Нефть - главное богатство
России

Крекинг-установка Шухова — Вольфа


Все известные нам крекинг-установки имеют очень большие неудобства и недостатки. Образование кокса в нагревательных сосудах печи и реакционной камере влечет за собой остановки для чистки от него через сравнительно короткий срок — максимум через месяц непрерывной работы, вызывает ряд дополнительных работ как по очистке от него аппаратуры, так и уборке извлеченного кокса с территории завода. Образование кокса и чистка его вызывает быстрый износ труб и дорогостоящей реакционной камеры. С другой стороны, наличие сосудов большого диаметра, находящихся дод большим давлением при высокой температуре (реакционная камера, теплообменные аппараты) вызывает трудности в изготовлении, а также в эксплуатации. Эти недостатки могут быть устранены лишь путем многократного крекирования, причем в каждый период разложения крекинг был бы не полным, а частичным, без реакционной камеры и теплообменных аппаратов, находящихся под высоким давлением и температурой, где скорость движения крекируемого продукта мала.

Такой крекинг был запатентован В. Г. Шуховым и С. П. Гавриловым в 1891 г. Установка состоит из трубчатой печи. По выходе из печи нефть проходит редукционный вентиль, пройдя который нагретый продукт при давлении около атмосферного (1,1—1,2 атм) вступает в испаритель (эвапоратор). Туда же одновременно вводится сырье. Тяжелый остаток из нижней части испарителя отводится в мерник, а остальная часть испарившегося продукта поступает в дистилляционную камеру, откуда тяжелая сконденсировавшаяся флегма отводится к насосу, а затем в печь. Более легкие части из дистилляционной камеры поступают в ректификационную колонну, конденсатор, холодильник и мерник; полученный газ через газопромыватель отводится в газгольдер. Ввиду того что, во-первых, в трубчатую нагревательную камеру поступает только флегма из дистилляционной камеры, и во-вторых, продукт в печи находится очень короткое время, то в установке не образуется кокса, ни в трубах, ни в испарителе, где получается тяжелый остаток. Флегма в трубах печи оборачивается несколько раз, так что процесс крекинга идет дробно, к чему приходят сейчас американцы. Внутри труб печи вставлены стержни. Назначение стержней — пересоздать достаточную скорость движения и иметь в то же время достаточную поверхность нагрева (сократить время пребывания крекируемого продукта в печи). При таком устройстве будет лучше идти нагрев, легче очистка труб. Заменяя один диаметр стержней другим, мы можем создавать нужную нам скорость движения крекируемой жидкости. Удалив стержни и редукционный вентиль, мы можем работать, как на обыкновенной трубчатой перегонной установке. Высокое давление имеется только в трубах печи, других же сосудов большого диаметра, находящихся под высоким давлением и высокой температурой, нет.

Описав патент Шухова и Гаврилова, я перехожу к опытам, которые мне пришлось делать на подобной установке, построенной в Германии Вольфом.

Установка Вольфа состоит из печи, где крекируемый продукт нагревается в трубах с внутренним диаметром 25 мм и наружным 37 мм и в трубах с внутренним диаметром 14 мм и наружным — 25 мм.; общая поверхность нагрева 25 м2. По выходе из печи продукт поступает в систему для уменьшения давления и для фракционирования. Падение давления в системе наступает после того, как выходящий из печи продукт пройдет через дроссельный вентиль. Поступающий после этого крекируемый продукт в нижнюю часть фракционной колонны (экспансионная или расширительная камера, испаритель) выщелачивается маслом и отчасти охлаждается поступающим на перегонку свежим продуктом и «обратным маслом». Тяжелые фракции выходят из (испарителя) нижней части фракционной колонны, после чего охлаждаются водой до температуры 20—60°, при которой тяжелые фракции еще не застывают. Продукт, выделяющийся на одну ступень выше в дефлегмационном устройстве (дистилляционной колонне) и называемый нами «обратное масло», может быть по желанию или вовсе выведен из цикла или же вновь поступит в печь разложения.