8.6.4  Гидрокрекинг нефтепродуктов

Особую разновидность крекинг-процессов представляет гид­рокрекинг. Он относится к так называемым гидрогенизационным процессам нефтепереработки и проводится в среде водоро­да при высоких температуре и давлении, в присутствии бифун­кциональных катализаторов, катализирующих одновременно реакции расщепления, изомеризации и гидрирования углево­дородов.

Подобные сложные контактные системы содержат гидриру­ющий компонент — металл (кобальт, никель, молибден, пла­тина, вольфрам) и деструктирующий и изомеризующий ком­понент — алюмосиликаты или цеолиты. Применяются также оксиды и сульфиды металлов на алюмосиликатах.

Важнейшая особенность гидрокрекинга заключается в том, что в нем, наряду с реакциями распада тяжелых углеводородов сырья, свойственными крекинг-процессу, протекают реакции гидрирования образовавшихся продуктов распада. Основными реакциями при гидрокрекинге являются:

1 Деструкция высокомолекулярных алканов и алкенов и дегидрирование продуктов деструкции:

CnH2n+2→CmH2m+2+CpH2p

CpH2p+H2→CpH2p+2 и окончательно,

CnH2n+2+H2→ CmH2m-2+ CpH2p+2.

 

2 Гидрирование алканов сырья, что в условиях гидрокрекинга термодинамически более вероятно, чем их полимеризация и циклизация:

CnH2n+2+H2→ CnH2n+2 .

 

3    Изомеризация алканов

н- CnH2n+2→изо- CnH2n+2 .

 

4 Распад, дециклизация (гидрогенолиз) и деалкилирование нафтенов, например:

 

 

 

.

 

5 Деалкилирование и гидрирование ароматических углеводородов:

 

По убыванию реакционной способности в условиях гидро­крекинга углеводороды могут быть расположены в следующий ряд:

Таким образом, при гидрокрекинге, в отличие от катали­тического крекинга, легче всего вступают в превращения аро­матические полициклические соединения и образуются с вы­соким выходом легкие насыщенные углеводороды, в том чис­ле изостроения. При этом одновременно с реакциями углево­дородной части сырья происходят гидрирование и удаление неуглеводородных соединений — гидроочистка нефтепродук­тов.

В целом применение гидрокрекинга позволяет повысить глу­бину переработки нефти и получить бензин высокого качества, не содержащий сернистых соединений.

Сырьем для гидрокрекинга служат тяжелые нефтяные ди­стилляты (газойли прямой гонки и каталитического крекин­га), мазут, гудрон. В зависимости от вида сырья гидрокрекинг проводится в одну или две ступени, которые различаются ре­жимом работы. Основными параметрами процесса гидрокре­кинга, от которых зависят выход и состав продуктов, являют­ся температура, давление водорода, объемная скорость сырья, соотношение между объемами циркулирующего водородсодер-жащего газа и сырья (кратность циркуляции) и содержание водорода в этом газе. Например, для установки одноступенча­того гидрокрекинга Л-16-1 с алюмо-кобальт-молибденовым ка­тализатором принят следующий режим: температура 400— 410 С, давление 5 МПа, объемная скорость 1,0 ч-1, кратность циркуляции водорода 600 м3/м3, содержание водорода в цир­кулирующем газе 75% об.

Процесс гидрокрекинга используется для производства ав­томобильных бензинов, реактивного и дизельного топлива, сы­рья для нефтехимического синтеза и, в частности, для получе­ния бензина с высоким содержанием изоалканов для добавки к бензину риформинга с целью снижения в нем содержания аро­матических углеводородов (рис. 8.10).