повышение октанового числа у бензинов при каталитическом крекинге происходит за счет

Каталитический крекинг

При каталитическом крекинге происходят следующие основные реакции:

Соотношение скоростей этих реакций зависит от состава сырья, типа катализатора и условий проведения процесса.

При каталитическом крекинге парафинов образуются, в основном, менее высокомолекулярные алканы и олефины, причем содержание последних увеличивается с повышением молекулярной массы сырья. Более высокомолекулярные парафины расщепляются легче в отличие от низкомолекулярных.

Крекинг парафинов нормального строения сопровождается вторичными реакциями, приводящими к образованию ароматических углеводородов и кокса, и обычно происходит труднее и менее глубоко, чем расщепление изопарафинов.

Нафтеновые углеводороды с длинными алкильными цепями при каталитическом крекинге превращаются в алкилнафтеновые или алкилароматические углеводороды со сравнительно короткими боковыми цепями.

Крекинг ароматических углеводородов (преимущественно алкилароматических) сопровождается их деалкилированием и переалкилированием, а также конденсацией.

При деалкилировании образуются парафины, олефины и алкилароматические соединения меньшей молекулярной массы.

Реакционная способность ароматических углеводородов возрастает с увеличением их молекулярной массы.

Конденсация ароматических углеводородов друг с другом или с непредельными соединениями приводит к образованию полициклических углеводородов, что способствует отложению кокса на поверхности катализатора.

Каталитический крекинг проводят в прямоточных реакторах с восходящим потоком микросферического катализатора (лифт-реакторах) или в реакторах с нисходящим компактным слоем шарикового катализатора.

Используется цеолитсодержащий микросферический катализатор (размер частиц 35-150 мкм). Площадь поверхности 300-400 м²/гр. Он представляет собой крекирующий цеолитный компонент, нанесенный на аморфную алюмосиликатную матрицу. Содержание цеолита не превышает 30%. В качестве цеолитного компонента используется ультрастабильный цеолит Y, иногда с добавками цеолита ZSM-5 для увеличения выхода и октанового числа бензина. Ряд компаний при приготовлении катализатора также вводят в цеолит редкоземельные металлы. В катализаторе крекинга также содержатся добавки, уменьшающие истирание катализатора, а также промоторы дожига СО, образующегося в регенераторе при выжиге кокса, до СО2.

Различают установки по организации процесса:
Периодические (реакторы Гудри).

Через нагретый стационарный слой катализатора пропускают сырье и после того как он закоксуется реактор ставят на регенерацию;
Непрерывной регенерации.

Из реактора выводится закоксованный катализатор, с поверхности которого выжигается кокс в отдельном аппарате и возвращается в реактор. После регенерации катализатор сильно нагрет, чего хватает для процесса крекинга, поэтому процесс каталитического крекинга не нуждается в подводе внешнего тепла.

Установки непрерывной регенерации подразделяются:
Реакторы с движущимся слоем катализатора.

Выход продукции, в %
Взято всего: 100
Гидроочищенный вакуумный газойль (Фр.350-500°С) 100
Получено всего: 100
H2 0,04
СН4 0,25
C2H6 0,23
C2H4 0,36
C3H8 0,85
С3H6 2,73
Бутан 0,89
Бутены 2,5
изобутан 4,20
бензиновая фракция (ОЧМ-91/92) 58,62
газойль (легкий+тяжелый) 27,17
Кокс + потери 2,17

Источник

От скважины до бензобака: термические и каталитические процессы переработки

Сложность процесса производства современного бензина сложно переоценить. В первом материале из серии вы узнали о подготовке и непосредственно перегонке нефти и делении ее на 6 фракций. Разумеется, простой перегонки недостаточно. У бензина, например, будет крайне низкое октановое число — не более 55-60 единиц по моторному методу. А с такими показателями он не может использоваться в двигателе. Именно поэтому время следующего этапа — вторичных процессов переработки.

Как видно из схемы, химические процессы вторичной переработки нефти делятся на две группы — термические и каталитические.

Пиролиз

Его главное назначение — получить углеводородный газ с высоким содержанием непредельных углеводородов, особенно этилена. Часто установки пиролиза зовут этиленовыми установками.

Полученный этилен отправляется на производство оксида этилена, пластических масс и полимеров. А пропилен, образующийся в процессе пиролиза, как правило, используют для получения полипропилена, акрилонитрила и бутадиена.

