پالایشگاه اورسک پرتاب آزمایشی مجتمع هیدروکراکینگ خود را آغاز کرده است. پروژه ساخت و تحویل راکتورهای هیدروکراکینگ به پالایشگاه نفت RN-Tuapse (JSC NK Rosneft) هیدروکراکینگ قطعات بنزین

هیدروکراکینگ برای تولید تقطیرهای سوخت کم سولفور از مواد خام مختلف در نظر گرفته شده است.

هیدروکراکینگ یک فرآیند نسل بعدی نسبت به ترک خوردگی کاتالیستی و اصلاح کاتالیستی است، بنابراین وظایف مشابه این دو فرآیند را با کارایی بیشتری انجام می دهد.

مواد اولیه مورد استفاده در کارخانه های هیدروکراکینگ عبارتند از: روغن گازهای خلاء و اتمسفر، روغن گازهای ترک خوردگی حرارتی و کاتالیزوری، روغن های آسفالت زدایی شده، روغن های سوختی و قطران.

یک واحد فناوری هیدروکراک معمولاً از 2 بلوک تشکیل شده است:

واحد واکنش شامل 1 یا 2 راکتور،

یک واحد تفکیک متشکل از تعداد متفاوتی از ستون های تقطیر.

محصولات هیدروکراکینگ عبارتند از: بنزین موتور، سوخت جت و دیزل، مواد خام برای سنتز پتروشیمی و LPG (از فراکسیون های بنزین).

هیدروکراکینگ می تواند عملکرد اجزای بنزین را افزایش دهد، معمولاً با تبدیل مواد اولیه مانند نفت گاز.

کیفیت اجزای بنزین که از این طریق به دست می آید با عبور مجدد نفت گاز از فرآیند کراکینگ که در آن به دست آمده است، دست نیافتنی است.

هیدروکراکینگ همچنین امکان تبدیل نفت گاز سنگین را به تقطیر سبک (سوخت جت و دیزل) می دهد. در طول هیدروکراکینگ، هیچ بقایای غیر قابل تقطیر سنگین (کک، بقایای زمین یا کف) تشکیل نمی‌شود، بلکه فقط بخش‌هایی تشکیل می‌شود که به آرامی می‌جوشند.

مزایای هیدروکراکینگ

وجود واحد هیدروکراکینگ به پالایشگاه این امکان را می دهد که ظرفیت خود را از تولید مقادیر زیادی بنزین (زمانی که واحد هیدروکراکینگ در حال کار است) به تولید مقادیر زیادی سوخت دیزل (زمانی که خاموش است) تغییر دهد.

هیدروکراکینگ کیفیت بنزین و اجزای تقطیر را بهبود می بخشد.

فرآیند هیدروکراکینگ از بدترین اجزای تقطیر استفاده می کند و یک جزء بنزینی با کیفیت بالاتر از حد متوسط ​​تولید می کند.

فرآیند هیدروکراکینگ مقادیر قابل توجهی ایزوبوتان تولید می کند که برای کنترل مقدار ماده اولیه در فرآیند آلکیلاسیون مفید است.

استفاده از واحدهای هیدروکراکینگ باعث افزایش ۲۵ درصدی حجم محصولات می شود.

امروزه حدود 10 نوع مختلف از هیدروکراکرها استفاده می شود، اما همه آنها بسیار شبیه به یک طرح معمولی هستند.

کاتالیزورهای هیدروکراکینگ نسبت به کاتالیزورهای کراکینگ کاتالیستی قیمت کمتری دارند.

فرآیند تکنولوژیکی

کلمه هیدروکراکینگ بسیار ساده توضیح داده شده است. این ترک کاتالیزوری در حضور هیدروژن است.

ورود گاز سرد حاوی هیدروژن به مناطق بین لایه های کاتالیزور باعث می شود دمای مخلوط مواد خام در طول ارتفاع راکتور برابر شود.

حرکت مخلوط مواد خام در راکتورها به سمت پایین است.

ترکیب هیدروژن، یک کاتالیزور و حالت فرآیند مناسب اجازه می دهد تا روغن گاز سبک با کیفیت پایین که در کارخانه های کراکینگ دیگر تشکیل می شود و گاهی به عنوان جزئی از سوخت دیزل استفاده می شود، ترک شود.
واحد هیدروکراکینگ بنزین باکیفیت تولید می کند.

کاتالیزورهای هیدروکراکینگ معمولاً ترکیبات گوگردی با کبالت، مولیبدن یا نیکل (CoS, MoS 2, NiS) و اکسید آلومینیوم هستند.
برخلاف ترک خوردگی کاتالیزوری، اما شبیه به اصلاح کاتالیستی، کاتالیزور در یک بستر ثابت قرار دارد. مانند اصلاح کاتالیزوری، هیدروکراکینگ اغلب در 2 راکتور انجام می شود.

مواد خام تامین شده توسط پمپ با گاز تازه حاوی هیدروژن و گاز در گردش مخلوط می شود که توسط کمپرسور پمپ می شود.

مخلوط گاز خام، پس از عبور از مبدل حرارتی و کویل های کوره، تا دمای واکنش 290-400 درجه سانتی گراد (550-750 درجه فارنهایت) گرم می شود و تحت فشار 1200-2000 psi (84-140 atm) گرم می شود. از بالا وارد راکتور می شود. با در نظر گرفتن انتشار گرمای زیاد در طول فرآیند هیدروکراکینگ، گاز سرد حاوی هیدروژن (گردش) به راکتور وارد مناطق بین لایه‌های کاتالیزور می‌شود تا دماها در امتداد ارتفاع راکتور برابر شود. در طی عبور از بستر کاتالیزور، تقریباً 50-40 درصد مواد اولیه ترک خورده و محصولاتی با نقطه جوش مشابه بنزین (نقطه جوش تا 200 درجه سانتیگراد (400 درجه فارنهایت) تشکیل می شود.

کاتالیزور و هیدروژن به طرق مختلف یکدیگر را تکمیل می کنند. در مرحله اول، ترک بر روی کاتالیزور رخ می دهد. برای اینکه ترک خوردگی ادامه پیدا کند، یک منبع گرما مورد نیاز است، یعنی یک فرآیند گرماگیر است. در همان زمان، هیدروژن با مولکول هایی که در هنگام ترک تشکیل می شوند واکنش نشان می دهد و آنها را اشباع می کند و این باعث آزاد شدن گرما می شود. به عبارت دیگر، این واکنش که هیدروژناسیون نامیده می شود، گرمازا است. بنابراین، هیدروژن گرمای لازم برای ایجاد ترک را فراهم می کند.

در مرحله دوم، این تشکیل ایزوپارافین است. کراکینگ الفین هایی تولید می کند که می توانند با یکدیگر ترکیب شوند و منجر به پارافین های معمولی شوند. به دلیل هیدروژناسیون، پیوندهای دوگانه به سرعت اشباع می شوند، اغلب ایزوپارافین ایجاد می کنند و در نتیجه از تولید مجدد مولکول های ناخواسته جلوگیری می کنند (عدد اکتان ایزوپارافین ها بیشتر از پارافین های معمولی است).

مخلوط محصولات واکنش و گاز در گردش خروجی از راکتور در مبدل حرارتی، یخچال خنک شده و وارد جداکننده فشار بالا می شود. در اینجا گاز حاوی هیدروژن برای بازگشت به فرآیند و اختلاط با ماده خام از مایع جدا می شود که از پایین جداکننده از طریق یک شیر کاهنده فشار وارد جداکننده کم فشار می شود. بخشی از گازهای هیدروکربنی در جداکننده آزاد می شود و جریان مایع برای تقطیر بیشتر به مبدل حرارتی واقع در جلوی ستون تقطیر میانی فرستاده می شود. در ستون، با کمی فشار اضافی، گازهای هیدروکربنی و بنزین سبک آزاد می شود. کسر نفت سفید را می توان به عنوان یک جریان جانبی جدا کرد یا همراه با نفت گاز به عنوان باقیمانده تقطیر باقی گذاشت.

بنزین به صورت آبیاری حاد تا حدی به ستون تقطیر میانی برگردانده شده و مقدار تعادل آن از طریق سیستم «قلیایی‌سازی» از محل نصب خارج می‌شود. باقی مانده از ستون تقطیر میانی در یک ستون اتمسفر به بنزین سنگین، سوخت دیزل و کسر بیش از 360 درجه سانتیگراد جدا می شود. از آنجایی که مواد اولیه در این عملیات قبلاً در راکتور 1 تحت هیدروژناسیون، ترک خوردگی و رفرمینگ قرار گرفته اند، فرآیند در راکتور 2 در حالت شدیدتر (دما و فشارهای بالاتر) پیش می رود. مانند محصولات مرحله 1، مخلوط خروجی از راکتور 2 از هیدروژن جدا شده و برای شکنش فرستاده می شود.

ضخامت دیواره های راکتور فولادی برای فرآیندی که در psi 2000 (140 atm) و 400 درجه سانتیگراد انجام می شود، گاهی اوقات به 1 سانتی متر می رسد.

وظیفه اصلی جلوگیری از خارج شدن ترک از کنترل است. از آنجایی که فرآیند کلی گرماگیر است، افزایش سریع دما و افزایش خطرناک نرخ ترک ممکن است. برای جلوگیری از این امر، اکثر هیدروکراکرها دارای دستگاه‌های داخلی هستند که به سرعت واکنش را متوقف می‌کنند.

بنزین از ستون اتمسفر با بنزین از ستون میانی مخلوط شده و از نصب خارج می شود. سوخت دیزل پس از خنک شدن ستون سلب، "قلیایی" و پمپاژ خارج از نصب. کسر > 360 درجه سانتیگراد به عنوان یک جریان داغ در پایین ستون جوی استفاده می شود و بقیه (بقایای) از نصب خارج می شود. در مورد تولید فراکسیون نفت، واحد شکنش دارای ستون خلاء نیز می باشد.

بازسازی کاتالیزور با مخلوطی از هوا و گاز بی اثر انجام می شود. عمر مفید کاتالیزور 4-7 ماه است.

محصولات و خروجی ها

ترکیب کراکینگ و هیدروژناسیون محصولاتی را تولید می کند که چگالی نسبی آنها به طور قابل توجهی کمتر از چگالی ماده خام است.

در زیر یک توزیع معمولی از بازده محصولات هیدروکراکینگ زمانی که نفت گاز از واحد کک سازی و کسرهای سبک از واحد کراکینگ کاتالیزوری به عنوان ماده اولیه استفاده می شود، ارائه شده است.

محصولات هیدروکراکینگ 2 بخش اصلی هستند که به عنوان اجزای بنزین استفاده می شوند.

کسرهای حجمی

گاز کک 0.60

کسرهای سبک از واحد ترک کاتالیستی 0.40

محصولات:

ایزوبوتان 0.02

N-Butane 0.08

محصول هیدروکراکینگ سبک 0.21

محصول هیدروکراکینگ سنگین 0.73

کسرهای نفت سفید 0.17

به یاد داشته باشیم که از 1 واحد مواد اولیه حدود 1.25 واحد محصول به دست می آید.

این مقدار هیدروژن مورد نیاز را که در فوت 3/bbl استاندارد خوراک اندازه گیری می شود را نشان نمی دهد.

مصرف معمول 2500 خیابان است.

محصول سنگین هیدروکراکینگ نفتا است که حاوی پیش سازهای آروماتیک زیادی است (یعنی ترکیباتی که به راحتی به مواد آروماتیک تبدیل می شوند).

این محصول اغلب برای ارتقاء به یک ریفرمر ارسال می شود.

کسرهای نفت سفید سوخت جت یا ماده اولیه مناسبی برای سوخت تقطیر (دیزل) هستند، زیرا حاوی مواد آروماتیک کمی هستند (در نتیجه اشباع پیوندهای دوگانه با هیدروژن).

هیدروکراکینگ باقیمانده.

مدل های مختلفی از هیدروکراکرها وجود دارد که به طور خاص برای پردازش پسماند یا پسماند تقطیر خلاء طراحی شده اند.

خروجی بیش از 90 درصد سوخت باقیمانده (دیگ بخار) است.

هدف از این فرآیند حذف گوگرد در نتیجه واکنش کاتالیزوری ترکیبات حاوی گوگرد با هیدروژن برای تشکیل سولفید هیدروژن است.

بنابراین، باقیمانده ای که حاوی بیش از 4٪ گوگرد نباشد، می تواند به نفت کوره سنگین حاوی گوگرد کمتر از 0.3٪ تبدیل شود.
استفاده از واحدهای هیدروکراکینگ در طرح کلی پالایش نفت ضروری است.

