Katalitik krekinq

Katalitik kreking- neft fraksiyalarının, yüksək oktan ədədli benzin, yüngül qazoyl və doymamış yağlı qazlar almaq üçün, katalitik termiki emalıdır.

Ümumi məlumat

Katalitik kreking- neftin dərin emalını təmin edən əsas proseslərdən biridir. Katalitik krekingin sənayeyə tətbiqi (20-ci əsrin 30-cu illərində ABŞ-da) (E. Qudri, 1936 il) uzunmüddətli istismara malik olan alümosilikat əsasında katalizatorların yaranmasına təsir göstərdi. Bu prosesin əsas müsbət cəhəti- onun böyük istismar çevikliyinə malik olmasıdır: propilen, izobutan və butilenlə zəngin olan yüksək oktan ədədli benzin və qazın alınması ilə neftin müxtəlif fraksiyalarının emalının mümkünlüyüdür: diqər proseslərlə əvəz olunmasının asanlığı, məs.: alkilləşmə, hidrokreking, hidrotəmızləmə, deasfaltlaşma və s. Neftin emalında krekingin belə universal olmağı onun neft emalında böyük əhəmiyyət kəsb etdiyini göstərir.

Xammal

Hal-hazirda katalitik kreking üçün xammal vakuum qazoyludur –qaynama temperaturu 350–500 °C olan birbaşa qovulan fraksiya. Qaynamanın sonu xammalın tərkibində metalın qalması və kokslaşması ilə (0,3%-dən artiq olmamalıdır) təyin olunur. Fraksiya, kükürdlü birləşmələri yox etmək və kokslaşmanı azaltmaq üçün əvvəldən hidrotəmizləməyə uğrayır. Bəzi (UOP, İFP) kimi kompaniyalarda ağır fraksiyaların katalitik krekinqi üçün bir sıra işlənib-hazırlanmış proseslər var –məs. Mazutun(6–8% kokslaşmaya qədər). Xammal kimi hidrokreking qalığı da istifadə olunur, burada həmçinin xammal kimi deasfaltlardan, petrolatumlardan istifadə etmək olar.

Prosesin şərtləri

Reaktor

Katalizatorun xammala olan sirkulyasiya nisbəti;-10:1-dir (lift- reaktor qurğusu üçün), temperatur −510–540 °C, təzyiq- 0,5–2 atm.

Regenerator

Temperatur-650–730 °C, təzyıq- 1–3atm.

Katalizator

Keçmiş nəsl qurğularında amorf, kiçik kürəcik katalizatorlardan istifadə olunurdu. Bunlar səthinin sahəsi 200 m²/g olan 3–5 mm-lik kürəciklərdir. Hal-hazirda seolittərkibli mikrosferik katalizatorlardan istifadə olunur.(hissəciklərin ölçüsü. – 35–150 mkm-dir). Səthinin sahəsi 300–400 m²/q-dır. Bu, amorf alümosilikat matrisanın üzərinə çəkilmiş seolit komponentidir. Seolitin tərkibi 30%-dən çox deyildir. Seolit komponenti kimi ultrastabil Y seolitindən, bəzən benzinin oktan ədədini artırmaq üçün ZSM-5 seolitindən istifadə olunur. Bəzi şirkətlər katalizatorları hazırlayarkən seolitin tərkibinə komponent kimi nadir torpaq metalları da əlavə edirlər. Kreking katalizatorlarında katalizatorun yeyilməsini azaldan əlavələr, koksun yandırılması zamanı regeneratorda əmələ gələn CO-nun sona qədər, yəni CO₂-yə qədər yanmasını təmin edən promotorlar da olur.

Reaktorun tipləri

Qurğular aparılan proseslərə görə fərqlənirlər.

Dövri (Qudri reaktoru). Qızdırılmış stasionar katalizator təbəqəsindən xammal buraxılr, və o kokslaşandan sonra reaktoru reqenerasiyaya qoyurlar.
Fasiləsiz reqenerasiya. Reaktordan kokslaşmış katalizator çıxarılır, sonra onun üst səthindəki koks təbəqəsi ayrı aparatda yandırılır və reaktora qaytarılır. Reqenerasiyadan sonra katalizator bərk qızmış olur bu da kreking ücün kifayət edir və buna görə katalitik kreking prosesinə xaricdən istiliyin verilməsinə ehtiyac qalmır.

Fasiləsiz regenerasiya qurğuları

Fasiləsiz regenerasiya qurğuları müxtəlif növlərə ayrılır:

Hərəkət edən katalizator təbəqəsi olan reaktorlar . Kürəcikli katalizator təbəqəsi reaktor boyu yuxarı qalxan xammal buxarlarına qarşı hərəkət edir. Kontakt zamanı krekinq baş verir, katalizator isə aşağıdan regenirasiyaya, alınan məhsul isə bölünməyə göndərilir. Regenirasiya havanın köməyi ilə xüsusi aparatda aparılır;bu vaxt koksun yanması zamanı ayrılan istilik buxarın regenerasiyası üçün istifadə olunur. Qurğu tipi-43–102.
Qaynayan katalizator təbəqəli reaktor.
Mikroölçülü katalizator xammalın buxar selində uçur. Kokslaşma getdikçə katalizatorun hissəcikləri ağirlaşaraq yerə düşürlər. Sonra isə katalizator qaynar təbəqədə gedən regenerasiya üçün çıxarılır, alınan məhsullar isə bölunməyə gedir.
Qurğu tipləri – 1 — A//M, 43–103.
Lift –reaktor tipli reaktorlar.

