В. М. Капустин., М. Г. Рудин нефтни қайта ишлаш кимёси ва технологияси в. М. Капустин М. Г. Рудин

АRТ-жараёни- Америка фирмалари “Еngelhard” ва “M.W.Kellog” улар қолдиқ хомашёни каталитик крекинг ва гидрокрекинг қурилмаларида қайта ишлаш мақсадида уни тайёрлаш учун АRТ жараён (Ashhalt Residual Treating) деб аталадиган жараённи ишлаб чиқдилар. АRТ жараёни давомида оғир углеводородли хомашёнинг бир қисми селектив бўлгани ва хомашёдан металлорганиқ олтингугурт ва азот сақлаган компонентлар асфальтенларга ўхшаган қўшимчаларни чиқариб юбориш содир бўлади. Аппаратура жиҳози ФСС каталитик фақатгина регенератор функциясини ёниш камераси бажаради регенератор эса тутун газларини ва регенератцияланган катализаторни ажратиш бўйича сепаратор вазифасини бажаради.
Катализатор сифатида каолин асосида махсус ишлаб чиқарган арзон микросферик инерт сорбент қўлланилади. Жараёни 0,1-0,2 МПа босим остида ва ҳарорат 450-550 ºС бўлганда амалга оширилади. Мақсадли маҳсулотларнинг чиқиши 70 % кокснинг унуми 12 % ни ташкил қилади.
Лифт-реакторда хомашё мулоқотининг вақти каталитик крекинг қурилмалари учун одатда қабул қилинадиган вақтдан анча камдир сорбентда ванадий ва никельнинг микдори 30000 мг/кг ни ташкил қилади. Металлар сорбентдан чиқариб олниш мумкин. АRТ қурилмаларида оғир углеводородли хомашёни (атмосфера қолдиқлари нефт ташувчи кумлардан битум ёки нефт) тайёрлаш водородни қўлламай кўпрок суюқ дистиллятларни олишга 95 % дан ортиқ металларни 30-50 % гача олтингугуртни ва 50-80 % азотни чиқариб юборишга имкон беради. Шуни таъкидлаш лозимки АRТ жараёни саноатда деярли қўлланилмайди.
Хомашёни Деасфальтлаш жараённи кўп ҳолларга хомашёнинг қолдиқ турларини мазут гидрон бойитиши учун қўллайдилар. Қолдиқ ва эритувчининг ўзаро таъсири натижасида дистиллят ва асфальтитни оладилар.
Деасфальтизатни каталитик ва гидрокрекинг ҳамда базали мойларнинг хомашёси сифатида қўллайдилар. Одамдаги углеводород эритувчанлик бу пропан бутан экстракциялаш ҳарорати 60 дан 90 ºС гача ўзгариб босим 3,5-4,5 М Па эритувчи хомашёнинг ҳажмий нисбати 6:1 ва 7:1. Бу жараён 13 бобда батафсил кўриб чиқилган.
Рафинатнинг чиқиши 72 % бўлиб мазут деасфальтланганда ванадий 96 % га никель 94,4 % га чиқариб юборилиш азотнинг микдори пасаяди олтингугуртники эса 31-33% га. Эритувчи сифатида бу ҳолда пентан ёки гексанни қўллайдилар. Эритувчи сифатида бутан пентанлар ва уларнинг аралашмалари қўллаб қолдиқларни деасфальтлашнинг бир қатор жараёнлари ишлаб чиқилган, масалан ИОР фирмаси гидронни деасфальтлаш учун юқорида тилга олинган эритувчиларнинг бирини қўллайди бунга металларнинг микдори анча кам бўлган деасфальтизатни ва металларнинг микдори юқори бўлган асфальтитни оладилар. Кувайт гидронини тозалаганда деасфальтизат чиқиши хомашёда металларнинг микдори дастлабки микдордан 15 % ни ташкил қилганда хомашёнинг 80 % ташкил қилади. Бундан технология бўйича 1 та қурилма ишлатилаяпти ва 4 таси курилаяпти.
Чет элдаги бир қатор НҚИЗ да РОСЕ қурилмалари ишлаб турибди. Бу қурилмаларда қолдиқларни деасфальтлаш пентан билан ўта киритик режимда амалга оширилади. Бунда қолдиқдан металларнинг 70-90 % чиқариб юборилади. Жараённинг фарқли хусусияти ўта киритик шароитда эритувчининг анча тежамли регенерацияланишидадир (РОСЕ жараёнида эритувчининг регенерацияланиши буғлан ишнинг одатдаги шароитларига нисбатан ўта киритик босими 4,5-5 М Па босимда ўтказилади). Бу пропанни одатдаги еасфальтизациясига қараганда энергия ва ёрдамчи техник воситаларига қилинадиган сарфларни 1 м³ хомашёларга 4,2 доллорда 1,8 доллоргача пасайтиришга имкон беради каталитик сарфлашлар максимал 20 % камаяди.
Каталитик крекинг жараёниниг асосий параметрлари. Уларга хомашё катализаторнинг хоссалари билан бир қаторда жараённинг иссиқлик эффекти ҳарорат босим хомашё етказиб беришининг ҳажмий тезлиги катализатор ва хомашёнинг мулоқот вақти ва катализатор циркуляциясининг карралиги киради.