از یک طرف، هیدروکراکر نقطه مرکزی است زیرا به ایجاد تعادل بین مقدار بنزین، سوخت دیزل و سوخت جت کمک می کند.
از سوی دیگر، نرخ تغذیه و حالت‌های عملکرد واحدهای کراکینگ کاتالیستی و کک‌سازی از اهمیت کمتری برخوردار نیستند.
علاوه بر این، هنگام برنامه ریزی توزیع محصولات هیدروکراکینگ، آلکیلاسیون و رفرمینگ نیز باید در نظر گرفته شود.

فرآیندهای فرآوری فراکسیون های نفتی در حضور هیدروژن را هیدروژناسیون می گویند. آنها بر روی سطح کاتالیزورهای هیدروژناسیون در حضور هیدروژن در دماهای بالا (250-420 درجه سانتیگراد) و فشار (از 2.5-3.0 تا 32 مگاپاسکال) رخ می دهند. چنین فرآیندهایی برای تنظیم هیدروکربن و ترکیب کسری فراکسیون های نفتی فرآوری شده، خالص سازی آنها از ترکیبات حاوی گوگرد، نیتروژن و اکسیژن، فلزات و سایر ناخالصی های نامطلوب، بهبود ویژگی های عملیاتی (مصرف کننده) سوخت های نفتی، روغن ها و پتروشیمی ها استفاده می شود. مواد خام. هیدروکراکینگ به شما این امکان را می دهد که با انتخاب کاتالیزورها و شرایط عملیاتی مناسب، طیف وسیعی از فرآورده های نفتی را از تقریباً هر ماده اولیه نفتی به دست آورید، بنابراین همه کاره ترین، کارآمدترین و انعطاف پذیرترین فرآیند پالایش نفت است. تقسیم فرآیندهای هیدروژناسیون به هیدروکراکینگ و تصفیه هیدروژنی بر اساس خواص کاتالیزورهای مورد استفاده، مقدار هیدروژن مصرفی و پارامترهای تکنولوژیکی فرآیند (فشار، دما و غیره) کاملاً دلخواه است.

به عنوان مثال، اصطلاحات زیر پذیرفته شده است: "Hydro-treating"، "Hydrorefining" و "Hydrocracking". تصفیه آب شامل فرآیندهایی است که در آن تغییر قابل توجهی در ساختار مولکولی ماده خام ایجاد نمی شود (به عنوان مثال، گوگردزدایی در فشار 3-5 مگاپاسکال). تصفیه هیدرولیکی شامل فرآیندهایی است که در آن تا 10 درصد از ماده خام دچار تغییر در ساختار مولکولی می شود (گوگرد زدایی - آرومات زدایی - نیتروژن زدایی در فشار 6-12 مگاپاسکال). هیدروکراکینگ فرآیندی است (فشار بالا - بیش از 10 مگاپاسکال و فشار متوسط ​​- کمتر از 10 مگاپاسکال) که در آن بیش از 50 درصد مواد اولیه با کاهش اندازه مولکولی در معرض تخریب قرار می‌گیرند. در دهه 80 قرن XX. فرآیندهای تصفیه آب با تبدیل کمتر از 50٪ هیدروکراکینگ نرم یا سبک نامیده می شوند که شامل فرآیندهای میانی با تخریب هیدرولیکی مواد خام از 10 تا 50٪ در فشارهای کمتر و بیشتر از 10 مگاپاسکال می شود. ظرفیت تاسیسات هیدروکراکینگ (میلیون تن در سال) در جهان تقریباً 230 و تصفیه آب و هیدروفینینگ - 1380 است که از این تعداد در آمریکای شمالی - به ترتیب 90 و 420 مورد. در اروپای غربی - 50 و 320؛ در روسیه و کشورهای مستقل مشترک المنافع - 3 و 100.

تاریخچه توسعه فرآیندهای هیدروژناسیون صنعتی با هیدروژنه کردن محصولات مایع زغال سنگ آغاز شد. حتی قبل از جنگ جهانی دوم، آلمان در تولید بنزین مصنوعی (سینتین) از طریق پردازش هیدروژنه زغال سنگ (بر اساس استفاده از سنتز فیشر-تروپش) به موفقیت های زیادی دست یافت و در طول جنگ جهانی دوم، آلمان بیش از 600 هزار تولید کرد. تن در سال سوخت مایع مصنوعی که بیشتر مصرف کشور را پوشش می داد. در حال حاضر، تولید جهانی سوخت مایع مصنوعی مبتنی بر زغال سنگ حدود 4.5 میلیون تن در سال است. پس از معرفی گسترده صنعتی رفرمینگ کاتالیزوری، که هیدروژن ارزان قیمت اضافی را به عنوان محصول جانبی تولید می کند، دوره ای از توزیع انبوه فرآیندهای مختلف برای تصفیه فراکسیون های نفت خام (به هر حال، لازم برای اصلاح فرآیندها) و محصولات پالایشگاهی تجاری (بنزین، نفت سفید، گازوئیل و فراکسیون نفت) آغاز می شود.

هیدروکراکینگ (HC) با انتخاب کاتالیزورهای مناسب و شرایط فرآیند تکنولوژیکی، دستیابی به فرآورده های نفتی سبک (بنزین، نفت سفید، کسرهای دیزل و گازهای مایع C3-C4) را از تقریباً هر ماده اولیه نفتی ممکن می سازد. گاهی اوقات اصطلاح "هیدروتبدیل" به عنوان مترادف برای اصطلاح هیدروکراکینگ استفاده می شود. اولین نصب GK در سال 1959 در ایالات متحده راه اندازی شد. بیشتر فرآیندهای GC شامل فرآوری مواد اولیه تقطیر شده است: روغن‌های گاز اتمسفر سنگین و خلاء، روغن‌های گازی کراکینگ کاتالیزوری و کک‌سازی، و همچنین عوامل دسفالت‌زدایی. محصولات به دست آمده عبارتند از گازهای هیدروکربنی اشباع (اشباع)، کسر بنزین با اکتان بالا، کسرهای کم انجماد گازوئیل و سوخت جت.

هیدروکراکینگ مواد خام حاوی مقادیر قابل توجهی از ترکیبات مبتنی بر گوگرد، نیتروژن، اکسیژن و سایر عناصر معمولاً در دو مرحله انجام می شود (شکل 2.22). در مرحله اول برای حذف ناخالصی های ناخواسته که معمولاً سم کاتالیزور هستند یا فعالیت آن ها را کاهش می دهند، هیدروکراکینگ نرم کم عمق در حالت هیدروتریتینگ انجام می شود. کاتالیزورهای این مرحله مشابه کاتالیزورهای معمولی تصفیه آب هستند و حاوی اکسیدها و سولفیدهای نیکل، کبالت، مولیبدن و تنگستن بر روی پایه های مختلف - آلومینا فعال، آلومینوسیلیکات یا زئولیت های خاص هستند. در مرحله دوم، ماده خام آماده و خالص شده، حاوی بیش از 0.01٪ گوگرد و بیش از 0.0001٪ نیتروژن، تحت هیدروکراکینگ سخت اولیه بر روی کاتالیزورهای مبتنی بر پالادیوم یا پلاتین بر روی یک حامل - زئولیت های نوع Y قرار می گیرد.

هیدروکراکینگ فراکسیون های نفت گاز سنگین برای تولید بنزین، سوخت جت و دیزل و همچنین برای بهبود کیفیت روغن ها، سوخت دیگ بخار و مواد اولیه پیرولیز و کراکینگ کاتالیزوری استفاده می شود. هیدروکراکینگ تقطیرهای خلاء کم گوگرد به بنزین در یک مرحله بر روی کاتالیزورهای سولفیدی مقاوم در برابر مسمومیت با ترکیبات ناهم آلی در دمای 340-420 درجه سانتی گراد و فشار 10-20 مگاپاسکال با بازده بنزین 30- انجام می شود. 40 درصد و تا 80-90 جلد. ٪. اگر ماده خام حاوی بیش از 1.5 درصد گوگرد و 0.003-0.015 درصد نیتروژن باشد، در مرحله اول از فرآیند دو مرحله ای با هیدروتراسیون ماده خام استفاده می شود. هیدروکراک در مرحله دوم در دمای 290-380 درجه سانتی گراد و فشار 7-10 مگاپاسکال رخ می دهد. خروجی بنزین به 70-120 ولت می رسد. ٪ برای مواد خام، بنزین سبک حاصل تا دمای 190 درجه سانتیگراد به عنوان یک جزء با اکتان بالا در بنزین تجاری استفاده می شود، بنزین سنگین می تواند برای اصلاح ارسال شود. هیدروکراک کردن نفت گازهای سنگین به بخش های میانی (جت و سوخت دیزل) نیز در یک یا دو مرحله انجام می شود.

در جریان بنزین، تا 85 درصد سوخت جت یا گازوئیل را تهیه کنید. به عنوان مثال، فرآیند هیدروکراکینگ نفت گاز خلاء یک مرحله ای خانگی بر روی کاتالیزور حاوی زئولیت از نوع GK-8 می تواند تا 52 درصد سوخت جت یا تا 70 درصد سوخت دیزل زمستانی با محتوای هیدروکربن آروماتیک 5 تولید کند. -7 درصد هیدروکراکینگ عرقیات خلاء روغن های گوگردی در دو مرحله انجام می شود. با گنجاندن هیدروکراکینگ در طرح فناوری یک پالایشگاه، انعطاف پذیری بالایی در تولید محصولات تجاری آن حاصل می شود.

در همان تاسیسات هیدروکراکینگ، گزینه های مختلفی برای تولید بنزین، جت یا سوخت دیزل با تغییر رژیم تکنولوژیکی هیدروکراکینگ و واحد تصحیح شکنش محصولات واکنش امکان پذیر است. به عنوان مثال، نسخه بنزینی یک کسر بنزین با بازده تا 51٪ مواد خام و یک کسر سوخت دیزل 180-350 درجه سانتیگراد با بازده 25٪ از مواد خام تولید می کند. کسر بنزین به بنزین سبک C5-C6 با RON = 82 و بنزین سنگین Su-Syu با RON = 66 با محتوای گوگرد تا 0.01٪ تقسیم می شود. کسر Cy-C^ را می توان به اصلاح کاتالیزوری فرستاد تا عدد اکتان آن را افزایش دهد. کسر دیزل دارای عدد ستان 50-55، بیش از 0.01٪ گوگرد و نقطه ریزش بالاتر از منفی 10 درجه سانتیگراد (جزء سوخت دیزل تابستانی) نیست.

بر خلاف کراکینگ کاتالیستی، گازهای C3-C4 و کسرهای مایع هیدروکراکینگ فقط حاوی هیدروکربن های پایدار اشباع هستند و عملاً حاوی ترکیبات هتروآلی نیستند؛ آنها نسبت به روغن گازهای کراکینگ کاتالیستی معطر کمتری دارند. با گزینه سوخت جت، می توان تا 41٪ از کسر 120-240 درجه سانتیگراد را بدست آورد که شرایط استاندارد سوخت جت را برآورده می کند. با گزینه دیزل سوخت می توان 47 یا 67 درصد از کسر سوخت دیزل را با عدد ستان حدود 50 تولید کرد.

یک منطقه امیدوارکننده هیدروکراکینگ، فرآوری فراکسیون های نفتی (تقطیر خلاء و روغن های دسفالت شده) است. هیدروژناسیون عمیق فراکسیون های نفتی، شاخص ویسکوزیته آنها را از 36 به 85-140 افزایش می دهد در حالی که محتوای گوگرد را از 2 به 0.04-0.10٪ کاهش می دهد، کک سازی تقریباً یک مرتبه کاهش می یابد و نقطه ریزش کاهش می یابد. با انتخاب حالت فن آوری هیدروکراکینگ، تقریباً از هر روغنی می توان بخش های روغن پایه با شاخص ویسکوزیته بالا را بدست آورد. در حین هیدروکراکینگ فراکسیون های نفتی، واکنش های هیدروایزومریزاسیون آلکان های معمولی (در دماهای بالاتر جامد می شوند) رخ می دهد، بنابراین هیدروایزومریزاسیون نقطه ریزش را کاهش می دهد (به دلیل افزایش ایزوپارافین ها در روغن ها) و نیاز به موم زدایی روغن ها با حلال ها را بی نیاز می کند. هیدروایزومریزاسیون فراکسیون نفت سفید-گاز بر روی کاتالیزورهای دو کاره آلومینیوم-پلاتین یا سولفیدهای نیکل و تنگستن روی اکسید آلومینیوم، دستیابی به سوخت دیزل با نقطه ریزش تا منفی 35 درجه سانتیگراد را ممکن می سازد.

