Hydrokrakování destilačních zbytků v reaktorech s pevným ložem

Katalytické hydrokrakování ropných zbytků se provádí za velkého tlaku 14 - 21 MPa, v prostředí velkého přebytku vodíku, při malé objemové rychlosti nástřiku suroviny 0,2 - 0,5 h-1 (0,2 - 0,5 m3/h suroviny na 1 m3 katalyzátorového lože). Reakční teplota se v závislosti na vlastnostech štěpené suroviny a požadované konverzi pohybuje obvykle v rozmezí 420 - 450 °C. Pro hydrokrakování ropných zbytků se používají podobné bifunkční katalyzátory jako při hydrokrakování destilátů. Hydrokrakovací funkci zajišťuje kyselý nosič, hydrogenační funkci sulfidy molybdenu, kobaltu, niklu a wolframu. Hydrokrakování se provádí obvykle ve třech až čtyřech do série zapojených reaktorech.

Schéma hydrokrakování ropných zbytků v reaktorech s pevným ložem
(1 - pec, 2 - ochranné reaktory, 3 - hydrokrakovací reaktory,
4 - vysokotlaký separátor, 5 - nízkotlaký separátor, 6 - frakční kolona,
7 - vypírka kyselých plynů, 8 - vodíkový kompresor)

Surovina se předehřeje produkty vystupujícími z reaktorů (výměníky nejsou ve schématu zakresleny), smíchá se s přebytkem vodíku, ohřeje se v peci na požadovanou teplotu a nastřikuje se do prvního „ochranného“ reaktoru. Tento reaktor bývá naplněn speciálním katalyzátorem, na němž se rozloží především sloučeniny s největší tendencí ke koksování a většina sloučenin obsahujících kovy, které se zachytí na katalyzátoru. Obvykle se používají dva „ochranné“ reaktory, jeden produkční a druhý záložní. Po deaktivaci katalyzátoru v produkčním reaktoru se přepne nástřik suroviny na záložní reaktor a v produkčním reaktoru se regeneruje nebo vymění deaktivovaný katalyzátor.

Takto upravená surovina pak prochází hydrokrakovacími reaktory, ve kterých se štěpí a zbavuje heteroatomů. Hydrokrakování je exotermní reakcí, proto se produkty vystupující z jednotlivých reaktorů musí chladit. Chlazení se většinou provádí přívodem chladného vodíku.

Nespotřebovaný vodík se z reakčních produktů uvolní po snížení tlaku ve vysokotlakém separátoru. Kapalný produkt hydrokrakování se většinou rozdestiluje na plynné uhlovodíky, benzin, atmosférický plynový olej a nízkosirný zbytek. V některých procesech se vakuovou destilací navíc získává široký vakuový destilát. Vodík uvolněný ve vysokotlakém separátoru se zbaví sulfanu a amoniaku a po kompresi se vede zpět do reaktorů. Spotřebovaný vodík se nahrazuje přívodem čerstvého vodíku. Teplota v reaktorech se musí postupně zvětšovat, aby se dosahovalo stejné konverze suroviny, protože dochází k postupnému zmenšování aktivity katalyzátoru v důsledku jeho zakoksování. Nevýhodou procesů s pevným ložem je to, že se po deaktivaci katalyzátorů pod únosnou mez musí celá jednotka odstavit a v reaktorech se musí regenerovat nebo vyměnit katalyzátor. Tuto nevýhodu nemají procesy pracující s vroucím nebo pohyblivým ložem katalyzátoru.