Крекинг

Что такое крекинг

Крекинг представляет собой деструктивный метод переработки нефтяного сырья, направленный на расщепление тяжёлых углеводородных фракций с целью получения более лёгких и ценных продуктов. Процесс осуществляется под воздействием повышенной температуры и/или катализаторов и позволяет получать до 60 % бензина от объёма исходного сырья. Крекинг является ключевым технологическим этапом в современной нефтепереработке и основан на химическом разложении углеводородов.

Виды крекинга

Выделяют несколько основных типов крекинга:

• Термический крекинг — реализуется при температурах 500–700 °C и низком давлении, преимущественно на основе пиролиза.
• Каталитический крекинг — проводится при 450–550 °C с использованием катализаторов и обеспечивает получение бензина с октановым числом до 92.
• Глубокий крекинг — позволяет дополнительно увеличить выход высококачественного бензина и лёгких газообразных углеводородов.

Каждый тип процесса характеризуется специфическими условиями проведения и сферами применения.

Химические основы процесса

При термическом крекинге молекулы алканов распадаются с образованием свободных радикалов, которые вступают в реакции с водородом, формируя этан, бутан и другие лёгкие углеводороды. В каталитическом крекинге реакции протекают через карбокатионные промежуточные соединения, обладающие большей стабильностью и обеспечивающие более точное управление процессом расщепления. Это способствует повышению выхода целевых продуктов.

Типичные условия проведения процесса: температура от 500 °C, давление до 0,3 МПа.

Продукты крекинга

Процесс крекинга обеспечивает получение широкого спектра углеводородов — от метана до тяжёлых остатков. Основным продуктом является бензин с высоким октановым числом. Дополнительно образуются пропан, бутан, этилен, пропилен и другие газы, используемые в нефтехимическом синтезе. Жидкие фракции применяются для производства моторных топлив, а остатки — для получения мазута и технической сажи.

Типичный выход продуктов:

• бензин — до 60 %,
• газы — до 20 %,
• остатки — 10–15 %.

Применение крекинга в нефтепереработке

Крекинг позволяет эффективно перерабатывать тяжёлые остаточные фракции нефти, повышая общую рентабельность нефтеперерабатывающих предприятий. Без применения крекинга невозможно производство современных видов моторного топлива.

Технология дополняется такими процессами, как:

• каталитический риформинг — для ароматизации бензиновых фракций,
• изомеризация — для повышения октанового числа,
• гидроочистка — для удаления серы и других примесей.

Все этапы интегрированы в единую технологическую цепочку и требуют точного контроля параметров.

Оборудование для крекинга

Эксплуатация установок крекинга требует применения специализированных компонентов, обеспечивающих надёжную работу в условиях агрессивных сред. В состав систем входит разделитель сред РС-21, предназначенный для изоляции измерительных приборов от технологической среды.

Устройство рассчитано на:

• рабочее давление до 35 МПа,
• температуру до 300 °C.

Корпус изготавливается из нержавеющей стали, а герметичность обеспечивается мембраной. Разделитель сред РС-21 изготавливается по индивидуальному заказу и соответствует требованиям ГОСТ и отраслевых технических условий.

Краны и вентили в системах крекинга

В составе систем крекинга применяются сферические краны КСМ-35, устанавливаемые на линиях подключения измерительных приборов. Краны позволяют осуществлять отключение приборов без остановки технологического процесса:

• условный проход — 35 мм,
• рабочее давление — до 35 МПа.

Корпус выполнен из легированной стали, что обеспечивает устойчивость к высоким температурам и коррозионному воздействию. Дополнительно используются вентили ВПЭМ 5×35 для регулирования подачи рабочей среды. Все изделия изготавливаются под заказ на производственных мощностях предприятия, сертифицированы и соответствуют требованиям нормативной документации.

Катализаторы крекинга

Катализаторы крекинга подразделяются на природные и синтетические. Наиболее распространены аморфные алюмосиликаты и цеолиты. Цеолитные катализаторы обладают регулярной пористой структурой, образованной алюмосиликатными тетраэдрами, состоящими из четырёх анионов кислорода и центрального катиона алюминия или кремния.

Такая структура обеспечивает высокую селективность процесса.

Применение катализаторов позволяет увеличить выход бензина на 15–25 %. Срок службы катализатора составляет до 2 лет при соблюдении режимов регенерации.

Сравнение термического и каталитического крекинга

Это обуславливает доминирующее применение каталитического крекинга на современных нефтеперерабатывающих заводах.

Использование продуктов крекинга

Бензиновые фракции используются для производства моторных топлив. Лёгкие газы служат сырьём для синтеза полимеров:

• пропилен — для производства полипропилена,
• бутан — для процессов алкилирования.

Остаточные фракции перерабатываются в мазут, а техническая сажа находит применение в резиновой промышленности. Продукты крекинга востребованы в нефтехимии, энергетике и транспортном секторе.

Глобальный спрос на бензин превышает 1 млрд тонн в год.

Изготовление оборудования для систем крекинга

Разделитель сред РС-21 и сферический кран КСМ-35 изготавливаются на производственных мощностях предприятия по индивидуальным техническим требованиям заказчика. Срок изготовления определяется по запросу и согласовывается с инженерно-техническим отделом.

Вся продукция разрабатывается с учётом условий эксплуатации в нефтеперерабатывающей отрасли, соответствует требованиям:

• ГОСТ,
• технических условий,
• отраслевых стандартов.

Инженеры предприятия участвуют в проектировании, согласовании и сопровождении заказа на всех этапах.