Каталитический риформинг
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
биметаллических катализаторов позволило снизить давление риформинга (от 3,5 до 2-1,5 МПа) и увеличить выход бензина с октановым числом по исследовательскому методу до 95 пунктов примерно на 6 %.
Полиметаллические кластерные катализаторы обладают стабильностью биметаллических, но характеризуются повышенной активностью, лучшей селективностью и обеспечивают более высокий выход риформата. Срок их службы составляет 6-7 лет. Эти достоинства их обусловливаются, по-видимому, тем, что модификаторы образуют с платиной (и промоторами) поверхностные тонкодисперги-рованные кластеры с кристаллическими структурами, геометрически более соответствующими и энергетически более выгодными для протекания реакций ароматизации через мультиплетную хемосорбцию. Среди других преимуществ полиметаллических катализаторов следует отметить возможность работы при пониженном содержании платины и хорошую регенерируемость.
Успешная эксплуатация полиметаллических катализаторов возможна лишь при выполнении определенных условий:
)содержание серы в сырье риформинга не должно превышать 10-4 % масс., что требует глубокого гидрооблагораживания сырья в блоке предварительной гидроочистки;
2)содержание влаги в циркулирующем газе не должно превышать 2*10-3- 3*10-3 % мольных;
)пуск установки на свежем и отрегенерированном катализаторе требует использования в качестве инертного газа чистого азота (полученного, например, ректификацией жидкого воздуха);
)для восстановления катализатора предпочтительно использование электролитического водорода.
В настоящее время отечественной промышленностью вырабатываются три типа катализаторов риформинга (табл. 1): монометаллические (АП-56 и АП-64), биметаллические (КР-101 и КР-102) и полиметаллические (КР-104, КР-106, КР-108 и платиноэрионитовый СГ-ЗП).
Таблица 1. Характеристика отечественных промышленных катализаторов риформинга
Удельная поверхность - не менее 200 м2/г, общий объем пор - не менее 0,65 см2/г, размеры таблеток: диаметр - 1,3-3 мм, длина - 3-9 мм
ПоказательКатализаторыАП-56АП-64КР-101КР-102КР-104КР-106КР-108КР-110Содержание, % масс. платины фтора хлора Число металлических промоторов Относительная селективность Относительная стабильность 0,55 0,32 - - - 0,62 - 0,70 - 1 1 0,60 - 0,75 1 0,36 - 1,35 1 5 2 0,36 - 1,20 2 10 3-4 0,36 - 1,35 2 10 5 0,36 - 1,35 2 20 6,5 0,36 - 1,35 2 3
.Макрокинетика процесса
Характерной особенностью всех модификаций риформинга является то, что одна из его основных стадий - ароматизация - эндотермична, а другая - гидрокрекинг - экзотермична. Результирующий эффект зависит от соотношения удельных интенсивностей обеих этих стадий. Повышение температуры способствует ускорению реакций ароматизации и гидрокрекинга. Выход аренов, а следовательно октановое число бензина при этом возрастают. Вместе с тем в процессе гидрокрекинга образуется много легких углеводородов (С3-С4) что приводит к уменьшению выхода бензина. Кроме того из-за большого расхода водорода в реакциях гидрокрекинга снижается содержание водорода в циркулирующем газе, вследствие чего ускоряется закоксовывание катализатора. В результате наложения этих факторов оптимальная температура проведения процесса составляет 480-530 С.
Основные реакции риформинга являются типичными реакциями 1-го порядка. Математическое описание риформинга на разных катализаторах должно быть одним и тем же, но с различным численным значением постоянных, присущих каждому катализатору. Для моделирования принята следующая схема риформинга (рис.1).
Рис.1. Схема превращения углеводородов в условиях процесса риформинга
Основные реакции риформинга являются типичными реакциями 1-го порядка. Математическое описание риформинга на разных катализаторах должно быть одним и тем же, но с различным численным значением постоянных, присущих каждому катализатору. Для моделирования принята следующая схема риформинга (рис.1).
По данным работы промышленных установок риформинга кажущаяся энергия активации реакции ароматизации составляет 92-158, а гидрокрекинга 117-220 кДж/моль.
С увеличением объемной скорости преобладающую роль в процессе риформинга начинают играть быстроидущие реакции дегидрирования циклоалканов, гидрокрекинга тяжелых алканов и изомеризации углеводородов. Роль реакций дегидроциклизацииалканов, деалкилированияаренов и гидрокрекинга легких углеводородов снижается. В результате изменения соотношения между различными реакциями выход бензина возрастает, но его октановое число уменьшается.
.Основы управления процессом
Качество сырья риформинга определяется фракционным и химическим составом бензина.
Фракционный состав сырья выбирается в зависимости от целевого назначения процесса. Если процесс проводится с целью получения индивидуальных ароматических углеводородов, то для получения бензола, толуола и ксилолов используют соответственно фракции, содержащие углеводороды С6 (62-85 С), С7 (85-105 С) и С8 (105- 140 С). Если риформинг проводится с целью получения высокооктанового бензина, то сырьем обычно служит фракция 85-180 С, соответствующая углеводородам С7 -С10.
Таблица 2.
Влияние фракционного состава бензина ромашкинской нефти на выход и качество продуктов риформинга на катализаторе КР- 104* Условия процесса: давление - 1,5 МПа, объемная скорость подачи сырья - 1,5 ч-1, кратность циркуляции газа - 1400 м3/м3сырья
ПоказательФракции, СДО 8585-105105-120120-140140-180475С495-С475С495С475С495С475С495С475С495СВыход продуктов реформинга, % масс.стабил?/p>