Сырье для пиролиза — углеводородные газы, легкие бензиновые фракции, газоконденсаты, рафинаты каталитического риформинга, керосиновые и газойлевые фракции. Оно выбирается в зависимости от цели пиролиза, количества, качества и доступности самого сырья.

Коксование

В этом процессе происходит переработка жидкого и твердого топлива нагреванием при при 420-560 °C и давлениях до 0,65 МПа без доступа кислорода. Коксование может продолжаться от десятков минут до десятков часов. По итогу получается кокс и летучие продукты.

Коксование делят на:

Сырьё — тяжёлые фракции перегонки нефти, остатки деасфальтизации, термического и каталитического крекинга, пиролиза бензинов и газойлей.

Термокрекинг

Переработка углеводородов при высокой температуре без доступа воздуха. Цель — получить продукты с меньшей молекулярной массой: легкие моторные и котельные топлива, непредельные углеводороды, высоко ароматизированное сырье, нефтяной кокс. Термокрекинг проводится при 500-540°С и давлении 2-5 МПа.

Каталитический крекинг

Таким образом получают бензин с октановым числом по исследовательскому методу 88-91 единиц. Но есть недостаток — большое количество непредельных углеводородов в составе — до 30% и серы — 0,1-0,5%. Бензин быстро становиться желтым из-за полимеризации и окисления олефинов. Разумеется, не может использоваться без смешения с другими бензиновыми фракциями.

Сырье — прямогонный тяжелый газойль, легкая фракция вакуумной перегонки. Каталитический крекинг происходит при температуре 340-590°С.

Гидрокрекинг

Перерабатываются высококипящие нефтяные фракции и остаточные продукты дистилляции нефти — мазут, гудрон — и получаются бензин, авиакеросин, дизельное малосернистое топливо и т.п. Гидрокрекинг происходит под давлением водорода (5-10 МПа) при 260-450 °С.

Риформинг

Методом риформинга перерабатываются в основном бензиновые и лигроиновые фракции нефти для получения высокооктанового автомобильного бензина, ароматических углеводородов и технического водорода.

Происходит при высокой температуре 490-530°С и давлении до 3 Мпа.

Изомеризация алканов

Еще один процесс производства высокооктановых фракций. Алканы с изостроением имеют значительно большую детонационную стойкость, чем неразветвленные алканы. Например, н-пентан имеет октановое число 61,8 ед. по моторному методу, а изопентан — 93 ед.! Именно изомеры применяются для производства бензинов АИ-92 и Аи-95.

Изомеризация происходит при давлении 2-3 Мпа и температуре до 400 градусов.

Алкилирование

Считается наиболее современным способом получить качественные компоненты бензина из непредельных углеводородов. В молекулы органических и неорганических соединений остатка насыщенного углеводорода вводится алкил, например, метил СНз (метилирование), этил C2H5 (этилирование) и прочее.

Сырье алкилирования — бутан-бутиленовая фракция (ББФ). Её приходится очищать от сернистых соединений — меркаптанов.

Наконец, компоненты и продукты, полученные вышеописанными методами смешиваются на блоке компаундирования. Но, увы, полученный бензин имеет октановое число — 89-90 единиц. Чтобы достичь требуемых современными нормами 92-95 единиц, производители улучшают исходное топливо присадками.

Как правильно сделать это, чтобы придать топливу нужные характеристики и завоевать любовь потребителя, читайте в следующем материале из серии «От скважины до бензобака».

Подписка на рассылку

10 лет честного партнерства!

Компания ООО «Одуванчик» основана в мае 2009 года в городе Барнаул. Сейчас, спустя 10 лет, наши партнеры – это более 500 компаний разных уровней по всему миру!

Компания «Одуванчик» зарекомендовала себя как надежного партнера, профессионала отрасли и серьезного игрока на международном рынке. Растущие производственные мощности позволяют обеспечить своим клиентам изготовление более сотен тысяч тонн продукции в год!

Учитывая потребности и желания клиентов, специалисты предприятия разрабатывают продукцию, отвечающую всем требованиям.

Квалифицированный персонал с многолетним опытом работы в области нефтепродуктов обеспечивает поддержку клиентов на протяжении всего периода сотрудничества. Научные сотрудники помогают составить формулу улучшения продукта, а опытные менеджеры делают ее внедрение экономически эффективным и целесообразным.

Мы дорожим своими клиентами, и потому наша главная ценность – взаимоотношения, основанные на открытом и честном партнерстве.

