НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Эксплуатационные параметры процесса каткрекинга FCC

К эксплуатационным относятся те параметры, которые могут быть изменены при работе установки в целях улучшения производительности процесса.

Температура в лифт-реакторе

Когда требуется повышение температуры в лифт-реакторе, используя затвор, который регулирует скорость циркуляции восстановленного катализатора, производится её увеличение пока не будет достигнута требуемая температура на выходе райзера. Значение температуры в регенераторе при этом тоже будет увеличиваться из-за роста температуры катализатора, подваемого обратно в регенератор, и усиления коксообразования на катализаторе. После того как установившийся режим достигнут, скорость циркулирующего потока катализатора и значение температуры в регенераторе будут выше, чем при прежней величине температуры в лифт-реакторе. Рост температуры в райзере и повышние скорости циркулирующего катализатора (а значит и кратности циркуляции катализатора) приводит к повышению глубины превращения.

В сравнении с иными способами повышения глубины превращения, увеличение значения температуры в лифт-реакторе дает макисмальный прирост отбора сухого газа и С₃, но меньшее уведичение выхода кокса. Это делает увеличение температуры в лифт-реакторе эффективным способом повышения глубины конверсии, когда воздуходувка эксплуатируется вблизи максимума своей производительности, но существует определенный резерв по переработке газа.

Увеличение температуры в лифт-реакторе также существенно влияет на октановое число бензина:

• прирост составляет примерно 0,5(ОЧИМ + ОЧММ) на каждые 15 °C повышения температуры в лифт-реакторе;
• при достижении некоторого значения температуры отбор бензина будет снижаться.

Благодаря октановому эффекту, эксплуатация в режиме повышенного значения температуры в лифт-реакторе улучшает экономический эффект.

Скорости рециркуляции

Если имеется запас по выжиганию кокса, тяжелый газойль крекинга (ТГК) и крекинг-остаток из основной фракционирующей колонны допускается подавать обратно в райзер, чтобы увеличить глубину конверсии или значение температуры в регенераторе. Увеличенный выход кокса и газа при таком режиме будет обусловлен в большей степени крекингом ТГК и крекинг-остатка, чем увеличенного расхода сырья, а значит при рециркуляции этих потоков значение температуры в регенераторе и отбор газа значительно повысятся. Возврат крекинг-остатка в лифт-реактор является эффективным способом увеличения температуры в регенераторе при необходимости. Если ресурсы по переработке газа имеют ограничения, возврат тяжелого газойля крекинга (ТГК) или крекинг-остатка будет возможен при снижении температуры в лифт-реакторе, вследствие чего уменьшатся октановые числа бензина и снизится глубина конверсии.

Режим работы установки с рециклом ТГК или крекинг-остатка и одновременным охлаждением лифт-реактора используется тогда, когда требуется максимизация выхода легкого газойля крекинга (ЛГК). Эта цель достигается за счет того, что при пониженной температуре в лифт-реакторе сокращается выработка продуктов в диапазоне выкипания фракции ЛГК, крекируемых до бензиновой фракции и более низкокипящих продуктов, а возврат тяжелого газойля крекинга обеспечивает заданную глубину их преоюразования в лёгкий газойль.

Изредка рециркуляция крекинг-остатка требуется, чтобы организовать возврат в конвертер унесенного катализатора, при чрезмерном его уносе из реактора.

Температура предварительного нагрева сырья

При понижении температуры нагнетаемого в лифт-реактор сырья происходит увеличение скорости рециркуляции катализатора, которая необходима чтобы достигнуть требуемой температуры выходного потока. Рост скорости рециркуляции катализатора (то есть кратности циркуляции катализатора) приводит к увеличению глубины трансформации сырья. Повышение степени превращения сырья за счет его охлаждения перед подачей в лифт-реактор, по сравнению со вариантом повышения температуры его выходного потока:

• дает более высокий прирост выхода кокса;
• уменьшает отбор пропан-пропиленовой фракции и сухого газа;
• снижает октановое числа бензина.

