المبدأ الأساسي للزيت الثقيل خفيف الوزن هو تغيير الكتلة الجزيئية النسبية ونسبة الهيدروجين إلى الكربون للنفط ، وغالبا ما يتم تغيير الكتلة الجزيئية النسبية ونسبة الهيدروجين إلى الكربون في نفس الوقت. هناك طريقتان لتغيير نسبة الهيدروجين إلى الكربون للنفط ، أحدهما هو إزالة الكربون والآخر هو الهدرجة.

1. المواد الخام: النفط الثقيل ، إلخ

2. المنتج: زيت خفيف (بنزين ، كيروسين ، ديزل أو مواد خام للتكسير التحفيزي والتكسير لصنع الأوليفينات)

3. المفاهيم الأساسية

ينتمي التكسير الهيدروجيني إلى مسار الهدرجة لعملية معالجة البترول ، وهو تكملة الهيدروجين من العالم الخارجي في وجود محفز لتحسين نسبة الهيدروجين إلى الكربون للزيت.

التكسير الهيدروجيني هو في الأساس مزيج عضوي من عمليات الهدرجة والتكسير التحفيزي ، والتي من ناحية يمكنها تحويل منتجات النفط الثقيل إلى زيوت خفيفة مثل البنزين والكيروسين والديزل من خلال تفاعل التكسير ، من ناحية أخرى ، يمكن أن تمنع تكوين كمية كبيرة من فحم الكوك مثل التكسير التحفيزي ، ويمكنها أيضا إزالة شوائب الكبريت والكلور والأكسجين في المواد الخام عن طريق الهدرجة لتشبع الأوليفينات.

4. عملية الإنتاج

وفقا للحالات المختلفة للمحفز في المفاعل ، يمكن تقسيمه إلى عدة أنواع مثل السرير الثابت وسرير الغليان والسرير المعلق.

أ. التكسير الهيدروجيني ذو السرير الثابت

يشير السرير الثابت إلى وضع المحفزات الحبيبية في المفاعل لتشكيل طبقة محفزة ثابتة. يدخل الزيت الخام والهيدروجين إلى نظام التفاعل بعد التسخين والضغط للوصول إلى ظروف التفاعل ، ويتم تكريرهما أولا لإزالة الكبريت والنيتروجين وشوائب الأكسجين والديوليفينات ، ثم التكسير بالهيدروجين. بعد تبريد منتج التفاعل وفصله وإزالة الضغط وتجزئته ، يتم إرسال المنتج المستهدف خارج الجهاز لفصل الغاز الذي يحتوي على نسبة عالية من الهيدروجين (80٪ ، 90٪) ويستخدم كهيدروجين متداول.

يمكن تدوير الزيت غير المحول (يسمى زيت الذيل) جزئيا أو تدويره بالكامل أو عدم تدويره في مسار واحد.

ب. التكسير الهيدروجيني لسرير الغليان

تتمثل عملية طبقة الغليان (المعروفة أيضا باسم طبقة التمدد) في استخدام معدل تدفق السوائل لدفع حركة المحفز بحجم جسيم معين لتشكيل طبقة ثلاثية الطور للغاز والسائل والصلب ، بحيث يكون الهيدروجين والزيت الخام والمحفز على اتصال كامل لإكمال عملية تفاعل الهدرجة.

يمكن لعملية قاع الغليان معالجة المواد الخام ذات المحتوى المعدني العالي وقيمة الكربون المتبقية (مثل زيت بقايا الفراغ) ، ويمكنها تحويل الزيت الثقيل بعمق ؛ ومع ذلك ، فإن درجة حرارة التفاعل مرتفعة ، بشكل عام في حدود 400 ~ 450 °C.

هذه العملية أكثر تعقيدا ولم يتم تصنيعها بعد في الصين.

ج. عملية هدرجة السرير المعلق (سرير الطين)

عملية السرير المعلق هي عملية هدرجة تلقت تركيزا متجددا للتكيف مع المواد الخام الرديئة للغاية. المبدأ مشابه لسرير الغليان ، والعملية الأساسية هي خلط محفز المسحوق الناعم مع المادة الخام مقدما ، ثم دخول المفاعل بالهيدروجين ليتدفق من الأسفل إلى الأعلى ، ويتم تعليق المحفز في الطور السائل لتفاعل التكسير الهيدروجيني ، ويتدفق المحفز من أعلى المفاعل مع منتجات التفاعل.

يمكن للمصنع معالجة مجموعة متنوعة من النفط الخام الثقيل وبقايا النفط الخام العادية ، ولكن الاستثمار في المصنع كبير. لا تزال العملية في مرحلة البحث والتطوير في الصين.

5. معدات الإنتاج

يتم تشغيل المعدات الرئيسية لمعدات إنتاج عملية الهدرجة في ظل ظروف درجات الحرارة العالية والضغط العالي ووجود الهيدروجين وكبريتيد الهيدروجين ، وبالتالي فإن متطلبات التصميم والتصنيع واختيار المواد عالية جدا ، كما أن التحكم في عمليات الإنتاج صارم للغاية.

مفاعل الهدرجة عالي الضغط هو المعدات الرئيسية في الوحدة ، مع ظروف عمل قاسية ، وتصنيع صعب وسعر باهظ.

وفقا لما إذا كان الوسيط يتصل مباشرة بالجدار المعدني ، فإنه ينقسم إلى هيكلين: مفاعل الجدار البارد ومفاعل الجدار الساخن. يتكون المفاعل من جزأين: الأسطوانة والهيكل الداخلي.

أ. اسطوانة مفاعل الهدرجة

تنقسم أسطوانة المفاعل إلى نوعين: أسطوانة الجدار البارد وأسطوانة الجدار الساخن.

ب. الأجزاء الداخلية لمفاعل الهدرجة

يتم تشغيل تفاعل الهدرجة في ظل ظروف درجة حرارة عالية وضغط مرتفع ووسط تآكل (H2 ، H2S) ، بالإضافة إلى الانتباه إلى منع تآكل الهيدروجين وتآكل الوسائط الأخرى في المادة ، يجب أن يضمن مفاعل الهدرجة أيضا توزيع المواد المتفاعلة (النفط والغاز والهيدروجين) بالتساوي في المفاعل لضمان أن المواد المتفاعلة لها اتصال جيد مع المحفز ؛ تخلص من حرارة التفاعل في الوقت المناسب لتجنب درجة حرارة التفاعل المفرطة وارتفاع درجة حرارة المحفز. لضمان ظروف التفاعل المثلى وإطالة عمر المحفز ؛ في ظل فرضية التوزيع المنتظم للمواد المتفاعلة ، فإن انخفاض الضغط داخل المفاعل ليس كبيرا جدا ، وذلك لتقليل حمل الضاغط المتداول وتوفير الطاقة.

تحقيقا لهذه الغاية ، يجب إنشاء المكونات الداخلية اللازمة داخل المفاعل لتحقيق توزيع موحد للغاز والسائل كهدف رئيسي. تشمل مكونات المفاعل النموذجية: ناشر المدخل ، لوحة توزيع الغاز والسائل ، سلة المنظفات ، لوحة دعم المحفز ، خزان الهيدروجين للتبريد وصينية إعادة التوزيع ، مجمع المخرج ، إلخ.