Схема подготовки и углубленной переработки углеводородного сырья

Полезная модель относится к нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической промышленности, а конкретно к области подготовки и углубленной переработки нефти, в том числе тяжелой, остатков нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, угля, сланца, продуктов растительного происхождения и других углеводородных сред, жидких, твердых, газообразных, в дальнейшем сырье, и может быть использовано в производстве углеводородного топлива, нефтехимической и химической продукции. Технический результат - увеличение выхода легких целевых продуктов до 100%, упрощение и удешевление процесса и оборудования для подготовки сырья для дальнейшей углубленной переработки, снижение эксплуатационных и капитальных затрат при высокой глубине дальнейшей переработки - достигается такой организацией схемы процесса переработки, при которой сырье и катализатор не контактируют, вследствие чего катализатор не отравляется вредными примесями и не коксуется, что приводит к увеличению долговечности катализатора и отсутствию необходимости процессов регенерации, причем углубление переработки до 100% можно достичь по данному способу за счет повторной, возможно многократной, обработки сырья или тяжелой части разделения продуктов реакции. 5 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

Полезная модель относится к нефтеперерабатывающей и химической промышленности, а конкретно к области подготовки и углубленной переработки нефти, в том числе тяжелой, остатков нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, угля, сланца, продуктов растительного происхождения и других углеводородных сред, твердых, жидких, газообразных, в дальнейшем сырье, и может быть использовано в производстве углеводородного топлива, нефтехимической и химической продукции. Под подготовкой нефти, нефтяных остатков и другого сырья к переработке понимается не только удаление вредных примесей из сырья, но и, самое главное, увеличение количества светлых целевых продуктов выше их потенциального содержания в исходном сырье, что позволяет в дальнейшем существенно увеличить глубину переработки и рентабельность всего перерабатывающего производства. Под светлыми целевыми полупродуктами или фракциями понимаются фракции для дальнейшей переработки и получения легких целевых товарных продуктов с температурой конца кипения преимущественно до 360°С, содержащие топливные, т.е. наиболее дорогие газовые, бензиновые, керосиновые и дизельные фракции, а также полупродукты для нефтехимических и химических производств. В дальнейшем - легкие целевые фракции или полупродукты, из которых при окончательной переработки получают легкие целевые товарные продукты (сжиженный газ, гостированные бензин, дизельное топливо, продукты нефтехимии и др.).

В настоящее время общей тенденцией нефтяной отрасли является уменьшение разведанных запасов легкой нефти, практически весь прирост запасов происходит за счет тяжелой вязкой сернистой нефти. Запасы качественного сырья на эксплуатируемых месторождениях уменьшаются, увеличивается доля добычи тяжелой нефти. Угли, сланцы и другие твердые углеводороды в широком промышленном масштабе не используются для производства моторного топлива и продуктов нефтехимии.

Потенциал качественного сырья реализован почти на 80%, сохраняя лишь перспективы небольших открытий. Так, например, в Татарстане уже длительное время подготовка запасов нефти осуществляется за счет мелких месторождений и нефти ухудшенного качества. Более 30% запасов представлено высоковязкой нефтью. В Пермской области структура запасов нефти в целом сложная из-за большой доли тяжелой нефти (58%).

В Ульяновской области открыто 41 нефтяное месторождение, их общие разведанные запасы составляют 50 млн. тонн, причем они представлены тяжелыми и высоковязкими нефтями. Аналогичная ситуация в Удмуртии и т.д. В целом по Урало-Поволжскому региону, как и в других регионах страны, придется все активней иметь дело с карбоновой нефтью и природными битумами. Преобладают запасы и добыча тяжелой нефти во всех странах Южной Америки, Мексике, Канаде, Африке, Китае и во многих странах различных континентов. Такую нефть даже транспортировать по трубопроводу приходится с добавлением в нее достаточного количества дорогого растворителя.

Переработка тяжелой вязкой сернистой нефти весьма затруднительна, энергоемка и, как следствие, низкорентабельна или убыточна. Она содержит низкое количество "светлых" (топливных) фракций. На установках с классической схемой возможен отбор этих фракций по отношению к нефти не более 25-30%. Высокое содержание серы, хлоридов и смолистых веществ сокращает ресурс оборудования НПЗ. Например, свойства "тяжелой" Ульяновской нефти следующие: плотность - 930-980 кг/м³ (20-13 API), вязкость - 50-90 мПа·с, содержание серы - до 5% масс., хлористых солей до 2000 мг/л, смол и асфальтенов - до 35% масс.

Снижение запасов легкой нефти традиционных месторождений повышает интерес к добыче и, соответственно, к переработке тяжелой нефти (Ратов А.Н., Немировская Г.Б. и др. Проблемы освоения нефтей Ульяновской области. "Химия и технология топлив и масел", №4, 1995 г.). Под тяжелой нефтью понимают как правило нефть плотностью более 900 кг/м³ , с небольшим содержанием светлых фракций и высоким содержанием смолисто-асфальтеновых веществ и других вредных примесей. Эти особенности состава тяжелой нефти вызывают серьезные трудности как при добыче и транспортировании: высокие значения вязкости и температуры застывания, так и при ее переработке: значительное содержание различных примесей, смол. Транспортирование существенно осложняется из-за большой вязкости сырья, повышенного содержания смолисто-асфальтеновых веществ и парафина, а отложения на рабочих поверхностях оборудования является причиной выхода его из строя. А соединения серы и металлов, особенно ванадия, а также хлористых солей, содержащиеся обычно в такой нефти, оказывают повышенное коррозионное воздействие на оборудование НПЗ. Кроме того, в тяжелой нефти содержание светлых целевых продуктов невелико, и без дополнительных процессов углубления переработка такой нефти нерентабельна.

Еще сложнее перерабатывать нефтяные остатки, т.е. остатки нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, например, кубовые остатки после атмосферной или вакуумной перегонки. Светлых продуктов в них практически нет, а вредных примесей еще больше, чем в исходном сырье.

Кроме того, в последнее время усиливается тенденция переработки продуктов растительного происхождения в бензин и дизельное топливо. Это принципиально неверная позиция, которая может привести к серьезным социальным и экологическим последствиям в масштабах всей планеты. Гораздо перспективнее приложить усилия к увеличению (до 100%) глубины переработки классического сырья для этих целей - нефти и нефтяных остатков, твердых и газообразных углеводородов, на что и направлена предлагаемая заявка на полезную модель.

Вопрос углубления переработки - задача всей мировой нефтеперерабатывающей промышленности на ближайшую перспективу.

Таким образом, подготовка тяжелой нефти к переработке, к которой можно отнести не только удаление вредных примесей из сырья, но и увеличение количества светлых целевых фракций выше их потенциального содержания в исходном сырье, - процесс, определяющий рентабельность всего нефтеперерабатывающего производства.

