Глава v. каталитический крекинг.....

ГЛАВА V. КАТАЛИТИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ.....

Алюмосиликатные катализаторы крекинга......

Основы механизма, химизма и кинетики каталитического крекинга. Теплота реакции...........

Основные факторы промышленного процесса......

Промышленные установки каталитического крекинга Установки с движущимся крупногранулированным катализатором ................

Установки с псевдоожиженным слоем порошкообразного катализатора ...............

Основная аппаратура и оборудование Технологические схемы установок . Каталитический крекинг облегченного сырья с целью получения авиакомпонента ...........

Качество продуктов каталитического крекинга .

ГЛАВА VI. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ РИФОРМИН-ГА И ИЗОМЕРИЗАЦИИ «-ПАРАФИНОВ

Каталитический риформинг........    .    .

Основы химизма процесса..........

Катализаторы .............

Теплота реакции ............

Основные факторы процесса.........

Промышленные установки каталитического риформинга Работа установок каталитического риформинга с полученном

ароматических углеводородов .........

Разделение жидких продуктов риформинга.....

Каталитическая изомеризация легких н-парафиов

Основные параметры процесса.........

Промышленные установки гидроочистки......

Гидрообессеривание нефтяных остатков......

Со времени выхода второго издания 2-ой части учебника «Технология переработки нефти и газа» прошло более десяти лет. Естественно, что за этот период в нефтеперерабатывающей промышленности Советского Союза и других стран произошли большие изменения.

Использование нефти решительно ориентировано на ее глубокую переработку с максимальным отбором высококачественных светлых нефтепродуктов и сырья для нефтехимического синтеза. Таким образом, практически отпадают схемы так называемой неглубокой переработки нефти с отбором 40—50% (считая иа нефть) низкокачественного сернистого котельного топлива (крекинг-остаток или даже мазут).

Значительные изменения в баланс нефтей внесла успешная эксплуатация нефтяных месторождений Западной Сибири. К концу девятой пятилетки добыча сибирских нефтей превышала 30% от общей.

Изменение качества типового сырья не могло не отразиться на выборе поточных и технологических схем новых нефтеперерабатывающих заводов. Это должно быть учтено и в курсе «Технология переработки нефти и газа». Например, установки первичной перегонки уфимских НПЗ были приспособлены для переработки более тяжелого сырья: в сибирских нефтях на 15—20% выше содержание широкой бензиновой фракции, а выход остатков сни-, жается более чем на 25%. В итоге мощности установок риформинга стало нехватать. Постепенное увеличение доли сернистых и высокосернистых нефтей вызвало интенсивное развитие гидроге-низационных процессов.

Успехи в разработке новых катализаторов для вторичных процессов переработки нефтяного сырья изменили и технологию этих процессов — режим, аппаратурное оформление. Так, внедрение цеолитсодержащих катализаторов крекинга сократило время реакции, привело к коренному изменению конструкции реакторов и повлияло на выход и качество продуктов. Разработка полиметаллических катализаторов риформинга способствовала снижению давления, что позволило перейти к системам с движущимся слоем катализатора.

Повышение требований к качеству нефтепродуктов должно учитывать и экологические соображения (отказ от этиловой жид-

кости, стремление к безотходной технологии переработки сернистого сырья).

Ввиду того, что в программах некоторых нефтяных вузов и факультетов отсутствует курс «Общей химической технологии», автор счел возможным включить в это издание учебника краткое изложение технологии получения водорода конверсией метана и получения серы на основе заводских газов, получаемых при переработке сернистых нефтей. Производство водорода осуществлено пока на ограниченном числе заводов, но в связи с развитием гидрокрекинга получит, очевидно, более широкое распространение.

Автор выражает глубокую благодарность рецензентам — коллективу кафедры химической технологии переработки нефти и газа Куйбышевского политехнического института, руководимой профессором М. X. Левинтером.

