Гидрокрекинг что это такое: всё, что вы хотели о них знать — Eurorepar Авто Премиум

всё, что вы хотели о них знать — Eurorepar Авто Премиум

Ассортимент продуктов на рынке смазочных материалов довольно велик. Кроме минеральных, синтетических и полусинтетических жидкостей, отличающихся по степени вязкости, покупателю также предлагаются трансмиссионные средства. Одной из новинок среди подобных продуктов являются гидрокрекинговые масла. Статья представляет собой краткий обзор свойств таких жидкостей, их преимуществ и отличий от других средств.

Гидрокрекинговые смазки отличаются от традиционных (минеральных и синтетических), в первую очередь, по технологии изготовления. У первых принципиально иной способ производства основы, чем у других жидкостей.

Данная технология зародилась в Соединённых Штатах в середине 70-х гг. Тогда базовую часть смазки удалось получить из минеральной основы с помощью особой химической обработки и очистки образовавшегося состава. Полученное вещество по своим свойствам близко к синтетическому субстрату.

Таким образом, гидрокрекинг можно охарактеризовать как особый способ воздействия на натуральную нефтяную основу масла. В результате такого метода обработки её молекулярное строение радикально меняется. По эксплуатационным и прочим характеристикам гидрокрекинговые масла намного ближе к синтетическим, чем к минеральным.

При этом основа такого средства, будучи гораздо чище минеральной и обладая лучшими свойствами по сравнению с ней, всё-таки ниже по качеству, чем синтетические смазочные материалы. Но синтез масла обходится намного дороже, чем гидрокрекинговая обработка нефтяного субстрата. Это и является основным преимуществом последнего.

Гидрокрекинговые масла превосходят по качеству минеральные. Кроме того, они могут заменить синтетику в плане основных характеристик, будучи при этом гораздо дешевле неё.

Если оценивать свойства различных смазочных материалов с точки зрения обычного потребителя, то именно гидрокрекинговые масла являются для него оптимальным решением по сочетанию качества и цены. Этот продукт соответствует высоким стандартам, установленным мировыми производителями автомобилей, и относительно недороги.

Гидрокрекинговые масла поставляет на рынок практически каждая крупная компания, занимающаяся производством горюче-смазочных материалов. То есть рыночная ниша таких продуктов достаточно широка.

Как уже говорилось, гидрокрекинговое масло производится иным способом, нежели синтетическое. Однако по молекулярной структуре они практически идентичны. Качественное синтетическое машинное масло, обладающее высокой устойчивостью к нагрузкам, нуждается в замене не чаще, чем через 15 тыс. км пробега (некоторые марки ещё более долговечны и выдерживают по 20–30 тыс. км). Гидрокрекинговая же смазка приходит в негодность уже через 10 тыс. км и её необходимо менять. А поскольку качество бензина на отечественных заправках довольно сомнительно, то заменять такое масло нужно ещё чаще – раз в 7–8 тыс. км.

Таким образом, основной минус гидрокрекинговых смазочных материалов – это их относительно недолгий срок эксплуатации. Но главный плюс таких продуктов – невысокая цена. Она возможна благодаря упрощённому способу производства. Низкая себестоимость означает меньшую итоговую цену за канистру масла.

Сами производители смазочных материалов не очень охотно рассказывают потребителю, какую базовую основу имеют их продукты, стараясь не акцентировать его внимание на этом. Американский Институт Нефти (API) даже приравнивает настоящие синтетические моторные масла к средствам, полученным с помощью гидрокрекинга.

Это даёт изготовителям возможность по-разному указывать происхождение основы смазочного материала на упаковке. Некоторые сообщают, что продукт был получен посредством HC-синтеза (Hydro Craking Synthese Technology). А другие ограничиваются пометкой о том, что масло является синтетическим, или при его производстве были применены технологии синтеза.

Часть компаний, выпускающих моторные смазки, вообще не дают на упаковке своих продуктов информации о том, какова их основа. Сложилась такая ситуация, что даже средства из топа лучших синтетических или гидрокрекинговых масел не так-то просто распознать: в каталогах ряда компаний они не имеют никаких специальных обозначений, указывающих на происхождение субстрата этих средств.

Современный покупатель выбирает продукт исходя из его цены и учитывая все допуски и классификации изготовителей ДВС. Поэтому основа смазочного материала не указывается напрямую и её можно определить только по косвенным признакам.

Например, масла на минеральной основе будут наиболее дешёвыми среди подобных продуктов. А настоящие синтетические смазки наоборот займут самые высокие ценовые позиции. Это разделение обусловлено себестоимостью производства различных средств. Как правило, полусинтетика дороже минеральных смазок, а гидрокрекинговое масло ещё дороже (хотя и не сравнимо по цене с полностью синтетическим).

Вязкость продукта тоже многое говорит о происхождении его основы. На практике наиболее жидкими оказываются синтетические смазки – 0W10 и 0W20. Такие популярные марки, как 5W30 и 5W40 имеют гидрокрекинговую базовую основу. 10W40 – как правило, минералка или полусинтетика. А 15W50 является минеральным маслом.

Таким образом, технология гидрокрекинга позволяет получить материал, во многом аналогичный синтетическим смазкам. Поэтому позиционирование этих масел в одной категории не лишено оснований.

Выбирая смазочный материал для автомобиля, исходите из того, какое средство будет подходящим именно для вашей техники, целей и стиля езды. В общем-то, нет особой разницы, минеральная это жидкость или гидрокрекинговая. Главное – допуски изготовителя данного средства.

Базовая основа влияет на срок эксплуатации масла и удобство работы с мотором. А также от неё зависит требуемая частота замены смазки в двигателе. Как уже говорилось, недорогие масла на минеральной основе из натуральных нефтепродуктов нужно менять чаще всего. У них есть и другие недостатки: такая смазка может загустеть при сильных морозах зимой. А при больших нагрузках на ДВС она плохо защищает детали и т. д.

