ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промышленное применение цеолитных катализаторов крекинга в кипящем слое из "Химия цеолитов и катализ на цеолитах Том2" Раздельный крекинг свежего сырья и рециркулята использовали еще до внедрения в практику цеолитов [71], но уже первые испытания цеолитных катализаторов крекинга, причем таких, которые с точки зрения сегоднящнего дня обладают низкой или средней активностью, показали, что катализаторы этого типа резко повышают эффективность процесса. Современные цеолитсодержащие катализаторы настолько активны, что они резко снижают выходы газойля, поступающего на циркуляцию, и уже не могут обеспечить нормальную работу системы рециркуляции. Поэтому на тех установках, где существуют две транспортные линии для раздельного крекинга сырья и рециркулята, свежее сырье приходится делить на два потока, и в ту линию, через которую раньше подавали рециркулят, подавать сырье с небольшой добавкой тяжелого рециркулирующего газойля. [c.279] Однако в последние годы усилился контроль за чистотой воздуха и были введены более строгие нормы на допустимое содержание вредных примесей в отходящих газах, что вынудило многих руководителей нефтеперерабатывающих заводов пойти на крупные затраты с единственной целью — снизить уровень выброса пыли и получить возможность продолжать работу. Это привело к интенсивным поискам более плотных, более устойчивых к истиранию катализаторов и к разработке новых методов улавливания пылевидных частиц. Уже сейчас ясно, что только улучшение технологии приготовления катализаторов не может решить проблему загрязнения и необходимо вести разработку эффективных способов улавливания пыли, однако увеличение плотности и устойчивости к истиранию катализаторов помогло бы в ближайшие 2—5 лет уменьшить загрязнение воздуха. В будущем может оказаться необходимым полностью улавливать катализаторную пыль, а это потребует и разработки катализаторов с лучшими физическими свойствами и создания нового оборудования для улавливания пыли. Выполнение таких требований — задача особенно трудная, если используемые катализаторы содержат большой процент цеолитов. [c.280] Другая важная проблема — борьба с выбросами дымовых газов из крекинговых установок. Нормы уровня загрязненности дымовых газов установлены для всего нефтеперерабатывающего комплекса в целом,, иДнаКО ИЗБССТКО, что основная масса выбросов приходится на установки каталитического крекинга в кипящем слое (ККС), поэтому проектирование новых установок ККС ведется с учетом необходимости почти полного улавливания SOj, SO3, NOx и СО. Удаление окислов серы, возможно, потребует более широкого применения гидроочистки сырья или очистки топочных газов. В настоящее время превращение СО в СО2 проводят в специальных конверторах. В новых моделях регенераторов ККС, которые выпускаются несколькими фирмами, предусматривается регулируемое дожигание при 760° С 98% СО. По данным Amo o Oil, в этих условиях концентрация окислов азота в выбросах останется примерно постоянной (0,5—1,5 10 %). Надо отметить, что при использовании конверторов СО содержание окислов азота значительно выше и достигает 4,0-4,5 10 % [72]. [c.280] Неэтилированный бензин. Наметившаяся в США тенденция к отказу от использования этилированного бензина уже привела к некоторым изменениям в установках каталитического крекинга. Если впредь потребуется выпускать исключительно чистый, не содержащий добавок ТЭС оензин, на многих установках придется повысить октановые исследовательские характеристики бензина. Внедрение в практику лифт-реакторов значительно облегчило эту задачу, так как температуру крекинга удалось повысить примерно на 50° С по сравнению с температурой крекинга в кипящем слое и одновременно увеличилась селективность процесса, В результате октановое число неэти лирован-ного бензина, определяемое по исследовательскому методу, возросло на 1,5—3 пункта, а моторные характеристики практически остались без изменения. И хотя для некоторых видов сырья октановые числа, определенные исследовательским методом, возросли относительно мало, даже такое увеличение позволяет использовать бензин каталитического крекинга без дальнейшей переработки в качестве неэтилированного моторного топлива. Таким образом, несмотря на возрастание различий между показателями исследовательского и моторного метода, улучшение антидетонационных свойств бензина является большим шагом вперед. [c.281] А — регенератор В — лифт-реактор В — циклонный сепаратор с отпарной зоной Г — лифт-реактор. 1 — сырье — воздух i — дымовые газы — водяной пар 5 — продукты. [c.283] Компания Universal Oil Produ ts (UOP) начиная с 1943 г. является одной из ведущих компаний по разработке процессов каталитического крекинга для нефтеперерабатывающей промышленности. Предложенный ею первый вариант вертикального реакторно-регенераторного блока для установок с небольшой пропускной мощностью (около 3000 т сырья в день) был разработан и внедрен в 1947 г. Его главная особенность — длинный вертикальный подъемник, в котором сырье смешивается с катализатором и по которому подается под кипящий слой реактора (рис. 11-27). Однако уже в конце 50-х и начале 60-х годов работами этой компании было обнаружено, что наибольшая глубина и лучшая селективность крекинга достигается не в кипящем слое реактора, а в транспортной линии [83]. Преимущества нового варианта были впоследствии учтены при создании одной из крупнейших установок компании. Небольшое усовершенствование позволило снизить высоту кипящего слоя и тем самым полностью перевести заводские установки на режим крекинга в прямоточном лифт-реакторе. [c.285] Именно