هیدروکراکینگ، ترکیبی از ریفورمینگ و هیدروکراکینگ انتخابی، که انتخابی نامیده می شود، تعداد اکتان ریفرمیت ها یا رافینیت (پس از جداسازی هیدروکربن های آروماتیک) را به میزان 10-15 در دمای حدود 360 درجه سانتی گراد، فشار 3 مگاپاسکال و یک هیدروژن حاوی افزایش می دهد. نرخ جریان گاز 1000 نانومتر مکعب بر متر مکعب ماده خام روی کاتالیزور حاوی زئولیت با اندازه پنجره ورودی 0.50-0.55 نانومتر با فلزات فعال گروه پلاتین، نیکل یا با اکسیدها یا سولفیدهای مولیبدن و تنگستن. با حذف انتخابی آلکان های معمولی از بخش های نفت سفید و دیزل، نقطه ریزش سوخت جت و گازوئیل به منفی 50-60 درجه سانتیگراد کاهش می یابد و نقطه ریزش روغن ها را می توان از 6 به منفی 40-50 درجه سانتیگراد کاهش داد.

Hydrodearomatization فرآیند اصلی برای تولید سوخت جت با کیفیت بالا از مواد خام مستقیم (با میزان آرن 14-35٪) و ثانویه (با محتوای آرن تا 70٪) است. سوخت جت برای هوانوردی مافوق صوت، به عنوان مثال T-6، نباید بیش از 10 می باشد. درصد هیدروکربن های معطر بنابراین، ارتقاء بخش های سوخت جت با عملیات هیدرولیکی در حالت هیدرودی آروماتیزاسیون انجام می شود. اگر ماده اولیه کمتر از 0.2 درصد گوگرد و کمتر از 0.001 درصد نیتروژن داشته باشد، هیدروکراکینگ در یک مرحله روی کاتالیزور زئولیت پلاتین در دمای 280-340 درجه سانتی گراد و فشار 4 مگاپاسکال با درجه حذف انجام می شود. (تبدیل) آرن ها تا 75-90%.

در مقادیر بالاتر گوگرد و نیتروژن در ماده خام، هیدروکراکینگ در دو مرحله انجام می شود. مواد خام بازیافتی تحت شرایط سخت تری در دمای 350-400 درجه سانتی گراد و فشار 25-35 مگاپاسکال پردازش می شوند. هیدروکراکینگ فرآیندی بسیار پرهزینه است (مصرف بالای هیدروژن، تجهیزات پرفشار گران قیمت)، اما مدت‌هاست که به طور گسترده در صنعت استفاده می‌شود. مزایای اصلی آن انعطاف پذیری تکنولوژیکی فرآیند است (توانایی تولید محصولات هدف مختلف در یک تجهیزات: بخش های بنزین، نفت سفید و دیزل از طیف گسترده ای از مواد خام: از بنزین سنگین تا بخش های باقیمانده نفت). بازده سوخت جت از 2-3 به 15٪ برای نفت و بازده سوخت دیزل زمستانی - از 10-15 به 100٪ افزایش می یابد. کیفیت بالای محصولات حاصل مطابق با الزامات مدرن.

فرآیندهای تصفیه آب به طور گسترده در صنایع پالایش نفت و پتروشیمی استفاده می شود. از آنها برای تولید بنزین با اکتان بالا، بهبود کیفیت سوخت دیزل، جت و دیگ بخار و روغن های نفتی استفاده می شود. تصفیه آب گوگرد، نیتروژن، ترکیبات اکسیژن و فلزات را از فراکسیون های نفتی حذف می کند، محتوای ترکیبات معطر را کاهش می دهد و هیدروکربن های غیر اشباع را با تبدیل آنها به مواد و هیدروکربن های دیگر حذف می کند. در این حالت، گوگرد، نیتروژن و اکسیژن تقریباً به طور کامل هیدروژنه می شوند و در محیط هیدروژن به سولفید هیدروژن H2S، آمونیاک NH3 و آب H20 تبدیل می شوند، ترکیبات آلی فلزی با آزاد شدن فلز آزاد به میزان 75-95٪ تجزیه می شوند که گاهی اوقات کاتالیزور است. سم برای تصفیه آب از انواع کاتالیزورها استفاده می شود که در برابر مسمومیت توسط سموم مختلف مقاوم هستند. اینها اکسیدها و سولفیدهای فلزات گران قیمت هستند: نیکل نیکل، شرکت کبالت، مولیبدن مو و تنگستن W، روی اکسید آلومینیوم A1203 با سایر مواد افزودنی. اکثر فرآیندهای تصفیه آب از کاتالیزورهای آلومینیوم-کبالت-مولیبدن (ACM) یا آلومینیوم-نیکل-مولیبدن (ANM) استفاده می کنند. کاتالیزورهای ANM ممکن است یک افزودنی زئولیت (نوع G-35) داشته باشند. این کاتالیزورها معمولاً به صورت گرانول های استوانه ای نامنظم با اندازه 4 میلی متر و چگالی ظاهری 640-740 کیلوگرم بر متر مکعب تولید می شوند. هنگام راه‌اندازی راکتورها، کاتالیزورها با مخلوط گازی از سولفید هیدروژن و هیدروژن سولفید می‌شوند (فرایند سولفوریزاسیون). کاتالیزورهای ANM و آلومینیوم - کبالت - تنگستن (AKV) برای عملیات هیدرولیکی عمیق مواد خام سنگین و بسیار معطر، پارافین‌ها و روغن‌ها طراحی شده‌اند. بازسازی کاتالیزورها برای سوزاندن کک از سطح آن در دمای 530 درجه سانتیگراد انجام می شود. فرآیندهای تصفیه آب معمولاً به دمای 320-420 درجه سانتیگراد و فشار 2.5-4.0 و کمتر 7-8 مگاپاسکال محدود می شوند. مصرف گاز حاوی هیدروژن (HCG) از 100 تا 600 تا 1000 نانومتر مکعب بر متر مکعب ماده خام بسته به نوع ماده خام، کمال کاتالیزور و پارامترهای فرآیند متغیر است.

هیدروتراسیون فراکسیون های بنزین عمدتاً در آماده سازی آنها برای اصلاح کاتالیزوری استفاده می شود. دمای تصفیه آب 320-360 درجه سانتیگراد، فشار 3-5 مگاپاسکال، مصرف VSG 200-500 نانومتر مکعب بر متر مکعب مواد خام. هنگام تصفیه بخش های بنزینی کراکینگ کاتالیزوری و حرارتی، مصرف VSG بیش از 400-600 نانومتر مکعب بر متر مکعب از مواد خام است.

هیدروکربن فراکسیون های نفت سفید بر روی یک کاتالیزور فعال تر با فشار تا 7 مگاپاسکال برای کاهش محتوای گوگرد به کمتر از 0.1٪ و هیدروکربن های آروماتیک تا 10-18 می انجام می شود. ٪.

بیش از 80 تا 90 درصد فراکسیون ها در دمای 350-400 درجه سانتی گراد و فشار 3-4 مگاپاسکال با مصرف VSG 300-600 نانومتر مکعب بر متر مکعب مواد خام روی کاتالیزورهای AKM تحت عملیات هیدرولیکی فراکسیون های دیزل قرار می گیرند. درجه گوگرد زدایی به 85-95٪ یا بیشتر می رسد. برای افزایش تعداد ستان فراکسیون های دیزلی که از محصولات واکنش ترک خوردگی کاتالیستی و حرارتی منشا می گیرند، بخشی از هیدروکربن های آروماتیک روی کاتالیزورهای فعال در دمای حدود 400 درجه سانتی گراد و فشار تا 10 مگاپاسکال حذف می شود.

تصفیه آب تقطیرهای خلاء (روغن گاز) برای استفاده به عنوان مواد اولیه برای کراکینگ کاتالیستی، هیدروکراکینگ و کک سازی (برای تولید کک کم گوگرد) در دمای 360-410 درجه سانتی گراد و فشار 4-5 مگاپاسکال انجام می شود. در این حالت، 90-94٪ گوگرد زدایی حاصل می شود، محتوای نیتروژن 20-25٪ کاهش می یابد، فلزات - 75-85٪، آرن - 10-12٪، توانایی کک کردن - 65-70٪ کاهش می یابد.

آب درمانی روغن ها و پارافین ها. هیدروتریک روغن های پایه نسبت به تمیز کردن کلاسیک اسید سولفوریک با عملیات پس از تماس روغن ها پیشرفته تر است. تصفیه آب روغن ها بر روی کاتالیزورهای AKM و ANM در دمای 300-325 درجه سانتیگراد و فشار 4 مگاپاسکال انجام می شود. تصفیه آب روغن ها بر روی یک کاتالیزور آلومینیوم-مولیبدن با پروموترها باعث می شود که دما به 225-250 درجه سانتیگراد و فشار به 2.7-3.0 مگاپاسکال کاهش یابد. تصفیه آب پارافین ها، سرزین ها و پترولاتوم ها برای کاهش محتوای گوگرد، ترکیبات رزینی، هیدروکربن های غیر اشباع، برای بهبود رنگ و پایداری (مانند روغن ها) انجام می شود. فرآیند استفاده از کاتالیزورهای AKM و ANM مشابه عملیات هیدرولیکی روغن ها است. همچنین از کاتالیزورهای سولفیددار آلومینیوم-کروم-مولیبدن و نیکل- تنگستن-آهن نیز استفاده شده است.

تصفیه آب باقیمانده نفت معمولاً در 45-55 می از روغن به دست می آید. درصد باقیمانده‌ها (روغن‌های سوختی و قطران) حاوی مقادیر زیادی گوگرد، نیتروژن و ترکیبات آلی فلزی، رزین‌ها، آسفالتین‌ها و خاکستر. برای درگیر کردن این پسماندها در پردازش کاتالیزوری، تصفیه بقایای روغن ضروری است. تصفیه با آب باقیمانده های نفتی گاهی اوقات گوگردزدایی هیدرولیک نامیده می شود، اگرچه نه تنها گوگرد، بلکه فلزات و سایر ترکیبات نامطلوب نیز حذف می شود. هیدروسولفورزدایی نفت کوره در دمای 370-430 درجه سانتی گراد و فشار 10-15 مگاپاسکال بر روی کاتالیزورهای AKM انجام می شود. بازده نفت کوره با محتوای گوگرد تا 0.3٪ 97-98٪ است. همزمان نیتروژن، رزین ها، آسفالتین ها حذف شده و ارتقای جزئی مواد اولیه رخ می دهد. عملیات هیدرولیکی تارها کار پیچیده‌تری نسبت به عملیات هیدرولیکی روغن‌های سوختی است، زیرا فلززدایی و آسفالت‌زدایی قابل توجهی تارها باید به صورت مقدماتی یا مستقیم در طول فرآیند هیدروسولفورزدایی انجام شود. الزامات ویژه ای برای کاتالیزورها اعمال می شود، زیرا کاتالیزورهای معمولی به دلیل ذخایر بزرگ کک و فلزات به سرعت فعالیت خود را از دست می دهند. اگر کک در حین بازسازی سوخته شود، برخی از فلزات (نیکل، وانادیوم و غیره) کاتالیزورها را مسموم می کنند و فعالیت آنها معمولاً در طی بازسازی اکسیداتیو بازسازی نمی شود. بنابراین، هیدرودمتالیزاسیون باقیمانده ها باید قبل از عملیات هیدرولیکی باشد، که باعث می شود مصرف کاتالیزورهای هیدرولیتر را 3-5 برابر کاهش دهد.

