31
1 т этиленге техника – экономикалық көрсеткіші:
Шикізат, т
Су, м
3
Электроэнергия, кВт ч
Пар (с ТЭЦ), Дж
Отын, 1 т
3,82
570,40
209,30
1,67
0,22
Негізгі əдебиеттер 1 [189-197]
Қосымша əдебиеттер 3 [26-30], 4 [15-19]
Бақылау сұрақтары:
1. Мұнай шикізатының пиролиздеуі қандау температурада жұргізіледі?
2. Пиролиз шайырлары деп нені жатқызады?
3. Пироздеуде қандай өнімдер алынады жəне қайда қолданыс табады?
4. Пиролиз процесінде керекті өнім шығымын көбейтуде жəне кокс тұзілуді азайтуда
қандай шаралар қолданады?
5.Пиролиз процесінің негізгі фактрлары?
9 Дəріс тақырыбы. Мұнай шикізатың каталитикалық өңдеу технологиясы.
Каталитикалық крекинг
Катализ туралы негізгі қағидалар жəне катализатордың қасиеттері. Мұндай
көмірсутектерінің
тəжірибелік
маңызы
бар
химиялық
ауызсуларының
көбісі
катализаторлардың қатысуымен жүреді. Катализаторлар химиялық реакциялардың активтеу
энергиясын төмендетіп, нəтижесінде олардың жылдамдығын өсіреді. Катализдің жалпы мəні
мен мəнісі осында. Реакцияларды катализатродың қатысуымен жүргізу, сонымен қабат,
процестің температурасын күрт төмендетуге мүмкіндік береді. Жылу эффектісі оң
реакциялар үшін (полимерлеу, гидрлеу, алкилдеу жəне т.б.) бұл өте маңызды, себебі
термодинамикалық көзқарас бойынша, жоғары температура оларға кері əсер етеді.
Каталитикалық крекингтің негізгі мақсаты-жоғары сапалы бензин алу; одан бөлек
құрамында бутан-бутилен фракциясы көп газ (жоғары октомды бензин компонентік өндіру
үшін шикізат) жəне газойл фракцияларын алады. Катализатор есебінде аморфты
алюмосиликаттар немесе құрылымы жетімен кристалды кристалды құрылымды цеолиттер
қолданылады. Процесс температура жағынан термиялық крекингке (470-540ºС) ұқсас, бірақ
реакция жылдамдығы бірнеше дəрежеге жоғары, ал алынған бензин сапасы да едəуір жоғары
болады.
Каталитикалық крекинг шикізаты, параметрлері жəне өнімдері.
Каталитикалық крекинг процесінде жоғары октан санды бензин фракциясы мақсатты
өнім болып саналады. Бензиннен бөлек бұл процесте тағы көмірсутекті газ, жеңіл газойл
(195-350ºС фракция), ауыр газойл жəне кокс түзіледі. Кокс катализатор бетіне отырады жəне
сапасы, сонымен бірге түзімен кокстың да, шикізат сапасы мен процесс параметрлеріне
тікелей байланысты.
Шикізат. Каталитикалық крекингтің ең негізгі шикізаты 200-500ºС арасында
қайнайтұғын фракциялар болып саналады, көбінесе қолданатыны алғашқы айдаудың вакуум
фракциясы (350-500ºС) жəне гидрокрекингтің газойлдері. Жеңіл ішкі заттарды (кеорсин
газойл фракциясын жəне т.б.) базалы ұшақ бензинінің компанентін алуда, ал ауырлауын
автобензин компанентін өндіруде пайдаланады. Қоспа шикізаты да (225-490ºС. 265-500ºС)
автобензин өндіруде пайдаланылады.
Бастапқы шикізаттың сапасы катализатор жұмысына үлкен əсер етеді. Шикізатқа
шайыр, -күкірт, -азот жəне метандар қосылыстарының болуы тағы да катализатордың
активтігі мен талғамдығын төмендетеді. Сондықтан, тіптен тура айдаумен шайырлы жəне
күкіртті мұнайлардан алынған газойлдерді де крекингтегенде, шикізаттың соңғы қайнау
32
температурасын 480-490ºС шектеуге тура келеді. Төменде каталитикалық крекинг шикізаты
есебінде көп қолданылып жүрген Ромашка мұнайының вакуум газойлының сапасы берілген.
