Использование химических процессов обеспечивает более глубокую переработку нефти с получением светлых нефтепродуктов в количествах, превышающих их содержание в исходной нефти в 1,5 — 2 раза. Химические процессы позволяют получать сырье для многих нефтехимических производств, в частности, непредельные углеводороды — этилен, пропилен, бутилены, бутадиен, ароматические углеводороды — бензол, толуол, этилбензол, ксилолы, изопропилбензол и др. На базе такого сырья осуществляется производство пластмасс, синтетических каучуков, синтетических волокон, моющих средств и других ценных продуктов. Использование ряда химических процессов позволяет повышать качество светлых нефтепродуктов и масел — обеспечивать обессеривание, повышение антидетонационных свойств и стабильности, снижение коксуемости, улучшение цвета и т.д. Перечислим некоторые основные химические процессы, используемые при переработке нефти и получившие широкое распространение: каталитический риформинг, каталитический крекинг, изомеризация, алкилирование, гидроочистка, гидрокрекинг, коксование, пиролиз, полимеризация. Названные химические реакции, используемые в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, существенно различаются по режиму (давление от атмосферного до 200 МПа, температура от 100 до 700 °С) и используемым катализаторам. Подобное многообразие обусловливает необходимость использования различной аппаратуры и методов расчета, и поэтому в данной главе излагаются основные положения и понятия, относящиеся к реакционным аппаратам, наиболее распространенным при переработке нефтяного сырья. Аппарат, в котором осуществляется тот или иной химический процесс, называют реакционным устройством или реактором. В ряде случаев такой аппарат называют иначе, учитывая особенности химического процесса или его назначения; так, например, на установке каталитического крекинга аппарат, в котором осуществляется реакция окисления (горения) кокса, отложившегося на катализаторе, носит название регенератора, так как его назначение — восстановить активную способность катализатора, т.е. регенерировать его. Общепринятой классификации химических процессов и реакторов нет, поэтому отметим некоторые наиболее существенные ее признаки. Химические процессы подразделяются на каталитические и некаталитические, гомогенные и гетерогенные, экзотермические и эндотермические.
Каталитический риформинг Каталитический риформинг (= реформинг) бензиновых фракций, применяемый для получения высокооктановых бензинов, выделения товарных ароматических углеводородов (бензола, толуола, этилбензола, ксилолов) и производства технического водорода. Процесс осуществляется с циркуляцией газа, содержащего 70 — 80 % (объемн.) водорода при температуре 450—530 °С и давлении 1,5 — 4,0 МПа, в присутствии различных катализаторов, главным образом, платинового. При риформинге получают также газ с высоким содержанием водорода, используемый для гидроочистки при обессеривании нефтепродуктов. Каталитический крекинг различных видов дистиллятного и остаточного сырья с целью получения высокооктановых бензинов и газа с высокой концентрацией пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракций. Процесс протекает при температуре 420 — 550 0С и давлении 0,1 — 0,3 МПа в присутствии платинового, алюмосиликатных, цеолитсодержащих и других катализаторов. При риформинге получают также газ с высоким содержанием водорода, используемый для гидроочистки при обессеривании нефтепродуктов.
Схема реактора каталитического риформинга (фирма UOP) 
Примечания:
1 – бункер для катализатора;
2 – переточные трубы;
3 – короба;
4 – сборник продуктов реакции;
5 – реактор первой ступени;
6 – реактор второй ступени;
7 – реактор третьей ступени;
8 – реактор четвёртой ступени;
9 – опора;
10 – устройство вывода катализатора.
Потоки:
I – регенерированный катализатор;
II – рециркулирующий газ;
III – сырьё;
IV, VI, VIII, X – продукты риформинга после реактора 1,2,3 и 4 ступени соответственно;
V, VII, IX – продукты риформинга реактора 1,2 и 3 ступени соответственно после нагрева в печи.
XI – закоксованный катализатор.
Каталитический крекинг
Каталитический крекинг является наиболее освоенным в нефтеперерабатывающей промышленности России процессом глубокой переработки нефти. Несмотря на то что его мощности по отношению к мощности первичной переработки нефти не превышает нескольких процентов, он занимает ведущее место в получении моторных топлив. |
