Каталитический риформинг
Рассмотрение процессов предварительной гидроочистки сырья и каталитического риформинга бензина прямой перегонки. Технологическая схема, режим, правила пуска, остановки и нормальной эксплуатации установки. Производственные неполадки и их устранение.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | учебное пособие |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.02.2016 |
Размер файла | 2,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Учебное пособие
Теоретические основы процесса, технология производства и эксплуатация установки
г. Новокуйбышевск
2001 г.
Содержание.
1. Учебная цель
1.1 Концепция, основные термины
2. Содержание учебного элемента
2.1 Назначение технологического процесса
2.2 Теоретические основы процесса каталитического риформинга
2.2.1 Химизм процесса гидроочистки
2.2.2 Влияние параметров процесса на гидроочистку бензина
2.2.3 Катализаторы гидроочистки
2.2.4 Химизм процесса риформинга
2.2.5 Влияние параметров процесса на каталитический риформинг бензина
2.2.6 Характеристика исходного сырья, полуфабрикатов и готовой продукции
2.2.7 Катализаторы риформинга
2.2.8 Получение алюмоплатиновых катализаторов
2.2.9 Перспективы развития нефтепереработки и нефтехимии
2.2.10 Отходы производства
2.3 Технология производства
2.3.1 Основные типы установок каталитического риформинга
2.3.2 Технологическая схема установки 35-11/300. Блок гидроочистки
2.3.3 Блок риформинга
2.3.4 Блок стабилизации катализата
2.3.5 Технологический режим и материальный баланс
2.3.6 Получение ароматических углеводородов из продуктов каталитического риформинга
2.3.7 0 работе установок риформинга на мягком и жестком режимах
2.3.8 Процессы с непрерывной регенерацией катализатора
2.4 Контроль и управление технологическим процессом
2.4.1 Лабораторный контроль
2.5 Основные положения пуска и остановки установки при нормальных условиях
2.5.1 Нормальная остановка установки
2.5.2 Регенерация катализатора
2.5.3 Пуск установки
2.6. Производственные неполадки и их устранение
2.7 Повышение технике - экономических показателей работы установки
3. Резюме
4. Контрольные вопросы
5. Ситуационные примеры
Литература
Приложение
1. Учебная цель
Целью обучения является дать молодому специалисту - технологу необходимые знания по теории процесса и технологии производства, научив его грамотно эксплуатировать установку и принимать правильные решения в своей практической деятельности.
Разработанное учебное пособие обеспечит теоретическую подготовку начальника установки и даст ему возможность вносить свои предложения по дальнейшему совершенствованию процесса каталитического риформинга.
1.1 Концепция, основные термины
риформинг бензин каталитический гидроочистка
Концепция
Теоретические основы процессов предварительной гидроочистки сырья и каталитического риформинга бензина прямой перегонки. Технологическая схема, режим, правила пуска, остановки и нормальной эксплуатации установки. Производственные неполадки и их устранение. Принцип работы и устройство основных аппаратов. Пути повышения технико-экономических показателей работы установки.
Основные термины
Аксиальный ввод - осевой ввод, когда газо-сырьевая смесь проходит через катализатор по всему сечению реактора.
Активность катализатора - способность катализатора к максимальному извлечению из сырья сернистых, азотистых и других примесей в процессе гидроочистки и максимальному выходу высокооктановых компонентов процессе риформинга.
Алкилирование - реакция присоединения олефинов к парафиновым, нафтеновым или ароматическим углеводородам.
Гидрогенизат - нефтепродукт, прошедший процесс гидроочистки.
Гидроочистка - технологический процесс, в присутствии катализаторов присоединения водорода к углеводородам, содержащим серу, азот, кислород или к олефинам.
Дегидрирование - химическая реакция с отнятием водорода от молекул углеводородов.
Изомеризация - процессы, в которых основной реакцией является реакция изомеризации, называются процессами изомеризации. К ним относятся процессы изомейт, пенекс, бутамер.
Катализ - ускорение химической реакции в присутствии катализаторов.
Катализат (риформат) - бензин, прошедший процесс каталитического риформинга.
Катализатор - вещество, ускоряющее химические реакции.
Катализаторные яды - примеси в катализаторе, отравляющие активные центры (соединения железа, натрия, тяжелых металлов, вода, азот и др.).
Коксообразование - побочные химические реакции в процессе каталитического риформинга, ведущие к образованию кокса на катализаторе.
Концепция - система взглядов, их понимание. Творческая трактовка темы, основная мысль.
Компонент - составная часть смеси.
Объемная скорость - это отношение объемного количества сырья, подаваемого в реактор за 1 час, к объему катализатора, находящегося в реакторе.
Октановое число - это условная единица измерения детонационной стойкости бензина. См. подробнее в тексте.
Промотор - вещества, добавление которых к катализаторам повышает их активность и избирательность.
Полимеризация - процесс соединения двух или нескольких молекул с образованием углеводорода, имеющего кратный молекулярный вес по сравнению с исходным.
Радиальный ввод - когда газо-сырьевая смесь движется через катализатор от стенок реактора к центру по радиусам и затем по перфорированной трубе выходит сверху.
Регенерация - восстановление, возвращение закоксованному катализатору исходного качества.
Рефлюкс - широкая фракция легких углеводородов С3, С4 и С5.
Риформинг - технологический процесс переработки бензиновых фракций при высоких температурах (термический риформинг) и с использованием катализаторов (каталитический риформинг) в которых основными реакциями являются дегидрирование нафтенов и изомеризация нафтенов и парафинов.
Ректификация - процесс отключения жидкостей, различающихся по температурам кипения за счёт противоточного многократного контактирования паров и жидкостей.
Ректификат - целевой продукт необходимой чистоты, выводимый сверху колонны.
Стабилизация - процесс отделения фракции легких, в основном, газовых углеводородов от нестабильного катализата в стабилизационной колонне.
Селективность (избирательность) - способность катализатора ускорять желательные реакции без изменения скорости нежелательных реакций.
Тарелка - устройство внутри ректификационной (фракционирующей, стабилизационной, отпарной) колонны для создания контакта между нисходящим и восходящим потоком.
Фаза - однородная по химическому составу и физическим свойствам часть термодинамической системы, оделённая от других частей (фаз), имеющих иные свойства, границами раздела, на которых происходит изменение свойств.
Фракция - часть исходного сырья в процессе ректификации, выкипающая в определённом интервале температур.
Цеолиты - природные и искусственные алюмосиликаты, обладающие чрезвычайно тонкопористой структурой.
Циркуляция - движение жидкости, газа или катализатора по замкнутой траектории через несколько аппаратов.
Экстрагент - вещество, способное избирательно извлекать отдельные компоненты из жидких смесей (при жидкостной экстракции).
Экстракция - способ разделения и извлечения компонентов смеси путем их перевода из одной жидкой фазы в другую, содержащую экстрагент.
2. Содержание учебного элемента
Введение
При первичной перегонке большинства нефтей, особенно сернистых и парафинистых, получаются низкооктановые бензины. Смешением таких бензинов с бензинами термического и каталитического крекинга нельзя получить автомобильный бензин, удовлетворяющий по антидетонационным свойствам возросшие требования потребителей. С помощью каталитического риформинга удается низкооктановые бензиновые фракции превращать в высокооктановые компоненты автомобильного бензина. Кроме того, при каталитическом риформинге, если использовать в качестве сырья узкие бензиновые фракции, можно получать ароматические углеводороды (бензол, толуол и ксилолы), являющиеся сырьем для органического синтеза.
