Научные и проектные работы по созданию промышленных процессов каталитического крекинга тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.13 ВАК РФ

На правах рукописи

003053700

АБДУЛМЕЖИДОВА ЗУЛАЙ АБДУЛОВНА

НАУЧНЫЕ И ПРОЕКТНЫЕ РАБОТЫ ПО СОЗДАНИЮ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОЦЕССОВ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА

Специальности: 02.00.13 - «Нефтехимия»

07.00.10 - «История науки и техники»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа-2007

003053700

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете.

Научные руководители: кандидат химических наук, профессор

Сыркин Алик Михайлович; кандидат технических наук, доцент Махмудова Любовь Ширваниевна.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ахметов Арслан Фаритович; кандидат технических наук Елисеева Ирина Сергеевна.

Ведущая организация ГУЛ «Грозгипронефтехим».

Защита состоится «27» февраля 2007 года в 14-00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.01 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов 1.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Афтореферат разослан «/^января 2007 года.

Ученый секретарь совета, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Основным по мощности деструктивным процессом переработки нефтяных фракций в мире остается каталитический крекинг (КК). В разных странах от 6 (Россия) до 36% (США) объема перерабатываемой нефти приходится на этот процесс.

КК является базовым процессом в схемах глубокой переработки нефти, определяющим экономические показатели работы нефтеперерабатывающих заводов топливного профиля. В этом процессе наряду с целевым продуктом -высокооктановым бензином получают и газы, являющиеся ценным сырьем для процессов нефтехимического синтеза. Необходимость углубления переработки нефти, ужесточение требований к качеству автомобильных бензинов и возрастающая доля нефтехимических производств обусловливает востребованность КК в современной нефтепереработке и нефтехимии.

В этой связи изучение опыт становления и развития процесса КК в отечественной нефтепереработке представляется актуальным с точки зрения выявления основных направлений совершенствования технологии и конструктивного оформления процесса. Цели работы:

- исследование исторических этапов зарождения и становления процесса КК в СССР;

- проведение сравнительного анализа первых американских и отечественных систем КК;

- обобщение работ научно-исследовательских институтов и проектных организаций по разработке и освоению установок КК;

- изучение результатов эксплуатации первых отечественных установок КК разных систем;

- анализ модернизаций установок процесса, направленных на улучшение их эксплуатационных характеристик.

Научная новизна заключается в том, что впервые комплексно представлены в исторических и технических аспектах этапы разработки, освоения и модернизации первых отечественных систем КК.

Впервые на основе изучения отчетов, архивных материалов и научных публикаций установлена роль научно-исследовательских и проектных организаций в становлении процесса каталитического крекинга. Подтверждена перспективность и ключевая роль КК в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Практическая значимость. Систематизированный опыт разработки и освоения установок КК может быть использован при создании новых систем и реконструкции действующих установок КК.

Основные положения работы используются при чтении курсов лекций по дисциплинам «Химическая технология топлива и углеродных материалов», «Технология переработки нефти и газа» в Грозненском государственном нефтяном институте.

Публикации. Основные положения диссертации докладывались на V Международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, в химической технологии и нефтяного дела» (Уфа, 2004); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук» (Уфа, 2005); Межвузовской научно-практической конференции «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук» (Уфа, 2006); Международной конференции «Нефтегазопереработка и нефтехимия-2006» (Уфа, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей и тезисы 5 докладов на конференциях.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6-ти глав, выводов, приложения и списка литературы из 120 наименований, изложена на 150 страницах машинописного текста, включая 26 рисунков и 19 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Разработка отечественной системы каталитического крекинга

Создание и внедрение процесса каталитического крекинга в отечественную нефтепереработку является научно-техническим достижением, позволившим решить ряд важнейших проблем топливного баланса страны. Основной вклад в разработку этого процесса внесли Грозненский нефтяной научно-исследовательский институт (ГрозНИИ), Всесоюзный научно-исследовательский институт

нефтеперерабатывающей промышленности (ВНИИНГГ) и Институт нефтехимических процессов Академии наук Азербайджана (ИНХП). Проекты первых отечественных установок каталитического крекинга были выполнены проектными организациями «Грозгипронефтехим», ВНИПИнефть и «Гипроазнефтъ».

Первым промышленным процессом каталитического крекинга на алюмосиликатном катализаторе стал процесс Гудри, названный в честь его основателя французского инженера Евгения Гудри (Ноиску). Информация о промышленном осуществлении этого процесса в США появилась в 1936 г.

Постановлением ГОКО №6530 от 17.09.44. ГрозНИИ, ЦИАТИМ и тресту «Нефтезаводпроект» было поручено разработать отечественную систему КК.

Накопленный экспериментальный и расчетный материал привел сотрудников ГрозНИИ к выводу, что наиболее правильное направление разработки отечественной системы каталитического крекинга заключается в применении принципа движения гранулированного катализатора.

В отличие от американских установок «Термофор» в разрабатываемую систему крекинга были введены два усовершенствования.

Первое относилось к способу транспортирования катализатора Механические транспортеры американских установок, производивших подъем значительных масс горячего катализатора на высоту до 60м., представляли собой сложные и громоздкие сооружения. Стремление упростить эту часть процесса привело в 1940 г. к идее газодинамического способа подъема катализатора. При таком способе подъемники катализатора выполнялись в виде вертикальных труб, по которым снизу верх

движутся с различными скоростями газ и катализатор. В качестве транспортирующего тела применяли дымовые газы, выходящие из регенератора.

Второе усовершенствование относилось к системе регенерации катализатора. На американских установках «Термофор» воздух для регенерации катализатора вводился в регенератор в горячем состоянии и вносил значительное количество тепла, в то время как тепловой баланс этого аппарата требует значительного теплоотвода. По заявлению американцев попытки регенерации катализатора на холодном воздухе производились, но дали отрицательные результаты - процесс регенерации становился неравномерным и неустойчивым.

Для равномерного охлаждения катализатора холодным воздухом ГрозНИИ разработал новую конструкцию распределительного воздушного коллектора, состоящего из ряда горизонтальных коробов, от которых в обе стороны отходили многочисленные мелкие желобки, шаг между которыми составлял не более 40мм.

Инженерная разработка аппаратуры отечественного процесса КК, целый ряд особенностей потребовал самостоятельной и весьма трудоемкой работы по конструированию, моделированию и экспериментальной проверке большого числа специфических узлов и деталей. В результате этих работ в ГрозНИИ была разработана эффективная и достаточная простая система КК.

Проект первой установки отечественной системы КК был выполнен ГрозНИИ и трестом «Нефтезаводпроект» (конец 1944- начало 1945 гг.). Основная аппаратура установки была изготовлена на заводе «Красный Молот». Строительно-монтажные работы производились объединением «Грознефтегаз» и трестом «Грознефтезаводстрой» (1945 - начало 1946 гг.).

Установка была построена на территории завода № 867 на месте бывшей установки «Виккерс», и при строительстве была использована часть сооружений, аппаратуры, насосов и резервуарного парка этой установки.

Процесс КК на этой установке осуществлялся по следующей схеме (рисунок 1). Керосино-газойлевая фракция, предварительно нагретая за счет регенерации тепла, поступала в трубчатую печь, где нагревалась до 400-420°С, и

далее, в эвапоратор, где происходило отделение тяжелой смолистой части сырья от углеводородного материала, подлежащего крекированию.

Рисунок 1 - Отечественная установка каталитического крекинга 43-1

Для окончательного нагрева до необходимой температуры пары из эвапоратора пропускались через вторую печь и поступали в верхнюю часть реактора, где при помоши специального коллектора равномерно распределялись по поступающему сюда потоку регенерированного катализатора. Здесь происходило уравнивание температур паров и катализатора, и затем оба потока двигались вниз через полое реакционное пространство. В зависимости от состава сырья и требуемых качес тв бензина в реакторе поддерживалась низкая (440°- 460°С) иди высокая (460"-4У0°С) темпераг/ра. Давление в режгоре составляло до 1,5 атм.

Продукты реакции (за исключением кокса) отделялись в нижней часта реактора от катализатора и направлялись во фракционирующую колонну. Сконденсированный бензин подвергался физической стабилизации, в результате процесса получади газ, бензин и каталитический газойль (флегма)* Содержащиеся в газе углеводородные компоненты позволяли получать значительные количества бутан-бутил еновой и изобутановой фракций, которые использовались в процессе алкилирования.

Опускаясь через чередующееся зоны выжига и охлаждения, катализатор постепенно терял коксовые отложения и активность его восстанавливалась. Горячий регенерированный катализатор, пройдя через выравниватель потока, покидал регенератор и по наклонному трубопроводу поступал в распределительное устройство подъемника. Здесь катализатор подхватывался горячим воздухом и по вертикальной трубе пневмоподъемника транспортировался в верхний бункер.

Эксплуатация установки подтвердила надежность и эффективность работы запроектированных конструкций аппаратуры и методов управления процессом.

