Het beantwoorden van de kernvraag:Wat is het hydrocracken in een olieraffinaderij, en hoe wordt er van zware fracties schone brandstoffen gemaakt?Hydrocracking is an advanced catalytic two-stage petroleum refining process that combines the breaking (cracking) of heavy hydrocarbon molecules with the simultaneous addition (hydrogenation) of hydrogen gasOnder hoge druk en hogere temperaturen wordt door hydrocracking lage waardevolle zware grondstoffen, zoals vacuümgasoliën en atmosferische residuen, omgezet in hoogopbrengende stoffen.brandstoffen voor vervoer met een hoge octanenwaarde, met inbegrip van ultrazwakzwaveldiesel (ULSD), kerosine en vliegtuigbrandstof.
Hydrocracking is gebaseerd op een delicate balans tussen thermisch-katalitisch cracken en chemische verzadiging:
Het bifunctionele katalysatormechanisme:Hydrocracking-katalysatoren hebben een dubbele aard: ze hebben een zure drager (zoals zeolieten of silica-alumina) die het kraken en isomeriseren van koolstof-koolstofbindingen bevordert.met een gewicht van niet meer dan 30 kg, wolfraam of edele metalen) die de hydrogeneratie bevordert en de overmatige cokesvorming voorkomt.
Hydrogeneratie en zuivering:Door het introduceren van hoogzuiver waterstofgas in de reactiezone worden onverzadigde olefine ringen verzadigd en worden heteroatomen (zwavel en stikstof) als waterstofsulfide en ammoniak verwijderd.
Exothermisch thermisch beheer:Het beheer van de warmtevrijstelling is van cruciaal belang om de levensduur van de katalysator te beschermen en thermische afbraak van de oliegrondstof te voorkomen.
Commerciële olieraffinaderijen voeren hydrocracking uit door middel van een gestructureerde meerstapsvolgorde:
Voorbereiding en ontzwaveling van grondstoffen:Zware ruwe fracties worden vooraf behandeld om sporen van metalen en gesuspendeerde vaste stoffen te verwijderen die anders de stroomafwaartse katalysatoren zouden kunnen vergiftigen.
Reactie in de eerste fase (hydrotreatment en gedeeltelijk kraken):Het bereide grondstof wordt gemengd met recyclewaterstof van hoge zuiverheid, verwarmd tot reactietemperaturen,en wordt gevoerd in een druppelbedreactor met hoge druk, waar heteroatomen voorlopig worden verwijderd en gedeeltelijk kraken.
Katalysatorische kraken in de tweede fase:Het afvalwater gaat naar de hoofdhydrocrackreactor, geladen met actieve bifunctionele katalysatoren.waarbij zware moleculen onder nauwkeurige temperatuur- en drukcontrole diep in lichtere fracties worden gekraakt.
Fractie en scheiding:Het reactiemengsel gaat door hoog- en laagdrukseparatoren om niet gereageerd waterstofgas terug te winnen (dat wordt geschrobd en gerecycled),gevolgd door fractionele distillatie kolommen die de vloeibare productstroom in gassen splitsen, nafta, kerosine en diesel.
| Procesfase | Primaire grondstoffen | Operatiedruk en temperatuur | Samenstelling van de katalysator | Hoofdproducten |
|---|---|---|---|---|
| Hydrotreatment in de eerste fase | Gasoliën (VGO), zware distillaten | Druk: 8,0-15,0 MPa; temperatuur: 350°C-410°C | Nickel-molybdeen (Ni-Mo) of kobalt-molybdeen op aluminium | Gezuiverde tussenproducten met verminderd zwavel/stikstof |
| Hydrocracking in de tweede fase | gedeeltelijk gekraakte afvalwater uit fase 1 | Druk: 10,020,0 MPa; temperatuur: 360°C430°C | Bifunctionele katalysatoren op basis van edelmetaal of zeoliet | Hoge kwaliteit vliegtuigbrandstof, dieselmengcomponenten, nafta |
| Milde hydrokracking | Zware katalytische olie, residuenmengsels | Druk: 5,0-10,0 MPa; temperatuur: 340°C-390°C | Metalen sulfiden, met steun van amorfe silica-alumina | Olie voor het snijden met een zwavelgehalte laag en middelgrote distillaten |