Стоит упомянуть, что заявленные сроки замены смазочного материала – лишь примерные ориентиры для автолюбителя, а реальный период может быть намного короче. Учитывайте влияние факторов, таких как: некачественное горючее, частые поездки по пыльным дорогам, перемещение в стиле «стоп – старт» (типичное для мегаполисов с активным движением). От этого моторное масло загрязняется намного быстрее. Даже если оно при этом не «стареет», его всё равно необходимо менять. Сомнительное качество топлива ощутимо сокращает ресурс любых смазочных материалов независимо от происхождения их базовой основы.

Все типы масел обладают своими характерными плюсами и минусами. Для гидрокрекинговых смазок характерны следующие преимущества:

• высокие показатели вязкости;
• большая устойчивость к окислителям;
• высокая степень растворимости присадок;
• устойчивость к деформации сдвига, возникающей при сильных термических и механических воздействиях;
• обеспечение высокой износостойкости деталям двигателя;
• способность не образовывать отложения;
• невысокий коэффициент трения;
• безопасность для резиновых деталей;
• способность работать в режиме перегрузок.

Гидрокрекинг является достаточно сложной и глубокой технологией обработки вещества, состоящей из нескольких параллельно протекающих химических реакций.

Эксперты положительно отзываются о данном способе производства смазочных материалов ещё и потому, что он экологичен. В нём не задействованы токсичные растворители, а продукты гидрокрекинга не представляют опасности для окружающей среды.

Новый, только что сошедший с конвейера автомобиль обычно не создаёт никаких проблем своему владельцу. Достаточно менять смазочный материал в соответствии с плановым графиком, приобретая у официальных дилеров нужный масляный состав. Сложности и ухищрения, связанные с выбором и заменой жидкости, обычно не касаются новых автомобилей. Но с окончанием гарантийного периода и по мере увеличения пробега ситуация меняется и не в лучшую сторону.

Конечно, можно продолжать по привычке заливать тот же смазочный материал. Однако ассортимент продуктов на рынке столь велик, а реклама так настойчива, что большинство автолюбителей склоняются к экспериментам, ища более дешёвые или, наоборот, продвинутые масляные составы.

Как правило, к моменту окончания гарантийного срока (2–4 года без ограничений по пробегу) любая машина успевает проехать порядка 100 тыс. км. Достижение этого рубежа означает, что пора переходить на масло с другой высокотемпературной вязкостью. Сначала заливайте смазочный материал с показателем 5W-30. А после 100 тыс. км пробега желательно начать использовать средство с большей вязкостью: 5W-40 или 10W-40. При условии, что такие показатели допускаются для данной модели автомобиля, что отражено в технической документации к ней.

Даже при тщательной промывке двигателя и полном сливании отработанного масла оно остаётся там в количестве не менее полулитра. Кроме того, на деталях мотора оседает промывочная жидкость, оказывающая негативное влияние на них. Поэтому в любом случае старое, отработанное масло будет смешиваться с новым, этого невозможно избежать.

Иногда уровень смазки падает до критических отметок. Это возможно в результате сильного угара, причиной которого является низкокачественный состав. Или из-за течи, образовавшейся в системе смазки. В таких ситуациях приходится доливать масло. И далеко не всегда под рукой имеется смазка той вязкости и того производителя, который обычно заливают этот автомобиль. В подобных случаях водителям тоже приходится смешивать разные моторные жидкости.

Чисто синтетические смазки включают в себя присадки, идеально совместимые с их базовой масляной основой. Полусинтетические продукты называются так потому, что примерно на 70% состоят из минерального субстрата. Это означает, что с ними совместимы другие пакеты присадок (даже если речь идёт о масляных составах одной марки). Смешивание этих смазок является определённым риском, и ездить на этой смеси длительное время нежелательно. Не говоря уже о соединении масел разных производителей.

Присадки тоже бывают несовместимыми между собой. Минеральные смазочные материалы, обладающие низким индексом вязкости, для её стабилизации нуждаются в большом объёме добавок. А для синтетики такие дополнения абсолютно не требуются. Поскольку её базовая основа сама по себе является достаточно вязкой без всяких вспомогательных модификаторов.

Синтетическим моторным маслам требуется гораздо меньше присадок-депрессантов, которые понижают температуру загустевания. С минеральными составами всё обстоит противоположным образом. Что же произойдёт, если смешать эти масляные продукты? Получится довольно неприятный результат: смесь станет намного менее текучей и попадёт не на все детали двигателя. А это уже чревато ускоренным износом и поломкой машины.

Наиболее безопасный вариант смешивания масел – добавлять синтетику в полусинтетику. Если оба смазочных состава изготавливаются одной торговой маркой, это совершенно безопасно. Синтетическое масло, будучи более качественным и текучим, не изменит своих показателей вязкости.

А вот смешивание смазок разных брендов, даже с аналогичными базовыми составами – не самая лучшая идея. Это можно делать только в случае крайней необходимости (если нужно добраться до дома или ближайшего автосервиса и никаких других масел в доступе нет). После того, как в основной состав долили смазочный материал другого изготовителя, нужно слить его как можно скорее. После чего тщательно промыть двигатель и наполнить его более подходящим маслом. В противном случае механизм мотора может закоксоваться по причине несовместимости присадок. Но это ещё не всё: потребуется повторная замена масла через 5 тыс. км пробега (это необходимо для избавления двигателя от остатков старой смеси).

Если вы задались целью приобрести именно гидрокрекинговое масло, то ищите пометку «HC-Synthese» на упаковке продукта.

Конечно, изготовителям смазочных материалов выгоднее выдавать его за чистую синтетику, поэтому они стараются не афишировать технологии производства продукта. Причём формально они правы и не нарушают Закон о защите прав потребителей. Поэтому если хотите выбрать синтетическое средство для своего автомобиля, вам придётся полагаться на честность продавцов или сразу ориентироваться на самые дорогие средства: ни один крупный автомагазин с хорошей репутацией не станет поднимать цены на гидрокрекинговые масла до уровня синтетических.

О смазочных материалах, производимых в Евросоюзе, получить правдивую информацию проще. На этикетках гидрокрекинговых продуктов обязательно будет присутствовать маркировка «HC». 100%-ная синтетика тоже снабжается соответствующей пометкой. А вот масла на минеральной основе никаким особым образом не маркируются.