راکتورهای هیدروکراکینگ و هیدروترکینگ بستر ثابت به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند و از نظر طراحی تا حد زیادی شبیه به راکتورهای اصلاح کننده کاتالیستی هستند. راکتور یک دستگاه عمودی استوانه ای شکل با کف کروی با قطر 2-3 تا 5 متر و ارتفاع 10-24 و حتی 40 متر است.در فشارهای فرآیند بالا ضخامت دیواره به 120-250 میلی متر می رسد. معمولاً از یک بستر ثابت کاتالیزور استفاده می شود. اما گاهی اوقات به دلیل آزاد شدن مقدار زیادی گرما در طی واکنش های هیدروکراکینگ گرمازا، خنک کردن فضای داخلی راکتور با وارد کردن مبرد به هر منطقه ضروری می شود. برای انجام این کار، حجم راکتور به 2-5 ناحیه (بخش) تقسیم می شود که هر یک دارای یک توری نگهدارنده برای ریختن کاتالیزور، اتصالات جانبی برای بارگیری و تخلیه کاتالیزور، دستگاه های توزیع برای مخلوط بخار و گاز و نیز هستند. به عنوان اتصالات و توزیع کننده برای معرفی خنک کننده - گاز در گردش سرد برای حذف گرمای واکنش و تنظیم دمای مورد نیاز در طول ارتفاع راکتور. لایه کاتالیزور یک راکتور تک بخش تا 3-5 متر یا بیشتر ارتفاع دارد و در راکتورهای چند بخش - تا 5-7 متر یا بیشتر. مواد خام از طریق اتصالات فوقانی وارد دستگاه می شود و محصولات واکنش از طریق اتصالات پایینی از راکتور خارج می شوند و از بسته های مخصوص توری و توپ های چینی عبور می کنند تا کاتالیزور را حفظ کنند. دستگاه‌های فیلتر (سیستمی از نازل‌های سوراخ‌دار و مش‌های فلزی) در بالای راکتور نصب می‌شوند تا محصولات خوردگی را از مواد اولیه گاز بخار جمع‌آوری کنند. برای دستگاه های پرفشار (10-32 مگاپاسکال)، الزامات خاصی بر روی طراحی محفظه و دستگاه های داخلی اعمال می شود.

بازسازی کاتالیزورها با سوزاندن اکسیداتیو کک انجام می شود. بازسازی از بسیاری جهات شبیه به بازسازی کاتالیزورهای اصلاح کننده کاتالیستی است، اما ویژگی های خاص خود را نیز دارد. پس از جدا کردن راکتور از ماده خام، فشار را کاهش داده و با استفاده از VSG به گردش در آورید. برای انواع سنگین مواد خام، کاتالیزور را با حلال، بنزین یا سوخت دیزل در دمای 200-300 درجه سانتیگراد بشویید. سپس VSG با یک گاز بی اثر (بخار آب) جایگزین می شود. در مورد احیای گاز-هوا، فرآیند شبیه به بازسازی کاتالیزورهای اصلاح کننده است. در طول بازسازی بخار-هوا، سیستم ابتدا با گاز بی اثر پاک می شود تا زمانی که محتوای هیدروژن باقیمانده از 0.2 vol بیشتر نباشد. ٪، سپس گاز بی اثر با بخار آب جایگزین می شود و تحت شرایطی که از تراکم بخار آب جلوگیری می کند (دما در خروجی کوره 300-350 درجه سانتی گراد، فشار در راکتور حدود 0.3 مگاپاسکال) به دودکش کوره لوله تخلیه می شود. سپس، کاتالیزور با سوزاندن کک در غلظت اکسیژن در مخلوطی که بیش از 0.1 حجم نباشد تا دمای 370-420 درجه سانتیگراد گرم می شود. ٪ افزایش جریان هوا در غلظت اکسیژن تا 1.0-1.5 vol. ٪ دمای کاتالیزور به 500-520 درجه سانتیگراد افزایش می یابد (اما نه بیشتر از 550 درجه سانتیگراد). با نظارت بر کاهش غلظت CO2 در گازهای دودکش، تصمیمی برای توقف بازسازی گرفته می شود، که زمانی تکمیل می شود که محتوای اکسیژن در گازهای دودکش به محتوای اکسیژن موجود در مخلوط در ورودی به راکتور نزدیک شود. احیای بخار-هوا ساده‌تر است و در فشارهای پایین‌تر از 0.3 مگاپاسکال با استفاده از بخار آب از شبکه کارخانه اتفاق می‌افتد. بخار آب با هوا مخلوط شده و از طریق یک کوره لوله ای به راکتور وارد می شود و گازهای دودکش به داخل دودکش کوره لوله تخلیه می شود.

کارخانه های تصفیه هیدرولیکی و هیدروکراکینگ صنعتی. تاسیسات معمولی دوره 1956-1965. برای تصفیه هیدروژنی سوخت دیزل واحدهای دو مرحله ای با ظرفیت 0.9 میلیون تن مواد خام در سال، نوع L-24-6 بود؛ هیدرولیتراسیون فراکسیون های بنزین در واحدهای جداگانه با ظرفیت 0.3 میلیون تن انجام شد. مواد اولیه / سال در سال 1965-1970 واحدهای تصفیه آب برای فراکسیون های مختلف تقطیر با ظرفیت 1.2 میلیون تن در سال، از نوع L-24-7، LG-24-7، LCh-24-7، معرفی شدند. فراکسیون های بنزین در بلوک های واحدهای رفرمینگ ترکیبی با ظرفیت 0.3 و 0.6 میلیون تن در سال خالص سازی شدند. بخش های نفت سفید در واحدهای تصفیه هیدروژنی سوخت دیزل که قبلاً برای این اهداف مجهز شده بودند، خالص شدند. از سال 1970، گیاهان بزرگ شده با انواع و اهداف مختلف به طور گسترده معرفی شده اند - هر دو نوع مستقل J1-24-9 و J14-24-2000، و به عنوان بخشی از گیاهان ترکیبی JlK-bu (بخش 300) با ظرفیت 1 به 2 میلیون تن در سال. طرح‌های فن‌آوری برای سوخت‌های جت و گازوئیل تصفیه هیدروژنی از بسیاری جهات شبیه به طرح واحد تصفیه آب برای فراکسیون‌های بنزین است - ماده خام واحدهای اصلاح کاتالیزوری.

تاسیسات برای سولفورزدایی از سوخت دیگ بخار، روغن های سوختی و قطران از نوع 68-6 در راکتورهایی با بستر سیال سه فاز کار می کنند. ظرفیت نصب بسته به ماده اولیه می تواند از 1.25 میلیون تن در سال قطران گوگردی تا 2.5 میلیون تن در سال نفت کوره گوگرد متغیر باشد. فشار فرآیند 15 مگاپاسکال، دما 360-390 درجه سانتیگراد، مصرف VSG 1000 نانومتر مکعب بر متر مکعب از مواد خام است. کاتالیزور AKM به صورت ذرات اکسترود شده با قطر 0.8 میلی متر و ارتفاع 3-4 میلی متر استفاده می شود. کاتالیزور در راکتور بازسازی نمی شود، اما در مقادیر کم حذف می شود و هر 2 روز یک بار با یک قسمت تازه جایگزین می شود. مخزن راکتور چند لایه با ضخامت دیواره 250 میلی متر است، وزن راکتور حدود 800 تن است.

در اینجا نام فرآیندهای هیدروکراکینگ و هیدروتریکینگ شرکت های خارجی آمده است:

فرآیندهای هیدروژناسیون مدرن شرکت Union Oil: فرآیند Unicracking/DP، که شامل دو راکتور هیدروتریکاسیون و انتخابی هیدرودیواکس برای پردازش مواد خام - کسرهای دیزل و روغن‌های گاز خلاء برای تولید سوخت دیزل با انجماد کم است (نقطه ریزش گاهی به منفی 80 درجه سانتیگراد) حاوی 0.002٪ گوگرد، کمتر از 10٪ آروماتیک در کاتالیزورهای NS-K و NS-80 با تبدیل خوراک 20٪؛ فرآیند Unicracking با تبدیل جزئی 80 درصد مواد خام - روغن‌های گاز خلاء برای تولید سوخت دیزل حاوی 0.02 درصد گوگرد، کمتر از 10 درصد آروماتیک در کاتالیزور پیش‌هیدروتراسیون NS-K و کاتالیزور زئولیت بهبود یافته DHC-32، این فرآیند می‌تواند همچنین در کار پالایشگاه با گزینه بنزین در طرح آماده سازی مواد خام برای کراکینگ کاتالیزوری استفاده شود. فرآیند Unicracking با تبدیل 100% کامل مواد اولیه - روغن‌های گاز وکیوم با نقطه جوش انتهایی 550 درجه سانتیگراد برای تولید سوخت‌های جت و دیزل سازگار با محیط زیست حاوی 0.02% گوگرد، 4 و 9% آروماتیک بر روی کاتالیزور کروی آمورف DHC-8. چرخه عملکرد کاتالیزور 2-3 سال است، که حداکثر بازدهی تقطیرهای با کیفیت بالا، به ویژه سوخت دیزل را تضمین می کند. فرآیند "یونیسار" با تبدیل 10 درصد در کاتالیزور جدید AS-250 برای کاهش مؤثر محتوای معطر تا 15 درصد در سوخت‌های جت و دیزل (هیدروآروماتیزاسیون)، به ویژه برای تولید سوخت‌های دیزل از سخت‌افزارهای خام توصیه می‌شود. موادی مانند روغن‌های گاز سبک ناشی از کراکینگ کاتالیستی و کک‌سازی. فرآیند AN-Unibon از شرکت UOP برای تصفیه آب و هیدروفینینگ سوخت های دیزلی از نوع AR-10 و AR-10/2 (دو مرحله) تا محتوای گوگرد 0.01 وزنی. درصد و آروماتیک تا 10 جلد. درصد با عدد ستان 53 در فشارهای فرآیند 7/12 و 5/8 مگاپاسکال (دو مرحله).

برای فرمول بندی مجدد (هیدروفرآوری کنترل شده) باقیمانده های نفت در عمل جهانی، به ویژه، از فرآیندهای زیر استفاده می شود: تصفیه آب - فرآیند RCD Unionfining شرکت Union Oil برای کاهش محتوای گوگرد، نیتروژن، آسفالتین ها، فلزات و کاهش خواص کک سازی. مواد خام باقیمانده (بقایای خلاء و آسفالت در فرآیندهای آسفالت زدایی) به منظور به دست آوردن سوخت دیگ بخار کم گوگرد با کیفیت بالا یا برای پردازش بیشتر در هنگام هیدروکراکینگ، کک سازی، ترک خوردگی کاتالیزوری مواد خام باقیمانده. تصفیه آب - فرآیند شورون RDS/VRDS از نظر هدف مشابه فرآیند قبلی است، در حالی که مواد خام با ویسکوزیته 100 درجه سانتیگراد تا 6000 میلی‌متر مربع بر ثانیه با محتوای فلز تا 0.5 گرم در کیلوگرم پردازش می‌شوند. هیدرومتالیزاسیون مواد خام)، از فناوری جایگزینی کاتالیزور در حین پرواز استفاده می شود که امکان تخلیه کاتالیزور را از راکتور و جایگزینی آن با کاتالیزور تازه در حالی که عملکرد طبیعی در راکتورهای موازی حفظ می کند، امکان پذیر است که فرآیند بسیار زیادی را ممکن می سازد. مواد خام سنگین با نصب بیش از یک سال؛ هیدروویس شکن - فرآیند "Aqvaconversion" از شرکت های "Intevep SA"، "UOP"، "Foster Wheeler" کاهش قابل توجهی در ویسکوزیته (بیشتر در مقایسه با ویسکوزیته) سوخت دیگ های سنگین با تبدیل بالاتر مواد خام، و همچنین به شما امکان می دهد تا با وارد کردن ترکیبی از دو کاتالیزور بر اساس فلزات پایه به مواد خام به همراه آب (بخار) هیدروژن را از آب تحت فرآیندهای اساسی بدست آورید. هیدروکراکینگ - فرآیند "LC-Fining" از شرکت های "ABB Lummus"، "Oxy Research"، "British Petroleum" برای گوگرد زدایی، فلز زدایی، کاهش کک سازی و تبدیل پسماندهای اتمسفر و خلاء با تبدیل مواد اولیه 40- 77٪، درجه گوگرد زدایی 60-90٪، فلززدایی کامل 50-98٪ و کاهش کک سازی به میزان 35-80٪، در حالی که در راکتور کاتالیزور با جریان صعودی مایع مواد خام در حالت تعلیق نگه داشته می شود. به عنوان مثال، قطران) مخلوط با هیدروژن. هیدروکراکینگ - فرآیند "H-Oil" (شکل 2.23) برای پردازش هیدرولیکی مواد خام باقیمانده و سنگین، مانند قطران، در دو یا سه راکتور با بستر کاتالیست معلق؛ در طول فرآیند، کاتالیزور را می توان اضافه و حذف کرد. از راکتور، فعالیت و درجه تبدیل تار آن را از 30 تا 80٪ حفظ می کند. تصفیه هیدرولیکی مواد خام باقیمانده - فرآیند Nusop Shell از همه راکتورهای مخفی (یک یا چند راکتور بسته به محتوای فلزی مواد خام) با بستر کاتالیست متحرک برای به روز رسانی دائمی کاتالیزور در راکتورها (0.5-2.0٪ از کل کاتالیزور در هر راکتور) استفاده می کند. روز ) در این حالت می توان از دو راکتور با بستر ثابت کاتالیزور بعد از راکتورهای پناهگاهی نیز استفاده کرد؛ در صورت لزوم، یک راکتور هیدروکراکینگ در طرح گنجانده شده است تا تبدیل مواد خام برای فشارهای فرآیند 10-20 مگاپاسکال و دما را افزایش دهد. 370-420 درجه سانتیگراد (شکل 2.24).

