Rafinerija Orsk započela je probno lansiranje svog kompleksa za hidrokreking. Projekat za proizvodnju i isporuku reaktora za hidrokreking u Rafineriju nafte RN-Tuapse (JSC NK Rosneft) Hidrokrekiranje benzinskih frakcija

Hidrokreking je namijenjen za proizvodnju destilata goriva sa niskim sadržajem sumpora od različitih sirovina.

Hidrokreking je proces kasnije generacije od katalitičkog krekinga i katalitičkog reforminga, tako da efikasnije ostvaruje iste zadatke kao ova 2 procesa.

Sirovine koje se koriste u postrojenjima za hidrokreking su vakuumska i atmosferska plinska ulja, plinska ulja za termičku i katalitičku krekaciju, deasfaltirana ulja, lož ulja i katrani.

Tehnološka jedinica hidrokrekinga obično se sastoji od 2 bloka:

Reakciona jedinica, uključujući 1 ili 2 reaktora,

Jedinica za frakcionisanje koja se sastoji od različitog broja destilacionih kolona.

Proizvodi hidrokrekinga su motorni benzin, mlazno i ​​dizel gorivo, sirovine za petrohemijsku sintezu i TNG (iz benzinskih frakcija).

Hidrokreking može povećati prinos benzinskih komponenti, obično pretvaranjem sirovina kao što je plinsko ulje.

Kvalitet benzinskih komponenti koji se postiže na ovaj način je nedostižan ponovnim prolaskom gasnog ulja kroz proces krekiranja u kojem je dobijeno.

Hidrokreking takođe omogućava pretvaranje teškog gasnog ulja u lake destilate (mlazno i ​​dizel gorivo). Prilikom hidrokrekinga ne nastaje teški nedestilirani ostatak (koks, smola ili talog sa dna), već samo lagano ključajuće frakcije.

Prednosti hidrokrekinga

Prisustvo jedinice za hidrokreking omogućava rafineriji da prebaci svoj kapacitet sa proizvodnje velikih količina benzina (kada je jedinica za hidrokrekiranje u pogonu) na proizvodnju velikih količina dizel goriva (kada je isključena).

Hidrokreking poboljšava kvalitet komponenti benzina i destilata.

Proces hidrokrekinga koristi najgore komponente destilata i proizvodi benzinsku komponentu iznadprosječnog kvaliteta.

Proces hidrokrekinga proizvodi značajne količine izobutana, koji je koristan za kontrolu količine sirovine u procesu alkilacije.

Upotreba jedinica za hidrokrekiranje povećava količinu proizvoda za 25%.

Danas je u uobičajenoj upotrebi oko 10 različitih tipova hidrokrekera, ali svi su vrlo slični tipičnom dizajnu.

Katalizatori hidrokrekinga su jeftiniji od katalizatora katalitičkog krekinga.

Tehnološki proces

Riječ hidrokreking se objašnjava vrlo jednostavno. Ovo je katalitičko pucanje u prisustvu vodonika.

Uvođenje hladnog plina koji sadrži vodonik u zone između slojeva katalizatora omogućava izjednačavanje temperature mješavine sirovina po visini reaktora.

Kretanje mješavine sirovina u reaktorima je naniže.

Kombinacija vodika, katalizatora i odgovarajućeg načina procesa omogućava krekiranje nekvalitetnog lakog plinskog ulja, koje nastaje u drugim postrojenjima za krekiranje i ponekad se koristi kao komponenta dizel goriva.
Jedinica za hidrokreking proizvodi benzin visokog kvaliteta.

Katalizatori hidrokrekinga su obično jedinjenja sumpora sa kobaltom, molibdenom ili niklom (CoS, MoS 2, NiS) i aluminijum oksidom.
Za razliku od katalitičkog krekinga, ali slično katalitičkom reformingu, katalizator se nalazi u fiksnom sloju. Kao i katalitičko reformiranje, hidrokreking se najčešće izvodi u 2 reaktora.

Sirovina koju dovodi pumpa se miješa sa svježim plinom koji sadrži vodonik i cirkulirajućim plinom, koji se pumpaju kompresorom.

Smjesa sirovog plina, prošavši kroz izmjenjivač topline i namotaje peći, zagrijava se na temperaturu reakcije od 290-400°C (550-750°F) i pod pritiskom od 1200-2000 psi (84-140 atm) uveden u reaktor odozgo. Uzimajući u obzir veliko oslobađanje toplote tokom procesa hidrokrekinga, hladni (cirkulacijski) gas koji sadrži vodonik se uvodi u reaktor u zone između slojeva katalizatora kako bi se izjednačile temperature po visini reaktora. Tokom prolaska kroz sloj katalizatora, otprilike 40-50% sirovine se razbije da bi se formirali proizvodi sa tačkama ključanja sličnim benzinu (tačka ključanja do 200°C (400°F).

Katalizator i vodonik se nadopunjuju na nekoliko načina. Prvo, na katalizatoru dolazi do pucanja. Da bi se pucanje nastavilo potrebno je dovod topline, odnosno endotermni proces. Istovremeno, vodonik reaguje sa molekulima koji nastaju prilikom pucanja, zasićujući ih, a to oslobađa toplotu. Drugim riječima, ova reakcija, nazvana hidrogenacija, je egzotermna. Dakle, vodonik daje toplinu potrebnu za pojavu pucanja.

Drugo, to je stvaranje izoparafina. Krekiranjem nastaju olefini koji se mogu kombinirati jedni s drugima, što dovodi do normalnih parafina. Zbog hidrogenacije, dvostruke veze se brzo zasićuju, često stvarajući izoparafine, i na taj način sprječavaju ponovnu proizvodnju neželjenih molekula (oktanski broj izoparafina je veći nego u slučaju normalnih parafina).

Smjesa produkta reakcije i cirkulirajućeg plina koji izlazi iz reaktora se hladi u izmjenjivaču topline, hladnjaku i ulazi u separator visokog pritiska. Ovde se gas koji sadrži vodonik, za povratak u proces i mešanje sa sirovinom, odvaja od tečnosti, koja sa dna separatora preko redukcionog ventila ulazi u separator niskog pritiska. Dio ugljikovodičnih plinova se oslobađa u separatoru, a tekućina se šalje u izmjenjivač topline koji se nalazi ispred međudestilacijske kolone za dalju destilaciju. U koloni se pri malom viškom tlaka oslobađaju ugljikovodični plinovi i laki benzin. Frakcija kerozina se može odvojiti kao bočni tok ili ostaviti zajedno sa gasnim uljem kao destilacionim ostatkom.

Benzin se djelimično vraća u kolonu za međudestilaciju u obliku akutnog navodnjavanja, a njegova bilansna količina se ispumpava iz instalacije kroz sistem “alkalizacije”. Ostatak iz kolone za međudestilaciju se odvaja u atmosferskoj koloni na teški benzin, dizel gorivo i frakciju >360°C. Pošto su sirovine u ovoj operaciji već bile podvrgnute hidrogenizaciji, krekiranju i reformisanju u 1. reaktoru, proces u 2. reaktoru teče težim režimom (više temperature i pritisci). Kao i proizvodi iz 1. faze, smjesa koja izlazi iz 2. reaktora se odvaja od vodika i šalje na frakcioniranje.

Debljina zidova čeličnog reaktora za proces koji se odvija na 2000 psi (140 atm) i 400 ° C ponekad doseže 1 cm.

Glavni zadatak je spriječiti da pucanje izmakne kontroli. Budući da je cjelokupni proces endotermičan, moguć je brz porast temperature i opasno povećanje brzine pucanja. Da bi se to izbjeglo, većina hidrokrekera sadrži ugrađene uređaje za brzo zaustavljanje reakcije.

Benzin iz atmosferskog stupa se miješa s benzinom iz međukolone i uklanja iz instalacije. Dizelsko gorivo se nakon što se kolona za odstranjivanje hladi, „alkalizira“ i ispumpava iz instalacije. Frakcija >360°C se koristi kao vruća struja na dnu atmosferskog stupa, a ostatak (ostatak) se uklanja iz instalacije. U slučaju proizvodnje uljanih frakcija, jedinica za frakcionisanje ima i vakuum kolonu.

Regeneracija katalizatora se vrši mješavinom zraka i inertnog plina; vijek trajanja katalizatora je 4-7 mjeseci.

Proizvodi i rezultati.

Kombinacijom krekinga i hidrogenacije nastaju proizvodi čija je relativna gustina znatno niža od gustine sirovine.

Ispod je tipična raspodjela prinosa produkata hidrokrekinga kada se kao sirovina koriste plinsko ulje iz jedinice za koksiranje i lake frakcije iz jedinice za katalitičko kreking.

Proizvodi hidrokrekinga su 2 glavne frakcije koje se koriste kao komponente benzina.

Zapreminski razlomci

Koksno ulje 0,60

Lake frakcije iz jedinice katalitičkog krekinga 0,40

Proizvodi:

Izobutan 0,02

N-butan 0,08

Lagani proizvod hidrokrekinga 0,21

Teški proizvod hidrokrekinga 0,73

Frakcije kerozina 0,17

Podsjetimo da se od 1 jedinice sirovina dobije oko 1,25 jedinica proizvoda.

Ne označava potrebnu količinu vodonika, koja se mjeri u standardnim ft 3 /bbl hrane.

Uobičajena potrošnja je 2500 st.

Teški proizvod hidrokrekinga je benzin, koji sadrži mnoge aromatične prekursore (tj. spojeve koji se lako pretvaraju u aromatične tvari).

Ovaj proizvod se često šalje u reformator na nadogradnju.

Kerozinske frakcije su dobro mlazno gorivo ili sirovina za destilat (dizel) gorivo jer sadrže malo aromata (kao rezultat zasićenja dvostrukih veza vodonikom).

Hidrokrekiranje ostatka.

Postoji nekoliko modela hidrokrekera koji su dizajnirani posebno za obradu ostatka ili ostatka vakuumske destilacije.

Izlaz je više od 90% preostalog (kotlovskog) goriva.

Cilj ovog procesa je uklanjanje sumpora kao rezultat katalitičke reakcije spojeva koji sadrže sumpor s vodikom kako bi se formirao sumporovodik.

Dakle, ostatak koji ne sadrži više od 4% sumpora može se pretvoriti u teško lož ulje koje sadrži manje od 0,3% sumpora.
Upotreba jedinica za hidrokreking je neophodna u cjelokupnoj shemi prerade nafte.

