2.1.Катализаторы и механизм каталитического крекинга. Катализатор при крекинге нефти


Катализатор - крекинг - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Катализатор - крекинг

Cтраница 1

Катализаторы крекинга проявляют значительную активность и в реакциях полимеризации. Термодинамические же расчеты показывают, что процессы полимеризации олефиновых углеводородов ( за исключением этилена) не могут преобладать в условиях крекинга. Но вполне вероятно, что полимеризация может быть первым актом при образовании ароматических углеводородов и кокса из олефинов.  [2]

Катализаторы крекинга делятся на две группы: природные и синтетические.  [4]

Катализаторы крекинга после использования их в процессе в течение определенного времени ( от 2 до 60 мин. Регенерация осуществляется выжиганием кокса газом, содержащим кислород, в строго контролируемых условиях. Это очень важная операция, и, как уже отмечалось, она в значительной степени определяет конструкцию крекинг-установок. Основная задача регенерации заключается в том, чтобы выжечь кокс, не вызывая повреждения катализатора, а так как катализатор в течение срока его службы регенерируется тысячи раз, то деактивация его при любой отдельно взятой операции регенерации должна быть исключительно малой. При длительном использовании катализатора, несмотря на предосторожности, все же постепенно понижается его активность. Это, очевидно, является результатом воздействия слишком высокой температуры, а также водяного пара, присутствующего в газообразных продуктах крекинга, в продувочных и регенерационных газах даже при низких температурах.  [5]

Катализаторы крекинга микросферические и молотые.  [6]

Катализаторы крекинга могут вызывать такие скелетные перегруппировки углеродной цепочки с образованием изо-парафинов.  [7]

Катализаторы крекинга в основном представляют собой алюмосиликатные системы с разным соотношением глинозема и кремнезема.  [8]

Катализатор крекинга должен отвечать многочисленным и довольно жестким требованиям.  [9]

Катализаторы крекинга, содержащие цеолиты, впервые стали использоваться в 1962 г. Ежегодный доход от использования цеолитов в каталитическом крекинге в настоящее время составляет 250 млн. долларов при учете действующих затрат, а в капитальных затратах значительно больше. В 1970 г. ежегодное потребление цеолитсодержащих катализаторов составило 100 тыс. т и постоянно увеличивается.  [10]

Катализаторы крекинга дихлорэтана должны были бы уменьшить рабочую температуру без снижения конверсии или повысить конверсию при данной температуре. Во многих патентах описаны катализаторы крекинга и их промоторы, но трудно определить, какие из них применяются в промышленности. Чаще всего упоминаемые катализаторы и промоторы - это графит, активированный уголь, хлориды металлов ( например, CuCl2, ZnCl2), хлор, тетрахлорид углерода, иод и различные галогенированные алканы.  [11]

Катализаторы крекинга дихлорэтана должны были бы уменьшить рабочую температуру без снижения конверсии или повысить конверсию при данной температуре. Во многих патентах описаны катализаторы крекинга и их промоторы, но трудно определить, какие из них применяются в промышленности. Чаще всего упоминаемые катализаторы и промоторы - это графит, активированный уголь, хлориды металлов ( например, CuClg, ZnCl2), хлор, тетрахлорид углерода, иод и различные галогенированные алканы.  [12]

Катализаторы крекинга дихлорэтана должны были бы уменьшить рабочую температуру без снижения конверсии или повысить конверсию при данной температуре. Во многих патентах описаны катализаторы крекинга и их промоторы, но трудно определить, какие из них применяются в промышленности. Чаще всего упоминаемые катализаторы и промоторы - это графит, активированный уголь, хлориды металлов ( например, CuClg, ZnCl2), хлор, тетрахлорид углерода, иод и различные галогенированные алканы.  [13]

Катализаторов крекинга разработано очень много.  [14]

Катализаторами крекинга могут быть естественные глины ( обычно активированные серной кислотой для удаления с их поверхности загрязняющих примесей) или синтетические алюмосиликаты, приготовленные на катализаторных фабриках. В современной нефтеперерабатывающей промышленности чаще используются синтетические катализаторы, как более активные и сероустойчивые. Достоинством синтетических катализаторов является также возможность приготовления их по любой заданной рецептуре.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

2.1.Катализаторы и механизм каталитического крекинга

Крекинг нефтяного сырья в присутствии катализаторов, или, коротко, каталитический крекинг — в настоящее время один из основных методов производства базовых компонентов автомобиль­ных бензинов. Применение катализатора в крекинг-процессе вносит значительные изменения как в механизм протекающих пре­вращений углеводородов, так и в состав получаемых продуктов. Преимущества каталитического крекинга заключаются, во-первых, в том, что в результате общего ускорения процесса удается несколько снизить температуру крекинга и проводить процесс при низком давлении; во-вторых, и это главное, селективное действие катализатора ускоряет такие реакции, которые приводят к накоплению в крекинг-бензине аренов, изоалканов и изоалкенов обладающих большими октановыми числами.

Процесс проводят в паровой фазе при 450—525 °С под дав­лением не выше 0,15 МПа в присутствии алюмосиликатного ка­тализатора.

До 70-х годов на отечественных заводах применяли аморфные природные синтетические алюмосиликаты, содержащие в среднем 10—25 % Аl2О3, 80—75 % SiO2 и некоторое количеств воды, а в виде примесей—оксиды железа, магния, кальция и натрия. Эти катализаторы обладают индексом активности порядка 35—38.

В настоящее время почти все установки каталитического крекинга переведены на работу с синтетическими кристаллическими алюмосиликатными катализаторами, содержащими в своем составе цеолиты.

Цеолитами называются природные и искусственные алюмосиликаты, обладающие чрезвычайно тонкопористой структурой. Они представляют собой водные алюмосиликаты натрия, кальция других металлов, т. е. это соли алюмокремниевых кислот.Все цеолиты имеют кристаллическое строение с четко выраженной структурой. Их общее свойство — наличие мельчайших полостей, сообщающихся между собой через «окна» (поры). Число полостей в кристалле цеолита очень велико. Их общий объем может достигать половины всего объема кристалла. Именно благодаря этому обезвоженные цеолиты являются прекрасными адсорбентами. Но в отличие от других адсорбентов (активный уголь, силикагель, оксид алюминия и др.) размер пор у цеолитов очень мал и все поры имеют одинаковый диаметр. Для разных типов синтетических цеолитов размер пор колеблется от 0,3 да 1,3 нм. Следовательно, поры цеолита имеют молекулярные размеры, благодаря чему цеолиты обладают как бы просеивающими свойствами, т. е. могут пропускать в полости кристалла и адсорбировать молекулы только определенного размера, не превышающие диаметра пор данного цеолита. Поэтому они получили также название молекулярных сит.

Содержание самих цеолитов в цеолитсодержащих катализатоpax невелико (3—15 %). В процессе приготовления катализатор модифицированные металлами (хромом, рением, платиной, палла­дием и др.) цеолиты вводят в матрицу (подкладку) неорганических оксидов (SiO2, Аl203, глины и др.).

Особенностью катализаторов каталитического крекинга явля­ется их быстрая дезактивация. Поры катализатора закоксовываются через 10—15 мин работы. Поэтому необходимо крекинг все время чередовать с регенерацией катализатора. Каталитические процессы с частой сменой циклов работы и регенерации получили название цикличных. Регенерация заключается в выжигании кок­са и смолистых отложений с поверхности катализатора воздухом при 540—680 °С. Для предохранения катализатора от местных перегревов воздух разбавляют инертными газами. Однако число циклов регенерации не беспредельно.

