Установка гидрокрекинга в стационарном слое катализатора

Процесс гидрокрекинга предназначен в основном для получения малосернистых топливных дистил­лятов из различного сырья. Обычно гидрокрекингу подвергают вакуумные и атмосферные газойли, га­зойли термического и каталитического крекинга, деасфальтизаты и реже мазуты и гудроны с целью производства автомобильных бензинов, реактивных и дизельных топлив, сырья для нефтехимического синтеза, а иногда и сжиженных углеводородных га­зов (из бензиновых фракций). Водорода при гидро­крекинге расходуется значительно больше, чем при гидроочистке тех же видов сырья.

Гидрокрекинг осуществляется в одну или две ступени на неподвижном (стационарном) слое ката­лизатора при высоком парциальном давлении во­дорода. По технологическому оформлению модифи­кации процесса различаются преимущественно при­меняемыми катализаторами. При производстве топ­ливных дистиллятов из прямогонного сырья обычно используют одноступенчатый вариант с рецир­куляцией остатка, совмещая в реакционной системе гидроочистку, гидрирование и гидрокрекинг. При двухступенчатом процессе гидроочистку и гидриро­вание сырья проводят в первой ступени, а гидро­крекинг — во второй. В этом случае достигается более высокая глубина превращения тяжелого сырья.

Для гидрокрекинга наибольшее распространение получили алюмокобальтмолибденовые катализа­торы, а также на первой ступени — оксиды или суль­фиды никеля, кобальта, вольфрама и на второй сту­пени — цеолитсодержащие катализаторы с платиной.

Процесс гидрокрекинга — экзотермический, и для выравнивания температуры сырьевой смеси по высоте реактора предусмотрен ввод холодного водородсодержащего газа в зоны между слоями катали­затора. Движение сырьевой смеси в реакторах нис­ходящее.

Технологические установки гидрокрекинга со­стоят обычно из двухосновных блоков: реакционного, включающего один или два реактора, и блока фрак­ционирования, имеющего разное число дистилляционных колонн (стабилизации, фракционирования жидких продуктов, вакуумную колонну, фракцио­нирующий абсорбер и др.). Кроме того, часто имеется блок очистки газов от сероводорода. Мощность уста­новок может достигать 13 000 м³/сут.

Технологическая схема одноступенчатого гидро­крекинга с получением преимущественно дизельного топлива из вакуумного газойля в стационарном слое катализатора приведена на рис. V-2. Сырье, пода­ваемое насосом 1, смешивается со свежим водородсодержащим газом и циркуляционным газом, ко­торые нагнетаются компрессором 8. Газосырьевая смесь, пройдя теплообменник 4 и змеевики печи 2, нагревается до температуры реакции и вводится в реактор 3 сверху. Учитывая большое тепловыде­ление в процессе гидрокрекинга, в реактор в зоны между слоями катализатора вводят холодный водородсодержащий (циркуляционный) газ с целью выравнивания температур по высоте реактора.

Выходящая из реактора смесь продуктов реакции и циркуляционного газа охлаждается в теплооб­меннике 4, холодильнике 5 и поступает в сепара­тор высокого давления 6. Здесь водородсодержащий газ отделяется от жидкости, которая с низа сепара­тора через редукционный клапан 9, поступает далее в сепаратор низкого давления 10. В сепараторе 10 выделяется часть углеводородных газов, а жидкий поток направляется в теплообменник 11, располо­женный перед промежуточной ректификационной колонной 15. В колонне при небольшом избыточном давлении выделяются углеводородные газы и лег­кий бензин.

Бензин частично возвращается в колонну 15 в виде острого орошения, а балансовое его количество через систему «защелачивания» откачивается с уста­новки. Остаток колонны /5 разделяется в атмосфер­ной колонне 20 на тяжелый бензин, дизельное топ­ливо и фракцию >360°С.

Бензин атмосферной колонны смешивается с бен­зином промежуточной колонны и выводится с уста­новки. Дизельное топливо после отпарной колонны 24 охлаждается, «защелачивается» и откачивается с уста­новки. Фракция >360°С используется в виде горя­чего потока в низу колонны 20, а остальная часть (остаток) выводится с установки. В случае произ­водства масляных фракций блок фракционирования имеет также вакуумную колонну.

Водородсодержащий газ подвергается очистке водным раствором моноэтаноламина и возвращается в систему. Необходимая концентрация водорода в циркуляционном газе обеспечивается подачей све­жего водорода {например, с установки каталитиче­ского риформинга).

Регенерация катализатора проводится смесью воздуха и инертного газа; срок службы катализа­тора 4—7 мес.

Режим процесса гидрокрекинга:

Материальный баланс одноступенчатого про­цесса гидрокрекинга сернистого и высокосернистого сырья (при следующих условиях: общее давление 5 МПа, температура 425°С, объемная скорость по­дачи сырья 1,0 ч^-1, кратность циркуляции водород­содержащего газа 600 м³/м³ сырья) приведен ниже.

Характеристика основных продуктов крекинга, полученных из этого вида сырья (сернистого и высоко-сернистого), дана в конце страницы.

В жидких фракциях углеводородов С₄—С₆, со­держится много изопарафинов. Бензины можно ис­пользовать во многих случаях как компоненты авто­мобильных топлив или направлять на каталити­ческий риформинг. Средние дистиллятные продукты отличаются низким содержанием серы и ароматиче­ских углеводородов и обладают высокими характе­ристиками горения.

Материальный баланс гидрокрекинга вакуумного газойля легкой аравийской нефти при подготовке

сырья для нефтехимии (производство этилена, аро­матических углеводородов) и компонента дизельного топлива при разной глубине конверсии приведен ниже *:

_____________

* Nahas К. S. — Oil a. Gas J., 1980, v. 78, № 35, p. 73.

Тяжелый газойль гидрокрекинга рассматривается как хорошее пиролизное сырье для получения эти­лена, а фракции С5 — 85 °С и 85—193 °С, богатые нафтеновыми углеводородами, — как превосходное сырье для каталитического риформинга, направлен­ного на производство ароматических углеводородов. Легкий газойль обычно используется как компонент дизельного топлива.