Katalyyttinen krakkaus on maaöljyjakeiden lämpökatalyyttinen prosessointi korkeaoktaanisen bensiinin , kevyen kaasuöljyn ja tyydyttymättömien rasvakaasujen komponentin saamiseksi [1] .
Katalyyttinen krakkaus on yksi tärkeimmistä öljyn syväjalostuksen prosesseista . Katalyyttisen krakkauksen käyttöönotto teollisuudessa 30-luvun lopulla. 20. vuosisata ( USA ) myötävaikutti tehokkaan, pitkäikäisen alumiinisilikaatteihin perustuvan katalyytin luomiseen ( E. Goodry , 1936). Prosessin tärkein etu on sen suuri toiminnallinen joustavuus: kyky käsitellä erilaisia öljyjakeita korkeaoktaanisen bensiinin ja kaasun, joka sisältää runsaasti propeenia , isobutaania ja buteeneja , valmistamiseksi ; verrattain helppo yhdistää muihin prosesseihin, esimerkiksi alkylointiin , vetykrakkaukseen , vetykäsittelyyn , adsorptiopuhdistukseen , asfaltinpoistoon jne. Tällainen monipuolisuus selittää erittäin merkittävän osuuden katalyyttisestä krakkauksesta öljynjalostuksen kokonaismäärästä.
== Raaka-aine = tyhjiökaasuöljy - suoratislausfraktio, jonka kiehumisalue on 350-500°C. Kiehumisen loppumisen määrää pääasiassa vetykäsittelyn pitoisuus rikkiyhdisteiden poistamiseksi ja koksauksen vähentämiseksi . Lisäksi useilla yrityksillä (UOP, IFP) on useita kehitettyjä prosesseja raskaiden fraktioiden katalyyttiseen krakkaukseen - esimerkiksi polttoöljy (jossa koksauskapasiteetti on jopa 6-8%). Raaka-aineena käytetään myös vetykrakkausjäännöstä , raaka - ainekomponentteina asfaltinpoistoaineita , vaseliinia ja lietteen rasvanpoistosuodoksia .
Katalyytin kiertosuhde raaka-aineeseen — 10:1 (asennuksiin, joissa on nousureaktori), Lämpötila — 510–540 °C, Paine — 0,5–2 atm
Lämpötila - 650-730 ° C, paine - 1-3 atm
Edellisen sukupolven tehtaissa käytettiin amorfista pallomaista katalyyttiä . Edustaa 3-5 mm:n palloja, joiden pinta-ala on 200 m2/gr.
Tällä hetkellä käytetään zeoliittia sisältävää mikropallokatalyyttiä (hiukkaskoko 35-150 um). Pinta-ala 300-400 m²/gr. Se on krakkautuva zeoliittikomponentti , joka on tuettu amorfiselle alumiinisilikaattimatriisille. Zeoliittipitoisuus ei ylitä 30 %. Zeoliittikomponenttina käytetään ultrastabiilia Y-zeoliittia, joskus ZSM-5-zeoliitin lisäaineilla bensiinin saannon ja oktaaniluvun lisäämiseksi . Useat yritykset myös lisäävät harvinaisia maametalleja zeoliittiin katalyyttiä valmistettaessa . Krakkauskatalyytti sisältää myös lisäaineita, jotka vähentävät katalyytin hankausta, sekä edistäjiä regeneraattorissa koksin CO 2 :ksi polton aikana muodostuneen CO :n jälkipolttamiseksi .
Prosessin järjestämistä varten on asennukset:
Jatkuvan uudistamisen kasvit jaetaan:
Tällä hetkellä hissireaktorit ovat edistyneimmät. Bensiinin saanto niissä on 50-55 % oktaaniluvulla 91-92,5, kun taas leijukerrosreaktoreissa bensiinin saanto on 49-52 % oktaaniluvulla 90/92,5.
