Термический крекинг

Цель и принцип действия. В термическом крекинге тепло используется для разрушения молекул углеводородов с длинной цепью (например, обнаруживаемых в отработанных маслах) в короткие цепи, таким образом, образуются более легкие жидкие топлива. Таким образом, более крупные молекулы более вязких и менее ценных углеводородов преобразуются в менее вязкое и более ценное жидкое топливо.

Потоки исходного сырья и продуктов. В термическом крекинге можно принимать исходное сырье из различных типов углеводородов: отработанные масла, отходы судового топлива, масла от глубокого прожаривания и, возможно, с учетом схемы процесса отходы пластмасс (например, отработанные масла, возвращающиеся в свой исходный контейнер). Стратегия термического крекинга состоит в разрушении крупных вязких молекул до более ценных коротких молекул, начиная от деметаллизованного тяжелого дизельного топлива до регенерированного легкого промышленного смазочного масла, включая продукты газойля, а также другие материалы для других применений.

В соответствии с этим, термический крекинг можно компоновать для получения следующего набора продуктов Если желательно использовать отработанные масла для производства газойля, то выбирается наиболее жесткий режим крекинга. Если предпочтительно получение в качестве основного продукта деметаллизованного тяжелого дизельного топлива или легкого смазочного масла, то для достижения этого рабочие условия процесса можно изменить. Вследствие этой вариабельности, термический крекинг предлагает большие возможности для адаптации продуктов к потребностям рынка.

Описание процесса. Процесс происходит при очень высоких температурах (при этом испаряется вся имеющаяся вода). После удаления воды большая часть содержащихся тяжелых металлов удаляется в виде осадка или с помощью кислотной обработки перед стадией крекинга. Предварительно обработанное отработанное масло подвергается термическому крекингу при 420 С и при низком давлении (без катализатора). Последующие стадии дистилляции и стабилизации приводят к получению годного к продаже топлива (газойля).

В зависимости от интенсивности крекинга материал может быть либо нефтяным топливом, топливом, пригодным для смешения с дизельным топливом (добавка к дизельному топливу), либо материалом, используемым как легкое смазочное масло и для других применений. В настоящее время имеется несколько процессов, таких как:

Процесс SOC:

SOC 1: обезвоживание с последующим термическим крекингом, осуществляемым в обмотке с огневым нагревом, с реакционной камерой или котлом. Этот процесс пригоден для небольших установок, в диапазоне производительностей от 6 до 15 тыс. т/год, но только с ограниченным приемом сырья;

SOC 2: обезвоживание с последующим термическим крекингом, осуществляемым во вращающейся печи с косвенным нагревом. Этот процесс пригоден для больших производительностей, и с его помощью можно также перерабатывать также более устойчивые (стойкие к крекингу) масла, чем при термическом крекинге (такие как синтетические масла) и остатки с высоким содержанием углерода (флотское топливо и т.д.).

Процесс GNP:

Это термический крекинг отработанных масел, использующий системы и оборудование ”рафинированного качества”. Процесс вляется относительно недавней разработкой. Он состоит из стадии грохочения и обезвоживания; далее следуют стадия термического крекинга; стадия разделения или дистилляции, в зависимости от желаемой результирующей смеси, и, наконец, стадия очистки и стабилизации. Эта технология характеризуется большой эксплуатационной и производственной гибкостью и приспособляемостью к изменяющимся рыночному спросу на материалы. С помощью данного процесса можно также управлять качеством выходного продукта даже в условиях существенных колебаний характеристик входного сырья. Фактически рабочие условия процесса (температура, давление, время пребывания и т.д.) могут изменяться для увеличения доли выхода основного продукта (тяжелое дизельное топливо, газойль или базовое масло) и минимизации побочных продуктов (потребляемых в процессе для теплотворной способности).

Газойль термического крекинга является нестабильным, если не будет дальнейшей обработки. Он может быстро обесцветиться и дать в осадке декстрин и смолы. Операции стабилизации и очистки, дополняющие термический крекинг, могут позволить получить газойль, который не имеет запаха, соответствует нормам и критериям потребителя к цвету, плотности, кислотности, количеству декстрина и смол, образующихся при хранении. Для этого имеется несколько методов:

• процесс ”Robysth”;
• несколько методов химической стабилизации (адсорбция глиной, экстрагирование растворителем);
• гидроочистка. За исключением единичной установки для термического крекинга отработанных масел этот вид обработки не является доступным вследствие очень высоких капитальных затрат и потребности в водороде.

Типичный КПД для термического крекинга составляет 71%, который является результатом отдельных КПД в процессах обезвоживания 95%, термического крекинга 90%, дистилляции 83% и очистки/стабилизации 99,5%.

Применение. Термический крекинг является обычным процессом рафинирования минеральных масел, который хорошо известен и апробирован. В Европе имеется, по крайней мере, две установки. Одна на 40 тыс. т/год в Бельгии, а другая на 20 тыс. т/год в Испании. На последней происходит смешивание всех легких и тяжелых фракций, получаемых для подачи в тепловой двигатель, производящий электроэнергию. Семь установок работает в США с общей производительностью более, чем 160 тыс. т/год. Мощность установки для этой технологии колеблется от 7 до 40 тыс. т/год.