Краткая характеристика производства

Первичная перегонка нефти позволяет выделять из нефти в виде отдельных фракций только те вещества, которые в ней изначально присутствуют. Следовательно, и качество, и количество, и ассортимент получаемых товарных продуктов (бензин, керосин, дизельное топливо и т. д.) целиком лимитируются химическим составом исходной нефти.

Еще в прошлом веке стало известно, что под действием высоких температур органические соединения нефти химически видоизменяются, распадаются и вступают в различные вторичные реакции между собой. Это позволило создать новые, так называемые термические процессы переработки нефти, позволяющие получать из нее углеводородные газы, дополнительные количества жидких нефтепродуктов, а также продукт глубокого уплотнения — нефтяной кокс, т. е. такие новые вещества, которых в исходной нефти не было.

Применение термических процессов намного расширило возможности использования нефти как химического сырья. В зависимости от условий и назначения процессы термической переработки нефтяного сырья получили названия крекинг (от английского глагола to crack-расщеплять), коксование и пиролиз (от греческого рyros-огонь).

Основные технические принципы крекинга нефтяного сырья под давлением были изложены в патенте, выданном в 1891 г. русским инженерам Шухову и Гаврилову. Но промышленное освоение процесса началось лишь в ХХ в., когда в связи с развитием автомобильного транспорта значительно вырос спрос на бензин. Благодаря термическому крекингу дополнительно к прямогонному стали получать бензин из малоценных тяжелых фракций. Бензины термического крекинга к тому же в ряде случаев обладают более высоким октановым числом, чем прямогонный бензин из той же нефти.

В настоящее время процесс термического крекинга потерял своё значение. В нашей стране новые установки термического крекинга не строятся, а существующие на некоторых НПЗ реконструируются под первичную перегонку нефти.

Наиболее распространенной формой промышленного процесса термического крекинга до 40−50-х годов был крекинг при высоком давлении. В 1935 г был разработан проект двухпечной крекинг — установки системы «Нефтепроект». В одной печи подвергали легкому крекингу тяжелую часть мазута, а во второй осуществляли глубокий крекинг керосино-газойлевых фракций, содержащихся в исходном мазуте и образовавшихся после легкого крекинга. Таким образом, был соблюден необходимый при крекинге принцип селективности (избирательности): тяжелую часть сырья (выкипающую выше 3500°С) подвергали крекингу при мягком температурном режиме (470−4800°С), а керосино-газойлевые фракции (200- 3500°С) — при более жестком (500−5100°С).

В 40−50-х годах на зарубежных и отечественных заводах существовали установки термического крекинга следующих типов:

• — однопечные — для крекинга газойлевых и соляровых фракций;
• — однопечные — для глубокого крекинга (термический риформинг) лигроиновых фракций;
• — двухпечные — в основном для крекинга мазута;
• — многопечные (с тремя и четырьмя печками) — для крекинга полумазутов и мазутов.

На однопечных установках крекинга соляровых фракций сырье крекингу с рециркуляцией; при этом за однократный пропуск получали 15−25% бензина, а общий выход бензина составлял 50−60%. Температура на выходе из реакционного змеевика равна примерно 5000 °C, давление на входе в печь 4−5 МПа. С увеличением спроса на дизельное топливо газойлево-соляровые фракции стали дефицитными, и установки для крекинга соляровых фракций перестали строить.

Исходным сырьем термического риформинга были низкооктавые лигроиновые (реже керосиновые) фракции. Таким образом, фракционный состав сырья и получаемого крекинг-бензина частично совпадал, что указывало на необходимость глубокого преобразования молекул исходного сырья для получения из них ароматизированных бензинов с удовлетворительным октановым числом. действительно, октановые числа риформинг-бензинов (в среднем 70−72) наиболее высоки по сравнению с октановыми числами бензинов других видов термического крекинга под давлением (60−65 для бензинов, получаемых крекингом мазута). Температурный режим термического риформинга жесткий зависит от фракционного состава сырья: для бензино-лигроиновых фракций температура риформинга достигает 550−5600°С при 5−6 Мпа. Октановое число получаемого бензина возрастает с увеличением глубины превращения. В настоящее время доля термического крекинга невелика, так как широкое промышленное развитие получил более эффективный каталитический риформинг. нефть бензин термический крекинг Наибольшее распространение среди процессов термического крекинга под давлением получил крекинг мазутов по двухпечной схеме.

В печи глубокого крекинга в качестве свежего сырья используют керосино-газойлевые фракции прямогонного происхождения и фракцию 200−350°С, полученную легким крекингом остатка. При утяжелении исходного сырья единственным источником питания этой печи является газойлевая фракция легкого крекинга, выход которой незначителен, и, в конечном счете, тяжелое остаточное сырье оказывается целесообразным перерабатывать на однопечной установке.

Стремление повысить селективность крекинга привело к созданию многопечных установок: с тремя, четырьмя и даже пятью печами. В результате крекинга по многопечной схеме глубина отбора бензина практически не увеличивалась. Кроме того, несмотря на некоторые экономические преимущества (пониженные эксплуатационные затраты) многопечные установки были чрезвычайно сложны в эксплуатации, поэтому широкого развития не получили.