обшая характеристика и типы ВТОРИЧНЫХ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ

Предметом настоящего курса является химическая технология переработки нефтяного и газового сырья путем его преобразования под действием высокой температуры (термические процессы), высокой температуры и катализатора (термокаталитические йроцес-сы) или только катализатора (низкотемпературные каталитические процессы). Все эти процессы обычно называют вторичными, в отличие от первичного разделения (перегонка с ректификацией) нефти на составляющие и других физических методов разделения нефтяного сырья (экстракция, деасфальтизация, адсорбция, комплексообразование).

Существенной особенностью нефтеперерабатывающей промышленности в X пятилетке явилось изменение топливно-энергетического баланса страны в направлении роста топливно-энергетического потенциала преимущественно за счет гидроэнергии, атомной энергии и дешевых углей. Добываемые нефть и газ все в большей степени используются для производства высококачественных нефтепродуктов и для нужд нефтехимии. Исходя из этого доля нефти и газового конденсата в топливно-энергетическом балансе 1980 г. останется на уровне 1975 г. Если в 1975 г. топочный мазут составлял свыше 20% от общих ресурсов остаточного топлива, то к 1980 г. его доля снизится до 17%, а в дальнейшем будет еще меньше. В то же время должен возрастать абсолютный объем переработки нефти, повышаться отбор светлых нефтепродуктов и их качество.

Этого можно достигнуть только при широком использовании вторичных процессов. Естественно, что прямая перегонка дает только тот выход светлых, который обусловлен природными свойствами нефти. Применение термокаталитических процессов позволяет получать дополнительное количество светлых из тяжелых нефтяных фракций. Например, каталитический крекинг вакуумного газойля (фракция 350—500 °С, составляющая 20—30% масс, на нефть) может дать до 45—50% (масс.) бензина, т. е. дополнительно 10—15% бензина в пересчете на нефть. Одновременно получается фракция легкого газойля, которую после соответствующего’ облагораживания можно использовать в качестве дизельного топлива. Не менее важной причиной, обусловливающей необходимость вторичных процессов, является то, что прямая перегонка нефтей (в основном парафинистых) не может дать беизин удовлетворительных качеств. Например, октановое число бензина

н. к.— 180 °С из самотлорской (западносибирской) нефти составляет около 53 (по моторному методу), а для бензина из узеньской нефти (Мангышлак, Казахская ССР) всего 37. Процесс каталитического риформинга позволяет получать из таких низкооктановых фракций бензин с октановым числом 85—90 (м. м.), т. е. 95— 100 (и. м.).

Вторичные процессы являются также источником получения сырья для нефтехимии (газообразные и жидкие олефины, индивидуальные ароматические углеводороды высокой чистоты), на основе которого производят пластические массы, синтетический каучук, синтетические волокна и другие материалы.

Значительная доля нефтей Советского Союза является сернистыми и высокосернистыми, поэтому все получаемые из них продукты (как первичной перегонки, так и вторичных процессов) содержат сернистые соединения, которые корродируют аппаратуру и детали двигателя, а при сжигании топлива превращаются в сернистый ангидрид, отравляющий атмосферу. Использование гид-рогенизационных процессов позволяет (в большей или меньшей степени) перевести эти сернистые соединения в сероводород, который легко удалить из газообразных продуктов переработки с последующим превращением его в серу или серную кислоту.

Четкая классификация вторичных процессов переработки нефтяного сырья затруднительна. Ниже приводится краткая характеристика вторичных процессов, частично сгруппированных по родственным признакам.

Термические процессы. К этим процессам, получившим широкое распространение, относятся:

а)    термический крекинг²⁴⁸ при повышенном давлении (2,0— 4,0 МПа) жидкого (в настоящее время в основном тяжелого) сырья с получением газа и жидких продуктов;

б)    коксование тяжелых остатков или высокоароматизироваи-ных тяжелых дистиллятов при невысоком давлении (до 0,5 МПа) с получением кокса, газа и жидких продуктов;

в)    пиролиз (высокотемпературный крекинг) жидкого или газообразного сырья при невысоком давлении (0,2—0,3 МПа) с получением газа, богатого непредельными углеводородами, и жидкого продукта.