Указанные обстоятельства и предопределили то, что в настоящее время каталитический риформинг стал одним из ведущих процессов нефтеперерабатывающей промышленности. С его помощью решаются две важные проблемы, а именно: получение ароматических углеводородов и улучшение качества автомобильных бензинов. За последние годы произошли крупные изменения в технологии переработки нефти. Появилось новое, более совершенное и высокопроизводительное оборудование, усовершенствованы схемы технологических процессов и способы их регулирования, в том числе и, в особенности, каталитического риформинга, разработаны новые высокооктановые катализаторы. Эти достижения отечественной и зарубежной науки и техники нашли воплощение в проектировании и строительстве в России установок каталитического риформинга производительностью по сырью до 1 млн. тонн в год и с непрерывной регенерацией катализатора.
Усложнение схем технологических установок, повышение их мощности, удлинение сроков межремонтного пробега повышают требования к квалификации обслуживающего персонала. На всех заводах компании "ЮКОС" продолжают успешно работать установки первого поколения риформингов типа 35-11/300 производительностью по сырью 300 тыс. тонн в год, а также 35-11/600 и 35-11/1000. Принципиальные технологические схемы установок каталитического риформинга всех эксплуатируемых в России типов практически идентичны, поэтому обучение рабочих и специалистов этому процессу является актуальным по сей день.
Учебное пособие разработано на основе работы установки 35-11/300 Новокуйбышевского НПЗ, где есть и установки для получения ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов) типа 35-6, 35-8, которые временно переведены на режим облагораживания бензинов, поэтому дано описание принципиальной схемы блока экстракции ароматических углеводородов из катализата, а также особенности работы установок на мягком и жестком режиме и непрерывной регенерации катализатора в движущемся слое.
2.1 Назначение технологического процесса
Установка каталитического риформинга Л-35-11/300 предназначена для производства высокооктанового компонента автомобильного бензина путем каталитического риформинга прямогонных бензиновых фракций на полиметаллическом катализаторе.
Установка введена в эксплуатацию в 1965 году.
Разработчик процесса - ВНИИНефтехим, г. Санкт-Петербург.
Разработчик проекта - Ленгипронефтехим, г Санкт-Петербург.
Генеральный проектировщик - Самаранефтехимпроект, г. Самара.
Установка состоит из трех основных блоков:
блок предварительной гидроочистки сырья;
- блок каталитического риформинга;
- блок стабилизации катализата.
2.2 Теоретические основы процесса каталитического риформинга
2.2.1 Химизм процесса гидроочистки
Целью предварительной гидроочистки сырья является удаление соединений, отравляющих платиновый катализатор риформинга. К этим соединениям относятся: сернистые, азотистые и кислородосодержащие соединения; соединения, содержащие металлы и галогены, непредельные углеводороды, вода. В реакторе блока предварительной гидроочистки на алюмокобальтмолибденовом или алюмоникельмолибденовом катализаторе сернистые, азотистые и кислородосодержащие соединения гидрируются до углеводородов с выделением сероводорода, аммиака и воды; соединения, содержащие металлы и галогены, разрушаются, металлы отлагаются на катализаторе, а галогены переходят в галогеноводороды; непредельные углеводороды насыщаются. При отпарке гидрогенизата все летучие соединения (H2S , МН3, НСl, Н2О) удаляются. Сернистые соединения, кроме циклических, гидрируются легко.
Основные реакции гидроочистки
Сернистые соединения. Примеры реакций.
а) H3CCH2CH2CH2CH2 -- SH + H2 > C2H12 + H2S
амилмеркаптан пентан
б) H3CCH2 -- S -- CH2CH3 + 2 H2 > 2 C2H6 + H2S
диэтилсульфид этан
в)
Азотистые соединения в бензинах, в основном, представлены пирролами и пиридинами, их содержание невелико.
Примеры реакций:
а)
б)
Кислородосодержащие соединения (спирты, эфиры, фенолы и др.) в условиях гидроочистки переходят в воду:
Содержание непредельных углеводородов в сырье гидроочистки также невелико и они легко гидрируются с переходом в предельные углеводороды.
В процессе гидроочистки протекают и другие реакции.
2.2.2 Влияние параметров процесса на гидроочистку бензина
Температура
Гидроочистка бензиновых фракций ведется при температуре от 350°С до 400-410°С. С повышением температуры ускоряется закоксовывание катализатора.
Давление
Глубина очистки растет с увеличением парциального давления водорода, которое в свою очередь зависит от общего давления в системе.
Процесс ведется при давлении 2,5 - 4,0 МПа. Снижение давления приводит к повышенному закоксовыванию катализатора.
Объемная скорость
Объемной скоростью называется отношение объема жидкого сырья, подаваемого в реактор за 1 час к общему объему катализатора, имеет размерность час-1.
Уменьшение объемной скорости увеличивает глубину очистки сырья, Обычная объемная скорость при гидроочистке бензина равна 5час-1.
Качество получаемого гидрогенизата зависит не только от глубины химического превращения примесей, но и от того, насколько полно летучие продукты превращения удаляются при отпарке.
2.2.3 Катализаторы гидроочистки
Катализаторы - это вещества, ускоряющие химические реакции.
Характеристика алюмокобальтмолибденового и алюмоникельмолибденового катализаторов приведена в таблице 2. Активными компонентами катализатора являются соединения кобальта или никеля и молибдена, которые вводятся в катализатор в виде окислов.
В период пуска производится восстановление катализатора водородом, в результате чего МоО3 восстанавливается до МоО2, а CoO частично восстанавливается до металла. При подаче сырья активные компоненты катализатора реагируют с сернистыми соединениями и превращаются в сульфиды. В такой форме катализатор обладает несколько более высокой обессеривающей и гидрирующей активностью, чем в исходной, окисной форме. Обычно специальной предварительной обработки катализатора для перевода его в сульфидную форму не требуется.
2.2.4 Химизм процесса риформинга
Сырьем каталитического риформинга являются бензиновые фракции нефти, прошедшие предварительную гидроочистку и состоящие из углеводородов трех основных классов: парафиновых, нафтеновых и ароматических. В результате реакций, происходящих на алюмоплатиновом катализаторе в присутствии избытка водорода, происходит глубокое изменение углеводородного состава бензина с образованием, главным образом, ароматических углеводородов.
Основные реакции риформинга
Дегидрирование
Нафтеновые углеводороды дегидрируются с образованием ароматических; дегидрированию пятичленных нафтенов предшествует их изомеризация в шестичленные:
Повышение температуры способствует образованию ароматических углеводородов, повышение парциального давления водорода препятствует образованию ароматических углеводородов.
Реакция сопровождается поглощением большого количества тепла, эндотермическая.
Дегидроциклизация
Парафиновые углеводороды дегидроциклизуются с образованием ароматических:
Реакция является равновесной. Образованию ароматических углеводородов способствует повышение температуры и снижение давления. Эти реакции играют весьма важную роль при проведении риформинга в жестких условиях.
Изомеризация
Парафиновые углеводороды нормального строения изомеризуются:
Скорость реакций изомеризации велика, однако роль этой реакции в повышении октановых чисел незначительна.
