Параметри, що впливають на процес

5.2.4.1 Якість сировини

Найбільш типова сировина каталітичного крекінгу – вакуумні газойлі первинної перегонки нафти, які википають в межах 350-(500...540)⁰С. Рідше як сировина використовуються дистиляти коксування, рафінати процесів деасфальтизації мазутів і гудронів, напівпродукти виробництва олив, мазути з невисоким вмістом металів. На результати крекінгу впливають як фракційний так і хімічний склади сировини. По мірі облегшення сировини зростає вихід вуглеводнів С₃-С₄ і бензину при одночасному зниженні виходу водню і коксу на каталізаторі. Обважнення сировини до певної межі призводить до підвищення октанового числа бензину і його виходу. Обмежуючим фактором кінця кипіння сировини є вміст у ній асфальто-смолистих речовин, металів і висока коксуємість, які є причиною коксоутворення і швидкої дезактивації каталізатора. За хімічним складом найбільш сприятливою є сировина нафтенової основи, так як в результаті реакцій дегідрування і перерозподілу водню продукти крекінгу більш стабільні і містять більше ароматичних вуглеводнів, а бензини мають вище октанове число.

Небажаним компонентом сировини є поліциклічні ароматичні вуглеводні, які мають підвищену адсорбційну здатність по відношенню до поверхні каталізатора, блокують його активні центри і є джерелом коксоутворення на каталізаторі. Сировина вторинного походження містить у своєму складі більше ненасичених та поліциклічних ароматичних вуглеводнів, тому її важче переробляти за прямогонну. На практиці до прямогонної сировини додають не більше 20...25% вторинної.

Для підготовки сировини до каталітичного крекінгу досить часто проводять її облагородження методами деасфальтизації, селективного очищення і гідроочищення. При цьому значно знижується вміст у сировині асфальто-смолистих речовин, олефінових вуглеводнів, сірчаних, азотних і кисневих сполук та важких металів, а також зменшується її коксуємість. При каталітичному крекінгу підготовленої сировини утворюється менше коксу на каталізаторі та вуглеводневого газу і більше бензину з вищою стабільністю.

5.2.4.2 Температура в реакторі

Промислові процеси каталітичного крекінгу проводять в інтервалі температур 450...510⁰С. З ростом температури в реакторі знижуються виходи коксу і важкого газойлю, що пояснюється посиленням десорбції і видалення важких парів з поверхні каталізатора. При цьому помітно зростає вихід газу при незначному зменшенні виходу світлих продуктів (бензину і легкого газойлю). Октанове число бензину збільшується за рахунок ароматизації вуглеводнів. Температура в реакторі регулюється кількістю палива, яке подається в піч, де підігрівається сировина і залежить від температури регенерації каталізатора.

5.2.4.3 Час контакту сировини і каталізатора

Висока активність цеолітвмістних каталізаторів у поєднанні з їх швидкою дезактивацією в ході протікання реакцій обумовила створення прямотічних ліфт-реакторів з висхідним потоком сировинно-каталізаторної суміші. Для ліфт-реактора масова швидкість подачі сировини є умовним показником і фізичний зміст має час контакту сировини і каталізатора. При цьому час контакту сировини і каталізатора в ліфт-реакторі знижується до 4...8с проти 180...190с в реакторі з псевдозрідженим шаром каталізатора. Для формування якості кінцевих продуктів і співвідношення між ними в бажаному напрямі на виході із ліфт-реактора організовується додаткова зона крекінгу у форсованому киплячому шарі. Час контакту сировини і каталізатора регулюються швидкістю подачі сировини і каталізатора.

5.2.4.4 Кратність циркуляції каталізатора

Кратність циркуляції каталізатора – це маса каталізатора, що приходиться на 1 тонну сировини, яка подається в реактор. Вона зв’язана з допустимою величиною коксовідкладення, яка не перевищує 1, 0…1, 5% мас. на каталізатор (3, 5...4, 5% мас. на сировину). Крім того, кратність циркуляції каталізатора визначається температурним режимом реактора і регенератора. Збільшення кратності циркуляції каталізатора зменшує час його перебування в зоні реакції. Кількість коксу на кожній частині каталізатора зменшується, а це в свою чергу сприяє зростанню степені перетворення сировини, тобто підвищенню виходу газу, бензину та коксу. Збільшення виходу коксу пояснюється зниженням ефективності відпарювання відпрацьованого каталізатора. Зміною кратності циркуляції каталізатора можна регулювати кількість теплоти, яку необхідно підводити ззовні, степінь перетворення сировини, степінь закоксованості каталізатора. З іншого боку зростання кратності циркуляції каталізатора збільшує енергетичні затрати на експлуатацію установок каталітичного крекінгу. При цьому також зростають розміри реакторно-регенеративного блоку. Кратність циркуляції каталізатора на установках каталітичного крекінгу з киплячим шаром каталізатора становить 8...12, а в реакторах ліфтного типу - 2, 5...7. Кратність циркуляції каталізатора регулюється кількістю сировини, що подається в реактор.

5.2.4.5 Тиск в реакторі

Процес каталітичного крекінгу ведуть при невеликому надлишковому тиску 0, 07...0, 18 МПа. Підвищення тиску мало впливає на процес, оскільки він відбувається на поверхні каталізатора. При підвищенні тиску незначно зростає вихід коксу, оскільки збільшується кількість компонентів, які адсорбуються на поверхні каталізатора. При цьому вихід бензину і його октановечисло зменшується. Тиск в реакторі підтримується дещо вищим атмосферного для проштовхування пароподібних продуктів реакції з реактора в ректифікаційну колону. Тиск в реакторі регулюється автоматично клапаном, який встановлюється на лінії виводу газоподібних продуктів з нього.