Ассоциация наукоемких предприятий «Панджшер-Алькор»

Техническое описание

Переработка тяжелых нефтяных фракций методами Термоконверсии и Термогидрокрекинга «Панджшер» защищёна патентами РФ, США, Великобритании, ЮАР, Китая, Индии и Республики Беларусь. При внедрении в новое производство, наиболее перспективна и эффективна по сравнению с использованием традиционных каталитических способов крекинга сырья.

В основе процессов лежат известные представления о механизме деструкции органической массы тяжёлой нефтяной фракции (мазут, гудрон, тяжёлые нефти) с помощью активаторов - химических соединений, обладающих донорно-водородными свойствами. Применение химически активных соединений есть суть процессов Термоконверсии и Термогидрокрекинга. Именно это обуславливает деструкцию высококипящих углеводородов по радикально-цепному механизму и способствует развитию реакций гидрирования сырьевых молекул и продуктов их термического распада.

В качестве твердого активатора могут быть использованы природные или синтетические цеолиты, горючие сланцы (сапропелиты), а их производные в качестве жидких активаторов, хотя последние могут быть заменены на специально приготовленные фракции нефти. Матрица твёрдого активатора выполняет каталитическое воздействие на активные центры молекул сырья в зоне реакции. Одновременно способствует формированию и распаду промежуточных молекулярных комплексов с образованием новых продуктов с более низким содержанием СН (бензиновых и дизельных фракций).

В процессах Термоконверсии и Термогидрокрекинга тяжёлых нефтяных фракций органическая часть твердого активатора выступает в роли сильного донора водорода, при этом его минеральная часть выполняет другие важные функции:

• увеличивает каталитическое воздействие на превращение органической массы гудрона в низкомолекулярные элементы;
• осаждает и выносит из реакционной системы кокс, асфальтены и тяжёлые металлы;
• способствует деструкции перерабатываемого сырья, с образованием газов и легкокипящих углеводородов;
• частично обессеривает полученные из сырья светлые фракции (НК – 360°С).

При осуществлении процессов крекинга, жидкий активатор должен быть эффективным донором водорода. С этой целью, донорно-водородная среда формируется непосредственно в реакторе и обеспечивает подвод водорода практически к каждому осколку молекул, образующихся при температурном распаде высокомолекулярных соединений углеводородов.

Одновременно жидкий активатор способствует:

• получению более высокого выхода светлых фракций при деструкции мазута или гудрона, по сравнению с традиционными методами крекинга;
• разрушению асфальтенов;
• предотвращению образования дополнительного количества коксообразных продуктов.

При реализации методов Термоконверсии или Термогидрокрекинга тяжёлых нефтяных фракций протекают два основных вида реакций:

• направленного термического крекинга (распад крупных молекул гудрона происходит, в основном, в печи нагрева сырья)
• гидрирования и изомеризации осколков молекул тяжёлого углеводородного сырья происходящих в реакторе.

На основании вышеизложенного, практических экспериментальных опытов на лабораторных и промышленных установках, а также коммерческой, промышленной апробации можно сделать следующие выводы:

1. Технология Термогидрокрекинга гудрона (мазута) с жидким и твердым активаторами на установке выдерживающей давление водорода 6-10 МПа, при объёмной скорости 1-2 час-1, обеспечит выход светлых фракций за один цикл 60 – 70% мас., а при рецикле - 95% мас. исходного сырья.
2. В результате внедрения технологии Термоконверсии гудрона только с жидким активатором на установке висбрекинга получается достаточно высокие выхода светлых фракций:
   • При давлении в реакторе (сокеркамере) 1 МПа, объёмной скорости 3,0 час-1 составляет 20-25% мас.
   • При давлении в реакторе 3 МПа, объёмной скорости 2,0 час-1 – 30-35% мас.
   • При давлении в реакторе 3 МПа, объёмной скорости 1,0 час-1 – 35-45% мас.
3. Метод Термоконверсии гудрона с жидким и твердым активатором на установке висбрекинга при давлении в реакторе 3 МПа, объёмной скорости 1,0 час-1 обеспечивает выход светлых фракций 55-60% мас.
4. Полученное котельное топливо (остаток > 360°С) по вязкостным и другим показателям превосходит мазут М-100.
5. С технико-экономической точки зрения метод Термогидрокрекинга не требует:
   • строительства новых и продолжения эксплуатации на старых НПЗ мощностей деасфальтизации, обессеривания и деметализации гудрона;
   • больших капитальных вложений по сравнению с вложениями в перерабатывающие новые мощности, основанные на каталитических методах, потому как Термогидрокрекинг ведется более экономично и эффективно. Это заключается в низком (в два раза) давлении водорода в системе, больших скоростях (в четыре раза) процесса переработки сырья, меньшим потреблением молекулярного водорода, ненужности регенерации отработавших катализаторов, возможностью, за счет рецикла, перерабатывать сырьё безотходно;
   • частой коксоочистки реакционной аппаратуры и за счёт этого возможное получение более длительных межремонтных пробегов (минимум в два раза);
   • транспортировки мазута на большие расстояния, что приводит к экономическим катастрофам, а переработки его непосредственно на НПЗ, где он являлся бы промежуточным продуктом.