Эта группа процессов характеризуется высокими температурами в зоне реакции — от 450 до 900 °С. Под действием высокой температуры нефтяное сырье разлагается (собственно крекинг). Этот процесс сопровождается вторичными реакциями уплотнения вновь образовавшихся углеводородных молекул.

Термический крекинг под давлением применяли ранее для переработки различного сырья—лигроина, газойлей, мазутов— с целью получения автомобильного бензина. При переработке тяжелых нефтяных остатков (полугудроны, гудроны) целевым продуктом обычно является котельное топливо, получаемое за счет снижения вязкости исходного остатка. Такой процесс неглубокого разложения сырья носит название легкого крекинга, или висбрекинга²⁴⁹. Висбрекинг проводят при х2 МПа и 450—500 °С.

Коксование нефтяных остатков проводят в направлении их «декарбонизации», когда асфальто-смолистые вещества, содержащиеся в исходном сырье, концентрируются в твердом продукте — коксе; в результате получаются более богатые водородом продукты— газойль, бензин и газ. Обычно целью процесса является получение кокса, но остальные продукты также находят квалифицированное применение.

Разновидность термического крекинга нефтяных остатков при невысоком давлении — деструктивная перегонка — направлена на получение максимального выхода соляровых фракций при минимальном количестве тяжелого жидкого остатка.

Коксование и деструктивную перегонку проводят при 450— 550 °С.

Пиролиз — наиболее жесткая форма термического крекинга. Сырье пиролиза весьма разнообразно. Температура процесса 700—900 °С, давление близко к атмосферному. Цель процесса — получение газообразных непредельных углеводородов, в основном этилена и пропилена; в качестве побочных продуктов образуются ароматические углеводороды (бензол, толуол, нафталин).

Термокаталитические процессы. К ним относятся:

а)    каталитический крекинг;

б)    каталитический риформинг;

в)    каталитическая изомеризация;

г)    гидрогени^ационные процессы (гидроочистка, гидрообессе-ривание, гидрокрекинг).

Основное назначение каталитического крекинга — получение высококачественного бензина; кроме того, получают газ, богатый бутан-бутиленовой фракцией (сырье для производства компонента высокооктановых бензинов), и газойлевые фракции. Катализаторы — алюмосиликаты, аморфные или более совершенные— кристаллической структуры (цеолиты). По температурному режиму процесс аналогичен термическому крекингу (470—540 °С), но скорость реакций на несколько порядков больше, а качество получаемого бензина гораздо выше.

Сущность каталитического риформинга — ароматизация бензиновых фракций, протекающая в результате преобразования нафтеновых и парафиновых углеводородов в ароматические. Продуктами являются высокооктановый ароматизированный; бензин или (после соответствующих операций с целью их извлечения) индивидуальные ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы), которые используют в нефтехимической промышленности. Процесс осуществляют на алюмо-платиновых катализаторах (платформинг) при 480—540 °С и 2—4 МПа. В более совершенной форме процесса используют платино-рениевые и полиметаллические катализаторы при ' более низком давлении (0,7— 1,5 МПа).

Каталитическая изомеризация легких бензиновых углеводородов («-пентан и к-гексан) служит для повышения их октанового числа и использования в качестве компонентов высокооктановых бензинов. Подобно риформингу процесс осуществляют на алюмо-платиновых катализаторах под давлением водорода.

Гидрогенизационные процессы. В результате термокаталитических преобразований нефтяного сырья под давлением водорода можно получать продукты весьма благоприятного состава. В зависимости от глубины воздействия водорода и назначения различают три разновидности гидрогенизационных процессов.

Гидроочистку проводят с целью облагораживания бензинов, дизельных топлив, масел и других нефтепродуктов путем разрушения содержащихся в них сернистых соединений и удаления серы в виде сероводорода. Наиболее типичные катализаторы—алюмо-кобальт- и алюмо-никель-молибденовые. Наряду с обессерива-нием происходит насыщение непредельных углеводородов, а при более глубокой форме процесса — гидрирование ароматических углеводородов до нафтеновых.

Целью гидрообессеривания является снижение содержания серы в тяжелых остатках сернистых нефтей с целью использования этих остатков в качестве котельного топлива.

