11 лекция

1.

Лекция 11
Химизм и основные факторы
процесса гидрокрекинга.
Легкий гидрокрекинг.
1

2. Содержание лекции

1.
2.
3.
4.
Гидрокрекинг нефтяных фракций.
Основные реакции гидрокрекинга.
Катализаторы гидрокрекинга нефтяного сырья.
Основные факторы процесса гидрокрекинга.
4.1. Температура
4.2. Объемная скорость подачи сырья
4.3. Давление
4.4. Расход водорода
5.
Легкий гидрокрекинг дистиллятов. Основные
показатели процесса. Схема процесса.
2

3. 1. Гидрокрекинг нефтяных фракций.

Гидрокрекинг – процесс крекинга в присутствии
водорода, когда деструкции с уменьшением
размера молекул подвергается более 10% сырья.
10 – 50% - легкий гидрокрекинг (ЛГК)
50% и более – глубокий гидрокрекинг
3

4. 2. Основные реакции гидрокрекинга

Исходные
углеводороды
Реакции
Образующиеся углеводороды
Парафины
Изомеризация, разрыв
цепи
Низкокипящие парафиновые
изостроения
Нафтены
Изомеризация,
гидродеалкилирование
Циклопентаны С6 – С8 и
низкокипящие парафиновые
изостроения
Олефины
Изомеризация, разрыв
цепи, гидрирование
Низкокипящие парафиновые
изостроения
Алкилароматические
Изомеризация,
диспропорционирование,
гидродеалкилирование,
гидрирование
Алкилароматические С8 – С9,
низкокипящие изопарафиновые и
нафтеновые
Нафтено –
ароматические
Раскрытие кольца
Алкилароматические С8 – С9,
низкокипящие изопарафиновые и
нафтеновые
Полициклические
ароматические
Гидрирование
Алкилароматические С8 – С9,
низкокипящие изопарафиновые и
нафтеновые
4

5. 3. Катализаторы гидрокрекинга нефтяного сырья

Гидрирующая – дегидрирующая
функция
СУЛЬФИДЫ и ОКСИДЫ
(Mo; Ni; Co)
частично: Cr; W; Fe
Кислотная функция.
(крекинг и изомеризация)
Al2O3, цеолиты, алюмосиликаты
Связующая функция.
Al2O3, алюмосиликаты; оксиды
кремния, титана, циркония;
цирконий и магний силикаты
5

6. Цеолитсодержащие и аморфные катализаторы в процесса гидрокрекинга

Активность цеолитсодержащих и аморфных катализаторов в
процессе гидрокрекинга при давлении 15 МПа.
Марка
Т,0С
А, %
Выход фракции, % мас.
160 – 360 0С
160 – 270 0С
Цеолитсодержащие катализаторы
ГК – 8
ГКО – 1
Зарубежные
380
380
380
86
82
82
55
55
50 – 56
32
34
17 – 37
Аморфные катализаторы
ЛГК – 29
ЛГК – 23
Зарубежные
380
380
380
53
58
46 – 55
48
52
45 – 51
12
14
7 – 14
6

7. 4. Основные факторы процесса гидрокрекинга

Температура, 0С
320 – 460
Давление Р, Мпа
7,0 – 20,0
Объемная
скорость
подачи сырья, ч-1
0,3 – 1,2
-
Расход водорода,
% мас. на сырье
7

8.

4.1. Температура, Т
320 – 4600С
- повышение скорости
деструкции углеводородов;
- увеличение выхода газа;
- повышение расхода
водорода;
- увеличение отложения
кокса на катализаторе.
8

9.

4.2. Объемная скорость
подачи сырья, ч-1 - 0,3 – 1,2
- снижение температуры
процесса;
- повышение выхода
целевых продуктов;
- уменьшение расхода
водорода;
- увеличение продолжи–
тельности цикла работы
катализатора.
9

10.

4.3. Давление Р, Мпа
7,0 – 20,0
- повышение степени
обессеривания и конверсии;
- снижение коксообразования на
катализаторах;
- увеличение длительности
пробега между регенерациями;
- повышение капитальных и
эксплуатационных затрат.
10

11.

