Переработка нефти-2

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

- снижение образования побочных продуктов (легкого и тяжелого газойля).

Экономические аспекты внедрения

По сравнению с традиционной установкой каталитического крекинга с лифтреактором технология MSCC обеспечивает:

-существенное повышение выхода целевых продуктов;

-улучшение качества продуктов;

-повышение надежности и снижение эксплуатационных и капитальных затрат.

Технологические особенности нового усовершенствованного процесса каталитического крекинга катализатора включают:

-уникальную систему контактирования сырья с катализатором;

-зону реакции с ультракоротким временем контактирования.

Благодаря малому времени контактирования процесс MSCC имеет следующие технологические преимущества:

-снижение температуры в регенераторе;

-повышение кратности циркуляции катализатора;

-меньшая необходимость в охлаждении катализатора;

-большая эффективность при переработке остаточного сырья.

7.5.2 Каталитический крекинг остаточного сырья с двухступенчато

регенерацией

Описание

Схема реакторно-регенераторного блока установки RCC (Residual Catalytic Cracking) приведена на рисунке 7.6 [4]. Регенерированный катализатор смешивают у основания лифт-реактора с тяжелым сырьем, которое благодаря высокоэффективной системе ввода находится в диспергированном состоянии, что способствует увеличению выхода бензина и других ценных продуктов. В лифт-реакторе 1 идет процесс крекинга при температуре 510-520 °С, который завершается в реакторесепараторе 2. Далее закоксованный катализатор попадает в двухступенчатый регенератор 3. Двухступенчатая регенерация позволяет снизить температуру регенерации катализатора. Большая часть кокса выгорает на первой ступени регенерации при температуре 670-690°С. После этого частично регенерированный катализатор самотеком поступает на вторую ступень, где происходит дожиг остаточного кокса. Дымовые газы второй ступени выводятся из регенератора через его первую ступень, что позволяет более эффективно использовать кислород, подаваемый на регенерацию катализатора. Дополнительное регулирование температуры достигается также за счет использования холодильника катализатора 4 в плотной фазе. На установке с двухступенчатой регенерацией можно перерабатывать сырье с коксуемостью по Конрадсону до 10% мае. Газопродуктовая смесь разделяется в колонне 6.

Отличительные особенности процесса: диспергирование сырья с помощью рециркулирующих легких углеводородных газов, подача этих газов ниже точки ввода сырья для регулирования активности катализатора и пассивации отлагающихся на нем металлов; наличие двухступенчатого регенератора [5].

574

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

Качество остаточного сырья и выходы продуктов крекинга R2R может быть

К основным преимуществам процесса R2R относят высокий выход бензина и улучшенный процесс регенерации, обеспечивающий глубокий выжиг кокса в условиях, исключающих термопаровую дезактивацию катализатора.

Степень проработки

На сегодняшний день технология доступна для коммерческой эксплуатации. Продажа и поддержка осуществляется альянсом, включающим в себя: Axens (разработка технологии и лицензирование), IFP Energies Nouvelles (исследования), Total (эксплуатация), Technip Stone & Webster Process technology (лицензирование, модернизация). Действует несколько десятков установок в США, Южной Корее, Японии, Китае. В России установки типа R2R отсутствуют.

Достигаемые экологические преимущества

Экологические преимущества процесса связаны с расширением номенклатуры сырьевых ресурсов за счет вовлечения в переработку тяжелых нефтяных остатков, в т.ч. вторичного происхождения.

Экономические аспекты внедрения

Т.к. технология R2R создана для достижения тех же целей, что и RCC (переработка тяжелых остатков) экономические аспекты внедрения в целом те же, что

содержанием металлов до 10 мг/кг, что позволяет расширить допустимый сырьевой диапазон и увеличить выработку целевых продуктов;

7.5.4Каталитический крекинг с максимальным выходом пропилена

Описание

Пропилен, получаемый в процессе каталитического крекинга FCC, составляет 30% его мирового производства, поэтому увеличение его выхода является актуальной задачей нефтепереработки. Существует ряд технологий повышения выхода пропилена

577

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

Во втором лифт-реакторе бензин на смеси добавок MAXOFIN-3 и ZSM-5 и цеолитсодержащем катализаторе крекируется с получением максимального количества олефинов. Как лифт-реактор свежего сырья, так и лифт-реактор повторного крекинга бензина работают при обычных расходах диспергирующего пара ( 2 - 5 % (мае.)).