Имея стабильный рост в профессиональной сфере, предприятие активно принимает участие в социальной жизни региона, способствует развитию спорта, занимается благотворительностью и улучшением инфраструктуры города. С 2010 года активно поддерживает фонд греко-римской борьбы имени Анатолия Кишицкого. В 2017 году организация приняла участие в строительстве крупного спортивного комплекса.

ООО Одуванчик – динамично развивающееся предприятие, которое в процессе собственного становления способствует росту других компаний.

Адрес: 656049, Россия, Алтайский край
г. Барнаул, площадь Баварина, 2, офис 910

E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Источник

Каталитический крекинг

При каталитическом крекинге происходят следующие основные реакции:

Соотношение скоростей этих реакций зависит от состава сырья, типа катализатора и условий проведения процесса.

При каталитическом крекинге парафинов образуются, в основном, менее высокомолекулярные алканы и олефины, причем содержание последних увеличивается с повышением молекулярной массы сырья. Более высокомолекулярные парафины расщепляются легче в отличие от низкомолекулярных.

Крекинг парафинов нормального строения сопровождается вторичными реакциями, приводящими к образованию ароматических углеводородов и кокса, и обычно происходит труднее и менее глубоко, чем расщепление изопарафинов.

Нафтеновые углеводороды с длинными алкильными цепями при каталитическом крекинге превращаются в алкилнафтеновые или алкилароматические углеводороды со сравнительно короткими боковыми цепями.

Крекинг ароматических углеводородов (преимущественно алкилароматических) сопровождается их деалкилированием и переалкилированием, а также конденсацией.

При деалкилировании образуются парафины, олефины и алкилароматические соединения меньшей молекулярной массы.

Реакционная способность ароматических углеводородов возрастает с увеличением их молекулярной массы.

Конденсация ароматических углеводородов друг с другом или с непредельными соединениями приводит к образованию полициклических углеводородов, что способствует отложению кокса на поверхности катализатора.

Каталитический крекинг проводят в прямоточных реакторах с восходящим потоком микросферического катализатора (лифт-реакторах) или в реакторах с нисходящим компактным слоем шарикового катализатора.

Используется цеолитсодержащий микросферический катализатор (размер частиц 35-150 мкм). Площадь поверхности 300-400 м²/гр. Он представляет собой крекирующий цеолитный компонент, нанесенный на аморфную алюмосиликатную матрицу. Содержание цеолита не превышает 30%. В качестве цеолитного компонента используется ультрастабильный цеолит Y, иногда с добавками цеолита ZSM-5 для увеличения выхода и октанового числа бензина. Ряд компаний при приготовлении катализатора также вводят в цеолит редкоземельные металлы. В катализаторе крекинга также содержатся добавки, уменьшающие истирание катализатора, а также промоторы дожига СО, образующегося в регенераторе при выжиге кокса, до СО2.

Различают установки по организации процесса:
Периодические (реакторы Гудри).

Через нагретый стационарный слой катализатора пропускают сырье и после того как он закоксуется реактор ставят на регенерацию;
Непрерывной регенерации.

Из реактора выводится закоксованный катализатор, с поверхности которого выжигается кокс в отдельном аппарате и возвращается в реактор. После регенерации катализатор сильно нагрет, чего хватает для процесса крекинга, поэтому процесс каталитического крекинга не нуждается в подводе внешнего тепла.

Установки непрерывной регенерации подразделяются:
Реакторы с движущимся слоем катализатора.

Выход продукции, в %
Взято всего: 100
Гидроочищенный вакуумный газойль (Фр.350-500°С) 100
Получено всего: 100
H2 0,04
СН4 0,25
C2H6 0,23
C2H4 0,36
C3H8 0,85
С3H6 2,73
Бутан 0,89
Бутены 2,5
изобутан 4,20
бензиновая фракция (ОЧМ-91/92) 58,62
газойль (легкий+тяжелый) 27,17
Кокс + потери 2,17

Источник

Каталитический крекинг

При каталитическом крекинге происходят следующие основные реакции:

Соотношение скоростей этих реакций зависит от состава сырья, типа катализатора и условий проведения процесса.

При каталитическом крекинге парафинов образуются, в основном, менее высокомолекулярные алканы и олефины, причем содержание последних увеличивается с повышением молекулярной массы сырья. Более высокомолекулярные парафины расщепляются легче в отличие от низкомолекулярных.