Известны и широко применяются в промышленности такие способы и схемы подготовки исходного сырья, как дегазация, обезвоживание и обессоливание нефти, очистка от серы и других вредных примесей (Эрих В.Н., Расина М.Г., Рудин М.Г. "Химия и технология нефти и газа". Ленинград, "Химия", 1972. Скобло А.И., Трегубова И.А., Егоров Н.Н. "Процессы и аппараты, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности". Москва, Государственное научно-техническое изд., 1962. Судо М.М. "Нефть и горючие газы в современном мире". Москва, Недра, 1984. Рабинович Г.П., Рябых П.М., Хохряков П.А., под ред. Судакова Е.Н. «Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки». Справочник. Москва, «Химия», 1979. Дриацкая З.В., Мхчиян М.А., Жмыхова Н.М. и другие. «Нефти СССР. Том 4». Москва, «Химия», 1974. Левченко Д.Н., Бергштейн Н.В., Пинковский Я.И. Обессоливание нефти на нефтеперерабатывающих заводах: Обзорная информация. - М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1973. Левченко Д.Н., Бергштейн Н.В., Николаева Н.М. Технология обессоливания нефтей на нефтеперерабатывющих предприятиях. - М.: Химия, 1985. Гершуни С.Ш. Модернизация электродегидраторов пути повышения эффективности их использования: Обзорная информация. - М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1986).

Однако с помощью этих способов и схем производится только очистка сырья от вредных примесей, а фракционный состав сырья не изменяется, поэтому для рентабельной переработки тяжелого сырья (нефти, различных нефтяных остатков и др.) этих процессов явно недостаточно, необходимы такие процессы, которые позволяют при дальнейшей переработке получать повышенное количество светлых продуктов. Кроме того, до сих пор не существует способов очистки исходного, особенно тяжелого сырья, например, тяжелой нефти или мазута, от серы и сернистых соединений. С помощью известного процесса гидроочистки очищают уже выделенные ранее бензин, керосин и дизельное топливо, но не тяжелой сырье.

Известны процессы термического крекинга для углубленной переработки сырья (Бенсон С, Термохимическая кинетика, пер. с англ., под ред. Н.С.Ениколопяна, М., Мир, 1971 г.Красюков А.Ф., Нефтяной кокс, М., Химия. 1966 г.Лукьянов П.И., Басистов А.Г. Пиролиз нефтяного сырья. М. Гостоптехиздат. 1962 г. Дехтерман А.Ш., Переработка нефти по топливному варианту, М., Химия, 1988 г. и др.). Сущность обычного термического крекинга заключается в том, что под воздействием температуры колебательные уровни молекул возбуждаются и при достижении критической энергии происходит разрыв связей и образование из одной, с большей вероятностью тяжелой молекулы, двух более легких и т.д. В продуктах термического крекинга много газов, непредельных углеводородов, что увеличивает требования к дальнейшему оборудованию при получении товарных продуктов - бензина, дизельного топлива и др. Плохое качество продуктов термического крекинга приводит к увеличению капитальных и текущих затрат. Поэтому в последнее время процессы термического крекинга, особенно по топливному варианту, применяются редко. Высокие температуры нагрева сырья (470-550°С и выше) и давления (до 7 МПа) также приводят к большим капитальным затратам, а коксование оборудования и небольшой межремонтный пробег оборудования - к увеличению эксплуатационных затрат и сложностью управления процессом. Работа установок термического крекинга характеризуется небольшим временем межремонтного пробега, иногда не более 20 суток (Дехтерман А.Ш. Переработка нефти по топливному варианту, М., Химия, 1988 г. с.51). Поэтому термический крекинг применяется в мировой практике не так широко, как каталитические процессы. Кроме того, с помощью термического крекинга невозможно достичь 100% глубины переработки, т.к. всегда будут оставаться тяжелые остатки типа кокса.

Известны процессы переработки тяжелых нефтесодержащих фракций с использованием, одновременно с термическим, и волнового, в том числе и кавитационного, воздействия различной природы и широкого спектра частот, которые можно определить как способы или процессы термомеханического воздействия или крекинга.

Известен процесс переработки путем последовательного извлечения фракций из углеводородного сырья с использованием электромагнитной энергии частотой 300 МГц-300 ГГц (US, патент 5055180, кл. С10G 1/00, 1991 г.).

В известном процессе переработки мазута путем вакуумной ректификации с получением дистиллятных фракций на жидкую фазу кубового остатка воздействуют акустическими колебаниями частотой 0,1-200 КГц и мощностью 0,2-3 Вт/см² при остаточном давлении 20-200 мм рт.ст.(см. авт.св. СССР 1377281, кл. С10G 7/06, 1988 г.).

Известен также процесс крекинга нефтепродуктов с использованием ультразвукового спектра частот. Согласно этому процессу, сырье (нефтесодержащий продукт) и диспергирующее вещество подают в зону

обработки, ультразвуковую обработку ведут с интенсивностью излучения 1-10 МВт/м² в замкнутом циркуляционном контуре при статическом давлении в диапазоне от 0,2 до 5 МПа (см. патент РФ 2078116, С10G 15/00, 1995 г.).

Однако эти процессы пока реализованы только в лабораторном варианте и в промышленности применения не нашли. Но даже в лабораторном варианте говорить о 100% увеличении выхода легких целевых фракций не приходится, всегда остаются тяжелые остатки типа мазута, кокса и др. Кроме того, если при активации сырья прямым нагревом тепло непосредственно используется для возбуждения колебательных уровней молекул, а для активации тех же молекул волновым воздействием необходимо сначала тепло (энергию) потратить на создание волнового воздействия, а этот процесс имеет очень низкий к.п.д., то энергетические затраты при реализации данных процессе довольно высоки. Но при правильной организации термомеханического крекинга при условии уменьшения и оптимизации энергетических затрат, термомеханический крекинг имеет хорошую перспективу для углубленной переработки углеводородного сырья, т.к. процесс не лавинообразный (как в термическом крекинге), а управляемый, и тяжелое сырье не отравляет катализаторы ввиду их отсутствия.