| Katalyyttinen krakkausyksikkö 1А/1М Ryazanin öljynjalostamolla [2] |
Tyypillinen materiaalitase vetykäsitellylle tyhjiökaasuöljyn katalyyttiselle krakkausprosessille
| Tuotteet | Raaka-aineiden tuotto % |
|---|---|
| Kaikki otettu: | 100 |
| Vetykäsitelty tyhjiökaasuöljy (Fr.350-500°С) | 100 |
| Vastaanotetut yhteensä: | 100 |
| H2 ( vety) | 0,04 |
| CH 4 (metaani) | 0,25 |
| C 2 H 6 (etaani) | 0,23 |
| C 2 H 4 (eteeni) | 0,36 |
| C 3 H 8 (propaani) | 0,85 |
| C 3 H 6 (propeeni) | 2.73 |
| C 4 H 10 (butaani) | 0,89 |
| C 4 H 8 (buteenit) | 2.5 |
| (CH3 ) 3CH ( isobutaani) | 4.20 |
| bensiinijae (OCHI-91/92) | 58,62 |
| kaasuöljy (kevyt + raskas) | 27.17 |
| koksi + häviöt | 2.17 |
Puolet katalyyttisestä krakkauskaasusta koostuu tyydyttymättömistä hiilivedyistä, pääasiassa propeenista ja buteeneista. Mukana on myös merkittäviä määriä isobutaania. Tästä johtuen butaanibuteenikaasufraktiota käytetään alkylointiprosessin raaka-aineena korkeaoktaanisen bensiinin saamiseksi. Propaani-propeenifraktiota käytetään propeenin eristämiseen polypropeenin tuotantoa varten . Katalyyttisten krakkausyksiköiden suuresta kokonaiskapasiteetista johtuen prosessissa tuotetun propeenin osuus on jopa 15 % sen kokonaistuotannosta. Tehdaslaitosten uuneissa polttoaineena käytetään kuivaa kaasua (vetyä, metaania, etaania).
Katalyyttinen krakkausprosessi tuottaa korkeaoktaanista bensiiniä, jonka RON on 88-91 pistettä. Lisäksi bensiini sisältää alle 1 % bentseeniä ja 20-25 % aromaattisia hiilivetyjä , minkä ansiosta sitä voidaan käyttää uusimpien EU-standardien (Euro-4, Euro-5) mukaisen bensiinin valmistukseen. Katalyyttisen krakkausbensiinin suurin haittapuoli on tyydyttymättömien hiilivetyjen (jopa 30 %) ja rikin (0,1-0,5 %) korkea pitoisuus, millä on erittäin huono vaikutus polttoaineen stabiilisuuteen varastoinnin aikana. Bensiini muuttuu nopeasti keltaiseksi olefiinien polymeroitumisen ja hapettumisen vuoksi, joten sitä ei voida käyttää sekoittamatta muihin bensiinijakeisiin.
Kevyen katalyyttisen krakkauskaasuöljyn katsotaan olevan 200-270°C:n jake (harvemmin 200-320 tai 200-350). Se sisältää suuren määrän aromaattisia hiilivetyjä , mikä johtaa alhaiseen setaanilukuun (yleensä enintään 20-25). Lisäksi kevyt kaasuöljy sisältää jopa raaka-aineiden alustavan vetykäsittelyn ehdolla huomattavan määrän rikkiyhdisteitä (0,1-0,5 %). Tästä johtuen kevyttä kaasuöljyä ei voida käyttää suuria määriä dieselpolttoaineen valmistukseen . Sen suositeltu pitoisuus dieselpolttoaineessa on enintään 20 % (jos polttoaineella on marginaali rikkipitoisuudelle ja setaaniluvulle ). Muita kevyen kaasuöljyn käyttökohteita ovat viskositeetin vähentäminen kattilapolttoaineissa , laivojen polttoaineissa ja noen tuotannossa .
Raskas katalyyttinen krakkauskaasuöljy on jae, joka alkaa kiehua yli 270 °C:ssa (harvemmin 320, 350 °C). Polysyklisten aromaattisten hiilivetyjen korkean pitoisuuden vuoksi tämä jae (tietyllä rikkipitoisuudella) on erinomainen raaka-aine koksausprosessissa korkealaatuisen neulakoksin saamiseksi. Jos fraktiota ei ole mahdollista hyödyntää tällä tavalla, sitä käytetään kattilapolttoaineen komponenttina .