Деструктивная гидрогенизация (гидрокрекинг) парафиновых углеводородов по реакции:
При риформинге протекает также ряд других реакций, имеющих в обычных условиях второстепенное значение.
2.2.5 Влияние параметров процесса на каталитический риформинг бензина
Температура
Температура на входе в реакторы является основным регулируемым параметром процесса, она должна поддерживаться на минимально возможном уровне, обеспечивающем получение катализата заданного качества. Постепенным повышением входных температур компенсируется естественное снижение активности катализатора в реакционном цикле.
При повышении температуры на входе в реакторы увеличивается жесткость процесса и ускоряются все основные реакции, включая реакции коксообразования, она никогда не должна превышать 530°С.
Температурный перепад, особенно в первой ступени риформинга, может служить характеристикой активности катализатора. По мере отработки катализатора, накопления кокса на нем, понижения концентрации водорода в циркулирующем газе, суммарный перепад температуры в реакторах понижается.
Давление
Повышение давления снижает коксообразование, но одновременно усиливает гидрокрекинг и подавляет образование ароматических углеводородов. Снижение давления усиливает коксообразование, но повышает степень ароматизации. При понижении давления уменьшается производительность циркуляционных компрессоров и снижается кратность циркуляции водородосодержащего газа.
Объемная скорость
Уменьшение объемной скорости мало сказывается на течение реакции ароматизации, но благоприятствует течению реакций гидрокрекинга, что приводит, при неизменной температуре, к снижению выхода катализата и повышению его октанового числа за счет концентрирования ароматических углеводородов. При этом возрастает и коксообразование. При снижении объемной скорости подачи сырья температура на входе в реакторы должна быть понижена. При получении продуктов с высоким содержанием ароматики с увеличением объемной скорости повышаются температуры на входе в реакторы и, следовательно, сокращается длительность межрегенерационного цикла.
Кратность циркуляции водородосодержащего газа
Кратность циркуляции водородосодержащего газа выбирается в зависимости от фракционного состава перерабатываемого сырья, давления в системе риформинга, вида катализатора и задаваемой жесткости процесса при проектировании установки. Заданная кратность циркуляции, а также концентрация водорода в циркулирующем газе риформинга определяет мольное отношение водород / сырье. От величины этого параметра зависит интенсивность коксообразования, а, следовательно, стабильность и срок службы катализатора.
Требования к сырью
Использование сырья вторичных процессов (бензинов термокрекинга и коксования, отгонов гидроочистки дизельных топлив и т.п.) в системе с прямогонным бензином не допускается. Продукты из нефтеловушек не должны перерабатываться на технологических установках перегонки нефти, которые снабжают установки риформинга прямогонными бензиновыми фракциями.
Использование фракций пиролизных смол, содержащих диеновые и большие количества олефиновых углеводородов, в качестве компонента сырья установок риформинга недопустимо.
2.2.6 Характеристика исходного сырья, полуфабрикатов и готовой продукции
В процессе каталитического риформинга с предварительной гидроочисткой сырья получаются гидрогенизат, стабильный катализат (компонент для приготовления товарных бензинов), рефлюкс и сухой газ.
Важнейшими показателями качества бензинов являются: октановое число, фракционный состав, давление насыщенных паров.
Октановое число характеризует детонационную стойкость бензина, т.е. его способность сгорать в двигателе плавно, без взрыва. При детонации двигатель быстро разрушается. Октановое число определяют на специальной установке путем сравнивания бензина с эталонной смесью, состоящей из изооктана и нормального гептана (октановые числа их соответственно 100 и 0).
Октановое число бензина равно содержанию изооктана (выраженному в процентах) в эталонной смеси, сгорание которой в двигателе имеет такую же детонацию, как и испытуемый бензин.
Для повышения детонационной стойкости необходимо изменить химический состав бензина, обогатив его ароматическими углеводородами и парафиновыми изостроения, что достигается на установке каталитического риформинга. Выход ароматики на риформингах достигает до 70% на полученный катализат.
Фракционный состав характеризует испаряемость топлив, поведение при эксплуатации двигателя. Температура выкипания 10% объема топлива характеризует его пусковые свойства при низких температурах и склонность к образованию газовых пробок в системе подачи горючего. Эта температура должна быть не выше 79°С для автобензинов. Температура выкипания 50% объема топлива определяет плавность перехода работы двигателя с одного режима на другой и стабильность в работе.
Она должна быть не выше 115°С.
Температура выкипания 97,5% объема характеризует полноту испарения топлива в двигателе; она должна быть не выше 195°С.
Высокое содержание ароматических углеводородов в стабильном катализате (до 70%) не позволяет использовать его в качестве автомобильного бензина в чистом виде, т. к. арены не обеспечивают требования 10% и 50%-ной выкипаемости и склонны к нагарообразованию в двигателе, поэтому он служит только как компонент при приготовлении высокооктановых бензинов АИ-92, АИ-93.
Экологические требования к бензином допускают содержание в них ароматических углеводородов не более 30%, что достигается разбавлением катализата легкими бензиновыми фракциями НК-62°С, алкилатом, бензинами каталитического крекинга и другими неароматическими высокооктановыми добавками - метилтретбутиловым эфиром (МТБЭ), этиловым спиртом и др.
Рефлюксу и сухому газу по техническим условиям предъявляются требования по химическому составу - см. таблицу 1.
Характеристика исходного сырья, полуфабрикатов и готовой продукции (основные показатели)
Таблица 1
Наименование продукта Показатели качества |
Сырьё: Смесь бензиновых фракций |
Гидрогенизат |
Катализат стабильный |
Рефлюкс |
Газ водородосодержащий |
Газ сухой |
|
Фракц. состав:тем-ра начала кипения, °С |
не ниже80 |
Не нормируется |
|||||
тем-ра концакипения, °С |
не выше180 |
Не нормируется |
|||||
Массовая доля |
не более |
||||||
общей серы, % |
0,00005 |
||||||
Массовая доля |
не более |
||||||
азота,% |
0,00005 |
||||||
Давление насыщ. паров, мм Hg |
500-700 |
||||||
Октановое число:по моторному методу |
|||||||
85 |
|||||||
по исследоват. методу |
93 |
||||||
Объемная доляВодорода, % |
не менее 70 |
||||||
СодержаниеH2S, мг/м3 |
не более 10 |
||||||
Массовая доля |
не более 3 |
||||||
У/в.Cl-C2, % |
|||||||
Массовая доля |
не более 11 |
||||||
C5 и выше, % |
|||||||
Массовая доля |
не более 20 |
||||||
С4 и выше, % |
|||||||
Объемная доля |
не более 60 |
||||||
Водорода,% |
2.2.7 Катализаторы риформинга
Путь развития вторичных процессов лежит через катализаторы!
Риформинг бензиновых фракций с целью получения высокооктановых бензинов проводится на платиновых катализаторах различных модификаций - АП-56, АП-64, КР-104. В последние годы на многих установках стали использовать биметаллический катализатор типа R-56 американской фирмы UOP. Катализатор риформинга представляет собой окись алюминия, промотированную хлором, с равномерно распределенными по всему объему платиной и рением.
Активность катализатора постепенно снижается в ходе эксплуатации из-за отложений кокса, уменьшения дисперсности платины, а в некоторых случаях также вследствие накопления не удаляемых катализаторных ядов.