Г идрокрекинг — глубокое термокаталитическое превращение нефтяного сырья (в основном тяжелых сернистых дистиллятов) для получения бензина, реактивного и дизельного топлив.

Основные формы промышленных гидрогенизационных процессов характеризуются последовательным использованием катализаторов гидрообессеривания (А1 — Со — Мо или А1 —Ni — Мо) и катализаторов расщепления (Pt и Pd на носителе). Температуры лежат в пределах 350—500 °С; давление в зависимости от глубины процесса меняется от 3 МПа (гидроочистка) до 15—20 МПа (гидрокрекинг) .

Низкотемпературный каталитический процесс — каталитическое алкилирование изобутана олефинами на основе заводских газов.

Процесс ведут в присутствии серной кислоты или жидкого фтористого водорода, базируясь на изобутане из газов каталитического крекинга и на бутиленах (иди на пропилене), содержащихся в газах каталитического крекинга и термических процессов. Обе разновидности процесса проводят при низких температурах и давлениях (0—30°С, 0,4—0,5 МПа). Целевым продуктом является ал-килат — высокооктановый компонент автомобильных и авиационных бензинов.

История развития вторичных процессов в СССР и за рубежом. Современное состояние и перспективы. Наиболее «старой» формой крекинга является пиролиз. Первые заводы пиролиза были построены в России (в Киеве и Казани) еще в 70-х годах прошлого века.

Пиролизу подвергали преимущественно керосиновые фракции с целью получения светильного газа. Несколько позднее (в 90-х годах) русские исследователи А. А. Летний и А. Н. Никифоров заинтересовались составом смолы пиролиза и выделили из нее индивидуальные ароматические углеводорода—бензол и нафталин. Однако в основном пиролиз получил промышленное развитие во время I мировой войны, когда возникла огромная потребность в толуоле — сырье для производства взрывчатого вещества тротила. Позднее о пиролизе говорили, что это «дитя войны». В период между I и II мировыми войнами интерес к пиролизу упал. К тому же к 1940 г. за рубежом появился новый процесс — каталитический риформинг, который позволял получать значительно- бблыиие выходы арот матических углеводородов, чем пиролиз.

Развитие нефтехимической промышленности вновь возродило пиролиз, но уже для получения газа, богатого непредельными углеводородами. За последние годы пиролиз стал одним из основных процессов получения сырья для нефтехимического синтеза. Таким образом, развитие пиролиза за 80 лет прошло своего рода «цикл» — от получения светильного газа (горючее) до выработки газообразного химического сырья.

Значительно позже началось промышленное развитие термического крекинга под давлением.

Первый патент, в котором были заложены основные технические решения этого процесса, был взят русскими инженерами В. Шуховым и С. Гавриловым в 1891 г. В основу предложенной ими конструкции были положены известные работы Шухова по водотрубным котлам. Установка Шухова — Гаврилова могла служить и для прямой перегонки нефти и для крекинга — в зависимости от длительности пребывания сырья в трубах. Целевым продуктом прямой перегонки нефти в то время был керосин, получение которого предполагалось и на установке Шухова. Однако промышленного применения патент Шухова не получил, так как потребность в керосине удовлетворялась тогда дешевой прямой перегонкой нефти; бензин же не представлял никакой ценности, и его уничтожали.

В конце XIX в. появились первые автомобили. Но если в США в 1910 г. число автомашин достигло 2155 тыс., то в царской России в это время автомобильная и авиационная промышленность отсутствовала, а нефтяная находилась в руках иностранного капитала. Быстрое развитие автомобильной промышленности, а также рост производства электроэнергии изменили роль бензиновых и керосиновых фракций на мировом рынке: бензин из балласта производства превращается в основной продукт, а роль керосина, используемого ранее почти исключительно для освещения, начинает неуклонно снижаться. Еще более резко воз--росла потребность в бензине перед I мировой войной в связи с интенсивным¹ развитием авиации: бензина, получаемого прямой перегонкой нефти, стало уже; недостаточно.