Сырье - вакуумный газойль, предварительно нагретый в теплообменниках и печи до 260°С - поступает вниз лифт-реактора 1 через сырьевые форсунки и смешивается с регенерированным катализатором. В первом лифт-реакторе крекинг происходит при температуре 530 - 538°С и завершается при подходе к сепарационной зоне реактора-сепаратора 8, где происходит отделение продуктов реакции от катализатора. Продукты реакции поступают в ректификационную колонну на фракционирование. Закоксованный катализатор поступает в отпарную зону 9, где отпаривается противотоком с водяным паром. Отпарная зона секционирована каскадными перфорированными конусами, препятствующими созданию поршневого режима. В нижней части отпарной зоны установлены кольцевые коллекторы для ввода водяного пара, в верхней части - форсунки для ввода шлама, т.е. части остатка из ректификационной колонны, содержащей унесенный катализатор.

Далее катализатор самотеком поступает в регенератор 14, где выжигается кокс с поверхности катализатора, и регенерированный катализатор, разделяясь на две части, поступает на смешение с сырьем каждого из лифт-реакторов. В качестве сырья лифтреактора 3 используют бензин. Температура крекинга в лифт-реакторе 3 - 593°С.

Ниже в табл. 7.16 представлен выход продуктов каталитического крекинга с получением максимального количества пропилена по технологиям ряда крупных компаний.

Таблица 7.16 —Сравнительные характеристики «пропиленовых» технологий каталитического крекинга_________________________________________________

Бензин каталитического крекинга по пропиленовому варианту имеет более высокое ИОЧ (около 100) и содержит больше ароматических углеводородов, но его выход значительно ниже.

579

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

Степень проработки

Технологии каталитического крекинга с максимальным выходом пропилена находятся в стадии внедрения. Свои варианты технологии предлагают компании:

а) UOP, технология PetroFCC;

б) Axens совместно с RIPP, технология DCC (Deep Catalytic Cracking); в) KBR, двухреакторная технология MAXOFIN;

г) Shell Global Solutions, двухреакторная технология MILOS.

Достигаемые экологические преимущества

Экологический эффект технологии состоит в повышении общей конверсии сырья, снижения выработки побочных продуктов (легкого и тяжелого газойлей). Технология характеризуется повышенным выходом пропилена и легких бутиленов, что позволяет расширить сырьевые ресурсы для производства полипропилена и алкилбензинов без вовлечения в переработку дополнительного количества нефти.

Экономические аспекты внедрения

Технология обладает следующими экономическими преимуществами:

а) снижение выработки побочных продуктов - легкого и тяжелого газойля; б) увеличение выхода пропилена и бутиленов - ценного сырья для

нефтехимической промышленности; в) возможность получения высокооктанового компонента бензинов (с ИОЧ

более 100 п), который может быть использован в качестве сырья для выделения индивидуальных ароматических углеводородов.

7.5.5 Каталитический крекинг с максимальным выходом легкого газойля

Описание

Ужесточение экологических требований к автомобильным двигателям во всем мире приводит к постепенному переходу от бензиновых к дизельным двигателям. Так, в Европе потребление бензина с 1998 по 2008 гг. снизилось на 22%, а потребление дизельного топлива возросло на 19% [12]. Повышенный спрос приводит к поискам новых источников дизельного топлива. Одним из таких источников потенциально является каталитический крекинг, в котором вырабатывается дистиллятная фракция - легкий газойль.

Однако легкий газойль каталитического крекинга характеризуется низким цетановым числом (ЦЧ) и образуется в процессе крекинга с относительно небольшой селективностью (15-20%). ЦЧ легкого газойля редко превышает 20-25 пунктов из-за большого содержания ароматических углеводородов (70-80%) [13]. Для увеличения выхода и повышения цетанового числа легкого газойля применяют ряд приемов:

Снижение конверсии сырья путем снижения температуры и кратности катализатор:сырье. Показано, что при снижении конверсии выход легкого газойля до некоторой степени увеличивается; максимум выхода соответствует конверсии 50-55% (газ+бензин+кокс) и составляет ~ 25% (базовое значение - 20% при конверсии 70%). При дальнейшем снижении конверсии выход ЛГ уменьшается, т.к. этот продукт в процессе крекинга является промежуточным [14].

Применение рециркуляции побочных продуктов крекинга (тяжелый газойль). Наиболее оптимальной фракцией для рецикла является фр. 340-400 (420)°С; при концентрации 12-15% выход легкого газойля достигает 30%, а конверсия составляет 65%.

