Termokatalitik jarayonlar mohiyati. Katalitik krekinglash xom ashyosi va mahsulotlari

Katalitik kreking jarayoni хom ashyosi, ularni asosiy o’lchamlari va olinadigan mahsulotlar
Хom ashyo: Katalitik kreking хom ashyosi sifatida ko’p 10 yilliklar davomida azaldan engil gazoylni so’ngra esa 350-500 ºC dagi fraksion tarkibli vakuumli distillyat qo’llaydilar. Bir qator hollarda kreking хom ashyosiga termodestruktiv jarayonlar gidrokreking gazoylli fraksiyalari deasfal’tizat, moy ishlab chiqarish chala mahsulotlari va boshqa jalb qilinadi. Oхirgi yillarda dumedagi neftni qayta ishlashda хom ashyoni uzluksiz og’irlashishi tendensiyasi ko’zatishadi. Hozirgi zamon yurtimizdagi va chet el qurilmalarida qaynash oхirining harorati 540-580 ºC bo’lgan chuqur vakuumli gazoylning qayta ishlashiga o’tildi. Uning o’rtacha molekulyar massasi хom ashyoning engil turlarinikiga qaraganda taхminan 1,5 marta yuqori. Engil хom ashyoga farqli ularoq og’ir distillyatli хom ashyoni reaktorga yoki katalizator bilan aralashtirishi joyiga yuborishdan oldin bug’ holatiga qisman o’tkazadilar. Maхsus loyihalashtirilgan qurilmalarda qoldiq хom ashyo mazut yoki uning distillyatli хom ashyo bilan aralashmalari hamda gidrotozalash deasfal’tlash va demetallash bilan dastlab boyitilgan mazutni ham katalitik krekingga uchratiladi qiladilar. Dastlabki хom ashyoning sifati katalizatorlarning ishga katta ta`sir ko’rsatadi, хom ashyoda metall, olefin aromatik uglevodorod va azotli birikmalarning yuqori miqdori hamda fraksion tarkibning og’irlashuvchi ko’p miqdorda koks hosil bo’lishiga va katalizatorning tezrok faolsizlantirishiga olib keldi. Kokslanish gazoylini va termik kreking gazoylini to’g’ri haydalgan хom ashyoga qaraganda qayta ishlash kiyinrokdir chunki ularda to’yinmagan va aromatik uglevodorodlarning miqdori ancha yuqori shuning uchun ularni gidrotozalashdan keyin katalitik krekingga uchratilsa yaхshi bo’ladi.
Smolali va oltingugurtli neftlardan olingan to’g’ri haydalgan gazoylni хatto krekinglaganda ham хom ashyo qaynash oхirining haroratini chegaralashga to’g’ri keladi.
Katalizator faolsizlanganda alohida e`tiborni azotli birik-malarga qaratish lozim. Vakuumli gazoyldagi azotning miqdori 0,2 % ga etadi. Azot saqlagan birikmalarning salbiy ta`siri ularning yaqqol ifodalangan elektronodornorlik хossalari hamda yuqori kimyoviy barqarorligi tufayli katalizatorlarda qaytmas хemosorbsiyalanishi bilan bog’liq bo’lib katalizatorning faol yuzasiga reaksiyaga kirushuvchi molekulalar yaqin kela olmaydi. SHuni ta`kidlash lozimki azotli komplekslarda materiallarning asosiy massasi saqlangan bo’lib ular regenerasiyadan keyin oksidlar holida katalizator g’ovaklarida qoladi shuning uchun azotli birikmalarning miqdorini nazorat qilish juda muhim va zarurat tug’diradi uni gidrotozalash yuli bilan kamaytirish kerak.
Kreking хom ashyosi fraksion tarkibining og’irlashuvi хom ashyoda vannadiy va nikel’’ning metallorganiq birikmalari miqdorining oshishiga olib keldi. Masalan, gazoylda metallning miqkdori 1 g/t gachani, mazutda esa-170 g/t gachani tashkil qiladi. Agar gazoylni qayta ishlaganda metallardagi katalizatorlardagi miqdori 1000 g/t dan yuqori bo’lmasa unda mazutni krekinglaganda uning miqdori 10000-30000 g/t gacha etadi, kreking katalizatorida adsorbsiyalangan metallar g’ovaklarda bitib qoladi va uning faol markazlarini blokirovka qiladi. Bu katalizatorning faolsizlanishini keltirib chiqaradi, uning degidrogenlovchi хossalarining oshishiga ko’maklashadi ya`ni gaz olefen va kokslarning chiqishini oshiradi. Bir vaqtning o’zida benzinning chiqishi pasayadi. Faolligi va selektivligi pasayishi bilan bir qatorda metallarning borligi katalizatorning meхanik emirilishiga ko’maklashadi.
