Каталитический риформинг бензинов

2 8 1 Нефть Схема Омского НПЗ по установкам и производствам АТ-9 КПА АВТ-6 АВТ-7 АВТ-8 АВТ-10 ФСБ Висбрекинг КТ-1/1 С-200 КТ-1/ С-001(ВБ) КТ-1/1 ГФУАГФУ25-12РОСК Л-35/ Л-35/ Л-24/6Л-24/7Л-24/9 36/1,3-1,3,4 37/1-4,5 39/1,6,8-2,4, /3м УПНК 19/3 Бензины Газы Ароматика Керосин Диз топл. Масла Кот.топл Битум Кокс УПС Катализаторное п-во Сульфонатные присадки Литиевые смазки

Общие сведения Повышение детонационной стойкости ; Получение ароматических углеводородов ( бензола, толуола, ксилолов ) – сырья нефтехимии ; Получение дешевого водородсодержащего газа для использования в других процессах. Назначение процесса Детонационная стойкость Детонационная стойкость – способность топлива обеспечивать работу двигателей без характерных металлических стуков, вызванных образованием ударных волн при нерегулируемом самовоспламенении бензина в камере сгорания. Октановое число – показатель детонационной стойкости

Общие сведения Моторный ( ОЧМ ) – жесткий режим ( частота вращения коленчатого вала 900 об / мин ) Исследовательский ( ОЧИ ) – мягкий режим ( частота вращения коленчатого вала 600 об / мин ) Октановое число Октановое число – условный показатель равный объемной процентной концентрации изооктана (2,2,4- триметилпентана ) в его смеси с н - гептаном, которая в условиях стандартных испытаний проявляет такую же детонационную стойкость как и испытуемый нефтепродукт. Определение октанового числа проводят на типовой лабораторной установке, представляющей собой одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания. Методы определения октанового числа :

Общие сведения УглеводородОЧМОЧИ Н-бутан9293,6 Н-пентан61,761 Изо-пентан90,392,3 Н-гексан2524,8 2-метилпентан7373,4 3-метилпентан74,374,5 2,3-диметилбутан95101,7 Н-гептан00 Н-октан2210 2,2,4-триметилпентан100 Циклогексан77,283 Этилциклопентан62,067,2 Бензол Октановые числа углеводородов Октановое число повышается с увеличением степени разветвленности и снижением молекулярной массы

Общие сведения Прямогонные бензины Бензины вторичных процессов Фракционный состав сырья выбирается в зависимости от целевого назначения процесса. Сырье НазначениеТемпература кипения сырья, оС Углеводороды, преобладающие в сырье Получение бензола62-85С6С6 Получение толуола85-105С7С7 Получение ксилолов С8С8 Получение высокооктанового бензина С 7 -С 10

Термины и определения Бензин Бензин – фракция нефти, а также товарный продукт, выкипающий в основном в температурном интервале от ° С. Фракция Фракция – часть нефти, выделенная из нее ректификацией или простой перегонкой. Фракция характеризуется определенными границами температур кипения содержащихся в ней компонентов. Первичная переработка нефти Первичная переработка нефти – обессоливание нефти и разделение на фракции. Вторичная переработка нефти Вторичная переработка нефти – каталитические и термические процессы переработки нефти ( гидроочистка, крекинг, гидрокрекинг, риформинг, изомеризация ). ВСГ ВСГ – водородсодержащий газ. Используется в гидрогенизационных процессах ( гидроочистка, гидрокрекинг ) для проведения целевых реакций и поддержания над катализатором необходимого для предотвраащения быстрого накопления кокса давления водорода.

Целевые реакции риформинга Дегидрирование шестичленных нафтенов: Дегидроциклизация парафиновых углеводородов: Изомеризация:

Процесс каталитического риформинга осуществляется на бифункциональных катализаторах, обладающих кислотными и металлическими центрами. Активный носитель (γ-оксид алюминия, алюмосиликат) обладает кислотными центрами, на которых проходят реакции изомеризации, гидрокрекинг. Платина, тонко диспергированная на поверхности носителя, обладает гидрирующими-дегидрирующими свойствами. Активность носителя усиливается при подаче к его поверхности галогена (хлор или фтор в виде кислот) Катализаторы

Характеристика отечественных промышленных катализаторов риформинга Примечание. Удельная поверхность не менее 200 м 2 /г, общий объем пор не менее 0,65 см2/г, размеры таблеток: диаметр 1,3…3 мм, длина 3…9 мм. Показатель Катализатор АП-56АП-64КР-101КР-102КР-104КР-106КР-108КР-110 Содержание, % мас.: платины0,550,620,60,36 фтора0, хлора-0,70,751,351,21,35 Число металлических промоторов Относительная селективность Относительная стабильность ,53

Температура. Температуру на входе в реакторы риформинга устанавливают в начале реакционного цикла на уровне, обеспечивающем заданное качество риформата октановое число или концентрацию ароматических углеводородов. Обычно начальная температура лежит в пределах 480…500 °С и лишь при работе в жестких условиях составляет 510 °С. Повышение температуры приводит к увеличению скоростей всех реакций, в том числе и скорости коксообразования Давление. Основной, наряду с температурой, регулируемый параметр, оказывающий существенное влияние на выход и качество продуктов риформинга. При прочих идентичных параметрах с понижением парциального давления водорода возрастает как термодинамически, так и кинетически возможная глубина ароматизации сырья и, что особенно важно, повышается селективность превращений парафиновых углеводородов, поскольку снижение давления благоприятствует протеканию реакций ароматизации и тормозит реакции гидрокрекинга. Кратность циркуляции водородсодержащего газа. Этот параметр определяется как отношение объема циркулирующего водородсодержащего газа (ВСГ), приведенного к нормальным условиям (0,4; 0,1 МПа), к объему сырья, проходящего через реакторы в единицу времени (м3/м3). Управляющие параметры

