Доклад. доклад. Предфракционирование
 Скачать 20.34 Kb.
|
|
Основным источником бензола в автобензинах (70–85 %) является процесс каталитического риформинга. Исторически сложилось, что на территории России этот процесс является базовым; его доля в суммарном бензиновом фонде оценивается на уровне 54 % об., поэтому разбавление риформинг-бензина другими компонентами при компаундировании с достижением требуемых экологических показателей и особенно для малых и средних НПЗ затруднено. В подобных обстоятельствах, задача снижения содержания бензола в товарном автобензине сводится к задаче снижения его содержания в риформате, которое в некоторых случаях достигает 8 % об.. В литературе возможные способы снижения содержания бензола принято делить на две группы: в первой изменения вносятся в состав сырья каталитического риформинга с целью минимизировать количество предшественников бензола и подавить реакцию его образования (предфракционирование), а во второй из продукта риформинга выделяют бензолсодержащую фракцию (БСФ), выкипающую в пределах н.к.–85 oC, (постфракционирование) и отправляют ее на дальнейшую переработку. От выбора способа снижения содержания бензола в бензиновом пуле зависят эффективность будущей схемы, качество продукции, размеры капиталовложений и сроки окупаемости Предфракционирование Вариант предфракционирования целесообразно использовать на установках риформинга, работающих при низких давлениях, а также при наличии других источников неароматических бензиновых компонентов для разбавления риформата или процессов, позволяющих облагораживать извлекаемые из сырья фракции. Повышение температуры кипения сырья – имеет относительно простую реализацию, но его очевидными минусами являются сокращение ресурса сырья процесса и образование избытка низкооктановой прямогонной гексан-гептановой фракции, которая требует либо дальнейшей переработки (например изомеризации), либо включается в бензиновый фонд, приводя к снижению октанового числа. Другой способ предотвратить образование бензола связан не с увеличением температуры начала кипения, а с повышением температуры выкипания 50 % объема сырья риформинга за счет вовлечения в процесс высококипящих парафиновых углеводородов C9–C11. Однако катализат, полученный при таком варианте, хотя и содержит меньше бензола, характеризуется повышенным давлением насыщенных паров, поскольку вовлеченные тяжелые парафины активно участвуют в побочных реакциях гидрокрекинга; а значения давления насыщенных паров также строго регламентированы (для К5 значение давления насыщенных паров лето/зима варьируется в пределах 35-100 кПа). Вариант предфракционирования целесообразно использовать на установках риформинга, работающих при низких давлениях, а также при наличии других источников неароматических бензиновых компонентов для разбавления риформата или процессов, позволяющих облагораживать извлекаемые из сырья фракции. Постфракционирование В этом случае процесс каталитического риформинга проводится в штатном режиме без дополнительных мер по подготовке гидроочищенного сырья, а образовавшийся бензол практически полностью выделяется из риформата в составе легкой фракции н.к.–85 ∘C, которая в дальнейшем подвергается переработке. Типовой состав легкой бензолсодержащей фракции риформата н.к.–85 ∘C представлен на рисунке 2. На 50–70 % БСФ состоит из парафиновых углеводородов C5–C7, причем большая их часть представлена молекулами нормального и монозамещенного строения. Основными направлениями возможной переработки легкой бензолсодержащей фракции являются: экстракция бензола из катализата; алкилирование бензола олефинами; гидрирование бензола в циклогексан; гидроизомеризация бензола в метилциклопентан [25]. Процесс Деболк Принципиальная схема процесса аналогична типовой схеме блока гидроочистки. Бензолсодержащая фракция риформата н.к.