Наиболее известными и широко применяемыми процессами глубокой переработки являются каталитические - каталитический крекинг, гидрокрекинг и др. (Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. М., «Химия», 1973. Прокопюк С.Г., Масагутов P.M. Промышленные установки каталитического крекинга. М., «Химия», 1974.) Сущность каталитического крекинга заключается в том, что разрыв связей происходит в присутствии катализатора, при высокой температуре (450-550°С и выше) и давлении (до 15 МПа), что приводят к серьезному увеличению капитальных затрат, при гидрокрекинге - в среде водорода. Каталитический крекинг и гидрокрекинг в различных вариантах (со стационарным катализатором, с кипящим слоем катализатора и т.д., с различными видами катализаторов) применяются в мировой практике достаточно широко, один из недостатков - очень высокая стоимость процесса (оборудования, катализаторов, процесса регенерации катализатора и т.д.). В процессах каталитического крекинга сырье, а при гидрокрекинге сырье и водород нагревают и направляют в реактор с катализатором, затем продукты реакции направляют в блок ректификации и приготовления товарных продуктов. Таким образом, сырье непосредственно контактирует с катализатором в реакторе, отсюда главный недостаток указанных процессов - отравление катализатора вредными примесями, содержащимися в сырье, и коксование поверхности катализатора тяжелыми продуктами реакции. Это приводит к тому, что для поддержания работоспособности перерабатывающего комплекса необходимо использовать процессы и оборудование для регенерации или замены отработанного катализатора, что, в конечном итоге, приводит к

значительному усложнению и удорожанию оборудования процесса, текущих и капитальных затрат, усложнению ведения процесса. Кроме того, всегда остаются тяжелые остатки типа гудрона, кокса, т.е. говорить о 100% глубине переработки не приходится.

Несмотря на то, что в настоящее время каталитические процессы углубленной переработки наиболее широко распространены, однако даже они не могут предложить достаточно привлекательный технико-экономический баланс для многих нефтепереработчиков при переработке самых тяжелых видов сырья.

Здесь можно заметить, что с помощью каталитических технологий невозможно в принципе решить задачу 100% глубины переработки, т.к. тяжелые нефтяные остатки будут очень быстро приводить к коксованию активной поверхности любого катализатора.

Целью полезной модели является увеличение выхода легких целевых полупродуктов или фракций (газовых, бензиновых, керосиновых и дизельных, а также фракций для нефтехимических и химических производств) до 100% и, соответственно, увеличение глубины переработки до 100%, очистка сырья от серы и других вредных примесей, предотвращение коксования и отравления катализатора процесса сырьем и его примесями, снижение эксплуатационных и капитальных затрат, простота и надежность конструкции оборудования и управления и регулировки процессом, непрерывность процесса, улучшение качества получаемых фракций для их дальнейшей транспортировки и переработки, а также оптимальное и рациональное использование сырьевых ресурсов при их дальнейшей переработке и получении целевых товарных продуктов. Под светлыми целевыми продуктами понимаются фракции переработки с температурой кипения преимущественно до 360°С, содержащие топливные, т.е. наиболее дорогие газовые, бензиновые, керосиновые и дизельные фракции, а также полупродукты для нефтехимических и химических производств.

Технический результат, на решение которого направлена предлагаемая полезная модель, и поставленная цель достигаются такой организацией схемы процесса, при которой сырье и катализатор не контактируют, вследствие чего катализатор не отравляется вредными примесями и не коксуется, что приводит к увеличению долговечности катализатора и отсутствию необходимости процессов регенерации. Для достижения высокой глубины переработки сырье или его часть подвергается процессу обработки по данной полезной модели многократно. Жидкое (например, нефть, нефтяные остатки и др.) исходное сырье после блока очистки (обезвоживания, обессоливания, очистки от механических примесей и т.д.) направляют в блок нагрева или в блок нагрева и термического и/или термомеханического крекинга и подают в реактор-смеситель без катализатора, молекулярный водород или легкие водородсодержащие среды, обогащенные водородом, например, попутный, природный газ, в том числе и газ, получаемый в процессе подготовки, пентановые фракции,

ксилол, толуол, легкие погоны бензиновых фракций, в том числе и получаемые в процессе подготовки, и т.д., при необходимости (особенно, если водородсодержащее сырье - это жидкость и ее надо перевести в парогазовую фазу) подогревают в блоке нагрева водорода или водородсодержащих сред отдельно от сырья, направляют при большем, чем давление в реакторе-смесителе, давлении для получения активного атомарного водорода в реактор с нагретым до необходимой температуры катализатором (блок получения атомарного водорода), после которого активный водород направляют в реактор-смеситель в зону крекинга для интенсивного смешивания крекируемого сырья и активного водорода для проведения реакции, продукты реакции после реактора-смесителя направляют в блок разделения, легкие целевые фракции реакции, преимущественно с температурой конца кипения до 360°С, направляют в блок получения целевых товарных продуктов типа сжиженного газа, бензина, керосина, дизельного топлива, продуктов нефтехимии и др. на месте подготовки сырья по данной полезной модели или транспортируют к удаленному месту переработки получения легких товарных продуктов, тяжелый остаток после стадии разделения, преимущественно с температурой начала кипения 360°С, направляют в блок получения тяжелых товарных продуктов типа битума, кокса и др., или частично или полностью направляют в блок очистки от вредных примесей, затем на повторную обработку по данной полезной модели в начало процесса вместе с исходным сырьем или отдельно на следующую ступень обработки, твердое углеводородное сырье (например, уголь, сланец, продукты растительного происхождения и др.) направляют в блок мелкодисперсного размельчения и вводят в исходное сырье и/или тяжелый остаток разделения перед его повторной обработкой, газообразные углеводороды также вводят в исходное сырье и/или остаток разделения перед его повторной обработкой, жидкие, твердые и газообразные углеводороды могут обрабатываться по данной схеме одновременно, по отдельности или попарно, причем блоки нагрева и крекинга сырья, нагрева водорода или водородсодержащих сред и катализатора, получения активного атомарного водорода, смешивания крекируемого сырья с активным водородом и разделения на прореагировавшую легкую часть и тяжелый остаток могут быть совмещены в одном аппарате. Температура 360°С является в настоящее время граничной температурой между легкими и тяжелыми целевыми продуктами, однако со временем могут изменится госты и требования по фракционному составу на моторные топлива и продукты нефтехимии и граничная температура может измениться в какую либо сторону. По данной полезной модели изменившимся требованиям легко удовлетворить, изменив соответственно температуру процесса на стадии разделения.

