крекінг, що проводиться за температури 750...900 °С і тиску, близького до атмосфер-ного, для отримання сировини для хімічної промисловості.

Сировина для піролізу: легкі вуглеводні, які містяться в бензині первинної перегонки, лігроїнові фракції, гас термічного крекінгу, гасо-газойлеві фракції тощо.

Піролізу може піддаватися рідка і газоподібна нафтова сировина. При піролізі газоподібних вуглеводнів темпе-ратура процесу вища, ніж при піролізі рідкої сировини. Вибір сировини визначається цільовим продуктом піролізу.

У результаті піролізу отримують піролізний газ і рідкі дистиляти. Склад газу залежить від умов піролізу - температури, часу контакту, якості сировини. Піроліз може проводитися для отримання етилену, пропилену, бутадієну, або ацетилену. Етилен – цінна сировина для виробництва етилового спирту, поліетилену, каучуку і інших хімічних сполук.

Із смол при цьому процесі отримують бензол, толуол, ксилол, нафталін і інші ароматичні вуглеводні. Найбільший вихід етилену маємо при піролізі парафінистої сировини, найменший – при піролізі нафтенової сировини, але при піролізі нафтенової сировини отримують максимальний вихід ароматичних вуглеводнів.

3.3.7 Каталітичний крекінг і каталітичний риформінг

Процес розщеплювання нафтових фракцій при високих температурах (500...620 °С) і невисокому тиску (до 0,15 МПа), в присутності алюмосилікатних каталізаторів, називається каталітичним крекінгом.

Реакції, які протікають при каталітичному крекінгу нафтової сировини, в основному, аналогічні реакціям, що протікають при термічному крекінгу. Проте застосування каталізаторів істотно змінює характер процесу. Каталіза-тори – речовини, прискорювачі хімічної реакції.

Сировиною каталітичного крекінгу найчастіше є газойлеві фракції (атмосферної і вакуумної перегонки), іноді – продукти термічного крекінгу (гасо-газойлеві фракції) і коксування мазуту і гудронів. У процесі каталітичного крекінгу отримують газ, бензин, легкий газойль, важкий газойль. Якість цих продуктів залежить від якості сировини, вживаного каталізатора, технологічної схеми і параметрів процесу.

Основними компонентами каталізаторів крекінгу є речовини високої пористості (глинозем і кремнезем). У результаті їх спільного термооброблення утворюються алюмосилікати, які сприяють реакції розщеплювання вуглеводнів. Такі каталізатори називаються алюмосилі-катними.

У практиці нафтохімії застосовують природні і синтетичні каталізатори крекінгу. Природні готують з природних глин, але оскільки вони малоактивні, частіше застосовують синтетичні каталізатори (алюмосилікатні і цеоліти). За формою частинок каталізатори бувають:

- кулькові (діаметр кульки – 3...6 мм);

- мікрокулькові (діаметр кульки 20...150 мкм);

- пилоподібні (розмір частинок – 1...150 мкм).

Технологічний процес каталітичного крекінгу в загаьному вигляді полягає в тому, що заздалегідь нагрітий каталізатор подається в реакційну камеру, куди надходять пари сировини. Тут відбувається процес перетворення вуглеводнів. Каталізатор при цьому вбирає кокс і його виводять із зони реакції в регенератор. У регенераторі кокс випалюється, каталізатор відновлює свої первинні власти-вості і одночасно нагрівається. Після цього його знов направляють в реакційну камеру.

Розрізняють такі різновиди установок каталітичного крекінгу:

- установки із стаціонарним (нерухомим) каталі-затором. На таких установках сировина проходить крізь реактори, заповнені каталізатором. У міру роботи каталізатор вбирає кокс, активність його зменшується і сировину подають в інший реактор, а в першому реакторі проводиться регенерація каталізатора. Таким чином, реактори працюють періодично, а отже малопродуктивні і малопоширені.

- установки з рухомим кульковим каталізатором. На таких установках потік сировини разом з кульковим каталізатором надходять у реактор. Каталізатор, з увіб-раним коксом, виводиться з реактора і прямує на регенерацію в інший апарат-регенератор. Установки з рухомим каталізатором найпоширеніші.

- установки каталітичного крекінгу з киплячим шаром дрібно-дисперсного каталізатора. Сировина змішується з пилоподібним каталізатором, на поверхні якого проходить реакція, а після цього каталізатор з коксом подають у регенератор. У такому випадку забезпечується кращий контакт сировини з каталізатором.

У США, Японії, Китаї, Індонезії, Південній Кореї та країнах Західної Європи впроваджено установки каталітичнго крекінгу 3-го покоління для переробки залишкових видів сировини. Загальною характерною рисою цих процесів є наявність у регенераторах холодильників каталізатора для зняття надлишкового тепла регенерації.

Каталітичний риформінг – це процес підвищення октанового числа та отримання індивідуальних ароматичних вуглеводнів (бензолу, толуолу і ксилолу) з нафтової сировини, під дією високої температури і в присутності спеціального каталізатора в атмосфері водню. При такому процесі змінюється структура молекул вуглеводнів.

У промислових умовах застосовують, в основному, дві системи каталітичного риформінгу:

- платформінг у нерухомому шарі алюмоплатинового каталізатора з циркуляцією водню за температури 500 °С і тиску 2...4 МПа;

- гідроформінг у киплячому шарі алюмомолібденового каталізатора за температури 480...550 °С і тиску 1,5...2,5 МПа.

Сировиною каталітичного риформінгу служать низькооктанові бензинові фракції прямої перегонки, термічного крекінгу і коксування. У результаті риформінгу отримують такі продукти: високооктановий бензин, газ, каталізат. З каталізату можна виділяти бензол, толуол, ксилол.

Для отримання індивідуальних ароматичних вуглеводнів застосовують вузькі бензинові фракції.

Бензинові фракції, використані як сировина каталітичного риформінгу, можуть мати різні границі википання. Так, якщо використовують фракцію 85...180 °С, або 105...180 °С, отримують високооктановий бензин, а якщо відібрати фракцію 60...85 °С, отримують бензол, при 85...105 °С - толуол, при 105...140 °С - ксилол.