ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие свойства продуктов термического крекинга из "Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов Изд.3" Основными факторами термического крекинга нефтяного дырья являются термическая стабильность сырья, температура и длительность процесса. Что касается давления, то оно влияет на результаты крекинга только при определенных условиях. [c.68] При рассмотрении этих факторов применительно к промышленным процессам следует учитывать фракционный и групповой химический состав нефтяного сырья. При родственном химическом составе с утяжелением фракционного состава сырья снижается его термическая стабильность. [c.68] Например, по данным М. Д. Тиличеева, при крекинге трех фракций грозненской парафинистой нефти, содержащей 60% парафиновых углеводородов, глубина превращения при одинаковом режиме крекинга составила 24% для бензина, 35% для керосина и 47% для солярового дистиллята. [c.68] При рассмотрении основных факторов термического крекинга следует учитывать, что сырье и продукты термодеструкции могут находиться в реакционной зоне в газовой или жидкой (чаще в смешанной, жидко-паровой) фазе. Для легкого дистиллятного сырья температура процесса всегда выше температуры полного испарения сырья. Если применяют высокое давление, температура полного испарения сырья повышается. Однако и в этом случае сырье обычно находится в газовой фазе, так как температура в зоне реакции выше критической температуры сырья. Иное положение создается при крекинге тяжелого остаточного сырья. В этом случае, как правило, сырье и продукты находятся в смешанном состоянии (жидкость и пары) чем выше температура и чем ниже давление, тем больше доля газовой фазы. Фазовое состояние продуктов крекинга зависит и от глубины превращения сырья, так как при значительном выходе продуктов разложения высокое парциальное давление их паров обеспечит переход в газовую фазу и более высококипящих продуктов уплотнения. [c.69] Наличие факторов, способствующих переходу всей реакционной массы в газовую фазу, уменьшает опасность коксоотложений. Непосредственное образование углерода из газовой фазы и отложение его на внутренних стенках реакционного змеевика в виде так называемого пироуглерода возможно только при очень высоких температурах (850°С и выше). [c.69] При этом на реакции разложения углеводородов как на элементы, так и на радикалы решающее влияние оказывает относительная поверхность стенки, т. е. отношение этой поверхности к реакционному объему. При низких давлениях значительную роль играет обрыв цепей на стенках реактора в ходе радикально-цепного процесса крекинга. Повышение давления, естественно, влияет только на реакции, протекающие в газовой фазе. До определенного предела давление способствует контакту молекул и тем активизирует их взаимодействие. При дальнейшем повышении давления подвижность молекул затрудняется, и газовая фаза по свойствам все более приближается к жидкости, где радикалы окружены клеткой из соседних молекул ( клеточный эффект), что затрудняет развитие цепи. [c.69] Повышение давления влияет не только на скордсть реакций, но и на их напраддение, т. е. на состав продуктов крекинга. С увеличением давления возрастает скорость вторичных превращений продуктов разложения (полимеризация, алкилирование, перераспределение водорода). Таким образом, с повышением давления уменьшается выход газообразных продуктов распада и увеличивается количество продуктов уплотнения. Это подтверждается составом продуктов парофазного крекинга (крекинг при низком давлении) и термического крекинга под давлением. [c.70] Избыточное давление, МПа. Материальный баланс, % (масс.) газ. . [c.70] Установки крекинга, на которых перерабатывали облегченное сырье при низком давлении (установки парофазного крекинга), имели низкую производительность и, следовательно, были нерентабельными, поэтому их широкое внедрение в нефтеперерабатывающую промышленность затормозилось. Однако для такой разновидности термического крекинга, как пиролиз, где низкое давление оправдано большим выходом газообразных целевых продуктов (этилен, пропилен), а также для так называемых термоконтактных процессов низкое давление может являться положительным фактором, так как оно способствует реакциям распада и быстрому удалению из реакционной зоны продуктов первичного разложения исходного сырья. [c.71] Процессам термического крекинга, протекающим в жидкой фазе, соответствует тяжелое сырье — нефтяные остатки, тяжелые дистилляты. Если предусмотрено неглубокое разложение сырья (например, для снижения вязкости остатка в процессе висбрекинга), конечный продукт содержит небольшое количество легких фракций (газ, бензин), которые находятся в газовой фазе. Основная масса продукта, как и исходное сырье, остается в жидкости. При наличии глубокого превращения, как это происходит в процессе коксования, крекинг протекает в камере или на поверхности теплоносителя с образованием твердого остатка и паров продуктов разложения. В процессе висбрекинга роль давления невелика — повышенное давление лишь немного увеличивает пропускную способность установки. При коксовании роль давления больше (особенно при переработке дистиллятного сырья), поскольку реакции уплотнения будут протекать не только в жидкой фазе, но и за счет конденсации паров высокоароматизированных продуктов разложения. [c.71] В результате любого термического процесса переработки нефтяного сырья образуются газообразные и жидкие продукты глубокие формы крекинга сопровождаются появлением твердых продуктов уплотнения (кокс). [c.71] Состав углеводородных газов крекинга в основном зависит от режима процесса — температуры, времени, давления. Что же касается качества сырья, оно может оказать значительное влияние только в некоторых специфических случаях. Например, пиролиз этана дает газ, весьма богатый этиленом, т. е. в основном протекает дегидрирование этана присутствующие более тяжелые газообразные углеводороды являются уже продуктом вторичных реакций, поэтому выход пропилена и бутиленов при пиролизе этана незначителен. [c.72] Второй пример влияния состава сырья — крекинг голоядерных ароматических углеводородов получаемый газ обогащен водородом, выделяющимся при конденсации бензола в дифенцл, нафталина в динафтил и т. д. [c.72] При крекинге под давлением и при коксовании жидкого сырья (газойли, мазуты, гудроны) состав газов довольно сходен и характеризуется значительным содержанием сухой части (метан, этан) и умеренным (25—30%) содержанием непредельных. Т кой состав обусловлен радикально-цепным механизмом процесса и нестабильностью радикалов СзН и выше. [c.72] Жидким продуктам крекинга свойственно присутствие непредельных и ароматических углеводородов. При средней глубине процесса крекинг-бензины обладают невысоким октановым числом (60 —65) с углублением процесса концентрация ароматических углеводородов возрастает, поэтому октановое число повышается бензин, получаемый термическим риформингом лигроина, имеет октановое число 70—72, а бензин, выделенный из смолы пиролиза, имеет октановое число 80 и выше. Йодные числа типичных бензинов, образующихся при термическом крекинге под давлением и коксовании, довольно высоки (80—100 г Ь на 100 г). [c.72] Твердые продукты уплотнения (кокс) получаются в балансовых количествах только при одном из рассматриваемых процессов — коксовании. Кокс представляет собой продукт глубокого уплотнения полициклических ароматических углеводородов, смол и асфальтенов и содержит 94—95% углерода. Помимо углерода и водорода в зависимости от качества сырья коксования в состав кокса могут входить сера, азот, кислород, металлы. [c.73] Более подробно свойства продуктов, получаемых при термических процессах переработки нефтяного сырья, описаны в соответствующих разделах гл. IV. [c.73] Характерно, например, что если йа первых установках системы Нефтепроект соотношение загрузки в печах тяжелого и легкого сырья было равно 1,5 1, то строившиеся с 50-х годов установки системы Гипронефтезаводы имели печи с соответствующим отношением 4 1, причем при их эксплуатации на гудроне оказалось, что в этом случае печь легкого сырья была недогруженной. [c.75] Вернуться к основной статье