Поставленная задача достигается тем, что непосредственно с нагретым катализатором контактирует газообразный молекулярный водород или легкие водородсодержащие фракции, обогащенные

водородом, например, попутный или природный газ, или газ процесса, метан, пропан - бутановые смеси, пентановые фракции, ксилол, толуол, легкие погоны бензиновых фракций, в том числе и фракции процесса, и т.д., используемые для получения активного атомарного водорода, который затем вступает в реакцию с нагретым до определенной температуры сырьем. Водородсодержащие фракции и катализатор надо нагревать, т.к. реакция отсоединения атом водорода эндотермична и требует затрат энергии. Молекулярный водород или легкие водородсодержащие продукты не содержат асфальтенов, карбенов, смолообразных и коксообразных веществ и др., а также вредных примесей, и их взаимодействие с катализатором не приводит к его коксованию и отравлению. Процесс образования атомарного водорода надо проводить в таких режимах, чтобы при отсоединении атома водорода образовывался углеводородный радикал, а не чистый углерод. Тяжелое сырье не вступает в непосредственный контакт с катализатором, не происходит его отравление и коксование, отпадает необходимость регенерации катализатора, процесс упрощается и становится более надежным, стоимость процесса и оборудования значительно уменьшается, т.е. происходит снижение капитальных и эксплуатационных затрат, глубина переработки может быть увеличена до 100%. При этом происходит экономия сырья при выработке необходимого количества целевых товарных продуктов, другими словами оптимальное и рациональное использование сырьевых ресурсов при их дальнейшей переработке при реализации данной схемы.

Сырье нагревают отдельно от водорода или водородсодержащих продуктов, причем нагревают до такой температуры, при которой в некоторой степени осуществим термический или термомеханический крекинг сырья.

Термический крекинг для тяжелой нефти имеет особенности: температура начала разложения составляет 238°С при остаточном давлении 0,25 кПа (Соскинд Д.М., Ратов А.Н. Малотоннажный комплекс для переработки нефтей Ульяновской области с попутным извлечением ванадия. "Химия и технология топлив и масел", №1, 1996 г.). Начиная с 410-420°С и более, термический крекинг идет с высокой скоростью, т.е. в промышленном масштабе. Температура нагревания сырья выбирается из требований к получаемым конечным продуктам. Чем выше температура, тем больше образуется газов и непредельных углеводородов, чем меньше температура процесса, тем больше изомеров и ароматических соединений, но при этом для достижения большей глубины превращения сырья необходима более многократная его обработка.

При термомеханическом крекинге сырье нагревают термическим, т.е. самым экономичным в данном случае, способом до определенной температуры, которая ниже температуры начала лавинообразного неуправляемого термического крекинга, т.е. нагревают так, чтобы неуправляемый термический крекинг еще не начался. Нагрев можно

осуществлять в огневой или электрической печи, или печи другого типа, а также в теплообменниках различной конструкции, в которых сырье нагревается теплоносителем. Нагретое (например, теплоносителем) до подкритичной температуры сырье (колебательные уровни молекул уже возбуждены, но еще не происходит лавинообразного разрыва связей молекул вследствие этого возбуждения) подвергается механическому (например, кавитационному) и волновому воздействию различной природы (звуковой, ультразвуковой, кавитационной, электромагнитной, световой, радиационной и т.д.) и широкого спектра резонансных частот.

Обработанное с помощью термического или термомеханического воздействия сырье направляют в реактор-смеситель для интенсивного смешивания с активным атомарным водородом, причем термическое или термомеханическое воздействие может быть конструктивно реализовано в реакторе-смесителе, т.е. крекинг сырья и смешивание его с атомарным водородом могут быть совмещены в одном аппарате. Продукты реакции после реактора-смесителя направляют в блок разделения на легкие целевые фракции реакции, преимущественно с температурой конца кипения до 360°С, и тяжелый остаток разделения.

При разрыве связей в молекулах углеводородного сырья, с большей вероятностью многоатомных, образуются более маленькие молекулы, т.е. более легкокипящие продукты, но при этом обладающие открытыми ненасыщенными связями, т.е. продукты плохого качества. В дальнейшем это может привести либо к образованию нестабильных продуктов реакции, либо к процессам конденсации, т.е. к образованию тяжелых молекул. Вторичное образование тяжелых молекул приводит к уменьшению ожидаемой глубины переработки. Нестабильные продукты реакции с открытыми связями в дальнейшем, при получении товарных продуктов или транспортировке, при контакте с воздухом могут присоединять, например, кислород, что ведет к образованию смол. Повышенное содержание смол в топливе приводит к усиленному образованию нагара в двигателях и преждевременной их поломке. Поэтому открытые связи необходимо закрыть, т.е. насытить какими-либо элементами, для данной тематики - получения светлых целевых топливных компонентов (бензиновых, керосиновых, дизельных фракций), а также компонентов для дальнейшего получения продуктов нефтехимии - необходимо насытить связи атомами водорода, т.к. молекулярный водород не очень химически активен, да и к одной открытой связи невозможно присоединить молекулу водорода. При этом качество получаемых фракций значительно улучшается. Вместо непредельных углеводородов получаются насыщенные изомеры с большим октановым числом и ароматические углеводороды как хорошее сырье для химической промышленности.

Атомарный водород значительно активнее молекулярного. Так, атомарный водород уже при обычных условиях соединяется с серой, фосфором, мышьяком и т.д., восстанавливает оксиды многих металлов, вытесняет некоторые металлы (Сu, Pb, Ag и др.) из их солей и вступает в

другие химические реакции, на которые при тех же условиях не способен обычный молекулярный водород. При химических взаимодействиях с участием обычного водорода молекула его должна распадаться на атомы. Но сама реакция такого распада (диссоциация на атомы) сильно эндотермична. Энергия, затрачиваемая на диссоциацию одной молекулы водорода на два атома составляет 435 кДж (килоджоулей). Очевидно, что затрачиваемая на эту реакцию энергия (энергия диссоциации) должна быть восполнена энергией, выделяющейся при взаимодействии атомов водорода с введенным в реакцию веществом. Следовательно, можно ожидать, что реакции водорода, при которых выделяется менее 435 кДж/моль, не будет протекать самопроизвольно. В случае взаимодействия веществ с атомарным водородом такой затраты энергии на диссоциацию уже не требуется. Поэтому здесь и возможен значительно более широкий круг реакций. Большое количество энергии, выделяющейся при образовании молекулы водорода, объясняет ее устойчивость при обычных условиях. Заметная термическая диссоциация водорода начинается примерно с 2000°С и эффективно происходит при достижении температуры 5000°С. Естественно, что для насыщения ненасыщенных связей образовавшихся при крекинге непредельных углеводородов применять термическую диссоциацию для образования атомарного водорода невозможно - требуются слишком высокие температуры. Кроме высоких температур есть много других способов получения активного атомарного водорода. Скорость реакций образования атомарного водорода из молекулярного и легких водородсодержащих сред возрастает при использовании катализаторов (металлы платиновой группы, оксиды переходных или тяжелых металлов), методов возбуждения с помощью волнового воздействия широким спектром частот различной природы и интенсивности (свет, электрический разряд, электрическая дуга и др.), а также с помощью химических реакций. В атомарном виде водород реагирует практически с любыми элементами и молекулами, кроме благородных газов (Некрасов Б.В. Основы общей химии. М., 1973 г.). Поэтому он реагирует и с углеводородными молекулами, а не только с радикалами. Т.е. процесс подготовки углеводородного сырья для дальнейшей углубленной переработки можно проводить без проведения крекинга сырья, однако этот процесс еще плохо изучен, но имеет широкие перспективы, т.к. может проходить при более низких температурах и энергетических затратах, чем при реализации термического и/или термомеханического крекинга.