В начале 1946 г. монтаж установки был закончен, и в ночь с 30 апреля на 1 мая 1946 г. она была пущена в эксплуатацию. Ее освоение заняло несколько дней, в течение первого же месяца эксплуатации был получен авиабензин, который по данным испытаний в ЦИАТИМ мог быть отнесен к типу американского «супер -бензина».

Переработка сырья проводилась в две ступени: крекинг сырья и очистка бензина. В течение первого пробега установки (с 1 мая по 12 мая) был осуществлен крекинг газойля нафтенового основания (235 - 330°С), полученного из артемо- малгобекской нефтесмеси. В результате первой ступени процесса были получены 6,4% изобутана и 27% базового авиабензина.

Вторая ступень процесса (с 13 по 24 мая) значительно изменила состав и качество авиабензина. Групповой химический состав бензина в результате второй ступени изменился в основном в сторону снижения содержания олефинов (с 5,8 до 1,4%) и значительного увеличения концентрации ароматических углеводородов (с 36,3 до 49,5%). Октановое число бензина в чистом виде повысилось на 3,5 пункта (таблица 1).

За разработку основных принципов и схемы, осуществление руководства проектированием, строительством и освоением первой опытно-промышленной установки отечественной системы КК научным сотрудникам ГрозНИИ Б.К. Америку, З.К. Оркиной и К.Г. Лаврентьеву, специалистам

«Грозгипронефтехима» и нефтеперерабатывающего завода № 867 было присвоено звание лауреатов Государственной премии.

Таблица 1 - Основные качества бензинов первой и второй ступени крекинга газойля нафтенового основания

Бензин 1-й ступени Авиабензины П -й ступени

моторный авиационный 1-я партия 2-я партия

1 Фракционный состав, °С

температура

начала кипения 37 38 42 49

10% выкипает при

температуре 66 62 60 78

50% выкипает при

температуре 154 106 107 128

90% выкипает при

температуре 237 148 150 155

температура

конца кипения 245 163 171 167

2 Антидетонационные

характеристики

октановые числа по данным

ГрозНИИ:

- в чистом виде моторным

методом 76,0 80,7 82,8 86,6

- с 4 мл этиловой жидкости 89,0 94,8 95,2 93,8

- в чистом виде методом 1 -С 78,6 82,6 85,2 88,0

- с 4 мл этиловой жидкости 94,0 98,8 102,6 101,2

сортность бензина по данным

ЦИАТИМ

- метод 1-С - 96 100 101

- метод 3-С 140 160 160

Глава 2. Разработка технологии и освоение промышленного производства синтетического алюмосиликатного катализатора

Определяющим любой каталитический процесс является катализатор.

Естественно, проблема получения катализатора необходимых качеств для разрабатываемой отечественной системы КК, стала решающей.

В основу отечественной системы был положен принцип применения подвижного слоя гранулированного катализатора, непрерывно перемещающегося между реактором и регенератором. Поэтому одним из основных свойств разрабатываемого катализатора была механическая прочность.

Схема получения таблетированного катализатора разрабатывалась совместно коллективами ЦИАТИМ, ГрозНИИ, завода № 867 и треста «Нефтезаводпроект».

В результате проведенных работ в 1946г. было закончено строительство опытно - промышленной катализаторной фабрики для производства 300 кг в сутки синтетического катализатора.

Одновременно с разработкой способа производства таблетированного катализатора в ГрозНИИ проводилась поисковая работа по получению более прочного катализатора в форме стекловидных шариков.

В 1945г. катализаторная лаборатория ГрозНИИ под руководством кандидата химических наук И. И. Старостина начала работы по разработке способа приготовления синтетического шарикового катализатора.

На основании работ 1945-1946гг. в первом квартале 1947г. была разработана пропись приготовления шарикового катализатора и рекомендовано его производство в промышленном масштабе. В этом же 1947г. на основании материалов ГрозНИИ, трестом «Грознефтепроект» был выполнен технический проект для строительства этих установок.

В 1948г. было закончено строительство и осуществлен пуск опытно-промышленной установки 43-2-Б по производству шарикового катализатора. В том же году был дан анализ ее работы с описанием основных недостатков, выявленных в пусковой период установки.

Наиболее положительной стороной работы этой установки явилось то, что практическая работа на ней дала возможность выявить и учесть ряд недостатков в проекте и строительстве промышленной установки 43-3.

Промышленная установка производительностью 3 тонны шарикового катализатора в сутки, построенная на заводе № 867, была запроектирована трестом «Грознефтепроект». Строительство промышленной установки 43-3 было закончено в октябре 1949 г., после чего приступили к испытанию отдельных узлов и аппаратов.

Установка была смонтирована в одном железобетонном здании, за исключением емкостей для хранения растворов. Главное здание имело три

отделения: в одном отделении готовились исходные растворы жидкого стекла и сернокислого алюминия, в другом отделении готовились рабочие гелеобразующие растворы, формовка шариков и обработка сырых шариков растворами. Третье отделение главного здания установки занимала сушилка, прокалочная печь и узел сортировки готового катализатора.

Несмотря на некоторые недостатки, эксплуатация промышленной установки 43-3 подтвердила полную возможность производства шарикового катализатора по принятой проектом прописи и запроектированной схеме. Качество катализатора,выработанного на этой установке, дано в таблице 2. Таблица 2 - Качество катализатора, выработанного на установке 43-3 в начале 1950 года

Дата Насыпной вес Износ в лабораторном эрлифте за 15 мин, в % вес Выход треснувших шариков, в % масс.

01.03. 0,862 15 23

15.03. 0,827 32 36

30.03. 0,788 15 20

08.04. 0,775 15 23

20.04. 0,757 18 33

30.04. 0,761 16 22

05.05. 0,750 12 16,3

15.05. 0,759 12,7 20,6

31.05. 0,713 12,4 19,1

Глава 3. Освоение процесса каталитического крекинга в промышленном масштабе

На основании положительных результатов эксплуатации опытно-

промышленной установки 43-1 в Грозном в середине 1946г. Совет Министров СССР принял решение о строительстве в системе Министерства нефтяной промышленности топливных заводов с установками каталитического крекинга в качестве основных технологических единиц. В 1947г. было развернуто проектирование промышленных установок в трестах «Грознефтепроект» и « Нефтепроект».

Значительная работа по проверке конструкций некоторых узлов аппаратуры была осуществлена в 1946-1947гт. В 1948г. были проверены и окончательно уточнены конструкции выравнивателей потока катализатора в аппаратах и разделителя паров и катализатора для реактора.

В качестве базы для строительства установки ЮС на заводе №867 была выбрана одинарная крекинг-установка №5, рядом с которой в результате произведенного в 1948г. демонтажа установки №6 образовалась свободная площадка достаточных размеров, а неподалеку имелась компрессорная станция и адсорбционно-стабилизационная установка, пригодные после некоторой реконструкции для переработки легких продуктов каталитического крекинга.

Сооруженная в 1949г. установка №5 была полностью освоена в 1951г. Проектирование, строительство и освоение первой отечественной установки было осуществлено в течение 5 лет.

Установка состояла из двух блоков - блока крекинга и блока очистки бензина. Объем реакционного пространства блока крекинга был рассчитан на производительность 720 т/сутки по сырью, а блока очистки на производительность 360 т/сутки.

В 1951г. установка №5 в основном работала по полной технологической схеме на чистом шариковом катализаторе, выработанном катализаторной фабрикой 43 - 3 в г. Грозном.

В ходе пробегов установки №5 в апреле 1952г. были получены результаты, приведенные в таблице 3. Полученный на установке № 5 бензин (по данным обследования ГрозНИИ) имел плотностьр]й -0, 735 и октановое число 80,3.

Одновременно с освоением установки №5 институтом «Гипронефтезаводы» был выполнен технический проект установки типа 43-102, также предназначенной для крекинга керосино-газойлевых фракций с получением авиабензина.

Установки этого типа, получившие широкое распространение в нефтепереработке Советского Союза, были введены в эксплуатацию в 1952г. Они состояли из трех блоков, два из которых предназначались для осуществления первой ступени крекинга керосино-газойлевой фракции, а третий - для очистки мотобензина, полученного в первой ступени и прошедшего стабилизацию. Все три блока установок 43-102 были совершенно идентичны

друг другу по расположению, конструкции и размерам аппаратуры, взаимно заменяемы и рассчитаны на переработку 800т/сут. керосино-газойлевой фракции.