Отравление серой катализатора на установке риформинга приводит к снижению его активности. В целом это означает усиление гидрокрекинга по отношению к дегидрированию и дегидроциклизации, в результате будут наблюдаться следующие эффекты:
а) снижение выхода водорода;
б) снижение чистоты циркулирующего водорода;
в) усиление гидрокрекинга (повышение выхода газов);
г) снижение перепада температур в реакторах;
д) снижение выхода риформата С5 и выше;
е) снижение каталитической активности;
ж) увеличение скорости закоксования катализатора (уменьшение стабильности).
Примерно такое отрицательное воздействие оказывают на катализаторы и другие примеси - азот, вода, металлы.
Характеристика катализаторов приведена в таблице 2.
Таблица 2
Показатели качества и нормы |
Алюмокобальтмолибденовый (АКМ-95Н) |
Алюмоникельмолибденвый (АНМ) |
Алюмоплатиновый (АП-64) |
Алюморе-нийплатино-выйКР-104 |
Алюмоплатиновый, фирмы UOP (R-56) |
|
Массовая доля компонентов, % в пределах |
||||||
а)трехокиси молибдена (МоО3) |
||||||
12-15 |
не менее 12 |
|||||
б) закиси кобальта (СоО) |
4-6 |
|||||
в) окиси никеля (NiO) |
||||||
не менее 4 |
||||||
г)двуокиси кремния (SiO2) |
-- |
5-7 |
||||
д) содержание платины,содержание рения |
0,62 ± 0,02 |
0,360,20 |
0,25 ±0,010,40 ±0,01 |
|||
е) содержание кадмия |
0,45 |
|||||
Содержание примесей, % |
||||||
а) окиси железа (Fe2O3), не более |
0,08 |
0,16 |
||||
б) окиси натрия (Na2О), не более |
0,1 |
0,08 |
0,02 |
|||
в) фтора |
||||||
г) хлора |
0,65 ± 0,05 |
1,35 ±0,05 |
||||
Насыпной вес, г/см3, в пределах |
0,6-0,8 |
0,64-0,74 |
0,63 ± 0,05 |
0,63 ± 0,05 |
||
Средняя насып-ная плотность, кг/м3 |
841 |
|||||
Содержание вла-ги, % не более |
2,5 |
2,5 |
-- |
-- |
-- |
|
Индекс прочнос-ти, кг/мм2 не менее |
1,1 |
1,2 |
0,97 |
|||
Удельная поверхность, м2/г, не менее |
180 |
100 |
||||
Относительная активность по обес-сериванию, %, не менее |
87 |
95 |
||||
Активность, о.ч. бензина, не ниже, мм. |
85 |
86 |
||||
Селективность (выход бензина), % |
76 |
|||||
Форма |
таблетки |
Таблетки |
таблетки |
таблетки |
Экструдат |
|
Размер таблеток в мм, диаметр, длина |
2,5 - 34 - 10 |
4 - 4,54 - 4,5 |
1,8 ±0,026±3 |
1,6 |
||
Содержание пыли и крошки %, не более |
1 |
2,5 |
ОТС. |
ОТС. |
ОТС. |
2.2.8 Получение алюмоплатиновых катализаторов
В процессе риформинга происходят реакции двух типов, каждая из которых ускоряется различными катализаторами: 1) изомеризация парафиновых и олефиновых углеводородов и 2) гидрирование - дегидрирование парафинов с получением ароматики, нафтенов и олефинов до парафинов.
Роль изомеризующего катализатора выполняют наносимые на кислотный носитель металлы (Pt, Pd, Mo, Cd) , роль гидрирующего - дегидрирующего катализатора выполняет кислотный носитель (алюмосиликат, окись алюминия и др.).
Для углубления изомеризующей способности к катализаторам добавляют редкоземельные элементы (РЗЭ - рений, иридий и др.)
Характеристика катализаторов дана в таблице.
Главной стадией в получении алюмоплатиновых катализаторов является получение носителя - активной окиси алюминия (оксида Al) путём осаждения из растворов алюмината натрия и сернокислого алюминия ( или алюмината натрия и раствора азотной кислоты) с последующими стадиями фильтрации, отжига, формовки, сушки и прокалки. В результате с начала получают гидроксид алюминия Al(OH)3, который затем в результате термообработки переводится в оксид алюминия особой структуры - г-оксид алюминия (г-Al2O3).
Химизм процесса
1. Приготовление растворов.
Аморфный тригидрат алюминия (гиббсит) растворяется в щёлочи NaOH и серной кислоте.
Al(OH)3 + NaOH > NaAlO2 + 2 H2O
2 Al(OH) 3 + 3 H2SO4 > Al2(SO4)3 + 6 H2O
2. Осаждение.
Al2(SO4)3 + 6 NaAlO2 8 Al(OH)3 + 3 Na2SO4
Осаждение проводится в двух режимах: холодном (t=20oC) и горячем (t=100oC).
Далее приготовленный таким образом гидроксид алюминия смешивается в соотношении 1:1, 1:2, 1:3 и подаётся на фильтрацию, отжим, упаривание, формовку, сушку и прокалку.
Активные металлы (Co, Mo, Ni, Pt и тд.) могут быть внесены на стадии фильтрации путём соосажденя солей активных металлов в гидроксид алюминия, на стадии упаривания гидроксида алюминия или на готовый носитель путём пропитки носителя растворами солей активных металлов.
Установка пропитки состоит из следующих отделений:
1. Растворение платины. Металлическая платина в виде порошка (10-22 кг) растворяется в смеси азотной (55-65%-й крепости) и соляной (35-38%-й крепости) кислоты в течение 6-7 суток, затем вода упаривается.
14 HCl + Pt + 4 HNO3 > H2PtCl6 + 4 Cl2 + 8 H2O + 4 NO
Соотношение HCl к HNO3 равно 3:1, температура растворения t=110oC.
2. Получение сероводорода из сульфата натрия по реакции:
Na2S + H2SO4 > H2S + Na2SO4
3. Циркуляционная пропитка носителя. В аппарат (пропитыватель) загружается ~500 кг носителя и через него циркулирует раствор платинохлористоводородной кислоты, где в 1 кг раствора содержится 120-200г. H2PtCl6. Предварительно носитель обрабатывается уксусной кислотой.
4. Осернение катализатора полученным сероводородом в течение 10-20 минут. После осернения пропитыватель продувают инертным газом. После продувки катализатор через шаровой кран выгружается в промежуточный бункер и затем в сушильный аппарат.
5. Сушка катализатора проводится горячим воздухом, подогреваемом в калориферах водяным паром при температуре 100-140oC.
Высушенный катализатор выгружается в бункер охлаждения, где охлаждается до 40oC и направляется в аэродинамический сепаратор для отсева мелочи и пыли. Товарный катализатор затаривается в полиэтиленовые мешки, вставленные в бочки, взвешивается, маркируется и поступает в склад готовой продукции.
2.2.9 Перспективы развития нефтепереработки и нефтехимии
Несмотря на общий спад производства в стране за последние 10 лет, нефтегазовый сектор экономики Российской Федерации продолжал развиваться, особенно в ОАО "НК Лукойл", ОАО "НК ЮКОС" и ОАО "Тюменская нефтяная компания" (ТНК).