S jedne strane, hidrokreker je centralna tačka jer pomaže u uspostavljanju ravnoteže između količine benzina, dizel goriva i mlaznog goriva.
S druge strane, brzine napajanja i načini rada jedinica za katalitičko krekiranje i koksovanje nisu ništa manje važni.
Uz to, alkilaciju i reformiranje također treba uzeti u obzir prilikom planiranja distribucije proizvoda hidrokrekinga.

Procesi prerade naftnih frakcija u prisustvu vodonika nazivaju se hidrogenacijom. Nastaju na površini katalizatora hidrogenizacije u prisustvu vodonika pri visokim temperaturama (250-420 °C) i pritisku (od 2,5-3,0 do 32 MPa). Ovakvi procesi se koriste za regulaciju ugljovodoničkog i frakcionog sastava prerađenih naftnih frakcija, njihovo pročišćavanje od spojeva koji sadrže sumpor, dušik i kisik, metala i drugih nepoželjnih nečistoća, poboljšanje radnih (potrošačkih) karakteristika naftnih goriva, ulja i petrokemijskih proizvoda. sirovine. Hidrokreking vam omogućava da dobijete širok spektar naftnih derivata iz gotovo svake naftne sirovine odabirom odgovarajućih katalizatora i radnih uslova, tako da je to najsvestraniji, najefikasniji i najfleksibilniji proces rafinacije nafte. Podjela procesa hidrogenacije na hidrokreking i hidrotretiranje je prilično proizvoljna na osnovu svojstava korištenih katalizatora, količine upotrijebljenog vodika i tehnoloških parametara procesa (pritisak, temperatura itd.).

Na primjer, prihvaćena je sljedeća terminologija: “Hidro-tretman”, “Hidrorafiniranje” i “Hidrokreking”. Hidrotretman uključuje procese u kojima nema značajnih promjena u molekularnoj strukturi sirovine (na primjer, odsumporavanje pod pritiskom od 3-5 MPa). Hidrotretman obuhvata procese u kojima do 10% sirovine podleže promeni molekularne strukture (desumporizacija - dearomatizacija - denitrogenizacija pri pritisku od 6-12 MPa). Hidrokreking je proces (visoki pritisak - više od 10 MPa i srednji pritisak - manji od 10 MPa) u kojem je više od 50% sirovine podvrgnuto uništavanju sa smanjenjem veličine molekula. 80-ih godina XX veka. Postupci hidrofiniranja s konverzijom manjim od 50% nazvani su mekim ili laganim hidrokrekingom, koji su počeli uključivati ​​međuprocese s hidrodestrukcijom sirovina od 10 do 50% pri pritiscima manjim i većim od 10 MPa. Kapacitet postrojenja za hidrokreking (milioni tona/godišnje) u svijetu je oko 230, a hidrotretiranja i hidrofinisanja - 1380, od čega u Sjevernoj Americi - 90 odnosno 420; u zapadnoj Evropi - 50 i 320; u Rusiji i ZND - 3 i 100.

Povijest razvoja industrijskih procesa hidrogenacije započela je hidrogenizacijom produkata ukapljivanja uglja. Još prije Drugog svjetskog rata Njemačka je postigla velike uspjehe u proizvodnji sintetičkog benzina (syntin) hidrogenizacijom uglja (na bazi upotrebe Fischer-Tropsch sinteze), a tokom Drugog svjetskog rata Njemačka je proizvela više od 600 hiljada tona/godišnje sintetičkih tečnih goriva, koja su pokrivala većinu potrošnje u zemlji. Trenutno, globalna proizvodnja umjetnih tečnih goriva na bazi uglja iznosi oko 4,5 miliona tona godišnje. Nakon široko rasprostranjenog industrijskog uvođenja katalitičkog reforminga, koji proizvodi višak jeftinog vodika kao nusproizvoda, nastaje period masovne distribucije različitih procesa za hidrotretman frakcija sirove nafte (usput, neophodnih za procese reformiranja) i komercijalnih rafinerijskih proizvoda (benzin, kerozin, dizel i naftne frakcije).

Hidrokreking (HC) omogućava dobijanje lakih naftnih derivata (benzin, kerozin, dizel frakcije i tečni gasovi C3-C4) iz gotovo svake naftne sirovine odabirom odgovarajućih katalizatora i tehnoloških uslova procesa. Ponekad se termin "hidrokonverzija" koristi kao sinonim za termin hidrokreking. Prva GK instalacija pokrenuta je 1959. godine u SAD-u. Većina GC procesa uključuje preradu destilatnih sirovina: teških atmosferskih i vakuumskih plinskih ulja, katalitičkog krekinga i plinskih ulja za koksovanje, kao i sredstava za deasfaltiranje. Dobijeni proizvodi su zasićeni (zasićeni) ugljovodonični gasovi, visokooktanska frakcija benzina, frakcije sa niskim skrućivanjem dizel i mlaznih goriva.

Hidrokreking sirovina koje sadrže značajne količine jedinjenja na bazi sumpora, azota, kiseonika i drugih elemenata obično se izvodi u dve faze (slika 2.22). U prvoj fazi se vrši plitki meki hidrokrekiranje u režimu hidrotretiranja kako bi se uklonile neželjene nečistoće koje su obično katalizatorski otrovi ili smanjuju njihovu aktivnost. Katalizatori ove faze su identični konvencionalnim katalizatorima za hidrotretiranje i sadrže okside i sulfide nikla, kobalta, molibdena i volframa na različitim podlogama - aktivnoj glinici, aluminosilikatu ili specijalnim zeolitima. U drugoj fazi, pripremljena, prečišćena sirovina, koja ne sadrži više od 0,01% sumpora i ne više od 0,0001% azota, podvrgava se bazičnom tvrdom hidrokrekingu na katalizatorima na bazi paladijuma ili platine na nosaču - zeoliti tipa Y.

Hidrokreking frakcija teških gasnih ulja koristi se za proizvodnju benzina, mlaznog i dizel goriva, kao i za poboljšanje kvaliteta ulja, kotlovskog goriva i sirovina za pirolizu i katalitičko kreking. Hidrokrekiranje vakuumskih destilata sa niskim sadržajem sumpora u benzin se vrši u jednoj fazi na sulfidnim katalizatorima koji su otporni na trovanje heteroorganskim jedinjenjima na temperaturi od 340-420°C i pritisku od 10-20 MPa sa prinosom benzina od 30- 40% i do 80-90 vol. %. Ako sirovina sadrži više od 1,5% sumpora i 0,003-0,015% azota, tada se koristi dvostepeni proces sa hidroobradom sirovine u prvoj fazi. Hidrokreking u drugoj fazi nastaje pri temperaturi od 290-380 °C i pritisku od 7-10 MPa. Izlaz benzina dostiže 70-120 vol. % za sirovine, dobijeni laki benzin do 190 °C koristi se kao visokooktanska komponenta komercijalnog benzina, teški benzin se može poslati na reforming. Hidrokreking teških plinskih ulja u srednje frakcije (mlazno i ​​dizel gorivo) također se izvodi u jednoj ili dvije faze.

U toku benzina dobiti do 85% mlaznog ili dizel goriva. Na primjer, domaći jednofazni vakuumski proces hidrokrekinga plinskog ulja na katalizatoru tipa GK-8 koji sadrži zeolit ​​može proizvesti do 52% mlaznog goriva ili do 70% zimskog dizel goriva sa sadržajem aromatičnih ugljikovodika od 5 -7%. Hidrokreking vakuumskih destilata sumpornih ulja vrši se u dvije faze. Uključivanjem hidrokrekinga u tehnološku šemu rafinerije postiže se visoka fleksibilnost u proizvodnji njenih komercijalnih proizvoda.

Na istoj instalaciji za hidrokreking moguće su različite opcije za proizvodnju benzina, mlaznog ili dizel goriva promenom tehnološkog režima hidrokrekinga i jedinice za rektifikovanje frakcionisanja produkata reakcije. Na primjer, benzinska verzija proizvodi benzinsku frakciju s prinosom do 51% sirovina i frakciju dizel goriva od 180-350 °C s prinosom od 25% sirovina. Benzinska frakcija se deli na laki benzin C5-C6 sa RON = 82 i teški benzin Su-Syu sa RON = 66 sa sadržajem sumpora do 0,01%. Cy-C^ frakcija se može poslati u katalitičku reformu kako bi se povećao njen oktanski broj. Dizelska frakcija ima cetanski broj 50-55, ne više od 0,01% sumpora i tačku tečenja ne više od minus 10 ° C (komponenta ljetnog dizel goriva).

Za razliku od katalitičkog krekinga, plinovi C3-C4 i tekuće frakcije hidrokrekinga sadrže samo zasićene stabilne ugljikovodike i praktički ne sadrže heteroorganske spojeve; manje su aromatizirana od plinskih ulja katalitičkog krekinga. Sa opcijom mlaznog goriva moguće je dobiti do 41% frakcije 120-240 °C, što ispunjava standardne zahtjeve za mlazno gorivo. Sa opcijom dizel goriva, moguće je proizvesti 47 ili 67% frakcije dizel goriva sa cetanskim brojem od oko 50.

Obećavajuće područje hidrokrekinga je prerada naftnih frakcija (vakuumski destilati i deasfaltirana ulja). Dubinska hidrogenacija naftnih frakcija povećava njihov indeks viskoznosti sa 36 na 85-140 uz smanjenje sadržaja sumpora sa 2 na 0,04-0,10%, koksovanje se smanjuje za skoro red veličine i temperatura stinjavanja. Odabirom tehnološkog načina hidrokrekinga moguće je iz gotovo svakog ulja dobiti frakcije baznog ulja visokog indeksa viskoznosti. Prilikom hidrokrekinga uljnih frakcija dolazi do reakcija hidroizomerizacije normalnih alkana (stvrdnjavanje na višim temperaturama), pa hidroizomerizacija snižava tačku tečenja (zbog povećanja izoparafina u uljima) i eliminiše potrebu za deparafinisanjem ulja rastvaračima. Hidroizomerizacija frakcija kerozin-gasnog ulja na bifunkcionalnim aluminijsko-platinskim katalizatorima ili sulfidima nikla i volframa na aluminij oksidu omogućava dobivanje dizel goriva s tačkom stinjavanja do minus 35 °C.