Технология процесса 1940г – Первая промышленная установка каталитического риформинга (гидроформинг). ПроцессФирма, разработавшая процесс Дата пуска первой установки, год Платформинг (полурегенеративный) UOP1949 Синклер-Бейкер (полурегенеративный) Sinclair-Baker1952 Гудриформинг (полурегенеративный) Houdry1953 Ультраформинг (с периодической регенерацией) Exxon Пауэрформинг (с периодической регенерацией) IFP (Французкий институт нефти)1954 Каталитический риформинг (с периодической регенерацией) IFP1964 Магнаформинг (с периодической регенерацией) Atlantic Richfield1967 Рениформинг (полурегенеративный) Chevron1970 Платформинг (с непрерывной регенерацией) UOP1971 Каталитический риформинг (с непрерывной регенерацией) IFP1973 Аротайзинг (с непрерывной регенерацией) IFP1977

С периодической регенерацией (стационарный слой катализатора). Регенерация осуществляется одновременно во всех реакторах, т.е. происходит остановка процесса риформинга. С короткими межрегенеративными циклами (стационарный слой катализатора) Регенерация осуществляется в одном из реакторов, а вместо него подключается дополнительный реактор. С непрерывной регенерацией (движущийся слой катализатора). Катализатор проходит 4, расположенных друг над другом реактора риформинга и поступает в регенератор. Технология процесса Классификация установок риформинга

Гидроочистка сырья – удаление (гидрирование) веществ, дезактивирующих катализаторы риформинга (соединения серы, азота, металлорганические соединения и т.д.). Очистка ВСГ от соединений серы, азота и т.д. Реакторный блок Сепарация газа Стабилизация катализата – удаление низкокипящих компонентов (УВ газов) методом ректификации. Технология процесса Состав установки риформинга

I – гидроочищенное сырье; II – ВСГ; III – стабильный катализат; IV – сухой газ; V – головная фракция. П1 – печь, Р1-3 – реакторы риформинга; Р4 – адсорбер; С1 – сепаратор высокого давления; С2 – сепаратор низкого давления; К1 – ракционирующий адсорбер; П2 – печь; К2 – колонна стабилизации; С3 – приемник. Технология процесса Технологическая схема установки каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора

Технологическая схема установки каталитического риформинга с непрерывной регенерацией катализатора 1 бункер закоксованного катализатора; 2 бункер регенерированного катализатора; 3 шлюз; 4 дозатор; 5 разгрузочное устройство; I гидроочищенное сырье; II ВСГ; III риформат на стабилизацию

Распределение объема катализатора: Распределение объема катализатора: от 1:2:4 до 1:3:7 (в зависимости от состава сырья и назначения процесса) Технология процесса Аппаратурное оформление Ароматизация Крекинг Дегидрирование Изомеризация

Реактор с аксиальным вводом сырья Технология процесса Реактор с радиальным вводом сырья Радиальные реакторы обеспечивают значительно меньшее гидравлическое сопротивление, по сравнению с аксиальным. Поток движется сверху вниз Поток движется от периферии к центру

Список литературы Ахметов С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа:Гилем, с. Смидович Е. В. Технология переработки нефти и газа. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. – М.:ИД Альянс, – 328 с. Баннов П. Г. Процессы переработки нефти. – М: ЦНИИТЭнефтехим, – 224 с. Подвинцев И. Б. Нефтепереработка. Практический вводный курс: Учебное пособие/И. Б. Подвинцев – Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», – 120 с.

Вопросы 1.Для какой цели применяется данный процесс? 2.Какие целевые реакции протекают в данном процессе? 3.Какие катализаторы применяются в данном процессе? 4.Перечислите основные технологические параметры процесса? 5.Требования к сырью процесса? 6.Требования к получаемому продукту?

ВопросПравильный ответНеправильные ответы К чему приводит увеличение температуры ведения процесса риформинга увеличиваются скорости всех реакций в том числе скорость коксообразования увеличивается выход стабильного платформата уменьшаютс я скорости побочных реакций температура на процесс не влияет Октановое число - это условный показатель равный объемной процентной концентрации изооктана (2,2,4- триметилпентана) в его смеси с н-гептаном, которая в условиях стандартных испытаний проявляет такую же детонационную стойкость как и испытуемый нефтепродукт. универсальный коэффициент использующийс я при расчете объемов сепаратора, назван в честь разработчика, профессора Октана количество нормальных паравфинов в сырье содержание углеводородов с открытой цепью, в молекулах которых между атомами углерода имеются двойные или тройные связи Что такое объемная скорость подачи сырья? отношение объёма сырья, подаваемого в реакторы в единицу времени, к общему объёму катализатора отношение объёма катализатора к объему сырья, подаваемого в единицу времени отношение объёма сырья, подаваемого в реакторы, к объёму основного продукта отношение объема продукта к объему сырья