Свойство катализатора сохранять активность во время эксплуа­тации называется стабильностью активности. С течением времени вследствие постепенного уменьшения удельной активной поверхно­сти катализатора и изменения его пористой структуры индекс активности катализатора падает. Это происходит в результате ме­ханического истирания частиц катализатора, спекания его и посте­пенного отравления активных центров металлами, содержащимися в сырье в виде сложных металлорганических соединений типа порфириновых комплексов, а также продуктов коррозии. Частичная замена катализатора проводится периодически или непрерывно.

Катализаторы каталитического крекинга должны также обла­дать механической прочностью, устойчивостью к истиранию, к действию высокой температуры, водяного пара и к резким измене­ниям температур.

Изучение строения и свойств алюмосиликатного катализатора показало, что он обладает явно выраженной кислотностью. В наи­большей степени это относится к цеолитсодержащим катализато­рам. Смеси безводных оксидов кремния и алюминия мало актив­ны. Следовательно, катализаторами следует считать только гидратированные алюмосиликаты. Отметим, что вода удерживается в катализаторе даже при нагревании его до 700 °С. Носителем ак­тивности поверхностного слоя катализатора считается соединение (HAlSiО4)x, которое может диссоциировать на ион водорода (протон) и ион AlSiO4-. Катализатор способен к водородному обмену, в этом и проявляется его активность.

Наиболее распространенной теорией, объясняющей механизм каталитического крекинга на алюмосиликатных катализаторах, в настоящее время является теория карбоний-иона. В основе ее лежат следующие представления.

Ионы карбония аналогичны ионам аммония и содержат трех­валентный положительно заряженный атом углерода. Легче всего они образуются при взаимодействии протона катализатора с олефинами:

R - СН = СН2 + Н+R- СН – СН3

Участие в реакции водорода катализатора доказано опытами с мечеными атомами (дейтерием). Ионы карбония образуются в хемосорбированном слое молекул и являются активными проме­жуточными продуктами многих реакций, протекающих при ката­литическом крекинге.

Путем внутренней перегруппировки или взаимодействия с дру­гими молекулами неустойчивые ионы карбония стремятся перейти в более устойчивые формы. Они отличаются очень большой реак­ционной способностью и могут вступать в самые разнообразные реакции.

Для ионов карбония наиболее характерны следующие превра­щения.

1. Перегруппировка атомов в молекуле с перемещением водорода или метильных групп, т. е., иначе говоря, скелетная изоме­ризация, приводящая к образованию изомерного иона:

R—CH+—Ch3—Ch4R—CH(Ch4)—Ch3+R—C+—(Ch4)

2. Взаимодействие с нейтральными молекулами с образовани­ем новых ионов карбония и новых молекул как предельных, так и непредельных:

R—CH+—Ch4+C4h20C4H9++R—Ch3—CH

R—CH+—Ch4+C4H8C4H9++R—CH=Ch3

Следовательно, ион карбония может либо отнимать протон от других молекул, либо передавать свой протон олефинам, превращаясь при этом в стабильный олефин.

3. Распад карбоний-иона с большим числом углеродных ато­мов, как правило, происходит по β-связи, считая от заряженного атома углерода. Продукты распада — алкен и карбоний-ион с меньшим числом углеродных атомов:

СН3—СН+—СН2—RСН3—СН=СН2+R+

В целом, согласно теории ионов карбония, механизм каталити­ческого крекинга представляется в виде цепных реакций. Зарож­дение цепи происходит под действием иона водорода катализа­тора:

НА H++A-

где НА — условное изображение алюмосиликатного катализатора в виде кислоты.

Развитие цепи идет по линии разнообразных превращений ионов карбония и водородного обмена с нейтральными молекулами. Наконец, обрыв цепи происходит в результате реакции между ионом карбония (катион) и анионом алюмосиликата:

R—CH+—СН3 + А-  R—CH=Ch3 + НА

Катализатор в итоге регенерируется, и процесс может начи­наться снова, если поверхность катализатора еще сохраняет активность.

Характерная черта каталитического крекинга — развитие процессов перераспределения, или диспропорционирования, водорода. В общем виде этот процесс заключается в том, что молекулы, адсорбированные на катализаторе, склонны терять водород, т. е. дегидрироваться. Это приводит к увеличению ненасыщенности и, как следствие, к более прочной адсорбции на катализаторе. В итоге вновь образовавшиеся непредельные углеводороды начи­нают полимеризоваться и превращаться в конечный продукт про­цесса — кокс, который необратимо откладывается на катализато­ре. Постепенно все активные центры закрываются коксом, и катализатор необходимо регенерировать.

Итак, мы видим, что при каталитическом крекинге кокс — это продукт основного каталитического процесса, и его накопление на катализаторе неизбежно. При термическом крекинге кокс накапливается в результате вторичных химических превращений и является продуктом высокотемпературных побочных реакций конденсации, роль которых может быть снижена путем изменения параметров процесса.

Другое следствие развития процесса диспропорционирования водорода — более насыщенный характер жидких и газообразных продуктов крекинга, чем при термическом крекинге. Водород, теряемый реагирующими молекулами, адсорбированными на ката­лизаторе, расходуется на насыщение различных осколков молекул, и, прежде всего на гидрирование изомеризованных алкенов. Следо­вательно, одни молекулы углеводородов теряют водород, а другие за их счет насыщаются водородом. В этом и заключается процесс диспропорционирования водорода.

Остановимся кратко на поведении при каталитическом крекинге углеводородов различных гомологических рядов.

Алканы. Так же как и при термическом крекинге, алканы распадаются на алкен и алкан меньшей молекулярной массы. Распад происходит в нескольких местах углеродной цепи, но не на самом её конце. Выходы метана, этана и этилена незначительны. В газе скапливаются углеводороды С3—С4. Скорость распада в десятки раз больше, чем при термическом крекинге.

Алканы не попадают в хемосорбированный слой. Но и за пре­делами этого слоя проявляется поверхностная энергия катализа­тора. В результате в непосредственной близости от поверхности катализатора создается зона повышенной концентрации углеводородных молекул с ослабленными связями С—С. Это и снижает энергию активации реакций распада. При каталитическом крекин­ге отмечена также возможность дегидрирования углеводородов с числом углеродных атомов в молекуле более четырех. Образую­щиеся при этом высшие алкены в свою очередь распадаются.

Алкены. Скорость распада алкенов при каталитическом кре­кинге в тысячи раз больше, чем при термическом крекинге. При­чины этого и механизм превращений уже описаны выше. Помимо распада алкены вступают в реакции полимеризации — деполиме­ризации, перераспределения водорода, изомеризации, циклизации.

Особенно разнообразны реакции изомеризации. Здесь имеют место структурная перегруппировка, перемещение двойной связи вдоль цепи, возможна и цис-, транс-изомерия.

Циклоалканы. Реакции, характерные для крекинга циклоалканов — деалкилирование, дегидрирование, распад кольца,— уско­ряются в присутствии катализатора в 500—4000 раз. В отличие от термического крекинга, кроме того, заметно развиты перечислен­ные ниже реакции:

распад кольца с образованием изоалкенов

C6h21—Ch4Ch4—Ch3—CH=CH—C(Ch4)2

изомеризация циклов

C6h22↔C5H9—Ch4

перераспределение боковых цепей

C6h21—Ch3—Ch4м-( C6h21—(Ch4)2)o-( C6h21—(Ch4)2)

Дегидрирование и деалкилирование циклоалканов протекает с перераспределением водорода. В результате в продуктах крекин­га накапливаются арены и алканы. Например:

C6h21—Ch3— Ch3—Ch4 C6H6 +C3H8+2h3

Бициклические циклоалканы в результате дециклизации, де­гидрирования, деалкилирования и изомеризации дают начало мо­ноциклическим аренам, циклогексанам, циклопентанам и алканам.