Получение атомарного водорода с помощью методов волнового возбуждения и химических реакций в промышленных условиях нефтеперерабатывающего комплекса пока представляется не самым эффективным способом, хотя при дальнейшем развитии и оптимизации таких процессов имеет хорошую перспективу.

Наиболее реальных результатов в промышленных условиях можно добиться с помощью применения катализаторов. Для этого газообразный

молекулярный водород, водородсодержащие среды и/или реактор с катализатором нагревают до температуры 300-500°С и более. При этом, при взаимодействии водорода и водородсодержащих сред с молибденовыми, кобальтовыми, цинковые, ванадиевыми, никелевыми и другими катализаторами, например на основе окиси алюминия, или катализаторами другого типа, образуется атомарный водород, который эффективно насыщает открытые связи легких радикалов, полученных в результате реакции крекинга углеводородного сырья, в результате чего образуются насыщенные легкие целевые фракции хорошего качества. Легкие радикалы, получаемые при отсоединении активного атомарного водорода от используемых водородсодержащих сред, также присоединяются к легким радикалам крекинга сырья, насыщают их открытые связи и образуют целевые фракции. Если же они (или атомарный водород) присоединяются к тяжелым радикалам крекинга сырья, то после стадии разделения тяжелый остаток реакций направляется либо частично или полностью на повторную обработку по данной полезной модели, либо частично или полностью на получение тяжелых товарных продуктов типа кокса, битума и др. (в зависимости от поставленной задачи). Однако легких радикалов при крекинге сырья образуется значительно больше, чем тяжелых, т.к. с наибольшей вероятностью длинная молекула сырья разрывается примерно в середине, и с гораздо меньшей вероятностью на очень маленький и очень большой радикал. Об этом свидетельствуют, например, процессы термического крекинга, в результате которых из тяжелого сырья получаются более легкие фракции в большем количестве, чем тяжелые. Поэтому на повторную обработку направляется значительно меньшее количество остатка разделения, чем сырья. При этом остаток разделения может направляться на повторную обработку в начало процесса вместе с исходным сырьем, или отдельно на дополнительный блок обработки по данной полезной модели. Остаток разделения может нагреваться совместно с сырьем или отдельно, в отдельном змеевике печи или в отдельном нагревателе (печи). В последнем случае температура остатка может быть гораздо выше температуры сырья, и термический или термомеханический крекинг сырья производится за счет взаимодействия, например прямого смешивания, с нагретым тяжелым остатком разделения. Если исходно сырье недостаточно очищено, например, от механических примесей, то в тяжелом остатке разделения их концентрация значительно возрастает и перед повторной обработкой остатка необходимо произвести его очистку. При многократной повторной обработке тяжелого остатка разделения исходное сырье будет переработано в легкие целевые продукты с эффективностью до 100%.

Нагревать водородсодержащие среды и реактор с катализатором для получения атомарного водорода можно с помощью отдельных нагревателей различного типа, но наиболее экономично использовать для этого тепло нагретого сырья или остатка разделения. Температура сырья для проведения реакции термического и/или термомеханического крекинга

обычно превышает 400°С и лежит в диапазоне температур применения катализаторов для диссоциации водорода. Для этой цели используются широко известные теплообменные устройства различного типа и конструкции. В этом случае блоки нагрева и крекинга сырья, а также нагрева водорода или водородсодержащих сред и реактора с катализатором могут быть совмещены в одном аппарате.

Кроме увеличения глубины переработки при реализации предлагаемой схемы происходит очистка исходного сырья от серы и других примесей. Энергии связей углерод-гетероатом (углерод-сера, углерод-азот и др.) ниже, чем связей углерод-углерод и углерод-водород (Т.В.Бухаркина, Н.Г.Дигуров. Химия природных энергоносителей и углеродных материалов. М., 1998). Поэтому, например, атомы серы, очистка исходного сырья от которых проблематична, с большей вероятностью отсоединяются от молекулы углеводорода при крекинге, и при реализации данной полезной модели образуют сероводород. Сероводород легко выделяется в газообразном виде и утилизируется с получением атомарной серы или других серосодержащих товарных продуктов.

Легкие целевые фракции реакции после блока разделения, преимущественно с температурой конца кипения до 360°С, которые находятся в основном в парогазовом и капельном виде, содержат газовые, бензиновые, керосиновые и дизельные фракции, а также фракции для получения продуктов химической промышленности. Блок разделения может быть выполнен в виде емкостного аппарата, в который сырье после реактора-смесителя диспергируют с понижением давления и существенным увеличением межфазной поверхности разделяемых сред для оптимизации процесса разделения. Газовые фракции очищают, например, от сероводорода, затем направляют для получения товарных продуктов, например сжиженного газа, или используют как топливо для собственных нужд на месте. Кроме того, газовая часть разделения является обогащенным водородом легким продуктом, и частично или полностью может использоваться на стадии получения атомарного водорода совместно с молекулярным водородом или легкими водородсодержащими фракциями, обогащенными водородом, поступающими извне процесса. На эти же цели может использоваться и наиболее легкая часть получаемых бензиновых фракций, получаемых в процессе подготовки сырья по данной схеме. Это приводит к частичной экономии молекулярного водорода и водородсодержащих фракций, поступающих извне процесса. Остальные целевые фракции направляют в блок получения целевых товарных продуктов типа бензина, керосина, дизельного топлива, продуктов нефтехимии и др. на месте подготовки и переработки сырья по данной полезной модели или, после охлаждения и конденсации, транспортируют к удаленному месту получения легких товарных продуктов.

Полезную модель можно использовать и для подготовки и дальнейшей углубленной переработке твердых и газообразных углеводородов.

