Переработка природной нефти является неотъемлемой процедурой при получении различных органических соединений. В настоящее время в различных сферах деятельности большим спросом пользуются всевозможные горюче-смазочные материалы, производимые из природного сырья.
С ростом популярности автомобилей стала расти потребность в топливе, которая, в свою очередь, вынудила к поиску новых технологических процессов переработки нефти, эффективность которых будет выше, по сравнению с обычной термической перегонкой. Таким процессом, в частности, является крекинг нефти.
Крекинг процесс – это переработка нефти для получения моторного топлива или других горюче-смазочных материалов.
Название процесса происходит от английского слова «Cracking», которое, в свою очередь, произошло от слова «crack», что в переводе означает «расщеплять».
Как видно из названия, крекинг – это химический процесс, происходящий с расщеплением тяжёлых углеводородов на углеводороды, имеющие меньшую молекулярную массу. Как правило, этот процесс происходит при высокой температуре или в присутствии катализаторов.
Сырье для каталитического крекинга нефти
В качестве сырья для крекинга применяются различные материалы, в первую очередь - это нефть и различные её фракции, получаемые в процессе перегонки. Основным сырьём для крекинга, являются вакуумные газойли, которые получаются путём прямой дистилляции нефти под давлением.
Газойль предварительно проходит гидроочистку, в процессе которой происходит снижение количества серосодержащих примесей и снижается процент коксуемости. Существуют новые наработки, позволяющие провести каталитический крекинг тяжёлых (маслянистых) фракций, имеющих высокую коксуемость.
При крекинге происходит химическое изменение состава нефти. В процессе сложных химических реакций меняется строение углеводородов.
Крекинг может происходить как при повышенной температуре, так и в присутствии определённых катализаторов.
В первом случае процесс, проходящий только под воздействием высоких температур (при этом сырье нагревается до 450–550 градусов), называют термическим крекингом. Во втором случае температура сырья несколько ниже, но эффективность распада обусловлена применением катализаторов. Такой вид крекинга называют каталитическим.
Особенности каталитического крекинга нефти
В настоящее время большинство автомобильных бензинов производится по технологии каталитического крекинга нефти. Это обусловлено тем, что под воздействием катализаторов часть непредельных углеводородов трансформируется в предельные. Это позволяет на выходе получить бензины лучшего качества, чем при термическом крекинге.
Процент выхода бензина, в процессе, составляет порядка 70%, а газа 13–16% от общей массы используемого сырья. Бензины получаются высококачественными с октановым числом в пределах 87-91 единиц.
Процесс крекинга с использованием катализаторов легко совместим с другими сопутствующими процессами такими, как:
- деасфальтизация;
- алкирование;
- гидроочистка.
Благодаря такой универсальности, современные предприятия по переработке нефти используют только каталитический способ.
Катализаторы каталитического крекинга
При каталитическом крекинге реакции расщепления протекают на поверхности катализатора, в результате чего образуются отложения кокса. Поэтому выжигание кокса является важной особенностью процесса каталитического крекинга. Этот процесс называют регенерацией катализатора.
В промышленном каталитическом крекинге чаще всего используются три типа катализаторов:
- природные активирование алюмосиликаты. Производятся из глины, которая обрабатывается серной кислотой. Они имеют низкую устойчивость при высокой температуре и большое содержание железа, поэтому в настоящее время не применяются;
- синтетические аморфные алюмосиликаты. Производятся из алюмогеля и силикагеля, когда в процессе химической реакции атом кремния в силикагеле замещается атомом алюминия.
- синтетические кристаллические алюмосиликаты. К этим веществам относятся цеолиты, получаемые чаще всего при кристаллизации натриевых алюмокремнегелей. В сравнении с аморфными, цеолиты более активны, потому при применении синтетических составляющих выход бензина получается больше.
В последнее время чаще всего используются целитосодержащие микросферические катализаторы.
Термический крекинг
При термическом крекинге сырье, находящееся под давлением 2-7 МПа, нагревается до температуры 450–550 градусов, что позволяет получить продукты меньшей молекулярной массы.
Процентное содержание бензинов на выходе колеблется в пределах 30-35% от общей массы сырья, а газы составляют порядка 10-15%.
Бензины, получаемые в результате термического крекинга, имеют небольшое октановое число, которое находится в пределах 60-70 единиц.
При повышении температуры, в процессе термического крекинга, происходит более сильное дробление молекул, вследствие чего выход газа богатого непредельными углеводородами выше. Поэтому этот процесс (чаще он именуется пиролизом) иногда используется только для получения газообразных непредельных углеродов, отсутствующих в природной нефти таких, как этилен, пропилен и другие. Для пиролиза температура поднимается до 650-750 градусов.
Термический крекинг в наше время имеет весьма ограниченное применение и новые установки в промышленных масштабах не производятся.
А ранее мы писали про подготовку нефти на промыслах
Также можно ознакомиться с:
- оборудованием для бурения и ремонта скважин;
- оборудованием для нефтяной и газовой промышленности;
- высокоточным L/MWD комплексом с гидравлическим каналом связи;
- с нашим складом готовой продукции.
