Производство-высокооктанового-топлива. Производство высокооктанового топлива. Каталитический риформинг
 Скачать 0.62 Mb.
|
|
Производство высокооктанового топлива. Каталитический риформинг Логачева М.М. – 4хэ, 820791 • Бензины являются одним из основных видов горючего для двигателей современной техники. Автомобильные и мотоциклетные, лодочные и авиационные поршневые двигатели потребляют бензины. В настоящее время производство бензинов является одним из главных в нефтеперерабатывающей промышленности и в значительной мере определяющим развитие этой отрасли. • Развитие производства бензинов связано со стремлением улучшить основное эксплуатационное свойство топлива - детонационную стойкость бензина, оцениваемую октановым числом. Каталитический риформинг бензинов является важнейшим процессом современной нефтепереработки и нефтехимии. Он служит для одновременного получения высокооктанового базового компонента автомобильных бензинов, ароматических углеводородов - сырья для нефтехимического синтеза - и водородосодержащего газа - технического водорода, используемого в гидрогенизационных процессах нефтепереработки. • Каталитический риформинг является в настоящее время наиболее распространенным методом каталитического облагораживания прямогонных бензинов. Установки каталитического риформинга имеются практически на всех отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах. • Каталитический риформинг - современный, широко применяемый процесс для производства высокооктановых бензинов из низкооктановых. Риформинг при более низких давлениях в системе и в сочетании с экстрактивной перегонкой или экстракцией растворителями позволяет получать ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы и высшие), используемые в нефтехимической промышленности. Промышленные процессы каталитического риформинга, при которых выходы риформата достигают 73--90%, основаны на контактировании сырья с активным катализатором, обычно содержащим платину. • Для поддержания активности катализатора его периодически регенерируют; регенерацию проводят тем чаще, чем ниже давление в системе. Исключением является процесс платформинга, когда катализатор не регенерируют. Важной особенностью каталитического риформинга является то, что процесс протекает в среде водорода, который выделяется так же, как и в реакциях риформинга; избыток водорода удаляют из системы. Этот водород намного дешевле специально получаемого, и его используют в гидрогенизационных процессах нефтепереработки Методика процесса В основе каталитического риформинга лежат три типа реакций: 1) ароматизация исходного сырья путем дегидроциклизации алканов, дегидроизомеризации алкилциклопентанов, дегидрирования циклогексанов; 2) изомеризация углеводородов; 3) гидрокрекинг. В процессе также протекают нежелательные реакции гидрокрекинга с образование низко-, и высокомолекулярных углеводородов, а также продуктов уплотнения – кокса, откладывающегося на поверхности катализаторов Сырье и продукты каталитического риформинга Сырье: В качестве сырья для каталитического риформинга обычно используют бензиновые фракции первичной перегонки нефтей. Пределы выкипания этих фракций колеблются в широком интервале-- от 60 до 210°С. Для получения ароматических углеводородов в большей части используют фракции, выкипающие при 62-85°С (бензол), 85-105°С (толулол), или при 105-140°С (ксилол), а для получения высокооктановых автомобильных бензинов -- фракции 85-180 °С. Иногда широкую фракцию, выделяемую на установке первичной перегонки нефти, дополнительно разгоняют на более узкие фракции на установках вторичной перегонки. Для предотвращения дезактивации катализатора в сырье ограничивается содержание серы (не более 0,0001 – 0,0005 % в зависимости от типа катализатора) и азота (не более 0,0001 %) Сырье и продукты каталитического риформинга Продукты: В процессе каталитического риформинга образуются газы и жидкие продукты (риформат). Риформат можно использовать как высокооктановый компонент автомобильных и авиационных бензинов или направлять на выделение ароматических углеводородов, а газ, образующийся при риформинге, подвергают разделению. Катализаторы Катализаторы риформинга обычно обладают двумя функциями: кислотной и дегидрирующей. В качестве катализаторов обычно используют платину на окиси алюминия. Кислотные свойства катализатора определяют его крекирующую и изомеризующую активность. Кислотность имеет особенно большое влияние при переработке сырья с большим содержанием парафиновых углеводородов: инициирование кислотными катализаторами реакций гидрокрекинга парафинов и изомеризации пятичленных нафтенов в шестичленные с последующей их дегидрогенизацией и дегидроциклизацией (в результате дегидрирующей способности катализатора) ведет к образованию ароматических углеводородов. В промышленности применяются следующие катализаторы: • платиновые; • палладиевые; • сернистый вольфрамоникелевый; • окисный алюмомолибденовый; • алюмохромовый ; • алюмокобальтмолибденовый. Наиболее широкое применение нашли алюмоплатиновые катализаторы. В последнее время в состав катализаторов с платиной и палладием стали вводить редкоземельные элементы. Некоторое распространение получили также цеолитсодержащие катализаторы. Требования к катализаторам: Катализаторы риформинга должны • обладать высокой активностью в реакциях ароматизации; • достаточной активностью в реакциях изомеризации парафинов; • умеренной или низкой активностью в реакциях гидрокрекинга; • высокой селективностью); • высокой активностью гидрирования продуктов уплотнения; • термической устойчивостью и возможностью восстановленияактивности путем регенерации непосредственно в реакторах; • устойчивостью к действию сернистых и азотистых соединений, кислорода, влаги, солей тяжелых металлов и других примесей; • стабильностью (способностью сохранять первоначальную активность в течение продолжительного срока работы); • невысокой стоимостью. Технологическая схема каталитического риформинга Рисунок 1 - Принципиальная технологическая схема установки каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора: I - гидроочищенное сырье; II - ВСГ;III - стабильный каталзатор; IV - сухой газ;Vголовная фракция. • Гидроочищенное и осушенное сырье смешивается с циркулирующим ВСГ, подогревается в теплообменнике, затем в секции печи П-1 и поступает в реактор первой ступени Р-1. На установке имеется 3-4 адиабатических реактора и соответствующее число секций многокамерной печи П-1 для межступенчатого подогрева реакционной смеси. • На выходе из последнего реактора смесь охлаждается в теплообменнике и холодильнике до 20-40 и поступает в сепаратор высокого давления С-1 для отделения циркулирующего ВСГ от катализата. Часть ВСГ после осушки цеолитами в адсорбере Р-4 поступает на прием циркуляционного компрессора, а избыток выводится на блок предварительной гидроочистки бензина и передается другим потребителям водорода. Нестабильный катализат из С-1 поступает в сепаратор низкого давления С-2, где от него отделяются легкие углеводороды. Выделившиеся в сепараторе С-2 газовая и жидкая фазы поступают во фракционирующий абсорбер К-1. • Абсорбентом служит стабильный катализат (бензин). Низ абсорбера подогревается горячей струей через печь П-2. В абсорбере при давлении 1,4 МПа и температуре внизу 165°С и вверху 40°С отделяется сухой газ. Нестабильный катализат, выводимый с низа К-1, после подогрева в теплообменнике поступает в колонну стабилизации К-2. Тепло в низ К-2 подводится циркуляцией и подогревом в печи П-2 части стабильного конденсата. Головная фракция стабилизации после конденсации и охлаждения поступает в приемник С-3, откуда частично возвращается в К-2 на орошение, а избыток выводится с установки. Часть стабильного катализата после охлаждения в теплообменнике подается во фракционирующий абсорбер К-1, а балансовый его избыток выводится с установки. |