С продуктами из Японии и Кореи всё сложнее: гидрокрекинг там приравнивается к синтетике. На упаковках азиатских смазочных жидкостей можно увидеть маркировки только трёх типов: минеральное масло, синтетическое, полусинтетическое. Поэтому единственным надёжным критерием остаётся цена.

Российские изготовители смазочных материалов тоже не считают, что из жидких нефтепродуктов невозможно произвести абсолютную синтетику. И если минеральные и полусинтетические средства маркированы соответствующим образом, то продукты, произведённые по технологиям синтеза и гидрокрекинга, попадают в одну категорию.

Имейте в виду, что в домашних условиях, равно как и в гараже, невозможно определить базовую основу моторного масла. Экспериментальным путём это не делается. Необходим анализ средства в профессиональной химической лаборатории.

Оптимальное время эксплуатации моторного масла зависит от многих факторов. Это и длительность поездок, и стиль вождения, определяющий нагрузку на мотор, и текущее состояние самого двигателя. Конечно, и качество масла играет не последнюю роль.

Регулярные проверки качества средства, залитого в мотор, позволят вам вовремя обнаружить проблемы и заменить моторное масло, не допустив серьёзных проблем с автомобилем и сэкономив свои финансы. Не следует продолжать пользоваться маслом, которое пришло в негодность. Однако и слишком частая его замена – тоже не самый разумный вариант. Но ездить с плохим смазочным материалом всё-таки опасно: если он приведёт к поломке, придётся раскошелиться на серьёзный ремонт.

Как определить состояние моторного масла по его внешнему виду?

Если средство приобрело тёмный цвет, это значит, что оно загрязнилось продуктами сгорания. Однако, несмотря на чёрный цвет, смазка может ещё достаточно неплохо справляться с очисткой мотора.

Цвет масляного щупа ещё не характеризует актуальное состояние жидкости в моторе.

Вот несколько рекомендаций по определению качества смазочного материала в двигателе:

1. Проверки состояния масла нужно обязательно совершать перед началом долгих поездок, при добавлении антифриза и жидкости в ёмкость омывателя.
2. Если контрольная лампа загорелась, это означает, что уровень смазки понизился на 2 литра. И это уже повод для беспокойства.
3. Уровень масла ни в коем случае не должен падать ниже отметки «min», нанесённой на щуп. Но допускать превышения отметки «max» тоже нежелательно.
4. Качественное масло (как гидрокрекинговое, так и синтетическое, и минеральное) должно обладать текучестью и собираться в капли.
5. Проверяя уровень смазочного материала в двигателе, имейте в виду, что на него могут влиять вода и горючее, случайно попавшие в мотор. Например, при поездках на небольшие расстояния в картере накапливается конденсат. Он смешивается с несгоревшим топливом и формирует ложную картину уровня масла.
6. Когда мотор нагревается, его щуп отражает действительный уровень смазки. Вся вода, равно как и не успевшее сгореть топливо, к этому моменту испаряются. Поэтому рекомендуется замерять уровень жидкости тогда, когда машина уже проехала 10–15 км, а двигатель ещё не охладился.
7. Чем свежее и качественнее моторное масло, которое вы используете, тем дольше прослужит двигатель вашей машины.
8. Доливать следует смазочный материал, качество которого не ниже прежнего.
9. Всегда следуйте правилам, которые записаны в инструкции по эксплуатации транспортного средства. Особенно при замене масла.
10. В среднем, смазочное средство меняют не реже, чем раз в полгода (хотя для дизельных автомобилей этот срок короче). Только так можно сохранить двигатель и обеспечить ему долгую беспроблемную работу.

Гидрокрекинг — Что такое Гидрокрекинг?

предназначен для получения малосернистых топливных дистил­лятов из различного сырья

ИА  Neftegaz.RU. Гидрокрекинг (Hydrocracking) предназначен для получения малосернистых топливных дистил­лятов из различного сырья.

Если по простому, то гидрокрекинг — каталитическая переработка высококипящих нефтяных фракций и остаточных продуктов дистилляции нефти (мазута, гудрона) под давлением водорода (5-10 МПа) при 260-450 °С в целях получения бензина, авиакеросина, дизельного малосернистого котельного топлива и тд.

Первый коммерческий технологический процесс гидрокрекинга был реализован концерном IG Farben Industrie в 1927 г. для производства лигнитного бензина, а 1^й современный дистилляционный гидрокрекинг в нефтеперерабатывающей промышленности — концерном Chevron в 1958 г.

Гидрокрекинг — процесс более позднего поколения, чем каталитический крекинг и каталитический риформинг, поэтому он более эффективно осуществляет те же задачи, что и эти 2 процесса.

В качестве сырья на установках гидрокрекинга используют вакуумный и атмосферный газойль, га­зойль термического и каталитического крекинга, деасфальтизаты, мазут, гудрон.

Технологическая установка гидрокрекинга состоит обычно из 2^х  блоков:

• реакционного блока, включающего 1 или 2 реактора, 
• блока фракционирования, состоящего из различного числа дистилляционных колонн.

Продуктами гидрокрекинга являются автомобильные бензины, реактивное и дизельное топливо, сырье для нефтехимического синтеза и СУГ (из бензиновых фракций).

Гидрокрекинг позволяет увеличить выход компонентов бензина, обычно за счет превращения сырья типа газойля.

Качество компонентов бензина, которое при этом достигается, недостижимо при повторном прохождении газойля через процесс крекинга, в котором он был получен.

Гидрокрекинг также позволяет превращать тяжелый газойль в легкие дистилляты (реактивное и дизельное топливо). При гидрокрекинге не образуется никакого тяжелого неперегоняющегося остатка (кокса, пека или кубового остатка), а только легко кипящие фракции. 

Преимущества гидрокрекинга

Наличие установки гидрокрекинга позволяет переключать мощности НПЗ с выпуска больших количеств бензина (когда установка гидрокрекинга работает) на выпуск больших количеств дизельного топлива (когда она отключена).

Гидрокрекинг повышает качество компонентов бензина и дистиллята.

В процессе гидрокрекинга используются худшие из компонентов дистиллята и выдает компонент бензина выше среднего качества.

В процессе гидрокрекинга образуются значительные количества изобутана, что оказывается полезным для управления количеством сырья в процессе алкилирования.

