Термический крекинг дистиллятного сырья

Процесс термического крекинга тяжелых нефтяных остатков в последние годы потерял свое «бензинопроизводящее» значение, в основном из-за преобладания в продуктах термического крекинга нестабильных компонентов, приводящих к осмолению и забивке фильтров и топливопроводов в двигателях внутреннего сгорания. В настоящее время этот процесс получил новое название – термический крекинг дистиллятного сырья (ТКДС), основной задачей которого является термоподготовка дистиллятных видов сырья для установок коксования и производства термогазойля – сырья для получения технического углерода (сажи) в производстве шин [1, 2].

В качестве сырья установки ТКДС предпочтительно использовать ароматизированные высококипящие дистилляты: тяжелые газойли каталитического крекинга, тяжелую смолу пиролиза и экстракты селективной очистки масел.

Основными целевыми продуктами термического крекинга являются термогазойль (фракция 200 … 480 ºС) и дистиллятный крекинг-остаток, используемые в качестве сырья для производства высококачественного игольчатого кокса. В процессе как побочные продукты получают газы разложения и нестабильную бензиновую фракцию.

К качеству термогазойлей, которые выпускаются 4 марок: (серийный сернистый, малосернистый, гидроочищенный и вакуумный) предъявляются повышенные требования по плотности (от 990,5 до 1028 кг/м³), молекулярной массе (от 226 до 246), кинематической вязкости (от 9,86 до 22,3 мм²/с), коксуемости, зольности и др. С целью повышения выхода термогазойля ряд отечественных НПЗ дооборудованы вакуумными колоннами.

По технологическому оформлению установки ТКДС практически не отличаются от своих предшественников – установок двухпечного термического крекинга нефтяных остатков бензинового профиля. Переход на дистиллятное сырье вместо остаточного позволил снизить возможность закоксовывания технологического оборудования и облегчить эксплуатацию установок ТКДС. На современных установках ТКДС сохранен оправдавший себя принцип двукратного селективного крекинга исходного сырья и рециркулируемых средних фракций крекинга за счет использования двух печей, в одной из которых осуществляется более легкий крекинг исходного сырья, а на второй – жесткий, более глубокий крекинг термостойких средних фракций термолиза.

Принципиальная схема установки термического крекинга дистиллятного сырья для производства вакуумного термогазойля представлена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Схема установки термического крекинга дистиллятного сырья (ТКДС) для производства вакуумного термогазойля: Потоки: I – сырье; II – бензин на стабилизацию; III – тяжелый бензин из К-4; IV– вакуумный отгон; V – термогазойль; VI – крекинг-остаток; VII – газы на ГФУ; VIII – газы и водяной пар в вакуумную систему

Установка включает следующие основные блоки: реакторное отделение, включающее печи крекинга (П-1) и легкого сырья (П-2) с выносной реакционной колонной (К-1); отделение разделения продуктов крекинга, включающее испарители высокого (К-2) и низкого (К-4) давлений для отделения крекинг-остатка, комбинированную ректификационную колонну высокого давления (К-3), сложную вакуумную колонну (К-5) для отбора вакуумного термогазойля и тяжелого крекинг-остатка и газосепараторы (С-1 и С-2) для отделения газов от фракций нестабильного бензина.

Исходное сырье I после нагрева в рекуперативных теплообменниках Т-1 подают в нижнюю секцию ректификационной колонны высокого давления К-3. Колонна К-3 разделена глухой тарелкой на две секции, которая позволяет пройти на верхнюю секцию только парам. Стекающая с верха колонны К-3 жидкая часть легких паров крекинга задерживается на глухой тарелке и направляется в змеевик печи легкого сырья П-2, а жидкие потоки тяжелого сырья из низа колонны К-3 – в змеевик печи П-1 тяжелого сырья, на которых происходит нагрев жидкого сырья до температур соответственно до 500 и 550 ºС. Из печей нагретое сырье направляют для углубления крекинга на выносную реакционную камеру К-1, откуда продукты крекинга подают на разделение в испаритель высокого давления К-2. Крекинг-остаток и термогазойль из низа испарителя К-2 через редукционный клапан РК направляют в низ испарителя низкого давления К-4, а образующиеся газы и пары бензино-керосиновых фракций – в низ ректификационной колонны К-3.

Уходящие с верха колонн К-3 и К-4 газы и пары бензиновой фракции охлаждаются в конденсаторах и подают на сепараторы-разделители С-1 и С-2. Отделившиеся в С-1 легкие газы VII с колонны К-3 направляют на разделение на ГФУ, часть сконденсировавшихся бензинов II – на стабилизацию, а часть возвращают на верх колонны К-3 в качестве острого орошения (флегмы). С верха испарителя К-4, после разделения в сепараторе С-2, газы VII направляются на разделение на ГФУ, а выделенный тяжелый бензин III частично направляют как товарный продукт, а частично возвращают на орошение колонны К-4.

Крекинг-остаток, выводимый с куба колонны К-4, подвергают вакуумной перегонке в сложной ректификационной колонне К-5 для получения в качестве двух боковых погонов вакуумный отгон IV и вакуумный термогазойль V, а с куба колонны – вакуум-отогнанный дистиллятный крекинг-остаток VI. Для снижения температуры в низ колонны К-5 подают водяной пар IX, а для создания вакуума газы и пары VII с верха колонны направляют на вакуумсоздающую систему.

Материальный баланс установки термического крекинга дистиллятного сырья для получения серийного сернистого (СТГ) и вакуумного (ВТГ) термогазойлей представлен в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Материальный баланс установки термического крекинга дистиллятного сырья (рис. 3.1) для получения серийного и вакуумного термогазойлей (в % масс.)