مهم‌ترین دستاورد سال‌های اخیر در فناوری تولید سوخت‌های جت و گازوئیل کم انجماد بدون گوگرد و روغن‌های پایه با شاخص بالا، ایجاد فرآیندهای هیدروژناسیون به نام «ایزوکراکینگ» توسط شرکت‌های شورون به همراه ABB است.

Lummus» که هیدروکراکینگ را با تبدیل 40-60% (نفت)، 50-60، 70-80 یا 100% (دیزل) روغن گازهای خلاء 360-550 درجه سانتیگراد یا روغن گازهای خلاء سنگین 420-570 درجه انجام می دهند. C، محتوای گوگرد را به 0.01-0.001٪ (سوخت دیزل) یا تا 0.005٪ (روغن) کاهش دهید، محتوای معطر را بسته به مارک کاتالیزور (آمورف-زئولیت یا زئولیت) ICR-117 به 1-10٪ برسانید. 120، 139، 209 و غیره، تعداد مراحل واکنش (یک یا دو)، فشار در راکتورها (کمتر از 10 یا بیشتر از 10 مگاپاسکال)، استفاده از سیستم های بازیافت، و همچنین هیدروایزومریزاسیون انتخابی n- پارافین ها این فرآیند، در حالت با هیدروایزوواکسینگ، پردازش روغن‌های گاز وکیوم سنگین با حداکثر بازده روغن‌های روان‌کننده با شاخص بالا (IV = 110-130) را ممکن می‌سازد و همزمان سوخت دیزل با انجماد کم تولید می‌کند. برخلاف هیدرودپارافینیزاسیون که در آن n-پارافین ها حذف می شوند، در این فرآیند هیدروایزومریزه می شوند. یک تغییر متمایز در سال های اخیر هیدروکراکینگ (با سطح تبدیل بالا) استفاده از راه حل های تکنولوژیکی اضافی برای حذف آروماتیک های چند هسته ای سنگین (HMA) از مایع بازیافتی (جداسازی داغ، جذب انتخابی TMA و غیره) در سیستم های هیدروکراکینگ با بازیافت TMA (آروماتیک با 11 حلقه یا بیشتر) که در حین کار تشکیل می شود، در محصولات تجاری نامطلوب است؛ کارایی کاتالیزور را کاهش می دهد، روی سطوح سردتر تجهیزات و خطوط لوله رسوب می کند و عملکرد نصب را مختل می کند.

هیدروکراکینگ یک فرآیند کاتالیزوری برای فرآوری مقطرها و بقایای نفتی در دماهای متوسط ​​و فشار هیدروژن بالا بر روی کاتالیزورهای چندکاره با خواص هیدروژنه و اسیدی است. فرآیندهای هیدروکراکینگ انتخابی و اثر الک).

هیدروکراکینگ با انتخاب کاتالیزورها و شرایط تکنولوژیکی مناسب، طیف وسیعی از فرآورده های نفتی با کیفیت بالا (گازهای مایع C 3 - C 4، بنزین، سوخت جت و دیزل، اجزای نفت) با بازده بالا را ممکن می سازد. یکی از فرآیندهای مقرون به صرفه، انعطاف پذیر و عمیق است که پالایش نفت را عمیق تر می کند.

1. هیدروکراکینگ سبک نفت گاز خلاء

با توجه به روند مداوم رشد شتابان تقاضای سوخت دیزل نسبت به بنزین موتور در خارج از کشور، از سال 1980، اجرای صنعتی واحدهای هیدروکراکینگ سبک (LHC) تقطیرهای خلاء آغاز شده است که امکان تولید مقادیر قابل توجهی سوخت دیزل را فراهم می کند. به طور همزمان با مواد خام کم گوگرد برای کراکینگ کاتالیزوری. معرفی فرآیندهای JIGC ابتدا با بازسازی کارخانه‌های سولفورزدایی هیدرولیک که قبلاً برای مواد خام کراکینگ کاتالیزوری کار می‌کردند، سپس با ساخت کارخانه‌های جدید با طراحی ویژه انجام شد.

فناوری داخلی فرآیند LGK در اوایل دهه 1970 در مؤسسه تحقیقات علمی سراسر روسیه NP توسعه یافت، اما هنوز اجرای صنعتی را دریافت نکرده است.

مزایای فرآیند LHA نسبت به هیدروسولفورزدایی:

انعطاف‌پذیری تکنولوژیکی بالا، که بسته به تقاضا برای سوخت موتور، اجازه می‌دهد تا به راحتی نسبت سوخت دیزل را تغییر (تنظیم) کند: بنزین در حالت حداکثر تبدیل به سوخت دیزل یا گوگردزدایی عمیق برای به دست آوردن حداکثر مقدار مواد خام کراکینگ کاتالیزوری. ;

با توجه به تولید سوخت دیزل توسط LGK، ظرفیت واحد کراکینگ کاتالیزوری به همان نسبت تخلیه می شود که این امکان را فراهم می کند تا سایر منابع مواد اولیه را در فرآوری مشارکت دهند.

فرآیند LGC داخلی یک مرحله‌ای نفت گاز خلاء 350...500 درجه سانتی‌گراد بر روی کاتالیزور ANMC در فشار 8 مگاپاسکال، دمای 420...450 درجه سانتی‌گراد، نرخ جریان حجمی خام انجام می‌شود. مواد 1.0 ... 1.5 h -1 و نسبت گردش VSG حدود 1200 m 3 / m 3 .

هنگام پردازش مواد خام با محتوای فلز بالا، فرآیند LGK در یک یا دو مرحله در یک راکتور چند لایه با استفاده از سه نوع کاتالیزور انجام می‌شود: منافذ گسترده برای هیدرودمتالیزاسیون (T-13)، با فعالیت هیدروسولفورزدایی بالا (GO-116). ) و زئولیت حاوی برای هیدروکراکینگ (GK-35). در فرآیند LGC نفت گاز خلاء، می توان تا 60٪ سوخت دیزل تابستانی با محتوای گوگرد 0.1٪ و نقطه ریزش 15 درجه سانتی گراد به دست آورد (جدول 8.20).

نقطه ضعف فرآیند LGK یک مرحله ای، چرخه کاری کوتاه (3...4 ماه) است. نسخه زیر از فرآیند که در مؤسسه تحقیقات علمی تمام روسیه NP توسعه یافته است، یک LGK دو مرحله ای با چرخه بازسازی بین 11 ماهه است. - برای ترکیب با واحد کراکینگ کاتالیزوری نوع G-43-107u توصیه می شود.

هیدروکراکینگ تقطیر خلاء در 15 مگاپاسکال

هیدروکراکینگ یک فرآیند کاتالیزوری موثر و بسیار انعطاف‌پذیر است که امکان یک راه‌حل جامع برای مشکل پردازش عمیق تقطیرهای خلاء (GVD) با تولید طیف گسترده‌ای از سوخت‌های موتور مطابق با الزامات و نیازهای مدرن برای سوخت‌های خاص را فراهم می‌کند.

فرآیند هیدروکراکینگ تقطیر خلاء تک مرحله ای در یک راکتور چند لایه (حداکثر پنج لایه) با چندین نوع کاتالیزور انجام می شود. برای اطمینان از اینکه گرادیان دما در هر لایه از 25 درجه سانتیگراد تجاوز نمی کند، یک VSG خنک کننده (کوئنچ) بین لایه های جداگانه کاتالیزور و دستگاه های توزیع تماس نصب شده است تا از انتقال گرما و جرم بین گاز و جریان واکنش دهنده و یکنواخت اطمینان حاصل شود. توزیع جریان گاز-مایع روی لایه کاتالیزور. قسمت بالایی راکتور به جاذب های انرژی جنبشی جریان، جعبه های مشبک و فیلترهایی برای جذب محصولات خوردگی مجهز شده است.

در شکل شکل 8.15 نمودار جریان شماتیک یکی از دو بخش عملیاتی موازی واحد هیدروکراکینگ تک مرحله ای تقطیر خلاء 68-2k (با ظرفیت 1 میلیون تن در سال برای نسخه دیزلی یا 0.63 میلیون تن در سال برای تولید سوخت موشک).

مواد خام (350 ... 500 درجه سانتیگراد) و بقایای هیدروکراکینگ بازیافتی با VSG مخلوط می شوند، ابتدا در مبدل های حرارتی و سپس در یک کوره گرم می شوند. P-1به دمای واکنش رسیده و وارد راکتورها می شود R-1 (R-2و غیره.). مخلوط واکنش در مبدل های حرارتی مواد خام خنک می شود، سپس در خنک کننده های هوا و در دمای 45...55 درجه سانتی گراد به جداکننده فشار بالا فرستاده می شود. S-1، جایی که جداسازی به VSG و هیدروژناسیون ناپایدار رخ می دهد. VSG پس از تمیز کردن از H 2 S در جاذب K-4کمپرسور برای گردش عرضه می شود.

هیدروژنات ناپایدار از طریق یک شیر کاهنده فشار به جداکننده فشار پایین فرستاده می شود S-2، جایی که بخشی از گازهای هیدروکربنی جدا می شود و جریان مایع از طریق مبدل های حرارتی به ستون تثبیت تغذیه می شود. K-1برای تقطیر گازهای هیدروکربنی و بنزین سبک.

هیدروژنات پایدار بیشتر در یک ستون اتمسفر جدا می شود K-2 برای بنزین سنگین، سوخت دیزل (از طریق یک ستون سلب K-3) و کسری > 360 درجه سانتیگراد، بخشی از آن می تواند به عنوان بازیافت عمل کند، و مقدار تعادل می تواند به عنوان ماده خام برای تجزیه در اثر حرارت، پایه روغن های روان کننده و غیره باشد.

روی میز 8.21 تعادل مواد HCVD یک و دو مرحله ای را با گردش مجدد باقیمانده هیدروکراکینگ نشان می دهد (حالت فرآیند: فشار 15 مگاپاسکال، دمای 405 ... 410 درجه سانتیگراد، سرعت جریان حجمی مواد خام 0.7 ساعت - 1، سرعت گردش VSG 1500 متر 3 / متر مکعب).

از معایب فرآیندهای هیدروکراک می توان به مصرف بالای فلز، هزینه های سرمایه و عملیاتی بالا و هزینه بالای نصب هیدروژن و خود هیدروژن اشاره کرد.

روغن. مجتمع جدیدی برای پالایش نفت عمیق با استفاده از فناوری هیدروکراکینگ در روسیه ظاهر شده است. اما هنوز خیلی زود است که بگوییم شرکت های نفتی در حال حرکت از پالایش اولیه به پالایش عمیق هستند.

مجتمع جدید شامل یک واحد هیدروکراکینگ است که یک فناوری نسبتاً مدرن، اما گران قیمت است. "ف" در مورد آن بیشتر به ما گفت. الکساندر یاکولف، مدیر شرکت EPN-Consulting: "پیش از این، در روسیه، یک واحد هیدروکراکینگ تنها در Ufa در Ufaneftekhim کار می کرد. اما ضعیف کار می کرد - به طور مداوم بازسازی می شد. اکنون واحد دوم با استفاده از یک واحد جدید در پرم شروع به کار کرده است. فن آوری مدرن تر، که به شما امکان می دهد تولید محصولات نفتی سبک را افزایش دهید. با این حال، این فرآیند بسیار گران است، بنابراین در حال حاضر عمدتاً از کراکینگ کاتالیزوری استفاده می شود. ساخت کارخانه ای برای فرآوری 2 میلیون تن نفت در سال تقریباً 1.5 دلار هزینه دارد. 2 میلیارد، همان هزینه یک پالایشگاه نفت برای 5 تا 6 میلیون تن "تصمیم گیری در مورد اینکه دقیقا چه چیزی بسازد بستگی به توانایی های اولیه شرکت دارد. اگر ظرفیت پالایش کمی داشته باشد، یک پالایشگاه جدید می سازد، اما اگر به اندازه کافی است، می تواند مدرنیزاسیون را تحمل کند."