Использование установок гидрокрекинга дает увеличение объема продуктов на 25%.

В настоящее время широко используется около 10 различных типов установок гидрокрекинга, но все они очень похожи на типичную конструкцию.

Катализаторы гидрокрекинга менее дороги, чем катализаторы каталитического крекинга. 

Технологический процесс

Слово гидрокрекинг расшифровывается очень просто. 

Это каталитический крекинг в присутствии водорода.

Ввод холодного водородсодержащего газа в зоны между слоями катали­затора позволяет выравнивать температуры сырьевой смеси по высоте реактора.

Движение сырьевой смеси в реакторах нис­ходящее.

Сочетание водорода, катализатора и соответствующего режима процесса позволяют провести крекинг низкокачественного легкого газойля, который образуется на других крекинг-установках и иногда используется как компонент дизельного топлива.

Установка гидрокрекинга производит высококачественный бензин.

Катализаторы гидрокрекинга — обычно это соединения серы с кобальтом, молибденом или никелем (CoS, MoS₂, NiS) и оксид алюминия.

В отличие от каталитического крекинга, но так же как при каталитическом риформинге, катализатор располагается в виде неподвижного слоя.

Как и каталитический риформинг, гидрокрекинг чаще всего проводят в 2^х реакторах.

Сырье, пода­ваемое насосом, смешивается со свежим водородсодержащим газом и циркуляционным газом, ко­торые нагнетаются компрессором.

Газосырьевая смесь, пройдя теплообменник и змеевики печи, нагревается до температуры реакции 290- 400°С (550-750°F) и под давлением 1200- 2000 psi (84-140 атм) вводится в реактор сверху. 

Учитывая большое тепловыде­ление в процессе гидрокрекинга, в реактор в зоны между слоями катализатора вводят холодный водородсодержащий (циркуляционный) газ с целью выравнивания температур по высоте реактора.  

Во время прохождения сквозь слой катализатора примерно 40-50% сырья подвергается крекингу с образованием продуктов, соответствующих по температурам кипения бензину (точка выкипания до 200°С (400°F).

Катализатор и водород дополняют друг друга в не­скольких аспектах: 

• Во-первых, на катализаторе идет кре­кинг. 

Чтобы крекинг продолжался, требуется подвод теп­ла, то есть это — эндотермический процесс. 

В то же время, водород реагирует с молекулами, которые образуются при крекинге, насыщая их, и при этом выделяется теп­ло. 

Другими словами, эта реакция, которая называется гидрирование, является экзотермической. Таким образом, водород дает тепло, необходимое для протекания кре­кинга.

• 
  Во-вторых — это образование изопарафинов. 

При крекинге получаются олефины, которые могут соединяться друг с другом, при­водя к нормальным парафинам. 

За счет гидрирования двой­ные связи быстро насыщаются, при этом часто возникают изопарафины, и таким образом предотвращается повтор­ное получение нежелательных молекул (октановые числа изопарафинов выше, чем в случае нормальных парафинов).

Выходящая из реактора смесь продуктов реакции и циркуляционного газа охлаждается в теплооб­меннике, холодильнике и поступает в сепара­тор высокого давления. 

Здесь водородсодержащий газ для обратного направления в процесс и смешивания с сырьем отделяется от жидкости, которая с низа сепара­тора через редукционный клапан, поступает далее в сепаратор низкого давления. 

В сепараторе выделяется часть углеводородных газов, а жидкий поток направляется в теплообменник, располо­женный перед промежуточной ректификационной колонной, для дальнейшей перегонки. 

В колонне при небольшом избыточном давлении выделяются углеводородные газы и лег­кий бензин. 

Керосиновую фракцию можно выделить, как бо­ковой погон или оставить вместе с газойлем в качестве остатка от перегонки.

Бензин частично возвращается в промежуточную ректификационную колонну в виде острого орошения, а балансовое его количество через систему «защелачивания» откачивается с уста­новки.  

Остаток из промежуточной ректификационной колонны разделяется в атмосфер­ной колонне на тяжелый бензин, дизельное топ­ливо и фракцию >360°С. 

Так как сырье на данной операции уже подвергалось гидрированию, крекингу и риформингу в 1^м реакторе, процесс во 2^м реакто­ре идет в более жестком режиме (более высокие температуры и давления).

Как и продукты 1^й стадии, смесь, выходящая из 2^го реактора, отделяется от водорода и направляется на фракционирование.

Толщина стенок стального реактора для процесса, проходящего при 2000 psi (140 атм) и 400°С, иногда до­стигает 1 см.

Основная задача — не дать крекингу выйти из-под контроля. 

Поскольку суммарный процесс эндотермичен, то возможен быстрый подъем температу­ры и опасное увеличение скорости крекинга. 

Чтобы избе­жать этого, большинство установок гидрокрекинга содержат встроенные приспособления, позволяющие быст­ро остановить реакцию.

Бензин атмосферной колонны смешивается с бен­зином промежуточной колонны и выводится с уста­новки. 

Дизельное топливо после отпарной колонны охлаждается, «защелачивается» и откачивается с уста­новки. 

Фракция >360°С используется в виде горя­чего потока внизу атмосферной колонны, а остальная часть (остаток) выводится с установки. 

В случае произ­водства масляных фракций блок фракционирования имеет также вакуумную колонну.

Водородсодержащий газ подвергается очистке водным раствором моноэтаноламина и возвращается в систему. 

Необходимая концентрация водорода в циркуляционном газе обеспечивается подачей све­жего водорода, например, с установки каталитиче­ского риформинга.

Регенерация катализатора проводится смесью воздуха и инертного газа; срок службы катализа­тора 4-7 мес.

Продукты и выходы

Сочетание крекинга и гидрирования дает продукты, относительная плотность которых значительно ниже, чем плотность сырья.

Ниже приведено типичное распределение выходов продуктов гидро¬крекинга при использовании в качестве сырья газойля с установки коксования и светлых фракций с установки каталитического крекинга.

Продукты гидрокрекинга — это 2 основные фракции, которые используются как компоненты бензина.