Для всех реакций распада циклоалканов, так же как и для уг­леводородов с открытой цепью, характерно образование осколков не ниже С3.

Арены. Скорость и направление превращений аренов при каталитическом крекинге в большой мере зависит от строения и молекулярной массы крекируемого углеводорода.

Гомологи бензола преимущественно полностью теряют боковые цепи, что приводит к накоплению бензола. Труднее всего крекируется толуол. По мере увеличения длины боковой цепи и ее разветвления глубина деалкилирования резко возрастает.

Полиметилированные гомологи бензола легко изомеризуются с перераспределением метильных групп. Так, при крекинге п-ксилола в, продуктах реакции обнаружены толуол, триметилбензол, м- и о-ксилолы:

СНз

СНз

СНз

СНз

В данном случае под каталитическим воздействием алюмосиликата происходят как миграция метильных групп по бензольному кольцу, так и их диспропорционирование. Все эти реакции обратимы.

Конденсированные полициклические углеводороды очень легко адсорбируются на катализаторе и крекируются на нем до кокса. Бензол практически в реакции не вступает и поэтому накаплива­йся в крекинг-бензине.

Особенности механизма каталитического крекинга в сравнении с термическим крекингом резко сказываются на составе и свойствах газа и бензина. В газе меньше низкомолекулярных компо­зитов, но гораздо больше изобутана. Бензины обогащаются изоалканами и аренами.

studfiles.net

Катализаторы крекинга нефтепродуктов - Справочник химика 21

    Механическая прочность при истирании железохромового катализатора на алюмосиликатном носителе на 10—15% ниже таковой для алюмосиликатного катализатора крекинга нефтепродуктов, а активность на 10—20% ниже активности железохромового катализатора марки 482. [c.195]

    Разнообразная формовка позволяет получать частицы любой формы и размеров, регулировать поверхность и пористость катализатора, изменять механическую его прочность. Износоустойчивые контакты, используемые для работы в кипящем слое, лучше формовать методом коагуляции, дающим сферические высокопрочные гранулы. Однако область применения этого метода ограничивается относительно малоподвижными гелями коллоидных веществ. Для осажденных катализаторов наиболее характерна технология крупнотоннажного производства гранулированного алюмосиликатного катализатора крекинга нефтепродуктов. [c.105]

    Существенным недостатком этого процесса является необходимость организации мощных потоков циркулирующего катализатора. Крекинг нефтепродуктов протекает на катализаторе при температуре 480—540 °С. Через 5—10 мин частицы катализатора переносятся из реактора в регенератор, где при температуре 370—550 °С выжигается кокс. При этом его концентрация понижается с 1—2 до 0,4—0,8%. Еще через 5—10 мин разогретые частицы возвращаются в реактор. [c.52]

    Такими свойствами обладают природные глины, избирательность которых увеличивается после обработки их кислотами. Более избирательны синтетические алюмосиликаты. В последние годы получены синтетические цеолиты, отличающиеся однородностью размеров пор в кристаллической решетке. Это свойство позволило применить их для тонкого разделения веществ по размерам молекул — в качестве молекулярных сит . Цеолиты же оказались исключительно ценными катализаторами крекинга нефтепродуктов. [c.212]

    Регенерацию теплоты можно проводить непрерывным способом, когда в качестве теплового агента применяется, например, твердый материал небольшого зернения, жидкость или даже газ, движущиеся в системе и поглощающие периодически теплоту горячего носителя, а затем отдающие ее материалу, который нужно нагреть. Такая установка, использующая твердые гранулы (или мелкие камни, гальку), показана на рис. 1Х-39. Она может применяться для нагревания воздуха, водорода, метана, водяных паров или других газообразных веществ в различных промышленных процессах. Гранулы диаметром 8—15 мм нагреваются в верхней камере 2 при непосредственном соприкосновении (прямой теплообмен) с отдающим теплоту носителем, которым может быть любой газ с высокой температурой (например, продукты сгорания). После перемещения в нижнюю камеру 3 гранулы отдают теплоту газам, которые нужно нагреть. Подъемником 1 гранулы транспортируются снова на верх камеры 2. В среднем цикл перемещения гранул составляет 30—50 мин. Нижняя камера может также использоваться как реактор для проведения высокотемпературных реакций в газовой фазе (например, для каталитического крекинга нефтепродуктов) тепловой агент, в этом случае одновременно является катализатором. [c.387]

    Каталитическое влияние природных глин на крекинг нефтепродуктов было обнаружено много лет тому назад, но приблизительно до 1936 г. алюмосиликатные катализаторы не применялись в промышленных масштабах. С 1936 г. началось постепенное [c.322]

    Известны многие вещества, обладающие способностью повышать скорость крекинга нефтепродуктов, но высокие выходы желаемых продуктов получаются лишь при переработке с применением гидратированных алюмосиликатов. В промышленности могут использоваться активированные (обработанные кислотой) природные глины типа бентонита и синтетические алюмосиликатные или магниево-силикатные катализаторы [281, 286]. Их активность можно в некоторой степени увеличить добавкой малых количеств окисей циркония, бора (последняя имеет тенденцию улетучиваться во время процесса) и тория. При введении этих добавок состав продуктов крекинга в основном не изменяется. Как природные, так и синтетические катализаторы могут применяться в виде шариков, таблеток или порошка в любом случае необходима их своевременная замена вследствие потерь от истирания и постепенного снижения активности. [c.339]

    В процессе каталитического крекинга во взвешенном слое [125—126] применяется катализатор в виде порошка (5—100 меш). Здесь используется тот факт, что твердые частицы соответствующего размера при перемешивании в потоке газа образуют однородную систему твердое тело — газ, обладающую свойствами жидкости. Процесс непрерывный предварительно нагретые пары сырья поступают в реактор, неся взвешенный катализатор скорость сжиженной смеси нри входе в реактор уменьшается, что позволяет части порошка осесть, образуя плотный, но еще взвешенный слой, который движется вниз к выходу. Именно в этом слое при температуре 470—520° С происходит крекинг. Давление в реакторе около 0,56 кг см . Отношение катализатор исходный нефтепродукт может колебаться от 5 1 до 30 1. Высота слоя катализатора и, Следовательно, время контакта контролируются. Катализатор отделяется от крекированных паров и удаляется со дна реактора для передачи потоком воздуха в регенератор, из которого он возвращается в поток горячих паров сырья, входящих в реактор. [c.342]

    Из других Неблагоприятных эффектов, обусловленных наличием СС, можно указать отравление ими катализаторов крекинга и риформинга [553, 554] и существенное снижение качества нефтепродуктов повышение смолообразования и уменьшение стабильности топлив и масел при хранении [555, 556], ухудшение их запаха и цвета [555, 557], сокращение срока службы смазочных масел [558], снижение октанового числа бензинов и их восприимчивости к тетраэтилсвинцу [559—561] и т. д. [c.79]

    АЛЮМОСИЛИКАТНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ I ИЗМЕНЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ ПРИ КРЕКИНГЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ [c.1]

    Алюмосиликатные катализаторы и изменение их свойств при крекинге нефтепродуктов. М., Химия , 1975. [c.2]