Таблица 3 - Материальный баланс каталитического крекинга на установке №5

Проектные данные Средние значения по заводским данным Поданным обследования ГрозНИИ

1 2 3 4

Переработано:

Сырья (керосино-газойлевой фракции) 100,0 100,0 100,0

Рисайкла 25,0 5,6 4,9

ИТОГО: 125,0 105,6 104,9

Получено:

Жирный газ 17 15,7 16,5

Нестабильный мотобензин 49 46,4 44,8

Легкая флегма 14 23,2 21,2

Тяжелая флегма 14 10,5 11,2

Кокс 4 1,5 2,0

Рисайкл 25 5,6 4,9

Потери 2 2,7 4,3

ИТОГО: 125 105,6 104,9

Глава 4. Создание систем каталитического крекинга с применением псевдоожиженного слоя

Системы КК с подвижным катализатором в виде «кипящего слоя»

разрабатывались в АзНИИ и ГрозНИИ. Наиболее полно они изучались в АзНИИ. Разработка более прогрессивного процесса КК в псевдоожиженном слое мелкодисперсного катализатора была осуществлена в СССР в период с 1944-1952гг. коллективами АзНИИ им. В.В.Куйбышева, «Гипроазнефш» и «Азнефтезаводы» под руководством B.C. Гутыри, РТ. Исмайлова, В.С.Алиева, Г.Г. Маркаряна.

Проработка процесса КК с подвижным взвешенным катализатором была начата в ГрозНИИ в 1940г. под руководством Б. К. Америка. Однако вплоть до середины 1947г. эта работа не дала удовлетворительных результатов, которые позволили бы приступить к проектированию промышленных установок. Применявшийся при испытании пылевидный катализатор (приготовленный из естественных глин) сильно комковался, создавая «пробки» в

катализаторопроводах. С другой стороны, было трудно отделить мельчайшие катализаторные частицы от газовых потоков.

Разработку процесса крекинга «с кипящим слоем» катализатора представилось возможным возобновить лишь в 1947г., когда в ГрозНИИ был найден способ получения катализатора в виде весьма прочных шариков.

К числу первых работ, выполненных в стране по КК нефтяного сырья на мелкодисперсном катализаторе, следует отнести исследования, проведенные в 1940-1943гг. B.C. Гутырей по разработке процесса жидкофазного КК.

В 1944-1945гг. была сооружена первая лабораторная установка, а за ней ряд других лабораторных и модельных установок периодического и непрерывного действия, на которых в результате детальных исследований, проведенных под руководством B.C. Гутыри и B.C. Алиева, были изучены теоретические основы процесса и установлены основные параметры псевдоожиженного слоя.

На основании полученных результатов в 1948г. «Гипроазнефтью» была запроектирована первая опытно-промышленная установка КК с мелкодисперсным катализатором. Установку построили в 1949г. и полностью освоили в 1950г. в режимах каталитического превращения прямогонных дистиллятов бакинских нефтей.

Первая в стране промышленная установка КК с псевдоожиженным слоем мелкодисперсного катализатора типа 1-Б была запроектирована «Гипроазнефтью» и в 1952г. сооружена на Ново-Бакинском нефтеперерабатывающем заводе. Её успешно освоили в режиме крекинга керосино-газойлевой фракции.

Технологическая схема этой установки была следующей (рисунок 2). Сырье нагревалось последовательно в теплообменниках, в трубчатой печи и направлялось в узел смешения, куда непрерывно поступал горячий регенерированный катализатор. Контактируя с ним, сырье полностью испарялось. Поток паров с взвешенными в нем частицами катализатора поступал по транспортной линии в реактор. Пары продуктов

реакции и водяные пары проходили циклонные сепараторы и затем поступали в

ректификации ц ¡уго колонну.

] - электрофильтр; 2 - котсл-угилизатор; 3 - кольцевой разбрызгиватель; 4 - двухступс|ргатые циклонные сепараторы регенератора; 5 - регенератор, 6 - пароперегреватель в кипящем елее; 7 - увлажнитель; К -распределитель пядуха; 9 - распределительная решетка; 10 щлемовая груба; 15 - двухступенчатые циклонные сепараторы реактора; 12 - реактор; 13 - разгрузочная емкость; 14 - стояк; 15 - паросборник котла-утидвитора; 16 - транспортная линия регенератора; !7 - стояк регенератора; 18 - распределительная решетка реактора; 19 -отпарная секция реактора; 20 - пароперегреватель; 21 - гшто цистерна; 22 - захватное сооружение реактора; 23 -регулиругониге задвюккн; 24 - стояк реактора; 25 - регулирующая задвижка; 26 - захватное сооружение регенератора; 27 - танка под давлением; 28 - воздуетдувка; 29 - компрессор; 30 - аккумулятор воздуха; 31,32,33 -насосы.

Рисунок 2- Технологическая схема реакторного блока установки 1 -Б

Извлеченный катализатор возвращался из циклонов по стоякам обратно в кипящий слой. Отработанный катализатор выводился из зоны реакции через щели в вертикальной перегородке в отпарную секцию, где продувался перегретым водяным паром. Пройдя регулирующую задвижку, он опускался по стояку к узлу смешения с воздухом и оттуда потоком воздуха транспортировался а регенератор. В транспортную линию регенератора подавалась лишь часть воздуха, обеспечивающая транспортировку закоксованного катализатора из реактора в регенератор. Дополнительное количество воздуха, необходимое для сжигания кокса, отложившегося на катализаторе, вводилось непосредственно в нижнюю часть регенератора. Регенерированный катализатор но стояку

самотеком поступал в узел смешения. Таким образом, замыкался цикл циркуляции катализатора.

Для съема избыточного тепла в регенераторе в кипящем слое был расположен змеевик. Съем тепла осуществлялся за счет перегрева водяного пара с одновременным впрыском химически очищенной воды или парового конденсата. Продукты сгорания проходили через внутренние циклоны регенератора, охлаждались в паровом котле - утилизаторе, поступали в электрофильтр и выходили через дымовую трубу в атмосферу.

На установке имелась воздуходувка для пневмотранспорта, а также для подачи воздуха на регенерацию катализатора. Для предотвращения закупорки транспортных линий и труб на установке была предусмотрена сеть высокого давления, куда специальный компрессор мог периодически подавать воздух.

Основными аппаратами на установке являлись: реактор, регенератор, котел-утилизатор, трубчатая печь, ректификационная колонна.

Для оценки работы установки с 1953г. проводились систематические обследования. Материальный баланс установки приведен в таблице 4.

Таблица 4 - Материальный баланс установки 1-Б

Наименование Выходы, % вес

Жирный газ 16,8 12

Нестабильный мотобензин 54,0 44,4

Легкий газойль 22,7 27,2

Тяжелый газойль 2,5 12,1

Коке и потери 4,0 4,3

Полученные данные легли в основу проектирования «Гипроазнефтью» серии промышленных установок ЮС с псевдоожиженным слоем катализатора типа 1-А и типа 1-А/1-М. Позднее такие установки были сооружены и успешно освоены на многих нефтеперерабатывающих заводах страны.

Глава 5. Исследования ГрозНИИ в области каталитического крекинга

тяжелого сырья

Строительство и ввод в эксплуатацию большого числа установок КК керосино-газойлевых фракций в начале 1950-х годов полностью решили вопрос обеспечения авиации высокооктановым горючим.

Но сдвиги, происходившие в машиностроении, изменили задачи, стоявшие перед процессом КК. Успешное развитие реактивной авиации уменьшало относительную долю высокооктановых бензинов в общем балансе топлив для авиационных моторов. С другой стороны, значительно увеличилась потребность в высокооктановых автомобильных бензинах.

Производство таких бензинов способом КК не требовало переработки легкого сырья и могло быть организовано на базе использования более тяжелых видов сырья.

С 1950 г. отделом КК ГрозНИИ под руководством Б.К. Америка была начата поисковая работа по разработке новой системы КК, которая наряду с экономичностью и простотой аппаратурного оформления отличалась технологической гибкостью, позволяющей осуществлять переработку тяжелого сырья.

Обе системы КК, разработанные в свое время для переработки легких типов сырья, не решали всех вопросов получения авиабензинов из тяжелого сырья и, кроме того, не являлись достаточно простыми для применения в производстве такой массовой продукции, как автобензин.

На основании результатов экспериментальных работ и теоретических исследований были разработаны основные принципы новой системы:

- катализатор должен применяться в виде сферических частиц высокой прочности диаметром 0,3-1,0мм;

- движение катализатора в аппаратах должно происходить во взвешенном состоянии - в виде «кипящего слоя»;

- необходимо ограничить циркуляцию катализатора пределом, достаточным для нормальной работы реактора (для легкого сырья - 2-кратная циркуляция, для тяжелого сырья - 4-5-кратная циркуляция);

- для обеспечения нормального температурного режима регенерации необходимо обеспечить теплоотвод из регенератора при помощи охлаждающих змеевиков;

- для улучшения характера движения катализатора в реакторе и регенераторе последние должны быть разделены на несколько (6-8) последовательно работающих секций.

В ГрозНИИ была построена новая пилотная установка, воспроизводившая основные особенности этой системы производительностью 700-1000кг сырья в сутки.

Министерство нефтяной промышленности СССР поручило проектным организациям совместно с исследовательскими институтами приступить к проектированию промышленных установок КК мощностью 1; 1,5; 3 млн тонн сырья в год.

На основе исследований и предварительных расчетов было признано целесообразным в основе конструктивной схемы реакторных блоков мощных установок применить расположение регенератора над реактором, что позволяло максимально снизить давление в регенераторе и соответственно снизить расход энергии на нагнетание воздуха в регенератор.