580

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

Рецикл более тяжелых фракций нежелателен из-за высокого содержания трициклической ароматики, присутствие которой не влияет на выход легкого газойля, однако приводит к увеличению выхода кокса, что вынуждает ограничивать степень рециркуляции [15,16].

Применение специального катализатора. Ряд катализаторных компаний к настоящему времени разработал специальные катализаторы с увеличенным объемом пор матрицы, а также со специально контролируемым соотношением цеолит:матрица. Применение этих катализаторов позволяет увеличить выход легкого газойля на 1-5% при незначительном снижении выхода бензина без снижения ОЧ.

Степень проработки

Проработка технологии находится на уровне внедрения. Разработаны и предлагаются на катализаторном рынке следующие катализаторы:

Достигаемые экологические преимущества

Основными экологическими преимуществами процесса являются:

а) снижение выбросов СО и СОг, а также оксидов серы и азота, из регенератора вследствие снижения выхода кокса в процессе крекинга;

б) снижение образования остатка - тяжелого газойля.

Экономические аспекты внедрения

Главным экономическим аспектом технологии является увеличение выхода легкого газойля - сырья для производства реактивного и дизельного топлив. Совместное применение специальных катализаторов и технологических приемов позволяет увеличить выход легкого газойля на 10% об (абс). Вторичным аспектом является снижение выхода побочного продукта крекинга - тяжелого газойля.

7.6 Гидрогенизационные процессы

7.6.1Гидроочистка нефтяных остатков

7.6.2Гидроочистка (гидрооблагораживание) тяжелого газойля коксования

Prime-D

Описание. Компания Axens (IFP Group Technologies) разработала технологию Prime-D, позволяющую перерабатывать любое сырье и получать продукт, отвечающий требованиям современных стандартов: ультранизкая сера, низкая плотность, низкое содержание полициклических ароматических углеводородов, высокое цетановое число при любом качестве исходного сырья, в том числе трудном для переработки вторичном сырье - газойли коксования, каталитического крекинга и висбрекинга.

Для удовлетворения требований по ультранизкому содержанию серы, снижению содержания полициклических ароматических углеводородов и увеличению цетанового числа предлагается одностадийный процесс. В качестве базовой модели процесса принята технология производства дизельного топлива с содержанием серы 350 мг/кг, но процесс осуществляется при более высоком давлении и меньшей объемной скорости подачи сырья. Функция деароматизации требует дополнительного количества водорода.

581

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

Другой разновидностью технологии Prime-D является двухстадийный процесс, позволяющий осуществлять сверхглубокое гидрообессеривание и деароматизацию при более низком давлении, чем одностадийный процесс. На первой стадии используется классический катализатор гидрообессеривания, на второй - катализатор на основе благородных металлов. Отличием двухстадийной схемы является то, что на линии продукта, поступающего из первого реактора, устанавливается отпарная колонна высокого давления для удаления сероводорода и улучшения кинетики реакции на второй стадии (рисунок 7.9).

В технологии Prime-D используются новейшие катализаторы серии HR-500: HR526 (Co-Mo), HR-538 (Ni-Mo) и HR-548 (Ni-Mo). Катализатор HR-526 обеспечивает сверхглубокое гидрообессеривание дизельного топлива при низких парциальных давлениях водорода. Система катализаторов HR-538/HR-548 наряду с сверхглубоким гидрообессериванием обеспечивает деароматизацию смесевого дизельного топлива с большим содержанием вторичных дистиллятов при среднем и высоком парциальном давлении водорода, является идеальным решением для улучшения показателей цетанового числа, плотности и снижения полициклических ароматических углеводородов при переработке утяжеленных фракций дизельного топлива с высоким содержанием трудноудаляемых серосодержащих соединений.

Для гарантированного достижения целевого показателя по содержанию серы (менее 10 мг/кг) реактора оснащаются современным распределительным устройством Equi Flow, конструкция которого позволяет максимально использовать загрузку катализатора в любых условиях гидродинамики.

Рисунок 7.9 - Принципиальная схема установки гидроочистски тяжелого газойля коксования по технологии Prime-D

1 - теплообменник; 2 - печь; 3 - реактор;4 - воздушный холодильник; 5 - трехфазный отстойник; 6 - блок очистки от сероводорода; 7 - компрессор; 8 - отпарная колонна; 9 - блок осушки

Степень проработки. Более 100 установок гидроочистки средних дистиллятов построены по лицензиям или модернизированы. В их числе:установки глубокого и сверхглубокого обессеривания (менее 50 мг/кг) и установки для увеличения ЦЧ.

582