    Содержание металлов в нефтях и нефтепродуктах. Тщательный анализ нефтей и их дистиллятов показал наличие в них сложных комплексов металлов с высокомолекулярными углеводородными соединениями. Вначале изучением металлов, содержащихся в нефтях, занимались в основном геохимики с целью обоснования различных теорий происхождения нефти. Позднее было установлено, что наличие металлов в нефтепродуктах приводит к резкому увеличению коррозии оборудования и особенно лопастей газотурбинных установок, а также является причиной резкого ухудшения работоспособности катализатора крекинга. Это побудило исследователей тщательно заняться изучением строения и свойств металлоорганических соединений, распределения их по различным фракциям нефти, разработкой методик определения содержания металлов и методов их удаления из различных нефтяных дистиллятов и нефтей. [c.134]

    По способности изменять величину коксообразования при каталитическом крекинге нефтепродуктов металлы можно условно разделить на три группы. К первой группе относятся щелочные и щелочноземельные металлы (литий, натрий, калий, цезий, бериллий, магний, кальций, стронций), которые подавляют коксообразование. Из исследованных щелочных металлов наименьшее коксообразование вызывает добавка калия и цезия (рис. 70). Время, требуемое для отложения на катализаторе 2 вес. % кокса, с увеличением концентрации добавляемого металла возрастает. При добавлении щелочноземельных металлов это время возрастает не так резко. Характерная особенность щелочноземельных металлов — при добавлении их к катализатору в равных концентрациях количество образующегося кокса на всех образцах практически одинаково. [c.163]

    Пропуская сырую нефть или нефтепродукты через контактный материал, состоящий из окислов титана и алюминия или окислов железа и алюминия или немагнитного гематита, при 400—427 °С и 3,5—10,5 МПа, можно очистить сырье от ванадия и натрия, которые остаются на адсорбенте. Из остаточных нефтепродуктов (например отбензиненной нефти) металлы удаляют при контакте с немагнитным гематитом, имеющим частицы с поверхностью более 20 м2, при 410—470 °С, давлении 3,5—10,5 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5—2 ч-> в присутствии водорода [270]. После фильтрации нефти через слой фосфорнокислого катализатора при 100 °С и объемной скорости подачи сырья 1,0 ч содержание ванадия снизилось с 0,023 до 0,013% и никеля с 0,0053 до 0,0018% [271]. Имеются данные [272] об удалении металлов из нефтяного сырья, предназначенного для крекинга в псевдоожиженном слое. Сырье каталитического крекинга (мазут или отбензиненная нефть) контактируется с тонкоразмолотым катализатором крекинга при 150—540°С. Длительность контакта зависит от температуры при 260 °С — до 10 ч, при 540 °С — менее 1 мин. В то же время превращение тяжелого сырья в низкокипящие продукты не должно превышать 20—25%- Количество контакта должно быть от 0,1 до [c.185]

    Деметаллизация катализатора, отравленного при крекинге нефтяного сырья. Все описанные выше эксперименты, посвященные деметаллизации, проводили с катализаторами, на которые металлы были нанесены пропиткой. Однако для полной оценки эффективности процесса деметаллизации необходимо исследование катализаторов с металлами, накопленными в условиях крекинга нефтепродуктов. Нами был взят равновесный катализатор, отобранный. [c.250]

    Оксиды серы в заметных количествах образуются при выжиге кокса с катализаторов крекинга тяжелого сырья и гидрообессеривания нефтепродуктов. Однако данные катализаторы устойчивы к воздействию этих оксидов [4]. [c.53]

    Реакторы кипящего слоя применяют в промышленности для крекинга нефтепродуктов на алюмосиликатном катализаторе и для регенерации катализатора [1, 3—7] уже несколько десятков лет. И в настоящее время эти реакторы являются самыми крупными аппаратами с кипящим слоем катализатора. Метод кипящего слоя катализатора был применен для гидроформинга [3, 81. Весьма рациональным оказался кипящий слой катализатора по сравнению с фильтрующим слоем для процессов дегидрирования углеводородов в различных производствах [3, 9—141. [c.91]

    При эндотермических процессах выведённый из реактора катализатор нагревается горячим газом и возвращается в реактор как теплоноситель. Эта возможность используется при крекинге нефтепродуктов в кипящем слое катализатора, причем операция нагревания катализатора весьма удачно совмещается с его регенерацией (см. главу VH). Использование катализатора в качестве теплоносителя неприменимо во многих производственных процессах вследствие порчи катализатора при многократных резких изменениях температур. Более рационально помещение охлаждающих элементов внутри слоев катализатора. [c.105]

    Каталитический крекинг нефтепродуктов осуществляется при 490—540°С в присутствии катализаторов для получения высококачественного бензина с октановым числом 90—92 и значительного количества газов. В промышленности используются синтетические алюмосиликатные катализаторы в форме кристаллических цеолитов, включенных в аморфную матрицу и содержащих редкоземельные элементы. Помимо активности катализатора на результаты каталитического крекинга оказывают влияние качество сырья, температура, продолжительность контакта сырья с катализатором, кратность циркуляции катализатора. [c.67]

    Самыми крупнотоннажными катализаторами являются алюмосиликаты. Аморфные алюмосиликаты [19—21], а в последние годы и кристаллические алюмосиликаты (цеолиты) [22—24] широко применяют в каталитической переработке нефтепродуктов как в качестве собственно катализаторов (крекинг), так и в виде прочных пористых носителей для металлов и окислов в различных процессах. [c.6]

    Для оптимального отделения катализатора от нефтепродуктов в лифт-реакторе необходимо во избежание повторного крекинга бензина предотвратить каталитический крекинг в разбавленной фазе после лифт-реактора и, сокращая время пребывания паров на участке между выходом из лифт-реактора и зоной резкого охлаждения, в главной ректификационной колонне свести к минимуму термический крекинг. Кроме того, система отделения катализатора от нефтепродуктов должна обладать операционной [c.648]

    Однако широкое развитие крекинг-процесса началось с 1912 г., когда стал резко возрастать спрос на бензин. Начиная с 1912— 1913 гг., крекинг нефти для получения бензина стал широко развиваться в США. Для получения бензина строили все новые и новые крекинг-заводы. Были разработаны различные способы крекинга нефтепродуктов с применением и без применения катализаторов. [c.24]

    Отравление катализатора может быть обратимым, когда контактные яды снижают активность катализатора временно, пока они находятся в зоне катализа, и необратимым, когда активность катализатора не восстанавливается после удаления контактных ядов из зоны катализа. Контактные яды могут содержаться в реагентах, поступающих на каталитический процесс, а также образовываться в качестве побочных продуктов в самом процессе. Устойчивость к контактным ядам является важнейшим свойством промышленных катализаторов. Для удлинения срока службы контактных масс в химико-технологических процессах предусматривается стадия тщательной очистки реагентов от вредных примесей и операция регенерирования катализатора (например, выжигание высокоуглеродистой полимерной пленки, обволакивающей зерна катализатора, в процессах каталитического крекинга, нефтепродуктов, изомеризации и дегидрирования органических соединений). [c.132]

    Химические методы переработки основаны на глубоких структурных превращениях углеводородов, содс[ жа-ии1хся в нефти нлн нефтепродуктах, п(JД влиянием тс.шс-ратуры, давления, катализаторов, химических реагеггоп. К ним относятся различные виды термического и каталитического крекинга нефтепродуктов и др. [c.231]

    Масагутов Р. М. Алюмосиликатные катализаторы и изменение их свойств при крекинге нефтепродуктов. М., Химия, 1975. 27Э с. [c.121]