Qızdırılmış xammal xüsusi girəcəkdə dispersləşir və burada çıxan katalizator seli ilə qarışır. Bundan sonra kreking məhsulu ilə katalizator garışığı xüsusi konstruksiyalı separatorun qaynayan qatında ayrılır. Qalıq məhsullar desorberdə buxarla desorbsiya olunurlar. Xammalla katalizizatorun kontakt müddəti bir-neçə saniyə təşkil edir. Qurğu tipi- G-43–107.

Millisaniyə

Burada prosesin əsas xüsusiyyəti- lift reaktorunun olmamasıdir. Katalizator reaktora azalan sel axını ilə daxil olur, və katalizatorun hərəkəti istiqamətinə perpendikulyar olaraq xammal buxarları sovrulur. Reaksiyanın ümumi vaxtı bir neçə millisaniyə təşkil edir, bu da (katalazator: xammal nişbətini artırmaqla) benzin fraksiyasının 60–65%-qədər artırılmasına imkan verir. Indiki zamanda lift-reaktorlar ən mükəmməl hesab olunurlar. Burada oktan ədədi 91–92,5 olan benzinin çıxımı 50–55% təşkil edir, qaynayan qat təbəqəsi olan reaktorlarda isə oktan ədədi 91–92,5 olan benzinin çıxımı 49–52% təşkl edir.

Məhsullar

Katalitik kreking prosesilə hidrotəmizlənmış vakuum qazoylun tipik maddi balansı.

Məhsullar	Xammal %-çıx
Cəmi götürülub:	100
Hidrotəmizlənmiş vakuum qazoylu(fr. 350–500 °C)	100
Alınıb :	100
H₂	0,04
СН₄	0,25
C₂H₆	0,23
C₂H₄	0,36
C₃H₈	0,85
С₃H₆	2,73
butan	0,89
buten	2,5
izobutan	4,20
Benzin frak. (təmiz-91/92)	58,62
Qazoyl(yüngül-ağır)	27,17
Koks+itki	2,17

Məhsulun keyfiyyəti

Qaz

Katalitik kreking qazının yarısı doymamış k/h.-dən, əsasən propilen və butendən və az miqdar izobutandan ibarətdir. Buna görə də yüksəkoktan ədədli benzin almaq məqsədilə buten-butilen fraksiyası alkilləşmə prosesi üçün xammal kimi istifadə olunur. Propan-propilen fraksiyasından polipropilenin istehsalı məqsədilə propilenin ayrılmasında istifadə olunur. Katalitik kreking zamanı ümumi istehsalın 5%-ni propilen təşkil edir. Quru qaz (H₂, CH₄, C₂H₆) zavod qurğularında yanacaq kimi istifadə olunur.

Benzin

Katalitik krekingin 200–270 °C-dəki fraksiyası yüngül qazoyl hesab olunur. Bunun tərkibini onu aşağı setan ədədinə gətirən(bir qayda olaraq 20–25-dən yuxarı olmayaraq) böyük miqdarda –aromatik k/h təşkil edir. Bundan başqa, əvvəldən xammalın hidrotəmizlənməsi şəraitində, yüngül qazoylda müəyyən miqdarda (0,1–0,5%) kükürdlü birləşmələr olur.. Bu səbəbdən yüngül qazoyl böyük miqdarda dizel yanacaqlarının alınması üçün istifadə oluna bilməz. Dizel yanacaqlarında onun təklif olunan miqdarı 20%-ə gədərdir (o da əgər yanacaqlarda kükürd və setan ədədinə görə ehtiyat varsa). Yüngül qazoylun bundan başqa tətbiq sahəsi-soba yanacaqlarının, gəmi yanacağının özlülüyünün azalması və hisin istehsalıdır.

Benzin

Katalitik krekinq prosesi zamanı yüksək oktan ədədli benzin alınır. Bu benzinin tərkibində1% benzol və 20–25% aromatik karbohidrogenlər var, bu da ondan Avropa İttifaqının normalarına müvafiq(Evro-4, Evro-5)benzin almaq üçün istifadə etməyə imkan verir. Katalitik krekinqin ən böyük çatışmayan cəhəti tərkibində doymamış karbohidrogenlərin (30%-ə qədər) və kükürdün(0,1–0,5%) olmasıdır. Bu, yanacağın stabilliyinə mənfi təsir göstərir. Benzin tərkibində olan olefinlərə görə tez bir müddətdə polimerləşir və oksidləşir və buna görə digər benzin fraksiyaları ilə qarışdırılmadıqda istifadə oluna bilməz.

Yüngül qazoyl

Katalitik krekinqin 200–270⁰C-dəki(daha az 200–350) fraksiyası yüngül qazoyl hesab olunur. Onun tərkibində çox miqdarda aromatik k/h-lərin olması setan ədədinin kiçik olmasına gətirib çıxarır(bir qayda olaraq 20–25). Bundan başqa tərkibində müəyyən miqdarda kükürd olduğundan(0,1–0,5%)ondan böyük miqdarda yanacaq hazırlanmasında istifadə etmək olmur.

Ağır qazoyl

Katalitik krekinqin ağır qazoylu-270 °C-dən yuxarı temperaturda qaynayan fraksiyadır(320,350 daha az-az) . Bu fraksiya tərkibində politsiklik aromatik k/h olmasına görə, (S-in müəyyən miqdarında) yüksək keyfiyyətli iynəvari koks almaq üçün kokslaşma prosesində gözəl xammaldır. Bu fraksiyanı bu üsulla istifadə etmək mümkün olmadıqda ondan soba yanacaqlarında istifadə edirlər.

Mənbə

Крекинг нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах. Под. ред. С. Н. Хаджиева. — М., Химия, 1982.
Смидович Е. В. Технология переработки нефти и газа. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. Ч. 2. — М., Химия, 1980.
Капустин В. М., Кукес С. Г., Бертолусини Р. Г. Нефтеперерабатывающая промышленность США и бывшего СССР. — М., Химия, 1995.