Крекинг парафинов нормального строения сопровождается вторичными реакциями, приводящими к образованию ароматических углеводородов и кокса, и обычно происходит труднее и менее глубоко, чем расщепление изопарафинов.

Нафтеновые углеводороды с длинными алкильными цепями при каталитическом крекинге превращаются в алкилнафтеновые или алкилароматические углеводороды со сравнительно короткими боковыми цепями.

Крекинг ароматических углеводородов (преимущественно алкилароматических) сопровождается их деалкилированием и переалкилированием, а также конденсацией.

При деалкилировании образуются парафины, олефины и алкилароматические соединения меньшей молекулярной массы.

Реакционная способность ароматических углеводородов возрастает с увеличением их молекулярной массы.

Конденсация ароматических углеводородов друг с другом или с непредельными соединениями приводит к образованию полициклических углеводородов, что способствует отложению кокса на поверхности катализатора.

Каталитический крекинг проводят в прямоточных реакторах с восходящим потоком микросферического катализатора (лифт-реакторах) или в реакторах с нисходящим компактным слоем шарикового катализатора.

Используется цеолитсодержащий микросферический катализатор (размер частиц 35-150 мкм). Площадь поверхности 300-400 м²/гр. Он представляет собой крекирующий цеолитный компонент, нанесенный на аморфную алюмосиликатную матрицу. Содержание цеолита не превышает 30%. В качестве цеолитного компонента используется ультрастабильный цеолит Y, иногда с добавками цеолита ZSM-5 для увеличения выхода и октанового числа бензина. Ряд компаний при приготовлении катализатора также вводят в цеолит редкоземельные металлы. В катализаторе крекинга также содержатся добавки, уменьшающие истирание катализатора, а также промоторы дожига СО, образующегося в регенераторе при выжиге кокса, до СО2.

Различают установки по организации процесса:
Периодические (реакторы Гудри).

Через нагретый стационарный слой катализатора пропускают сырье и после того как он закоксуется реактор ставят на регенерацию;
Непрерывной регенерации.

Из реактора выводится закоксованный катализатор, с поверхности которого выжигается кокс в отдельном аппарате и возвращается в реактор. После регенерации катализатор сильно нагрет, чего хватает для процесса крекинга, поэтому процесс каталитического крекинга не нуждается в подводе внешнего тепла.

Установки непрерывной регенерации подразделяются:
Реакторы с движущимся слоем катализатора.

Выход продукции, в %
Взято всего: 100
Гидроочищенный вакуумный газойль (Фр.350-500°С) 100
Получено всего: 100
H2 0,04
СН4 0,25
C2H6 0,23
C2H4 0,36
C3H8 0,85
С3H6 2,73
Бутан 0,89
Бутены 2,5
изобутан 4,20
бензиновая фракция (ОЧМ-91/92) 58,62
газойль (легкий+тяжелый) 27,17
Кокс + потери 2,17

Источник

Автор: Лиана Геннадьевна Горшкова
ПРОМЫШЛЕННОЕ ПОВЫШЕНИЕ ОКТАНОВОГО ЧИСЛА БЕНЗИНОВ МЕТОДОМ РИФОРМИНГА

Сырая нефть проходит множество этапов подготовки и переработки перед тем, как стать топливом, соответствующим всем нормируемым показателям. Получение бензина начинается с первичной переработки нефти методом разделения ее на отдельные группы углеводородов, характеризующим своим составом определенную фракцию нефти. Деление на фракции основано на различии температур испарения различных углеводородов (групп углеводородов) и осуществляется путем перегонки из смеси компонента с более низкой температурой кипения. Полученные пары после их сбора и охлаждения конденсируются, образуя так называемый дистиллят, который затем проходит несколько ступеней очистки для соответствия нормируемым показателям и сортируется по фракциям.

При термическом крекинге высокомолекулярные углеводороды разлагаются на более легкие при температуре 450-550°С и давлении от 2 до 7 МПа. Крекингу обычно подвергают мазут или другие тяжелые нефтяные остатки прямых перегонок. При тяжелых термобарических условиях крекинга длинноцепочные молекулы исходного сырья рвутся с образованием более легких углеводородов, формирующих бензиновую фракцию. Продукты крекинга делятся ректификационной колонной на газообразные углеводороды, крекинг-бензин, крекинг-керосин [1, с. 88].