دیمیتری لوکاشوف، تحلیلگر گروه سرمایه گذاری آتون، به F. گفت که هیدروکراکینگ در خارج از کشور یک فناوری فوق العاده محسوب نمی شود، اما برای روسیه کاملاً مترقی است. هنگام استفاده از آن، بازده محصولات نفتی سبک افزایش می یابد، اما در مقیاس لوک اویل تغییرات جدی نخواهد بود. و مجتمع گران است. با این پول امکان ساخت کارخانه فرآوری جدید وجود داشت. با این حال، لوک اویل تنها شرکتی نیست که تصمیم به استفاده از هیدروکراکینگ گرفته است. Rosneft قصد دارد از سال 2005 از این فناوری در پالایشگاه Komsomolsk استفاده کند و Surgutneftegaz قصد دارد تا سال 2008 آن را در پالایشگاه Kirishi نصب کند.

بر اساس محاسبات لوک اویل، مجتمع جدید تولید سوخت موتور را بیش از یک میلیون تن در سال افزایش می دهد، در حالی که کیفیت فرآورده های نفتی مطابق با استانداردهای اروپایی خواهد بود. آناستازیا آندرونووا، تحلیلگر در CenterInvest Securities، به F گفت: «با این حال، محصولات کم فرآوری شده تقاضای زیادی در خارج از کشور دارند. لوک اویل بر روی آینده تمرکز می کند، اما در 3-4 سال این فناوری ارزان تر خواهد بود. بعید است که هیدروکراکینگ در حال حاضر بسیار محبوب شود، زیرا ظرفیت پردازش در روسیه وجود ندارد.

به گفته لوک اویل، سرمایه گذاری در این مجتمع بالغ بر 10.8 میلیارد روبل بوده است. دیمیتری مانگیلف، تحلیلگر در شرکت سرمایه گذاری Prospekt به F گفت: «طبق محاسبات ما، درآمد اضافی از این پروژه به بیش از 4 میلیارد روبل در سال می رسد. بنابراین، می توانیم در مورد بازپرداخت نسبتاً سریع پروژه صحبت کنیم. از سوی دیگر، ساخت یک پالایشگاه جدید که برای فرآوری 2 میلیون تن نفت در سال طراحی شده است، می تواند حدود 300 تا 350 میلیون دلار برای لوک اویل هزینه داشته باشد که تقریباً برابر با یک تاسیسات جدید است. اینکه آیا سایر شرکت‌های داخلی در پروژه‌های مشابه سرمایه‌گذاری می‌کنند یا ترجیح می‌دهند ظرفیت‌های جدیدی ایجاد کنند، تردید وجود دارد، علاوه بر این، شرکت‌های بزرگ علاوه بر لوک اویل بیشتر بر صادرات نفت خام متمرکز هستند.

بنابراین، فناوری‌های جدید پالایش نفت در روسیه در حال گسترش هستند، اما اکنون نمی‌توان گفت که شرکت‌های نفتی تا چه اندازه از آنها استفاده خواهند کرد. شرکت های بزرگ همچنان ترجیح می دهند نفت اولیه صادر کنند. ضمن اینکه برای برخی مشکل کمبود ظرفیت پالایشی حاد است و اولاً با ساخت پالایشگاه سعی در رفع آن دارند. و تنها در این صورت است که به نوسازی و بهبود کیفیت محصول فکر خواهند کرد. ل

اطلاعات مرجع

افزایش تقاضا برای سوخت های موتور با محتوای گوگرد کمتر و انتشار آلاینده های کمتر در اتمسفر در طول تولید و احتراق آنها، بر تولد چنین فرآیندی مانند فرآیند کاتالیزوری هیدروکراکینگ مواد خام تحت فشار هیدروژن تأثیر گذاشت.

هدف اصلی فرآیند هیدروکراکینگ، تولید فراکسیون های بنزین تصفیه شده با هیدروژن، نفت سفید تجاری و سوخت های دیزل و همچنین گازهای مایع شده از مواد اولیه نفتی سنگین تر از محصولات هدف است. علاوه بر این، اگر بقایای واکنش نداده به خوراک هیدروکراکینگ برگردانده نشود، می توان از آن به عنوان یک ماده اولیه با کیفیت بالا یا جزء مواد اولیه کراکینگ کاتالیستی، کک سازی و پیرولیز استفاده کرد.

فرآیند هیدروکراکینگ با موفقیت برای تولید روغن های روان کننده پایه با شاخص بالا استفاده شده است.

هیدروکراکینگ ترکیبی از کراکینگ کاتالیستی و هیدروژناسیون است. طرح متوالی واکنش هایی که در فرآیندهای معمولی هیدروکراکینگ نفت سنگین رخ می دهد در شکل 1 نشان داده شده است.

هیدروژنولیز ترکیبات غیر هیدروکربنی سریعتر اتفاق می افتد، که اجازه می دهد هترواتم ها به شکل سولفید هیدروژن، آمونیاک و آب از مواد خام حذف شوند. هیدروژنولیز ترکیبات آلی S به راحتی انجام می شود. مقاوم ترین آنها در برابر آن ترکیبات حاوی N هستند.

با افزایش وزن مولکولی و پیچیده تر شدن ساختار مولکول های ترکیبات حاوی گوگرد، سرعت گوگرد زدایی هیدروژنه کاهش می یابد.

واکنش های هیدروژنولیز ترکیبات حاوی نیتروژن با مرحله اشباع حلقه با هیدروژن مشخص می شود. سپس تجزیه می شود و ترکیبی را تشکیل می دهد که از طریق هیدروژنولیز به هیدروکربن و آمونیاک تبدیل می شود.

هیدروکراکینگ فراکسیون های نفتی- فرآیند گرمازا است. از آنجایی که هیدروکراکینگ مجموعه پیچیده ای از واکنش های شیمیایی است که ترکیب آن به ماده خام در حال پردازش، عمق تبدیل اتخاذ شده و سایر عوامل بستگی دارد، گرمای واکنش را نمی توان به طور واضح تعیین کرد. برای مواد خام پارافینی، اثر حرارتی هیدروکراکینگ معمولاً 290-420 کیلوژول بر کیلوگرم است. برای مواد خام بسیار معطر، اثر حرارتی می تواند به 840 کیلوژول بر کیلوگرم برسد. این نشان می دهد که هر چه مصرف هیدروژن برای واکنش ها بیشتر باشد، گرمای بیشتری آزاد می شود.

برای تنظیم دمای فرآیند در امتداد ارتفاع راکتور، گاز سرد حاوی هیدروژن (HCG) به مناطق بین لایه‌های کاتالیزور وارد می‌شود. ارتفاع هر لایه کاتالیزور به گونه ای گرفته می شود که دمای آن بیش از 25 درجه سانتیگراد (تقریبا) افزایش نمی یابد.

از آنجایی که انواع واکنش ها، سطوح رسوب کک و فلز روی کاتالیزور و فعالیت کاتالیزور در طول مسیر مخلوط مواد خام (مواد خام، VSG، محصولات هیدروکراکینگ) تغییر می کند، تولید گرما به ترتیب کاهش می یابد و ارتفاعات لایه های کاتالیزور افزایش می یابد.

کاتالیزورهاهیدروکراکینگ

چندین نوع کاتالیزور در فرآیند هیدروکراکینگ استفاده می شود. این کاتالیزورها فعالیت های ترک خوردگی و هیدروژناسیون را در نسبت های مختلف ترکیب می کنند تا به تبدیل هدفمند یک ماده اولیه خاص به محصول مورد نظر دست یابند. فعالیت هیدروژناسیون از طریق استفاده از پروموترهای فلزی که بر روی یک تکیه گاه کاتالیزور قرار گرفته اند به دست می آید. پروموترها می توانند فلزات گروه VI و VIII باشند.

فعالیت ترک با تغییر اسیدیته پشتیبانی کاتالیزور به دست می آید. این گزینه ها عمدتاً با استفاده از ترکیبی از آلومینیوم آمورف و کریستالی و سیلیس یا زئولیت (الک مولکولی) به عنوان ماده پشتیبانی به دست می آیند. زئولیت های کریستالی برای تکیه گاه کاتالیزور استفاده می شود.

هنگام انتخاب نوع کاتالیزور، توانایی آن در بازگرداندن فعالیت در حین بازسازی از اهمیت بالایی برخوردار است. یک دوره عملکرد کاتالیست بیش از 2 سال بین بازسازی ها را می توان عادی در نظر گرفت. هدف اصلی از بازسازی، سوزاندن کک رسوب‌شده روی کاتالیزور است. کاتالیزورهای آمورف و حاوی زئولیت تقریباً به طور کامل فعالیت خود را پس از سوزاندن کک حفظ می کنند.

انتخاب کاتالیزور تولید محصول مورد نظر را تعیین می کند:

ویژگی های اصلی کاتالیزورهای آمورف و زئولیت در زیر آورده شده است:

کاتالیزورها عمدتاً به صورت اکسترودات یا گاهی اوقات به صورت میکروکره با اندازه ذرات 1-2 میلی متر تولید می شوند.

قبل از شروع کار کارخانه بر روی مواد خام، کاتالیزور تحت گوگرد قرار می گیرد تا مراکز آن فعال شود. کاتالیزور در دمای 150-350 درجه سانتیگراد و فشار 20-50 مگاپاسکال در جریان گاز حاوی هیدروژن در گردش حاوی 0.5 تا 5.0 حجم سولفوره می شود. درصد ترکیبات گوگردی بر حسب سولفید هیدروژن. مرکاپتان ها، دی سولفیدها، فرآورده های نفتی حاوی S سبک و سایرین به عنوان سولفورایزر اضافه شده به گاز حاوی هیدروژن در گردش استفاده می شوند.

برای فرآیند هیدروکراکینگهر ماده اولیه هیدروکربنی مناسب است، از جمله کسرهای بنزینی فرآیندهای اولیه و ثانویه، روغن‌های گاز مستقیم، روغن‌های گاز خلاء، روغن‌های گاز کاتالیزوری، روغن‌های گاز کک‌سازی، روغن‌های گاز شکن، روغن‌های آسفالت‌زدایی.

هیدروکراکینگ برای انواع مختلف مواد اولیه:

فرآوری مواد خام مستقیم ساده ترین است. فرآوری مواد خام ترک خورده دشوارتر است زیرا: حاوی ناخالصی های مختلف بیشتری است که ته نشین شده و کاتالیزور را مسموم می کند. ترکیبات آروماتیک چند حلقه ای به رژیم شدیدتری نیاز دارند که منجر به غیرفعال شدن سریعتر کاتالیزور می شود.

عواقب استفاده از این ماده خام به صورت افزایش در دمای آبکاری و ترک خوردگی، درجه غیرفعال شدن کاتالیزور و کاهش گزینش پذیری کاتالیست بیان می شود. و همچنین کیفیت محصولات هیدروکراکینگ.

مسئله تأثیر اجزای مختلف مواد خام بر فعالیت کاتالیزورها بسیار مهم است. آسفالتین های موجود در مواد خام دارای اثر غیرفعال کننده قوی بر روی کاتالیزور هستند که به شدت سرعت هیدروژنولیز ترکیبات گوگردی را کاهش می دهد و عملاً هیچ تأثیری بر تشکیل کک ندارد. قوی ترین سم برای کاتالیزورهای هیدروکراکینگ ترکیبات حاوی نیتروژن هستند. اعتقاد بر این است که ترکیبات نیتروژن با مولکولی بالا به شدت در محل های اسیدی جذب می شوند و آنها را مسدود می کنند و در نتیجه توانایی تجزیه را کاهش می دهند. با افزایش فشار جزئی هیدروژن که باعث افزایش غلظت آن در سطح کاتالیزور می شود، فرآیندهای هیدروژناسیون مولکول های ترکیبات نیتروژن تسریع می شود.

