Sample of Translation from English into Russian

Образец перевода с английского на русский

Home (English)

На главную страницу (русский)

FCC catalysts

Production of gasoline, diesel, chemicals, and other petroleum products relies heavily on catalysts. Changing FCC catalyst is one of the most common methods refiners use to improve FCC operations.

Generally, the FCC’s main objective is to crack heavy oil to gasoline and, in some cases, increase the yield of valuable light olefins, especially propylene and butylenes. Currently, FCC units supply about 30% of the world’s propylene.

Enhancing gasoline octane and LPG olefins production, especially propylene, usually involves adding a ZSM-5 based additive containing a small pore zeolite to the FCC catalyst. Due to its unique pore structure, ZSM-5 can limit access to only linear or slightly branched hydrocarbon molecules within the gasoline boiling range. ZSM-5 based additive cracks C6+ gasoline olefins to smaller olefins such as propylene and butylenes.1

The Jeddah FCC unit’s objective, however, is to maximize gasoline yield to satisfy local market requirements.

In 2004, Saudi Aramco evaluated four different technical proposals for the FCC unit in one of its refineries in order to increase gasoline yield. Some of the selection criteria for the catalyst were:

  • Octane number.
  • Gasoline sulfur content.
  • Gasoline yield.
This article describes the catalyst evaluation process and discusses the obtained results for each catalyst.2 As part of Saudi Aramco’s evaluation procedure of new technologies, a postoperation evaluation was conducted and reported. This article also summarizes the actual operation results.3

The catalyst evaluation activity is part of an overall plan to optimize refinery operations and increase profitability. Refineries in Saudi Aramco are being audited for energy utilization. A good example is the energy optimization effort in Jeddah refinery to maximize heat recovery and minimize fuel consumption.4

Катализаторы крекинга с кипящим слоем катализатора (флюид-каталитического крекинга)

Катализаторы играют важную роль в производстве бензина, дизельного топлива, химикатов и иных нефтепродуктов. Замена катализатора – один из распространенных методов, используемых нефтеперабатывающими заводами для улучшения работы установок каталитического крекинга.

Вообще говоря, основное предназначение установок каталитического крекинга – проведение крекинга тяжелых нефтепродуктов с получением бензина и, в некоторых случаях, повышение выхода ценных легких олефинов, в особенности пропилена и бутиленов. В настоящее время доля таких установок в мировом производстве пропилена составляет 30%.

Для повышения октанового числа бензина и выхода олефинов, входящих в состав СУГ, в особенности пропилена, в катализатор установки обычно вводят добавку на основе цеолита с малыми порами ZSM-5. Благодаря уникальной поровой структуре ZSM-5, в поровые каналы могут проходить только неразветвленные или слаборазветвленные молекулы углеводородов, попадающие в диапазон выкипания бензина. Добавки на основе ZSM-5 расщепляют бензиновые олефины C6+ на меньшие олефины, такие как пропилен и бутилены.1

Однако целью установки каталитического крекинга на заводе в г. Джидда было максимальное увеличение выхода бензина для удовлетворения требований местного рынка.

В 2004 г., стремясь увеличить выход бензина, Saudi Aramco произвела оценку четырех технических предложений по замене катализатора в установке каталитического крекинга с кипящим слоем на одном из своих НПЗ. Ниже приведены некоторые из критериев отбора катализатора:

  • Октановое число.
  • Содержание серы в бензине.
  • Выход бензина.
В данной статье описан процесс оценки катализаторов и дано обсуждение результатов, полученных для каждого катализатора.2 Кроме того, приведены результаты оценки по результатам эксплуатации выполняемой как часть процедуры оценки новых технологий в Saudi Aramco, и обобщены фактические результаты эксплуатации установки.3

Оценка катализаторов является частью общего плана по повышению прибыльности и оптимизации деятельности НПЗ. В компании проводится аудит энергопотребления. Хорошим примером могут послужить меры, принимаемые на заводе в г. Джидда, по максимальной утилизации тепла и минимизации расхода топлива.4

FCC chemical reactions

Cracking is the process whereby complex organic molecules and heavy hydrocarbons are broken into light hydrocarbons by the breaking of carbon-carbon bonds. The rate of cracking and yield of end products strongly depend on temperature and type pf catalyst used for this cracking.

Cracking is achieved with an active zeolite-based catalyst in a short-contact time vertical or upward-sloped riser. Preheated feed of heavy hydrocarbons is sprayed into the base of the riser where it contacts the hot fluidized catalyst. Hot catalyst vaporizes the feed and catalyzes cracking reactions.

Fig. 1 demonstrates the FCC process. The FCC cracking reaction is endothermic and involves thousands of elementary reactions. Table 1 lists the most important reactions that occur in an FCC unit.5

During the cracking process, coke deposits on cracking catalyst surfaces; this causes a significant reduction of catalyst activity and selectivity. Spent catalyst is continuously removed from the cracking reactor, regenerated, and reinjected into the cracker.

