Каталитический крекинг нефти

Каталитический крекинг является важнейшим процессом в переработке нефти с целью получения бензина. Установка каталитического крекинга предназначена для переработки вакуумного дистиллята с целью получения компонента высокооктанового бензина. Результаты каталитического крекинга определяются в целом такими показателями, как глубина превращения (конверсии) сырья, выход целевых продуктов и их качество. Целевыми продуктами процесса являются бензин и сжиженный газ. Кокс, хотя и фигурирует в материальном балансе процесса (вместе с потерями), но не выводится из установки и полностью сгорает в регенераторе, обеспечивая тепловой баланс реакторного блока.

Управление процессом каталитического крекинга является сложной задачей. Сложность задачи обусловлена следующими проблемами:

• -процесс имеет нелинейный характер;
• -объект управления является многосвязным с существенными перекрестными связями;
• -разница в постоянных времени для различных подсистем значительна
• -существует большое количество неизмеряемых возмущений [1,2].

Одним из подходов к анализу и синтезу системы управления каталитическим крекингом является управление с использованием прогнозирующих моделей [4,5].

В работе рассмотрены вопросы синтеза математической модели процесса каталитического крекинга с использованием прогнозирующих моделей. каталитический крекинг управление нефть Установка каталитического крекинга состоит из двух основных частей: из реактора и регенератора (рис.1). Центральной частью установки каталитического крекинга является реактор, функционирующий следующим образом: сырье проходит через нагреватель, смешивается с катализатором и поступает в вертикальную трубу (райзер), ведущую в нижнюю часть большого сосуда (отстойная часть реактора). Время пребывания сырья в реакторе — несколько секунд, реакция протекает мгновенно. Основной задачей реактора является отделение углеводородов от катализатора. Это происходит в отстойной зоне реактора. Паровая фаза (прореагировавшее сырье) поднимается вверх и проходя через циклоны направляется в ректификационную колонну для дальнейшей очистки и обработки. Твердая фаза (закоксованный катализатор) за счет разности статических напоров катализатора в реакторе и регенераторе самотеком по наклонной транспортной линии поступает в регенератор.

Часть углеводородов, которая во время крекинга превращается в кокс, оседает в виде отложений на катализаторе. Когда поверхность катализатора покрывается отложениями, катализатор становится неактивным (отработанным). Чтобы удалить эти углеродные отложения, отработанный катализатор подают в регенератор, где его смешивают с горячим воздухом. В результате происходит окисление кокса. Процесс, протекающий в регенераторе, называют выжигом кокса. Восстановленный катализатор выходит из нижней части регенератора. Его можно снова смешать с сырьем и направить в реактор. Таким образом, катализатор находится в непрерывном движении, проходя по циклу крекинг—регенерация.

Рис. 1 Установка каталитического крекинга