Например, в ОАО "НК ЮКОС" за этот период введены в эксплуатацию установки ЭЛОУ - АВТ - 6 млн. на Сызранском НПЗ, ЭЛОУ - АВТ - 3,5 млн. на Куйбышевском НПЗ и высокопроизводительная установка селективной очистки масел новым экологически чистым растворителем N-метилпирролидоном (УСОМ) на Новокуйбышевском НПЗ.
В ближайшей перспективе (до 2010 года) рынок нефтепродуктов в РФ подвергнется значительным структурным изменениям при слабом росте их производства. Основная тенденция - увеличение выпуска углеводородных топлив европейских стандартов качества: высокооктановых бензинов, авиакеросинов и низкосернистого дизельного топлива.
По НПЗ Самарской группы в период до 2007 года запланированы следующие изменения (таблица 3, 4).
Таблица 3 - Инвестиционные проекты НПЗ самарской группы ОАО "НК ЮКОС"
НПЗ |
Инвестиционные проекты |
|||
2000 г. |
2003 г. |
2007 г. |
||
Новокуйбышевский |
Кооперация с КНПЗ, энергоблок |
Изомеризация |
Каткрекинг |
|
Куйбышевский |
Лёгкий гидрокрекинг |
Каткрекинг, гранулиров-е серы |
-- |
|
Сызранский |
Лёгкий гидрокрекинг |
Изомеризация |
Каткрекинг |
|
Объём инвестиций, млн. долл. США |
39,0 |
97,0 |
220,0 |
Таблица 4 - Нефтепереработка на НПЗ Самарской группы ОАО "НК ЮКОС"
Показатели, млн. т. |
Год |
|||
2000 |
2003 |
2007 |
||
Объём переработки |
16,5 |
16,5 |
16,5 |
|
Выход светлых нефтепродуктов |
9,3 |
10,2 |
12,0 |
|
Автобензины: Высокооктановые |
1,3 |
2,6 |
3,1 |
|
Низкооктановые |
1,6 |
0,8 |
0,6 |
|
Авиакеросин |
0,7 |
0,9 |
1,0 |
|
Дизельные топлива |
5,7 |
5,9 |
7,3 |
К 2010 году годовой объём переработки нефти на НПЗ, входящих в ОАО "НК ЮКОС", составит около 28 млн. т. при выработке нефтепродуктов 26 млн. т.
Стратегическим направлением развития НПЗ в России является развитие и наращивание производства экологически чистых нефтепродуктов. В Европе и Америке последовательно проводится работа по снижению в автомобильных бензинах и дизельных топливах содержания серы. Например, перспективные нормативы (к 2005 году) США, Германии и Швеции предусматривается содержание серы в дизтопливе на уровне 5-40, 10 и 5-10 ppm. соответственно. Для этого одним из ключевых условий становится чистота водорода в процессе гидроочистки. В автомобильных бензинах ограничивается содержание ароматических углеводородов (всех аренов не более 20-30%, бензола не более 1%), низкокипящих и высококипящих углеводородов, обязательным стало наличие моющих присадок. В дизтопливах возрастает требование к цетановому числу (?51). На ряде НПЗ Европы и США появилась новая тенденция: заменить в высокооктановом бензине кислородсодержащие компоненты (например МТБЭ, ЭТБЭ) на изопентаны и изогексаны.
Очевидно, "настраивание" производства на выпуск топлив с новыми качественными характеристиками потребует реализации на НПЗ современных технических и технологических решений.
По данным ЦЗЛ Новокуйбышевского НПЗ суммарное содержание ароматических углеводородов в стабильном катализате установки 35-11/300, 35-6 и 35-8 в первом квартале 2001 года составил в среднем 50-57%, в т.ч. бензола - 2-3,5% и содержание серы в дизельном топливе после гидроочистки - 100-150 ppm., то есть значительно больше требований евростандартов.
Очевидно, что для решения проблемы качества топлив нужны будут огромные инвестиции на создание комплекса технологического оборудования по производству экологически чистых бензинов и дизтоплив (включая новые установки гидрообессеривания, новые катализаторы, установки алкилирования и изомеризации и т.д.).
Отечественными и зарубежными нефтяными компаниями сегодня уже разработаны ряд технологических процессов, позволяющих получать чистые дизельные топлива и бензины.
Чрезвычайно важной для российской нефтепереработки и нефтехимии является оптимизация действующих производств и совершенствование управления. К числу главных направлений развития переработки нефти в РФ относятся, с одной стороны, сокращение производства мазута при одновременном наращивании выпуска высококачественных битумов и масел, а с другой - увеличение выпуска экологически чистых низкосернистых автобензина, авиакеросина и дизтоплива. Перспективные планы НПЗ нацелены на производство моторных топлив с содержанием серы менее 10 ppm., масел и битумов с улучшенными эксплуатационными свойствами. По существу речь идёт об изменении структуры производства основных нефтепродуктов и налаживании производства химически чистых (по содержанию серы) моторных углеводородных топлив.
При этом становится всё более важным не только получить высококачественные нефтепродукты, но и доставить их до потребителя.
2.2.10 Отходы производства
К отходам производства на установке относятся отработанные катализаторы. Имеются аварийные сбросы газов на факел, дымовые газы и газовые выделения с производственных помещений.
Отработанные алюмоплатиновые (34т. за 5 лет) и алюмокобальтмолибденовые (16т. за 5 лет) после регенерации складываются в бочки и отправляются на специальные предприятия для извлечения из них дорогостоящих металлов - платины, рения, молибдена, кобальта.
Отработанные цеолиты не перерабатываются, при необходимости собираются в бочки и вывозятся в отвал. Их количество 21т. за 2-3 года.
В промканализацию завода постоянно сбрасываются с установки сточные воды в количестве не более 20 м3/час с установленной нормой загрязнения не более 200 мг/л.
Нормируются постоянные газовые выбросы в атмосферу, содержащие углеводороды и H2S.
В таблице 5 приведены данные по утвержденным выбросам в атмосферу.
Таблица 5 - Выбросы в атмосферу. Периодичность выбросов - постоянно
Источники и места выбросов Наименование выбросов и нормы в г/сек |
Насосная В-4 |
Сырьевая насосная В-3 |
Насосная стабили-зации В-6 |
Газовая компрес-сорная В-1 |
Газовая компрес-сорная В-2 |
Дымовая труба |
Неоргани-зованные выбросы |
|
Углеводороды |
0,04 |
0,36 |
1,5 |
0,24 |
0,24 |
23,7 |
||
Сероводород |
0,013 |
0,0015 |
0,0015 |
|||||
Сернистый газ |
2,83 |
|||||||
Окись углерода |
2,49 |
|||||||
Окись азота |
0,478 |
|||||||
Ароматические углеводороды |
0,012 |
|||||||
Неорганическая пыль |
0,001 |
|||||||
Окись ванадия |
0,018 |
На установках каталитического риформинга за время эксплуатации были разработаны и внедрены организационные и технические мероприятия по совершенствованию технологии производства, в результате улучшены все технико-экономические показатели их работы, в т.ч. значительно уменьшились отходы производства и газовые выбросы в атмосферу.
Помните!
Природа - в опасности!
Работать надо так, чтобы не превышать ПДК газовых выбросов и сточных вод.
Вопросы к размышлению:
Что такое октановое число?
Что такое объёмная скорость и кратность циркуляции водородсодержащего газа?
