содержание      ..     13      14      15      16     ..

2.9 Каталитический риформинг

Каталитический риформинг бензинов является важнейшим процессом современной нефтепереработки и нефтехимии. Представляет собой процесс превращения низкооктанового прямогонного бензина атмосферной перегонки с помощью селективного катализатора и в присутствии водорода в высокооктановый бензин или в компоненты для компаундирования авиабензина; ароматические углеводороды - сырье для нефтехимического синтеза; водородосодержащий газ -технический водород, используемый в гидрогенизационных процессах нефтепереработки. Установки каталитического риформинга имеются практически на всех отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах.

В промышленности в настоящее время используют два варианта риформинга. Первый вариант (топливный) - производство высокооктанового компонента бензина, второй вариант (нефтехимический) - получение ароматических углеводородов. Оба варианта имеют практически одинаковую технологическую схему и отличаются только мощностью, размерами аппаратов, фракционным составом сырья и параметрами ведения технологического процесса. Для нефтехимического варианта технологии дополнительно устанавливается блок экстракции и ректификации, необходимый для покомпонентного разделения ароматических углеводородов или их узких фракций. Основными показателями, определяющими качество и пригодность сырья для процесса риформинга, являются углеводородный и фракционный составы. Для каталитического риформинга применяют в основном прямогонные бензиновые фракции. Риформинг бензиновых фракций вторичного происхождения (например, термического крекинга, коксования, пиролиза) возможен только в смеси с прямогонным сырьем после предварительной глубокой гидроочистки. Фракционный состав сырья каталитического риформинга определяется целевым назначением процесса. Если целью каталитического риформинга является получение катализатов для производства высокооктановых бензинов, оптимальным сырьем для этого служат фракции, выкипающие в пределах 85- 180 °С. При производстве высокооктановых бензинов, особенно с октановым числом 95 - 100, каталитическому риформингу подвергается сырье утяжеленного фракционного состава с температурой начала кипения 105 °С. Сырьем процесса риформинга для получения бензола и толуола служит узкая бензиновая фракция, выкипающая в пределах 85 - 105 °С. Для получения суммарных ксилолов используют узкую фракцию, выкипающую в температурных пределах 105-127 °С.

Основные технологические параметры, в значительной степени определяющие процесс каталитического риформинга и характеристики получаемых продуктов: температура, давление, объемная скорость подачи сырья,

Рисунок 2.29 - Технологическая схема установки риформинга со стационарным катализатором:
1, 11, 17, 18-насосы; 2, 13, 19 - теплообменники;3 - многосекционная печь;
4, 5, 6-реакторы; 7, 15, 20 - холодильники; 8, 9 - сепараторы; 10, 14-колонны,
12 - печь; 16 - емкость; 21 - компрессор;
I - гидроочищенный низкооктановый бензин; II - водородсодержащий газ;
III - сухой углеводородный газ; IV - стабильная головка; V - стабильный бензин





2.9.2. Установка каталитического риформинга с движущимся слоем катализатора

В процессе платформинга фирмы UOP (США) с движущимся слоем катализатора, циркулирующим между реактором и регенератором, три реактора расположены друг над другом и выполнены в виде одного колонного аппарата разного диаметра по высоте. Катализатор из первого (верхнего) реактора перемещается во второй, а из второго в третий. Из нижнего реактора катализатор транспортируется в регенератор. На рисунке 2.30 приведена технологическая схема установки риформинга с движущимся слоем катализатора компании UOP, которая получила название CCR-риформинг (continuous catalytic reforming). Она наиболее экономична в случае, когда рабочее давление снижается с одновременным повышением глубины превращения сырья.

Рисунок 2.30 - Технологическая схема установки риформинга с движущимся слоем катализатора (CCR-риформинг):
1.2.3 -реакторы; 4-регенератор; 5, 6 - сепараторы высокого и низкого давления;
7 -стабилизационная колонна; 8 -многосекционная печь; 9, 10, 11, 12 -насосы;
13, 14 - теплообменники; 15, 16 - холодильники; 17 - сепаратор; 18—печь;
19, 20 - компрессоры; 21 - аппарат воздушного охлаждения;
I - сырье (бензин 85-180 °С); II - катализатор на регенерацию;
III - регенерированный катализатор;IV - газосырьевая смесь; V - газопродуктовая смесь; VI - циркулирующий водородсодержащий газ; VII - избыточный водородсодержащий газ; VIII - сухой газ; IX- головная фракция стабилизации;
X - стабильный риформат



Риформинг с движущимся слоем катализатора обеспечивает постоянно высокие выход бензина и значение октанового числа (до 105), а также максимальный выход водорода при малой жесткости процесса.



