Каталитикалық крекинг

 

Технология изомеризации "Изомалк-2" является новейшей разработкой в  области изомеризации легких бензиновых фракций. Особенностью технологии является использование катализатора, обеспечивающего  протекание процесса в термодинамически выгодной для изомеризации парафиновых углеводородов низкотемпературной области 130-170°C, обладающего повышенной устойчивостью к действию каталитических ядов — воды, серы, азота. Технология разработана на стыке двух тысячелетий и впервые внедрена в промышленность в 2003 году.  

До разработки технологии Изомалк-2 технология и катализаторы изомеризации парафиновых углеводородов  на предприятии много лет были одним из основных направлений исследований. Были изучены сверхкислотные системы SbF5-HF, TaF5-HF, NbF5-HF, WF6-HF, хлорированные катализаторы Pt/Al2O3-Cl. Но с учетом потребности российской нефтепереработки в 90-е годы XX-го столетия, первой промышленной технологией изомеризации, разработанной НПП Нефтехим, стала технология Изомалк-1 на базе цеолитного катализатора СИ-1, обладающего повышенной стойкостью к действию примесей в сырье, серы и воды. Пуск первой установки изомеризации Изомалк-1 был осуществлен в 1999 году на Рязанском НПЗ. Цеолитный катализатор СИ-1 эксплуатировался до 2005 года. Но уже в 2001-2002 годах была поставлена задача скорейшего завершения разработки нового катализатора изомеризации, способного работать в термодинамически более выгодной для изомеризации пентанов и гексанов температурной области 130-180°C и при этом обладать более высокой устойчивостью к действию каталитических ядов по сравнению с хлорированными катализаторами.  

Разработка такого катализатора и технологии его промышленного  производства была завершена в 2002 году, а технология изомеризации C5-С6 —  фракции с использованием этого  катализатора (СИ-2) получила название "Изомалк-2". Катализатор и технология изомеризации запатентованы в России, получен Евразийский патент и  приоритет на положительное решение на Международную заявку РСТ/RU2006/000318.  

В основе технологии изомеризации "Изомалк-2" лежит  оксидный сульфатированный катализатор СИ-2. Его особенностью является высокая изомеризующая активность, не уступающая хлорированным алюмооксидным катализаторам при значительно более высокой устойчивости к действию каталитических ядов. Линии активности для различных катализаторов изображены на рисунке. Из этого рисунка видно, что активность катализатора СИ-2 значительно выше цеолитных катализаторов, а также промышленных аналогов (известных оксидных сульфатированных катализаторов), и находится на одном уровне с активностью хлорированных алюмооксидных катализаторов.  
 

Технологическое оформление процесса изомеризации определяется каталитическими, физико-химическими свойствами катализатора и его устойчивостью к действию каталитических ядов.  

Катализатор изомеризации СИ-2 имеет следующие характеристики:  

Форма — экструдаты диаметров 2,7±0,30 мм

Насыпной вес  — 1,300-1,600 г/см3

Рабочий диапазон температуры  — 130-180°С

Давление — 2,5-3,5 МПа  

Допустимое содержание в сырье примесей:

1. сера — до 2 ppm

2. азот — 1-2 ppm

3. вода — до 10 ppm  
 

Примечание: Катализатор  изомеризации СИ-2 восстанавливает  свою активность при краткосрочных  проскоках воды до 100 ppm и серы до 5 ppm.

 

C учетом основных  характеристик катализатора СИ-2 технология "Изомалк-2" предусматривает  предгидроочистку сырья, но в отличие от хлорированных катализаторов специальная адсорбционная очистка гидрогенизата от микропримесей серы, азота и воды не требуется. Необходимые требования по содержанию микропримесей достигаются обычной гидроочисткой и отпаркой нестабильного гидрогенизата. Реакторный блок "Изомалк-2" включает один или два реактора с охлаждением газопродуктового потока в теплообменнике. При выборе одного реактора требуется "квенч" холодного ВСГ на входе во второй слой катализатора. 
 