Объемные доли

Сырье:

• 
  Газойль коксования 0,60
• Светлые фракции с установки каталитического крекинга 0,40

Всего 1,00

Продукты:

• 
  Пропан-Изобутан 0,02
• Н-Бутан 0,08
• Легкий продукт гидрокрекинга 0,21
• Тяжелый продукт гидрокрекинга 0,73
• Керосиновые фракции 0.17

Всего 1,21

Напомним, что из 1 ед. сырья получается около 1,25 ед. продукции.

Здесь не указано требуемое количество водорода, которое измеряется в стандартных фт³/барр сырья.

Обычный расход составляет 2500 ст.

Тяжелый продукт гидрокрекинга — это лигроин (нафта), содержащий много предшественников ароматики (то есть соединений, которые легко превращаются в ароматику).

Этот продукт часто направляют на установку риформинга для облагораживания.

Керосиновые фракции являются хорошим реактивным топливом или сырьем для дистиллятного (дизельного) топлива, поскольку они содержат мало ароматики (в результате насыщения двойных связей водородом).

Гидрокрекинг остатка

Существует несколько моделей установок гидрокрекинга, которые были сконструированы специально для переработки остатка или остатка от вакуумной перегонки.

На выходе получается более 90% остаточного (котельного) топлива.

Задачей данного процесса является удаление серы в результате каталитической реакции серосодержащих соединений с водородом с образованием сероводорода.

Таким образом, остаток с содержанием серы не более 4% может быть превращен в тяжелое жидкое топливо, содержащее менее 0,3% серы.

Использовать установки гидрокрекинга необходимо в общей схеме переработки нефти.

С одной стороны, установка гидрокрекинга является центральным пунктом, так как она помогает установить баланс между количеством бензина, дизельного топлива и реактивного топлива.

С другой стороны, скорости подачи сырья и режимы работы установок каталитического крекинга и коксования не менее важны.

Кроме того, алкилирование и риформинг также следует учитывать при планировании распределения продуктов гидрокрекинга.

Гидрокрекер | McKinsey Energy Insights

• Ресурсы ›
• Справочная служба нефтеперерабатывающего завода ›
• Установка гидрокрекинга

• A

• Б

• С

• Д

• Е

• Ф

• Г

• Н

• я

• Дж

• К

• Л

• М

• Н

• О

• Р

• Вопрос

• Р

• С

• Т

• У

• В

• Ш

• Х

• Д

• З

Также известен как: HCK, HCU, unicracker, VGO hydrocracker

На нефтеперерабатывающем заводе установка гидрокрекинга улучшает ВГО путем крекинга с закачкой водорода. Это дает большой объем высококачественного дизельного топлива и керосина. Это отличается от FCC, который использует то же сырье (VGO), но производит больше бензина лучшего качества.

Установка гидрокрекинга особенно ценна на нефтеперерабатывающем заводе, который пытается максимизировать производство дизельного топлива и сократить количество остаточного мазута. Установка гидрокрекинга дает большой объем керосина и легкого газойля (дистиллят) хорошего качества (с высоким цетановым числом и низким содержанием серы). Однако его объемный выход нафты низок и имеет низкое качество (низкое N+A). Рынки с очень низкими ограничениями содержания серы в дизельном топливе также благоприятствуют использованию установок гидрокрекинга, поскольку дизельный продукт не требует последующей гидроочистки.

Часто для достижения высокого выхода светлых нефтепродуктов при балансе между бензином и дизельным топливом на нефтеперерабатывающем заводе используют как установку FCC, так и установку гидрокрекинга. В этом случае две установки могут хорошо дополнять друг друга, при этом установка FCC получает непреобразованное сырье из установки гидрокрекинга, а установка гидрокрекинга получает более тяжелые продукты крекинга (LCO или HCO) из установки FCC.

Гибкость конструкции и эксплуатации установок гидрокрекинга позволяет использовать широкий спектр сырья и выходов продукта. Однако это связано с очень высокими капитальными и эксплуатационными затратами.

Установка гидрокрекинга остатков представляет собой вариант типичной установки гидрокрекинга ВГО. Это аналогичная установка, дающая аналогичный ассортимент и качество продукции, но она предназначена для обработки более тяжелых вакуумных остатков в качестве сырья.

Как это работает

В двухстадийной установке гидрокрекинга смесь углеводородного сырья и водорода нагревается и впрыскивается в реактор, содержащий катализатор гидроочистки. Этот катализатор ускоряет реакции, которые удаляют серу и азот из углеводорода, а также раскрывают и насыщают ароматические кольца. Весь выход из этого реактора затем впрыскивается во второй реактор, содержащий катализатор гидрокрекинга, который способствует реакциям расщепления углеводородов при насыщении их водородом. Полученную смесь преобразованных и непревращенных углеводородов затем разделяют. Затем непрореагировавший углеводород можно рециркулировать на стадию гидрокрекинга для дальнейшей конверсии, направлять во вторую емкость для гидрокрекинга или направлять в другую конверсионную установку в качестве сырья (например, FCC). Материал дизельного топлива также можно отводить на стадиях разделения, чтобы максимизировать производство дизельного топлива, или его можно перерабатывать дальше (путем рециркуляции или гидрокрекинга на второй стадии) для максимизации производства нафты. Некоторые установки гидрокрекинга представляют собой одноступенчатые установки с одним реактором, который обычно заполнен катализатором гидрокрекинга, но в остальном процесс такой же.

Входы

Установки гидрокрекинга могут принимать самые разные виды сырья в зависимости от желаемых продуктов. Наиболее распространенными являются:

• ВГО — Эта более легкая фракция из установки вакуумной перегонки является наиболее распространенным сырьем для большинства установок гидрокрекинга. Это желательное сырье, когда нефтеперерабатывающий завод пытается максимизировать общее производство дизельного топлива

.