Каталитик крекингнинг иссиқлик эффекти алоҳида реакциялар иссиқлик эффектларининг йиғиндиси бўлиб ҳисобланади ва ўзгаришлар даражасига боғлиқ бўлади. Ўзгаришлар даражаси 80-90 % бўлганда реакциянинг иссиқлик эффекти манфий бўлади ва 1 кг хомашё 230-290 Кж ни ташкил этади.
Лифт-реакторда қайта ишланадиган хомашёнинг турига қараб каталитик крекинг жараёнинг ҳарорати 505 дан 550 ºС гача ташкил этади. Ҳарорат жараёнга сезиларли таъсир кўрсатади, у 510-520 ºС гача кўпайтирилса бензиннинг чиқиши максимумгача ошади, ундан кейин чиқиши камаяди чунки олдин ҳосил бўлган углеводородлар парчаланади, газ ҳолдаги маҳсулотларнинг ва кокснинг катализаторда чиқиши ошади. Ҳарорат ва катализаторнинг ҳар қайси жуфти учун крекингнинг оптимал ҳарорат режими мавжуд бўлиб бу режим юзадан зичланиш оралиқ маҳсулотларнинг десорбцияси ва хомашёдаги дастлабки молекулаларнинг адсорбцияси орасида энергетик мувозанатни маҳсулотларни тез чиқариб юборишни ва кокснинг минимал чиқаришни таъминлайди.
Реактордаги босим технологик режим ва қурилма турига қараб 0,13 дан 0,28 МПа ни ташкил қилади. Босим ошиши билан бензиннинг чиқиши пасаяди, С₁-С₃ газларнинг газларнинг чиқиши ҳамда каталитик крекинг маҳсулотларида олефен ва ароматик углеводородларнинг умумий микдори камаяди. Охирги вақтда жараённинг ҳарорати 510-530 ºС гача кўтарилганда босимнинг 0,21-0,28 МПа гача ошиш тенденцияси кўзатилди. Хомашё етказиб беришнинг ҳажмий тезлиги. Хомашё ва катализаторнинг мулоқот вақти ҳажмий тезлик V₀(С^-1) билан аниқланади, яъни суюқ хомашё сарфи V_x(м³/с) нинг реакцион зонани эгаллаб турувчи катализатор ҳажми V_c (м³) га нисбати билан:
V₀= V_x/ V_к
Ҳажмий тезлик қанча юқори бўлса, ўзгаришлар даражаси шунча кичик бўлади. Ҳажмий тезликнинг ошиши катализаторнинг анча юқори фаоллиги билан ҳамда ҳароратнинг ошиши билан катализаторнинг ўзгармас фаоллигида ҳажмий тезликнинг камайиши ўзгаришлар даражасининг ошишига олиб келади. Шарикли катализатор учун ҳажмий тезлик 1,5-3,0 соат^-1 гачани ва лифт-реакторидаги микросферик катализатор учун 16-20 соат^-1 гачани ташкил қилади.
Катализатор циркуляциясининг карралиги. Реакторга бериладиган катализатор ва хомашё микдори нисбати жараёнга катта таъсир кўрсатади. Бу катталитик катализатор циркуляциясининг карралиги N(кг/кг) деб аталади ва куйидаги формула билан аниқланади:
N=R/ B
бу ерда R-катализаторга вақт бирлигида етказиб бериладиган хомашё микдори.
Ҳарактерланувчи шарикли катализаторни сақлаган системаларда циркуляция карралиги 1 дан 4м/м хомашёни ташкил қилади, циркуляцияланадиган микросферик катализаторли системаларда реакторга келиб тушаётган хомашёнинг ҳар бир тоннасига регенерацияланган катализатордан 6-10 т микдорида киритадилар. Ҳозирги замон қурилмаларида катализаторнинг циркуляцияланиш карралиги коксланиш даражасини пасайтиришга имкон берди.
Циркуляция карралигининг ошиши катализатор ва хомашёнинг мулоқот вақтининг давомийлигини қискаришини белгилайди. Катализаторнинг юза бирлигига тўғри келадиган кокс миқдори камаяди. Катализаторнинг ўртача фаоллиги ошади, бу эса газ бензин ва кокс чиқишининг ошишига олиб келади. Катализатор циркуляциясининг карралигини ўзгуртириб туриб реакторга киритилаётган иссиқлик микдорини хомашёни ўзгариш даражасини ва реактордан чиқаётганда катализаторнинг коксланганлиги жараён эндотермик эффектининг копланиши меъёрлаштириш мумкин. Циркуляция карралигининг оширилиши катализаторни эксплутацион сарфларнинг ошишига олиб келади.
Хомашё ва катализаторнинг мулоқот вақти. Аморфли алюмосикатли катализатор иштирокидаги реакция 10-30 дақиқа вақт давомида цеолит сақлаган катализатор билан мулоқоти лифт-реакторда 2-4 соат давомида содир бўлди (бу ҳолл ўта фаол цеолитнинг тез коксланганлиги билан тушунтирилади), “Миллисекунд”жараёнида эса бу мулоқот сониянинг 10 дан 1 улушини ташкил қилади.