Hidrokreking, kombinirajući reformiranje i selektivni hidrokreking, nazvan selektoformiranje, povećava oktanski broj reformata ili rafinata (nakon odvajanja aromatičnih ugljovodonika) za 10-15 tačaka na temperaturi od oko 360°C, pritisku od 3 MPa i sadržaju vodika. protok gasa od 1000 nm3/m3 sirovine na katalizatoru koji sadrži zeolit ​​sa veličinom ulaznog prozora od 0,50-0,55 nm sa aktivnim metalima platinske grupe, nikla ili sa oksidima ili sulfidima molibdena i volframa. Selektivnim odstranjivanjem normalnih alkana iz kerozinskih i dizelskih frakcija, tačka stinjavanja mlaznih i dizel goriva se smanjuje na minus 50-60 °C, a tačka tečenja ulja može se sniziti sa 6 na minus 40-50 °C.

Hidrodearomatizacija je glavni proces za proizvodnju visokokvalitetnih mlaznih goriva od pravolinijskih (sa sadržajem arena od 14-35%) i sekundarnih (sa sadržajem arena do 70%) sirovina. Mlazno gorivo za nadzvučnu avijaciju, na primjer T-6, ne bi trebalo da sadrži više od 10. maja. % aromatičnih ugljovodonika. Stoga se nadogradnja frakcija mlaznog goriva vrši hidroobradom u režimu hidrodearomatizacije. Ako sirovina ima manje od 0,2% sumpora i manje od 0,001% azota, hidrokreking se vrši u jednoj fazi na platinastom zeolitnom katalizatoru na temperaturi od 280-340°C i pritisku od 4 MPa sa stepenom uklanjanja. (konverzija) arena do 75-90%.

Pri većem sadržaju sumpora i dušika u sirovini hidrokreking se odvija u dvije faze. Reciklirane sirovine se obrađuju pod strožim uslovima na temperaturi od 350-400 °C i pritisku od 25-35 MPa. Hidrokreking je veoma skup proces (velika potrošnja vodonika, skupa oprema visokog pritiska), ali se već dugo koristi u industriji. Njegove glavne prednosti su tehnološka fleksibilnost procesa (mogućnost proizvodnje različitih ciljnih proizvoda na jednoj opremi: benzina, kerozina i dizelskih frakcija od širokog spektra sirovina: od teškog benzina do frakcija rezidualnih ulja); prinos mlaznog goriva se povećava sa 2-3 na 15% za naftu, a prinos zimskog dizel goriva - sa 10-15 na 100%; visok kvalitet dobijenih proizvoda u skladu sa savremenim zahtevima.

Proces hidrotretiranja se široko koristi u preradi nafte i petrohemijskoj industriji. Koriste se za proizvodnju visokooktanskog benzina, za poboljšanje kvaliteta dizel, mlaznih i kotlovskih goriva i naftnih ulja. Hidroobradom uklanjaju se sumpor, dušik, kisik i metali iz frakcija nafte, smanjuje se sadržaj aromatičnih spojeva i uklanjaju se nezasićeni ugljikovodici pretvarajući ih u druge tvari i ugljikovodike. U ovom slučaju sumpor, dušik i kisik se hidrogeniraju gotovo u potpunosti i pretvaraju u vodikovom okruženju u sumporovodik H2S, amonijak NH3 i vodu H20, organometalna jedinjenja se razlažu za 75-95% uz oslobađanje slobodnog metala, koji je ponekad katalizator. otrov. Za hidrotretman se koriste različiti katalizatori koji su otporni na trovanja raznim otrovima. To su oksidi i sulfidi skupih metala: nikl Ni, kobalt Co, molibden Mo i volfram W, na aluminijum oksidu A1203 sa drugim aditivima. Većina procesa hidrotretiranja koristi katalizatore aluminijum-kobalt-molibden (ACM) ili aluminijum-nikl-molibden (ANM). ANM katalizatori mogu imati aditiv zeolita (tip G-35). Ovi katalizatori se obično proizvode u obliku nepravilnih cilindričnih granula veličine 4 mm i nasipne gustine 640-740 kg/m3. Prilikom pokretanja reaktora, katalizatori se sulfidiraju (proces sumporizacije) plinskom mješavinom sumporovodika i vodonika. ANM i aluminijum-kobalt-volfram (AKV) katalizatori su dizajnirani za dubinsku hidrotretaciju teških, visoko aromatičnih sirovina, parafina i ulja. Regeneracija katalizatora za sagorijevanje koksa sa njegove površine vrši se na temperaturi od 530 °C. Procesi hidrotretiranja obično su ograničeni na temperaturu od 320-420 °C i pritisak od 2,5-4,0, rjeđe 7-8 MPa. Potrošnja gasa koji sadrži vodonik (HCG) varira od 100-600 do 1000 nm3/m3 sirovine u zavisnosti od vrste sirovine, savršenstva katalizatora i parametara procesa.

Hidrotretman benzinskih frakcija koristi se uglavnom u njihovoj pripremi za katalitički reforming. Temperatura hidrotretiranja 320-360 °C, pritisak 3-5 MPa, potrošnja VSG 200-500 nm3/m3 sirovine. Prilikom pročišćavanja benzinskih frakcija katalitičkog i termičkog krekinga, potrošnja VSG-a je veća od 400-600 nm3/m3 sirovine.

Hidroobrada kerozinskih frakcija vrši se na aktivnijem katalizatoru pri pritisku do 7 MPa da bi se sadržaj sumpora smanjio na manje od 0,1%, a aromatičnih ugljovodonika do 10-18 maja. %.

Više od 80-90% frakcija je podvrgnuto hidrotretiranju dizelskih frakcija na temperaturi od 350-400 °C i pritisku od 3-4 MPa uz potrošnju VSG od 300-600 nm3/m3 sirovine na AKM katalizatorima, stepen odsumporavanja dostiže 85-95% ili više. Za povećanje cetanskog broja dizelskih frakcija koje potiču iz produkta reakcije katalitičkog i termičkog krekinga, dio aromatskih ugljovodonika se uklanja na aktivnim katalizatorima na temperaturi od oko 400 °C i pritisku do 10 MPa.

Hidrotretman vakuum destilata (gasnih ulja) za upotrebu kao sirovina za katalitički kreking, hidrokreking i koksovanje (za proizvodnju koksa sa niskim sadržajem sumpora) vrši se na temperaturi od 360-410 °C i pritisku od 4-5 MPa. U ovom slučaju postiže se odsumporavanje od 90-94%, sadržaj azota je smanjen za 20-25%, metala - za 75-85, arena - za 10-12, sposobnost koksanja - za 65-70%.

Hidroobrada ulja i parafina. Hidrotretman baznih ulja je napredniji od klasičnog čišćenja sumpornom kiselinom uz kontaktnu naknadnu obradu ulja. Hidroobrada ulja vrši se na AKM i ANM katalizatorima na temperaturi od 300-325°C i pritisku od 4 MPa. Hidrotretiranje ulja na aluminijum-molibdenskom katalizatoru sa promotorima omogućava smanjenje temperature na 225-250 °C i pritiska na 2,7-3,0 MPa. Hidrotretman parafina, cerezina i petrolatuma vrši se radi smanjenja sadržaja sumpora, smolastih jedinjenja, nezasićenih ugljovodonika, radi poboljšanja boje i stabilnosti (kao kod ulja). Proces koji koristi AKM i ANM katalizator sličan je hidroobradi ulja. Korišteni su i katalizatori sulfidirani aluminijum-hrom-molibden i nikl-volfram-gvožđe.

Hidrotretman naftnih ostataka. Obično se dobija iz ulja 45-55. % ostataka (lož ulja i katrana) koji sadrže velike količine sumpornih, azotnih i organometalnih jedinjenja, smola, asfaltena i pepela. Da bi se ovi ostaci uključili u katalitičku obradu, neophodno je prečišćavanje ostataka ulja. Hidroobrada naftnih ostataka se ponekad naziva hidrodesulfurizacija, iako se ne uklanja samo sumpor, već i metali i druga nepoželjna jedinjenja. Hidrodesulfurizacija lož ulja vrši se na temperaturi od 370-430 °C i pritisku od 10-15 MPa na AKM katalizatorima. Prinos lož ulja sa sadržajem sumpora do 0,3% je 97-98%. Istovremeno se uklanjaju dušik, smole, asfalteni i dolazi do djelomične nadogradnje sirovina. Hidrotretman katrana je složeniji zadatak od hidrotretiranja loživih ulja, jer se značajna demetalizacija i deasfaltiranje katrana mora postići bilo preliminarno ili direktno tokom procesa hidrodesulfurizacije. Posebni zahtjevi postavljaju se na katalizatore, jer konvencionalni katalizatori brzo gube aktivnost zbog velikih naslaga koksa i metala. Ako koks izgori u toku regeneracije, tada neki metali (nikl, vanadijum, itd.) truju katalizatore i njihova aktivnost se obično ne obnavlja tokom oksidativne regeneracije. Zbog toga hidrodemetalizacija ostataka treba da prethodi hidrotretiranju, što omogućava smanjenje potrošnje katalizatora hidrotretiranja za 3-5 puta.

Reaktori za hidrokreking i hidrotretiranje s fiksnim slojem se široko koriste i uglavnom su slični po dizajnu reaktorima katalitičkog reforminga. Reaktor je cilindrični vertikalni aparat sa sfernim dnom prečnika od 2-3 do 5 m i visine 10-24, pa čak i 40 m. Pri visokim procesnim pritiscima debljina zida dostiže 120-250 mm. Obično se koristi jedan fiksni sloj katalizatora. Ali ponekad, zbog oslobađanja velike količine toplote tokom reakcija egzotermnog hidrokrekinga, postaje neophodno ohladiti unutrašnji prostor reaktora uvođenjem rashladnog sredstva u svaku zonu. Da bi se to postiglo, zapremina reaktora se deli na 2-5 zona (sekcija), od kojih svaka ima noseću rešetku za izlivanje katalizatora, bočne armature za punjenje i istovar katalizatora, uređaje za distribuciju mešavine para i gas, kao i kao armature i razdjelnici za uvođenje rashladnog sredstva - hladnog cirkulirajućeg plina za odvođenje topline reakcije i regulaciju potrebne temperature po visini reaktora. Sloj katalizatora jednosječnog reaktora ima visinu do 3-5 m ili više, au reaktorima s više sekcija - do 5-7 m ili više. Sirovi materijal ulazi u aparat kroz gornji spoj, a produkti reakcije napuštaju reaktor kroz donji spoj, prolazeći kroz posebna pakovanja mrežastih i porculanskih kuglica kako bi zadržali katalizator. Uređaji za filtriranje (sistem perforiranih mlaznica i metalnih mreža) su instalirani na vrhu reaktora za hvatanje produkata korozije iz parnog plina. Za uređaje visokog pritiska (10-32 MPa) postavljaju se posebni zahtjevi za dizajn kućišta i unutrašnjih uređaja.