Температура предварительного повышения температуры сырья сильно влияет на выход кокса, потому что при уменьшении тепла, приносимого сырьевым потоком в райзер, от циркуляционного потока катализатора необходимо получить большее количество теплоты, для удовлетворения потребности в тепловой энергии.

Если установка эксплуатируется близко к максимально возможной величине отбора сухого газа или пропан-пропиленовой фракции, но имеет запас по выжигу кокса, снижение значения температуры преднагрева сырья будет наилучшим вариантом повышения глубины его конверсии. И напротив, если возможный расход от воздуходувки на пределе, но есть запас по отбору низкокипящих фракций, то повышение температуры преднагрева сырья (и увеличенная температура в лифт-реакторе) будет предпочтительным рабочим режимом.

Снижение температуры преднагрева сырья преимущественно вызывает понижение температуры в регенераторе, потому что прирост выхода кокса, вызванный увеличением расхода циркулирущего катализатора, недостаточен для компенсации возросшей потребности реактора в тепле. В ряде случаев температура в регенераторе может, напротив, повыситься, если температура преднагрева сырья уменьшается настолько, что происходит ухудшение испарения сырья в лифт-реакторе или если ухудшается эффективность процесса отпарки катализатора всдедствие повышенного расхода его циркуляции.

Расход свежего сырья

Если расход сырья подаваемого в лифт-реактор увеличивается, обычно требуется регулировка других независимых эксплуатационных параметров, для понижения глубины конверсии и не превышения таких ограничений, как:

• номинальная производительность воздуходувки;
• предельная скорость рециркуляции катализатора;
• производительность газового компрессора;
• пропускная способность трубопроводов и оборудования по олефинам С₃ и С₄.

Корреляции в отборе и качестве продукта, вызванные снижением глубины трансформации, зависят преимущественно от изменений прочих независимых параметров. Учитывая экономический эффект от переработки каждой дополнительной единицы сырья, его расход с точки зрения доходности представляет собой наиболее важный эксплуатационный параметр.

Скорость подачи свежего катализатора

Ежедневно на установку FCC поступает несколько тонн дополнительного катализатора, а чтобы поддержвать его объём на постоянном уровне отработанный катализатор с задавнной периодичностью удаляется с установки. Повышение расхода свежего катализатора означает, что с установки будет удаляться катализатор с большей активностью, потому что с течением времени происходит снижение как среднего времени пребывания катализатора, так и присутствия в нём загрязняющих компонентов (Ni, V и Na).

При неизменности прочих независимых параметров эксплуатации увеличение расхода дополнительного катализатора приводит к увеличению глубины конверсии сырья и повышение количества кокса, который отлагается на катализаторе при каждом проходе через лифт-реактор. Чтобы сохранить баланс между потребностями процесса в тепловой энергии и количеством тепла, выделяющегося при газовоздушном выжиге кокса, по мере повышения активности катализатора растёт температура в регенераторе, а расход циркулирующего катализатора, напротив, уменьшается. При повышении активности глубина конверсии сырья обычно растёт, перевешивая эффект уменьшения скорости циркуляции.

В ряде случаев, чтобы поддерживать глубину трансформации на неизменном уровне при увеличившейся активности катализатора, производится изменение температуры в лифт-реакторе или температуры преднагрева сырья. В реузльтате происходит снижение выхода кокса и сухого газа, что делает целесообразным повышение активности катализатора при лимитированной производительности газового компрессора или воздуходувки, но есть возможность повышения температуры в регенераторе. Обычно значение температуры в регенераторе не должно превышать 720 °C из соображений поддержания активности катализатора. Если возникает необходимость снижения температуры в лифт-реакторе, чтобы не превысить температурные ограничения для регенератора, то повышения глубины конверсии не будет.

Конец кипения бензина

Для значительного изменения соотношения между отбором бензина и лёгкого газойля крекинга (ЛГК) в структуре выхода при условии сохранения качественных показателей обоих продуктов в приемлемом диапазоне, можно сместить границу между фракциями бензина и ЛГК. Изменение границы фракций может оказать значительное влияние на октановое число бензина и концентрацию серы. Снижение температурной границы между фракциями уменьшает серосодержание и, как правило, повышает октановое число, но отбор бензина снижается.