    Отношение катализатор — сырье изменяется от процесса к процессу обычно оно принимается около 10 1 для процесса во взвешенном слое. Более высококипящее сырье требует меньше катализатора оно крекируется легче и дает более высокие выходы бензинов, содержащих больше олефинов, и меньшие количества газа. Это, казалось бы, указывает на выгодность использования в качестве сырья отбензиненных нефтей, однако, они дают слишком большие количества кокса. Отбензипенные нефти выгоднее конвертировать в дистилляты путем коксования или легкого крекинга. Отношение катализатор исходный нефтепродукт часто используется для облегчения контроля за рабочей температурой. [c.343]

    В промышленности широко используется проведение реакций в струе газа, проходящего через реактор, который может быть или пустым, играя роль только области, где поддерживается постоянная температура, или заполненным слоем зер-неного катализатора. Примерами реакций, осуществляемых в потоке в промышленных масштабах, могут служить реакции термического и каталитического крекинга нефтепродуктов, каталитического алкилирования, иолимеризации, гидро- и дегидрогенизации углеводородов, дегидратации и дегидрогенизации спиртов, гидратации олефинов, галоидирования, нитроваиия охислами азота, синтеза аммиака, получения серной кислоты контактным способом, синтеза моторного топлива н т. п. Поэтому и лабораторные опыты по изучению кинетики многих в.ажных широко применяемых в промышленности реакций проводятся также в потоке. Вследствие того, что реакции этого типа проводятся обычно при постоянном давлении и сопровождаются в большинстве случаев изменением объема участвующих в реакции веществ, уравнения кинетики этих процессов должны отличаться от уравнений, выведенных выше для условия ПОСТОЯННОГО) объема. Кроме того, и сам метод расчета кон-стаит скоростей реакций, протекающих в потоке, должен отличаться от методов расчета констант скоростей реакций,осуществляемых при постоянном объеме, так как очень трудно определить время пребывания реагирующих веществ в зоне реакции (так называемое время контакта). [c.48]

    Предложена принципиальная технологическая слема процесса, включаю-1цая стадию крекинга углеводородного сырья в прис,утствии катализатора, несколько подготовительных и заключительных ста дий (смешивания катализатора с сырьем, подогрева смеси, выделения продуктои крекинга, отделения и регенерации катализатора и др.), а так/ке вариантов аппаратурного оформлепия отдельных стадий. Так, для приготовления суснензии исходного нефтепродукта с порошкообразным катализатором и транспортировки полученной суспензии через теплообменник рекомендовалось использовать соответствующие типовые установки для кислотно-контактной очистки масел. Предложена реакционная камера, снабженная устройством для замкнутой рециркуляции суспензии, сепараторы в различном исполнении для отделения отработанного катализатора от нефтепродуктов. В систему бглли включены дозаторы, насосы, ректификационная колонна и устройство для регенерации отработанного катализатора. Катализатор отделялся путем испарения всех нефтепродуктов за счет снижения давления без охлаждения суснензии или отгонки бензинов из предварительно охлажденной суснензии. [c.10]

    II выше. Алюмомагнийсиликатные катализаторы обладают более высокой регенерационной способностью, так как на их поверхности горение кокса протекает гораздо интенсивнее, чем на алюмосиликатных катализаторах, и имеют высокую паротермостабильность в реакциях крекинга нефтепродуктов. Алюмомагнийсиликатные катализаторы могут быть использованы также как носители при приготовлении окиснохромовых катализаторов для полимеризации этилена. [c.97]

    Процесс каталитического крекинга впервые был осуществлен в промышленности с неподвижным катализатором. В одном и том же реакторе проводили последовательно крекинг нефтепродуктов и регенерацию катализатора (установка Гудри). В дальнейшем возникли более совершенные установки с проведением реакций крекинга и регенерации в отдельных аппаратах. Поток катализатора непрерывно двигался через реактор и регенератор. Установки с движущимся катализатором были оформлены в следующих двух вариантах 1) с движущимся плотным слоем гранулированного катализатора (зарубежные установки термофор, гудрифлоу, гуд-резид и отечественные установки типа 43-1 и 43-102) 2) с кипящим слоем пылевидного катализатора (зарубежные установки флюид, модели I, И, П1 и IV ортофлоу, модели А, В, С ЮОП и отечественные установки типа 1-Б, 1-А, 43-103, 43-104 и ГК-3) [4]. [c.6]

    Закономерности образования кокса на катализаторах рассматриваются в объеме, необходимом для анализа закономерностей процесса окислительной регенерации. Для более подробного ознакомления авторы отсылают читателя к монографии Буянова P.A. [3]. В связи с отсутствием новых данных при рассмотрении некоторых вопросов окислительной регенерации катализаторов крекинга использованы результаты, опубликованные одним из авторов ранее (Масагутов Р. М. Алюмосиликатные катализаторы и изменение их свойств при крекинге нефтепродуктов,-М., Химия, 1975. 272 с.). [c.4]

    Процесс гидроочистки применяют для иефтяиых фракиш , ко-горые содержат серу или азот. Это широкие фракции, включая широкие дистиллаты, используемые для каталитического крекинга и платформинга, а также масляные фракции. Цель процесса — удаление из нефтяных фракций нежелательных компонентов, которые могут либо отравлять катализаторы крекинга или платфор-мипга, либо ухудшать свойства товарных нефтепродуктов. [c.149]

    В качество адсорбентов при разделении нефтяных газов и нефтепродуктов применяются мелко- и крупнопористые силикагели, активная окись алюминия, алюмосиликатный катализатор крекинга, агетивированные угли и др. [c.249]

    Фирма British Petroleum [166] разработала схему установки обессеривания мазута для снижения в нем содержания серы с 4 до 1 % (масс.) мощность установки 7950 м /сут. Катализатор процесса обладает высокой активностью обессеривания и низкой чувствительностью к отложениям металлов. Для поддержания постоянного уровня обессеривания режим работы катализатора ужесточают. При этом не удается в полной мере избежать крекинга нефтепродуктов. Материальный баланс установки следующий  [c.265]

    В качестве первых катализаторов крекинга применялись монтмориллонитовые глины, обработанные кислотой. Эти глины представляют собой гидратированные алюмосиликаты, обладающие ионообменными свойствами. В процессе кислотной обработки из алюмосиликата удаляются гидратированные катионы и приблизительно половина атомов алюминия /20/, Катализаторы этого типа получили широкое распространение, но обладают двумя существенными недостатками. Во-первых, некоторая часть железа, входящая в кристаллическую решетку алюмосиликата, становится каталитически активной при крекинге нефтепродуктов с большим содержанием серы. Это железо окисляется при регенерации и в ходе крекинга катализирует коксообразование и образование водорода. Кроме того, монтмориллонитовые глины чувствительны к высоким температурам регенерации. Впоследствии были найдены пути преодоления этих недостатков. Прежде всего нашли применение в качестве катализаторов другие алюмосиликаты, в частности гал-луазит и каолинит. К тому же сама кислотная обработка глин стала проводиться таким образом, чтобы удалить более половины алюминия и одновременно часть железа, после чего некоторое количество алюминия вводилось путем рекатионирова-ния. Таким образом, приготавливались катализаторы, которые можно назвать полусинтетическими. Катализаторы такого типа получают и другими препаративными методами. [c.50]

    Хотя азотистые соединения (АС) были открыты в нефти еще. в начале прошлого века [5], до последнего времени им уделялось довольно мало внимания. В противоположность сернистым соединениям считалось, что АС не влияют ни на процессы переработки нефти, ни на свойства получаемых нефтепродуктов. В настоящее время взгляды на роль АС кардинально изменились. Например, имеются утверждения [6], что такие соединения, как пиридины, хи-нолины и пиррол, уменьшают стабильность горючих масел при хранении. АС в бензине ускоряют процессы лакообразования в автомоторах и являются причиной смолообразования в карбюраторах [7]. В присутствии АС образуется кокс на катализаторах крекинга, поэтому последние частично дезактивируются. При этом снижается выход каталитического бензина, газа и легкого газойля [c.277]

chem21.info

3. СЫРЬЕ, ПАРАМЕТРЫ И ПРОДУКТЫ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА. Каталитический крекинг нефтяных фракций

Похожие главы из других работ:

Каталитический крекинг нефтяных фракций

2.1 КАТАЛИЗАТОРЫ И МЕХАНИЗМ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА

Крекинг нефтяного сырья в присутствии катализаторов, или, коротко, каталитический крекинг - в настоящее время один из основных методов производства базовых компонентов автомобильных бензинов...