Regeneracija katalizatora se vrši oksidativnim sagorevanjem koksa. Regeneracija je na mnogo načina slična regeneraciji katalizatora katalitičkog reforminga, ali ima i svoje karakteristike. Nakon odvajanja reaktora od sirovine, smanjite pritisak i prebacite na cirkulaciju pomoću VSG. Za teške vrste sirovina, operite katalizator rastvaračima, benzinom ili dizel gorivom na temperaturi od 200-300 °C. Zatim se VSG zamjenjuje inertnim plinom (vodena para). U slučaju regeneracije gas-vazduh, proces je sličan regeneraciji reforming katalizatora. Tokom parno-vazdušne regeneracije, sistem se prvo pročišćava inertnim gasom sve dok sadržaj zaostalog vodonika ne bude veći od 0,2 vol. %, zatim se inertni gas zamenjuje vodenom parom i ispušta u dimnjak cevne peći pod uslovima koji isključuju kondenzaciju vodene pare (temperatura na izlazu iz peći 300-350 °C, pritisak u reaktoru oko 0,3 MPa). Zatim se katalizator zagrijava do temperature od 370-420 °C sagorijevanjem koksa pri koncentraciji kisika u smjesi ne većoj od 0,1 vol. % Povećanje protoka vazduha pri koncentraciji kiseonika do 1,0-1,5 vol. % temperatura katalizatora raste na 500-520 °C (ali ne više od 550 °C). Praćenjem smanjenja koncentracije CO2 u dimnim plinovima, donosi se odluka o zaustavljanju regeneracije, koja se završava kada se sadržaj kisika u dimnim plinovima približi sadržaju kisika u smjesi na ulazu u reaktor. Parno-zračna regeneracija je jednostavnija i odvija se pri niskim pritiscima ne većim od 0,3 MPa korištenjem vodene pare iz mreže postrojenja. Vodena para se miješa sa zrakom i dovodi u reaktor kroz cijevnu peć, a dimni plinovi se ispuštaju u dimnjak cijevne peći.

Industrijska postrojenja za hidrotretiranje i hidrokreking. Tipične instalacije za period 1956-1965. za hidrotretman dizel goriva bile su dvostepene jedinice kapaciteta 0,9 miliona tona sirovina/godišnje, tip L-24-6, a hidrotretman benzinskih frakcija se obavljao u zasebnim jedinicama kapaciteta 0,3 miliona tona sirovina/god. Godine 1965-1970 Uvedene su jedinice za hidrotretman za različite frakcije destilata kapaciteta 1,2 miliona tona/god, tip L-24-7, LG-24-7, LCh-24-7. Benzinske frakcije su prečišćene u blokovima kombinovanih reforming jedinica kapaciteta 0,3 i 0,6 miliona tona/god. Kerozinske frakcije su pročišćene u jedinicama za hidrotretiranje dizel goriva koje su prethodno bile opremljene za ove svrhe. Od 1970. godine naširoko su uvedena proširena postrojenja različitih tipova i namena - kako samostalna tipa J1-24-9 i J14-24-2000, tako i kao deo kombinovanih JlK-bu postrojenja (sekcija 300) kapaciteta 1 do 2 miliona tona godišnje. Tehnološke sheme za hidrotretman mlaznih i dizel goriva u mnogome su slične shemi za postrojenje za hidrotretman benzinskih frakcija - sirovina jedinica katalitičkog reforminga.

Instalacije za hidrodesulfurizaciju kotlovskih goriva, lož ulja i katrana tipa 68-6 rade u reaktorima sa trofaznim fluidiziranim slojem. Kapacitet postrojenja, u zavisnosti od sirovine, može varirati od 1,25 miliona tona/god sumpornog katrana do 2,5 miliona tona/godišnje sumpornog mazuta. Procesni pritisak je 15 MPa, temperatura je 360-390 °C, potrošnja VSG je 1000 nm3/m3 sirovine. AKM katalizator se koristi u obliku ekstrudiranih čestica prečnika 0,8 mm i visine 3-4 mm. Katalizator u reaktoru se ne regeneriše, već se uklanja u malim količinama i zamjenjuje se svježim jednom svaka 2 dana. Posuda reaktora je višeslojna, debljine zida 250 mm, težina reaktora je oko 800 tona.

Evo naziva procesa hidrokrekinga i hidrotretiranja stranih kompanija:

Moderni procesi hidrogenacije kompanije Union Oil: Unicracking/DP proces, koji uključuje dva uzastopno delujuća reaktora za hidrotretman i selektivnu hidrodeparatizaciju za preradu sirovina - dizel frakcija i vakuumskih gasnih ulja za proizvodnju dizel goriva sa niskim očvršćavanjem (tačka stinjavanja ponekad se smanjuje na minus 80°C) koji sadrži 0,002% sumpora, manje od 10% aromata na NS-K i NS-80 katalizatorima sa konverzijom sirovine od 20%; Proces unikrekinga sa djelomičnom konverzijom 80% sirovina - vakuum plinska ulja za proizvodnju dizel goriva koje sadrži 0,02% sumpora, manje od 10% aromata na NS-K katalizatoru za predhidrotretman i poboljšanom zeolitnom katalizatoru DHC-32, proces može također se koristiti u radu Rafinerije sa benzinskom opcijom u šemi pripreme sirovina za katalitičko krekiranje; Unikreking proces sa potpunom 100% konverzijom sirovina - vakuum plinska ulja sa krajnjom tačkom ključanja od 550°C za proizvodnju ekološki prihvatljivih mlaznih i dizel goriva koja sadrže 0,02% sumpora, 4 i 9% aromata na amorfnom sfernom katalizatoru DHC-8 ( radni ciklus katalizatora je 2-3 godine), osiguravajući maksimalan prinos visokokvalitetnih destilata, posebno dizel goriva; “Unisar” proces sa konverzijom od 10% na novom AS-250 katalizatoru za efikasno smanjenje aromatičnog sadržaja do 15% u mlaznim i dizel gorivima (hidrodearomatizacija), posebno se preporučuje za proizvodnju dizel goriva od teško rafiniranih sirovih materijali, kao što su laka gasna ulja od katalitičkog krekinga i koksovanja; AN-Unibon proces kompanije UOP za hidrotretman i hidrofinisanje dizel goriva tipa AR-10 i AR-10/2 (dva stepena) do sadržaja sumpora od 0,01 mas. % i aromatike do 10 vol. % sa cetanskim brojem 53 pri procesnim pritiscima od 12,7 i 8,5 MPa (dva stupnja).

Za reformulaciju (kontrolisanu hidroobradu) naftnih ostataka u svetskoj praksi, posebno se koriste sledeći procesi: hidrotretman - RCD Unionfining proces kompanije Union Oil za smanjenje sadržaja sumpora, azota, asfaltena, metala i smanjenje svojstava koksovanja zaostalih sirovina (vakuumskih ostataka i asfalta u procesima deasfaltiranja) u cilju dobijanja visokokvalitetnog niskosumpornog kotlovskog goriva ili za dalju preradu tokom hidrokrekinga, koksovanja, katalitičkog krekiranja zaostalih sirovina; hidrotretiranje - Chevron RDS/VRDS proces je sličan po namjeni prethodnom procesu, dok se obrađuju sirovine viskoziteta na 100°C do 6000 mm2/s sa sadržajem metala do 0,5 g/kg (za duboke hidrodemetalizacija sirovina), koristi se tehnologija zamjene katalizatora on-the-fly, koja omogućava istovar katalizatora iz reaktora i zamjenu svježim uz održavanje normalnog rada u paralelnim reaktorima, što omogućava obradu vrlo teške sirovine s instalacijom dužim od godinu dana; hidrovisbreaking - proces "Aqvaconversion" kompanija "Intevep SA", "UOP", "Foster Wheeler" omogućava značajno smanjenje viskoziteta (više u odnosu na visbreaking) teških kotlovskih goriva uz veću konverziju sirovina, a takođe i omogućava vam da dobijete vodonik iz vode u osnovnim uslovima procesa uvođenjem u sirovinu, zajedno sa vodom (parom), sastav od dva katalizatora na bazi baznih metala; hidrokreking - proces “LC-Fining” kompanija “ABB Lummus”, “Oxy Research”, “British Petroleum” za odsumporavanje, demetalizaciju, smanjenje koksovanja i konverziju atmosferskih i vakuumskih ostataka uz konverziju sirovina od 40- 77%, stepen odsumporavanja 60-90%, potpuna demetalizacija 50-98% i smanjenje koksovanja za 35-80%, dok se u reaktoru katalizator održava u suspenziji uzlaznim protokom sirovinske tečnosti (npr. na primjer, katran) pomiješan sa vodonikom; hidrokreking - proces “H-Oil” (slika 2.23) za hidroobradu zaostalih i teških sirovina, kao što je katran, u dva ili tri reaktora sa suspendovanim slojem katalizatora; tokom procesa, katalizator se može dodati i ukloniti iz reaktora, održavajući njegovu aktivnost i stepen konverzije katrana od 30 do 80%; hidrorafiniranje zaostalih sirovina - Shellov Nusop proces koristi sve bunker reaktore (jedan ili više ovisno o sadržaju metala u sirovini) s pokretnim slojem katalizatora za stalno ažuriranje katalizatora u reaktorima (0,5-2,0% ukupnog katalizatora po dan. ), u ovom slučaju, nakon bunker reaktora mogu se koristiti i dva reaktora sa fiksnim slojem katalizatora; ako je potrebno, reaktor za hidrokrekiranje je uključen u shemu za povećanje konverzije sirovina za procesne pritiske od 10-20 MPa i temperature od 370-420 °C (slika 2.24).

Najvažnije dostignuće posljednjih godina u tehnologiji proizvodnje mlaznih i dizel goriva bez sumpora niskog očvršćavanja i baznih ulja visokog indeksa je stvaranje procesa hidrogenacije pod nazivom “Isocracking” od strane kompanija Chevron zajedno sa ABB-om.

