- •18. Сущность процессов каталитического крекинга нефтяных фракция. Химизм основных реакций, технологические факторы процесса. Разновидности каталитического крекинга.
- •3 Коксообразование.
- •2 Катализаторы
- •3 Температура
- •4 Кратность циркуляции катализатора
- •5 Давление
- •6 Время контакта сырья с катализатором
- •19. Факторы процессов каталитического крекинга. Примерный материальный баланс процесса, качество продуктов и их применение.
- •1 Дегидрирования шестичленных циклоалканов
- •2 Дегидроизомеризация циклопентанов
- •3 Дегидроциклизации парафиновых углеводородов
- •1 Качество сырья
- •2 Температура
- •3 Давление
- •4 Катализаторы
- •5 Кратность циркуляции всг
- •6 Объемная скорость подачи сырья
- •23 Основные принципы промышленного осуществления процессов каталитического риформинга. Принципиальная схема установки.
- •1. Каталитические гидрогенизационные процессы облагораживания нефтяного сырья
- •2. Каталитические процессы деструктивной гидрогенизации нефтяного сырья
- •1 Качество сырья
- •2 Катализаторы
- •25 Процесс гидроочистки дизельного топлива, принципиальная схема установки
- •26 Гидрокрекинг нефтяного сырья. Назначение. Классификация схем гидрокрекинга. Химизм процесса и основные факторы.
- •2 Температура
- •3 Давление
- •4 Скорость подачи сырья
- •5 Кратность циркуляции всг
- •6 Расход водорода
- •7 Качество сырья
- •8 Тепловой эффект гидрокрекинга
- •Химизм процесса алкилировании
- •Химизм процесса алкилировании
- •Основные факторы процесса Качество сырья
- •Требования к сырью
- •Преимущества плавиковой кислоты
- •Недостатки
- •Катализаторы
- •Соотношение изобутан:олефин
- •Параметры процесса
- •Продукты алкилирования
- •Производство алифатических спиртов
- •Бутанол с2н5он
- •Производство мтбэ
- •Физические свойства
- •Применение
- •Подготовка сырья мтбэ
18. Сущность процессов каталитического крекинга нефтяных фракция. Химизм основных реакций, технологические факторы процесса. Разновидности каталитического крекинга.
Процесс КК является одним из наиболее распространенных крупнотоннажных процессов углубленной переработки нефти.
Основное назначение КК – производство с максимальным выходом высокооктанового бензина и ценных сжиженных газов – сырья для последующих производств высокооктановых компонентов бензинов изомерного строения: алкилаты, МТБЭ, а также сырья для нефтехимических производств.
Химизм процесса КК
Химические превращения углеводородов по карбоний-ионному цепному механизму можно представить в следующей последовательности:
1 Первичные мономолекулярные реакции крекинга и деалкилирования (распад по С-С связи) высокомолекулярных молекул исходного сырья с образованием низкомолекулярных углеводородов: (n=m+p)
а) крекинг парафинов с образованием низкомолекулярных парафинов и олефина;
CnH2n+2 = CmH2m + CpH2p+2
б) крекинг олефинов с образованием низкомолекулярных олефинов;
CnH2n = CmH2m + CpH2p
в) деалкилирование алкилароматических углеводородов :
АrСnH2n+1 = АrН + СnН2n
АrСnH2n+1 = ArCmH2m+1 + СpH2p
Наиболее вероятным является полный отрыв алкильной цепи.
г) крекинг нафтенов с образованием олефинов
цСnН2n = CmH2m+ СрН2р
2 Вторичные бимолекулярные реакции углеводородов на поверхности цеолита с участием карбоний ионов.
Реакции развития цепи включают следующие наиболее характерные реакции карбониевых ионов:
а) Распад С-С связи карбоний ионов - приводит к образованию низкокипящих топливных фракций и Сз - С4 газов
б) Перенос гидрид-иона (Н-перенос).
Обуславливает повышенные выходы топливных фракций и химическую стабильность бензинов КК.
Осуществляются следующие реакции КК:
Олефин + нафтен = Парафин + арен
Олефин + олефин = Арен + Парафин
Олефин + олефин = Арен + водород
Арен + арен = кокс + парафин + водород и т.д.
в) Изомеризация карбониевых ионов - повышает товарные качества продуктов КК. Происходит либо путем передачи протона или метильной группы вдоль углеводородной цепи
г) Циклизация и дециклизация. Через мультиплетную хемосорбцию
или через диеновый синтез
Стабильность карбониевых ионов возрастает в ряду:
первичный< вторичный< третичный
Побочные реакции:
1 Алкилирование и полимеризация - протекают по карбоний-ионному механизму. При температурах ниже 400 ºС они доминируют над крекингом, а при высоких температурах равновесие смещается в сторону деалкилирования и деполимеризации.
2 Конденсация ароматических углеводородов - дает соединения углерода с более высокой молекулярной массой, вплоть до кокса.
3 Коксообразование.
Основные факторы процесса 1 Качество сырья
1 В качестве сырья в процессе КК используется ВГ широкого фракционного состава (350-500оС).
2 Иногда вовлекаются газойлевые фракции термодеструктивных процессов, ГК, деасфальтизаты процессов деасфальтизации мазутов и гудронов и др.
3 В последние годы с целью увеличения ресурсов сырья, повышают конец кипения до 550-620оС.
По фракционному составу к сырью предъявляют следующие требования:
- Практически полное отсутствие бензино-лигро- иновых фракций (претерпевают незначительные превращения и отрицательно влияют на ОЧ).
- Ограниченное содержание (до 10%) фракций, выкипающих до 350;
- Ограниченная температура конца кипения (500-620 ºС) (концентрируются смолы и асфальтены, вызывающие закоксовывание катализатора, гетероатомные соединения и металлы – яды катализатора).
В сырье содержатся: парафиновые 15-35 %, нафтеновые 20-40 % и ароматические 15-60 %.
Обратимая дезактивация катализатора
К компонентам, обратимо дезактивирующим катализаторы крекинга, относятся ПЦА, смолы, асфальтены и азотистые соединения. Об обратимой дезактивирующей способности сырья судят по коксуемости, определяемой по Конрадсону. Чем выше коксуемость сырья, тем больше выход кокса на катализаторе, (не более 0,3 - 0,5% масс).
Необратимая дезактивация катализатора
Металлорганические соединения - блокируют активные центры катализатора. По мере увеличения содержания никеля и ванадия интенсивно возрастает выход водорода и сухих газов, а выход бензина снижается.
С целью снижения содержания металлов и коксогенных компонентов применяется каталитическая гидроочистка сырья.