Одна из разновидностей каталитического крекинга – риформинг, с использованием в качестве катализаторов окиси молибдена или платины при температуре около 500°С и давлении 2-4 МПа. Повышенное давление ускоряет процесс перегонки, однако требует более тщательного отбора исходного сырья. Обычно риформингу подвергают низкооктановый бензин прямой перегонки (с октановым числом 60-70) с получением в результате высокооктанового бензина. Процесс риформинга отличается сравнительной простотой и низкими энергетическими затратами. Общая схема установки риформинга (представлена на рисунке 1) аналогична установке каталитического крекинга: имеется печь для подогрева сырья, реактор (т.е. колонна), где производится реакция каталитического риформинга, ректификационная колонна для разделения продуктов риформинга [1, с. 89].

Рисунок 1. Схема установки каталитического риформинга со стационарным катализатором:

Каталитический риформинг имеет сложный химический состав исходного сырья, в который входят разнообразные бензиновые фракции, в основном представленными широкой фракцией бензина с более чем 150 углеводородами. Это углеводороды трех основных групп: предельные углеводороды (нормального и изостроения), нафтеновые углеводороды (с одной или несколькими замещающими алкильными группами) и ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол и более тяжелые алкилбензолы). Перед процессом риформинга исходное сырье подвергается тщательному изучению для исключения из состава примесей более высоких фракций, усложняющих технологический процесс риформинга, повышающих рабочее давление и температуру и образующих в результате кокс (который необходимо своевременно удалять с рабочей поверхности установки каталитического риформинга).

В процессе каталитического риформинга предъявляются высокие требования к качеству исходного сырья:

1. содержание серы в сырье допускается не более 1∙10-4 % (1 мг/кг);

2. содержание азота допускается не более 0,5∙10-4 %, так как азот (особенно азотистые основания) является ядом для катализаторов, разрушающим их кислотные центры [3] ;

3. содержание влаги в сырье ограничивается величиной не более 1,5∙10-4 %, поскольку влага вымывает галоген, которым обрабатывается катализатор, и образует хлороводородную кислоту.

Бензин, получаемый каталитическим риформингом, имеет утяжеленный состав, в основном представленный ароматическими углеводородами (60-70 % (масс.)), и в чистом виде непригоден для применения (повышается нагарообразование и выбросы канцерогенных веществ.). Для получения товарных автомобильных бензинов бензин риформинга смешивают (компаундируют) с другими компонентами, выступающими в роли растворителя: легкими бензиновыми фракциями прямой перегонки нефти, изомеризатами и алкилатами.

Автор: Лиана Геннадьевна Горшкова

ПРОМЫШЛЕННОЕ ПОВЫШЕНИЕ ОКТАНОВОГО ЧИСЛА БЕНЗИНОВ МЕТОДОМ РИФОРМИНГА

Сырая нефть проходит множество этапов подготовки и переработки перед тем, как стать топливом, соответствующим всем нормируемым показателям. Получение бензина начинается с первичной переработки нефти методом разделения ее на отдельные группы углеводородов, характеризующим своим составом определенную фракцию нефти. Деление на фракции основано на различии температур испарения различных углеводородов (групп углеводородов) и осуществляется путем перегонки из смеси компонента с более низкой температурой кипения. Полученные пары после их сбора и охлаждения конденсируются, образуя так называемый дистиллят, который затем проходит несколько ступеней очистки для соответствия нормируемым показателям и сортируется по фракциям.

При термическом крекинге высокомолекулярные углеводороды разлагаются на более легкие при температуре 450-550°С и давлении от 2 до 7 МПа. Крекингу обычно подвергают мазут или другие тяжелые нефтяные остатки прямых перегонок. При тяжелых термобарических условиях крекинга длинноцепочные молекулы исходного сырья рвутся с образованием более легких углеводородов, формирующих бензиновую фракцию. Продукты крекинга делятся ректификационной колонной на газообразные углеводороды, крекинг-бензин, крекинг-керосин [1, с. 88].

Рисунок 1. Схема установки каталитического риформинга со стационарным катализатором:

В процессе каталитического риформинга предъявляются высокие требования к качеству исходного сырья:

содержание серы в сырье допускается не более 1∙10

содержание азота допускается не более 0,5∙10

%, так как азот (особенно азотистые основания) является ядом для катализаторов, разрушающим их кислотные центры [3] ;

содержание влаги в сырье ограничивается величиной не более 1,5∙10-4 %, поскольку влага вымывает галоген, которым обрабатывается катализатор, и образует

Источник