Твердое углеводородное сырье (например, уголь, сланец, продукты растительного происхождения и др.) предварительно размельчают в мелкодисперсный порошок и вводят в жидкое исходное сырье и/или в остаток разделения перед его повторной обработкой по данной полезной модели. Для твердых углеводородов жидкое сырье или остаток в данном случае является тепло и массоносителем. При этом под воздействием температур и в присутствии активного атомарного водорода образуются углеводородные молекулы различных размеров. Легкие углеводороды будут выделяться в блоке разделения и использоваться для получения легких целевых товарных продуктов, тяжелые будут возвращаться на повторную обработку и при многократной переработке твердое углеводородное сырье с эффективностью до 100% будет переработано в целевые фракции и продукты. Перспективы такого подхода к подготовке твердых углеводородов очевидны, т.к. запасы, например, угля превышают запасы нефти в сотни раз, однако для производства топливных продуктов используют нефть, т.к. нет пока удовлетворительных технологий переработки угля для этих целей. Т.к. в твердом углеводородном сырье присутствуют вредные примеси, в основном неорганические, остаток разделения необходимо очищать от них перед повторной обработкой, например, теми же методами, что и исходное сырье от механических примесей.

Ситуация с переработкой газообразных углеводородов гораздо лучше, однако и здесь все проблемы не решены. Например, при добыче нефти сжигается огромное количество попутного газа, при этом наносится огромный вред окружающей среде и уничтожается ценное углеводородное сырье. Данная модель позволяет эффективно использовать такие углеводороды, подмешивая их в исходное жидкое сырье и/или тяжелый остаток разделения при его повторной обработке (аналогично переработке твердого углеводородного сырья в виде мелкодисперсного порошка), или использовать в качестве водородсодержащих продуктов при получении атомарного водорода. Такие недорогие комплексы можно использовать на месте добычи нефти для улучшения качества и стоимости сырья перед его транспортировкой.

Кроме того, газообразные углеводороды можно использовать как самостоятельное исходное сырье аналогично жидкому исходному сырью. В этом случае газообразные углеводороды могут быть использованы в качестве тепло и массоносителя при переработке твердых углеводородов в виде мелкодисперсных порошков.

В зависимости от поставленной задачи, по данной полезной модели можно обрабатывать жидкое, твердое, газообразное сырье одновременно, или попарно, или отдельно жидкие или газообразные углеводороды. Если, например, сырьем является легкая нефть или газовый конденсат, то оптимально сначала выделить на ректификационной колонне из сырья легкие целевые фракции, а на углубленную переработку по данной полезной модели направить кубовый остаток после выделения.

На фигурах 1-6 представлены укрупненные принципиальные схемы подготовки и переработки углеводородного сырья.

На фиг.1-6 обозначено: 1 - блок нагрева и крекинга сырья; 2 - реактор-смеситель; 3 - блок нагрева водорода или водородсодержащих сред; 4 - блок получения атомарного водорода (реактор с катализатором); 5 - блок разделения; 6 - блок приготовления легких целевых товарных продуктов (бензина, керосина, дизельного топлива, продуктов нефтехимии и др. - риформинг, платформинг и т.д); 7 - блок приготовления тяжелых товарных продуктов (битума, битумных эмульсий, покрытий, кокса и др.); 8 - блок мелкодисперсного размельчения твердого углеводородного сырья; 9 - блок нагрева и крекинга остатка разделения; 10 - блок нагрева сырья остатком разделения и термомеханической (акустической, кавитационной и др.) обработки; 11 - реактор-смеситель активного водорода и крекируемого остатка разделения. Блок предварительной очистки сырья (дегазация, обезвоживание, обессоливание, очистка от механических и других вредных примесей) для простоты на фигурах не представлен. Блоки получения товарных продуктов обычно включают в себя следующие известные процессы: гидроочистка, риформинг, платформинг и др., процессы нефтехимической и химической промышленности, или на первом этапе блок компаундирования, битумный блок для производства окисленного битума или битумный блок, совмещенный с вакуумным блоком для производства неокисленного битума, а также оборудование для производства битумных покрытий, эмульсий, котельного топлива, кокса и других товарных продуктов (Справочник нефтехимика. В двух томах. Том 1, под. ред. Огородникова С.К. Л., Химия, 1978, с.53-55).

Если сырье - тяжелая нефть или нефтяные остатки (мазут, нефтешламы, отработанные масла и т.д.), то целесообразно использовать схему нефтеперерабатывающего производства, представленную на фиг.1. Очищенное сырье (блок очистки не показан) подается в блок нагрева и крекинга (фиг.1, позиция 1), затем в реактор-смеситель (фиг.1, позиция 2). Водород или легкие водородсодержащие среды подают в блок нагрева (фиг.1, позиция 3), затем в блок получения атомарного водорода (фиг.1, позиция 4), полученный атомарный водород подается в реактор-смеситель (фиг.1, позиция 5), где происходит смешивание его с крекируемым сырьем и насыщение открытых связей радикалов. После реактора смеситель прореагировавшее сырье подается в блок разделения (фиг.1, позиция 5), в котором оно разделяется на легкие целевые фракции реакции, преимущественно с температурой конца кипения до 360°С, которые транспортируют к месту получения легких товарных продуктов, и тяжелый остаток, преимущественно с температурой начала кипения 360°С, который направляется в начало процесса для многократной повторной переработки вместе с исходным сырьем.

Если необходимо получать товарные продукты на месте, т.е. осуществлять полный цикл переработки по данной модели, то целесообразно использовать схему, представленную на фиг.2. После блока

разделения (фиг.2, позиция 5), легкие целевые фракции направляют в блок получения целевых товарных продуктов (фиг.2, позиция 6), типа сжиженного газа, бензина, керосина, дизельного топлива, продуктов нефтехимии и др., тяжелый остаток частично или полностью направляют в блок получения тяжелых товарных продуктов (фиг.2, позиция 7) типа битума, кокса и др., и/или частично или полностью направляют на повторную обработку по данной полезной модели в начало процесса вместе с исходным сырьем. При дополнительной к жидкому сырью переработке газообразных углеводородов, они вводятся в исходно сырье и/или остаток при его повторной переработке.

Если совместно с жидким сырьем необходимо перерабатывать твердое углеводородное сырье, то целесообразно использовать схему, представленную на фиг.3. Твердое углеводородное сырье подается в блок мелкодисперсного измельчения (фиг.3, позиция 8), затем вводится в исходное жидкое сырье и/или остаток разделения перед его повторной обработкой. При использовании твердого углеводородного сырья надо учитывать, что в нем много примесей, в частности неорганических, поэтому перед повторной переработкой остатка разделения его надо очищать (на схеме для простоты блок очистки не показан), например также, как очищают сырье от механических примесей.

Сырье и остаток разделения имеют разный состав и свойства, и иногда целесообразно нагревать и подвергать их крекингу при разных температурах и режимах термической и/или термомеханической обработки. В этом случае остаток разделения подается в отдельный от сырья самостоятельный блок нагрева и крекинга остатка разделения (фиг.4, позиция 9), после которого направляется в реактор-смеситель (фиг.4, позиция 2), в который направляют и крекируемое сырье.