هنگام پردازش پسماندهای نفتی، فلزات موجود در مواد اولیه به شکل ترکیبات آلی فلزی خطر بزرگی برای کاتالیزورها ایجاد می کنند. رسوب فلز روی کاتالیزورها تقریباً اجتناب ناپذیر است. اول از همه، مجموع فلزات نیکل و وانادیم (Ni + V) تأثیر منفی بر فعالیت کاتالیزور هیدروکراکینگ دارد. مشکل کند شدن فرآیند مسمومیت کاتالیزورهای هیدروکراکینگ به روش های مختلفی حل می شود. هنگام هیدروکراکینگ نفت گاز خلاء، الزامات سختگیرانه ای برای تقطیر خلاء نفت کوره (بقایای تقطیر اتمسفر) اعمال می شود که محتوای فلز (Ni + V) را محدود می کند. هنگام هیدروکراک کردن بقایای نفت سنگین، هیدروسلفورزدایی اولیه و فلززدایی مواد خام روی یک کاتالیزور ویژه ارائه می شود. در مرحله مقدماتی، واکنش‌های «تصفیه» شامل فلزات، گوگرد، نیتروژن، اکسیژن، الفین‌ها، ترکیبات معطر (از جمله ترکیبات چند حلقه‌ای) و غیره انجام می‌شود. مراحل «تصفیه» و هیدروکراکینگ می‌توانند در همان راکتور رخ دهند. هنگام هیدروکراک کردن مواد اولیه نفتی سنگین در بستر سیال سه فازی، فعالیت کاتالیست ثابت با حذف دوره ای کاتالیزور تعادلی از سیستم و معرفی کاتالیزور تازه حفظ می شود.

پارامترهای تکنولوژیکی فرآیند

بسته به مواد خام در حال فرآوری و محصولات مورد نیاز، فرآیند هیدروکراکینگ پارامترهای تکنولوژیکی متفاوتی دارد. تأثیر پارامترهای اصلی فناوری به شرح زیر است:

علاوه بر پارامترهای اصلی تکنولوژیکی، فرآیند هیدروکراکینگ تحت تأثیر: فشار جزئی هیدروژن، غلظت هیدروژن در گاز حاوی هیدروژن (HCG)، دما، نرخ خوراک حجمی مواد خام، مصرف (شیمیایی و کل) 100٪ است. هیدروژن، نسبت گردش HCG نسبت به مواد خام فرآوری شده.

درجه حرارت.محدوده دمایی مشخصه برای فرآیند هیدروکراکینگ 350-405 درجه سانتی گراد است. با کاهش فعالیت کاتالیزور، دما از مرز پایین به سمت بالا به تدریج افزایش می یابد. علاوه بر این، هر چه تبدیل فرآیند بالاتر باشد، دمای راکتور بالاتر می رود (شکل 2). هنگام انجام فرآیند بر روی کاتالیزورهای آمورف، دماهای بالاتری (در محدوده 390-400 درجه سانتیگراد) نسبت به کاتالیزورهای حاوی زئولیت (350-365 درجه سانتیگراد) مورد نیاز است.

فشار.فشار فرآیند هیدروکراکینگ (که اغلب فشار در جداکننده فشار بالا، یعنی در ورودی کمپرسور گردش خون نامیده می شود) به طور گسترده ای متفاوت است - از 5.5 تا 20.0 مگاپاسکال. انتخاب فشار فرآیند عمدتاً به کیفیت ماده خام و محصول مورد نیاز بستگی دارد (شکل 3).

فشار مطلق در راکتور به فشار جزئی هیدروژن در سیستم بستگی دارد که نقش عمده ای در فرآیند هیدروکراکینگ دارد و به غلظت هیدروژن در گاز حاوی هیدروژن در گردش بستگی دارد.

در کارخانه های هیدروکراکینگ صنعتی، حداقل مقدار هیدروژن در گاز حاوی هیدروژن کمتر از 80-85 حجم نیست. ٪. با افزایش غلظت هیدروژن در VSG در گردش، می توان فشار فرآیند کلی فرآیند و بر این اساس، فشار طراحی تجهیزات واحد راکتور را کاهش داد.

تبدیل.فرآیند هیدروکراکینگ کیفیت محصول را بهبود می بخشد (شکل 4) به دلیل اثرات ترکیبی فشار جزئی هیدروژن و سطح تبدیل در حضور یک کاتالیزور. سوخت های تقطیر شده با کیفیت بسیار بالا، از جمله سوخت جت جت A-1، می تواند از مواد اولیه سنگین در هیدروکراکرهای سنتی با تبدیل بالا یا تبدیل کامل در فشارهای فرآیند از 14.0 تا 17.5 مگاپاسکال تولید شود.

نرخ خوراک حجمی مواد خام.نرخ جریان حجمی مواد خام، نسبت حجم مواد خام مایع عرضه شده در عرض 1 ساعت به حجم کاتالیزور تعیین شده توسط جرم توده است. سرعت حجمی به کیفیت ماده خام، کاتالیزور مورد استفاده، فشار فرآیند، نوع محصولات به دست آمده و عمق تبدیل بستگی دارد. سرعت‌های حجمی معمول در طول هیدروکراکینگ در محدوده 0.5-2.0 ساعت -1 (برای انواع خاصی از مواد خام و بالاتر) است. کاهش مدت زمان تماس در نتیجه افزایش نرخ خوراک حجمی مواد اولیه باعث کاهش عمق گوگرد زدایی می شود.

مصرف هیدروژنمصرف هیدروژن، که توسط طیف محصولات به دست آمده تعیین می شود، برای شاخص های اقتصادی هیدروکراکینگ اهمیت تعیین کننده ای دارد. مصرف هیدروژن برای واکنش ها را می توان با استفاده از یک معادله تعادل مواد ساده تعیین کرد:

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

که در آن: X مصرف هیدروژن برای واکنش در جرم است. درصد مواد خام؛ Hc غلظت هیدروژن در ماده خام است. H p میانگین غلظت هیدروژن در محصولات است.

هر چه محصولات به دست آمده سنگین تر باشند، مصرف هیدروژن کمتر است. در عمل، مصرف هیدروژن به صورت تجربی تعیین می شود.

کل مصرف هیدروژن در طول فرآیند هیدروکراکینگ شامل مصرف آن برای واکنش، برای انحلال در محصول هیدروژناسیون، برای جداسازی و تلفات است. مقدار اصلی هیدروژن صرف واکنش می شود. مصرف هیدروژن برای انحلال در محصول هیدروژنه را می توان با استخراج آن از محصول هیدروژنه با استفاده از طرح های جداسازی فن آوری موثر با استفاده از ویژگی های حلالیت آن در هیدروکربن های مختلف در دماها و فشارهای مختلف جبران کرد. مصرف هیدروژن با دمش که یک گاز در حال گردش حاوی هیدروژن در ترکیب است، بستگی به میزان این دمش آف مورد نیاز فناوری برای تنظیم فشار جزئی بهینه هیدروژن در سیستم دارد. کل مصرف هیدروژن می تواند از 1.5 تا 4.0 وزن متفاوت باشد. درصد مواد خام

تقریباً تمام نیروگاه های هیدروکراکینگ با استفاده از روش اصلاح بخار گاز طبیعی، گاز هیدروکربنی گیاهی، فراکسیون های بنزین و سایر فرآورده های نفتی، هیدروژن را از کارخانه های تولید هیدروژن تامین می کنند. اخیراً به منظور کاهش استفاده از هیدروژن گران قیمت از نیروگاه های تبدیل، گازهای هیدروژن دار حاصل از اصلاح و تصفیه هیدروژنی پس از تغلیظ اولیه به آن اضافه می شود. به عنوان مثال، با استفاده از فرآیند جذب چرخه کوتاه از UOP یا Linde. غلظت هیدروژن تازه به 99.9 وزن می رسد. ٪.

نسبت گردش گاز حاوی هیدروژن (HCG).فرآیند هیدروکراکینگ با مقدار اضافی هیدروژن انجام می شود، با توجه به اینکه با افزایش فشار جزئی هیدروژن، سرعت واکنش افزایش می یابد. نسبت گردش نشان دهنده حجم VSG در رابطه با حجم مواد خام عرضه شده به راکتور (nm 3 / m 3 مواد خام) است. نرخ گردش VSG بسته به هدف فرآیند و خلوص VSG در محدوده 800-2500 نانومتر بر ساعت پذیرفته می شود.

الگوی گردش WASH در بلوک راکتور جزء اصلی هزینه انرژی برای کل واحد هیدروکراکینگ است. بنابراین، اولویت باید به فناوری هیدروکراکینگ داده شود که به کمترین میزان گردش نیاز دارد و هنگام طراحی، باید برای حداقل مقاومت هیدرولیکی در سیستم از خروجی کمپرسور گردشی تا ورودی آن تلاش کرد.

تمیزی WASH.در اکثر کارخانه های هیدروکراکینگ صنعتی، غلظت WASH در گردش در 80-85 حجم حفظ می شود. ٪، بقیه متان، اتان و سایر اجزای سبک است. علاوه بر هیدروژن و هیدروکربن ها، مخلوط خروجی از راکتور حاوی سولفید هیدروژن، آمونیاک و بخار آب نیز می باشد.

هنگام خنک کردن مخلوط راکتور، آمونیاک با سولفید هیدروژن واکنش می دهد و سولفید آمونیوم را تشکیل می دهد که پس از خنک شدن بیشتر ممکن است در خنک کننده هوا رسوب کند. برای جلوگیری از این فرآیند نامطلوب و حذف مقدار تعادل آمونیاک از سیستم، سولفید آمونیوم در آب شستشوی عرضه شده به سیستم قبل از خنک کننده هوا حل می شود. سپس در یک جداکننده فشار کم، این محلول اسیدی برای جداسازی از سیستم خارج می شود که می تواند دوباره سولفید هیدروژن و آمونیاک تولید کند. با افزایش مقدار سولفید هیدروژن در VSG، راندمان فرآیند هیدروکراکینگ کاهش می یابد، بنابراین در تاسیسات مدرن به طور مداوم قبل از کمپرسور گردشی در جاذب آمین حذف می شود. محلول های آبی مونو اتانول آمین (MEA)، دی اتانول آمین (DEA)، متیل دی اتانول آمین (MDEA) با غلظت های مختلف به عنوان یک جاذب سولفید هیدروژن قابل احیا استفاده می شود. یک محلول آمین اشباع شده، هنگامی که در یک استریپر با جداسازی بازسازی می شود، سولفید هیدروژن جذب شده آزاد می کند که در گیاهان برای تولید اسید سولفوریک یا تولید گوگرد عنصری با استفاده از روش کلاوس استفاده می شود.

با توسعه کاتالیزورهای جدید و انتخابی تر هیدروکراکینگ، توجه فزاینده ای به خلوص VHC و افزایش محتوای هیدروژن آن معطوف شده است.

فرآیندهای هیدروکراکینگ صنعتی

هیدروکراکینگ با انواع مختلف و طرح های تکنولوژیکی مشخص می شود:

1. با فشار فرآیند - هیدروکراکینگ با فشار بالا و هیدروکراکینگ "نرم".
2. در مورد انجام فرآیند در راکتور - در یک بستر کاتالیست ثابت (اکثریت قریب به اتفاق تاسیسات صنعتی) و در یک بستر سیال سه فازی با جایگزینی دوره ای بخش های کاتالیزور.
3. با توجه به طرح های تکنولوژیکی:

• تک مرحله ای تک پاس ("در هر پاس")؛
• تک مرحله ای با گردش مجدد باقیمانده؛
• دو مرحله ای؛
• با سیستم موازی

انتخاب طرح تکنولوژیک به عوامل زیادی که در بالا ذکر شد بستگی دارد. بیشترین مورد استفاده در صنعت، طرح چرخش تک مرحله ای است (شکل 5)، که به طور قابل توجهی در تعداد اجراها از سایر طرح ها فراتر می رود.

واحدهای هیدروکراکینگ در بستر سیال سه فاز برای پردازش بقایای نفت سنگین (نفت سوخت، قطران و غیره) طراحی شده اند، اما در مقیاس صنعتی در مقادیر کم اجرا شده اند. این به دلیل سرمایه گذاری بالا، مصرف بالای کاتالیزور گران قیمت و دشواری حفظ فعالیت ثابت آن بود. فعالیت ثابت با وارد کردن دوره‌ای کاتالیزور تازه به سیستم و حذف کاتالیزور تعادلی از سیستم حفظ می‌شود. طرح فن آوری این فرآیند شبیه به طرح های هیدروکراکینگ در یک لایه ثابت است.

بهره برداری از هم افزایی بین هیدروکراکرها و سایر واحدهای فرآیندی

فرآیند هیدروکراکینگ به ویژه برای تولید اجزای سوخت تقطیر میانی با کیفیت بالا و گوگرد کم مناسب است و می تواند برای دستیابی به هم افزایی با سایر فرآیندهای تبدیل، به ویژه کراکینگ کاتالیزوری سیال (FCC) و کک سازی ترکیب شود. این شرایط هیدروکراکینگ تک مرحله‌ای «روی گذر» در فشارهای مختلف را به موقعیت پیشرو رسانده است. طرح فن آوری "در هر گذر" دارای چندین مزیت قابل توجه است:

• کمترین هزینه؛
• حداکثر بهره وری برای مواد خام (تا 3-3.5 میلیون تن در سال)؛
• توانایی پردازش مواد خام بسیار سنگین با نقطه جوش بالا؛
• تولید یک محصول با کیفیت بالا برای استفاده بیشتر در سایر تاسیسات.

