Характеристика процессов термического крекинга под давлением и висбрекинга тяжелого сырья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Характеристика процессов термического крекинга под давлением и висбрекинга тяжелого сырья

термический крекинг коксование дистиллятный

В настоящее время термический крекинг под давлением проводят с целью получения дополнительного количества светлых нефтепродуктов, производства термогазойля (сырья для выработки технического углерода), термоподготовки дистиллятных видов сырья для установок коксования и дистиллятного крекинг-остатка (для производства высококачественного анизотропного игольчатого кокса.

Термохимия процесса определяется его жесткостью. Термохимические реакции являются эндотермическими, и для их протекания необходим нагрев. Глубина протекания реакций зависит от продолжительности температурного воздействия, причем зависимость от времени линейная, а зависимость от температуры описывается законом Аррениуса. Для учета комбинированного эффекта времени и температуры используется понятие «жесткость».

Процесс осуществляют под давлением от 2 до 7 МПа при температуре 480-540 °С. Выход светлых продуктов при крекинге остаточного сырья не превышает 30--35 %. Время пребывания сырья в зоне реакции: в змеевике - 1,5-2,5 и в выносной камере - 10 - 15 мин.

Сырье и продукты. Используется остаточное (мазуты, гудроны и полугудроны -- около 70 %) и дистиллятное сырье (тяжелые газойли каталитического крекинга, тяжелая смола пиролиза, экстракты селективной очистки масел и др.).

При крекинге под давлением и при коксовании жидкого сырья (газойли, мазуты, гудроны) состав газов довольно сходен и характеризуется значительным содержанием сухой части (метан, этан) и умеренным (25--30 %) содержанием непредельных углеводородов. Такой состав обусловлен радикально-цепным механизмом процесса и нестабильностью радикалов *С3Н7 и выше.

Жидким продуктам крекинга свойственно присутствие непредельных и ароматических углеводородов. При средней глубине процесса крекинг-бензины обладают невысоким октановым числом (60--65); с углублением процесса концентрация ароматических углеводородов возрастает, поэтому октановое число повышается. Йодные числа типичных бензинов, образующихся при термическом крекинге под давлением и коксовании, довольно высоки (80--100 г 12 на 100 г).

С утяжелением фракционного состава продуктов крекинга их непредельность снижается; крекинг-газойли, выкипающие в пределах 200--350 °С и часто используемые (после очистки) как компоненты дизельного топлива, имеют йодное число 40--50 г 12 на 100 г. Более тяжелые фракции обычно возвращают на рециркуляцию или выводят в виде тяжелого газойля или крекинг-остатка. В зависимости от режима процесса и качества сырья эти продукты более или менее ароматизированы. Крекинг-остатки содержат довольно много смолисто-асфальтеновых веществ и некоторое количество твердых частиц -- карбоидов.

Известно несколько вариантов процесса термического крекинга:

- крекинг в реакционном змеевике без выделения и с выделением зоны крекинга в отдельную секцию;

- крекинг с выносной реакционной камерой с различным уровнем жидкой фазы;

- крекинг с дополнительной разгонкой крекинг-остатка в вакууме.

Общим для крекинга является наличие трубчатой печи. Для обеспечения требуемой глубины превращения предусмотрены специальные реакционные аппараты, в которых сырье выдерживается определенное время при температуре реакции.

Наиболее простой способ неглубокой переработки гудронов - это висбрекинг с целью снижения вязкости, что уменьшает расход разбавителя и общее количество котельного топлива. Процесс в основном используют для снижения вязкости тяжелых нефтяных остатков с целью получения компонента стабильного котельного топлива. Такой способ снижения вязкости приводит к экономии дорогих дистиллятных разбавителей, используемых для получения стандартного котельного топлива (до 20 - 25 % масс.).

Висбрекинг может проводиться также и для производства газойля -- сырья для процессов каталитического и гидрокрекинга.

Процесс осуществляют при давлении 1--5 МПа и температуре 430-- 500 °С.

Существуют две принципиальные разновидности процесса висбрекинга: 1) печной висбрекинг -- в нагревательно-реакционной печи при температуре 480-500 °С и времени пребывания сырья в зоне реакции 1,5-2,0 мин; 2) висбрекинг с выносной реакционной камерой (сокинг-камерой) -- при температуре 430-450 °С, время реакции 10-15 мин.

Преимущества второй технологии по сравнению с первой следующие:

- большая продолжительность межремонтного пробега;

- более высокая селективность по выходу газойля;

- меньшее потребление топлива и электроэнергии;

- меньшие капитальные затраты;

- более высокая управляемость процесса при эксплуатации и благодаря возможности регулирования двух переменных: давления в сокинг-камере и температуры в печи.

Конверсия сырья в процессе висбрекинга в печи невысокая (14-30 % исходного сырья), отбор светлых нефтепродуктов из гудрона не превышает 5-20 %, а из мазута - 16-22 %.

В настоящее время существует целый ряд объективных и субъективнее предпосылок для модернизации и совершенствования процесса висбрекинга. Так, с целью максимального извлечения дистиллятных фракций из продуктов висбрекинга используется технология однократного вакуумного испарения. Разработаны специальные вакуумные испарители (например, фирмы «Shell»), позволяющие увеличить (по сравнению с обычными вакуумными колоннами) продолжительность межремонтного пробега, выход дистиллята и уменьшить объем капитальных затрат. Получаемые газойли существенно расширяют сырьевую базу процессов каталитического и гидрокрекингов.

В отдельных случаях (при отсутствии, например, на предприятии установок гидрокрекинга или каталитического крекинга, а также при их полной загрузке) организовывают термическую конверсию извлеченного вакуумного дистиллята висбрекинга в дополнительной печи, т.е. крекинг рециркулята.

На установке висбрекинга, перерабатывающей гудрон и оборудованной вакуумным испарителем и крекингом рециркулирующего вакуумного газойля, получают продукты, выход которых приведен ниже (сырье -- остаток вакуумной перегонки, вязкость v = 74 мм2/с при 100 °С), % (масс):

Отходящие газы 2,3

Стабилизированная фракция (С5--165 оС) 10,8

Газойль висбрекинга (165--365 °С) 36,5

Отпаренный в вакууме крекинг-остаток (>520 °С)……50,4.

Примерно две трети газойля висбрекинга смешивают с отпаренным в вакууме остатком висбрекинга, чтобы получаемое при этом котельное топливо соответствовало требованиям европейских спецификаций. Остаток газойля висбрекинга поступает в суммарный заводской газойль.

Особенности эксплуатации установок висбрекинга:

Режим максимальной жесткости с учетом следующих факторов:

- достаточная совместимость продукта с топочным мазутом;

- умеренное отложение кокса в трубах печи;

- каждые 3 - 9 месяцев необходимо останавливать установку для очистки труб печи от кокса.

2. Расчет некоторых установок на работу в двух режимах: висбрекинга и термического крекинга:

- атмосферный или вакуумный остаток > висбрекинг;

- вакуумный газойль > термический крекинг;

- установка эксплуатируется в попеременном режиме, при разной жесткости.

3. Добавка легких фракций в продукт для обеспечения соответствия техническим требованиям на топочный мазут на вязкость, плотность, содержание серы, коксуемость и др.

Размещено на Allbest.ru