1.2.5. Изомеризация алканов

В связи с запрещением применения тетраэтилсвинца и необходимо-стью снижения содержания ароматических углеводородов изыскивают новые возможности по созданию высокооктановых компонентов. Одним из таких путей является создание установок по изомеризации насыщенных ацикличе-ских углеводородов.

Изомеризация алканов С4-С6 проводится для получения из узкой бен-зиновой фракции высокооктанового компонента бензиновых топлив. В лег-кой прямогонной фракции, выделяемой на установках вторичной перегонки бензинов, содержится до 45% н-пентана. Октановое число по моторному ме-тоду – ~70 пунктов. В результате изомеризации пентан более чем наполовину превращается в изопентан и октановое число повышается до 80 пунктов. Ре-акция изомеризации обратима. Максимальный выход изомерных соединений зависит от природы применяемого катализатора, давления и температуры процесса.

Высокотемпературный процесс изомеризации осуществляют при 573-673 К на бифункциональных катализаторах - платине или палладии на оксиде алюминия. Для предотвращения разложения углеводородов и отложения кокса процесс ведут в присутствии водорода при давлении 3-4 МПа. Степень превращения сырья в этом процессе составляет 50-55%. При рециркуляции изомеризата выход изопентана в расчете на превращенный н-пентан состав-ляет 96%.

1.3. Структура современного

НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ЗАВОДА

Важнейшими задачами нефтеперерабатывающей промышленности яв-ляются обеспечение сырьем нефтехимических производств и производство моторных топлив.

Решение этих двух задач сопровождается все более активной интегра-цией нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Это связано с двумя причинами:

1. Современные установки получения этилена – наиболее крупно-

тоннажного продукта нефтехимии - рассчитаны на переработку

жидкого сырья, включая газойль. При этом образуется большое

	57

число побочных продуктов, многие из которых являются потенци-

альными компонентами моторных и котельных топлив, использо-

вать которые успешнее могут классические нефтяные компании.

Таких примеров достаточно много.

2. Современные установки производства основных нефтехимических

продуктов отличаются огромной мощностью, чрезвычайно сложной

технологией и требуют огромных капиталовложений.

Указанные обстоятельства обусловили высокие темпы химизации неф-

теперерабатывающей промышленности.

Вероятно, нефтеперерабатывающие компании в будущем ограничатся производством основных нефтехимических продуктов, включая много-тоннажные производства термопластов. Все это привело к созданию в по-следние годы новой формы нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) – заво-дов химического профиля, на которых наряду с топливом получают значи-тельное количество нефтехимической продукции, главным образом олефи-нов и ароматических соединений.

Следующим обстоятельством, активно влияющим на структуру совре-

менных НПЗ, являются жесткие требования к качеству моторных топлив в законодательствах многих стран мира. Совокупность новых требований к ка-

чественному составу автомобильных бензинов определила понятие "эколо-

гически чистые" автобензины, получившие название "реформулированные бензины". Нормативы реформулированных автобензинов следующие: содер-

жание серы в % (мас.) 0,00015–0,005; суммарное содержание ароматических соединений 25-30%, в том числе бензола не более 1%; содержание кислорода

– не менее 2,5%. Все более жесткие требования к чувствительности

(разность между октановыми числами по исследовательскому и моторному

методам) бензинов вызовут значительное сокращение использования бензи-

нов каталитического крекинга, так как содержание ароматических углеводо-

родов в бензинах каталитического крекинга составляет 30-40%, а олефино-

вых углеводородов – 25-40%. Также будет сокращаться вклад бензинов-

рафинатов и пиробензинов.

Преимущественное развитие получают процессы алкилирования, изо-меризации, а также синтез метил-трет-бутилового эфира или других кисло-родсодержащих высокооктановых компонентов бензина.

В структуре современного НПЗ главное место принадлежит установкам каталитического крекинга, которые в перспективе будут применять микро-сферический катализатор, работающий на тяжелом нефтяном сырье. В каче-стве катализаторов в таких процессах используют высококремнеземные цео-литы ZSM, сверхкремнеземные цеолиты LZ-210 или ультрастабильные цео-литы Y. Установки каталитического крекинга будут производить не только бензин, но углеводороды С3-С5.

На НПЗ заметную роль играют процессы алкилирования и изомериза-ции. Полученные в этих процессах продукты характеризуются низкой лету-

	58

честью, практически не содержат олефиновых и ароматических углеводоро-дов, но обладают высоким октановым числом.

Р ис. 1.6. Схема НПЗ в г. Суини (США) после реконструкции

1, 2 – атмосферная перегонка суммарной мощностью 8,8 млн. т/год; 3 –

очистка водорода; 4 – прямое гидрообессеривание мазута; 5 – гидроочи-

стка средних дистиллятов; 6 – фракционирование; 7 – вакуумная перегон-

ка; 8 – каталитический крекинг остатков (процесс Эйч-о-си» фирмы

«

«Келлог» мощностью 2,5 млн. т /год); 9 – каталитический крекинг газой-

ля; 10 – алкилирование; 11 – С5-изомеризация, каталитический рифор-

минг и др.;

Потоки: I – нефть; II – водородсодержащий газ с установок пиролиза (с

соседнего завода), риформинга, гидроочистки, гидрообессеривания и др.;

III – фракция С5 и легче; IV – нафта; V – средние дистилляты с установки

атмосферной перегонки 2; VI - средние дистилляты; VII – мазут (Н.К. 616

К); VIII – очищенный водород (97,5% Н2); IX – нефтезаводское топливо;

X – печное топливо; XI – вакуумный газойль; XII – гудрон; XIII – газ;

XIV – тяжелый атмосферный газойль; XV – бутан-бутиленовая фракция;

XVI – бензин каталитического крекинга; XVII – легкий газойль каталити-

ческого крекинга; XVIII – декантированный газойль каталитического

крекинга; XIX – алкилат; XX – дымовые газы; XXI – топливный газ.

Все большее распространение получает гидрогенизационная перера-ботка нефтяных остатков с использованием нескольких слоев катализатора, каждый из которых ответственен за определенную функцию: гидрообессери-вание, гидродеазотирование, гидродеметаллизацию.

В процессе гидрокрекинга по бензиновому варианту для повышения выхода бензина разработаны новые нецеолитсодержащие молекулярные си-та, включающие кремний, алюминий и фосфор. При добавлении такого сита в количестве 7,5% к традиционному катализатору выход бензина увеличива-ется с 38 до 87% при октановом числе 88 по исследовательскому методу.

	59

На рис. 1.6 представлена схема НПЗ и структура нефтепродуктов, что типично для современного завода с углубленной переработкой нефти. На та-ком НПЗ осуществляется практически безостановочная переработка нефти.

	60