В США первая крекинг-установка начала работать в 1913 г. (так называв' мый куб Бартона), а в 20-х годах число промышленных установок крекинга (под давлением и парофазного) в этой стране быстро возрастает.

В Советском Союзе первые крекинг-установки были введены в эксплуатацию в конце 20-х годов. 30-е годы характеризуются интенсивными исследованиями в области химии и технологии термического крекинга. С именами А. Н. Саха-нова, М. Д. Тиличеева, А. В. Фроста, С. Н. Обрядчикова, Я. Д. Нерсесова, А. И. Динцеса и многих других советских химиков и инженеров связаны первые систематизированные исследования термического крекинга, проектирование и освоение отечественных крекинг-установок.

Развитие отечественного машиностроения позволило уже в середине 30-х годов полностью отказаться от импортных систем крекинга и приступить к сооружению собственных установок. Целевым продуктом этих установок являлся автомобильный бензин, типовое сырье — малосернистые мазуты относительно легкого фракционного состава. На отечественных и зарубежных заводах практиковался также крекинг дистиллятного сырья (широкие фракции с вакуумных установок, газойли, керосины, лигроины). Жесткий термический крекинг низкооктановых лигроинов и керосинов (так называемый термический риформинг) позволял получать бензин с октановым числом »70; его некоторое время ис-. пользовали даже в качестве авиационного бензина.

В 50-х годах появилась тенденция к утяжелению сырья термического крекинга. Это было вызвано возрастающим спросом на керосино-газойлевые фракции, используемые как дизельное топливо, а также развитием каталитического крекинга и риформинга. При этих процессах получали бензины значительно лучшего качества, чем в результате термического крекинга. Целевым продуктом термического крекинга становится крекинг-остаток, который используют как топливо для электростанций и промышленных печей. Типичным сырьем для этих установок являются тяжелые мазуты, полугудроны и даже гудроны (процесс висбрекинга). Значение термического крекинга под давлением для получения бензина утрачивается.

Помимо висбрекинга, термический крекинг начинают использовать для специальных целей, связанных с развитием нефтехимической и химической промышленности: для получения высоко-ароматизированного сажевого сырья и а-олефинов (для производства моющих средств), а также для повышения ресурсов тяжелых газойлей, подвергаемых последующей каталитической переработке.

Процесс коксования нефтяных остатков развивался по двум направлениям. Коксованием специального сырья (пеки пиролиза, некоторые остатки и тяжелые дистилляты) можно получать цен-

иый нефтяной кокс, используемый для изготовления электродов. Кроме того, коксованием прямогонных остатков можно углубить переработку нефти, т. е. помимо кокса получать дистилляты, направляемые на термический или каталитический крекинг с целью получения дополнительного количества бензина и дизельного топлива.

Процесс коксования применяли в нефтеперерабатывающей промышленности с 20-х годов, но только для получения кокса. Коксование с целью углубления термического крекинга (крекинг до кокса) начали осуществлять позднее; еще позже установки коксования явились поставщиком сырья для каталитического крекинга и для гидрокрекинга.

С конца 30-х годов в нефтеперерабатывающую промышлен-^ ность интенсивно внедряются каталитические процессы. Из них наибольшее распространение получил каталитический крекинг на алюмосиликатных катализаторах.

Каталитическое воздействие алюмосиликатов на превращение углеводородного сырья исследовали уже давно. Широко известны работы Л. Г. Гурвича и С. В. Лебедева по полимеризующему действию природных глин. Н. Д. Зелинский указал на возможность регенерации катализаторов путем окисления углистых отложений, образующихся на их поверхности. Промышленный процесс каталитического крекинга разработан французским инженером Гудри. Первая установка Гудри была сооружена в конце 30-х годов. Несколькими годами позже в отечественной и зарубежной нефтеперерабатывающей промышленности были введены в эксплуатацию более совершенные установки с движущимся слоем катализатора.