на этих установках удалось получить первые обнадеживающие результаты по крекингу на цеолитных катализаторах. [c.286] В настоящее время компании UOP в широких масштабах реконструирует свои установки с вертикальным реакторным блоком, размещенные в США. Главная цель реконструкции —увеличение длины лифт-реактора (рис. 11-28) кроме того, изменениям подвергались некоторые параметры и конструкция узла вывода катализатора под распределительную решетку. Как и другие компании, UOP также имеет установки со спрямленным вертикальным лифт-реактором (см. рис. 11-29) часть из них находится в стадии проектирования, некоторые разрабатываются, а другие уже сданы в эксплуатацию [84]. [c.286] В компании проводятся испытания высокотемпературной (760° С) системы регенерации, однако детально эта система пока не описана. [c.286] А — регенератор Б — отпарная секция В — реактор. I - сырье 2 — воздух 3 - водяной пар -продукты на разделение 5 — дымовые газы. [c.286] После того как была доказана целесообразность применения прямоточного реактора с сокращенным временем контакта, компания опубликовала проект модернизации действующих установок типа Ортофлоу Б , в которой использовался реактор с переменным направлением потока (рис. 11-30) [86]. В этой разработке процесс крекинга осуществляется не в плотном слое псевдоожиженного катализатора, а в П-образной транспортной линии. По данным компании, длительность контакта не превышает 1,5 с, поэтому цеолитные катализаторы должны быть очень активными. [c.287] А — лифт-реактор Б - двухступенчатый регенератор — катализаторопровод Г-отпарная секция Д — разделительная секция, I — воздух 2 — водяной пар 3 — сырье. [c.288] Эксплуатационные качества новых промышленных установок. Сразу же вслед за внедрением цеолитных катализаторов многие установки стали подвергать поэтапной реконструкции с целью полного переноса разложения сырья в транспортную линию и улучшения регенерации. Ответить на вопрос, каких изменений в соотношении продуктов можно ожидать после перехода на ту или иную новую систему крекинга, мы пока не можем, поскольку в каждом конкретном случае необходимо оценить эффективность ранее действующих установок. Однако некоторые основные изменения все же предвидеть можно, о чем и говорят опубликованные данные. [c.290] Увеличение интенсивности коксообразования наблюдалось только в тех установках, где дополнительный приток тепла в регенератор нельзя было обеспечить за счет лучшего предварительного подогрева сырья или повышения температуры регенерации и поэтому пришлось пойти на увеличение кратности циркуляции катализатора. Однако даже в этих случаях неблагоприятное влияние высокого соотношения катализатор/сырье в определенной степени компенсируется снижением содержания кокса на частицах дезактивированного катализатора, вызванным сокращением времени пребывания катализатора в реакционной зоне при увеличении кратности циркуляции. [c.290] Повышение выхода олефинов. Увеличение температуры в реакторе и сокращение длительности контакта сырья и катализатора оказывается достаточным для увеличения выхода олефинов во всех фракциях, но особенно повышается выход олефинов фракции Сд—Сб. Модернизация транспортной линии привела к тому, что содержание олефинов фракции 3—С4 возросло на 4 об.%. Однако применение более активных цеолитсодержащих катализаторов приводит к снижению выхода легких олефинов и соответственно к повышению выхода бензина. [c.291] Снижение выхода насыщенных углеводородов. Увеличение выхода низкомолекулярных олефинов сопровождается падением выходов н-парафинов. Кроме того, сокращение времени пребывания катализатора в реакционной зоне также снижает выход легких изомеров, особенно изобутанов. В тот период, когда цеолитные катализаторы только начали использовать, выход изобутанов был достаточным, но при переводе установок на режим прямоточного лифт-реактора соотношение фракции мзо-парафинов С4 и олефинов С3 + С4 сдвинулось в сторону образования ненасыщенных углеводородов, и в настоящее время дефицит изобутанов продолжает расти. Возможно, что внедрение более активных цеолитных катализаторов поможет восстановить оптимальное соотношение между изобутанами и олефинами С3—С4, необходимое для использования этой фракции в качестве сырья для алкилирования. [c.291] Рост октанового числа бензина по исследовательскому методу. Повышенный выход олефинов также способствует росту октанового числа (по исследовательскому методу) чистого, неэтилированного бензина. Использование лифт-реакторов почти везде подняло октановое число на 2—3 пункта. Конечно, при этом снизилась приемистость к ТЭС и реальное увеличение октанового числа бензина с добавкой 3 см ТЭС составило всего 0,3 пункта. Моторные октановые характе-. ристики для чистого бензина не изменились, а для бензина с 3 см ТЭС они уменьшились на 0,5 пункта. Перевод установок на более активные цеолитные катализаторы может резко улучшить эти показатели. [c.291] Рециркулирующий газойль. Ни выходы, ни крекируемость или качество рециркулирующего газойля не подвергались значительным изменениям при переработке сырья на современных установках. Однако там, где перенесение крекинга в транспортную линию и переход на более высокие температуры реактора существенно увеличили глубину конверсии сырья, соответственно упал и выход газойля, одновременно уменьшилась его плотность и возросло содержание в нем ароматических соединений. Правда, надо отметить, что сокращение времени пребывания сырья в реакционной зоне способствует более легкой деструкции компонентов легкого газойля по сравнению с соединениями тяжелого газойля [91]. [c.292] Вернуться к основной статье