Установка гидрокрекинга

Гидрокрекинг по сути тот же каталитический крекинг, но протекающий в присутствии водорода. Процесс гидрирования идет на поверхности катализаторов при высокой температуре и давлении.

В ходе реакции водорода с примесями, содержащимися в исходном сырье, образуются новые соединения, которые на последующих этапах переработки отделяются. В результате полученная продукция избавляется от таких нежелательных компонентов, как сера, азот и кислород, смолы и ненасыщенные полиароматические углеводороды, металлы.

При большом содержании вредных примесей гидрокрекинг в установке проходит двухступенчато. На первой ступени проводится гидроочистка сырья для защиты катализатора от дезактивации, эта промежуточная стадия с конверсией до 50% называется мягким гидрокрекингом. На второй ступени происходит жесткий, или глубокий гидрокрекинг, который протекает при более высоких параметрах температуры и давления.

Технология универсальна, для переработки годится практически любое углеводородное сырье. Обычно используют вакуумный или атмосферный газойль, другие прямогонные дистилляты, тяжелые остатки (мазут, гудрон, деасфальтизаты, асфальтены), конденсаты природных газов.

На выходе из установки гидрокрекинга получают:

• Бензин.
• Лигроин.
• Керосин.
• Реактивное топливо.
• Дизельное топливо.
• Сжиженные углеводородные газы (пропан-бутан).

Сфера применения технологии не ограничивается получением светлых нефтепродуктов и сжиженных газов. Гидрокрекингом пользуются при производстве высокоиндексных смазочных масел и малосернистого котельного топлива, облагораживают сырье для каталитического крекинга, пиролиза и коксования.

Встречаются разные типы установок гидрокрекинга, но принцип работы у них схожий. Сначала сырье смешивается с потоком водородосодержащего газа (ВСГ) и нагревается в печи, пропускается через фильтр очистки от механических примесей, проходит процедуру гидроочистки и поступает в реактор.

Здесь парогазовая углеводородная смесь при движении сквозь слой катализатора подвергается крекингу. После выхода из реактора производится охлаждение и сжижение смеси, прохождение через сепаратор для отделения водорода, затем осуществляется подача на перегонку по фракциям в ректификационной колонне.

В зависимости от конструкции установки гидрокрекинга процесс протекает по следующей схеме:

• Одностадийный. Наиболее простой вариант с наименьшими капитальными затратами, главный недостаток которого в сравнительно низкой конверсии исходных продуктов. Непереработанный остаток используют как сырье в иных технологических процессах, прежде всего в каталитическом крекинге.
• Одностадийный с рециклом. Самая рентабельная и потому наиболее распространенная на предприятиях схема. Остаточная фракция поступает из ректификационной колонны в реактор на новый цикл крекинга.
• Двухстадийный с рециклом. Стоимость строительства и эксплуатации такой установки наиболее высокая, поскольку в технологической цепочке гидрокрекинга сразу два реактора. Остаток смеси подается во второй реактор уже очищенным от соединений примесей с водородом. Это позволяет использовать на второй стадии крекинга высокоэффективные катализаторы, не опасаясь их отравления.

Процесс гидрокрекинга может быть с большой точностью воспроизведен на лабораторной установке с реактором. В ходе исследований удается получить характеристики остатка и целевых фракций при проектировании будущего производства, а также поэкспериментировать с катализаторами.

В мягком гидрокрекинге для катализа чаще всего используют оксиды или сульфиды молибдена, вольфрама, никеля и кобальта, на подложку идут аморфные или кристаллические алюмосиликаты. Жесткий гидрокрекинг осуществляется при помощи катализаторов на основе платины или палладия, в роли носителя выступают цеолиты.

При подборе катализаторов учитывают технологическую схему, тип примесей, товарные позиции на выходе из установки. Активность крекинга и гидрирования в них должна сочетаться в той пропорции, которая требуется для превращения сырья в нужный продукт.

Перед запуском установки катализаторы активизируются осернением. При неизбежном снижении активности, вызванном оседанием кокса на поверхности, их заменяют свежей порцией или регенерируют. Процедура регенерации состоит в окислительном выжигании отложений кокса. Промежуток между регенерациями у хороших катализаторов составляет более двух лет.

Гидрокрекинг – более позднее изобретение по сравнению с каталитическим крекингом и каталитическим риформингом, так что это усовершенствованная технология, нацеленная на решение тех же самых задач.

В чем плюсы:

• Глубокая переработка сырья. Снимается вопрос утилизации тяжелого остатка, не поддающегося перегонке.
• Приспосабливаемость под спрос. За счет быстрого переключения мощностей на выработку нужных позиций удается гибко реагировать на колебания потребительского спроса.
• Экологичность. При производстве и сгорании продуктов гидрокрекинга сильно снижается выброс в атмосферу вредных веществ, в первую очередь диоксида серы.

Недостатком технологии считаются существенные капитальные и эксплуатационные расходы, большая металлоемкость оборудования, высокая стоимость водородной установки и самого водорода.

Среди положительных моментов стоит упомянуть полное импортозамещение катализаторов гидрокрекинга, которое планируется в 2024 году. Компанией «Роснефть» на базе предприятия «РН-Кат» в Стерлитамаке начат выпуск этого важнейшего элемента нефтепереработки, по ряду ключевых параметров продукция превосходит импортные аналоги.

Тем самым снимается зависимость от зарубежных производителей, отношения с которыми в последние годы неуклонно ухудшались.