Каталитический крекинг нефтяных фракций

4. УСТАНОВКА КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА С ШАРИКОВЫМ КАТАЛИЗАТОРОМ

Установки каталитического крекинга с алюмосиликатным катализатором можно разделить на 4 типа: 1) со стационарным слоем таблетированного катализатора и реакторами периодического действия; 2) с плотным слоем циркулирующего шарикового...

Каталитический риформинг

1. Установка каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора

Установки этого типа в настоящее время получили наибольшее распространение среди процессов каталитического риформинга бензинов. Они рассчитаны на непрерывную работу без регенерации в течение 1 года и более...

Каталитический риформинг

2. Установка каталитического риформинга с непрерывной регенерацией катализатора

Принципиальная технологическая схема установки KP HPK приведена на рис. 8. Четыре реактора риформинга (Р-1) расположены друг над другом и связаны между собой системами переточных труб малого диаметра. Шариковый катализатор диаметром 1...

Определение концентрации радона в воздухе помещения жидко-сцинтилляционным методом

1.1 Изотопы и дочерние продукты радона

Радон -- самый тяжелый элемент восьмой группы периодической системы, единственный из благородных газов, не имеющий стабильных и долгоживущих изотопов. Электронная структура атома радона 4f145d106s26p6. Ближайшим аналогом радона является ксенон. Рис...

Основные этапы переработки нефти

3.1 Продукты переработки нефти

Как видно на рис. 1 на первом месте по добычи энергетических минеральных продуктов находится нефть. Нефть и газ являются одной из основ российской экономики, важнейшим источником экспортных поступлений страны. Рис...

Производство технического углерода

4. Продукты процессов сажеобразования

Если сажу получать сжиганием сырья при недостаточном доступе воздуха, то в продуктах сгорания, кроме сажи, будут содержаться окись и двуокись углерода, метан, высшие углеводороды, водород, кислород, азот и водяные пары...

Производство этиленгликоля методом гидратации окиси этилена

6. Продукты производства

...

Развитие химической технологии на основе синтез-газа

Продукты синтеза Фишера - Тропша

Синтез Фишера-Тропша может рассматриваться как реакция восстановительной олигомеризации монооксида углерода, при которой образуются углерод - углеродные связи...

Разработка дополнительных занятий в школе к теме "Химизм различных способов приготовления пищи"

2.1.1 Растительные продукты

Отличительной особенностью растительных продуктов является высокое содержание в них углеводов: свыше 70 % сухих веществ. Поэтому рассмотрим их более подробно. Абсолютное большинство растительных продуктов, используемых в питании человека...

Разработка дополнительных занятий в школе к теме "Химизм различных способов приготовления пищи"

2.1.2 Животные продукты

В животных продуктах наиболее ценным в пищевом и кулинарном отношении является белок. В принципе надо говорить не белок, а белки, так как существует множество фракций, отличающихся по составу и свойствам...

Расчет насадочного абсорбера для улавливания ацетона из воздуха водой при температуре 200С

3 Технические параметры

Технические параметры насадочного абсорбера для улавливания ацетона из воздуха представлены в таблице: Параметр Единицы измерения Значение Газ - Воздух Целевой компонент - Ацетон Поглотитель - Вода Концентрация...

Сернокислотное алкилиривание изобутана бутиленом

3. Технологические параметры

Основы управления процессом сернокислотного С-алкилирования. Важными оперативными параметрами, влияющими на материальный баланс и качество продуктов С-алкилирования, являются давление, температура, объемная скорость сырья...

Установка гидроочистки дизельного топлива, включая реакторный блок, регенерацию катализатора и сепаратор высокого давления

1.3 Целевые и побочные продукты процесса

гидроочистка реакция дизельный топливо Целевым продуктом является гидроочищенное сырьё. При гидроочистке дизельного топлива, целевым продуктом является стабильное дизельное топливо...

Установка гидроочистки дизельного топлива, включая реакторный блок, регенерацию катализатора и сепаратор высокого давления

1.4 Параметры процесса

Основные режимные параметры процесса представлены в таблице 1.1. Таблица 1.1 - Основные режимные параметры и показатели установки гидроочистки дизельного топлива [7] Показатель Значение Температура, °С 280-400 Давление, МПа 2,5-6...

him.bobrodobro.ru

Сущность каталитического крекинга. Катализаторы и их действие Направление реакций при каталитическом крекинге

из "Технология переработки нефти и газа"

Реакции, протекающие при каталитическом крекинге нефтяного сырья, в основном аналогичны реакциям, протекающим при термическом крекинге. Однако применение катализаторов существенно изменяет характер процесса. Катализаторами называют вещества, ускоряющие химическую реакцию. В некоторых случаях катализаторы замедляют реакцию. Катализаторы первого рода называют положительными, а второго рода — отрицательными. Количество и состав применяемого катализатора по окончании реакции остаются неизменными. Процесс крекинга, который ведется в присутствии катализаторов, ускоряющих реакции образования низкокипящих углеводородов из нефтяного сырья, является каталитическим. [c.161] Активность катализатора определяется процентом выхода бензина с концом кипения 200° С в стандартных условиях и обозначается индексом, который указывает выход (в %) бензина с концом кипения 200° С из данного сырья в стандартных условиях. [c.162] В процессе каталитического крекинга активность катализатора со временем падает вследствие старения, неполной регенерации при отложении кокса и отравления катализатора. Однако в дальнейшем устанавливается постоянный уровень активности, поддерживаемый добавкой свежего катализатора, идущего на пополнение потерь. Этот уровень активности называют равновесным. [c.162] Избирательность катализатора характеризует качество продуктов каталитического крекинга. Чем она выше, тем меньше сырья превращается в нежелательные продукты, т. е. газ, кокс и др. [c.162] Стабильность катализатора характеризует его способность сохранять высокую активность и избирательность, прочность и способность регенерироваться. Катализатор должен обладать высокой механической и термической прочностью, быть однородным по форме и размерам. [c.162] НОГО активного шарикового катализатора с размерами частиц от 1 до 150 мк (основная фракция размером 40—80 мк) микро-сферический формованный синтетический катализатор с размерами частиц от 10 до 150 мк. [c.163] Различные углеводороды в условиях каталитического крекинга (температура 450—500° С, давление 0,1 —1,5 ат, алюмосиликатный катализатор) ведут себя по-разному. Парафины претерпевают реакции разложения с образованием низкомолекулярных алканов и алкенов. Наличие изопарафинов в продуктах каталитического крекинга объясняется изомеризацией олефинов, образующихся при распаде парафинов непосредственной изомеризации парафинов при каталитическом крекинге не наблюдается. [c.163] Олефины, в отличие от парафиновых углеводородов, значительно больше реакционноспособны в присутствии алюмосиликата. Они претерпевают реакции распада, изомеризации, полимеризации (при низких температурах). Распад олефинов сопровождается реакциями перераспределения водорода, в результате которых получаются легкие углеводороды насыщенного характера, а на катализаторе образуются коксовые отложения, являющиеся продуктами глубокой конденсации. Циклоолефины легко изомеризуются в насыщенные алкилированные нафтены. Например, циклогексен дает метилциклопентан и продукты конденсации ароматических углеводородов. [c.163] Нафтены-при каталитическом крекинге претерпевают различные изменения расщепление по месту боковой связи, разрыв кольца с образованием газовых компонентов, измеризацию структуры кольца с изменением положения боковой связи и числа боковых связей, реакции дегидрирования шестичленного ци-клана с образованием ароматических углеводородов с одновременным насыщением непредельных углеводородов. [c.163] Ароматические углеводороды (бензол и нафталин) при каталитическом крекинге устойчивы и практически не изменяются. Ароматические углеводороды с боковыми цепям и, особенно с длинными и разветвленными, весьма реакционноспособны. [c.163] Основной реакцией таких углеводородов является отрыв боковой цепи с образованием ароматического кольца и олефина. Многокольчатые ароматические углеводороды хорошо адсорбируются на поверхности катализатора и в результате реакций конденсации образуют на ней коксовые отложения. [c.164] Бензины каталитического крекинга содержат значительно меньше непредельных и больше парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, чем бензины термического крекинга. [c.164] Характер реакций при каталитическом крекинге в присутствии алюмосиликатного катализатора и данные группового состава бензинов позволяют сделать вывод, что в условиях каталитического крекинга при температуре 450—500° С образовавшиеся олефины претерпевают реакции перераспределения водорода, в результате чего в бензине значительно понижается содержание непредельных углеводородов и повышается содержание парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов. [c.164] При каталитическом крекинге коксообразование происходит в основном за счет протекания реакций глубокой конденсации олефинов с исходными и промежуточными продуктами крекинга и образования многокольчатых ароматических систем на поверхности катализатора. Катализатор в связи с этим покрывается коксом. Для восстановления его активности требуется регенерация, которая производится выжиганием кокса с поверхности пор при температуре 600—650° С. [c.164]