Каталитический крекинг сыграл выдающуюся роль во время II мировой войны — на основе бензина каталитического крекинга было налажено массовое производство высокооктанового авиационного топлива. В этот же период часть установок работала на режиме глубокого превращения сырья с целью получения больших выходов газа, богатого бутиленом; газ этот использовали для производства бутадиенового каучука. В качестве сырья крекинга применяли керосино-газойлевые фракции. По окончании войны, когда потребность в авиационном бензине упала, а спрос на керосино-газойлевые (дизельные) фракции возрос, установки каталитического крекинга перевели в основном на переработку утяжеленного сырья для получения высокооктанового автомобильного бензина. В настоящее время в отечественной и зарубежной практике преобладает этот вариант работы. Начало перехода промышленных установок каталитического крекинга в 60-х годах на цеолитсодержащие катализаторы позволило значительно интенсифицировать этот процесс по выходу бензина.

Примерно в одно время с каталитическим крекингом начали внедрять каталитический риформинг. В основе этого процесса лежит каталитическое превращение шестичленных нафтенов и нор-

мальных парафинов в ароматические углеводороды. Первая реакция была открыта Н. Д. Зелинским в 1911 г. Примечательно, что вторая реакция была открыта практически одновременно несколькими советскими химиками — Б. А. Казанским, Б. J1. Молдавским, Г. Д. Камушером, В. И. Каржевым и А. Ф. Платэ.

Первая установка каталитического риформинга была введена в эксплуатацию в 1940 г. Выше упоминалось, что в годы II мировой войны на таких установках получали толуол, выход которого был намного выше, чем при пиролизе. Бензин каталитического риформинга после выделения толуола служил компонентом авиационного бензина.

По мере развития промышленного нефтехимического синтеза значение каталитического риформинга, упавшее было непосредственно после войны, начинает быстро и неуклонно возрастать. Процесс используют для получения важнейших ароматических углеводородов— бензола, толуола и ксилолов. В то же время каталитический риформинг остается одним из ведущих для производства высокооктановых автомобильных бензинов; его продолжают совершенствовать на основе внедрения новых, активных и селективных катализаторов.

Широкое использование попутных и природных газов для нефтехимического синтеза началось позднее, чем заводских. По составу заводские газы более благоприятны для химической переработки, так как содержат реакционноспособные непредельные углеводороды, из которых можно получать высокооктановые топливные компоненты и различное химическое сырье.

Один из ранннх промышленных процессов переработки крекинг-газа — получение изооктана методом каталитической полимеризации бутиленов н последующего гидрирования октиленов. Установки этого типа стронли на базе термического крекинга в середине 30-х годов; несколько позднее, по мере развития каталитического крекинга, они стали уступать место установкам каталитического алкилировання.

Каталитическим алкилированием изобутана бутиленами также можно было получать высокооктановый компонент авиационных бензинов, обогащенный изооктаном; при этом технологическая схема оказалась проще, а расход ценных олефинов вдвое меньше. Осуществление алкилирования возможно только на заводах с установками каталитического крекинга, так как газ каталитического крекинга содержит много изобутана.

Значительный спрос на авиационные бензины высокой сортности обусловил разработку процесса каталитического алкилирования бензола олефинами, в первую очередь пропиленом. Изопро-пилбензол (кумол) получали этим способом на отечественных и зарубежных заводах примерно до начала 50-х годов. В последующие годы этот процесс стали использовать в основном для получения фенола и ацетона путем окисления кумола воздухом и последующего разложения получаемого гидропероксида кумола.

В годы И мировой войны широкое разнитие получил процесс каталитического дегидрирования бутана до бутадиена (сырье для производства синтетического каучука). Это производство имело особенно большое значение, когда источники природного каучука были отрезаны от стран антигитлеровской коалиции. Кроме того, дегидрирование бутана осуществляли с целью получения бутилена (для увеличения содержания этого продукта в заводских газах). В частности, получение бутилена (с последующим направлением его на установки алкилирования) практиковали иа немецких заводах деструктивной гидрогенизации угля, так как - в результате этого процесса получается газ, состоящий исключительно из насыщенных углеводородон. В настоящее время значительную часть бутадиена получают пиролизом нефтяного сырья.

