Химическая технология органических веществ (стр. 5 из 6)
6. Выбор типа установки.
Гидрогенизационные процессы в нефтеперерабатывающей промышленности применяются во все возрастающем объеме. Широкое развитие их обусловлено в основном повышением требований к качеству вырабатываемых нефтепродуктов и значительным объемом сернистых и высокосернистых нефтей, поступающих на переработку. В связи с этим постоянно находятся решения усовершенствования технологических схем и научный потенциал, по вопросам гидрогенизационных процессов, развивается в геометрической прогрессии.
В настоящее время существует много различных схем и типов установок, на которых осуществляются гидрогенизационные процессы. Системы гидрогенизационных установок, по состоянию катализатора можно разделить на две группы: системы, где катализатор в реакторе находится в неподвижном состоянии в одном или нескольких слоях, и системы с движущемся катализатором. Ко второй группе можно отнести следующие установки: где катализатор находится в псевдосжиженном состоянии, в виде колойдной суспензии.
По способу регенерации катализатора различают нерегенеративные и регенеративные установки. Регенеративные установки делятся на процессы с непрерывной и периодической регенерацией катализатора.
Технологически гидрогенизационные процессы могут оформляться в одну и несколько ступеней. В зависимости от назначения процесса, а также качества перерабатываемого сырья и конечной цели, гидрогенизационные процессы имеют 1-3 ступени. Обычно две ступени нужны для тех процессов гидрокрекинга, где в качестве сырья используют более тяжелое нефтяное сырье, или тех процессов, цель которых максимальное получение более легких продуктов. Схемы установок имеющие наибольшее значение в нефтехимической промышленности приведены ниже.
Гидрокрекинг на циркулирующем катализаторе.
Гидрокрекинг при высоком давлении дорог, поэтому стремление провести процесс при более низком давлении является закономерным. Решение данного вопроса является схема гидрокрекинга на циркулирующем катализаторе. Гидрокрекинг под невысоким давлением в циркулирующем катализаторе возможен благодаря поддержанию активности катализатора в движущемся или кипящем слое путем непрерывной окислительной регенерации.
В зависимости от исходного сырья, поступающего на гидрокрекинг, заданной глубины переработки и требуемого ассортимента товарных продуктов, процесс проводят без или с применение рециркулята и может быть направлен в основном на получение моторных топлив или на одновременную выработку малосернистых топлив, не содержащих ванадия и других микропримесей, для газотурбинных и кательных установок.
Недостатком данного процесса является значительный износ дорогостоящего катализатора, огромные затраты на создание движущего слоя катализатора, что приводит к удорожанию данного процесса, по сравнению с остальными технологическими схемами.
Процесс Изомакс. Этот процесс является разновидностью процесса Изокрекинг и Ломакс. Данный процесс был разработан в 1963 году, после этого Изомакс продолжал совершенствоваться, в настоящее время данный процесс имеет широкое распространение в нефтеперерабатывающей промышленности. На рисунке 2 приведена принципиальная схема одноступенчатого процесса Изомакс. В качестве исходного сырья обычно используются тяжелые газойли, у некоторых видов сырья температура конца кипения достигает 593°С и сырье обычно содержит значительное количество металлов. Показатели работы установки, а также режим во многом зависит от перерабатываемого сырья.
Фирма Chevron Research разработала процесс гидрообессеревания тяжелого сырья на двухступенчатых установках гидрокрекинга типа Изомакс путем разделения мазута на вакуумный газойль и остаток и их раздельного гидрокрекинга в оптимальных условиях. Процесс дает значительные выгоды по сравнению с гидрокрекингом всего мазута, главным образом за счет снижения на 35% расхода водорода. Техническая возможность обессеривания таким образом остатка была проведена длительными пробегами пилотной установки на остатке легкой аравийской нефти и нефтей других классов.
Гидрокрекинг на стационарном слое катализатора.
В зависимости от состава исходного сырья, назначения процесса и применяемых катализаторов установки гидрокрекинга могут быть разделены на 3 основные группы:
1) одноступенчатые одностадийные;
2) одноступенчатые двухстадийные;
3) двухступенчатые.
Схема гидрокрекинга одноступенчатая одностадийная.
Наиболее простая технология, характеризующаяся наименьшими капитальными и эксплуатационными затратами и представляет собой однократный проход сырья через одну ступень превращения в реакторе Р-1 с
С4 и легче 
изопентан  |
 |
 |
 |
| |
бензин 
 | ||
 | ||
Рисунок 2 – Принципиальная схема однаступенчатого процесса Изомакс.
последующим разделением ГПС в сепараторе высокого давления С-1, сепараторе низкого давления С-2. Далее жидкий гидрогенизат из сепаратора С-2 проходит стабилизацию в колонне К-1, а затем поступает в основную фракционирующую колонну К-2.
Широкая бензиновая фракция нк-180 °C проходит вторичную ректификацию в колонне К-3. Данная схема предпочтительна, когда остаток предполагается использовать как сырьё каткрекинга, пиролиза или для производства высокоиндексных базовых масел. Тем не менее такой вариант обеспечивает конверсию сырья на уровне от 50 до 80 % ( с применением современных катализаторов) с высокой селективностью по средним дистиллятам. Принципиальная технологическая схема данного процесса представлена на рисунке 3.
Схема гидрокрекинга одноступенчатая двухстадийная.
Данная схема характеризуется практически полной конверсией сырья в светлые фракции. Она отличается от первого варианта рециркуляцией остатка >360 °C из куба колонны К-2 на вторую стадию (этой же ступени) гидрокрекинга
 |
Рисунок 2 – Принципиальная технологическая схема одноступенчатого дностадийного процесса гидрокрекинга.
в реактор Р-2. Схема предполагает наличие двух последовательных реакторов, в первом из которых происходит предварительная гидроочистка сырья, которое затем поступает во второй реактор, где осуществляютя реакции крекинга. Конверсия сырья при работе по такой схеме может достигать практически 100 %. Преимущество данной схемы перед предыдущей бóльшая гибкость в работе, более высокие выходы лёгких фракций. В то же время установки данного типа позволяют иметь более высокую пропускную способность по сырью. Недостаток–увеличение стоимости установки и эксплуатационных затрат ( в связи с увеличением затрат на компримирование ВСГ, на циркуляцию и регенерацию раствора моноэтаноламина, на рециркуляцию не превращенного остатка первой стадии). Величина конверсии за проход составляет от 50% до 70 %. Принципиальная технологическая схема данного процесса представлена на рисунке 3.
Схема гидрокрекинга двухступенчатая.
Схема характеризуется максимальной гибкостью, а также наибольшей величиной капитальных и эксплуатационных затрат. Схема является наиболее