4.4. Расход водорода, % мас. на
сырье 1,0 – 5,0
Повышение степени превращения сырья
11

12. 5. Легкий гидрокрекинг дистиллятов

дизельных фракций
(селективная
гидродепарафинизация)
селективная
гидродепарафинизация
вакуумного газойля
легкий гидрокрекинг
12

13. Технологическая схема гидродепарафинизации дизельных фракций

II
VII
III
IV
15
А
16
V
II
6
7
9
13
10
5
11
2
3
4
12
VI
8
14
I
1 – насос; 2, 3, 4, 8, 12 –
теплообменники; 5 – печь;
6 – реактор
гидродепарафинизации;
7 – реактор гидроочистки;
9, 14, 15 – аппараты
воздушного охлаждения;
10 – холодильник;
11, 16 – сепараторы
высокого и низкого
давления;
13 – стабилизационная
колонна;
I – сырье; II – свежий
водородсодержащий газ
(ВСГ); III – отдув газа;
IV – газ на очистку;
V – бензин;
VI – стабильное дизельное
топливо;
VII – циркулирующий ВСГ
А – блок очистки ВСГ
1
13

14. Свойства российских катализаторов гидродепарафинизации СКГ-1 и СГК-5*

Наименование
1. Массовая доля компонентов (в пересчете на прокаленный
при 550 °С), %:
- триоксид молибдена, в пределах
- оксид никеля, в пределах
- оксид алюминия, не более
- оксид натрия, не более
2. Насыпная плотность, г/см3, не более
3. Диаметр гранул, мм, в пределах
4. Массовая доля потерь при прокаливании, %, не более
при 650 °С
при 550 °С
5. Средний коэффициент прочности, кг/мм, не менее
6. Массовая доля фракции, %
менее 2,5 мм, не более
менее 1,6 мм, не более
7. Активность – температура застывания базовой основы
трансформаторного масла, °С, не выше
СГК-1
СГК-5
5,0 – 8,0
45
0,1
0,8
3–4
10 – 12
5–6
0,2
0,8 – 0,9
2,5 – 3,5
8,0
1,0
8,0
0,8
4
-
2,5
-48
-45
* Катализаторы представляют собой гранулы, состоящие из высококремнеземного цеолита
группы пентасилов, оксида алюминия и гидрирующего компонента
14

15. Выход продуктов гидродепарафинизации дизельных фракций, % мас.:

Газ
Бензин
Дизельное топливо
Потери
9,1
11,2
79,3
0,4
15

16. Технологический режим каталитической депарафинизации масляных фракций

Температура, °С
325 – 420
Давление, МПа
3,1 – 8
Объемная скорость, ч-1
0,8 – 10,5
Кратность циркуляции ВСГ, нм3/м3 сырья
800 – 2000:1
Выход масла, % (мас.)
85 – 90
16

17. Сырье процесса легкого гидрокрекинга вакуумного газойля

1.
2.
3.
4.
5.
6.
Все нефтяные дистилляты
Все дистилляты вторичного происхождения
Ароматизированное сырье с большим трудом подвергается
гидрокрекингу.
Содержание азота в ароматизированном сырье играет существенную
роль при гидрокрекинге ( не более 0,12%)
В сырье не должно быть высокомолекулярных конденсированных
соединений и асфальтенов (не более 0,05% мас.)
Из сырья должны быть удалены тяжелые металлы
(не более 2 г/т)
17

18. Технологические параметры процесса легкого гидрокрекинга

Показатель
Давление общее, МПа
Температура на входе: начало/конец цикла, 0С
Р – 901
Р – 902
Р – 903
Температура на выходе: начало/конец цикла, 0С
Р – 901
Р – 902
Р – 903
Перепад температуры по реакторам, 0С
Р – 901
Р – 902
Р – 903
Общая объемная скорость подачи сырья, ч-1
Расход циркулирующего ВСГ, м3/ч
Концентрация водорода в ВСГ, % об.
6 – 10
360/390
360/390
380/420
385/415
385/415
405/445
15 – 25
15 – 25
15 – 25
0,61
44000
80
18

19. Материальный баланс процесса легкого гидрокрекинга вакуумного газойля

Показатель
% мас.
Поступило:
Вакуумный дистиллят
Водород
100,0
0,7
Итого:
100,7
Получено:
Углеводородный газ
Сероводород
Бензиновый отгон
Дизельная фракция
Вакуумный газойль
Потери
1,3
1,5
1,4
9,3
87,2
1,0
Итого:
100,7
19

20. 5. Принципиальная технологическая схема секции легкого гидрокрекинга вакуумного газойля

1 – печь; 2 – реактор; 3, – сепараторы; 4 – стабилизационная колонна
20