Разработанная схема реакторного блока приведена на рисунке 3. Регенерированный катализатор с температурой 600°С по шести вертикальным напорным стоякам диаметром 0,5м поступал через регулирующие клапаны соответственно в 6 транспортных линий, диаметры начальных участков которых составляли 0,38м и диаметры конечных участков - 0,57 (на схеме показаны только 2 напорных стояка и две транспортные линии). Поступление катализатора в каждую линию составляло 330-340т в час. В каждую из этих линий вводилось по 2200-2300 кг/ч водяного пара, который осуществлял транспортировку катализатора в реактор.

В поток горячего катализатора, движущегося по этим линиям, впрыскивалось сырье, нагретое до 250-300°С по 45т/ч в каждую линию. За счет контакта с горячим катализатором сырье нагревалось до 475°С и испарялось, а катализатор охлаждался до указанной температуры. Скорость движения паров в транспортной линии составляла 10-12м/с. Смесь катализатора, нефтяных и водяных паров поступала в нижнюю часть рабочей зоны реактора, занимающей

кольцеобразное пространство между корпусом реактора и центрально-расположенной отпарной секцией.

1 Реактор ^ 2 Регенератор

3 Секция отпарки

__ф 4Транспортная линия

катализатора

отработанного

. ■ - Ь __05> 5Транспортная линия регенериров. ка-

■ I—•_^т- тализатора

~<3> бНапорные стояки ® 7 Рас пределительные пауки в реакторе

8 Перегородки в реакторе

9 Циклоны

10 Маточник дня ввода водяного лара ® 11 Распределительные пауки в регене-

__О раторе

12.Коллекторы для ввода воздуха 13 Цилиндрическая перегородка —<«> 14 Циклоны

____ф 15 Охлаждающие змеевики

16Клапаны —® ПКлапаны 18 Ввод сырья Ф 19 Ввод пара

20Вывод паров в колонну ® 21Ввод воздуха ^ 22Ввод воздуха

23Вывод дымовых газов 24Переточные отверстия

Рисунок 3. Принципиальная схема реакторного блока

Равномерное распределение паров и катализатора по поперечному сечению рабочей зоны осуществлялось с помощью шести распределительных «пауков».

Парообразные продукты реакции проходили через циклоны в верхней части реактора и направлялись затем во фракционирующую колонну.

Отработанный катализатор из верхней секции реактора поступал через отверстие в секцию отпарки и проходил через нее сверху вниз навстречу восходящему потоку водяного пара, который вводился в низ этой секции в количестве около 6,5-7 тонн/ч через коллектор. Пропаренный катализатор через регулирующие клапаны вводился в вертикальную транспортную линию диаметром 1,7м, проходившую по оси секции отпарки реактора. Сюда же вводилась часть регенерирующего воздуха в количестве около 71000кг/ч. Воздушный поток, идущий по этой линии со скоростью 10-12 м/с, подхватывал

катализатор и по транспортной линии перемещал его в вышерасположенный регенератор - в его первую секцию.

Некоторые показатели этой схемы были получены в результате соответствующих расчетов установки для переработки 1,5 млн т в год тяжелого дистиллятного сырья.

Глава 6. Разработка комбинированной нефтеперерабатывающей

установки ГК

Дня успешного решения задач в области глубокой переработки нефти был необходим новый подход к вопросам разработки технологических схем нефтеперерабатывающих заводов.

Применение мощных многофункциональных комбинированных установок позволяло сократить общее число технологических единиц завода, соответственно сократить объем общезаводского хозяйства, уменьшить расходы топлива, воды, пара и в итоге резко уменьшить стоимость строительства нефтеперерабатывающих заводов, улучшить технико-экономические показатели переработки нефти и повысить производительность труда.

Окончательная отработка конструкций аппаратов блока КК была осуществлена на реконструированной в 1962г. опытно-промышленной установке каталитического крекинга 43-1 мощностью 300 т/сут.

Первая в отечественной промышленности комбинированная установка ГК, разработанная ГрозНИИ и «Гипрогрознефтью» для глубокой переработки нефтей, включала пять блоков, где осуществлялись процессы атмосферной переработки нефти, вторичной перегонки прямогонного бензина, вакуумной перегонки мазута, висбрекинга гудрона, каталитического крекинга вакуумного дистиллята, перегонки продуктов крекинга, стабилизации бензина каталитического крекинга, щелочной очистки светлых нефтепродуктов, компрессии и первичного фракционирования газа. Эти процессы обеспечивали получение 16 наименований целевых нефтепродуктов, среди которых основными являлись компоненты автобензинов, летние и зимние дизельные топлива, реактивные и котельные топлива и др.

Принципиальная технологическая схема ГК для переработки 3 млн тонн нефти в год была следующей. Обессоленная и обезвоженная нефть, пройдя

теплообменники, подавалась в первую колонну атмосферной перегонки. Выделенная с верха колонны фракция НК-85°С поступала на стабилизацию. После стабилизации фракция НК-85°С в смеси с фракцией 85-140°С, выделенной со второй атмосферной колонны, подавалась на вторичную перегонку. В колоннах вторичной перегонки фракция НК-140°С разделялась на узкие фракции НК-62°С, 62-85°С, 85-120°С, 120-140°С, которые после очистки выводились с установки.

Полуотбензиненная нефть из первой колонны прокачивалась через печь, где нагревалась до 350°С и подавалась во вторую основную колонну атмосферной перегонки К-2. Часть полуотбензиненной нефти из печи в виде «горячей струи» подавалась в нижнюю часть первой колонны для поддержания необходимой температуры. Во второй колонне атмосферной перегонки отбензиненная нефть разделялась на компоненты бензина, керосина, дизтоплива и мазут. Фракции бензина, керосина, дизтоплива после очистки выводились с установки.

После нагрева в печи мазут с низа второй колонны атмосферной перегонки направлялся в вакуумную колонну, где разделялся на вакуумный дистиллят, являвшийся основным сырьем блока КК, и гудрон, направляемый на блок термического крекинга. Вакуумный дистиллят нагревался в печи и поступал в сепаратор, где разделялся на паровую и жидкую фазы, сюда же поступал бензин термического крекинга гудрона.

Реактор блока КК имел диаметр 8,4м, регенератор 11м. Было предусмотрено раздельное питание реактора паровой и жидкой фазами сырья, которым являлся вакуумный дистиллят и бензин термического крекинга гудрона. Паровая фаза подавалась под нижнюю решетку реактора, а жидкая фаза сырья и рисайкл (остаток крекинговой колонны) впрыскивались через форсунки в зону кипящего слоя катализатора. Закоксованный катализатор из реактора перетекал в секцию отпарки для десорбции следов нефтепродуктов, а затем по транспортной линии поступал в регенератор. Для съема избытка тепла регенерации катализатора в кипящем слое были размещены охлаждающие

змеевики с общей поверхностью 480м2, избыточное тепло выжига кокса в регенераторе использовалось для выработки водяного пара.

Продукты каталитического крекинга направлялись в ректификационную колонну, где разделялись на смесь газа, бензина, компоненты дизельного и котельного топлива. Гудрон, нагретый в печи, поступал в испаритель, откуда пары направлялись в колонну.

В 1963г. было принято постановление СМ СССР (№11 от 08.05.1963г.) о строительстве комбинированной установки ПС мощностью 3,0 млн тонн нефти в год на Ангарском НПЗ.

Строительство этой установки было закончено в 1968г., после чего начались пусконаладочные работы. В 1970г. установка работала нормально и годовой план по переработке нефти был выполнен на 103%.

В конце 1969г. было закончено строительство установки ГК-3/1 на Кременчугском НПЗ. В течение 1969-1970гг. сотрудники ГрозНИИ принимали участие в подготовке к пуску этой установки. В процессе строительства установки в конструкцию аппаратов и оборудования были внесены изменения и усовершенствования, опробованные на установке ГК-3 в г. Ангарске. Это позволило провести пуск блоков более успешно, в короткие сроки и с лучшими производственно-техническими показателями.

По окончании фиксированных пробегов в августе - сентябре 1973 года установки ГК были гарантийно сданы Ангарскому и Кременчугскому НПЗ.

Установка ГК по сравнению с отдельно строящимися установками позволила уменьшить территорию застройки в 4,7 раза, снизить капитальные затраты в 1,7 раза, эксплуатационные расходы в 2 раза, штат в 1,9 раза.

Выводы

1. На основе исследования отчетов, архивных материалов и литературных источников впервые проведен анализ становления процесса КК. Дана сравнительная характеристика первых американских систем и отечественных разработок процесса КК.

2. Показан вклад ученых и инженеров научно-исследовательских и проектных организаций в разработку и внедрение установок КК в нефтеперерабатывающую

промышленность. Проанализированы направления исследовательских работ по созданию первых отечественных установок процесса КК.

