Сущность, назначение и классификация химических (деструктивных) процессов переработки нефти - Направление совершенствования химических производств

Термические процессы. К числу термических процессов, проводимых при высоких температурах в зоне реакции (до 900 °С), относят: 1) термический крекинг и висбрекинг; 2) коксование; 3) пиролиз; 4) битумное производство; 5) производство технического углерода и пека.

Термокрекинг при повышенном давлении (2--4 МПа) предназначен для производства компонента автомобильных бензинов из остаточных продуктов (например, мазутов), вторичных или тяжелых дистиллятных фракций, а также их смесей.

Висбрекинг -- процесс легкого термокрекинга при невысоком давлении (до 2 МПа) и температурах до 500 °С. Предназначен для получения компонента котельных топлив из тяжелых нефтяных остатков (например, гудрона) или для получения дистиллятного продукта -- сырья для производства специальных углеродных материалов (например, пека).

Коксование -- процесс термопереработки нефтяных остатков и их смесей с тяжелыми газойлями при невысоком давлении (до 0,2-- 0,3 МПа) с целью производства дистиллятов, служащих сырьем для производства компонентов моторных топлив и нефтяного кокса с одновременным отбором жирного газа.

Пиролиз -- жесткая форма термопереработки углеводородного сырья (от газообразного до жидкого) при температурах 700--900 °С и невысоком давлении с целью получения олефиносодержащего газа (сырья для процессов полимеризации, алкилирования и производства продукции нефтехимии).

Производство битумов предназначено для получения дорожных, строительных, кровельных и других марок битумов путем термоокисления тяжелых нефтяных остатков и их смесей с рядом побочных технологических продуктов (экстрактов селективной очистки масел, асфальтитов процесса деасфальтизации, смол пиролиза, крекинг-остатков и др.) при температурах 230--270 оС в присутствии кислорода воздуха.

Производство технического углерода и пека -- процесс термообработки жидкого или газообразного углеводородного сырья (продуктов пиролиза, крекинга, коксования, экстракции и др.) при температурах до 2000 °С. Существующие печной, диффузионный или термический способы производства технического углерода (сажи) включают стадии разложения сырья с образованием технического углерода, охлаждения сажегазовой смеси и улавливания из нее сажи, очистку и грануляцию последней.

Термокаталитические процессы. Одновременное использование в переработке углеводородного сырья высоких температур (до 500 °С) и катализаторов характерно для термокаталитических процессов, к которым относят: 1) каталитический крекинг; 2) каталитический риформинг.

Каталитический крекинг тяжелых газойлевых фракций, нефтяных остатков, а также их смесей при температурах 470--540 оС на алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторах с целью получения высокооктановых компонентов бензина с одновременным образованием газа, обогащенного пропан-пропиленовой, бутан-бутиленовой, и газойлевой фракциями, является одним из важнейших деструктивных процессов, обеспечивающих углубление переработки нефти и выработку компонентов автобензина и дизтоплива.

Каталитический риформинг -- важнейший процесс производства из прямогонных бензиновых фракций высокооктановых компонентов автомобильных бензинов и ароматических углеводородных фракций (для получения индивидуальных ароматических углеводородов) и водородсодержащего газа (для гидрогенизационных процессов). Современные установки работают при низком давлении (до 0,35 МПа) и с непрерывной регенерацией катализатора. Причем их в силу ряда эксплуатационных и экологических причин комбинируют с процессами изомеризации легких бензиновых фракций и удаления бензола.

Термогидрокаталитические процессы. Все более широкое вовлечение в переработку сернистого и высокосернистого углеводородного сырья с одновременным повышением требований к экологическим и эксплуатационным характеристикам нефтепродуктов обусловливает широкое распространение термогидрокаталитических процессов (гидроочистка и гидрокрекинг), осуществляемых под давлением водорода.

Эти процессы квалифицируют в зависимости от их целевых назначений.

Первая группа процессов -- гидроочистка -- предназначена для очистки дистиллятного углеводородного сырья от серо-, азот - и кислородсодержащих соединений. При очистке также происходит деструкция части [до 10 % (мас.)] сырья с разрывом структуры до 10 % (мае.) по С--С-связям. Такие процессы осуществляют при давлениях ВСГ в реакционной зоне в пределах 4--10 МПа.

Вторая группа термогидрокаталитических процессов -- мягкий или легкий гидрокрекинг углеводородного сырья -- проводится с целью как подготовки сырья для последующих технологических процессов, так и повышения выхода светлых нефтепродуктов в общем балансе перерабатывающего предприятия. При проведении таких процессов при давлениях 5--10 МПа выход светлых нефтепродуктов доходит до 50 % (мас.).

Третья группа термогидрокаталитических процессов -- глубокий гидрокрекинг -- проводится с целью повышения выхода светлых нефтепродуктов. При давлениях ВСГ выше 15 МПа такие процессы позволяют отбирать до 80 % (мас.) светлых нефтепродуктов, что свидетельствует о преимущественном протекании реакции крекинга углеводородных молекул по С--С-связям.

Гидроочистка -- процесс удаления из углеводородных фракций и остатков нежелательных серо-, азот - и кислородсодержащих компонентов с одновременным гидрированием олефиновых соединений. Проводится при давлении водорода от 4 до 10 МПа с одновременным изменением структуры до 10 % углеводородов сырья.

Гидрокрекинг -- универсальный процесс переработки дистиллятного и остаточного сырья. Проводится при высоком (>15 МПа) и среднем (<10 МПа) давлении водородсодержащего газа со структурным превращением углеводородов сырья и образованием широкого ассортимента продуктов (от бензиновых до вакуумных дистиллятов). Позволяет гибко изменять в зависимости от спроса выходы отдельных дистиллятов.

Переработка нефтезаводских газов. К процессам переработки нефтезаводских газов можно отнести следующие (см. рис. 1): 1) фракционирование; 2) производство МТБЭ; 3) производство серы; 4) производство водорода; 5) алкилирование изобутана олефинами; 6) олигомеризация олефинов; 7) изомеризация н-парафиновых углеводородов.

Алкилирование олефинов С3--С5 изобутаном осуществляют при температурах 5--40 °С на кислотных жидких или твердых катализаторах с целью получения алкилата (алкилбензина) -- ценного высокооктанового компонента автомобильных бензинов.

Изомеризация -- один из самых рентабельных процессов получения высокооктановых и экологичных компонентов автобензинов из низкооктановых бензиновых фракций С5--100 °С при температурах 110-- 150 °С на твердых катализаторах на основе оксидов алюминия (хлорированные); циркония, олова, титана или железа (сульфированные), содержащих платину, при избыточном давлении водорода 1,4--4,2 МПа.

Полимеризация (олигомеризация) этилена, пропилена и бутиленов предназначена для получения компонентов моторных топлив, сырья для производства моющих средств, масел и полимеров. Процесс осуществляется в присутствии катализатора (фосфорная кислота на кизельгуре, серная кислота, хлористый алюминий или др.) при температурах 160--230 °С и давлении до 6 МПа. В современной нефтепереработке технологические установки по олигомеризации олефиносодержащих газов с установок каталитического крекинга и пиролиза предназначены для производства компонентов реактивных топлив и высокооктановых автомобильных бензинов.

Похожие статьи




Сущность, назначение и классификация химических (деструктивных) процессов переработки нефти - Направление совершенствования химических производств

Предыдущая | Следующая