• Газойль установки коксования. Этот продукт серии VGO, полученный на установке коксования, хорошо подходит для установки гидрокрекинга, которая лучше справляется с ненасыщенными компонентами, чем установка FCC.0004
• Циклические масла и крекинг-дистилляты — эти низкокачественные потоки дизельного топлива могут быть подвергнуты гидрокрекингу для получения топлива для реактивных двигателей и бензинового топлива
• Атмосферный газойль — этот прямогонный дизельный материал может подвергаться гидрокрекингу для увеличения производства бензина за счет получения дополнительного сырья нафты для установки риформинга

Продукты

Установка гидрокрекинга может производить широкий спектр продуктов в зависимости от того, какое сырье она перерабатывает, как она спроектирована и работает. Типичные продукты:

• Дистиллят гидрокрекинга – это высококачественная дизельная смесь (с высоким цетановым числом и низким содержанием серы)
• Газойль гидрокрекинга (также известный как неконвертированная нефть) — это материал с низким содержанием серы, относящийся к классу VGO, который можно использовать в качестве сырья для установок FCC или установок парового крекинга
• Керосин гидрокрекинга — это высококачественная смесь реактивного топлива (или дизельного топлива) с низким содержанием серы и высокой температурой дымления

.

• Тяжелый гидрокрекинг — это сырье для установки риформинга хорошего качества, с умеренным содержанием N+A и низким содержанием серы
• Легкий гидрокрекинг — это низкокачественная бензиновая смесь с низким октановым числом, но также с низким содержанием серы
• Изобутан — ценен на нефтеперерабатывающем заводе с установкой алкилирования, где в качестве исходного сырья требуется изобутан

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

---

 

• Возможности нисходящего потока

  Посмотреть наши последующие услуги

• Инсайты

  Прочтите наши последние аналитические статьи

• Справочная служба нефтеперерабатывающего завода

  Вернуться на домашнюю страницу

• Веб-сайт Energy Insights

  Узнайте больше об Energy Insights

Гидрокрекинг — Citizendium

	Основной артикул	Обсуждение	Статьи по теме   [?]	Библиография   [?]	Внешние ссылки   [?]	Версия для цитирования   [?]
	Эта редактируемая Основная статья находится в разработке и подлежит отказу от ответственности . [изменить введение]

(PD) Фото: Министерство сельского хозяйства США
Установка гидрокрекинга на нефтеперерабатывающем заводе.

Гидрокрекинг представляет собой каталитический химический процесс, используемый на нефтеперерабатывающих заводах для преобразования высококипящих углеводородов сырой нефти в более ценные низкокипящие продукты, такие как бензин, керосин, реактивное топливо и дизельное топливо. Процесс протекает в богатой водородом атмосфере при повышенных температурах (260–425 °C) и давлении (35–200 бар). ^{[1] [2] [3]}

В основном процесс расщепляет высококипящие высокомолекулярные углеводороды на низкокипящие низкомолекулярные олефиновые и ароматические углеводороды, а затем гидрирует их. Любая сера и азот, присутствующие в сырье для гидрокрекинга, также в значительной степени гидрируются и образуют газообразный сероводород (H ₂ S) и аммиак (NH ₃ ), которые затем удаляют. В результате продукты гидрокрекинга практически не содержат примесей серы и азота и состоят в основном из парафиновых углеводородов.

Установки гидрокрекинга способны перерабатывать широкий спектр сырья с различными характеристиками для производства широкого спектра продуктов. Их можно спроектировать и эксплуатировать для увеличения производства компонента бензиновой смеси (называемого гидрокрекингом ) или для увеличения производства дизельного топлива.

Содержание

• 1 История
• 2 Конфигурации процесса и типовая блок-схема
  • 2.1 Типовая технологическая схема двухступенчатой ​​установки гидрокрекинга
• 3 Химия и катализаторы
• 4 Каталожные номера

История

Гидрокрекинг был впервые разработан в Германии еще в 1915 году для производства жидкого топлива, полученного из местных угольных месторождений. Первая установка, которую можно было бы рассматривать как промышленную установку гидрокрекинга, начала работу в Лейне, Германия, в 1927 году. Подобные попытки перевести уголь в жидкое топливо предпринимались в Великобритании, Франции и других странах. ^{[4] [5]}

Между 1925 и 1930 годами Standard Oil of New Jersey сотрудничала с I.G. Farbenindustrie Германии для разработки технологии гидрокрекинга, способной превращать тяжелые нефтяные масла в топливо. Такие процессы требовали давления 200–300 бар и температуры более 375 °C и были очень дорогими.

В 1939 году компания Imperial Chemical Industries из Великобритании разработала двухстадийный процесс гидрокрекинга. Во время Второй мировой войны (1939 – 1945 гг.) процессы двухстадийного гидрокрекинга сыграли важную роль в производстве авиационного бензина в Германии, Великобритании и США.

После Второй мировой войны технология гидрокрекинга потеряла свое значение. Доступность сырой нефти с Ближнего Востока устранила мотивацию для преобразования угля в жидкое топливо. Недавно разработанные процессы каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем были намного более экономичными, чем гидрокрекинг, для преобразования высококипящих нефтяных масел в топливо.

В начале 1960-х гидрокрекинг стал экономичным по ряду причин:

• Автомобильная промышленность начала производить автомобили с более высокими характеристиками, для которых требовался высокооктановый бензин.

• Жидкий каталитический крекинг быстро расширялся, чтобы удовлетворить спрос на высокооктановый бензин. Однако флюид-каталитический крекинг, помимо производства бензина, дает побочный продукт — высококипящее масло, называемое циклическим маслом , которое очень трудно рециркулировать для дальнейшего крекинга. Однако гидрокрекинг может расщепить это цикловое масло.

• Переход от железнодорожных паровых двигателей к дизельным двигателям и внедрение коммерческих реактивных самолетов в 1950-е годы увеличили спрос на дизельное топливо и топливо для реактивных двигателей. Гибкость гидрокрекинга для производства бензина, топлива для реактивных двигателей или дизельного топлива сделала желательным установку установок гидрокрекинга на нефтеперерабатывающих заводах.

• Катализаторы на основе цеолитов, разработанные и коммерциализированные в период примерно с 1964 по 1966 год, работали намного лучше, чем более ранние катализаторы. Что наиболее важно, они позволяли работать при более низких давлениях, чем это было возможно с более ранними катализаторами. Более высокая производительность и более низкое рабочее давление, ставшие возможными благодаря новым катализаторам, привели к значительно более экономичным установкам гидрокрекинга.