3. Обсуждены технические решения в аппаратурном оформлении первой опытно-промышленной (43-1) и промышленной (№5) установок отечественной системы КК, которые были направлены на улучшение их эксплуатационных характеристик и результаты их внедрения.

4. Рассмотрены этапы совершенствования технологии получения синтетических алюмосиликатных катализаторов на основе данных работы опытно-промышленной (43-2-Б) и промышленной (43-3) установок производства шарикового катализатора.

5. Показана перспективность комбинирования процессов нефтепереработки в составе одной установки на примере разработки и внедрения комбинированных установок ГК-3. Даны результаты их эксплуатации.

6. Доказана ведущая роль и перспективность процесса КК в схемах глубокой переработки нефти и получении сырья для развивающихся нефтехимических процессов, а также большие возможности по его совершенствованию.

Результаты исследований опубликованы в 11 научных работах, из них № 1,2 в изданиях в соответствии с перечнем, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ:

1 Махмудова Л.Ш., Абдулмежидова З.А., Сыркин А.М. Первые работы ГрозНИИ по получению цеолитсодержащих катализаторов для процесса каталитического крекинга нефтяных фракций // Башкирский химический журнал. - 2004,- №5.- С. 55-57.

2 Абдулмежидова З.А., Махмудова Л.Ш., Сыркин A.M. Некоторые аспекты получения и применения катализаторов из асканглин // Башкирский химический журнал. -2004.- №5.- С. 60-63.

3 Абдулмежидова З.А., Махмудова Л.Ш., Сыркин А.М. Первые американские и отечественные системы каталитического крекинга // Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела: материалы V Международной научной конференции. -Уфа: 2004.- Т.1.- С. 3-4.

4 Махмудова Л.Ш., Абдулмежидова З.А. Этапы совершенствования технологических схем каталитического крекинга // Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела: материалы V Международной научной конференции. -Уфа: 2004,- Т.1.- С. 76-77.

5 Ахмадова Х.Х., Турлуев Р.А-В., Махмудова Л.Ш., Абдулмежидова З.А. Организация системы нефтяных научно-исследовательских институтов в СССР в 30-е годы // Труды ГТНИ. - Грозный,2004.- Вып. 4.- С. 105-114.

6 Ахмадова Х.Х., Турлуев Р.А-В., Махмудова Л.Ш., Абдулмежидова З.А. Предпосылки для возникновения нефтяного научно-исследовательского института в Грозном // Труды ГТНИ. - Грозный, 2004.- Вып. 4.-С. 115-122.

7 Ахмадова Х.Х., Турлуев Р.А-В., Махмудова JI.IIL, Абдулмежидова З.А. Становление научно-исследовательской работы по переработке нефти в Грозном // Труды ГГНИ. - Грозный, 2004.- Вып. 4. - С. 123-133.

8 Абдулмежидова З.А., Махмудова Л.Ш., Сыркин А.М. Становление процесса производства синтетического шарикового катализатора в г. Грозном // Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук: материалы Международной научно-технической конференции.-Уфа: 2005.- С. 13-15.

9 Ахмадова Х.Х, Махмудова Л.Ш., Турлуев Р.А-В., Абдулмежидова З.А. Первые Грозненские лауреаты Государственной премии по нефтепереработке // Труды ГТНИ. - Грозный, 2005.- Вып.5.- С. 78-81.

10 Абдулмежидова З.А., Ахмадова Х.Х., Махмудова Л.Ш., Сыркин А.М. Освоение первого процесса каталитического крекинга в промышленном масштабе // Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук: материалы Межвузовской научно-технической конференции. - Уфа: 2006.- С. 7-8.

11 Ахмадова Х.Х., Турлуев Р.А-В., Махмудова Л.Ш., Абдулмежидова З.А. Исследования Грозненского нефтяного института по переработке тяжелых нефтяных остатков // Нефтегазопереработка и нефтехимия: материалы Международной научно-практической конференции.-Уфа: 2006.- С. 67-69.

Подписано в печать 23.01.07. Бумага офсетная. Формат 60x801/16. Гарнитура «Тайме». Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1. Тираж 90. Заказ 17.

Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета. Адрес типографии-450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКА ОТЕЧЕСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА

1.1. Краткий обзор развития первых систем каталитического крекинга

1.2. Выбор принципиального пути создания отечественной системы каталитического крекинга

1.2.1. Основные особенности разрабатываемой системы

1.2.2. Экспериментальная проверка крекинга на пилотной установке с подвижным катализатором

1.3. Первая отечественная опытно - промышленная установка каталитического крекинга 43

1.3 1.Результаты эксплуатации первой отечественной установки каталитического крекинга

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОСВОЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА СИНТЕТИЧЕСКОГО АЛЮМОСИЛИКАТНОГО КАТАЛИЗАТОРА

2.1. Получение синтетического катализатора в полузаводском масштабе

2.2. Производство таблетированного синтетического катализатора

2.3. Разработка способа производства синтетического шарикового катализатора

2.4. Опытно-промышленная установка получения шарикового катализатора 43-2-Б

2.5. Промышленная установка получения шарикового катализатора

ГЛАВА 3. ОСВОЕНИЕ ПРОЦЕССА КАТАЛИТИЧЕСКОГО

КРЕКИНГА В ПРОМЫШЛЕННОМ МАСШТАБЕ

3.1. Первый промышленный процесс отечественной системы каталитического крекинга

3.2. Уточнение конструкций отдельных узлов аппаратуры

3.3. Получение показателей для проектирования топливных заводов

3.4. Установка каталитического крекинга №

3.5. Типовая установка 43

ГЛАВА 4. СОЗДАНИЕ СИСТЕМ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА

С ПРИМЕНЕНИЕМ ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ

4Л. Первые исследования ГрозНИИ систем с «кипящим слоем» катализатора

4.2. Исследования АзНИИ систем с псевдоожиженным слоем катализатора

4.3. Промышленное освоение процесса каталитического крекинга в «кипящем слое»

4.4. Основные показатели работы установки типа 1-Б

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЯ ГРОЗНИИ В ОБЛАСТИ

КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА ТЯЖЕЛОГО СЫРЬЯ

5.1. Каталитический крекинг мазутов

5.2. Схема процесса каталитического крекинга мазута

5.3. Создание новой системы каталитического крекинга тяжелого сырья

5.4. Разработка принципиальной технологической схемы каталитического крекинга тяжелого сырья в «кипящем слое» 109 катализатора

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОЙ

НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ УСТАНОВКИ

6.1. О сочетании процесса каталитического крекинга с другими процессами в составе комбинированной установки

6.2. Первый этап разработки комбинированной установки

6.3. Уточнение показателей для проектирования комбинированных установок

6.4. Комбинированная установка ГК

6.5. Комбинированные установки Ангарского и Кременчугского НПЗ

ВЫВОДЫ

Развитие нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности определяется возрастающими требованиями к качеству выпускаемых продуктов, расширением масштабов нефтехимических производств и общим ростом производства нефтепродуктов. В современных условиях неуклонного повышения мировых цен на нефть и наметившейся тенденции истощения нефтяных запасов, актуальна задача углубления переработки нефти. Среди вторичных процессов, решающих эту задачу, ведущее место, как в России, так и за рубежом занимает процесс каталитического крекинга.

Целевым назначением процесса является получение высококачественного компонента автобензина с октановым числом 85-93 (ИМ). При каталитическом крекинге образуется значительное количество газа, богатого пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракциями (сырье для производства различных высокооктановых эфиров, алкилатов и других ценных компонентов моторного топлива). Установки каталитического крекинга являются также поставщиком сырья для химической промышленности: из газойлей крекинга получают сажевое сырье и нафталин, тяжелый газойль может служить сырьем для производства высококачественного «игольчатого» кокса [1-3].

За длительный период своего развития, начиная с 30-х годов, каталитический крекинг значительно совершенствовался как в отношении способа контакта сырья и катализатора (в стационарном слое, в движущемся слое шарикового катализатора, в «кипящем» слое микросферического катализатора), так и в отношении применяемых катализаторов (таблетированные катализаторы на основе природных глин, шариковые синтетические алюмосиликаты, микросферические алюмосиликаты, в том числе цеолитсодержащие). Эти усовершенствования влекли за собой радикальные изменения технологии процесса в целом, позволившие увеличить выход целевого продукта-компонента автобензина от 30-40 до 5070% масс, максимально [4-5].

Достигнутый прогресс обеспечил вовлечение в переработку все более тяжелого сырья: если на первой стадии развития крекингу подвергали керосино-газойлевые фракции, а затем - вакуумные газойли (наиболее распространенный вариант и в настоящее время), то за последние 20 лет все возрастает число установок, использующих в качестве сырья нефтяные остатки: мазуты, деасфальтизаты и их смеси с вакуумными дистиллятами [36].