Lummus”, koji izvode hidrokrekiranje sa konverzijom od 40-60% (nafta), 50-60, 70-80 ili 100% (dizel) vakuumskih plinskih ulja 360-550 °C ili teških vakuumskih plinskih ulja 420-570 ° C, smanjite sadržaj sumpora na 0,01-0,001% (dizel gorivo) ili do 0,005% (ulje), dovedite aromatični sadržaj na 1-10% u zavisnosti od marke katalizatora (amorfno-zeolit ​​ili zeolit) ICR-117, 120, 139, 209 i dr., broj faza reakcije (jedan ili dva), pritisak u reaktorima (manji od 10 ili više od 10 MPa), upotrebu reciklažnih sistema, a takođe vrši selektivnu hidroizomerizaciju n- parafini. Ovaj proces, u režimu sa hidroizodeparacijom, omogućava preradu teških vakuumskih gasnih ulja sa maksimalnim prinosom mazivih ulja visokog indeksa (IV = 110-130) uz istovremenu proizvodnju dizel goriva niskog očvršćavanja. Za razliku od hidrodeparafinizacije, u kojoj se uklanjaju n-parafini, u ovom procesu se hidroizomeriziraju. Izrazita modifikacija hidrokrekinga posljednjih godina (sa visokim stupnjem konverzije) je korištenje dodatnih tehnoloških rješenja za uklanjanje teških polinuklearnih aromatika (HMA) iz reciklirane tekućine (vruća separacija, selektivna adsorpcija TMA, itd.) u sistemi za hidrokrekiranje sa reciklažom. TMA (aromatika sa 11 ili više prstenova) formirana tokom rada je nepoželjna u komercijalnim proizvodima, smanjuje efikasnost katalizatora, taloži na hladnijim površinama opreme i cevovoda i remeti funkcionisanje instalacije.

Hidrokreking je katalitički proces za preradu naftnih destilata i ostataka na umjerenim temperaturama i povišenim pritiscima vodika na polifunkcionalnim katalizatorima sa hidrogenirajućim i kiselim svojstvima (i u procesi selektivnog hidrokrekinga i efekta sita).

Hidrokreking omogućava dobijanje širokog spektra visokokvalitetnih naftnih proizvoda (tečni gasovi C 3 -C 4 , benzin, mlazna i dizel goriva, naftne komponente) sa visokim prinosima iz gotovo svake naftne sirovine odabirom odgovarajućih katalizatora i tehnoloških uslova i jedan je od isplativih, fleksibilnih i procesa koji produbljuju preradu nafte.

1. Lagani hidrokreking vakuum gasnog ulja

Zbog stalnog trenda ubrzanog rasta potražnje za dizel gorivom u odnosu na motorni benzin u inostranstvu, od 1980. godine, započela je industrijska implementacija lakih hidrokreking jedinica (LHC) vakuumskih destilata, što omogućava proizvodnju značajnih količina dizel goriva. istovremeno sa sirovinama sa niskim sadržajem sumpora za katalitički kreking. Uvođenje JIGC procesa prvo je izvršeno rekonstrukcijom dotadašnjih pogona za hidrodesulfurizaciju sirovina za katalitičko krekiranje, a zatim izgradnjom posebno dizajniranih novih postrojenja.

Domaća tehnologija LGK procesa razvijena je na Sveruskom naučno-istraživačkom institutu NP početkom 1970-ih, ali još nije dobila industrijsku implementaciju.

Prednosti LHA procesa u odnosu na hidrodesulfurizaciju:

Visoka tehnološka fleksibilnost, koja omogućava, ovisno o potražnji za motornim gorivima, lako mijenjanje (podešavanje) omjera dizel goriva: benzin u režimu maksimalne konverzije u dizel gorivo ili dubokog odsumporavanja kako bi se dobila maksimalna količina sirovina za katalitičko krekiranje ;

Zbog proizvodnje dizel goriva u LGK, kapacitet jedinice katalitičkog krekinga je odgovarajuće rasterećen, što omogućava uključivanje drugih izvora sirovina u preradu.

Domaći jednostepeni LGC proces vakuumskog gasnog ulja 350...500 °C izvodi se na ANMC katalizatoru pri pritisku od 8 MPa, temperaturi od 420...450 °C, zapreminskom protoku sirovine materijala od 1,0...1,5 h -1 i omjera cirkulacije VSG od oko 1200 m 3 /m 3 .

Prilikom prerade sirovina s visokim sadržajem metala, LGK proces se odvija u jednoj ili dvije faze u višeslojnom reaktoru uz korištenje tri vrste katalizatora: širokopora za hidrodemetalizaciju (T-13), s visokom aktivnošću hidrodesulfurizacije (GO-116 ) i koji sadrži zeolit ​​za hidrokreking (GK-35). U LGC procesu vakuumskog plinskog ulja moguće je dobiti do 60% ljetnog dizel goriva sa sadržajem sumpora od 0,1% i tačkom stinjavanja od 15 °C (tabela 8.20).

Nedostatak jednofaznog LGK procesa je kratak ciklus rada (3...4 mjeseca). Sledeća verzija procesa, razvijena u Sveruskom naučnoistraživačkom institutu NP, je dvostepeni LGK sa ciklusom regeneracije od 11 meseci. - preporučuje se za kombinaciju sa jedinicom za katalitičko kreking tip G-43-107u.

Hidrokreking vakuum destilata na 15 MPa

Hidrokreking je efikasan i izuzetno fleksibilan katalitički proces koji omogućava sveobuhvatno rješenje problema dubinske prerade vakuum destilata (GVD) uz proizvodnju širokog spektra motornih goriva u skladu sa savremenim zahtjevima i potrebama za određenim gorivima.

Jednostepeni proces hidrokrekiranja vakuum destilata izvedeno u višeslojnom (do pet slojeva) reaktoru sa nekoliko vrsta katalizatora. Kako bi se osiguralo da temperaturni gradijent u svakom sloju ne prelazi 25 °C, između pojedinačnih slojeva katalizatora je osiguran rashladni VSG (gašenje) i ugrađeni su uređaji za kontaktnu distribuciju kako bi se osigurao prijenos topline i mase između plina i reakcionog toka i ujednačen distribucija toka gas-tečnost preko sloja katalizatora. Gornji dio reaktora je opremljen apsorberima kinetičke energije protoka, mrežastim kutijama i filterima za hvatanje produkata korozije.

Na sl. Slika 8.15 prikazuje šematski dijagram toka jednog od dva paralelna radna odsjeka 68-2k vakuum destilata jednostepene hidrokreking jedinice (sa kapacitetom od 1 milion tona/godišnje za dizel verziju ili 0,63 miliona tona/godišnje za proizvodnju mlazno gorivo).

Sirovine (350...500 °C) i reciklirani ostatak hidrokrekinga se miješaju sa VSG, zagrijavaju prvo u izmjenjivaču topline, a zatim u peći P-1 na temperaturu reakcije i doveden u reaktore R-1 (R-2 itd.). Reakciona smjesa se hladi u izmjenjivačima topline sirovina, zatim u zračnim hladnjacima i na temperaturi od 45...55°C šalje se u separator visokog pritiska. S-1, gdje dolazi do razdvajanja u VSG i nestabilne hidrogenacije. VSG nakon čišćenja od H 2 S u apsorberu K-4 kompresor se isporučuje za cirkulaciju.

Nestabilan hidrogenat se šalje kroz redukcioni ventil u separator niskog pritiska S-2, gdje se odvaja dio ugljikovodičnih plinova, a struja tekućine se dovodi kroz izmjenjivače topline u stabilizacijski stup K-1 za destilaciju ugljikovodičnih plinova i lakog benzina.

Stabilni hidrogenat se dalje odvaja u atmosferskoj koloni K-2 za teški benzin, dizel gorivo (kroz kolonu za skidanje K-3) i frakcija >360 °C, čiji dio može poslužiti kao reciklaža, a preostala količina može poslužiti kao sirovina za pirolizu, osnova ulja za podmazivanje itd.

U tabeli 8.21 prikazuje materijalni bilans jednostepenog i dvostepenog HCVD-a sa recirkulacijom ostatka hidrokrekinga (režim procesa: pritisak 15 MPa, temperatura 405...410°C, zapreminski protok sirovine 0,7 h -1, brzina cirkulacije VSG-a 1500 m 3 /m 3 ).

Nedostaci procesa hidrokrekinga su njihova velika potrošnja metala, visoki kapitalni i operativni troškovi, te visoka cijena vodonične instalacije i samog vodonika.

Ulje. U Rusiji se pojavio novi kompleks za duboku rafinaciju nafte tehnologijom hidrokrekinga. Ali prerano je reći da naftne kompanije prelaze sa primarne na dubinsku rafinaciju.

Novi kompleks uključuje postrojenje za hidrokreking, što je prilično moderna, ali skupa tehnologija. "F" nam je rekao više o tome. Aleksandar Jakovljev, direktor kompanije EPN-Consulting: "Ranije je u Rusiji jedinica za hidrokreking radila samo u Ufi u Ufaneftekhimu. Ali je loše radila - stalno je rekonstruisana. Sada je druga jedinica počela da radi u Permu koristeći novu, modernija tehnologija, koja vam omogućava da povećate proizvodnju lakih naftnih derivata.Međutim, ovaj proces je veoma skup, pa se sada uglavnom koristi katalitičko kreking.Izgradnja postrojenja za preradu 2 miliona tona nafte godišnje košta oko 1,5$- 2 milijarde, koliko košta rafinerija nafte za 5-6 miliona tona "Odluka šta će tačno graditi zavisi od početnih mogućnosti kompanije. Ako ima mali kapacitet prerade, onda gradi novu rafineriju, ali ako ima dovoljno, može sebi priuštiti modernizaciju."

Dmitrij Lukašov, analitičar Aton Investment Grupe, rekao je za F. da se hidrokreking u inostranstvu ne smatra super tehnologijom, ali je za Rusiju prilično progresivan. Kada se koristi, povećava se prinos lakih naftnih derivata, ali na skali Lukoila promjene neće biti ozbiljne. A kompleks je skup. Ovim novcem je bilo moguće izgraditi novi pogon za preradu. Međutim, Lukoil nije jedina kompanija koja se odlučila na hidrokreking. Rosnjeft planira da koristi ovu tehnologiju u rafineriji Komsomolsk od 2005. godine, a Surgutneftegaz planira da je instalira u rafineriji Kirishi do 2008. godine.