Тяжелый остаток разделения имеет гораздо большую температуру начала кипения, чем исходное сырье, не содержит легких фракций, поэтому его можно нагреть в отдельном нагревателе (печи) до большей температуры. Тогда это тепло можно использовать для нагрева и крекинга сырья. Такая схема представлена на фиг.5. Сырье подогревается до небольшой температуры (150-200°С) для того, чтобы уменьшить его вязкость, и далее поступает в блок нагрева и термомеханической (акустической, кавитационной и др.) обработки сырья остатком разделения (фиг.5, позиция 10). Туда же поступает и нагретый (фиг.5, позиция 9) до высокой температуры (400-450°С и более) остаток разделения. Сырье в блоке 10 за счет тепла остатка разделения нагревается до высокой температуры и подвергается термическому и/или термомеханическому крекингу. Теплообмен можно осуществить с помощью теплообменников различного типа, в том числе и за счет прямого контакта сырья и остатка разделения. Для кавитационной обработки нагретого сырья и наложения на него акустического воздействия, используют различные устройства: гидродинамические устройства, роторно-пульсационные аппараты (РПА) и т.д. Наиболее оптимально применять такие специальные устройства,

действие которых основано на гидродинамических эффектах движения среды с большой скоростью по каналам с препятствиями и поворотами различной формы, что приводит к возникновению локальных зон сниженного давления, в которых процесс испарения и отделения легкой фазы крекинга идет более интенсивно. При таком подходе процесс кавитации и акустической обработки возникает во всем объеме зоны обработки. Затем сырье или смесь сырья и остатка разделения направляют в реактор-смеситель (фиг.5, позиция 2) и далее по стандартной схеме. В этом случае блоки нагрева и крекинга сырья, смешивания крекируемого сырья с активным водородом и разделения на легкую часть и тяжелый остаток могут быть совмещены в одном аппарате.

Если сырье и остаток разделения нагреваются и подвергаются крекингу по отдельности, то иногда целесообразно и реакцию с водородом проводить в отдельных самостоятельных блоках, т.к. это может привести к различным продуктам реакции. Такая схема представлена на фиг.6. Сырье нагревается, подвергается крекингу и реагирует с активным водородом по стандартной цепочке (фиг.6, позиции 1, 2), остаток разделения нагревается и подвергается крекингу в отдельном блоке (фиг.6, позиция 9), затем подается в отдельный реактор-смеситель (фиг.6, позиция 11). Продукты реакции сырья и остатка разделения направляются в общий блок разделения (фиг.6, позиция 5), затем, при необходимости, в блоки получения товарных продуктов (фиг.6, позиции 6, 7). При необходимости можно создать полностью отдельную цепочку по переработке остатка разделения, включающую и отдельный блок разделения, и самостоятельные отдельные блоки получения товарных продуктов.

Реализовать предлагаемый процесс переработки легко можно как в промышленных, так и в лабораторных и стендовых условиях. В качестве исходного сырья использовалась нефть месторождения Вишенское Ульяновской области. (Ратов А.Н., Немировская Г.Б. и др. Проблемы освоения нефтей Ульяновской области. "Химия и технология топлив и масел", №4, 1995 г.), а также тяжелая нефть других месторождений и нефтяные остатки.

В лабораторных условиях исходное сырье нагревают под давлением в цилиндрическом емкостном аппарате (реакторе-смесителе) диаметром 96 миллиметров и высотой 400 миллиметров, аппарат теплоизолирован. В нижней части его корпуса расположен встроенный электрический нагреватель. Принципиальная упрощенная схема реактора показана на фиг.7, на которой обозначено (обозначение соответствует обозначениям на фиг.1-6): 1 - электронагреватель; 2 - реактор-смеситель; 4 - реактор с катализатором для получения атомарного водорода. Исходное сырье заливалось в реактор-смеситель 2 и нагревалось электронагревателем 1. В данных опытах для достижения стадии крекинга температура сырья была преимущественно до 430-470°С, хотя некоторые тяжелые среды типа гудрона приходилось нагревать и выше указанной температуры, давление до 1 МПа. Молекулярный водород из баллона подают (при большем

давлении, чем давление в реакторе-смесителе, чтобы сырье не попадало в реактор с катализатором) в реактор 4 с засыпанным в него никелевым, молибденовым или платиновым катализатором (в виде гранул диаметром 1-3 миллиметра). Водород и реактор с катализатором нагреваются в данном варианте до необходимой температуры за счет тепла нагретого сырья. Реактор с катализатором устроен в виде плоского цилиндра (диаметром 85 миллиметров и высотой 75 миллиметров), в который засыпан катализатор, установленного горизонтально в поперечном сечении реактора-смесителя, с подводящим водород патрубком-коллектором для распределения водорода по поперечному сечению реактора и распределенными по всей верхней плоскости реактора отверстиями диаметром 0,1 миллиметра для распределения получаемого атомарного водорода по поперечному сечению реактора-смесителя. Конструкция реактора с катализатором может быть двусторонняя, шарообразная и т.д., принципиального значения это не имеет. Образующийся в реакторе с катализатором атомарный водород распределяется по всему сечению реактора-смесителя и поступает непосредственно в зону крекинга исходного сырья, где происходит реакция насыщения открытых связей радикалов. Легкие фракции реакции отводятся через верхний патрубок с вентилем из реактора-смесителя, охлаждаются и анализируются. Тяжелый остаток разделения остается в реакторе-смесителе и по окончании эксперимента также анализируется. Реактор-смеситель оснащен термопарами для измерения температуры и манометром для измерения давления. В этом варианте стадии нагрева и крекинга сырья, нагрева и крекинга остатка разделения, нагрева водорода или водородсодержащих сред и катализатора, получения активного атомарного водорода, смешивания крекируемого сырья с активным водородом и разделения на прореагировавшую легкую часть и тяжелый остаток совмещены в одном аппарате. Некоторые результаты, полученные на лабораторной установке, приведены в таблице 1. Глубина переработки достигает 87%, а содержание серы уменьшилось почти в 10 раз. При добавке в нефть реактора-смесителя 5% размельченного до размеров 0,05-2 микрометра сланца, выход светлых целевых фракций увеличился до 89%, т.е. часть твердых углеводородов была переработана в легкие жидкие углеводороды. При многократной обработке выход целевых фракций увеличится практически до 100%. Для достижения практически тех же результатов по данной полезной модели вместо водорода можно использовать пропан-бутановую смесь из баллона и другие легкие, обогащенные водородом продукты или фракции. Такой подход не является прообразом промышленного процесса, но позволяет легко продемонстрировать конкретную реализацию предлагаемой полезной модели.