Создание и внедрение процесса каталитического крекинга в отечественную нефтепереработку является важным научно-техническим достижением, позволившим решить ряд важнейших проблем топливного баланса страны. Основной вклад в разработку этого процесса внесли Грозненский нефтяной научно-исследовательский институт (ГрозНИИ), Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтеперерабатывающей промышленности (ВНИИНП) и Институт нефтехимических процессов Академии наук Азербайджана (ИНХП). Проекты первых отечественных установок каталитического крекинга были выполнены проектными организациями «Грозгипронефтехим», ВНИПИнефть и «Гипроазнефть» [7].

Грозненский научно-исследовательский институт является одним из старейших институтов нефтеперерабатывающей отрасли. Он начал свою деятельность 7 ноября 1928г. Организация института была осуществлена на базе Центральной лаборатории заводов объединения «Грознефть», которая к этому времени имела большой опыт проведения научно-исследовательских работ. Первым директором института был назначен A.M. Суханов, руководивший тогда Центральной лабораторией.

История ГрозНИИ - это история становления и развития нефтеперерабатывающей отрасли нашей страны. Разработки коллектива института использовались почти во всех основных нефтяных районах Советского Союза. Именно ГрозНИИ по многим вопросам на протяжении десятилетии определял пути технического прогресса всей нефтеперерабатывающей промышленности СССР. На основе большого комплекса экспериментальных работ, проведенных ГрозНИИ, созданы и успешно эксплуатируются целый ряд современных промышленных процессов производства топлив (каталитический крекинг, сернокислотное алкилирование, висбрекинг, гидрогенизационная переработка гудрона, производства спецтоплив и др.), масел и парафинов (деасфальтизация, фурфурольная очистка, гидроочистка, депарафинизация и обезмасливание, очистка УУ-метилпирролидоном и др.). Технологии ГрозНИИ реализованы в СНГ на НПЗ в гг. Павлодаре, Москве, Грозном, Баку, Омске, Уфе, Мажейкяе, Лисичанске, Кременчуге, Ангарске, Перми, Кстово, Ярославле, Нижнем Новгороде и др.

Разработки ГрозНИИ внедрены и за рубежом - Болгарии, Финляндии, Кубе, Чехословакии, Югославии, Германии и других странах [8-10].

Созданный в Москве в 1933г. Центральный институт авиационных топлив и масел (ЦИАТИМ), стал научной базой при создании нефтеперерабатывающей промышленности за пределами Кавказа. Деятельность института была связана с возникновением и развитием нефтеперерабатывающей промышленности в центральных и восточных районах нашей страны. Работы ЦИАТИМ были посвящены систематизации имеющихся данных по составу нефтей кавказских месторождений и углубленному исследованию нефтей восточных районов. ЦИАТИМ в 1954г. слился с двумя другими институтами - Всесоюзным научно-исследовательским институтом искусственного жидкого топлива и газа (ВНИГИ) и Всесоюзным научно-исследовательским институтом по транспорту и хранению нефти и нефтепродуктов (ВНИИТнефть); объединенный институт был назван ВНИИНП.

В послевоенный период в ЦИАТИМе изучались процессы получения высококачественных моторных топлив. В содружестве с ГрозНИИ и ЛенНИИ были разработаны двухступенчатый каталитический крекинг для получения авиационных бензинов, каталитический крекинг тяжелых дистиллятных фракций с получением автобензина, технология производства синтетического шарикового алюмосиликатного катализатора, процессы каталитического риформинга и выделения индивидуальных ароматических углеводородов, гидроочистки бензинов вторичного происхождения, вакуумного газойля. Большая работа была проведена по организации производства смазочных масел из сернистых нефтей [11-13].

Датой организации первого в Азербайджане нефтяного научно-исследовательского института (АзНИИ) принято считать 20 января 1929г., когда ряд исследовательских организаций «Азнефти» объединились в единую структуру. В 1929-1940гг. были значительно расширены химико-технологические исследования. В тот период по разработкам института на Бакинских НПЗ был сооружен ряд установок термического крекинга, позволившие резко увеличить выработку бензина, а также введены в эксплуатацию первые отечественные атмосферные трубчатки большой мощности. Наиболее крупной работой этого периода является разработка и промышленная реализация производств высокооктановых добавок к авиационным бензинам.

Исследования ученых АзНИИ в области техники псевдоожиженного слоя явились основой для его применения в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности, легли в основу разработки целого рядя типовых установок каталитического крекинга с применением псевдоожиженного слоя катализатора. Потребность в широком проведении исследований в области нефтехимии вызвало образование в 1959г. Института нефтехимических процессов (ИНХП) Азербайджана на базе АзНИИ, института нефти Азербайджана и ряда лабораторий Института химии. В дальнейшем учеными института были проведены большие исследования по получению новых мономеров, топлив и масел, катализаторов и ядохимикатов [8,14].

Наряду с научно-исследовательскими институтами в стране, в 30-е годы создавались и проектные нефтяные организации.

В 1929г. в Москве был создан проектный институт «Гипронефть», на который было возложено проектирование новых и реконструкция старых НПЗ, а также разработка проектов технологических установок. В начале 30-х годов по проектам «Гипронефти» были созданы несколько установок атмосферной и атмосферно-вакуумной перегонки нефти, комбинированные установки термического крекинга и прямой перегонки, цех авиационных масел и запроектирован НПЗ в Хабаровске для переработки Сахалинских нефтей.

В 1933г. «Гипронефть» был реорганизован в «Нефтепроект» с последующими переименованиями в «Нефтезаводпроект», «Гипрознефтезаводы» и ВНИПИнефть. В начале 30-х годов «Нефтепроект» запроектировал отечественную установку термического крекинга без реакционных камер, в 40-х годах - первую отечественную установку каталитического крекинга. «Гипронефтезаводы» совместно с ВНИИНП создали схему глубокой переработки сернистых нефтей, базирующуюся на процессах получения высококачественных топлив. Для производства масел «Гипронефтезаводы» разработал технологические установки деасфальтизации гудрона пропаном, селективной очистки фенолом, а также селективной депарафинизации и обезмасливания гачей, перколяционной очистки парафина, контактной доочистки масел. Накопленный опыт позволил этой организации с 1950г. перейти на двухстадийное проектирование (проектное задание, рабочие чертежи). В последующем ВНИПИнефть в содружестве с ВНИИНП разработали установки адсорбционной очистки парафина, замедленного коксования, каталитического крекинга, гидрокрекинга [8,15].

Проектная организация «Гипрогрознефть», начала работу 1 октября 1925г. в виде Проектного бюро конторы «Заводстроя». В дальнейшем она выросла в крупный проектный институт и была переименована в

Грозгипронефтехим». Им запроектированы отдельные нефтеперегонные заводы, построенные как в Грозном и в других городах Советского Союза, так и за границей.

Гипроазнефть» был организован на базе «Азнефти», где в то время были сосредоточены проектные работы по нефтяной промышленности Азербайджана. Коллектив института проделал огромную работу в становлении нефтепереработки республики. По выполненным институтом работам можно проследить как технически совершенствовались нефтеперерабатывающие заводы Азербайджана от примитивных маломощных установок до новейших высокопроизводительных, а также комбинированных установок.

Гипроазнефть» являлся генеральным проектировщиком нефтеперерабатывающих заводов: Бакинских, Батумского, Красноводского, Ферганского, Ангарского, Чимкентского, и Чарджоуского. К работам института относятся комбинированные атмосферно-вакуумные установки с электрообессоливанием нефти, «вторичной» перегонкой бензина, процессы селективной очистки масел, каталитического крекинга в «кипящем слое», облагораживания легкого масла, депарафинизации масел карбамидом, производства присадок к маслам, производства сырья для сажи, производства полимерных смол, дегидрирования бутана [16,17].

Совместная работа производственников, научных сотрудников и проектировщиков обеспечила широкое внедрение каталитического крекинга в нефтеперерабатывающую промышленность страны.

выводы

1 На основе исследования отчетов, архивных материалов и литературных источников впервые проведен анализ становления процесса КК. Дана сравнительная характеристика первых американских систем и отечественных разработок процесса КК.

2 Показан вклад ученых и инженеров научно-исследовательских и проектных организаций в разработку и внедрение установок КК в нефтеперерабатывающую промышленность. Проанализированы направления исследовательских работ по созданию первых отечественных установок процесса КК.

3 Обсуждены технические решения в аппаратурном оформлении первой опытно-промышленной (43-1) и промышленной (№5) установок отечественной системы КК, которые были направлены на улучшение их эксплуатационных характеристик и результаты их внедрения.

4 Рассмотрены этапы совершенствования технологии получения синтетических алюмосиликатных катализаторов на основе данных работы опытно-промышленной (43-2-Б) и промышленной (43-3) установок производства шарикового катализатора.

5 Показана перспективность комбинирования процессов нефтепереработки в составе одной установки на примере разработки и внедрения комбинированных установок ГК-3. Даны результаты их эксплуатации.

6 Доказана ведущая роль и перспективность процесса КК в схемах глубокой переработки нефти и получении сырья для развивающихся нефтехимических процессов, а также большие возможности по его совершенствованию.

137

1.С.Федоров. Дорогой технического прогресса. М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1977. 20с.