Prema proračunima Lukoila, novi kompleks će povećati proizvodnju motornog goriva za više od milion tona godišnje, dok će kvalitet naftnih derivata biti u skladu sa evropskim standardima. "Međutim, nisko obrađeni proizvodi su u velikoj potražnji u inostranstvu", rekla je za F Anastasia Andronova, analitičar CenterInvest Securities. "Kratkoročno bi bilo isplativije izgraditi preduzeće za primarnu preradu nafte. U ovom slučaju, Lukoil se fokusira na "budućnost, ali za 3-4 godine ova tehnologija će biti jeftinija. Malo je vjerovatno da će hidrokreking sada postati veoma popularan, jer u Rusiji nedostaju kapaciteti za preradu."

Prema podacima Lukoila, investicije u kompleks iznosile su 10,8 milijardi rubalja. „Prema našim proračunima, dodatni prihodi od projekta iznosiće više od 4 milijarde rubalja godišnje“, rekao je za F Dmitrij Mangilev, analitičar kompanije Prospekt Investment Company. „Dakle, možemo govoriti o prilično brzoj otplati projekta Sa druge strane, izgradnja nove rafinerije, projektovane za preradu 2 miliona tona nafte godišnje, mogla bi Lukoil koštati oko 300-350 miliona dolara, što je otprilike na nivou nove instalacije. sumnja da će i druge domaće kompanije investirati u slične projekte ili će radije graditi nove kapacitete. Štaviše, velike kompanije osim Lukoila su više fokusirane na izvoz sirove nafte."

Dakle, nove tehnologije prerade nafte uzimaju maha u Rusiji, ali sada je teško reći koliko će ih naftne kompanije koristiti. Velike kompanije i dalje preferiraju izvoz primarne nafte. Štaviše, za neke je problem nedostatka prerađivačkih kapaciteta akutan i, prije svega, pokušat će ga riješiti izgradnjom rafinerija. I tek tada će razmišljati o modernizaciji i poboljšanju kvaliteta proizvoda. l

referentne informacije

Povećana potražnja za motornim gorivima sa manjim sadržajem sumpora i ispuštanje manje zagađivača u atmosferu tokom njihove proizvodnje i sagorevanja uticali su na rađanje takvog procesa kao što je katalitički proces hidrokrekinga sirovina pod pritiskom vodonika.

Osnovna svrha procesa hidrokrekinga je proizvodnja hidrotretiranih benzinskih frakcija, komercijalnog kerozina i dizel goriva, kao i ukapljenih plinova iz težih naftnih sirovina od nastalih ciljnih proizvoda. Osim toga, ako se neizreagirani ostatak ne vrati u sirovinu za hidrokreking, tada se može koristiti kao visokokvalitetna sirovina ili komponenta sirovina za katalitičko krekiranje, koksiranje i pirolizu.

Proces hidrokrekinga se uspješno koristi za proizvodnju baznih ulja visokog indeksa.

Hidrokreking kombinuje katalitičko krekiranje i hidrogenaciju. Sekvencijalna shema reakcija koje se javljaju u tipičnim procesima hidrokrekinga teške nafte prikazana je na slici 1.

Hidrogenoliza neugljikovodičnih spojeva se odvija brže, što omogućava da se heteroatomi u obliku sumporovodika, amonijaka i vode uklone iz sirovine. Najlakše se odvija hidrogenoliza S-organskih jedinjenja. Najotporniji na njega su spojevi koji sadrže N.

Brzina odsumporavanja hidrogenacijom opada kako se molekulska težina povećava, a struktura molekula spojeva koji sadrže sumpor postaje složenija.

Reakcije hidrogenolize spojeva koji sadrže dušik karakteriziraju fazu zasićenja prstena vodonikom. Zatim se razgrađuje i formira spoj, koji se hidrogenolizom pretvara u ugljovodonik i amonijak.

Hidrokreking naftnih frakcija- proces je egzoterman. Budući da je hidrokreking složen skup hemijskih reakcija čiji sastav zavisi od sirovine koja se prerađuje, usvojene dubine konverzije i drugih faktora, toplota reakcije se ne može jednoznačno odrediti. Za parafinske sirovine, termički efekat hidrokrekinga je obično 290-420 kJ/kg. Za visoko aromatične sirovine, termički efekat može doseći 840 kJ/kg. Ovo sugerira da što je veća potrošnja vodika za reakcije, to se više topline oslobađa.

Za regulaciju temperature procesa po visini reaktora, u zone između slojeva katalizatora uvodi se hladni plin koji sadrži vodonik (HCG). Visina svakog sloja katalizatora uzima se tako da se temperatura u njemu ne poveća za više od 25 °C (približno).

Budući da se vrste reakcija, nivoi taloženja koksa i metala na katalizatoru, kao i aktivnost katalizatora menjaju tokom mešanja sirovina (sirovine, VSG, proizvodi hidrokrekinga), proizvodnja toplote se shodno tome smanjuje i visine povećavaju se slojevi katalizatora.

Katalizatorihidrokreking

U procesu hidrokrekinga koristi se nekoliko vrsta katalizatora. Ovi katalizatori kombinuju aktivnosti krekiranja i hidrogenacije u različitim omjerima kako bi se postigla ciljana konverzija određene sirovine u željeni proizvod. Hidrogenacijska aktivnost se postiže upotrebom metalnih promotora nanesenih na podlogu katalizatora. Promotori mogu biti metali grupe VI i VIII.

Krekiranje se postiže variranjem kiselosti podloge katalizatora. Ove opcije se uglavnom postižu upotrebom kombinacije amorfnog i kristalnog aluminija i silicijum dioksida ili zeolita (molekularno sito) kao potpornog materijala. Kristalni zeoliti se koriste za nosače katalizatora.

Prilikom odabira vrste katalizatora od velike je važnosti njegova sposobnost obnavljanja aktivnosti tokom regeneracije. Period rada katalizatora duži od 2 godine između regeneracija može se smatrati normalnim. Glavna svrha regeneracije je sagorijevanje koksa nataloženog na katalizatoru. Amorfni katalizatori i katalizatori koji sadrže zeolit ​​gotovo u potpunosti zadržavaju svoju aktivnost nakon izgaranja koksa.

Izbor katalizatora određuje proizvodnju željenog proizvoda:

Glavne karakteristike amorfnih i zeolitnih katalizatora su navedene u nastavku:

Katalizatori se proizvode uglavnom u obliku ekstrudata ili ponekad u obliku mikrosfera veličine čestica od 1-2 mm.

Prije nego što postrojenje počne raditi na sirovinama, katalizator se podvrgava sumporizaciji kako bi se aktivirali njegovi centri. Katalizator se sumporizira na temperaturi od 150-350 °C i pritisku od 20-50 MPa u struji cirkulirajućeg plina koji sadrži vodonik koji sadrži od 0,5 do 5,0 vol. % jedinjenja sumpora u smislu vodonik sulfida. Merkaptani, disulfidi, laki naftni proizvodi koji sadrže S i drugi koriste se kao sumporizatori koji se dodaju cirkulirajućem plinu koji sadrži vodonik.

Za proces hidrokrekinga bilo koja ugljikovodična sirovina je prikladna, uključujući benzinske frakcije primarnih i sekundarnih procesa, ravna plinska ulja, vakuumska plinska ulja, katalitička plinska ulja, koksna plinska ulja, plinsko ulje za visbreaking, ulje za desfaltiranje.

Hidrokreking za različite vrste sirovina:

Ravne sirovine se najlakše obrađuju. Krekirane sirovine teže se obrađuju jer: sadrže više raznih nečistoća koje talože i truju katalizator; policiklični aromatični spojevi zahtijevaju stroži režim, što dovodi do bržeg deaktiviranja katalizatora.

Posljedice korištenja ove sirovine izražavaju se u povećanju temperature hidrotretiranja i krekiranja, stepenu deaktivacije katalizatora i smanjenju selektivnosti katalizatora; kao i kvalitet proizvoda za hidrokreking.

Pitanje uticaja različitih komponenti sirovina na aktivnost katalizatora je veoma važno. Asfalteni sadržani u sirovini imaju snažan deaktivirajući učinak na katalizator, što naglo usporava brzinu hidrogenolize sumpornih spojeva, praktično bez utjecaja na stvaranje koksa. Najjači otrov za katalizatore hidrokrekinga su spojevi koji sadrže dušik. Vjeruje se da se visokomolekularni dušikovi spojevi snažno adsorbiraju na kiselim mjestima, blokirajući ih i na taj način smanjujući sposobnost razgradnje. S povećanjem parcijalnog tlaka vodika, koji povećava njegovu koncentraciju na površini katalizatora, ubrzavaju se procesi hidrogenacije molekula dušikovih spojeva.

Prilikom prerade naftnih ostataka, metali sadržani u sirovini u obliku organometalnih spojeva predstavljaju veliku opasnost za katalizatore. Taloženje metala na katalizatorima je gotovo neizbježno. Prije svega, zbir metala nikla i vanadijuma (Ni + V) negativno utiče na aktivnost katalizatora hidrokrekinga. Problem usporavanja procesa trovanja katalizatora hidrokrekinga rješava se na različite načine. Prilikom hidrokrekinga vakuum plinskog ulja postavljaju se strogi zahtjevi za vakuumsku destilaciju lož ulja (ostatak atmosferske destilacije), čime se ograničava sadržaj metala (Ni + V). Prilikom hidrokrekinga ostataka teške nafte predviđena je preliminarna hidrodesulfurizacija i demetalizacija sirovina na posebnom katalizatoru. U preliminarnoj fazi odvijaju se reakcije “prečišćavanja” koje uključuju metale, sumpor, dušik, kisik, olefine, aromatična jedinjenja (uključujući i policiklična) itd. Faze “prečišćavanja” i hidrokrekinga mogu se odvijati u istom reaktoru. Prilikom hidrokrekinga teške naftne sirovine u trofaznom fluidiziranom sloju, konstantna aktivnost katalizatora se održava povremenim uklanjanjem ravnotežnog katalizatora iz sistema i uvođenjem svježeg katalizatora.

