Переработка нефти
ские пылевидные катализаторы с частицами размеров 1—150 мк.
2. Природные микросферические или пылевидные катализаторы, приготовляемые
из природных глин (бентониты, бокситы и некоторые другие) кислотной и
термической обработкой или только термической обработкой. Размеры частиц
те же, что указаны в п. 1. По сравнению с синтетическими, природные
катализаторы менее термостойки и имеют пониженную активность.
3. Микросферический формованный синтетический катализатор с частицами
размером 10-150 мк. По сравнению с пылевидным, микросферический
катализатор при циркуляции меньше измельчается и в меньшей степени
вызывает абразивный износ аппаратуры и катализаторопроводов. Удельный
расход его ниже, чем расход пылевидного катализатора.
4. Синтетический катализатор в виде стекловидных шариков диаметром 3—6
мм.
5. Природные и синтетические катализаторы с частицами размером 3—4мм
искаженной цилиндрической. формы. Их часто называют таблетированными, они
характеризуются меньшей прочностью, чем шариковые, и используются
преимущественно на установках с неподвижным катализатором.
Указанные выше 5 типов катализаторов являются аморфными.
6. Синтетические кристаллические цеолитсодержащие катализаторы,
содержащие окись хрома (что способствует лучшей регенерации), а также
окиси, редкоземельных металлов (улучшающие селективность катализатора и
увеличивающие выход бензина с некоторым улучшением его свойств). Они
вырабатываются гранулированными—для установок с нисходящим потоком
катализатора — и микросферическими — для установок в кипящем слое.
II. КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РИФОРМИНГ.
1.Назначение процесса. В настоящее время каталитический риформинг стал
одним из-ведущих процессов нефтеперерабатывающей и нефтехимической
промышленности.С его помощью удается улучшать качество бензиновых фракций и
получать ароматические углеводороды) особенно из сернистых и
высокосернистых нефтей. В последнее время были разработаны процессы
каталитического риформинга для получения топливного газа из легких
углеводородов. Возможность выработки столь разнообразных продуктов привела
к использованию в качестве сырья не только бензиновых фракций прямой
перегонки нефти, но и других нефтепродуктов.
До массового внедрения каталитического риформинга применялся термический
риформинг и комбинированный процесс легкого крекинга тяжелого сырья
(мазута, полугудрона и гудрона) и термического риформинга бензина прямой
перегонки. В дальнейшем термический риформинг прекратил свое существование
ввиду низких технико-экономических показателей по сравнению с
каталитическим. При термическом риформинге выход бензина на 20—27% меньше и
октановое число его на 5—7 пунктов ниже, чем при каталитическом риформинге.
Кроме того, бензин термического риформинга нестабилен.
Процесс каталитического риформинга осуществляют при сравнительно высокой
температуре и среднем давлении, в среде водородсодержащего газа.
Каталитический риформинг проходит в среде газа с большим содержанием
водорода (70—80 объемн. %). Это позволяет повысить температуру процесса, не
допуская глубокого распада углеводородов и значительного коксообразования.
В результате увеличиваются скорость дегидрирования нафтеновых углеводородов
и скорости дегидроциклизации и изомеризации парафиновых углеводородов. В
зависимости от назначения процесса, режима и катализатора в значительных
пределах изменяются выход и качество получаемых продуктов. Однако общим для
большинства систем каталитического риформинга является образование
ароматических углеводородов и водородсодержащего газа.
Назначение процесса каталитического риформинга, а также требования,
предъявляемые к целевому продукту, требуют гибкой в эксплуатации установки.
Необходимое качество продукта достигается путем подбора сырья, катализатора
и технологического режима.
Получаемый в процессе каталитического риформинга водородсодержащий газ
значительно дешевле специально получаемого водорода; его используют в
других процессах нефтепереработки, таких, как гидроочистка и гидрокрекинг.
При каталитическом риформинге сырья со значительным содержанием серы или
бензинов вторичного происхождения, в которых есть непредельные
углеводороды, катализатор быстро отравляется. Поэтому такое сырье перед
каталитическим риформингом целесообразно подвергать гидроочистке. Это
способствует большей продолжительности работы катализатора без регенерации
и улучшает технико-экономические показатели работы установки.
2. Режим работы установок. На рисунке показана принципиальная схема
установки каталитического риформинга. Рассмотрим режим работы отдельных ее
узлов.