2. Ксиеджин В. II труды XV Мирового нефтяного конгресса. Китай, 1997. Э.Ф. Каминский, В.А. Хавкин. Глубокая переработка нефти; технологический и экологический аспект. М.: Издательство «Техника». ООО «ТУМА ГРУПП», 2001.-384с.

3. М.И. Левинбук // ХТТМ. 1999. №6. С. 21.

4. М.И. Левинбук, Э.Ф. Каминский, О.Ф. Глаголева. // ХТТМ. 2000. №2. С. 6.

5. Т.С. Костромина, Е.Д. Радченко и др. Катализаторы крекинга остаточного нефтяного сырья. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1991.

6. И.Ф. Благовидов, Л.Б. Проскурякова. Развитие научно-исследовательских работ в нефтеперерабатывающей промышленности до 40 лет Советской власти // ХТТМ. 1957. №1. С. 18-20.

7. А.З. Дорогочинский. Вклад грозненцев в развитие нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности // Чечено-ингушское книжное издательство, Грозный, 1962.-87с.

8. А.З. Дорогочинский, А.б. Одинцов. В авангарде технического прогресса. // Нефтепереработка и нефтехимия. 1967. №10-11. С.68-71.

9. B.C. Федоров. Об организации проектно-исследовательских работ в области переработки нефти и нефтехимии // ХТТМ. 1969. №9. С. 1-7.

10. Сведение РГАНТД, Ф. 761, Р-235, Оп. 5-6, Д. 58.

11. И.Ф. Благовидов. Научные исследования ВНИИНП- база технического прогресса нефтеперерабатывающей промышленности центральных ивосточных районов СССР // Нефтепереработка и нефтехимия. 1967. №10-11.С. 71-74.

12. А.Б. Одинцов. Неиссякаемый источник прогресса. Чечено-ингушскоекнижное издательство. 1981, С. 86-94. 18Добрянский А.Ф. Крекинг с хлористым алюминием. ОНТИ -ХИМТЕОРЕТ-Ленинград, 1938, 128 с .

13. С.Н. Обрядчиков. Работы советских ученых по деструктивной переработке нефти // Нефтяное хозяйство, 1948 №12, С. 55.

14. Oil and Gas I., 1938, 27/X, С. 5421 Refiner, 1938, №11 С. 574

15. Oil and Gas J., 1938, 18/XI, C. 95.

16. И.И. Старостин. Сборник трудов ГрозНИИ. Вып. 2.

17. Б.К. Америк. Разработка технологии каталитического крекинга применительно к действующим нефтезаводским установкам. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1940г.

18. Б.К. Америк. Разработка и осуществление отечественной системы каталитического крекинга. Н.-т. отчет ГрозНИИ 1944-1947гг.

19. Б.К. Америк. Разработка отечественной системы каталитического крекинга. Н.-т. отчет ГрозНИИ 1945-1946гг.

20. Сведение РГАНТД, Ф. 638, Р-343, Оп. 64, Д. 71.

21. С.Н. Обрядчиков. Технология нефти Ч. 2. Гостоптехиздат, M-JI., 1977-304с.: ил.

22. Б.К. Америк. Разработка отечественной системы каталитического крекинга. Н.-т. отчет ГрозНИИ 1944г.

23. Т.Р. Simpson, L.P. Evans, C.V. Mornberg J.W. Payne. Oil and Gas J., 1942, 12/XII стр. 96,96-100, 102, 104.

24. Oil and Gas J., 1942, 12/XII, C. 102, 104.32R.H. Newton, G.S. Dunham, T.P. Simpsorn. Oil and Gas J., 1945. 2/VI, C.84.

25. Б.К. Америк. Исследование некоторых вопросов каталитического крекинга. Дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук (Рукопись) 1946.

26. JI.K. Майдебор. Кинетика бензино- и газообразования при каталитическом крекинге керосино-газойлевой фракции нафтенового основания на алюмосиликатном катализаторе. Дис. на соиск. уч. ст. канд. хим. наук 1952г.

27. И.А. Станулис. Исследование закономерностей изменения давления в потоке газа при фильтрации его через гранулированные материалы. Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. 1968г.

28. Отчет Грозненского крекинг завода за 1947г.

29. Сведение РГАНТД, Ф. 541, Р-116, Оп. 93, Д. 56.

30. И.И. Старостин. Разработка и освоение способа приготовления алюмосиликатного катализатора для каталитического крекинга М.-т. отчет ГрозНИИ за 1946г.

31. И.И. Старостин. Разработка способа приготовления бусинкового катализатора (крекинга). М.-т. отчет ГрозНИИ за 1946-1947гг.

32. И.И. Старостин. Изучение физических свойств твердых катализаторов, разрабатываемых в ГрозНИИ. М.-т. отчет ГрозНИИ за 1940г.

33. И.И. Старостин. Разработка способа приготовления и получения образца шарикового катализатора. Научно-технический отчет ГрозНИИ за 1946 г. и I квартал 1947г.

34. И.И. Старостин. Разработка способа и условий производства синтетического шарикового катализатора. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1944-1948гг.

35. И.И. Старостин. Поиски новых способов приготовления катализаторов высокой прочности. Научно-технический отчет ГрозНИИ за 1946г.

36. И.И. Старостин, Л.И. Оглоблина, Е.М. Эммануилова, Т.А. Велюта. Разработка технологической схемы производства и получения опытной партии шарикового катализатора на пилотной установке ГрозНИИ. Научно-технический отчет ГрозНИИ за 1947г.

37. Технологическая записка по опытно-промышленной установке 43-2-Б. шарикового катализатора. ГрозНИИ, «Грознефтепроект» 1947г.

38. Технологическая записка и проектное задание по блоку шарикового катализатора промышленной установки 43-3, ГрозНИИ, Грознефтепроект 1947г.

39. И.И. Старостин, Е.М. Эммануилова, Л.И. Оглобина, Т.А. Болдырева. Анализ работы опытно-промышленной установки по приготовлению шарикового катализатора в пусковой период. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1948г.

40. Освоение и усовершенствование технологии приготовления промышленного синтетического алюмосиликатного шарикового катализатора крекинга. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1950г.

41. Отчет Грозненского крекинг завода за 1950г.

42. Б.К. Америк. Освоение процесса каталитического крекинга в промышленном масштабе. Научно-технический отчет ГрозНИИ за 1948г.

43. Б.К. Америк. Освоение процесса каталитического крекинга в промышленном масштабе. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1949г.

44. Б.К. Америк. Техническая помощь в освоении промышленных масштабах отечественного процесса каталитического крекинга. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1950г.

45. Нефть и газ Чечни и Ингушетии. К 100-летию Грозненской нефтяной промышленности. 1843-1993гг. // JI.X. Ибрагимов, В.Г. Бабулов, А.З. Дорогочинский и др.: М.: Недра, 1993 - 272с. : ил.

46. Б.К. Америк, З.Г. Оркина. Техническая помощь заводам в освоении промышленного процесса каталитического крекинга. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1951г.

47. Б.К. Америк, З.Г. Оркина, И.А. Станулис, В.В. Жданов. Техническая помощь заводам в освоении процесса каталитического крекинга дистиллятного сырья на алюмосиликатном шариковом катализаторе. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1952г.

48. Отчет Грозненского крекинг завода за 1952г.

49. Б.И. Бондаренко, Д.Д. Никулин, В.П. Суханов. Каталитический крекинг. Гостоптехиздат. Москва, 1956. - 208с.

50. С.Г. Пролопюк, P.M. Масагутов. Промышленные установки каталитического крекинга. Москва, Химия, 1974.-176с.59 Отчет НГНПЗ за 1953г.

51. JI.K. Майдебор, Б.В. Матаева, Б.К. Америк. Обследование установок каталитического крекинга типа 43-102. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1954г.

52. Отчет завода НГНПЗ за 1954г.

53. Б.К. Америк, Б.В. Матаева, J1.K. Майдебор, И.Г. Пригорнев. Работа установок каталитического крекинга из-102 и пути увеличения их производительности // Труды ГрозНИИ. Вып. 4. Гостоптехиздат. 1959г.

54. А.Ф. Агафонов, Д.М. Соскинд, Б.Т. Абаева. Опыт эксплуатации и пути реконструкции установок каталитического крекинга с шариковым катализатором // ХТТМ. 1959. №4. С. 34.

55. Сведение РГАНТД, Ф. 903, Р-314, Оп. 58, Д. 32.

56. Б.К. Америк. Разработка процесса каталитического крекинга с взвешенным мелкосферическим катализатором. Н.-т. отчет ГрозНИИ 1948г.

57. В.С.Алиев, М.И. Рустамов, Е.М. Пряников. Об итогах научно-исследовательских работ ИНХП в области каталитического крекинга и внедрении их результатов в промышленность. Нефтепереработка и нефтехимия. Сборник трудов. Баку: Издательство «Элм». 1971. С. 16

58. B.C. Гутыря. Докторская диссертация. АзНИИ НП. Баку, 1943.

59. B.C. Гутыря. Крекинг и риформинг нефтепродуктов в присутствии алюмосиликатных катализаторов. Баку, 1944.

60. B.C. Гутыря, М.Ф. Кабанова, М.А. Гончарова. Каталитическая очистка дистиллятов термического риформинга.-Баку Азнефтеиздат. 1946.

