Каталитический риформинг
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
?ныйриформат86,478,286,579,787,281,789,88688,485,1водород1,31,22,2232,32,7232,4232,4Характеристика риформатаПлотность, кг/м3710728767786785807795811800806Фракционный состав (по ГОСТУ), Сн.к.3846-7272588968817610% (об.)4556-83989411910910910150% (об.)6767-10212212513513815215590% (об.)8095-122142139150150172175к.к.101120-144159159164173194197Углеводородный состав, % масс.непредельные0,9130,90,80,80,80,40,70,60,6ароматические36,649,656,668,261,679,866,081,669 а793в т.ч.бензол33,244,33,44,50,60,90,21,21,31,9толуол3,25,046,160,220,524,71,65,34,25,9С80,27,12,640,054,148,558,31135-12ДС9, и выше---0,90,50,115,716,82,459,2предельные62,549,242,531,037,619,433,617,730,220,2Октановое число:по моторному методу (ММ)76,381,079,485,883,088,084,089,286,090,9по исследовательскому методу (ИМ)78,084,088,096,893,099,594,0100,597,0101,8
Из приведенных данных следует, что с увеличением молекулярной массы фракции и, следовательно, ее температуры кипения выход риформата постепенно возрастает, что особенно заметно при жестких условиях процесса (495 С). Только при риформинге фракций 120-140 С и 140-180 С выход риформата практически одинаков. Аналогичная зависимость от фракционного состава и молекулярной массы фракции наблюдается по выходу ароматических углеводородов и по октановому числу риформата.
Как видно из табл. 2, при риформинге головных фракций бензина, выкипающих до 85 С, образуются малоценный бензол и преимущественно продукты гидрокрекинга.
Известно, что температура кипения ароматических углеводородов на 10-15С выше, чем соответствующих им по числу углеродных атомов парафинов и нафтенов. Поэтому, хотя концевые фракции бензина ароматизируются легче и глубже, температура конца кипения сырья риформинга должна быть соответственно ниже.
Фракционный состав сырья риформинга оказывает также существенное влияние на закоксовывание катализатора. На рис. 2 и 3 показано влияние числа углеродных атомов н-парафиновых, нафтеновых, ароматических углеводородов и средних температур кипения узких бензиновых фракций на закоксовывание катализатора риформинга при давлениях 0,1 и 1,0 МПа, установленное М.Е.Левинтером с сотрудниками.
Из рис. 2 видно, что кривая содержания кокса при риформинге парафинов проходит через минимум для н-гептана. С уменьшением числа углеродных атомов до С5коксообразование увеличивается, а с ростом числа атомов углерода более 7 - вначале слабо и начиная с С10 более интенсивно. При риформинге ароматических углеводородов, являющихся наиболее коксогенными компонентами, с ростом числа атомов углерода содержание кокса непрерывно растет. В случае нафтенов наибольшее содержание кокса наблюдается при риформингециклопентана и метилциклопентана. Наиболее низкой коксогенностью характеризуются шестичленные нафтены в связи с легкостью их дегидрирования до бензола и его гомологов.
Как видно из рис. 3, содержание кокса на катализаторе риформинга также проходит через минимум, который соответствует фракции, выкипающей в интервале 100 - 120 С и имеющей среднее число атомов углерода 7 при давлениях как 0,1, так и 1,0 МПа.
каталитический риформинг химический
Важное значение в процессах риформинга имеет химический состав сырья. Как правило, с увеличением содержания суммы нафтеновых и ароматических углеводородов в сырье выход риформата и водорода возрастает (табл. 3).
Таблица 3
Влияние химического состава сырья на показатели риформинга на катализаторе КР-106 Давление 1,5 МПа Нефти: I - Ккркукская; II - ромашкинская; III - ухтинская; IV - самотлорская; V - нижневартовская; VI - смесь шаимской и грозненской
ПоказательНефтьIIIIIIIVVVIСырьеПлотность, кг/м3744742742751753746Фракционный состав (объемный), С10510910211511210350312812413113301169001551581581661153Углеводородный состав, %ароматические14129131111нафтеновые202831283538парафиновые666060595451Выход, %Риформат84,086386,887,088,0903Водород1,92,22,42,12323РиформатСодержание ароматических углеводородов, 6768686867ОЧММ85,685,085,08584,684,7ОЧИМ95,095,095,095,095395,4
Температурный режим процесса и распредилениеобьема катализатора по реакторам. Поскольку процесс риформирования сильно эндотермичен, его осуществляют в каскаде из трех-четырех реакторов с промежуточным подогревом сырья.
В первом по ходу сырья реакторе проходит в основном протекающая с наибольшей скоростью сильно эндотермическая реакция дегидрирования нафтенов. В последнем реакторе протекают преимущественно эндотермические реакции дегидроциклизации и достаточно интенсивно экзотермические реакции гидрокрекинга парафинов. Поэтому в первом реакторе имеет место наибольший (30-50 С), а в последнем наименьший перепад (градиент) температур между входом в реактор и выходом из него. Высокий температурный градиент в головных реакторах риформинга можно понизить, если ограничить глубину протекающих в них реакций ароматизации. Это может быть достигнуто при заданном температурном режиме только уменьшением времени контакта сырья с катализатором, то есть объема катализатора в них. В этой связи на промышленных установках риформинга головной реактор имеет наименьший объем катализатора, а хвостовой - наибольший. Для трехреакторного блока распределение объема катализатора по ступеням составляет от 1:2:4 до 1:3:7 (в зависимости от химического состава сырья и целевого назначения процесса), а для четырехреакторного оно может быть, например, 1:1, 5:2, 5:5.
Поскольку составляющие суммарный процесс реакции риформинга имеют неодинаковые значения энергии активации - наибольшее для реакций гидрокрекинга (117 - 220 кДж/моль) и меньшее для реакций ароматизации (92-158 кДж/моль), то при повышении температуры в большей степени ускоряются реакции гидрокрекинга, чем реакции ароматизации. Поэтому обычно поддерживают повы