Физико – химические характеристики вакуумного дистиллята приведены в Таблице 1.
Каталитический крекинг вакуумного дистиллята проводили на стандартной лабораторной установке каталитического крекинга с кипящим слоем микросферического цеолитсодержащего катализатора. В качестве катализатора был использован промышленный микросферический цеолитсодержащий катализатор ДА – 250. Температура крекинга 490-5000С, массовый скорость подачи сырья 2ч-1,соотношение катализатора к сырью 3:1. Этот режим каталитического крекинга был выбран связи с тем, что при нем удобнее определить оптимальный режим процесса [2].
Детализированный материальный баланс каталитического крекинга вакуумного дистиллята представлен в Таблице 2.
Вследствие благоприятных свойств дистиллята и, в частности, его низкой смолистости (содержание силикагелевых смол 2,2 %) можно применить в процессе крекинга сравнительно жесткий режим: температура в зоне реакции 4900С, кратность циркуляции 3:1, массовая скорость подачи сырья 2 ч -1, коэффициент рециркуляции 1,3.
Общий материальный баланс приведен в Таблице 3.
Как видно из приведенных данных, при крекинге был достигнут высокий выход светлых продуктов 61,6%, причем выход компонента дизельного топлива составлял всего 16,2%. Такой материальный баланс обусловлен особенностями химического состава исходного сырья, в частности, высоким содержанием парафино-нафтеновых углеводородов. Благодаря высокому содержанию в сырье крекинга парафинонафтеновых углеводородов коксуемость была небольшой и отношение бензина к коксу достигало 11,1. Отношение бензина к дизельному топливу было 2,7.
Автомобильный бензин каталитического крекинга был получен высокосортным, с низким содержанеим серы и высокой детонационной стойкостью. Октановое число без антидетонатора по моторному методу равнялся 82, по исследовательскому методу оказалось равным 92.
Расширить пределы кипения топлива и увеличить его выход не представилось возможным в связи с предельными значениями температуры застывания и температуры вскипания 50% отгона. Из-за низкого цетанового числа и повышенного содержания непредельных углеводородов дизельную фракцию можно использовать лишь как компонент топлива марки Л Для получения топлива марки Л необходимо смешение этой фракции с высокоцетановыми дизельными фракциями прямой перегонки нефти.
Для остатков характерны низкие плотность и условная вязкость, малое содержание серы и повышенная температура застывания. Эту фракцию можно использовать как маловязкий компонент для приготовления стандартного высокозастывающего котельного топлива марки 100 из высокопарафинистых нефтей.
Полученные результаты позволяют сделать вывод, что каталитический крекинг вакуумного дистиллята на микросферическом цеолитсодержащем катализаторе целесообразно осуществлять в реакторе, заканчивающемся форсированным кипящим слоем, что способствует углублению переработки нефти и могут быть использованы при проектировании комплексных промышленных установок каталитического крекинга Г-43-107 на Шымкентском нефтеперерабатывающем заводе.

Таблица 1
Выход от нефти, вес. % 24,9
Плотность
0,8728
Вязкость условная ВУ80 1,46
Температура застывания, 0С +40
Коксуемость, вес. % 0,03
Содержание, вес.%
Золы 0,004
Серы 0,17
Химический состав (определенный адсорбционным методом), вес %
Парафино – нефтеновые углеводороды

85,0
Ароматические углеводороды
Легкие
5,9
Средние 4,5
Тяжелые 2,4
Смолы 2,2
Остаток 1,8

Таблица 2
СО2 0,74 С5Н10 5,55
Н2 0,04 Изо- С5Н12 4,17
СН4 0,32 Н- С5Н12 2,18
С2Н4 0,23 Автомобильный бензин
С6-1950С 33,50
С2Н6 0,59
С3Н6 2,67 Компонент дизельного топлива (210-3400С по ИТК) 16,20
С3Н8 1,12
изо- С4Н8 1,48
н- С4Н8 6,00 Остаток 3400С
14,50
изо- С4Н10 2,77 Кокс выжигаемый 4,00
н- С4Н10 2,44 Потери 1,50
И т о г о 100,00

Таблица 3
Газ жирный 21,0
Автомобильный бензин (н.к. 1950С ) 42,8
Компонент дизельного топлива (210-3400С по ИТК) 16,2
Остаток 3400С
14,5
Кокс выжигаемый 4,0
Потери 1,5

Одним из ведущих процессов в схемах современных нефтеперерабатывающих заводов является каталитический риформинг, который обеспечивает превращение низкооктановых прямогонных бензиновых фракций нефти в высокооктановые компоненты бензинов и концентраты ароматических углеводородов.

