Инновационный отечественный процесс каталитического крекинга с высоким выходом легких олефинов (нефтехимический вариант)

ООО "Автотехпроект" разработан инновационный процесс каталитического крекинга с высоким выходом легких олефинов.

При разработке технологии и аппаратурного оформления этого процесса использованы результаты экспериментальных исследований на микропилотной установке, опыт проектирования современных систем каталитического крекинга с традиционной технологией и реконструкции восьми действующих установок различных типов (Г-43-107, КТ-1, 1А/1М, ГК-3 и др.). Отличительными чертами процесса являются проведение каталитического крекинга сырья при высоких значениях температуры и кратности циркуляции катализатора, повышенное содержание каталитической добавки на основе цеолита ZSM-5 в равновесном катализаторе, повторный крекинг легкого бензина в дополнительном прямоточном реакторе при более жестких условиях по сравнению с крекингом свежего сырья.

В новом процессе предусматриваются  следующие основные узлы технологического и аппаратурного оформления реакторного блока (см. рисунок), большинство из которых надежно отработаны на реконструированных по нашим проектам установках каталитического крекинга типа Г-43-107:

• основной прямоточный реактор, включающий участок ускорения регенерированного катализатора, узел ввода сырья с высокоэффективными распылительными форсунками [патент РФ № 2078115] и участок контактирования сырья с катализатором в восходящем потоке;
• дополнительный прямоточный реактор крекинга рециркулирующего легкого бензина в восходящем потоке регенерированного катализатора при жестком режиме, обеспечивающем расщепление низкомолекулярных углеводородов;
• центробежно-инерционные сепараторы [патент РФ № 2115460] на конце основного и дополнительного прямоточных реакторов, обеспечивающие быстрое отделение продуктов крекинга сырья и легкого бензина от отработанного катализатора;
• высокоэффективные одноступенчатые циклоны реактора, непосредственно соединенные с центробежно-инерционными сепараторами;
• двухстадийная отпарка отработанного катализатора, обеспечивающая глубокую десорбцию увлеченных углеводородов в условиях повышенного удельного расхода отработанного катализатора;
• высокоэффективный регенератор, эксплуатирующийся при повышенной линейной скорости газа в турбулентном режиме, в котором размещены трубчатый воздухораспределитель усовершенствованной конструкции и двухступенчатые циклоны;
• аппарат тонкой пылеочистки дымовых газов регенерации с высокоэффективными циклонами третьей ступени.

Новый процесс обеспечивает эффективную переработку как прямогонного, так и гидроочищенного вакуумных газойлей с возможностью гибкого варьирования режима эксплуатации в зависимости от конъюнктуры рынка, обусловливающей требования к структуре выхода и качеству получаемых продуктов. В нем предусматривается применение современных мелкодисперсных катализаторов крекинга обычного типа, предпочтительно способных минимизировать реакции переноса водорода, и уже освоенных в промышленности каталитических добавок с высоким содержанием цеолита ZSM-5. Рекомендуемое содержание каталитической добавки в равновесном катализаторе – 8-10% масс. Удельный расход водяного пара на распыление сырья и отпарку отработанного катализатора, давление в аппаратах реакторного блока соответствует принимаемым при традиционной технологии каталитического крекинга.

В таблице приведена структура выхода продуктов крекинга при переработке гидроочищенного вакуумного газойля западно-сибирской нефти с концом кипения 530ºС, плотностью 885 кг/м³, содержанием серы 0,06% масс. Выход целевых продуктов процесса – пропилена и бутиленов достигает соответственно 17,2 и 11,4% масс. при сравнительно низком выходе сухого газа (7,0% масс.). Выход бензина равен 28,4% масс. при расчетном содержании в нем ароматики 51,8% масс. Бензин такого качества может служить сырьем для извлечения моноциклических ароматических углеводородов.

По выходу целевых продуктов – легких олефинов разработанный процесс не уступает зарубежным процессам аналогичной направленности, таким как DCC (Shaw ECG, Axens), MAXOFIN (KBR), PETROFCC (UOP) и другим (при условии переработки сырья одинакового качества). Выход пропилена может быть повышен до 20-24% масс. в случае переработки сырья с более высоким содержанием парафино-нафтеновых углеводородов, например, непревращенного остатка гидрокрекинга плотностью 840-865 кг/м³. При переработке прямогонного сырья выход пропилена снижается до 15,0-15,5% масс.