Tehnološki parametri procesa

U zavisnosti od sirovina koje se obrađuju i potrebnih proizvoda, proces hidrokrekinga ima različite tehnološke parametre. Utjecaj glavnih tehnoloških parametara je sljedeći:

Pored osnovnih tehnoloških parametara, na proces hidrokrekinga utiču: parcijalni pritisak vodonika, koncentracija vodonika u gasu koji sadrži vodonik (HCG), temperatura, zapreminski protok sirovine, potrošnja (hemijska i ukupna) od 100% vodonik, cirkulacijski odnos HCG u odnosu na prerađene sirovine.

Temperatura. Karakterističan temperaturni raspon za proces hidrokrekinga je 350-405 °C. Temperatura se postepeno povećava od donje granice do gornje kako se aktivnost katalizatora smanjuje. Osim toga, što je veća konverzija procesa, to je viša temperatura u reaktoru (slika 2). Pri izvođenju procesa na amorfnim katalizatorima potrebne su više temperature (u rasponu od 390-400 °C) nego na katalizatorima koji sadrže zeolit ​​(350-365 °C).

Pritisak. Pritisak procesa hidrokrekinga (češće se naziva pritisak u separatoru visokog pritiska, odnosno na ulazu u cirkulacijski kompresor) varira u velikoj meri - od 5,5 do 20,0 MPa. Izbor procesnog pritiska uglavnom zavisi od kvaliteta sirovine i potrebnog proizvoda (slika 3).

Apsolutni pritisak u reaktoru zavisi od parcijalnog pritiska vodonika u sistemu, koji igra glavnu ulogu u procesu hidrokrekinga, i zavisi od koncentracije vodonika u cirkulišućem gasu koji sadrži vodonik.

U industrijskim postrojenjima za hidrokreking minimalni sadržaj vodika u plinu koji sadrži vodonik nije niži od 80-85 vol. %. Povećanjem koncentracije vodonika u cirkulirajućem VSG-u moguće je smanjiti ukupni procesni tlak procesa i, shodno tome, projektni tlak opreme reaktorske jedinice.

Konverzija. Proces hidrokrekinga poboljšava kvalitet proizvoda (slika 4) zbog kombinovanih efekata parcijalnog pritiska vodonika i nivoa konverzije u prisustvu katalizatora. Vrlo kvalitetna destilatna goriva, uključujući Jet A-1 mlazno gorivo, mogu se proizvoditi od teških sirovina u tradicionalnim hidrokrekerima sa visokom konverzijom ili potpunom konverzijom pri procesnim pritiscima od 14,0 do 17,5 MPa.

Volumetrijski protok sirovina. Volumetrijska brzina protoka sirovina je omjer volumena tekućih sirovina dostavljenih u roku od 1 sata prema zapremini katalizatora određenom nasipnom masom. Volumetrijska brzina ovisi o kvaliteti sirovine, korištenom katalizatoru, procesnom tlaku, vrsti dobivenih proizvoda i dubini konverzije. Tipične zapreminske brzine tokom hidrokrekinga su u rasponu od 0,5-2,0 h -1 (za određene vrste sirovina i više). Smanjenje trajanja kontakta kao rezultat povećanja zapreminskog protoka sirovina smanjuje dubinu odsumporavanja.

Potrošnja vodonika. Za ekonomske pokazatelje hidrokrekinga od presudnog je značaja potrošnja vodonika, koja je određena asortimanom dobijenih proizvoda. Potrošnja vodika za reakcije može se odrediti pomoću pojednostavljene jednadžbe materijalnog bilansa:

100 N s + X = N p (100 + X)

gdje je: X potrošnja vodonika za reakciju u masi. % na sirovine; H c je koncentracija vodika u sirovini; H p je prosječna koncentracija vodika u proizvodima.

Što su dobijeni proizvodi teži, to je manja potrošnja vodika. U praksi se potrošnja vodika određuje eksperimentalno.

Ukupna potrošnja vodonika tokom procesa hidrokrekinga sastoji se od njegove potrošnje za reakciju, za otapanje u proizvodu hidrogenacije, za uklanjanje i gubitke. Glavna količina vodonika se troši na reakciju. Potrošnja vodonika za rastvaranje u hidrogenizovanom proizvodu može se nadoknaditi ekstrahovanjem iz hidrogenizovanog proizvoda korišćenjem efikasnih tehnoloških šema razdvajanja koristeći karakteristike njegove rastvorljivosti u različitim ugljovodonicima na različitim temperaturama i pritiscima. Potrošnja vodonika sa ispuštanjem, koji je po sastavu cirkulirajući gas koji sadrži vodonik, zavisi od količine ovog ispuhivanja koja je potrebna tehnologiji za regulaciju optimalnog parcijalnog pritiska vodonika u sistemu. Ukupna potrošnja vodonika može varirati od 1,5 do 4,0 tež. % na sirovine.

Gotovo sva postrojenja za hidrokreking se snabdijevaju vodonikom iz postrojenja za proizvodnju vodika koristeći metodu parnog reforminga prirodnog plina, pogonskog ugljovodoničkog plina, benzinskih frakcija i drugih naftnih derivata. U posljednje vrijeme, kako bi se smanjila upotreba skupog vodika iz postrojenja za konverziju, dodaju mu se plinovi koji sadrže vodonik iz reforminga i hidrotretiranja nakon preliminarne koncentracije. Na primjer, korištenjem procesa apsorpcije kratkog ciklusa od UOP ili Linde. Koncentracija svježeg vodika dostiže 99,9 tež. %.

Omjer cirkulacije plina koji sadrži vodonik (HCG). Proces hidrokrekinga se izvodi s viškom vodonika, uzimajući u obzir da se s povećanjem parcijalnog tlaka vodika povećava brzina reakcije. Omjer cirkulacije predstavlja zapreminu VSG-a u odnosu na zapreminu sirovine koja se dovodi u reaktor (nm 3 /m 3 sirovine). Prihvaćena je brzina cirkulacije VSG, u zavisnosti od svrhe procesa i čistoće VSG, u rasponu od 800-2500 nm 3 /h.

Obrazac cirkulacije WASH u reaktorskom bloku je glavna komponenta troškova energije za cijelu jedinicu za hidrokreking. Stoga prednost treba dati tehnologiji hidrokrekinga koja zahtijeva najmanju brzinu cirkulacije, a pri projektovanju je potrebno težiti minimalnom hidrauličnom otporu u sistemu od izlaza cirkulacijskog kompresora do njegovog ulaza.

Čistoća WASH-a. U većini industrijskih postrojenja za hidrokreking, koncentracija cirkulirajućeg WASH se održava na 80-85 vol. %, ostalo je metan, etan i druge lake komponente. Osim vodonika i ugljovodonika, smjesa koja izlazi iz reaktora sadrži i sumporovodik, amonijak i vodenu paru.

Prilikom hlađenja reaktorske smjese, amonijak reagira sa vodonik sulfidom, formirajući amonijum sulfid, koji se pri daljnjem hlađenju može taložiti u hladnjaku zraka. Da bi se izbjegao ovaj nepoželjni proces i uklonila ravnotežna količina amonijaka iz sistema, amonijum sulfid se rastvara u vodi za pranje koja se dovodi u sistem prije hladnjaka zraka. Zatim, u separatoru niskog pritiska, ovaj kiseli rastvor se uklanja iz sistema za odstranjivanje, koji opet može da proizvede sumporovodik i amonijak. Kako se količina sumporovodika u VSG povećava, efikasnost procesa hidrokrekinga se smanjuje, pa se u modernim instalacijama kontinuirano uklanja prije cirkulacijskog kompresora u apsorberu amina. Vodeni rastvori monoetanolamina (MEA), dietanolamina (DEA), metildietanolamina (MDEA) različitih koncentracija koriste se kao regenerabilni apsorbent vodonik sulfida. Zasićena otopina amina, kada se regenerira u striperu strippingom, oslobađa apsorbirani sumporovodik, koji se koristi u postrojenjima za proizvodnju sumporne kiseline ili proizvodnju elementarnog sumpora Clausovom metodom.

Sa razvojem novih, selektivnijih katalizatora hidrokrekinga, sve veća pažnja se poklanja čistoći VHC-a i povećanju njegovog sadržaja vodonika.

Industrijski procesi hidrokrekinga

Hidrokreking karakteriziraju različite vrste i tehnološke sheme:

1. procesnim pritiskom - hidrokreking pod visokim pritiskom i „meki“ hidrokreking;
2. o vođenju procesa u reaktoru - u stacionarnom sloju katalizatora (velika većina industrijskih instalacija) iu trofaznom fluidiziranom sloju s periodičnom zamjenom dijelova katalizatora;
3. prema tehnološkim šemama:

• jednostepeni jednostruki prolaz (“po prolazu”);
• jednostepeni sa recirkulacijom ostatka;
• dvostepeni;
• sa paralelnim sistemom.

Izbor tehnološke šeme zavisi od mnogo gore navedenih faktora. U industriji se najviše koristi jednostepena recirkulacijska shema (slika 5), ​​koja značajno nadmašuje ostale sheme po broju implementacija.

Jedinice za hidrokreking u trofaznom fluidiziranom sloju su dizajnirane za preradu ostataka teških ulja (lož ulje, katran, itd.), ali su implementirane u industrijskim razmjerima u malim količinama. To je bilo zbog velikih kapitalnih ulaganja, velike potrošnje skupog katalizatora i poteškoća u održavanju njegove stalne aktivnosti. Konstantna aktivnost se održava periodičnim uvođenjem svježeg katalizatora u sistem i uklanjanjem ravnotežnog katalizatora iz sistema. Tehnološka shema ovog procesa slična je shemama hidrokrekinga u stacionarnom sloju.

Iskorištavanje sinergije između hidrokrekera i drugih procesnih jedinica

Proces hidrokrekinga je posebno pogodan za proizvodnju visokokvalitetnih komponenti goriva srednjeg destilata sa niskim sadržajem sumpora i može se kombinovati radi postizanja sinergije sa drugim procesima konverzije, posebno fluidnim katalitičkim krekingom (FCC) i koksom. Ova okolnost je dovela na vodeću poziciju jednostepeno „on-pass“ hidrokrekiranje na različitim pritiscima. Tehnološka shema "po prolazu" ima niz značajnih prednosti:

• najniža cijena;
• maksimalna produktivnost za sirovine (do 3-3,5 miliona tona godišnje);
• sposobnost obrade vrlo teških sirovina s visokom tačkom ključanja;
• proizvodnja visokokvalitetnog proizvoda dna za daljnju upotrebu u drugim instalacijama.

