Содержание
Назначение
Флексикокинг — это высокоэффективная технология переработки тяжелых углеводородных фракций, таких как вакуумный газойль, мазут и другие высоковязкие углеводороды, с целью получения более легких продуктов, таких как бензин, дизельное топливо, и кокса, который может быть использован в качестве топлива. Технология флексикокинга сочетает процессы термического крекинга и сжигания кокса с использованием водяного пара, что делает ее более эффективной и экологически чистой по сравнению с традиционными методами переработки.
В последние десятилетия в нефтехимической промышленности активно развивается новый метод переработки тяжелых углеводородных фракций, получивший название флексикокинг. Эта технология термоконтактного крекинга с использованием кокса в качестве теплоносителя позволяет эффективно перерабатывать побочные тяжелые продукты нефтепереработки, такие как вакуумный газойль и мазут, с получением высококачественных продуктов и минимизацией отходов. В отличие от традиционного коксования, флексикокинг обладает рядом уникальных особенностей, которые делают его более экономичным и экологически безопасным.
Принципы работы установки
Процесс флексикокинга включает несколько ключевых этапов, каждый из которых обеспечивает высокую эффективность переработки тяжелых углеводородных фракций и максимальное использование образующегося кокса. В отличие от традиционного метода коксования, где кокс образуется как побочный продукт, в флексикокинге кокс играет ключевую роль как теплоноситель.
Термоконтактный крекинг с использованием кокса
Основным отличием флексикокинга является использование порошковидного кокса (с диаметром частиц около 250 мкм) в качестве теплоносителя, что способствует более эффективному теплообмену в реакторе. В реактор подаются тяжелые углеводороды, такие как вакуумный газойль и другие остаточные нефтепродукты, а также коксовая пыль. Под воздействием высокой температуры и давления (около 500–600°C) происходит термический крекинг, в ходе которого углеводороды распадаются на более легкие фракции — жидкие углеводороды, газообразные углеводороды и углеродистый кокс.
Газификация кокса
Кроме того, в процессе флексикокинга происходит газификация кокса, что позволяет получать топливные газы, которые могут быть использованы для энергетических нужд предприятия. Это особенно выгодно с точки зрения экономической эффективности, поскольку энергия, полученная при сжигании кокса, используется для поддержания температуры процесса.
Сепарация и разделение продуктов
После крекинга образующиеся фракции (газы, жидкие углеводороды и кокс) проходят через цикл разделения, состоящий из нескольких стадий. Сначала продукты направляются в циклонные сепараторы, где происходит отделение пыли и крупных частиц кокса. Затем фракции поступают в парциальный конденсатор, где отделяются более тяжелые компоненты, которые затем возвращаются в реактор для повторного перераспределения тепла.
Далее жидкие и газообразные углеводороды проходят через фракционирование с использованием скрубберов для очистки от примесей и разделения на более легкие фракции. Это позволяет получить бензин, дизельное топливо, а также другие продукты, подходящие для дальнейшей переработки в каталитических процессах.
Регенерация кокса
Избыточный кокс, образующийся в процессе, сжигается в камере регенерации с использованием кислорода и парового газа. Это не только позволяет утилизировать кокс, но и восстанавливает его углеродное содержимое, а также генерирует дополнительное тепло для поддержания реакции крекинга. При этом почти 99% металлов, содержащихся в исходных углеводородах, остается в коксе, что позволяет избежать загрязнения продуктов.
Цикличность процесса
Процесс флексикокинга характеризуется цикличностью: кокс, который является и теплоносителем, и отходом, постоянно циркулирует между реактором и коксонагревателем. Это позволяет поддерживать оптимальную температуру в реакторе, обеспечивая высокую эффективность крекинга и минимальные потери энергии.
Преимущества флексикокинга
Флексикокинг имеет несколько ключевых преимуществ, которые делают его привлекательным для нефтехимической промышленности.
Эффективность переработки тяжелых углеводородов
Одна из главных особенностей флексикокинга заключается в его способности перерабатывать тяжелые углеводороды, такие как вакуумный газойль и мазут, с образованием высококачественных продуктов. Это значительно улучшает экономическую эффективность переработки сырья и позволяет получать ценные фракции углеводородов, которые могут быть использованы для дальнейшей переработки в катализаторных процессах.
Экологичность
Флексикокинг является экологически чистой технологией. Благодаря использованию водяного пара и кислорода для газификации кокса, технология значительно снижает выбросы загрязняющих веществ, таких как оксиды серы (SOx) и оксиды азота (NOx). Это делает флексикокинг более экологически безопасным процессом по сравнению с традиционным коксованием, которое может вызывать серьезные проблемы с загрязнением окружающей среды.
Высокая степень утилизации кокса
При флексикокинге почти 99% металлов из исходных углеводородов остается в коксе, что позволяет получить из кокса практически чистое топливо и низкокалорийный газ. Это значительно снижает количество отходов и способствует более эффективному использованию углеводородного сырья.
Отсутствие необходимости в дорогих катализаторах
В отличие от других процессов переработки тяжелых углеводородов, таких как каталитический крекинг, флексикокинг не требует использования дорогих катализаторов, что снижает капитальные и эксплуатационные расходы на установку.
История и развитие флексикокинга
Первая установка флексикокинга была разработана в Японии в 1974 году, где мощность установки составляла всего 435 тыс. тонн перерабатываемого сырья в год. Это была первая промышленная установка, которая продемонстрировала высокую эффективность флексикокинга. В 1976 году в Японии была построена установка с мощностью до 21 млн тонн в год, что свидетельствует о высоком потенциале технологии.
Сегодня флексикокинг применяется на крупных нефтеперерабатывающих заводах по всему миру. Технология доказала свою эффективность и является одним из наиболее перспективных методов переработки тяжелых углеводородов.