Кесте 9.1- Шикізат құрамы
Шикізат
Шикізат мінездемесі Ақырғы шегі
Вакуумды
газойл
Тығыздық (Р²º
4
) ....
Фракциялық құрам
Бастапқы қайнау
Температурасы,ºС
10% айдалу
Температурасы, ºС
50% айдалу
Температурасы, ºС
Мөлшері, %
Күкірттің........
Азоттың.........
Никелдің........
Ванадийдің
Кокстенуі, %
0,9165-0,9231
345-352
397-403
444-456
1,79-1,88
0,11-0,07
(3-4)*10ֿ
1*10ֿ³
0,39-0,43
Крекинг катализаторы. Соңғы кездерге дейі зауыттарда аморфты табиғи жасанды
алюмосиликат катализаторы пайдаланылып келеді, олардың құрамында орташа 10-25%
Al2O3, 75-80% SiO2 жəне аздаған кристалды суы, ал қоспа күйінде – темір, магний, кальций
жəне натрий оксидтері болады. Мұндай катализаторлардың активтік индексі 35-38
шамасында.
Қазіргі кезде барлық каталитикалық крекинг қондырғыларында синтетикалық
кристалды алюмосиликатты, көбінесе микросфералы, цеолитті катализаторлар қолдану
табуда.
Цеолиттер деп табиғи жəне жасанды өте майда тесікті, үш өлшемді кристалды
құрылымды алюмосиликаттарды атайды.
Табиғи цеолиттер - олар кальций, натрий жəне басқа металдардың
алюмосиликаттарының судағы ерітіндісіндей минералдар.
Цеолиттерге кристалды құрылым мен кіру тесіктерінің мөлшерінің біркелкілігі тəн.
Цеолиттердің ішкі үлкен тесіктер майда тесіктермен жалғасып жатады. Цеолиттерден
ылғалды бөлгенде бұл тесіктер үлкен ішкі бетті түзеді. Тесіктердің жалпы көлемі кристалдық
барлық көлемінің жарымын құрайды. Осының себебінен сусызданған цеолиттер өте жақсы
адсорбенттер болады.
Синтетикалық цеолиттердің үш түрін: А,Х,У шығарады. А типтес цеолиттердің
тесіктері 0,3-0,5 нм (1нм-нанометр=10ֿ9м): оларды көмірсутекті газдарда кептіруде жəне
көмір қышқыл газынан жəне күкіртті сутегінен тазалауда, сонымен қатар, нормалды
алкандарды, олардың басқа көмірсутек қоспаларынан адсорбцияланып бөлу үшін
пайдаланылады. Х типтес цеолиттер тесіктерінің мөлшері 0,1-0,3 нм, ал У типтестердікі-0,8-
0,9нм. Х жəне У типтес цеолиттер катализаторлар өндіруде көп қолдану табуда.
Каталитикалық крекинг өндірістік қондырғылары.
Каталитикалық крекинг өндірістік масштабы АҚШ-та ең көп тараған процесс, оның
үлес салмағы мұнайды алғашқы өңдеу көлеміне есептегенде 1986 жылы 38,1%, ал кейбір
МӨЗ ол 50% жоғары құрады. Бұл процестің дамыған Батыс Европа елдері МӨЗ үлесі 10-
14%, ал бұрыңғы КСРО-да бар болғаны 4%.
Каталитикалық крекингтің қазіргі өндірістік қондырғыларының мынадай типтері
болады:
1. ірі түйірлі катализатордың қозғаушы қабатымен (түйірдің орта мөлшері 2-5мм);.
2. ұнтақ катализатордың жалған сұйылушы қабатымен (түйірдің максималды
диаметрі 120-150мкм);
3. тура қозғалушы (лифт) типтес реактормен.