Karakteristike frakcioniranja:

• uklanjanje bočne struje radi uklanjanja sumporovodika;
• atmosfersko frakcionisanje sa zapaljenim grejačem;
• uklanjanje frakcija benzina na zahtjev kupca;
• zagrijano vakuumsko frakcioniranje za krajnje proizvode visokog ključanja (potreba se procjenjuje od projekta do projekta).

Jednostepeni hidrokrekiranje pod visokim pritiskom za nekoliko opcija dato je u tabeli ispod.

Blagi hidrokreking

Izgradnja jedinica za hidrokreking sa visokim stepenom konverzije zahteva velike kapitalne izdatke. U tom smislu, neke rafinerije su povećale dubinu prerade nafte u svojim preduzećima rekonstrukcijom postojećih vakuumskih jedinica za hidrotretman gasnog ulja u jedinice za blage hidrokreking. Ove jedinice rade na procesnim pritiscima od 5,5 do 8,5 MPa, što odgovara standardnom pristupu pri izboru projektnog tlaka vakuumskih jedinica za hidrotretman plinskog ulja. U ovim slučajevima, prinos dizel goriva i njegov kvalitet ograničeni su maksimalno dozvoljenim karakteristikama postojeće opreme, a najčešće je glavni cilj ovakvih projekata povećanje dubine prerade nafte, a ne poboljšanje kvaliteta proizvoda.

Rad jedinice za blagi hidrokreking pri relativno niskom pritisku i konverziji ne omogućava dobijanje visokokvalitetnih proizvoda. Cetanski indeks dobivenog dizel goriva kreće se od 39 do 42 boda. Vrlo često je visina plamena bez dima dobivenog kerozina samo 10 mm, što je znatno niže od 19 mm koje zahtijevaju trenutne specifikacije mlaznog goriva.

Donja tabela prikazuje radne parametre konvencionalnog blagog hidrokrekera i jednostepenog hidrokrekera s jednim prolazom dizajniranih za proizvodnju dizel goriva uz istu konverziju od 40%.

Jednoprolazne sheme hidrokrekinga srednjeg pritiska s djelomičnom konverzijom sirovina. Tradicionalne hidrokrekere visokog pritiska vrlo je teško razbiti. Radna oprema s nepotpunom konverzijom sirovina može omogućiti optimizaciju odnosa između tlaka, stupnja konverzije, vijeka trajanja katalizatora, potrošnje vodika i kvalitete rezultirajućeg proizvoda, što može značajno smanjiti potrebne kapitalne troškove i povećati profit.

Proces hidrokrekinga srednjeg pritiska (MPHC) pod markom "MAK". MAK-MRNS proces razvili su Mobil, Akzo Nobel i M.W. Kellogg." Glavne razlike između MAK-MRNS procesa (tabela 3) i tradicionalnog hidrokrekinga su upotreba novog efektivnog dizajna unutrašnjih reaktorskih uređaja pod nazivom “Spider-Vortex” i uključivanje visokotemperaturnog separatora u tehnološku šemu reaktora. blok.

Hidrokreking sa delimičnom konverzijom sirovina. Jedinice za hidrokreking sa delimičnom konverzijom sirovina iz UOP-a, kao i postupkom MAK-MRNS, daju veći prinos kvalitetnijih proizvoda u odnosu na jedinice za blagu hidrokreking. Tradicionalni protočni sistemi za hidrokrekiranje sa 35-70% parcijalne konverzije su slični protocima za hidrokrekiranje sa potpunom konverzijom, osim što je opseg radnog pritiska oko 10,5 MPa umjesto 14,0-17,5 MPa. Zbog nižeg tlaka procesa dolazi do određenog pogoršanja kvalitete destilatnog proizvoda. Osim toga, kvalitet destilatnog proizvoda je također ograničen stepenom konverzije. Čak i uz veću konverziju sirovine, kvalitet destilatnog proizvoda dobivenog iz tradicionalnog hidrokrekera sa djelomičnom konverzijom sirovine ostaje nedovoljno visok da bi zadovoljio zahtjeve za dizel gorivo sa visokim cetanskim karakteristikama.

UOP je razvio tri nove tehnološke sheme za hidrokrekiranje uz djelomičnu konverziju sirovina pri istom pritisku. Kvaliteta destilatnih goriva proizvedenih korištenjem ovih novih shema je mnogo bolja - sadržaj sumpora je manji od 50 ppm, cetanski indeks je iznad 50 bodova.

Dijagrami toka kompanije UOP prikazani su na sl. 5, 6, 7. U sve tri šeme postoje dva identična tehnološka rješenja. Prvo, sve šeme pružaju dva reaktora. Drugo, u svakoj shemi toka, hidrotretman i hidrokreking su razdvojeni u zasebne reakcione zone, tako da ne moraju sve sirovine koje se podvrgavaju hidrotretiranju proći kroz hidrokreking. Ova karakteristika tehnološke šeme je veoma važna, a moguća je samo ako instalacija ima dva reaktora.

Prva tehnološka shema je modifikacija dvostepene sheme hidrokrekinga s potpunom konverzijom, općim odvajanjem i frakcioniranjem produkta reakcije (slika 6.). Druga shema predviđa korištenje dva paralelna jednoprolazna reaktora, također sa zajedničkim odvajanjem i frakcioniranjem produkta reakcije (slika 7). Treća tehnološka shema koristi dvostepeni hidrokreking koji je razvio UOP s modificiranim obrascima tečenja (slika 8). Svaka od ovih shema ima određene prednosti u odnosu na tradicionalnu shemu hidrokreking jedinice s djelomičnom konverzijom sirovina.

Ključ za osiguranje visokokvalitetnih proizvoda sa niskom ukupnom konverzijom procesa je razdvajanje funkcija hidrotretiranja i hidrokrekinga u zasebne reaktore. Korišćenje konverzije za postizanje kvaliteta proizvoda je efikasnije procesno rešenje u poređenju sa korišćenjem viših pritisaka procesa.

Sinergija kombinovane jedinice za katalitičko krekiranje (FCC) sa prethodnom obradom sirovina

Prilikom zamjene sekcije pripreme FCC sirovine hidrotretiranjem hidrokrekingom uz djelomičnu konverziju sirovina, gustina FCC sirovine se smanjuje. Dakle, kombinovani efekat višeg pritiska i veće konverzije tokom procesa hidrokrekinga sa delimičnom konverzijom sirovine omogućava nam da dobijemo više kvalitetnu FCC sirovinu sa skoro istim nivoom odsumporavanja sirovine kao u tradicionalnom procesu hidrotretiranja. Sinergija hidrotretmana sirovine katalitičkog krekinga potvrđena je poboljšanjem tehničko-ekonomskih pokazatelja rafinerije i povećanjem proizvodnje visokokvalitetnih motornih goriva.

Predstavljene tehnološke sheme za hidrokrekiranje uz djelomičnu konverziju sirovina omogućavaju povećanje fleksibilnosti rafinerija u smislu proizvodnje visokokvalitetnog komercijalnog dizel goriva iz niskokvalitetnih plinskih ulja (bez korištenja varijanti sheme hidrokrekinga pod visokim tlakom). sa potpunom konverzijom). Razdvajanjem reakcija hidrotretiranja i hidrokrekinga u različite reaktore, ove nove tehnološke sheme omogućavaju povećanje fleksibilnosti procesa, koji ima određena ograničenja kada se provodi u režimima blagog hidrokrekinga i tradicionalnog hidrokrekinga uz djelomičnu konverziju sirovina.

HyCYCLE-Unicracking proces iz UOP-a

HyCYCLE-Unicracking proces je korak naprijed u tehnologiji za proizvodnju maksimalnih količina destilata kroz proces hidrokrekinga. Proces je optimizirana shema toka dizajnirana da maksimizira prinos visokokvalitetnog dizel goriva. Proces koristi kombinaciju nekoliko jedinstvenih tehnologija, uključujući poboljšani vrući separator, sistem povratnog reaktora i novo dizajnirani frakcionator sa vertikalnom pregradom. Karakteristika dizajna reaktorskog bloka je da se reciklaža prvo šalje u zonu katalizatora hidrokrekinga, a zatim u zonu katalizatora hidrotretiranja. Prednosti su što čistija sirovina ulazi u katalizator krekiranja pod većim parcijalnim pritiskom vodonika. Krajnji rezultat je povećana aktivnost katalizatora po jedinici volumena i stoga je potrebno manje katalizatora.

Proces karakteriše niži pritisak i veća zapreminska brzina u poređenju sa tradicionalnim instalacijama. Minimiziranjem sekundarnih reakcija pucanja, troši se manje vodonika. Još jedna sinergijska korist može se ostvariti tamo gdje je potrebna nadogradnja sekundarnih destilata niske kvalitete. U ovom slučaju, na primjer, lagano katalitičko plinsko ulje se puni direktno u napredni HighCYCLE separator. Kao rezultat toga, postrojenje neće morati da gradi zasebnu jedinicu za nadogradnju lakog gasnog ulja za katalitičko kreking.

Mjesto hidrokrekinga u rafineriji

U većini stranih rafinerija nafte sa dubokom preradom nafte važno je prisustvo procesa hidrokrekinga. Pored povećanja dubine prerade nafte, hidrokrekiranje je glavni proces koji utiče na fleksibilnost tehnološke šeme preduzeća i kvalitet njegovih komercijalnih proizvoda. U nedostatku drugih procesa za preradu ostataka destilacije nafte u rafineriji, hidrokreking sa potpunom konverzijom se uglavnom koristi za namjenu određenog proizvoda.

U slučajevima kada rafinerije već imaju uspostavljene procese konverzije ostataka, najatraktivnija opcija je korištenje hidrokrekinga s djelomičnom konverzijom i kombiniranje s drugim procesima konverzije. U ovom slučaju hidrokreking kao sirovinu koristi gasna ulja niske kvalitete iz drugih procesa i proizvodi visokokvalitetni ostatak, koji služi kao nadograđena sirovina ili sastavni dio sirovina istih postrojenja. Ostatak hidrokrekinga od vakuumskog plinskog ulja je odlična sirovina za postrojenja za etilen, nadmašujući druge sirovine.

Dakle, prisustvo hidrokrekinga u tehnološkoj shemi rafinerije značajno povećava fleksibilnost i, shodno tome, efikasnost njenog rada.

Informacije u ovom odeljku date su samo u referentne svrhe. Informacije o proizvodima i uslugama NPP Neftekhim LLC pronaći ćete u odjeljcima “