61. B.C. Гутыря // Азербайджанское нефтяное хозяйство.-Баку,- 1946,- №5.

62. B.C. Гутыря // Азербайджанское нефтяное хозяйство.-Баку, 1946.- №7.

63. B.C. Гутыря, М.А. Гончарова, М.Ф. Кабанов // Азербайджанское нефтяное хозяйство.- Баку,- 1947.- №1-2.

64. B.C. Гутыря, М.А. Гончарова, М.Ф. Кабанова // Азербайджанское нефтяное хозяйство.- Баку, 1947.- №7.

65. Ю.Г. Мамедалиев и др. Научно-технические отчеты лаборатории синтеза топлив. АзНИИ НП за 1945-1950гг. Фонды ИНХП АН Азербайджан.

66. Научно-технические отчеты лабораторий химии, технологии крекинга непрерывных процессов катализа, нефтезаводской технологии, химии и технологии катализаторов АзНИИ НП за 1944-1958гг. Фонды ИНХП АН Азербайджан.

67. Научно-технический отчет сектора каталитического крекинга АзНИИ за 1951г. Фонды ИНХП Азербайджан.

68. В.П. Крамской элементы теории процессов крекинга и риформинга над циркулирующим мелкодисперсным контактно-каталитическим материалом. Баку, 1958.

69. В.П. Крамской, М.А. Гончарова, Р.И. Гасанова // Азербайджанское нефтяное хозяйство.-Баку,- 1955.- №9

70. Ф.И. Зейналов, А.Г. Багнров. Каталитический крекинг с пылевидным катализатором. Азербайджанское государственное издательство нефтяной и научно-технической литературы. Баку, 1958. 232с.

71. Сведение РГАНТД, Ф. 814, Р-278, Оп. 62, Д. 44.

72. Н.Т. Каиров, И.Г. Пригорнев. Опыт работ установок каталитического крекинга. М., 1957.

73. B.C. Алиев, М.И. Рустамов, М.М. Индюков // Азербайджанское нефтяное хозяйство.-Баку,- 1957.-№2.

74. B.C. Алиев, М.М. Индюков, М.И. Рустамов // Химия и технология топлив и масел.- 1959.- №8

75. Ф.И. Зейналов. Опыт работы установки каталитического крекинга с пылевидным ктализатором в кипящем слое. ГОСИНГИ, Москва, 1960. -72с.

76. Ф.И. Зейналов Реконструкция установки каталитического крекинга с порошкообразным катализатором // Новости нефтяной техники.- 1959.-№2.

77. B.C. Алиев, М.М. Индюков, С.А. Ефимова, М.А. Гончарова, И.И. Сидорчук. Каталитический крекинг в кипящем слое. Баку: Издательство Академии наук Азербайджан 1962. 312с.: ил.

78. B.C. Алиев, Е.И. Пряников, З.Э. Алиев, М.Ф. Кабанова, М.М. Индюков. Пути интенсификации основных процессов нефтеперерабатывающей промышленности в связи с перспективами ее развития. ЦНИИТЭНефтегаз, М., 1964.

79. B.C. Алиев, М.И. Рустамов // Азербайджанский химический журнал.-Баку,- 1965.-№6.

80. B.C. Алиев, М.И. Рустамов, Е.И. Пряников. Современное состояние и пути интенсификации процесса каталитического крекинга. Азернешр, 1966.

81. М.Е. Левинтер, П.С. Дейнеко, Д.Ф. Варфоломеев, А.Б. Глозман. Реконструкция установок каталитического крекинга с пылевидным катализатором типа 1-А. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1970.

82. B.C. Алиев, Н.Б. Альтман, Б.Г. Тер-саркисов. Переработка тяжелого нефтяного сырья. Баку.: Издательство Академии наук Азербайджанской ССР. 1961 -384с.: ил.

83. Б.К. Америк. Каталитический крекинг мазутов. Научно-технический отчет ГрозНИИ за 1947-1948г.

84. И.А. Станулис. Каталитический крекинг тяжелых нефтяных дистиллятов. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1953г.

85. Б.К. Америк. Каталитический крекинг тяжелых видов сырья. Н. т. отчет ГрозНИИ за 1948г.

86. Б.К. Америк. Разработка процесса с турбулентно движущимся катализатором. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1949г.

87. Б.К. Америк. Каталитический крекинг тяжелых видов сырья. Н. т. отчет ГрозНИИ за 1949г.

88. Ю.С. Коган, М.Я. Конь. Переработка остаточного сырья на установках каталитического крекинга за рубежом. М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1988.

89. Материалы к проектированию установки 43-1 блоком контактно-каталитического крекинга мазута (блок КИМС). Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1949г.

90. Б.К. Америк. Каталитический крекинг тяжелых видов сырья. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1955г.

91. М.С. Макарьев. Комбинированные установки для переработки нефти // Химия и технология топлив и масел.- 1957.- №4.- С. 12

92. Труды Н-ой научно-технической конференции. г.Грозный 1956.

93. Б.К. Америк, Г.И. Казьмин, О.И. Светозарова, JLK. Майдебор. «Уточнение показателей для проектирования блока каталитического крекинга комбинированной установки». Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1957г.

94. Б.К. Америк, Г.И. Казьмин, Л.К. Майдебор. «Уточнение показателей для проектирования блока каталитического крекинга комбинированной установки». Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1958г.

95. Б.К. Америк, Я.Г. Мутовин, Н.Б. Назаретова. «Уточнение показателей по неглубокой деструктивной перегонке мазута». Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1959г.

96. Б.К. Америк, Г.И. Казьмин, .Л.К. Майдебор, О.И. Светозарова. «Уточнение показателей для проектирования блока каталитического крекинга комбинированной установки». Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1960г.

97. Б.К. Америк, М.Ф. Сапон, В.Р. Зиновьев, Я.Г. Мутовин Л.Т. Болотов. Опытные работы на полупромышленном блоке каталитического крекинга с порошковым катализатором. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1962г.

98. Б.К. Америк, М.Ф. Сапон, Я.Г. Мутовин, В.Р. Зиновьев, М.Т. Болотов. Опытные работы на полупромышленном блоке каталитического крекинга с прямоточными секционированными аппаратами. Н.-т. отчет ГрозНИИ за 1963-64гг.

99. Б.К. Америк, Я.Г. Мутовин, М.Ф. Сапон. Распределительное устройство для ввода газокатализаторного потока в регенераторы установок с кипящим слоем катализатора. Труды ГрозНИИ. Вып. 20. М., «Химия», 1966.

100. Б.К. Америк, Я.Г. Мутовин, Н.Г. Коровин. Определение количества циркулирующего катализатора методом теплового баланса. Труды ГрозНИИ. Вып. 20. М., «Химия», 1966.

101. Б.К. Америк, Я.Г. Мутовин. Коэффициент теплоотдачи от движущегося катализатора к охлаждающим змеевикам. Материалы Всесоюзной межвузовской научной конференции по процессам в дисперсных потоках. Одесса, ОТИЛ, 1967г.

102. Б.К. Америк, Я.Г. Мутовин, В.И. Прохоренко. Отвод тепла из регенератора с кипящим слоем. Труды института тепло- и массообмена Т.Б. Минск, издательство «Наука и техника», 1968.

103. Б.К. Америк, Я.Г. Мутовин. Устройство для отвода тепла из регенератора с кипящим слоем // Эксплуатация, модернизация и ремонт оборудования.- 1970.- №10.

104. С.Н. Хаджиев, Т.Ф. Круглова, Б.К. Америк, С.В. Макарьев. Итоги фиксированных пробегов комбинированных установок ГК при их гарантированной сдаче на Ангарском и Кременчугском НПЗ. Труды ГрозНИИ. Вып. 30. Грозный, 1976.-С.76.

105. Б.К. Америк, С.В. Макарьев, Б.И, Луговой, А.П. Дронин, Я.Г. Мутовин, Л.К. Майдебор. «Комбинированная установка для переработки нефти». К симпозиуму №17 «Успехи в развитии процессов переработки нефти» Грозный, 1966.

106. Крекинг нефтяных фракций на цеолитеодержащих катализаторах. /Под. ред. С.Н. Хаджиева. М.: Химия. 1982. - 280с.: ил.

107. Сведение РГАНТД, Ф. 961, Р-264, Оп. 28, Д. 11.

108. Б.К. Америк, М.Ф.Сапон, Я.Г. Мутовин, В.Р. Зиновьев, С.В. Макарьев, А.К. Мановян, O.K. Одинцов. «Работы по пуску и освоению комбинированных нефтеперерабатывающих установок типа ГК-3» II.-т. отчет ГрозНИИ за 1969г.