Гидрокрекинг быстро развивался в Соединенных Штатах в конце 1960-х и начале 1970-х годов. К середине 1970-х годов гидрокрекинг стал зрелым процессом, и его рост стал замедляться. С тех пор рост гидрокрекинга в США шел медленными темпами. Однако в то же время гидрокрекинг получил значительный рост в Европе, Азиатско-Тихоокеанском регионе и на Ближнем Востоке.

По состоянию на 2001 г. во всем мире работало около 155 установок гидрокрекинга ^[1] и перерабатывает около 4 000 000 баррелей (550 000 метрических тонн) сырья в день. ^[6] По состоянию на 2009 год мощность установок гидрокрекинга в США по переработке сырья составляла 1 740 000 баррелей (238 000 метрических тонн) в день. ^[7]

Конфигурации процесса и типовая блок-схема

(PD) Изображение: Милтон Бейчок
Три конфигурации установки гидрокрекинга.

Существует множество различных запатентованных конструкций установок гидрокрекинга, доступных для использования по лицензии, как и многие другие процессы, используемые на нефтеперерабатывающих заводах. Существует также ряд различных конфигураций технологического оборудования установки гидрокрекинга, наиболее распространенные из которых изображены на следующей схеме:

• Одноступенчатая, одноступенчатая установка гидрокрекинга : В этой конфигурации используется только один реактор, и любое некрекинговое остаточное углеводородное масло со дна колонны фракционирования (дистилляции) продуктов реакции не рециркулируется для дальнейшего крекинга. Для одностадийного гидрокрекинга либо исходное сырье должно быть сначала подвергнуто гидроочистке для удаления аммиака и сероводорода, либо катализатор, используемый в одном реакторе, должен быть пригоден как для гидроочистки, так и для гидрокрекинга. ^[1]

• Одноступенчатая установка гидрокрекинга с рециркуляцией : Это наиболее часто используемая конфигурация. Некрекинговое остаточное углеводородное масло со дна колонны фракционирования продуктов реакции возвращается обратно в отдельный реактор для дальнейшего крекинга. Опять же, для одностадийного гидрокрекинга либо исходное сырье должно быть сначала подвергнуто гидроочистке для удаления аммиака и сероводорода, либо катализатор, используемый в одном реакторе, должен быть пригоден как для гидроочистки, так и для гидрокрекинга. ^[1]

• Двухступенчатая установка гидрокрекинга : В этой конфигурации используются два реактора, а остаточное углеводородное масло со дна колонны фракционирования продуктов реакции возвращается во второй реактор для дальнейшего крекинга. Поскольку реактор первой ступени выполняет как гидроочистку, так и гидрокрекинг, сырье реактора второй ступени практически не содержит аммиака и сероводорода. Это позволяет использовать высокоэффективные катализаторы из благородных металлов (палладий, платина), которые подвержены отравлению соединениями серы или азота. ^[1]

Типовая схема двухступенчатой ​​установки гидрокрекинга

Высококипящие высокомолекулярные углеводороды, используемые в качестве сырья для каталитических установок гидрокрекинга, включают то, что обычно называют атмосферным газойлем из установки атмосферной перегонки сырой нефти, вакуумный газойль от установок вакуумной перегонки, газойль замедленного коксования от установок замедленного коксования и цикловое масло из установок каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем. Для описания процесса гидрокрекинга, изображенного на типовой блок-схеме ниже, исходное сырье будет обозначаться просто как газойль .

Газойль из сырьевого насоса смешивается с потоком водорода высокого давления и затем проходит через теплообменник, где нагревается горячими продуктами реакции, вытекающими из реактора первой ступени установки гидрокрекинга. Затем сырье дополнительно нагревается в нагревателе, работающем на топливе, прежде чем оно попадет в верхнюю часть реактора первой ступени и стекает вниз через три слоя катализатора. Условия температуры и давления в реакторе первой стадии зависят от конкретной лицензированной конструкции установки гидрокрекинга, свойств сырья, желаемых продуктов, используемого катализатора и других переменных. Как правило, давление в реакторе первой ступени может находиться в диапазоне от 35 до 200 бар, а температура может находиться в диапазоне от 260 до 480°С.

После того, как выходящий поток продуктов реакции со дна реактора охлаждается поступающим газойлевым сырьем, в него вводят промывную воду , частично конденсируют в конденсаторе с водяным охлаждением и направляют в парожидкостной сепаратор высокого давления для разделение на три фазы: водородсодержащий газ, углеводородную жидкость и воду. Соединения серы и азота в газойлевом сырье превращаются в газообразный сероводород и аммиак путем гидрирования, происходящего в реакторе первой ступени. Промывочная вода предназначена для растворения некоторого количества сероводорода и газов аммиака, присутствующих в потоке продуктов реакции первой стадии. Полученный водный раствор гидросульфида аммония (NH ₄ HS) обозначается как кислая вода и обычно направляется в отпарную колонну кислой воды в другом месте на нефтеперерабатывающем заводе. Отпарная колонна кислой воды удаляет сероводород из кислой воды, и этот сероводород впоследствии преобразуется в элементарную серу конечного продукта в технологической установке Клауса.

Богатый водородом газ из сепаратора высокого давления направляется через аминовый скруббер, где он контактирует с водным раствором амина ^[8] для поглощения и удаления остаточного сероводорода в газе. Обогащенный раствор амина (содержащий абсорбированный сероводород) обычно направляется на центральную установку очистки газа амином в другом месте нефтеперерабатывающего завода.

Углеводородная жидкая фаза из сепаратора высокого давления проходит через клапан сброса давления (т.е. редукционный клапан) в сепаратор низкого давления. Снижение давления частично испаряет (см. мгновенное испарение) жидкость. Образующийся пар (обозначается как 9Отходящий газ 0254 ) направляется на центральную установку очистки аминового газа в другом месте нефтеперерабатывающего завода. Конечные продукты гидрокрекинга углеводородной жидкой фазы из сепаратора низкого давления нагревают в подогревателе, работающем на топливе, и подают во ректификационную колонну.

Ректификатор представляет собой колонну непрерывной дистилляции, которая разделяет углеводородный поток гидрокрекинга на нафту, реактивное топливо (или керосин) и дизельное топливо. Отходящий газ из барабана флегмы, связанного с градирней, соединяется с отходящим газом из сепаратора низкого давления.