Какие требования предъявляются к качеству сырья для каталитического риформинга?
Факторы, влияющие на процесс предварительной гидроочистки?
Что делается на установке с отработанными катализаторами и цеолитами?
Почему стабильный катализат не может быть товарным автобензином в чистом виде?
Как получается алюмоплатиновый катализатор?
Какие основные реакции проходят в процессе предварительной гидроочистки сырья?
Какие основные реакции проходят при каталитическом риформинге бензина?
Какие требования предъявляются к бензинам по химическому составу?
Кроме процессов каталитического крекинга и каталитического риформинга, какие есть другие процессы, улучшающие качество автобензинов? Дайте им краткую характеристику.
Какие показатели качества характеризуют алюмоплатиновые катализаторы и что они означают?
Что такое экологически чистый бензин?
Какие вам известны добавки к бензинам, улучшающие их качество в России и за рубежом?
Почему не применяется сейчас в нефтепереработке термический риформинг?
2.3 Технология производства
2.3.1 Основные типы установок каталитического риформинга
В настоящее время существует много различных систем и типов установок каталитического риформинга. Первым типом установки каталитического риформинга был гидроформинг в стационарном слое алюмомолибденового катализатора. Внедрение в промышленность этих установок относится к началу 40-х годов XX столетия. Этот процесс был разработан для производства толуола высокой чистоты для нитрования (в производстве взрывчатых веществ).
Таблица 6 - Характеристика основных типов установок каталитического риформинга
Характеристика |
Л-35-5 с блоком Л-24-300 |
Л-35-11/300-95 |
ЛЧ-35- 11/600 |
ЛЧ-35-11/1000 |
Л-35-6 с блоком Л-24-300 |
Л-35-8/ЗООБ ЛГ-35-8/ЗООБ |
|
Проектная мощность по сырью |
300 |
300 |
600 |
1000 |
300 |
300 |
|
Пределы кипения сырьевой фракции, °С |
85-180 |
85-180 |
85-180 |
85-180 |
62-85 62-105 |
62-85 62-105 |
|
Основная продукция |
Бензин с о.ч. 75 мм |
Бензин С о.ч. 95 мм |
Бензин с о.ч. 95 мм |
Бензин с о.ч. 93 мм |
Бензин толуол |
Бензин толуол |
|
Блок гидроочистки Вес загрузки катализатора, т |
9 |
8,2 |
26,3 |
50 |
9 |
8,7 |
|
Объемная скорость, час-1 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
.5 |
|
Кратность циркуляции газа, нм3/м3 |
Не менее 80 при работе «на поток» |
500 |
Не менее 80 при работе «на поток» |
Не менее 80 при работе «на поток» |
Не менее 80 при работе «на поток» |
Не менее 80 при работе «на поток» |
|
Блок риформинга Марка катализатора |
АП-56 |
АП-64 (R-56) |
АП-64 |
АП-64 (R-56) |
АП-56 |
АП-56 |
|
Вес загрузки катализатора, т* |
21.6/19, 6 |
24,8 |
46,8 |
96 |
25,2 |
25,3 |
|
Число ступеней реакции |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
Распределение кат-ра по ступеням (рекомендованные значения) |
1:2:2 |
1:2:4 |
1:2:4 |
1:2:2 |
1:2:4 |
||
Объемная скорость, час-1 |
1,5 |
1,4 |
1,45 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
|
Кратность циркуляции Н2-газа, нм3/м3 |
1500 |
1800 |
1800 |
1100-1200 |
1200 |
1600 |
|
Реактор селективного гидрирования Вес загрузки кат-ра,т |
7,8 |
7,5 |
|||||
Объемная скорость, час-1 |
5 |
4,5 |
На Новокуйбышевском НПЗ в 50-е годы XX столетия были построены 3 системы гидроформинга, включающие в свой состав установки гидроформинга 35-1, азеотропной перегонки 35-2 и сернокислотной очистки 35-3 для получения суммарных ксилолов, состоящих из пара, орто- и метаизомеров.
Промышленное применение платиновых катализаторов в риформинге началось с процесса платформинга в 1949 году.
Первая в СССР промышленная установка типа 35-5 была построена на Новокуйбышевском НПЗ в 1960 году.
Разработчиками процесса и проектировщиками отечественных установок кaтaлитичecкoгo риформинга являютcя Ленинградские научно-исследовательский и проектный институты ВНИИНефте-хим и Ленгипронефтехим.
Характеристика основных типов установок каталитического риформинга приведена в таблице 4.
Установки различаются по назначению и фракционному составу перерабатываемого сырья (производство компонента бензина с о.ч. 75-80 по моторному методу, производство компонента бензина с о.ч. 95 по исследовательскому методу, производство ксилольного риформата, производство бензол-толуольного риформата), по мощности, параметрам технологического режима (по давлению в системе риформинга и кратности циркуляции водородосодержащего газа), маркам применяемого алюмоплатинового катализатора, по типу и размерам основного оборудования и наличию специального оборудования для дозировки хлорорганических соединений, осушке циркуляционного газа на блоке риформинга и способу регенерации катализатора.
Принципиальные технологические схемы установок каталитического риформинга всех эксплуатируемых в бывшем Советском Союзе типов практически идентичны.
Установки состоят из трех блоков (отделений): блока предварительной гидроочистки сырья, блока каталитического риформинга, блока стабилизации катализата и фракционирования углеводородных газов.
В состав установок риформинга, предназначенных для выработки бензола, толуола и ксилолов, входит еще блок экстракции.
2.3.2 Технологическая схема установки 35-11/300. Блок гидроочистки
Принципиальная технологическая схема установки 35-11/300
Рис. 1
Сырье из резервуарного парка через счетчик расхода сырья поступает на прием центробежных насосов ЦН-1,1 а, которыми подается на смешение с циркулирующим газом гидроочистки. Постоянство расхода сырья регулируется клапаном, установленным на трубопроводе подачи сырья от насоса ЦН-1,1 а.
Газосырьевая смесь (сырье и циркулирующий водородосодержащий газ) проходит межтрубное пространство теплообменников Т-1/1,2,3, конвекционную секцию и восемь труб 1-й радиантной камеры печи П-1, затем цилиндрическую вертикальную печь и далее поступает в последовательно включенные реакторы Р-1, Р-2 (см. рис. 2,3).
Реактор блока гидроочистки установки каталитического риформинга Л-53-11/300
Рис.2
1 - вход продукта; 2 - выход продукта; 3 - зональная термопара; 4 - наружные термопары по окружности; 5 - штуцер для выгрузки катализатора; 6 - лёгкий шамот; 7 - корпус реактора; 8 - торкретбетонная футеровка.
Реактор блока каталитического риформинга установки Л-35-11/300
Рис.3
1 - вход продукта; 2 - выход продукта; 3 - зональная термопара; 4 - наружные термопары; 5 - штуцер для выгрузки катализатора; 6 - фарфоровые шары; 7 - корпус реактора; 8 - торкредбетонная футеровка; 9 - выход продуктов при эжектировании системы во время регенерации катализатора.
Температура на входе и выходе из камеры конвекции печи П-1, температура на выходе из 1-й радиантной камеры П-1 в печь П-104 замеряется приборами.
Постоянство температуры газосырьевой смеси на выходе из печи П-104 поддерживается регулятором, работающим в каскадной системе регулирования с регулятором давления топливного газа, подаваемого в П-104.