Получение высококачественного бензина и индивидуальных ароматических углеводородов из нефтей и газоконденсата Казахстана путем каталитического риформинга на промышленных и вновь синтезированных катализаторах является актуальной проблемой, решению которого посвящена данная работа.

Исследовался физико-химический состав и рассматривались рациональные варианты переработки бензиновых фракций новых нефтей Казахстана и газового конденсата месторождений Тенгиз и Кумколь.

В качестве одного из объектов исследования была нефть Кумкольского месторождения.

Исследованный образец нефти характеризуется невысоким весом, небольшой вязкостью и высокой температурой застывания. Данные по качеству нефти приведены ниже:

Качество нефти Кумкольского месторождения:

1. Плотность при 20^оС, кг/м³-804-814;

2. Вязкость кинематическая, при 20^оС, сСт – 6,8-7,2; при 50^оС, сСт – 2,8-3,8;

3. Кислотность, мг КОН – 1,3-1,8;

4. Коксуемость, %масс. – 1,4 – 1,6;

5. Содержание хлористых солей, мг/л – 24 – 66;

6. Содержание воды, %масс. – 0,1 – 15;

7. Содержание серы, %масс. – 0,3 – 0,4;

8. Температура застывания, с термообработкой, ^оС – +10 – +12; без термообработки, ^оС – +11 – +14;

9. Групповой химический состав: – карбены и карбоиды, %масс. – 0,15 – 0,17. – асфальтены, %масс. – 0,4 – 0,5; – силикагелевые смолы – 7,88 – 8,36; – парафины, %масс. – 18,5 – 19,4; – температура плавления парафина, ^оС – 50,4 – 50,9;

10. Фракционной состав: температура начала перегонки, ^оС – 56-59, до 100^оС выкипает, % – 5,1, до 120^оС выкипает, % -9,0, до 150^оС выкипает, % – 14, до 160^оС выкипает, % – 17, до 180^оС выкипает,  % – 21, до 200^оС выкипает, % – 24, до 220^оС выкипает, % – 30, до 240^оС выкипает, % – 32, до 260^оС  выкипает, % – 36, до 280^оС выкипает, % – 40, до 300^оС выкипает, % – 45.

Нефть Кумкольского месторождения кислая, соответственно кислые и фракции выделенные из нее.  Высокая кислотность нефти обусловлена повышенным содержанием в них нафтеновых кислот.

Исходя из группового химического состава нефть парафинистая с содержанием 18,5 – 19,4 % масс парафина с малым содержанием асфальтенов и механических примесей.

Все эксперименты по каталитическому риформингу бензиновых фракций осуществляли на венгерской лабораторной, проточно – циркуляционной установке типа 01-105/01. Углеводородный состав сырья и продуктов реакции определяли методом газожидкостной хроматографии, а также определяли и другие их физико – химические характеристики.

В качестве примера приводим исследования газового конденсата. Исследованы узкие (335-378, 378-413 и 413-453К) и широкая (фр. 358-453К) бензиновые фракции газового конденсата месторождений Тенгиз и каталитический риформинг при температуре 778К, давлении 3,0 МПа и объемной скорости подачи сырья 1,5 ч на катализаторе АП-64. Некоторые результаты этих исследований приведены в таблице.

Таблица 1 – Физико – химические свойства узких бензиновых фракций газового конденсата и полученных из них катализаторов

Видно, что газоконденсат характеризуется легким фракционным составом и его можно отнести к углеводородам метано-нафтенового основания, где суммарное содержание их составляет 86%. Узкие фракции значительно отличаются друг от друга содержанию отдельных групп углеводородов и имеют низкие октановые числа.