В условиях, максимально приближенных к промышленным, предлагаемая полезная модель реализована на стендовой установке производительностью до 30 кг/ч. Постадийная схема стендовой установки приведена на фиг.1. Установка оснащена различным емкостным оборудованием для хранения сырья и сбора получаемых продуктов, теплообменным оборудованием для нагрева сырья и остатка разделения и охлаждения продуктов, насосным оборудованием и контрольно-измерительными приборами. Сырье насосом подается в змеевик электрического нагревателя 1 (аналог промышленной печи), затем нагретое сырье подается в реактор-смеситель 2. Водород из баллона нагревают (фиг.1, позиция 3), пропускают через нагретый реактор с катализатором 4, и также подают в реактор-смеситель (фиг.1, позиция 2), прореагировавшую смесь направляют в блок разделения 5, например, диспергируют с понижением давления в емкостной аппарат. В этом варианте блок 2 (реактор-смеситель) и блок 5 (разделитель) могут быть совмещены в одном аппарате. Одновременно с диспергированием или перед ним с целью инициирования крекинга поток продуктов целесообразно подвергать последовательно или одновременно кавитационному, звуковому, ультразвуковому воздействию, создаваемому за счет движения потока, причем смесь углеводородов может подвергаться указанному воздействию многократно, а активный водород подают в устройства кавитационного, звукового, ультразвуковому воздействия. Для кавитационной обработки нефти и наложения на нее акустического воздействия используют также и специальные устройства, действие которых основано на гидродинамических эффектах движения среды с большой скоростью по каналам с препятствиями различной формы и различной кривизны. Тяжелый остаток разделения может смешиваться с сырьем перед повторной обработкой и нагреваться совместно, или нагреваться отдельно от сырья в том же или отдельном нагревателе. В этом случае его можно нагреть до больших температур, чем сырье, т.к. в тяжелом остатке значительно меньше легких фракций, чем в сырье. В этом случае крекинг сырья можно осуществить за счет взаимодействия его с нагретым до высокой температуры остатком разделения, например прямым смешиванием и дальнейшим совместным движением с большими скоростями по каналам с препятствия различной формы и кривизны. Кроме того, водород или водородсодержащие фракции и реактор с катализатором для получения атомарного водорода можно нагревать за счет температуры сырья и остатка разделения, поэтому блоки нагрева и крекинга сырья, нагрева водорода или водородсодержащих сред и катализатора, получения активного атомарного водорода, смешивания крекируемого сырья с активным водородом и разделения на легкую часть и тяжелый остаток могут быть совмещены в одном аппарате.

Процесс непрерывный. Некоторые результаты, полученные на стендовой установке по реализации предлагаемой полезной модели, приведены в таблице 2. Глубина переработки достигает 96%. С учетом образующихся несконденсированных газов можно уверенно говорить о 100% глубине переработки сырья с помощью данной полезной модели.

Таким образом, технический результат - увеличение выхода легких целевых полупродуктов или фракций (газовых, бензиновых, керосиновых и дизельных, а также фракций для нефтехимических и химических производств) до 100% и, соответственно, увеличение глубины переработки до 100%, улучшение качества получаемых фракций для их дальнейшей транспортировки и переработки с одновременным снижением эксплуатационных и капитальных затрат - достигается такой организацией процесса подготовки, при которой сырье и катализатор не контактируют, вследствие чего катализатор не отравляется вредными примесями и не коксуется, что приводит к увеличению долговечности катализатора и отсутствию необходимости процессов регенерации, причем углубление переработки до 100% можно достичь по данной полезной модели за счет повторной, возможно многократной, обработки тяжелого остатка разделения продуктов реакции.

1. Схема подготовки и углубленной переработки углеводородного сырья, включающая блоки очистки сырья от вредных примесей, нагрева сырья и водорода и подачу их в реактор с катализатором, а также блоки получения товарных продуктов, отличающаяся тем, что жидкое (например, нефть, нефтяные остатки и др.) исходное сырье после блока очистки от вредных примесей направляют в блок нагрева или в блок нагрева и термического и/или термомеханического крекинга и подают в реактор-смеситель без катализатора, молекулярный водород или легкие водородсодержащие среды, обогащенные водородом, например, природный или попутный газ, в частности газ и легкие погоны бензиновых фракций, получаемые в процессе подготовки, при необходимости подогревают отдельно от сырья в блоке нагрева водорода или водородсодержащих сред, направляют при большем давлении, чем давление в реакторе-смесителе, для получения активного атомарного водорода в реактор с нагретым до необходимой температуры катализатором, после которого активный водород направляют в реактор-смеситель в зону крекинга для интенсивного смешивания крекируемого сырья и активного водорода для проведения реакции, продукты реакции после реактора-смесителя направляют в блок разделения, легкие целевые фракции реакции преимущественно с температурой конца кипения до 360°С направляют в блок получения целевых товарных продуктов типа сжиженного газа, бензина, керосина, дизельного топлива, продуктов нефтехимии и др. на место подготовки и переработки сырья по данной полезной модели или транспортируют к удаленному месту получения легких товарных продуктов, тяжелый остаток после стадии разделения преимущественно с температурой начала кипения 360°С частично или полностью направляют в блок получения тяжелых товарных продуктов типа битума, кокса и др. и/или частично или полностью направляют на повторную обработку по данной полезной модели в начало процесса вместе с исходным сырьем или отдельно на следующую ступень обработки, твердые углеводороды (например, уголь, сланец, продукты растительного происхождения и др.) направляют в блок мелкодисперсного размельчения и вводят в исходное сырье и/или тяжелый остаток разделения перед его повторной обработкой, газообразные углеводороды также вводят в исходное сырье и/или остаток разделения перед его повторной обработкой, причем блоки нагрева и крекинга сырья, нагрева водорода или водородсодержащих сред и катализатора, получения активного атомарного водорода, смешивания крекируемого сырья с активным водородом и разделения на легкую часть и тяжелый остаток могут быть совмещены в одном аппарате.

2. Схема по п.1, отличающаяся тем, что нагрев водорода или водородсодержащих сред и катализатора в блоке получения активного атомарного водорода осуществляют за счет тепла нагретого сырья и/или остатка разделения.

3. Схема по п.1, отличающаяся тем, что получение атомарного активного водорода осуществляют с помощью волнового воздействия на водород и водородсодержащие среды широким спектром частот различной природы и интенсивности, а также с помощью химических реакций.

4. Схема по п.1, отличающаяся тем, что в качестве исходно сырья используют газообразные углеводороды, причем газообразные углеводороды могут быть использованы в качестве тепло- и массоносителя при переработке твердых углеводородов в виде мелкодисперсных порошков.

5. Схема по п.1, отличающаяся тем, что остаток разделения перед повторной обработкой подвергают очистке от вредных примесей и соединений, в частности от неорганических.