Изомеризация легких парафинов преследует две цели: увеличение ресурсов изобутана путем изомеризации к-бутана и повышение октанового числа бензина за счет изомеризации легчайших бензиновых фракций (м-пентан и н-гексан). Оба этих процесса появились примерно в 1940 г.; в настоящее время используют в основном второй вид изомеризации. Помимо изомеризации я-пен-тана и н-гексана процесс служит и для переработки катализатов риформинга после извлечения из них ароматических углеводородов (так называемых рафинатов).

В конце 20-х годов в Германии, не обладавшей нефтяными ресурсами, сталн внедрять промышленный процесс деструктивной гидрогенизации твердых горючих

• ископаемых — бурого и каменного угля — и смолы, получаемой при полукоксовании этих углей. Процесс широко использовали во время II мировой войны несмотря на его дороговизну, обусловленную большим расходом водорода н чрезвычайно высоким давлением (30—70 МПа).

После нойиы деструктивная гидрогенизация практически не нашла применения нследствие низких технико-экономических показателей процесса применительно к тяжелым нефтяным остаткам.

Увеличение доли сернистых нефтей в общем объеме нефтедобычи привело к широкому развитию гидрогенизационных процессов, в первую очередь гидроочистки светлых нефтепродуктов.

С 1959 г. на нефтеперерабатывающих заводах появилась новая модификация деструктивной гидрогенизации — гидрокрекинг. Этот процесс, отличающийся значительно меньшим давлением (15— 20 МПа) и умеренным расходом водорода, позволяет достаточно экономично получать из низкокачественного тяжелого нефтяного сырья дизельные и реактивные топлива, бензин и малосернистое котельное топливо.

С начала 50-х годов интенсивно развивается нефтехимический синтез. В результате некоторые процессы нефтепереработки, ранее служившие только для получения компонентов моторных топлив, приобретают новое значение. Так, каталитический риформинг в значительной степени становится и средством получения индивидуальных ароматических углеводородов; термический крекинг используют для получения не только котельного топлива, но сажевого сырья и а-олефинов. Алкилирование бензола олефинами ведут для получения кумола (перерабатываемого в фенол и ацетон) и этилбензола (для дегидрирования в стирол).

Получение топливных компонентов тесно переплетается с производством сырья для нефтехимии. Роль нефти, газоконденсатов и газа как химического сырья неизмеримо возросла. Ограниченность мировых запасов нефти заставляет изыскивать для получения моторных топлив дополнительные ресурсы, такие как природный газ и твердые горючие ископаемые.

В 70-х годах возродился интерес к получению синтетического моторного топлива, основанного на синтезе Фишера — Тропша. Этот процесс позволял в 30—40 годах получать из смеси газов СО + Н₂ (синтез-газ) газообразные, жидкие и твердые углеводороды, а также кислородсодержащие соединения (спирты, альдегиды, кетоны, кислоты). Процесс довольно широко использовался в Германии, не обладавшей нефтяными ресурсами.

Достоинством синтез-газа является возможность его получения из менее ценного, чем нефть, сырья: газификацией низкокачественных бурых углей, сланцев, тяжелых нефтяных остатков и природного газа. Газификация протекает при действии водяного пара:

СН₄ + Н₂0 <=> СО + ЗН₂ с + н₂о ¦<-=²⁵⁰ СО + н₂

Процесс получения бензина идет через стадию образования метанола с использованием цеолитсодержащих катализаторов узкопористой структуры. Современные катализаторы позволяют получать бензин значительно более высокого качества, чем при старом процессе Фишера — Тропша. Метанол можно использовать и как синтетическое автомобильное топливо (в чистом виде и при смешении с бензином); он также является сырьем для получения высокооктанового компонента бензина — метил-грег-бутилового эфира.

Большие ресурсы сырья для получения синтез-газа делают производство бензина на этой основе весьма перспективным*. Использование такого сырья, как дешевые бурые угли, сланцы и торф, для глубокого гидрирования (непосредственно или через стадию полукоксования) также может внести значительный вклад в производство топлив и сырья для нефтехимии.

Особенности технологии и аппаратурного оформления термических и термокаталитических процессов глава i    , особенности технологии деструктивных процессов переработки нефтяного сырья  »

Библиотека »