Вузол підготовки сировини
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
Таблиця 1
Октанове число вуглеводнів
ВуглеводеньОктанові числаВуглеводеньОктанові числан- гексан
н- пентан24,8
61,82-метилпентан
3-метилпентан
2-2 деметилбутан
2-3 деметилбутан
ізопентан73,4
74,5
91,8
104,3
93,0
1.1 Хімічні реакції
Ізомеризація пентан-гексанових фракцій відбувається на біфункціональних каталізаторах I-8 плюс і I-82 фірми UOP у середовищі гідрогенвміщуючого газу. Реакції ізомеризації протікають на даних каталізаторах, як на металевих центрах, так і на кислотні. Механізм реакцій, що протікають на каталізаторі, може бути представлений наступною схемою:
Реакції ізомеризації парафінових вуглеводнів, які протікають на установці, показані нижче.
Н-ГЕКСАН2 МЕТИЛПЕНТАН
Н-ГЕКСАН3 МЕТИЛПЕНТАН
Н-ГЕКСАН 2-2 ДИМЕТИЛБУТАН
Н-ГЕКСАН2-3 ДИМЕТИЛБУТАН
Н-ПЕНТАН ІЗОПЕНТАН
1.2 Вплив технологічних параметрів на процес ізомеризації
1.2.1 Температура
Температура на вході в реактор є головним регульованим технологічним параметром.
При збільшенні температури в реакторі з метою збільшення ступеня перетворення сировини в ізомерізат сполука продуктів наближається до рівноважного. При високих температурах концентрація ізопарафінов у продукті буде знижуватися через зсув униз рівноважної кривої, незважаючи на те, що при більше високій температурі реакції протікають із більше високою інтенсивністю.
Використання більше високих температур, чим це необхідно для доцільного ступеня наближення до рівноваги, приводить до збільшення інтенсивності реакцій гідрокрекінгу. Підвищення температур також приводить до збільшення швидкості відкладення коксу на каталізаторі; але схильність каталізатора до утворення коксу низка, так що звичайно до того, як виникають проблеми з утворенням коксу, збільшується гідрокрекінг вуглеводнів. Максимально припустима температура реакції в шарі каталізатора не повинна перевищувати 2040С.
На блоці ізомеризації працюють два послідовно підключених реактори. У головному реакторі протікає більша частина реакцій ізомеризації. У головному реакторі піддається гідруванню весь бензол, що втримується в сировину, навіть коли каталізатор втрачає свою активність відносно ізомеризації парафінових вуглеводнів. Відбувається також конверсія з розривом кілець деякої кількості циклогексану й метилциклопентану з утворенням гексаном, а також слабко протікають реакції гідрокрекінгу вуглеводнів C7 з утворенням вуглеводнів C3 і C4. Ці три реакції (гідрування бензолу, розрив кілець нафтенових вуглеводнів з утворенням гексанів і гідрокрекінг вуглеводнів C7) экзотермічні, і при переробці сировини вони вносять більший вклад у ріст температури в першому реакторі, чим реакції ізомеризації парафінових вуглеводнів, які також экзотермічні. Сумарний тепловий ефект хімічних реакцій становить приблизно 6-8 кдж/моль і залежить від сполуки сировини.
Головний реактор повинен працювати при температурах, при яких забезпечують максимальне змісту ізопентану й 2,2 диметилбутану у вихідному з реактора потоці. Досяжні концентрації й необхідна температура на виході з реактора будуть залежати від наявної кількості активного каталізатора й від кількості циклічних вуглеводнів C6 і вуглеводнів C7 і більше важких, що втримуються в сировину; чим вище концентрація таких компонентів у сировину, тим більше високі температури потрібні. При використанні такої методики необхідна робоча температура в системі хвостового реактора знижується, і він працює при умовах, які більше сприяють досягненню рівноваги.
1.2.2 Обємна швидкість
Обємна швидкість це обємна витрата подаваного в реактор сировини, поділений на обєм каталізатора, що перебуває в реакторах. Розрахункова обємна швидкість для експлуатації блоку ізомеризації при використанні як сировина вуглеводнів C5 і C6 становить 1,546 ч-1. Подальше збільшення обємної швидкості приведе до одержання продукту з меншим змістом вуглеводнів ізобудування. Тому збільшення обємної швидкості приводить до зниження октанового числа ізомерізату.
Об ємна швидкість повинна бути не менш 0,5 ч-1 для обох реакторів, тому що подальше її зниження приводить до збільшення швидкостей реакцій гідрокрекінгу.
1.2.3 Тиск
Процес ізомеризації вуглеводнів C5 і C6 протікає при надлишковому тиску на виході з реактора 3.16( МПа). При зниженні тиску метил циклопентан і циклогексан адсорбуються на каталізаторі й знижують швидкість протікання реакцій ізомеризації. Зі збільшенням тиску вплив циклічних сполук С6 знижується. Робота при більше низькому тиску не впливає на термін служби каталізатора, але знижує селективність реакцій ізомеризації.
1.2.4 Каталізатор
Для підтримки активності каталізатора необхідно додавати перхлорэтілен. Блок не повинен працювати довше шести годин без подачі перхлорэтілену. Щораз, коли спостерігається недолік перхлорэтілену, за інших рівних умов зміст вуглеводнів ізобудови в продукті буде знижуватися. При поновленні подачі перхлорэтілену відбувається відновлення активності каталізатора до її попереднього рівня, але можливо, що активність повністю не відновиться, якщо зниження активності каталізатора не є результатом припинення подачі перхлорэтілену. Як джерело активного хлору використається перхлорэтілен (C2Cl4) сорту ХЧ.
1.2.5 Каталітичні отрути й небажані вуглеводні
При переробки сир