Вернуться к основной статье

chem21.info

Одноступенчатый каталитический крекинг нефти - Справочник химика 21

из "Исследования в области каталитической и термоконтактной переработки тяжелого нефтяного сырья"

При разработке процесса непосредственного каталитического кре- инга нефти, прежде всего, ставилась цель создания такого метода ее переработки, при котором бы не образовывались тяжелые нефтяные остатки, сильно усложняющие технологическую схему нефтеперерабатывающих заводов. [c.135] Агафонов А., Алиев В. Одноступенчатый каталитический крекинг нефти. Доклад на сессии секции переработки Техсовета МНП СССР в гор. Грозном, март,. 1955 г. [c.135] Известен ряд процессов, приводящих к безоСтаточной переработке нефти, в том числе процессы коксования, гидрогенизационные методы переработки нефтяных дистиллатов и остатков и др. Однако применение гидрогенизационных методов приводит к значительному усложнению и удорожанию процесса производства моторных топлив. Предлагаемый процесс непосредственного каталитического крекинга нефти имеет ряд особенностей, и прежде всего, к числу их относится осуществление интенсивного каталитического разложения высокомолекулярных углеводородов, сернистых и смолистых соединений в присутствии легких, бензиновых и керосиновых фракций, облегчающих испарение и десорбцию продуктов разложения с поверхности катализатора. Легкие фракции нефтей, присутствующие в реакционном пространстве, оказывают-благоприятное действие на процесс вследствие значительного понижения концентрации смолистых веществ в реагирующем сырье. Эти условия позволяют осуществить за однократный пропуск нефти через катализатор полное превращение фракций, кипящих выше 500° С. Тем самым отпадает необходимость в весьма сложной, переработке тяжелых смолистых остатков. [c.136] что наиболее рациональным методом нефтепереработки должен быть процесс с максимально развитым, внутренним перераспределением водорода и максимальной затратой водорода со стороны. В исходной нефти содержится 12—13% водорода, так для туймазинской и девонской нефти содержание водорода составляет 13—14% и углерода — 85,2 в ромашкинской нефти Н — 12,7% и С — 85,5%, а для ра-даевской — 11,8% и 82,6%, соответственно. Содержание водорода в газах колеблется от 16 до 20%, в бензинах оно составляет примерно 14%, а в реактивном и дизельном топливе 12—14%. Таким образом, из светлых нефтепродуктов лишь дизельное топливо близко по элементарному составу к исходной нефти. [c.136] отлагающийся на поверхности катализатора, будет иметь невысокий процент летучих и водорода и по своему составу будет более благоприятным по сравнению, например, с коксом процесса замедленного коксования. Что касается элементарного состава жидких продуктов переработки, то следует отметить следующее чем больше в составе жидких продуктов непредельных и ароматических, тем ниже в них содержание водорода, так что и в общем случае необходимо затрачивать меньше водорода для их образования. Однако присутствие этих углеводородов в больших количествах не во всех продуктах допустимо. В составе бензиновых фракций весьма желательно иметь высокое содержание ароматических и непредельных углеводородов. При этом следует оговорить, что содержание последних должно позволить получение стабильных товарных продуктов с присадкой ингибитора. Бензины каталитического крекинга, как правило, не содержат диеновых углеводородов и хорошо поддаются ингибитированию. Высокое содержание непредельных и ароматических углеводородов в реактивном и дизельном топливах нежелательно, как как оно приводит к увеличению нагарообразо-вания и жесткой работе двигателя. [c.137] Третьей особенностью процесса непосредственного каталитического крекинга нефти является возможность применения природных дешевых алюмосиликатных катализаторов, обладающих умеренной активностью и высокой стабильностью. Многочисленные исследования в области превращений углеводородов в присутствии алюмосиликатных катализаторов установили высокую реакционную способность ароматических и нафтеновых углеводородов, не имеющих боковых цепей. В присутствии алюмосиликатного катализатора достаточно легко происходит распад высокомолекулярных соединений, содержащих в своем составе атомы серы и кислорода. [c.138] в процессе непосредственного каталитического крекинга нефти создаются специфические условия эффективного каталитического разложения высокомолекулярного сырья, богатого сернистыми и кислородными соединениями. Эти составляющие, вследствие высокой способности адсорбироваться на поверхности катализатора, будут подвергаться преимущественному превращению. [c.139] Таким образом, вместо селективного крекинга в старом его понимании в приложении к термическому и каталитическому разложению, когда сырье для процесса предварительно разделялось либо по фракционному, либо по химическому признаку, непосредственный каталитический крекинг нефти является по существу селективным процессом, так как правильно подобранные катализатор и условия процесса позволяют подвергать глубокому превращению определенную часть реакционноспособных и высокомолекулярных углеводородов и смол, входящих в состав нефти избирательно. Количество кокса, образующегося при крекинге нефти, колеблется в пределах 4—6%, для нефтей типа радаевской оно повышается до 7,5—8,5%. При коксовании гудрона выход кокса составляет примерно 20%. Следовательно при выходе 25% гудрона на нефть это равно 7% В процессе крекинга нефти не образуется кокса больше, чем в обычных схемах с процессами коксования. При осуществлении непосредственного крекинга нефти гидрогенизационному облагораживанию потребуется подвергать все дизельное и реактивное топливо, что составляет 25—30% и 24—26% соответственно, считая на нефть. [c.139] Следовательно, около 56% продуктов от перерабатываемой нефти необходимо будет подвергать гидроочистке против 35% при обычных схемах переработки. Расход водорода, однако, будет низким, а если учесть возможность использования водорода из сухого газа процесса крекинга, то он окажется значительно ниже необходимого расхода водорода по обычной схеме. Качество всех продуктов после гидрогениз анионной очистки не уступает, а по отдельным константам превосходит качество получаемых продуктов по обычной схеме. [c.139] Непосредственный каталитический крекинг нефти является весьма целесообразным для ряда районов страны, в том числе для тех, где имеются значительные ресурсы дешевого топлива (уголь и другие природные материалы). [c.139] Приготовленные продукты анализировались с определением качеств, нормируемых ГОСТ ом на каждый вид топлива. В таблицах 61 и 62 приводятся материальные балансы одноступенчатого каталитического крекинга нефтей и качественная характеристика полученных продуктов. [c.140] Процесс каталитического крекинга смеси бакинских нефтей осуществлялся на алюмосиликатном катализаторе с индексом активности равным 20 единицам. [c.141] Детализированный материальный баланс крекинга смеси бакинские нефтей в указанных выше условиях приведен в табл. 63. [c.142] В результате крекинга нефти в указанных условиях выход светлых продуктов увеличился с 46,45 до 70%, при этом выход мазута, равннн 53,5%, после крекинга нефти уменьшился до 6%. [c.142] Тб после крекинга октановое число автомобильного бензина увеличивается до 74 пунктов. Подобное положение вполне закономерно, ибо, как известно, каталитический крекинг способствует определенной ароматизации исходного сырья. Топлива типа керосина и дизельное несколько ароматизированы, но путем гидрогенизационного облагораживания могут быть легко приведены к нормам ГОСТ а. [c.144] Одноступенчатый каталитический крекинг масел бакинских нефтей на опытно-промышленной установке осуществлялся по схеме крекирования легкого сырья, т. е. по схеме крекирования керосино-газойлевых фракций с подачей сырья под слой катализатора. [c.144]