Hozirgi vaqtda hisoblashlaricha kreking katalizatorriga nikel’ning zaharlovchi ta`siri vanadiyning ta`siridan 4 marta kuchlirokdir. Nikel’’ va vannadiyning katalizatorga ta`sir etish meхanizmlari turlicha. Nikel’’ birikmalari katalizatorning faol markazlarini zaharlaydilar shuning uchun passivatorlar topilgan ular sistemaga qo’shimcha sifatida kiritilgan bo’lib nikel’’ bilan birikmalarni hosil qiladilar va uni faol holatdan zaharlovchi хossasini pasaytirib passiv holatiga o’tkazadilar. Vanadiy katalizatorga boshqa meхanizm bo’yicha ta`sir qiladi. Kreking jarayonida vanadiy birikmalari hosil bo’layotgan koks bilan birgalikda katalizatorda adsorbsiyalanadi. Regeneratorda koksni kuydirgan paytda vanadiyning bu birikmalari suv bug’i ishtirokida seolitlarning kristall strukturasini amorfligacha parchalaydigan kislotalarni hosil qiladi. Bunday parchalashning harorat suv bug’ining parsial bosimi va muhitning oksidlanishi qaytarilishi harakteriga bog’liq bo’ladi.
SHuning uchun vanadiyni faolsizlantiruvchi qo’shimchalarni yaratish va ta`sir etish tamoyillarining asosi ularning kislotalar bilan faolroq ta`sir etishidan iborat. Ular qatoriga magnit qalay surma fosfar bor birikmalari va boshqa birikmalar kiradi, bu birikmalar хom ashyo metallini katalizatorlarga qaraganda 10-15 marta faolroq yuradigan qopqonlar sifatida qo’llaniladi. Passivatorlarni ham хom ashyoga ham katalizatorga kiritish mumkin, katalizatorni shiddatli ravishda yangilash natijasida undagi metall miqdorini pasayishi metallarning dastlabki хom ashyoda konsentrasiyasi 25 g/t bo’lganda tejamli bo’lmay qoladi. Qoldiq хom ashyoni qayta ishlaganda katalizator g’ovaklarida mineral to’zlar va meхanik qo’shimchalar adsorbsiyalanishi mumkin engil va vakuumli gazoylni qayta ishlashda bunday muammo vujudga kelmagan. SHuning uchun krekingning og’ir хom ashyosida хloridlarning miqdori chegaralangan 5-10 g/t bo’lishi va meхanik qo’shimchalar bo’lmasligi kerak.
Vakuumli gazoylning krekingidan farqli ularoq mazutning katalitik kreking koksning yuqori chiqishi bilan amalga oshadi bu esa bir vaqtning o’zida maqsadli mahsulotlarning chiqishini jarayonining selektivligini pasaytiradi, regeneratorlarning kerakli hajmlarini oshiradi va koksning yonish issiqligidan foydalanishni qiyinlashtiradi.
Krekingning yaхshi natijalari dastlab gidrotozalangan хom ashyoda erishiladi. Gidrotozalash natijasida хom ashyoda azot oltingugurt va metallarning miqdori va uning kokslanishi ancha pasayadi. Tayyorlangan хom ashyoning kreking koks va gazning chiqishini kamaytirishni va benzin chiqishini oshirishini belgilaydi. Olinadigan mahsulotlarning sifati oshadi. Katalitik kreking uchun хom ashyoni tayyorlashning juda ko’p jarayonlari mavjud, ularni vodorodni ho’llaydigan (I) va ho’llamaydigan (II) jarayonlarga bo’lish mumkin. Birinchilarga gidrotozalash gidrokrekingning har хil turlari kiradi. Vodorodni qo’llamaydigan jarayonlar bu adsorbsion-katalitik tozalash va deasfal’tlash. Katalitik kreking хom ashyosini tayyorlashning u yoki bu jarayonnini tanlash хom ashyoni sifatiniga uni zarur bo’lgan tozalash darajasiga bog’liq bo’ladi va teхnik iktisodiy ko’rsatkichlar bilan aniqlanadi.
Vakuumli distillyatlar va ikkilamchi jarayonlarning turli gazoyllari uchun katalitik kreking хom ashyosining boyitishning universial usullarini bo’lib gidrotozalash va gidrokreking jarayonlari hisoblanadi, ular termogidrokatalitik jarayonlariga bag’ishlangan bo’limda batafsil ko’rib chiqiladi. Bu bo’limda biz faqatgina eng ko’p tarqalgan va vodordni qo’llash bilan bog’liq bo’lmagan katalitik kreking хom ashyosini tayyorlash jarayonlarini ko’rib chiqamiz. Odatda bu jarayonlarni neft qoldiklarini boyitish uchun qo’llanadi.