Гидрокрекинг

В этом процессе углеводороды всех групп и соединения всех классов подвергаются глубоким превращениям, благодаря чему можно получить масла значительно более высокого качества, чем в рассмотренных ранее процессах. Процесс обычно осуществляется по давлением 10 – 20 МПа, при температуре 360 – 420^оС, скорости подачи сырья 0,4 -1,2 ч^-1 и объемном соотношении ВСГ: сырье 500 – 2000. Сравнение этих условий с режимом процесса гидрирования показывает, что гидрокрекинг проводят при несколько меньшем давлении, но в целом условия обоих процессов весьма близки. Большие возможности процесса гидрокрекинга для получения высококачественных масел определяются составом катализатора.

В этом процессе применяются катализаторы, обладающие гидрирующей, расщепляющей и изомеризующей активностью. Их получают нанесением гидрирующих компонентов на крекирующий носитель. В качестве гидрирующих применяют металлы подгруппы хрома (Cr, Mo, W), их оксиды или сульфиды – одни или в виде смесей с металлами подгруппы железа (Fe, Co, Ni), их оксидами или сульфидами. Оксиды или сульфиды металлов наносят в различных соотношениях в количестве 5 – 40 % мас. Гидрирующий компонент может также состоять из металлов группы палладия (Pd, Rh, Ru) и платины (Pt, Ir, Os) или их оксидов. Эти металлы наносят в количестве 0,05 – 5 % мас. Кроме того, можно применять смеси металлов группы железа, их оксидов и сульфидов с металлами, оксидами или сульфидами групп палладия или платины. Состав носителей может быть также весьма разнообразным Чаще всего применяют аморфные или кристаллические алюмосиликаты.

Парафиновые углеводороды в условиях гидрокрекинга подвергаются распаду с последующим насыщением непредельных "осколков" водородом на гидрирующих активных центрах катализатора. Кроме того, "осколки" подвергаются изомеризации. Гидрокрекинг парафиновых углеводородов на катализаторах с высокой кислотностью протекает по карбоний-ионному механизму, включающему дегидрирование исходных парафинов на дегидрирующих активных центрах (ДАЦ), образование ионов карбония, изомеризацию и изомеризацию и гидрирование олефинов. Гидрокрекинг парафинов рассматриваем на примере н-С₉Н₂₀.

С увеличением молекулярной массы нормального парафина скорость гидрокрекинга возрастает. Степень изомеризации продуктов гидрокрекинга с утяжелением сырья снижается.

Продукты гидрокрекинга характеризуются высоким содержанием изопарафиновых углеводородов. Соотношение между н- и изопарафинами составляет 1,5 - 2,0.

Для нафтеновых моноциклических углеводородов характерны реакции изомеризации и гидродеалкилирования.

Нафтены с длинными алкильными цепями подвергаются при гидрокрекинге на катализаторах с высокой кислотностью распаду цепей по реакциям такого же типа, как парафины.

Бициклические нафтены на таких катализаторах превращаются главным образом в моноциклические с высоким выходом производных циклопентана.

Алкилароматические углеводороды также подвергаются реакциям отрыва и перераспределения цепей.

Общая схема превращения моноциклической ароматики в процессе гидрокрекинга выглядит следующим образом.

Гидрирование полициклической ароматики приводит к распаду части колец. Алкилароматические углеводороды гидрируются в несколько меньшей степени, чем незамещенные.

При гидрокрекинге алкилбензолов на катализаторах с высокой гидрирующей активностью и низкой кислотностью происходит в основном отщепление метана.

Гидрокрекинг конденсированных ароматических углеводородов на катализаторах такого типа идет преимущественно по следующей схеме:

Гидрокрекинг обеспечивает весьма глубокие превращения сырья. В табл. приведены данные о групповом составе сырья (остаток выше 385^оС) и продуктов гидрокрекинга.

Таблица