Крекінг нафтопродуктів, його види. Умови їх здійснення

Як сировина для крекінгу служать різні фракції: газойль, солярка, гас, мазут, гудрон, а також бензин прямого перегону нафти. Різні види сировини доцільно піддавати крекінгу окремо, підбираючи для кожного процесу відповідні умови. Алкани крекуються легше за все і дають бензин з низькими октановими числами (55-60), при тій же глибині крекінгу нафтенів октанові числа бензину вище (60-70). При глибоких формах крекінгу одержувані продукти сильно ароматизовані.

Сьогодні існує велика кількість різних типів установок термічного крекінгу, що включають трубчасту піч, реакційний пристрій, випарники, ректифікаційні колони, газовідділювачі, теплообмінники, холодильники й ін.

Вихід крекінг-бензинів, у залежності від виду сировини і режиму роботи установок, змінюється від 25 до 70 %.Розрізняють глибокий і неглибокий (легкий) рідиннофазний крекінг у залежності від глибини перетворення сировини. Метою глибокого крекінгу низькооктанових бензинів і лігроїнів прямого перегону є одержання моторного палива з кращими антидетонаційними властивостями.

Глибокий крекінг бензино-лігроїнових фракцій ведуть при температурі 520-540 С и тиску 2-7 МПа. При цьому виходить до 80 % риформінг-бензину з октановим числом 76, а 20 % складають газ і втрати. Глибокому крекінгу піддають також гас-газойлеві фракції й одержують 60-70 % бензину з октановим числом 65-70, 12-15 % газу і 15-25 % крекінг-залишку. Температура крекінгу - 500-520 °С, тиск - до 5 МПа.

Легкому рідиннофазному крекінгу піддають мазут і важкі фракції при температурі 480-490 °С и тиску 1,5-2,0 МПа й отримують головним чином газойлеві фракції, які використовують як сировину для глибокого крекінгу, і невеликі кількості крекінг-бензину.

Різновидом термічного крекінгу середніх і легких фракцій є глибокий крекінг в атмосфері вуглеводневих газів (поліформ-процес), у якому сировина розбавляється зрідженим газом, що містить вуглеводні СЗ- 4, що дозволяє застосувати більш стійкий режим без сильного коксування. У цьому процесі одержують крекінг-бензин з октановим числом 75-80. Температура поліформ-процесу - 550-600 °С, тиск - 7-14 МПа.

При парафазному крекінгу (580-600 С і 0,2-0,5 МПа) гас-газойлевих фракцій виходить близько 60 % бензину з високим октановим числом (70-88), 10-15 % крекінг-залишку і до 30 % газу. Більш важку сировину звичайно в цьому процесі не використовують через закоксовування апаратури. При парафазному крекінгу утворюється велика кількість неграничних вуглеводнів, які є цінною хімічною сировиною, але це ускладнює очищення бензину. До недоліків парофазного крекінгу відносять менший вихід бензину в зв'язку з великим газоутворенням, знижену стабільність бензину, порівняно малу продуктивність установок і необхідність мати великі розміри апаратури через великий об'єм пари і газів при високій температурі і малому тиску.

При крекінгу нафтової сировини утворюється газ, рідкі і тверді продукти. Вихід газу при рідиннофазному крекінгу 5-6, а при парафазному - 25-30 %. У газах рідиннофазного крекінгу більше алканів і менше ненасичених вуглеводнів, а в газах парафазного крекінгу - навпаки.

Крекінг-бензини являють собою безбарвні чи жовтуватого кольору рідини з неприємним запахом через наявність сірчистих сполук і діолефінів. Густина їх 0,72-0,8 г/см3, від бензинів прямого перегону вони відрізняються значним вмістом ненасичених і ароматичних вуглеводнів і малим вмістом нафтенів. Ненасичені вуглеводні складаються з олефінів, а кількість діолефінів коливається від 0,1 (рідиннофазний крекінг) до 1 % (парафазний крекінг). Ароматичні вуглеводні представлені головним чином толуолом та іншими алкілбензолами.

Крекінг-залишки - це рідини з густиною порядку 1,0 г/см3, що складаються з висококонденсованих ароматичних і гідридних сполук. Вони використовуються як сировина для коксування і як котельне паливо.

При термічному крекінгу крім бензинової відбирають іноді і гасову та газойлеву фракцію, однак продукти цих фракцій мають підвищену схильність до засмолення і їх не використовують як моторні палива, а повертають на повторний крекінг. Із суміші крекінг-гасу з гасом прямого перегону одержують тракторне паливо задовільної якості.

Піроліз. Основне призначення процесу піролізу вуглеводневої сировини - одержання нижчих алкенів. Процес ведуть при 700-1000 °С під тиском, близьким до атмосферного.

У промислових умовах для виробництва етилену і пропилену проводять піроліз нафтових фракцій. Найбільш високий вихід етилену досягається при піролізі легких бензинів парафінової групи з великим вмістом вуглеводнів нормальної будови. Поряд з етиленом і алкенами С3 - С4 утворюється значна кількість рідких продуктів, що містять алкени, циклоалкени, алкадієни С5 і вище, а також арени С6-С8 і ін. компоненти. Вихід продуктів при піролізі різних бензинів складає (% мас): етилен 22-32; пропілен 10-17; фракція С4 -- 5-12, арени 6-13.