ویژگی های تقسیم بندی:

• برداشتن جریان جانبی برای حذف سولفید هیدروژن؛
• شکنش اتمسفر با بخاری آتش.
• سلب کسری بنزین به درخواست مشتری؛
• تفکیک خلاء گرم شده برای محصولات نهایی با جوش بالا (نیاز بر اساس پروژه به پروژه ارزیابی می شود).

هیدروکراکینگ تک مرحله ای فشار قوی برای چندین گزینه در جدول زیر آورده شده است.

هیدروکراکینگ خفیف

ساخت واحدهای هیدروکراکینگ با درجه تبدیل بالا مستلزم هزینه های سرمایه ای کلانی است. در این راستا، برخی از پالایشگاه‌ها با بازسازی واحدهای تصفیه نفت گاز خلاء موجود به واحدهای هیدروکراکینگ خفیف، عمق پالایش نفت را در شرکت‌های خود افزایش دادند. این واحدها در فشارهای فرآیند از 5.5 تا 8.5 مگاپاسکال کار می کنند که با رویکرد استاندارد هنگام انتخاب فشار طراحی واحدهای تصفیه نفت گاز خلاء مطابقت دارد. در این موارد، بازده سوخت دیزل و کیفیت آن توسط حداکثر ویژگی های مجاز تجهیزات موجود محدود می شود و اغلب هدف اصلی چنین پروژه هایی افزایش عمق پالایش نفت به جای بهبود کیفیت محصولات است.

بهره برداری از یک واحد هیدروکراکینگ ملایم در فشار و تبدیل نسبتاً کم اجازه به دست آوردن محصولات با کیفیت بالا را نمی دهد. شاخص ستان سوخت دیزل حاصل از 39 تا 42 امتیاز متغیر است. اغلب ارتفاع شعله بدون دود نفت سفید حاصل تنها 10 میلی متر است که به طور قابل توجهی کمتر از 19 میلی متر مورد نیاز مشخصات سوخت جت فعلی است.

جدول زیر پارامترهای عملیاتی یک هیدروکراکر معمولی ملایم و یک هیدروکراکر تک مرحله ای و تک گذر را نشان می دهد که برای تولید سوخت دیزل در همان تبدیل 40 درصدی طراحی شده است.

طرح های هیدروکراکینگ فشار متوسط ​​تک گذر با تبدیل جزئی مواد خام.شکستن هیدروکراکرهای فشار قوی سنتی بسیار دشوار است. تجهیزات عملیاتی با تبدیل ناقص مواد اولیه می توانند ارتباط بین فشار، درجه تبدیل، عمر مفید کاتالیزور، مصرف هیدروژن و کیفیت محصول حاصل را بهینه کنند که می تواند هزینه های سرمایه مورد نیاز را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و سود را افزایش دهد.

فرآیند هیدروکراکینگ فشار متوسط ​​(MPHC) با نام تجاری "MAK".فرآیند MAK-MRNS توسط Mobil، Akzo Nobel و M.W. کلوگ." تفاوت اصلی بین فرآیند MAK-MRNS (جدول 3) و هیدروکراکینگ سنتی، استفاده از یک طراحی موثر جدید از دستگاه های راکتور داخلی به نام "Spider-Vortex" و گنجاندن یک جداکننده با دمای بالا در طرح تکنولوژیکی راکتور است. مسدود کردن.

هیدروکراکینگ با تبدیل جزئی مواد اولیه. واحدهای هیدروکراکینگ با تبدیل جزئی مواد خام از UOP و همچنین فرآیند MAK-MRNS، عملکرد بالاتری از محصولات با کیفیت بهتر را در مقایسه با واحدهای هیدروکراکینگ ملایم ارائه می دهند. فلو شیت های هیدروکراکینگ تبدیل جزئی 35-70% سنتی مشابه فلو شیت های هیدروکراک تبدیل کامل هستند، با این تفاوت که محدوده فشار عملیاتی به جای 14.0-17.5 مگاپاسکال، حدود 10.5 مگاپاسکال است. به دلیل پایین بودن فشار فرآیند، کیفیت محصول تقطیر کمی بدتر می شود. علاوه بر این، کیفیت محصول تقطیر نیز با درجه تبدیل محدود می شود. حتی با تبدیل خوراک بالاتر، کیفیت محصول تقطیر به‌دست‌آمده از یک هیدروکراکر سنتی با تبدیل جزئی مواد اولیه به اندازه کافی بالا باقی می‌ماند تا نیازهای سوخت دیزل با ویژگی‌های ستان بالا را برآورده کند.

UOP سه طرح فناورانه جدید برای هیدروکراکینگ با تبدیل جزئی مواد خام در همان فشار ایجاد کرده است. کیفیت سوخت های تقطیر تولید شده با استفاده از این طرح های جدید بسیار بهتر است - محتوای گوگرد کمتر از 50 ppm، شاخص ستان بالای 50 امتیاز است.

نمودارهای جریان شرکت UOP در شکل 1 ارائه شده است. 5، 6، 7. در هر سه طرح دو راه حل فن آوری یکسان وجود دارد. اولا، همه طرح ها دو راکتور را ارائه می دهند. ثانیاً، در هر فلو شیت، عملیات هیدروکراکینگ و هیدروکراکینگ به مناطق واکنش جداگانه تفکیک می شوند، بنابراین همه مواد اولیه که تحت عملیات هیدروکراکینگ قرار می گیرند، نباید تحت هیدروکراکینگ قرار گیرند. این ویژگی طرح تکنولوژیکی بسیار مهم است و تنها در صورتی امکان پذیر است که نصب دارای دو راکتور باشد.

اولین طرح تکنولوژیک اصلاح طرح هیدروکراکینگ دو مرحله ای با تبدیل کامل، جداسازی کلی و تقسیم بندی محصولات واکنش است (شکل 6). طرح دوم استفاده از دو راکتور تک گذر موازی، همچنین با جداسازی و تقسیم مشترک محصولات واکنش را فراهم می کند (شکل 7). طرح سوم فن آوری از هیدروکراکینگ دو مرحله ای توسعه یافته توسط UOP با الگوهای جریان اصلاح شده استفاده می کند (شکل 8). هر یک از این طرح ها در مقایسه با طرح سنتی واحد هیدروکراکینگ با تبدیل جزئی مواد خام دارای مزایای خاصی است.

کلید اطمینان از محصولات با کیفیت بالا با تبدیل فرآیند کلی پایین، جداسازی عملکردهای تصفیه آب و هیدروکراکینگ به راکتورهای جداگانه است. استفاده از تبدیل برای دستیابی به کیفیت محصول در مقایسه با استفاده از فشارهای بالاتر فرآیند، راه حل فرآیند کارآمدتری است.

هم افزایی یک واحد ترک خوردگی کاتالیزوری ترکیبی (FCC) با پیش تصفیه مواد خام

هنگام جایگزینی بخش آماده سازی مواد خام FCC با هیدروتریکینگ با هیدروکراکینگ با تبدیل جزئی مواد خام، چگالی مواد خام FCC کاهش می یابد. بنابراین، اثر ترکیبی فشار بالاتر و تبدیل بالاتر در طول فرآیند هیدروکراکینگ با تبدیل جزئی مواد اولیه به ما این امکان را می‌دهد که مواد اولیه FCC با کیفیت بالاتری را با تقریباً همان سطح گوگرد زدایی از ماده اولیه به دست آوریم که در فرآیند تصفیه هیدرولیکی سنتی وجود دارد. هم افزایی حاصل از عملیات هیدرولیکی مواد اولیه کراکینگ کاتالیستی با بهبود شاخص های فنی و اقتصادی پالایشگاه و افزایش تولید سوخت موتور با کیفیت بالا تایید می شود.

طرح های فن آوری ارائه شده برای هیدروکراکینگ با تبدیل جزئی مواد خام، افزایش انعطاف پذیری پالایشگاه ها را از نظر تولید سوخت دیزل تجاری با کیفیت بالا از روغن های گاز با کیفیت پایین (بدون استفاده از انواع طرح هیدروکراکینگ در فشار بالا) ممکن می سازد. با تبدیل کامل). با جداسازی واکنش‌های هیدروکراکینگ و هیدروکراکینگ در راکتورهای مختلف، این طرح‌های فن‌آوری جدید افزایش انعطاف‌پذیری فرآیند را ممکن می‌سازد، که در حالت‌های هیدروکراکینگ خفیف و هیدروکراکینگ سنتی با تبدیل جزئی مواد خام دارای محدودیت‌های خاصی است.

HyCYCLE-فرآیند Unicracking از UOP

فرآیند HyCYCLE-Unicracking یک گام به جلو در فناوری برای تولید حداکثر مقادیر تقطیر از طریق فرآیند هیدروکراکینگ است. این فرآیند یک فلو شیت بهینه است که برای به حداکثر رساندن بازده سوخت دیزل با کیفیت بالا طراحی شده است. این فرآیند از ترکیبی از چندین فن‌آوری منحصربه‌فرد، از جمله جداکننده گرم بهبود یافته، سیستم راکتور جریان برگشتی، و قطعه‌ساز جدید طراحی شده با بافل عمودی استفاده می‌کند. یکی از ویژگی های طراحی بلوک راکتور این است که بازیافت ابتدا به منطقه کاتالیزور هیدروکراکینگ و سپس به منطقه کاتالیست هیدروکراکینگ فرستاده می شود. مزایا این است که مواد اولیه خالص تر با فشار جزئی بالاتر هیدروژن وارد کاتالیزور ترک می شود. نتیجه نهایی افزایش فعالیت کاتالیست در واحد حجم و در نتیجه نیاز به کاتالیزور کمتر است.

این فرآیند با فشار کمتر و سرعت حجمی بالاتر در مقایسه با تاسیسات سنتی مشخص می شود. با به حداقل رساندن واکنش های ترک ثانویه، هیدروژن کمتری مصرف می شود. مزیت هم افزایی دیگر را می توان در مواردی که ارتقاء تقطیرهای ثانویه با کیفیت پایین مورد نیاز است، تحقق بخشید. در این مورد، به عنوان مثال، روغن گاز کاتالیزوری سبک مستقیماً در جداکننده پیشرفته HighCYCLE بارگذاری می شود. در نتیجه کارخانه نیازی به ساخت واحد مجزا برای ارتقاء نفت گاز سبک کراکینگ کاتالیستی نخواهد داشت.

محل هیدروکراکینگ در یک پالایشگاه

در اکثر پالایشگاه های نفت خارجی با پالایش عمیق نفت، وجود فرآیند هیدروکراکینگ مهم است. علاوه بر افزایش عمق پالایش نفت، هیدروکراکینگ فرآیند اصلی است که بر انعطاف‌پذیری طرح فناوری شرکت و کیفیت محصولات تجاری آن تأثیر می‌گذارد. در غیاب فرآیندهای دیگر برای پردازش بقایای تقطیر روغن در پالایشگاه، هیدروکراکینگ با تبدیل کامل عمدتاً برای هدف مورد نظر یک محصول خاص استفاده می شود.

در مواردی که پالایشگاه ها از قبل فرآیندهای تبدیل باقیمانده را در محل دارند، جذاب ترین گزینه استفاده از هیدروکراکینگ با تبدیل جزئی و ترکیب آن با سایر فرآیندهای تبدیل است. در این مورد، هیدروکراکینگ از روغن‌های گاز با کیفیت پایین از سایر فرآیندها به عنوان مواد خام استفاده می‌کند و پسماند باکیفیتی تولید می‌کند که به عنوان یک ماده خام ارتقا یافته یا جزئی از مواد خام همان تاسیسات عمل می‌کند. پسماند هیدروکراکینگ نفت گاز خلاء یک ماده اولیه عالی برای کارخانه های اتیلن است که از سایر مواد اولیه بهتر عمل می کند.

بنابراین، وجود هیدروکراکینگ در طرح تکنولوژیکی یک پالایشگاه به طور قابل توجهی انعطاف پذیری و بر این اساس، کارایی عملیات آن را افزایش می دهد.

اطلاعات این بخش فقط برای مقاصد مرجع ارائه شده است. اطلاعات مربوط به محصولات و خدمات NPP Neftekhim LLC را در بخش های " پیدا خواهید کرد.