Procese Termocatalitice

1. I N T R O D U C E R E

Industria de prelucrare a petrolului din intreaga lume si , in mod normal, cea din Romania este supusa unei faze de restructurare. Rafinariile vor continua sa fie sub presiunea pietei si numai cele mai eficiente si mai profitabile operari le vor face sa supravietuiasca. Supravietuitori sunt aceia care vor avea capacitatea de a prelucra ieftin titeiul si de a raspunde cererii de produse de calitate si conforme cu restrictiile de mediu.

Cracarea catalitica in strat fluidizat(FCC) este procesul de baza din prelucrarea petrolului, reprezentand 52,9% din capacitatile mondiale de conversie a acestuia. Cracarea catalitica in strat fluidizat(FCC) reprezinta unul dintre cele mai ieftine procese de conversie a fractiunilor petroliere. Flexibilitatea procesului poate ajuta rafinaria in schimbarea sortimentului de produse, avnd in vedere declinul actual in calitatea materiei prime.

Datorita costurilor ridicate pentru construirea unei noi instalatii FCC , precum si importantei instalatiilor FCC in rentabilitatea unei rafinarii, trebuie facute imbunatatiri la instalatiile existente in vederea cresterii indicilor de performanta. Acesti indici de performanta sunt: selectivitatea in produse valoroase(mai multe produse lichide si mai putine gaze si cocs), flexibilitatea de operare, cresterea capacitatii de prelucrare a instalatiei in functie de materia prima, catalizator si produse, imbunatatirea sigurantei in functionarea instalatiei, reducerea costurilor de operare, incadrarea in noile specificatii de calitate ale produselor, reducerea emisiilor poluante, etc.

De la introducerea cracarii catalitice ca proces industrial in 1942, ingineria procesului si formularea catalizatorului au evoluat continuu in vederea adaptarii productiei la diferitele cerinte comerciale si cerinte de mediu. Acest progres s-a manifestat, in primul rand, in domeniul catalizatorilor care au evoluat de le alumosilicati amorfi naturali, la zeoliti REY si, in final, la REUSY si catalizatori multizeoliti polifunctionali, utilizati astazi. In acest sens, zeolitul cu pori medii ZSM-5 utilizat ca aditiv in catalizatorul REUSY, asigura cresterea cifrei octanice si cresterea randamentului de C3’, asociata insa si cu scaderea usoara a randamentului de benzina.

Obtinerea de benzina de cracare catalitica cu cifra octanica ridicata, care sa respecte restrictiile de mediu, cresterea productiei de olefine valoroase C3-C5 si izobutan, necesare in producera de benzina alchilata si de compusi oxigenati, reprezinta deziderate carer pot fi obtinute prin reformularea catalizatorilor.

2. ASPECTE TEORETICE PRIVIND PROCESUL

DE CRACARE CATALITICA

2.1 MATERII PRIME UTILIZATE SI PRODUSELE DE REACTIE

Se poate supune cracarii catalitice o gama larga de fractiuni petroliere incepand cu o motorina usoara, si incheind cu motorinele grele de vid. Comportarea lor depinde de limitele de fierbere, de compozitia pe clase de hidrocarburi precum si de prezenta sau absenta compusilor organo-metalici si compusilor asfaltici.

La mentinerea unei conversii constante, randamentul de benzina si de cocs cresc odata cu crestera temperaturii medii de fierbere iar randamentul in gaze scade.

Procedeele tehnice folosite pentru pregatirea alimentarii instalatiei de cracare catalitica urmaresc eliminarea cat mai completa a asfaltenelor si reducerea substantiala a continutului de metale, rasini si hidrocarburi aromate polinucleare, precum si a continutului de compusi cu sulf si azot.

Pregatirea materiei prime se realizeaza prin procesele:

- distilarea in vid a pacurii primare, pentru obtinerea unui distilat cu limitele 350-550C

- cocsarea reziduului de vid in scopul utilizarii unor distilate cracate(motorine usoare si grele)

- reducerea de vascozitate a reziduului obtinut la distilare in vid

- dezasfaltarea cu propan a reziduului de vid in vedrea cracarii uleiului obtinut

- hidrofinarea combinata cu unul din procesele de mai sus

In instalatiile de cracare catalitica, pentru fiecare tona de materie prima initial rece, sunt necesare (350÷440)•103 Kcal pentru incalzirea, evaporarea si realizarea reactiei(endoterma).

Produsele ce se obtin la cracarea catalitica se caracterizeaza prin:

- cifra octanica ridicata a benzinei si uniforma pe tot intervalul de distilare ca rezultat al hidrocarburilor izoparafinice din fractiunile usoare si a celor aromatice din fractiunile grele;

- proportie mare de olefine C3-C4;

- concentratia mare a izobutanului in fractia C4.

Instalatiile de cracare catalitica sunt folosite mai ales pentru fabricarea benzinei auto si a benzinei de aviatie.

Benzinele auto obtinute, au dupa “metoda motor” o cifra octanica COM=78÷81 iar dupa”metoda cercetare” cu 10-12 unitati mai mult.

In comparatie cu benzina de cracare termica ele contin o cantitate mai mare de hidrocarburi izoparafinice si aromatice si mai putine olefine; sunt mai stabile in privinta formarii de gume.

Benzina de aviatie , obtinuta prin cracare catalitica are, in functie de proprietatile materiei prime prelucrate, o cifra octanica COM=80-85.

Motorinele de cracare catalitica avand un caracter pronuntat aromatic sunt componente cu indicii DIESEL mici, deci de slaba calitate. Motorina usoara se poate utiliza drept component de amestec, pentru prepararea combustibililor DIESEL. Motorina grea se recircula adesea in proces sau poate fi utilizata ca diluant pentru combustibiili de focare.

Fractiunea butani-butene: Fractiunea C4 este bogata in izobutan : 40-55% si in butene 35-45%, continutul de n-butan fiind nu prea mare 10-15%.

De regula o parte din cantitatea de fractiune C4 se adauga in benzina cracata catalitic pentru corectarea tensiunii de vapori la valoarea standardizata.

Fractiunea C3 si componentii mai usori: greutatea moleculara a acestora este de 24-28.

Gazele de cracare contin o cantitate mare de fractiune C3-C3’ formata in special din C3’:60÷68%.