Не все углеводороды сырья для реактора первой ступени подвергаются гидрокрекингу (т.е. конвертируются) в более низкокипящие углеводороды с более низкой молекулярной массой. Нижний поток из ректификационной колонны состоит из непрореагировавших углеводородов из реактора первой ступени, и этот поток смешивается с водородом высокого давления и рециркулируется в качестве сырья в реактор второй ступени. Сначала он нагревается горячими продуктами реакции, вытекающими из реактора второй ступени. Затем повторно используемое сырье дополнительно нагревается в нагревателе, работающем на топливе, прежде чем оно попадет в верхнюю часть реактора второй ступени и стекает вниз через три слоя катализатора. Условия температуры и давления в реакторе второй ступени зависят от тех же переменных, которые определяют условия в реакторе первой ступени. Как правило, давление в реакторе второй ступени может находиться в диапазоне от 80 до 200 бар, а температура может находиться в диапазоне от 345 до 425°С.

После того, как поток продуктов реакции, выходящий из нижней части реактора второй ступени, охлаждается поступающим рецикловым сырьем, он частично конденсируется в конденсаторе с водяным охлаждением и направляется во второй парожидкостной сепаратор высокого давления для разделения на две фазы: водород — богатый газ и углеводороды. Промывка водой выходящего потока реактора второй ступени не требуется, потому что выходящий поток реактора второй ступени практически не содержит
сероводород и аммиачные газы. По той же причине газ из второго сепаратора высокого давления не требует аминной очистки от сероводорода.

Два газовых потока, богатых водородом (газ, очищенный амином из первого сепаратора высокого давления, и газ из второго сепаратора высокого давления) объединяются, затем сжимаются и рециркулируются для использования в реакторных системах первой и второй ступени. .

Гидрирование соединений серы и азота в реакторе первой ступени требует расхода водорода. Аналогичным образом, при насыщении олефинов и ароматических соединений как в реакторах первой, так и во второй ступени с образованием парафиновых продуктов гидрокрекинга расходуется водород. В значительной степени количество потребляемого водорода зависит от содержания в сырье серы, азота, олефинов и ароматических соединений. В целом потребление водорода в установке гидрокрекинга может составлять от 1000 до 3000 стандартных кубических футов на баррель сырья (19). от 5 до 585 нормальных кубометров на метрическую тонну сырья). ^[9]

(PD) Изображение: Милтон Бейчок
Принципиальная схема типичной установки гидрокрекинга.

Химия и катализаторы

В основном каталитический гидрокрекинг включает три основных химических процесса:

• Крекинг высококипящих высокомолекулярных углеводородов, содержащихся в сырой нефти, в низкокипящие низкомолекулярные углеводороды.

• Гидрирование ненасыщенных углеводородов (независимо от того, присутствуют ли они в исходном сырье или образуются при крекинге высококипящих высокомолекулярных углеводородов сырья) для получения насыщенных углеводородов, обычно называемых парафинами или алканами.

• Гидрирование любых соединений серы, азота или кислорода в исходном сырье в газообразный сероводород, аммиак и воду.

Вышеуказанные первичные процессы включают слишком много сложных реакций, чтобы описать каждую из них подробно. В качестве примеров таких сложных реакций приведены следующие четыре реакции: ^[10]

• Реакция 1: Добавление водорода к ароматическим соединениям превращает их в гидрогенизированные кольца. Затем они легко расщепляются с использованием кислотных катализаторов.

• Реакция 2: Крекинг на кислотном катализаторе открывает парафиновые кольца, разбивает более крупные парафины на более мелкие части и создает двойные связи.

• Реакция 3: Присоединение водорода к двойным связям олефинов с получением парафинов.

• Реакция 4: Изомеризация парафинов с разветвленной и прямой цепью.

Катализаторы гидрокрекинга состоят из активных металлов на твердых кислых носителях и выполняют двойную функцию, в частности функцию крекинга и функцию гидрирования. Функция крекинга обеспечивается кислотным носителем катализатора, а функция гидрирования обеспечивается металлами. ^{[4] [11]}

Твердая кислотная подложка состоит из аморфных оксидов, таких как алюмосиликат, кристаллический цеолит или смесь аморфных оксидов и кристаллического цеолита. Реакции крекинга и изомеризации (реакции 2 и 4 выше) протекают на кислом носителе. Металлы обеспечивают реакции гидрирования (реакции 1 и 3 выше).

Металлы, обеспечивающие функции гидрирования, могут представлять собой благородные металлы палладий и платину или неблагородные металлы (т. е. неблагородные металлы) молибден, вольфрам, кобальт или никель.

Срок службы катализатора оказывает большое влияние на экономику гидрокрекинга. Циклы могут быть как 1 год, так и 5 лет. Два года типичны.

Каталожные номера

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2 1,3 1,4} Дэвид С.Дж. Джонс и Питер П. Пуджадо (редакторы) (2006 г.). Справочник по переработке нефти , первое издание. Спрингер. ISBN 1-4020-2819-9.
2. ↑ Джеймс Х. Гэри и Гленн Э. Хэндверк (1984). Нефтепереработка: технология и экономика , 2-е издание. Марсель Деккер. ISBN 0-8247-7150-8.
3. ↑ Редакция (ноябрь 2002 г.). «Процессы нефтепереработки 2002». Переработка углеводородов  : стр. 115–117.
4. ↑ ^{4.0 4.1} Джулиус Шерцер и А.Дж. Груя (1996). Наука и технология гидрокрекинга , 1-е издание. КПР Пресс. ISBN 0-8247-9760-4.   (Эта книга была источником большей части раздела «История» этой статьи)
5. ↑ Гидрокрекинг (с веб-сайта Chemical Engineering Resources, который также предоставил часть этой исторической информации)
6. ↑ Дж.Г. Спейт и Баки Озум (2002). Процессы нефтепереработки . Марсель Деккер. ISBN 0-8247-0599-8.
7. ↑ Количество и мощность нефтеперерабатывающих заводов Взято с веб-сайта Управления энергетической информации США (U.S. EIA), в раскрывающемся меню «Серии данных» выберите «Емкость загрузки каталитического гидрокрекинга».