The regeneration process involves catalyst contact with steam in a stripper chamber where hydrocarbons remaining in the catalyst pores are removed. Spent catalyst then flows into a fluidized-bed regenerator where air is used to burn off the coke to restore catalyst activity and also provide the necessary heat for the next reaction cycle.

The ultrastable Y-zeolite (USY) is widely used in modern FCC catalysts. It provides the main catalyst functions: product selectivity, higher stability, and much of the catalytic activity. Catalyst normally contains 20% USY and 77% amorphous alumino-silicate matrix.

Additives to the FCC process make up no more than 5 wt % of the solids but significantly improve process flexibility and product distribution.6

Yuqing investigated different USY catalysts with varying ratios of Si:Al prepared by different dealumination methods.7 After modification via lanthanum incorporation and aging at 800° C. in 100% steam for 4 hr, Yuqing characterized the pore structure and acidic property of dealuminated Y zeolites using nitrogen adsorption and pyridine-infrared methods.

Then Yuqing used a MAT to evaluate catalytic cracking performance in an FCC unit. Results showed higher cracking activity and lower coke yield in FCC unit.

Table 2 shows typical feedstock properties for the Jeddah refinery FCC unit. The main feedstock is vacuum gas oil (VGO) from the refinery vacuum distillation unit. In addition, the refinery can receive feed with slightly different properties from a nearby joint-venture refinery.

Typical feedstock properties in Table 2 represent both feeds: the refinery and exported feed. Fig. 2 shows a general illustration for the main reactants and the catalytic products for an FCC unit.

Oil & Gas Journal. Volume 106. Issue 37. Oct 06, 2008.

Химические реакции каталитического крекинга

Крекинг – процесс расщепления тяжелых углеводородов и иных органических веществ с большими молекулами на легкие углеводороды за счет разрыва углерод-углеродных связей. Скорость крекинга и выход конечных продуктов сильно зависят от температуры и типа используемого катализатора.

Крекинг проводится с помощью катализатора на цеолитовой основе в вертикальном или наклонном лифт-реакторе с малым временем контакта. Подогретое сырье, состоящее из тяжелых углеводородов, разбрызгивается в основании лифт-реактора, где оно вступает в контакт с кипящим (псевдоожиженным) слоем горячего катализатора, что приводит к испарению сырья и началу каталитических реакций крекинга.

На рис. 1 показан технологический процесс крекинга с кипящим слоем катализатора. Процесс эндотермичен и включает тысячи элементарных реакций. В таблице 1 приведены наиболее важные реакции, происходящие в установке каталитического крекинга.5

Во время крекинга происходит образование отложений кокса на поверхности катализатора, что приводит к значительному снижению активности и избирательности катализатора. Поэтому отработанный катализатор постоянно изымают из реактора, регенерируют и возвращают в установку.

Процесс регенерации включает обработку катализатора паром в отпарной камере, при этом происходит удаление углеводородов, оставшихся в порах катализатора. После чего отработанный катализатор перемещается в регенератор, где горячий воздух выжигает кокс и передает катализатору тепло, необходимое для следующего цикла реакций.

В современных катализаторах установок каталитического крекинга с кипящим слоем широко используется сверхстабильный цеолит типа Y, который обладает всеми основными свойствами катализатора: избирательностью, высокой стабильностью и значительной каталитической активностью. Обычно катализатор содержит 20% сверхстабильного цеолита типа Y и 77% аморфной алюмосиликатной матрицы.

Добавки составляют не более 5% по весу от твердого вещества в установках данного типа, однако они существенно повышают гибкость технологического процесса и улучшают фракционный состав продукции.6

Юджинг изучил разные катализаторы на основе сверхстабильного цеолита типа Y с разными соотношениями Si:Al, изготовленные с помощью разных методов деалюминирования.7 После модифицирования путем добавления лантана и старения при 800°C в 100% паре на протяжении 4 часов Юджинг определял поровую структуру и кислые свойства деалюминированных цеолитов типа Y с помощью методов адсорбции азота и инфракрасной спектроскопии пиридина.

После этого Юджинг определял рабочие характеристики катализатора в установке каталитического крекинга с кипящим слоем с помощью испытания на микроактивность. Было показано, что в данной установке крекирующая активность выше, а выход кокса ниже.

В таблице показаны типичные свойства сырья установки каталитического крекинга на НПЗ в г. Джидда. Основное сырье – вакуумный газойль, поступающий с установки вакуумной перегонки данного завода. Кроме того, на завод может поступать сырье с немного другими свойствами с расположенного рядом совместного предприятия по переработке нефти.

Указанные в таблице 2 величины отражают свойства обоих видов сырья: собственного и поступающего с соседнего предприятия. На рис. 2 показаны основные виды сырья и продукты каталитической реакции для установки каталитического крекинга.

Oil & Gas Journal. Том 106. Выпуск 37. 6 октября 2008 г.

Home (English)

На главную страницу (русский)