2020-01-14
70
ТЕРМИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ, высокотемпературная переработка нефти и ее фракций с целью получения, как правило, продуктов меньшей мол. массы-легких моторных и котельных топлив, непредельных углеводородов, высокоароматизир. сырья, кокса нефтяного. Промышленные установки термической переработки ТНО существуют с 1912 года, когда были построены первые установки термического крекинга (ТК) для получения бензина. В США к 1930 годам мощности ТК достигли максимальных значений, затем из-за возросших требований к качеству автобензинов процесс ТК практически утратил свое бензинопроизводящее значение и постепенно вытеснялся каталитическими. В Европейских странах и бывшем СССР развитие ТК задержалось приблизительно на 20 лет. В 1960-х годах в этих странах произошло изменение целевого назначения процесса ТК - из бензинопроизводящего он превратился преимущественно в процесс термоподготовки сырья для установок коксования и производства термогазойла.
Аналогичные тенденции в развитии термических процессов и изменения их целевого назначения произошли и в отечественной переработке. В настоящее время доля мощностей термического крекинга и висбрекинг в общем обьеме переработки нефти в странах СНГ составляет соответственно 3,6 и 0,6 % (В США - 0,7 и 0,6% соответственно). Построенные в 1930-х и 1950-х годах установки ТК на ряде НПЗ переведены на переработку дистиллятного сырья с целью производства термогазойла, а на другие под висбрекинг. Процесс термического крекинга дистиллятного сырья (ТКДС). Основные его современное назначение -производство термогазойла как сырья для последующего производства технического углерода и дистиллятного крекинг-остатка, используемого при получении малозольного электродного или игольчатого кокса. В качестве сырья ТКДС можно использовать тяжелые газойли каталитического крекинга, остатки смолы пиролиза, экстракты селективной очистки масел, а также прямогонные вакуумные (в перспективе глубоковакуумные) газойли. Основные показатели качества термогазойла - индекс корреляции (определяемый как Функция от плотности и средней температуры кипения), содержание серы, коксуемость, фракционный состав, вязкость и температура застывания. Некоторые установки ТКДС дооборудованы вакуумной колонной, что позволяет увеличить выход термогазойла почти вдвое (с 24-35 до 52-54% мас.) и повысить его индекс корреляции с 95 – 100 до 105 и выше. Технологическая схема ТКДС близка к схеме двухпечного термического крекинга, но они эксплуатируются на более жестком температурном режиме.
Найдите к каким технологическим процессам относится висбрекинг и опишите их
Висбрекинг. Наиболее распространенный прием углубления переработки нефти — это вакуумная перегонка мазута и раздельная переработка вакуумного газойла (каталитическим или гидрокрекингом) и гудрона. Получающийся гудрон, особенно в процессе глубоковакуумной перегонки, непосредственно не может быть использован как котельное топливо из-за высокой вязкости. Для получения товарного котельного топлива из таких гудронов без их переработки требуется большой расход дистиллятных разбавителей, что сводит практически на нет достигнутое вакуумной перегонкой углубление переработки нефти. Наиболее простой способ неглубокой переработки гудронов — это висбрекинг с целью снижения вязкости, что уменьшает расход разбавителя на 20-25% мае., а также соответственно общее количество котельного топлива. Обычно сырьем для висбрекинга является гудрон, но возможна и переработка тяжелых нефтей, мазутов, даже асфальтное процесса деасфальтизации. Висбрекинг проводят при менее жестких условиях, чем термокрекинг вследствие того, что, во-первых, перерабатывают более тяжелое, следовательно, легче крекируемое сырье, во- вторых, допускаемая глубина крекинга ограничивается началом коксообразования (температура 440-500°С, давление 1,4-3,5 МПа).
Исследованиями установлено, что по мере увеличения продолжителности (т.е. углубления) крекинга вязкость крекинг о вначале интенсивно снижается, достигая минимум возрастает. Экстремальный характер изменения зависимости вязкости остатка от глубины крекинга можно обьяснить следующим образом. В исходном сырье (гудроне) основным носителем вязкости является нативные асфальтены «рыхлой» структуры. При малых глубинах превращения снижение вязкости обуславливается образованием в результате термодеструктивного распада боковых алифатических структур молекул сырья более компактных, подвижных вторичных асфальтенов меньшей молекулярной массы. Последующее возрастание вязкости крекинг-остатка объясняется образованием продуктов уплотнения-карбенов и карбоидов, также являющихся носителями вязкости. Считается, что более интенсивному снижению вязкости крекинг-остатка способствует повышение температуры при соответствующем сокращении продолжительности висбрекинга. Этот факт свидетельствует о том, что температура и продолжительность крекинга не полностью взаимозаменяемы между собой. Этот вывод вытекает также из данных о том, что энергия активации для реакции распада значительно выше, чем реакции уплотнения. Следовательно, не может быть полной аналогии в материальном балансе и, особенно, по составу продуктов между различными типами процессов висбрекинга. В последние годы в развитии висбрекинга определились два основных направления. Первое-это «печной» (или висбрекинг в печи с сокинг-секцией), в котором высокая температура (480-450°С) сочетается с коротким временем пребывания (1,5-2 мин.). Второе направление-висбрекинг с выносной реакционной камерой, которой, в свою очередь, может различаться по способу подачи сырья в реактор на висбрекинг с восходящим и нисходящим потоком.
