2018_150302_МОНХП_НТФ_Сальников_Петр_Александрович. Основными задачами при этом являются

• Название: Основными задачами при этом являются
• Дата: 28.04.2022
• Размер: 1.33 Mb.
• Имя файла: 2018_150302_МОНХП_НТФ_Сальников_Петр_Александрович.doc
• Тип: Документы; #502779
• страница: 2 из 11

1.3 Влияние основных параметров процесса на качество продуктов риформинга

В процессе каталитического риформинга важную роль играют температура, давление и объемная скорость подачи сырья. При установлении технологических параметров надо учитывать и свойства применяемого катализатора, а также химизм процесса. Особенностью каталитического риформинга можно считать сопровождение реакции дегидрирования нафтенов интенсивным поглощением теплоты. Так, для парафинистого сырья отрицательный тепловой эффект составляет 295‑364, для нафтенового – 410‑670 кДж/кг сырья. Поэтому катализатор размещают в нескольких реакторах и между ними подогревают газосырьевую смесь в секциях печи. В первых по ходу сырья реакторах поглощение теплоты наивысшее, так как содержание нафтенов наивысшее, в последнем реакторе в основном протекают реакции гидрокрекинга. Целесообразно повышать температуру от первого реактора к последнему: в результате снижается роль реакции гидрокрекинга в первых реакторах. Кроме того, общая глубина ароматизации зависит от правильного распределения катализатора между реакторами. Соотношение это обычно составляет 1 : (2‑3) : (4‑6); чем больше парафиновых углеводородов в сырье, тем больше катализатора приходится размещать в последнем реакторе.

Повышение давления препятствует быстрому отравлению катализатора; частично это происходит вследствие того, что закоксовывание катализатора и чувствительность к отравлению вредными примесями с повышением давления значительно уменьшаются. Однако при этом снижается термодинамически возможный выход ароматических углеводородов и увеличивается скорость реакций гидрокрекинга и деалкилирования. В результате уменьшается выход водорода, жидких продуктов процесса и содержание в них ароматических углеводородов; одновременно повышается выход газов.

Снижение рабочего давления, а следовательно, и парциального давления водорода смещает равновесие реакций дегидрирования и дегидроциклизации в сторону ароматических углеводородов и способствует увеличению скорости их образования.

Со снижением давления не только повышается выход ароматических углеводородов, но и снижается выход газообразных углеводородов, увеличивая, таким образом, селективность каталитического риформинга. Эта закономерность сохраняется и при риформинге более широких фракций для получения бензина с высоким октановым числом.

Однако при снижении давления резко увеличивается скорость закоксовывания катализатора, а следовательно, сокращается рабочий цикл установки [4].

Нерегенеративный риформинг проводят при 3,4–5,0 МПа, процессы с одновременной регенерацией катализатора во всех реакторах – при 2,5–3,5 МПа, а с регенерацией в одном резервном реакторе примерно при 1,0–2,0 МПа.

Таким образом, снижение давления позволяет при меньших температурах получать более высокие выходы катализата и водорода, а также увеличить содержание водорода в водородсодержащем газе [4].

С повышением температуры в процессе каталитического риформинга при прочих равных условиях уменьшаются выход стабильного катализата и содержание водорода в циркулирующем водородсодержащем газе, повышаются содержание ароматических углеводородов в катализате и его октановое число, а также отложение кокса на катализаторе. Кроме того, возрастает выход более легких углеводородов – пропана, бутана и изобутана (очевидно, вследствие усиления реакций гидрокрекинга углеводородов, как содержащихся в сырье, так и вновь образующихся в процессе риформинга).

Однако с повышением температуры увеличивается и закоксовывание катализатора. Таким образом, температуру каталитического риформинга следует подбирать в сочетании с другими параметрами процесса; необходимо также обращать внимание на качество сырья и катализатора [4].

Этот показатель можно повысить, увеличив расход свежего сырья или уменьшив загрузку катализатора в реакторы. В результате уменьшается длительность контакта реагирующих и промежуточных продуктов с катализатором. С повышением объемной скорости увеличиваются выход стабильного продукта и содержание водорода в циркулирующем газе, снижается выход водорода, легких углеводородов и, что особенно важно, 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 100ºС, также уменьшается.

С увеличением объемной скорости преобладающую роль в процессе начинают играть реакции, протекающие быстрее: дегидрирования нафтеновых углеводородов, гидрокрекинга тяжелых парафиновых углеводородов и изомеризации углеводородов С₄ и С₅. Роль реакций, требующих большого времени (дегидроциклизации, деалкилирования и гидрокрекинга легких углеводородов), снижается. Обычно можно выбрать такую объемную скорость, чтобы проводить процесс в определенном интервале давления и температуры и с заранее подобранной глубиной превращения сырья, не прибегая к частой регенерации катализатора [4].

Соотношение циркулирующего водородсодержащего газа и сырья можно регулировать в широких пределах. Нижний предел определяется минимально допустимым количеством газа, подаваемого для поддержания заданного парциального давления водорода; верхний – мощностью газокомпрессорного оборудования. Увеличение соотношения водородсодержащий газ : сырье проявляется в двух противоположных направлениях. С одной стороны, повышение парциального давления водорода подавляет реакции дегидрирования, но, с другой стороны, увеличение количества газа, циркулирующего через реактор, уменьшает падение в нем температуры; в результате средняя температура катализатора и скорость протекания реакций увеличиваются. Влияние второго фактора повышения температуры катализатора преобладает.

Установлено, что на активность би- и полиметаллического катализатора влияет и степень очистки водородсодержащего газа. При тщательной его очистке выход ароматических углеводородов только на 4‑5 % ниже, чем при использовании электролитического водорода. При применении же неочищенного газа потери ароматических углеводородов достигают при 475 и 515ºС соответственно 16 и 19% [4].

Из рассмотренных факторов наибольшее влияние на результаты риформинга оказывают давление и температура. Влияние остальных факторов меньше, однако и их надо учитывать. В процессе работы, даже при выдерживании заданного режима и переработке сырья постоянного состава, активность катализатора постепенно снижается. Поэтому для получения продуктов нужного качества в намеченных количествах приходится по мере снижения активности катализатора вначале повышать температуру в реакторах, а затем проводить регенерацию катализатора.