Контроль за температурой слоя катализатора осуществляется в каждом реакторе 2-мя многозонными термопарами.
Из реактора Р-2 газопродуктовая смесь с температурой не более 400°С в качестве теплоносителя поступает в трубное пространство подогревателя Т-3 отпарной колонны К-1, Т-1/1,2,3, через холодильники Х-101, Х-1/1,2 и с температурой не более 60°С поступает в сепаратор С-1.
В целях более гибкой работы установки и для производства ремонтных работ предусмотрено байпасирование холодильников Х-101, Х-1/1,2 и байпасирование холодильника Х-6, Х-ба (рис. 4).
Холодильник реакторного блока риформинга
Рис. 4
1 - корпус; 2 - фланцы; 3 - днище; 4 - крышка плавающей головки; 5 -трубные решетки; 6 - трубки 20 25х3; 7 - перегородки; 8 - распределительная коробка; 9 - вход газопродуктовой смеси Dy 300 мм; 10 - выход газопродуктовой смеси Dy 300 мм; 11 - вход воды Dy 250 мм; 13 -спуск; 14 - воздушник; 15 - неподвижная опора; 16 - подвижная опора
В сепараторе С-1 происходит разделение продуктов реакции на водородсодержащий газ и нестабильный гидрогенизат.
Водородсодержащий газ из С-1 направляется в приемный сепаратор С-4, затем на прием компрессоров блока гидроочистки ПК-1(2), после сжатия основное его количество идет на смешение с сырьем через С-5, а избыток сбрасывается с установки.
Жидкая фаза сепаратора С-1 - нестабильный гидрогенизат - проходит трубное пространство теплообменника Т-2, где подогревается за счет тепла стабильного гидрогенизата - нижнего продукта колонны К-1, затем подается на 23-ю тарелку отпарной колонны К-1. Для регулирования температуры входа в К-1 предусмотрен байпас теплообменника Т-2.
В отпарной колонне из нестабильного гидрогенизата отпариваются легкие углеводороды, сероводород и влага. Верхний продукт колонны К-1 с температурой не более 150°С проходит конденсатор-холодильник воздушного охлаждения ХК-101, водяной ХК-1 и поступает в сепаратор С-102.
Для удобства работы и ремонта предусмотрена возможность байпасирования холодильников ХК-101, ХК-1.
Температура верха колонны К-1 контролируется прибором поз. TR 174-3, температура выхода продукта из холодильника ХК-101 и ХК-1 приборами поз. TR 82-5, TR 82-3.
Для регулирования температуры верха колонны предусмотрен ввод острого орошения на верхние тарелки К-1 (30,28) жидкой фазы сепаратора С-102 насосами ЦНГ-118 (119). Постоянство расхода орошения колонны К-1 из С-102 регулируется контуром, клапан которого установлен на линии выкида насосов ЦНГ-118 (119).
Уровень в сепараторе С-102 поддерживается регулятором, клапан которого установлен на трубопроводе сброса избытка продукта из С-102 в линию легкого бензина на 24-6/3 или в К-6. Существует схема сброса избытка продукта из С-102 с приемной и выкидной линии насосов ЦНГ-118 (119).
Отстоявшаяся в сепараторе С-102 вода с растворенными в ней сероводородом и аммиаком дренируется в спец. канализацию.
Углеводородный газ из сепаратора С-102 подается в абсорбер К-3, работающий как каплеотделитель. Углеводородный газ из абсорбера К-3 сбрасывается в топливную сеть установки.
Гидрогенизат, освобожденный от сероводорода, аммиака, растворенных газов и воды из К-1 поступает в межтрубное пространство рибойлера Т-3, межтрубное пространство теплообменника Т-2, затем насосом ЦН-2 (3) подается в теплообменник Т-206 Пакинокс(рис. 5).
Теплообменник "Пакинокс"
Сырьё и циркулирующий ВСГ смешиваются внутри теплообменника.
Теплообменник со сваренными пластинами "Пакинокс" состоит из пучка пластин, вставленных в каландр. Пучок изготовлен из гофрированных пластин нержавеющей стали, полученных путем формовки взрывом, уложенных штабелем одна на другую и по краям разделенных прокладками (между пластинами). Сырье впрыскивается в "нижнюю часть теплообменника (холодная сторона) по инжекционным трубкам. Она вовлекается в пучок циркулирующим газом (ВСГ). Смесь распространяется в пучке, где происходит термическая смена с вытекающим продуктом (горячим). Смесь С+ВСГ начинает испаряться. Верхний коллектор позволяет равномерно распространять горячий поток.
Чтобы предотвратить деформацию пучка, последний помещен в каландр, давление в котором постоянно поддерживается циркулирующим ВСГ.
В условиях нормальной работы рециркуляционный газ обеспечивает циркуляцию загрузки в изгибах пластин каталитического риформинга и наддув каландра. Рециркулирующий газ в каландре присутствует в состоянии застоя. Каландр обогревается посредством конвекции с пучком. Пучок положен на две опоры, находящиеся в верхней части каландра. Начиная с этого уровня, пучок может изменяться в размере свободно, дифференциально-термическое расширение стали берут на себя компенсаторы. Расстояние между пластинами не более 2,5-5 мм. Аппарат снаружи изолирован.
Схема работы теплообменника "Пакинокс"
Рис. 5
Для регулирования температуры низа колонны К-1 паровая фаза из рибойлера Т-3 в виде "горячей струи" возвращается в колонну К-1 ниже эвапорационной зоны. Для регулировки температуры "горячей струи" на рибойлере Т-3 предусмотрен байпас газопродуктовой смеси, идущей из реакторов.
2.3.3 Блок риформинга
Гидрогенизат с температурой 150-160°С после насосов ЦН-2,3 проходит очистку от механических примесей на фильтрах Ф-101/1,2, работающих поочередно.
Циркуляционный водородсодержащий газ риформинга из сепаратора С-10, расход которого замеряется прибором, поступает на смешение с гидрогенизатом в теплообменник Т-206. Перед входом в теплообменник производится замер температуры. Смешение гидрогенизата и циркуляционного ВСГ риформинга осуществляется в специальной камере теплообменника Т-206 и далее газосырьевая смесь риформинга нагревается за счет тепла обратного потока продукта реакции. После выхода из теплообменника осуществляется замер температуры и давления газосырьевой смеси риформинга, которая затем проходит двенадцать труб первой радиантной камеры П-1 и поступает в реактор первой ступени Р-3.
Газопродуктовая смесь из реактора Р-104 поступает в теплообменник Т-206 (рис. 6) для теплообмена с газосырьевой смесью риформинга.
Теплообменник комбинированной установки каталитического риформинга
Рис. 6
1 - корпус, биметалл 12МХ + ЭИ496; 2 - крышка, биметалл 12МХ + ЭИ496; 3 - крышка с сальником, 12МХ + ЭИ496; 4 - трубные решетки, сталь Х5М; 5 - накидной фланец, сталь Х5М; б - зажимные полукольца, сталь Х5М; 7 -крышка плавающей головки, биметалл 12МХ + ЭИ496; 8 - трубки, 25х3 мм, длина 12 м, 376 штук, сталь Х5М; 9 - кольцевая перегородка 800-600 мм, сталь ЭИ496; 10 - дисковая перегородка диаметром 600 мм, сталь ЭИ496; 11 - вход газопродуктовой смеси Dy 300 мм: 12 - выход газопродуктовой смеси Dy 300 мм: 13 - вход газосырьевовой смеси Dy 250 мм: 14 - выход газосырьевовой смеси Dy 250 мм: 15 - воздушник; 16 - спуск; 17 - неподвижная опора; 18 - подвижные опоры
Перед входом в Т-206 производится контроль температуры и давления газопродуктовой смеси и после выхода ее из теплообменника так же производится замер температуры и давления.