Перед каталитическим риформингом сырье подвергают гидроочистке
рециркулирующим водородсодержащим газом. После гидроочистки продукты
поступают в отпарную колонну 3. С верха ее выводятся сероводород и водяные
пары, а с низа — гидрогенизат. Гидрогенизат вместе с рециркулирующим
водородсодержащим газом нагревается в змеевиках печи 5 и поступает в
реакторы 6 каталитического риформинга. Продукты, выходящие из зоны реакции,
охлаждаются и разделяются в сепараторе 2 на газовую и жидкую фазы. Жидкие
продукты фракционируют с целью получения компонента автомобильного бензина
с заданным давлением насыщенных паров или других продуктов (например,
сжиженного нефтяного газа, ароматических углеводородов и т. д.). Богатый
водородом газ направляют на рециркуляцию, а избыток его выводят из системы
и используют в других процессах.
Рассмотрим влияние давления, температуры и других факторов на результаты
каталитического риформинга.
Давление. Высокое давление способствует более_длительной работе
катализатора; частично это происходит вследствие того, что закоксовывание
катализатора (в особенности платины) и чувствительность его к отравлению
сернистыми и другими ядами значительно уменьшаются с повышением давления.
Повышение давления увеличивает скорость реакций гидрокрекинга и
деалкилирования, при этом равновесие сдвигается в сторону образования
парафинов. Снижение рабочего, а следовательно, и парциального давления
водорода способствует увеличению степени ароматизации парафиновых и
нафтеновых углеводородов.
[pic] Рис.Принципиальная технологич. схема установки кат.
риформинга.
Температура. Применительно к каталитическому риформингу повышение
температуры способствует образованию ароматических углеводородов и
препятствует протеканию обратной реакции, а также превращению некоторых
изомеров нафтеновых углеводородов в парафиновые, которые легче подвергаются
гидрокрекингу, С повышением температуры в процессе каталитического
риформинга уменьшается выход стабильного бензина и снижается концентрация
водорода в циркулирующем газе. Это объясняется тем, что при более высоких
температурах увеличивается роль гидрокрекинга. С увеличением температуры
возрастает выход более легких углеводородов — пропана, н-бутана и изобутана
(очевидно, это происходит за счет усиления реакций гидрокрекинга
углеводородов, как содержащихся в сырье, так и вновь образующихся в
процессе каталитического риформинга). Увеличивается также содержание
ароматических углеводородов в бензине и возрастает его октановое число. В
результате увеличивается образование водорода и давление насыщенных паров
бензина, возрастает и содержание в нем фракций, выкипающих до 100 °С.
Объемная скорость. Объемную скорость можно повысить, увеличив расход
свежего сырья или уменьшив загрузку катализатора в реакторы. В результате
уменьшается время контакта реагирующих и промежуточных продуктов с
катализатором. С повышением объемной скорости увеличивается выход
стабильного продукта и содержание водорода в циркулирующем газе, снижается
выход водорода и легких углеводородов и, что особенно важно, уменьшается
выход ароматических углеводородов. Таким образом, с повышением объемной
скорости ресурсы ароматических, углеводородов при каталитическом риформинге
снижаются, а выход бензина, хотя и увеличивается, но октановое число его
становится меньше; давление насыщенных паров бензина и содержание в нем
ароматических углеводородов и фракций, выкипающих до 100 °С, также
уменьшаются.
С увеличением объемной скорости преобладающую роль в процессе начинают
играть реакции, протекающие быстрее: дегидрирование нафтеновых
углеводородов, гидрокрекинг тяжелых парафиновых углеводородов и
изомеризация углеводородов С4 и С5. Что же касается реакций, требующих
большого времени (дегидроциклизации, деалкилирования и гидрокрекинга легких
углеводородов), их роль снижается.
Соотношение циркулирующий водородсодержащий газ: сырье можно регулировать
в широких пределах. Нижний предел определяется минимально допустимым
количеством газа, подаваемого для поддержания заданного парциального
давления водорода, а верхний — мощностью газокомпрессорного оборудования.
Увеличение соотношения водородсодержащий газ: сырье проявляется в двух
противоположных направлениях. Повышение парциального давления водорода
подавляет реакции дегидрирования, но, с другой стороны, увеличение
количества газа, циркулирующего через реактор, уменьшает падение в них
температуры, в результате чего средняя температура катализатора повышается,
и скорость протекающих реакций увеличивается.
| |  скачать работу |
Переработка нефти |