–85 (95) ∘С перерабатывается либо отдельно [60], либо совместно с прямогонной гидроочищенной фракцией 70–85 ∘С при температуре 260–300 ∘С в присутствии платиноалюмоморденитного катализатора. Московский НПЗ Данный способ получения высокооктанового компонента бензина включает выделение из риформата низкооктановой (ИОЧ 55-60) бензол-гептановой фракции в пределах температур начала кипения 65-70 °С и конца кипения 100-105 °С, гидроизомеризацию выделенной фракции на платиновом цеолитсодержащем катализаторе и смешение продукта (ИОЧ 80-82) с оставшейся частью риформата с получением целевого высокооктанового продукта. Процесс «PRIS» RRT Global В отличие от предыдущих вариантов технология процесса «PRIS» предлагает нестандартное аппаратное решение: в одной колонне совмещаются три реакторные зоны (снизу вверх: гидроизомеризация бензола и фр. C7+, изомеризация фр. C6 и изомеризации фр. C5 ) и четыре зоны ректификации. По словам разработчиков, это позволит снизить в 3,2 раза затраты на оборудование и в 5 раз – на энергоснабжение. В процессе одновременно используется два типа катализаторов – для изомеризации парафиновой фракции C5–C6 и для гидроизомеризации БСФ Изомалк-4 В прямогонной широкой бензиновой фракции нк – 180 ºС содержится от 10 до 15 % гептаной фракции, имеющей пределы выкипания от 70 до 105 ºС, и которая преимущественно состоит из н-гептана, 2-метилгексана, 3-метилгексана и нафтеновых углеводородов [3]. Из-за высокой концентрации неразветвленных парафиновых углеводородов с низким октановым числом (для н-гептана ОЧ равно нулю) данная фракция непригодна для использования в качестве одного из компонентов современных автобензинов. Существенным минусом является еще и тот факт, что гептановая фракция не может быть подвергнута конверсии с использованием существующих мощностей на заводах, т.е. с помощью изомеризации С5 – С6, поскольку в таком случае уровень реакций гидрокрекинга достигает 50%, а соответственно в большом количестве образуются побочные продукты легкие газы С1 – С3. Кроме того, гептаны оказывают ингибирующее воздействие на целевые реакции процесса изомеризации пентан-гексановой фракции. Процесс изомеризации гептановой фракции, выкипающей при 70 – 105 ºС, заключается в конверсии углеводородов в реакторном блоке на катализаторе СИ-4, также разработанном компанией НПП «Нефтехим», за счет которого химические реакции осуществляются при низких температурах 160-200 ºС. Катализатор СИ-4 представляет собой бифункциональный катализатор, сочетающий в себе две основные функции: кислотную и дегидро-гидрирующую. Кислотную активность в катализаторе выполняет смесь оксидов алюминия, циркония, вольфрама, марганца и титана, а такие металлы, как платина, иридий или палладий участвуют в реакциях дегидро-гидрирования . Установка Изомалк-4 состоит из трех основных, связанных между собой блоков оборудования: 1. В реакторном блоке изомеризации происходит предварительный нагрев сырья, непосредственно химические реакции в двух реакторах, заполненных катализатором СИ-4, и осушка ВСГ (водородсодержащего газа). 2. В блоке стабилизации полученный в реакторном блоке изомеризат подвергается стабилизации, т.е. процессу удаления углеводородного газа (С1 – С4), а также остатков растворенного водорода из продукта (основное оборудование колонна стабилизации). 3. В блоке деизогептанизации решается задача выделения целевого продукта высокоразветвлённых изомеров гептана, выделение непревращенной доли гептанов и направление ее в качестве рециркулята в реакторный блок для повышения октанового числа (основное оборудование ректификационная колонна). Таким образом, выделение гептановой фракции из прямогонного бензина и ее дальнейшая конверсия ведет к образованию изомеризата с октановым числом по исследовательскому методу 83-88 пунктов. При высокой степени рециркуляции получаемый на установке «Изомалк-4» тяжелый изомеризат концентрат высокооктановых изомеров С7 с низким давлением насыщенных паров, без ароматических углеводородов и каких-либо нежелательных примесей может успешно конкурировать с алкилатом одним из самых ценных компонентов автобензина, для получения которого требуется сложный, энергоемкий и экологически небезопасный комплекс установок. Технология изомеризации С7 – фракции позволит увеличить количество изокомпонентов, селективность процессов изомеризации легкой бензиновой фракции, содержащей пентан - гексановую фракцию и процесса риформинга бензинов за счет снижения содержания углеводородов C7+ в сырье этих процессов. |