Продукты реакции 1-ой ступени из Р-3. пройдя последовательно по 24 трубы второй и третьей радиантных камер, поступают в реактор второй ступени Р-4. Продукты реакции второй ступени, пройдя 16 труб четвертой камеры печи П-1, поступают в реактор третьей ступени Р-104.
Температура газосырьевой смеси и промежуточных продуктов реакции после каждой радиантной камеры поддерживается автоматически регулятором температуры, работающим в каскадной схеме регулирования с регуляторами давления топливного газа, клапаны которых установлены на линиях подачи топливного газа и мазута к основным горелкам 1,2,3 и 4 камер печи П-1 соответственно.
Печь риформинга П-1 работает на комбинированном топливе, в соотношении топливный газ : мазут - 30 : 70%. Печи П-104, 2,3,105 работают на топливном газе. Топливный газ на печи подается из топливной сети установки, либо из цеховой сети. На линии подачи топливного газа в газовый дрипп Е-10 установлена электрозадвижка прекращающая подачу топлива на печи при срабатывании блокировки. В Е-10 происходит отделение жидкой углеводородной фазы. Топливный газ с верха Е-10 поступает на подогрев в межтрубное пространство теплообменника Т-12. Для удобства ремонта имеется возможность байпасирования Т-12.
Жидкая фаза Е-10 под собственным давлением отводится в сепаратор второй ступени Е-8а. После Т-12 топливный газ проходит фильтры Ф-110/1 (2) (резервные), где происходит удаление механических примесей и поступает на печи. Имеется возможность поочередной ревизии и чистки фильтров Ф-110/1,2. Далее газ поступает на печи.
На печи П-1 предусмотрено автоматическое регулирование соотношения расходов топливного газа и воздуха на форсунки каждой камеры (1,2,3,4) печи.
Жидкое топливо из цехового кольца поступает в мазутовые бачки Б-25 (25а). Уровень жидкого топлива в Б-25 (25а) регистрируется и регулируется прибором, клапан-регулятор которого установлен на линии закачки бачков. Б-25,(2 5 а) работают по принципу сообщающихся сосудов. Расход мазута на установку регистрируется счетчиком. Из мазутовых бачков Б-25 (25 а) насосами ШДП-1,2,3 осуществляется циркуляция жидкого топлива по кольцу через паровой подогреватель Т-11. Температура на выходе из Т-11 автоматически регулируется прибором, клапан-регулятор которого установлен на линии подачи пара в Т-11. Для удобства ремонта и эксплуатации имеется возможность байпасирования Т-11.
Выбор регулятора температуры выхода ГСС из камер печи П-1 в Р-3,4,104 производится оператором в зависимости от конкретной ситуации, т.е. давления топливного газа и мазута. При этом один из регуляторов (либо давление топливного газа, либо давление мазута) переводится в режим локального управления, а другой регулятор включается в каскадную схему регулирования температуры. Кроме этого на печи П-1 приборами регистрируется и регулируется перепад между давлением жидкого топлива на форсунки и давлением пара, подаваемого на распыление мазута.
Тепло продуктов сгорания после печи П-1 используется для нагрева воздуха, идущего к форсункам. Нагрев воздуха осуществляется в воздухоподогревателе Т-9. Пройдя воздухоподогреватель, продукты удаляются через дымовую трубу с помощью ГД-1.
Для удобства ремонта существует схема байпасирования Т-9 по воздуху и по дымовым газам. Байпасирование по воздуху и дымовым газам осуществляется с помощью шиберов. Управление вышеуказанными шиберами - ручное, дистанционное, осуществляемое из операторной.
Газопродуктовая смесь из реактора Р-104 охлаждается сначала в продуктовом теплообменнике Т-106 до температуры около 140 °С, затем поступает в воздушные холодильники Х-106 ,Х-106а и водяные Х-6,6а, после чего с температурой не более 40 °С газопродуктовая смесь поступает в сепаратор высокого давления С-7, где происходит разделение газожидкостной смеси.
Подобные документы
Понятие каталитического риформинга. Влияние замены катализатора на увеличение мощности блока каталитического риформинга секции 200 на установке ЛК-6У Павлодарского нефтехимического завода после модернизации производства. Технологическая схема установки.
презентация [2,3 M], добавлен 24.05.2012Схема переработки нефти. Сущность атмосферно-вакуумной перегонки. Особенности каталитического крекинга. Установка каталитического риформинга с периодической регенерацией катализатора компании Shell. Определение качества бензина и дизельного топлива.
презентация [6,1 M], добавлен 22.06.2012Технико-экономическая характеристика нефтехимического производства: сырье, продукты. Технологический процесс промышленной установки каталитического риформинга предприятия ОАО "Уфанефтехим". Информационные системы и экологическая политика организации.
отчет по практике [284,6 K], добавлен 20.05.2014Современные процессы переработки нефти. Выбор и обоснование метода производства; технологическая схема, режим атмосферной перегонки двукратного испарения: физико-химические основы, характеристика сырья. Расчёт колонны вторичной перегонки бензина К-5.
курсовая работа [893,5 K], добавлен 13.02.2011Основы гидроочистки топлив. Использование водорода в процессах гидроочистки. Требования к качеству сырья и целевым продуктам. Параметры гидроочистки, характеристика продуктов. Описание установки гидроочистки Л-24-6. Технологическая схема установки Г-24/1.
курсовая работа [305,2 K], добавлен 19.06.2010Общая схема и этапы переработки нефти. Процесс атмосферно-вакуумной перегонки. Реакторный блок каталитического крекинга. Установка каталитического риформинга, ее назначение. Очистка и переработка нефти, этапы данного процесса, его автоматизация.
презентация [6,1 M], добавлен 29.06.2015Описание технологического процесса получения частично обессоленной воды из речной. Структурная схема предлагаемой АСУ. Применение технологий SCАDA для автоматизации задач. Использование программируемых контроллеров с резервированной структурой S7-400H.
дипломная работа [10,7 M], добавлен 24.04.2012Основные понятия кибернетики и системного анализа. Элементы химико-технологической системы, иерархическая структура, математическая модель. Химическая модель в виде схемы превращений. Технологическая схема блока каталитического риформинга бензинов.
лекция [108,3 K], добавлен 13.11.2012Общее описание установки. Технология и процесс гидроочистки, оценка его производственных параметров. Регламент патентного поиска, анализ его результатов. Принципы автоматизации установки гидроочистки бензина, технические средства измерения и контроля.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 29.04.2015Анализ истории развития процесса риформинга бензинов. Проведение исследования катализаторов и их регенерации. Установка риформинга с неподвижным слоем катализатора. Составление материальных балансов реакторов. Нормирование загрязнений окружающей среды.
дипломная работа [259,4 K], добавлен 01.07.2021