Вернуться к основной статье

chem21.info

Каталитический крекинг

Каталитический крекинг - переработка углеводородов, напр., нефтяных фракций, в присутствии катализаторов при которой молекулы тяжелых углеводов расщепляются на более простые.

Каталитические процессы отличаются от термических тем, что пара нефтяного сырья пропускается над катализатором, который ускоряет и направляет ход реакций в сторону образования необходимых продуктов при более мягких условиях.

При каталитическом крекинге, в котором все процессы превращения углеводородов нефти протекают в условиях гетерогенного катализа, получают продукты, резко отличающиеся по составу от продуктов термического крекинга и пиролиза.

Катализаторы, применяемые в нефтепереработке, делят на металлы (Ni, Pt, Pd), полупроводники (Zn, Cr2O3, WS2, МоО2), изолятор-алюмосиликатные катализаторы (Al2O3). Как катализаторы для крекинга применяют или алюмосиликаты (природные глины), обработаны и обогащенные присадками окислов различных металлов (Ni, Со, Сu, Мn и др.)., Или специальные синтетические массы на алюмосиликатных основе, так называемые цеолиты и цеолитовые системы. Сегодня используется около 150 видов цеолитов, что позволило привлечь к переработке новые виды сырья.

Главной задачей каталитического крекинга, как и термического, является расщепление высокомолекулярных углеводородов. При температурах 200-300  С преобладают реакции деполимеризации, а при 300  С и выше начинается собственно каталитический крекинг.

При каталитическом крекинге легче всего крекингуються олефины, затем алкилированных арены и нафтены, а алканы наиболее устойчивы, в то время как при термическом крекинге этот ряд составляют алканы, нафтены и арены.

Главные превращения углеводородов при каталитическом крекинге сводятся к следующему.

  • 1. Алканы. Как и при термическом крекинге, при каталитическом крекинге происходит расщепление молекул на алканы меньшей молекулярной массы и олефины, однако скорость крекинга алканов в этом случае в 40-60 раз больше при той же температуре, жидкие продукты каталитического крекинга имеют преимущественно изобудову, газообразные продукты состоят из углеводородов C3 и С4 (пропилен, пропан, изобутилен, изобутан). Изоалканы крекингуються с большей скоростью, чем нормальные алканы.
  • 2. При каталитическом крекинге олефинов главным является расклад сопровождается процессами перераспределения водорода. В продуктах их крекинга обнаружено большое количество изоалканив и аренов, а также кокса (от 0 до 14%). Скорость крекинга в 1 000-8 000 раз больше, чем при термическом крекинге.
  • 3. Нафтены в условиях каталитического крекинга дегидрують у арены, изомеризуются или распадаются с разрывом кольца по С-С-связью. Каталитический крекинг их протекает в 1000 раз быстрее, чем термический.
  • 4. Незамещенные арены (бензол, нафталин) в условиях каталитического крекинга практически не меняются, крекинг толуола незначительно. Высшие алкил-бензолы крекингуються легко и более быстро, чем при термическом крекинге. Расщепляется не  -, а -связь С-С боковой цепи, кроме того, происходит изомеризация за счет перемещения боковых цепей по кольцу. Многоядерные арены дают большой выход кокса из-за высокой склонности к конденсации.

В присутствии алюмосиликатов расщепления углеводородов начинается при 300-350  С, а наиболее интенсивно протекает при 450-480  С (не выше 510  С). Каталитический крекинг проводится при атмосферном или небольшом (0,2-0,3 МПа) давления.

Продуктами каталитического крекинга является бензин, газойль, газ и кокс. Лучший крекинг-бензин получается при переработке нафтенового сырья. При переработке алканов они имеют наиболее низкое качество, а из сырья, содержащего много аренов, полу ? чения продуктов затруднено интенсивным коксообразования. В среднем за один цикл при каталитическом крекинге газойля прямого перегона получают (% масс.) Крекинг-бензина - 40-45, крекинг-газойля - 40-45, газа - 10-25 и кокса - 5. При однако ? ресниц исходном сырье бензин каталитического крекинга отличается значительно меньшим содержанием ненасыщенных углеводов и высоким содержанием нафтенов и аренов. Он характеризуется ? ется достаточно высокой химической стойкостью и высоким октановым числом (78-82).

Крекинг-газойль содержит много алканов и аренов и не поддается повторному каталитическом крекинге из-за склонности к коксования, хотя является удовлетворительной сырьем для термического крекинга. Газы каталитического крекинга содержат более 40% изобутана, который является сырьем для получения алкилата - высокооктанового компонента авиабензина.

Для термокаталитический переработки широко применяются процессы, которые проходят под давлением водорода, поскольку при этом достигается больший выход светлых нефтепродуктов, уменьшается коксообразования и резко снижается отравление катализатора. Водород гидруе адсорбированные на нем олефины и препятствует как их уплотнению, так и конденсации ароматических углеводородов, которая приводит к коксообразования. Гидрированием разрушаются нежелательные в нефтепродуктах сернистые соединения и различные гетерокомпоненты с преобразованием их в углеводороды и простейшие соединения - H 2 O, H 2 S, NH 3.

Основные процессы, протекающие под давлением водорода, - это гидрокрекинг, гидроочистка, гидродеалкилювання и риформинг. Наибольшее распространение эти процессы получили в последнее время в связи с добычей большого количества сернистых тяжелых нефтей, при одновременно растущем спросе на высокооктановый бензин и ароматические углеводороды для нефтехимии.

См.. также

Литература

nado.znate.ru