Необходимость охлаждения газопродуктового потока обусловлена не сколько экзотермичностью реакций изомеризации, сколько большой экзотермичностью гидрирования бензола, содержащегося в сырье. Поэтому технологическая схема установки зависит от состава сырья. Технология "Изомалк-2" позволяет перерабатывать пентан-гексановые фракции со значительным количеством бензола (до 5-8 %) и углеводородов С7 до 10%. Но в таких случаях используются специальные технические решения.  

Октановое число  изокомпонента, получаемого по технологии "Изомалк-2" определяется в основном выбором варианта технологической схемы. Все остальные показатели остаются неизменными — межрегенерационный период не менее 4-х лет и может достигать 8 лет, общий срок службы катализатора 10 лет, выход изокомпонента 98-99% масс. и может снижаться только при увеличении концентрации углеводородов С7 более 3%.

1. Установка изомеризации "За проход"

 

Октановое число  изомеризата установки — 82-84

2. Установка изомеризации  с рециклом н-C5

Октановое число  изомеризата установки — 83-86

3. Установка изомеризации  с рециклом С6

Октановое число  изомеризата установки — 87-88

4. Установ ка изомеризации с ДИП сырья и рециклом С6 

Октановое число  изомеризата установки — 89-90

5. Установка изомеризации  с рециклом н-C5 и С6

Октановое число  изомеризата установки — 91

Подробнее о схемах изомеризации по технологии Изомалк-2 смотрите здесь.

На данный момент реализованы все варианты технологических  схем установок "Изомалк-2": 
 

  ●   Две  установки изомеризации со схемой "за проход" действуют с 2005 года в ЗАО "РНПК" (г. Рязань) и ООО "Киришинефтеоргсинтез";  

  ●   Три  установки с рециклом углеводородов  С6 (с блоком ДИГ) работают в ОАО "Уфанефтехим" с 2003 года; ОАО "Уфимский НПЗ" с 2008 года и ОАО "Новойл" с 2009 года;  

  ●   Одна  установка с рециклом н-пентана работает в ЗАО "ЛИНИК" (Украина) с 2005 года;  

  ●   Одна  установка с деизопентанизацией сырья и рециклом С6 эксплуатируется с 2006 года в АО "Петротел-ЛУКОЙЛ" (Румыния).  

  ●   Установка  изомеризации с рециклом С6 и н-C5 мощностью 800 тыс. тонн/год по сырью в ОАО "Газпромнефть-Омский НПЗ". Установка запущена 20 ноября 2010 года

Кроме действующих  проектируется ряд новых установок  изомеризации по технологии "Изомалк-2": 
 

  ●   Установка  изомеризации с деизопентанизацией сырья и рециклом С6 мощностью 680 тыс. тонн/год спроектирована в ОАО "Славнефть-ЯНОС". Завершение строительства установки планируется в 2011 году. Кроме этого по данной схеме проектируется установка мощностью 800 тыс.т/год в ЗАО РНПК (г.Рязань).  

  ●   Установка  изомеризации "за проход" мощностью  300 тыс. тонн/год проектируется  в ОАО "Орскнефтеоргсинтез".  

  ●   В ОАО  Саратовский НПЗ" проектируется  установка по схеме с рециклом  н-C5 и С6 мощностью 300 тыс. тонн/год.  

  ●   В ООО  "Пурнефтепереработка" проектируется комбинированная установка переработки широкой бензиновой фракции. В состав комбинированной установки входит:

- секция подготовки  сырья мощностью 70 тыс.т/год

- секция предгидроочистки сырья изомеризации мощностью 30 тыс.т/год

- секция изомеризации  по схеме с ДИГ мощностью  30 тыс.т/год.  

  ●   В ООО  “Лукойл-Волгограднефтепереработка” проектируется установка изомеризации с блоком ДИГ путем перепрофилирования установки каталитического риформинга Л-35-11/300/400-95Н.  

  ●   В ТПП  “Когалымнефтегаз” проектируется малотоннажная установка изомеризации с рециклом гексанов.