2.9.3 Установка каталитического риформинга с движущимся слоем катализатора и регенерацией с одноуровневым расположением реакторов

В процессе риформинга с движущимся слоем катализатора Французского института нефти реакторы расположены обычным образом, один возле другого, и связаны между собой пневмотранспортными линиями и дооборудованы четвертым реактором и регенератором (дуалформинг) (Рисунок 2.31).

Рисунок 2.31 - Принципиальная технологическая схема процесса дуалформинг 1 -действующие реакторы; 2 - действующие печи, 3 - новый реактор; 4 - регенератор;
5 - сырьевой насос; 6 - новая печь; 7 - новый теплообменник сырье/продукт; 8 -
рециркуляционный компрессор; 9 - воздушный холодильник; 10-сепаратор.
I -сырье; II - водородсодержащий газ; III - нестабилизированный катализат



Отрегенерированный и восстановленный катализатор периодически загружается в реактор первой ступени и затем последовательно проходит все реакторы. Транспорт между реакторами осуществляется ВСГ. Из последнего реактора катализатор поступает в бункер-накопитель, где отделяется от пневмоагента. Из бункера-накопителя катализатор периодически ссыпают в регенератор, где в неподвижном или в псевдокипящем слое проводится окислительная регенерация и иные операции по подготовке катализатора к работе в цикле реакции. Единовременно регенерируется * 5% общей загрузки катализатора.



2.9.4 Установки каталитического риформинга для получения ароматических углеводородов



Прямогонные бензиновые фракции 62 - 105°С являются сырьем для получения бензола и толуола, а бензиновые фракции 105 - 140 °С - для ксилолов и этилбензола. Процесс проводится на установках как с неподвижным слоем катализатора, так и с движущимся, но в более жестком режиме. Поскольку ароматизация углеводородов С6 - С7 происходит труднее, чем тяжелой части сырья, ужесточение режима достигается снижением давления и повышением температуры до 540 °С. Кроме того, имеется дополнительный реактор для гидрирования присутствующих в катализате непредельных углеводородов. Гидрирование проходит на алюмоплатиновом катализаторе, содержащем 0,1 % платины. После стабилизации риформат поступает на блок экстракции и ректификации. В качестве растворителей применяют ди- и триэтиленгликоли, сульфолан, диметилсульфид, N-метилпирроллидон. Наиболее эффективными являются ди-, три- и тетраэтиленгликоли.

Рисунок 2.32 - Технологическая схема установки экстракции аренов из катализата фракции
62 - 105 °С диэтиленгликолем (ДЭГ):
1, 2, 5, 7, 9-колонны; 3, 6, 8, 10, 15, 18, 21,32 - холодильники;
4. 16, 19, 22, 27-емкости; 11, 17, 20, 23, 24, 25, 28-31 - насосы;
12, 14 - теплообменники; 13 - пароподогреватель; 26 - кипятильник;
I - сырье; II - ДЭГ; III - бензол; IV - рафинат; V - толуол; VI - ксилольная фракция;
VII - вода

Материальный баланс установки экстракции (в % на катализат риформинга) приведен ниже:

Возросшая потребность в полимерных материалах требует увеличения объема производства индивидуальных ароматических углеводородов. Для этого на нефтеперерабатывающих заводах создаются специальные производства аренов. В их состав входят следующие секции:

а) секция риформинга бензиновой фракции 85-140 °С;

б) секция экстракции бензола и толуола;

в) секция деалкилирования толуола с получением бензола 85 - 90 % чистоты; деалкилирование проходит при температуре 666 - 755°С, давлении 3 МПа, степень превращения сырья 93 %:

г) секция получения бензола и ксилолов путем реакции трансалкилирования; процесс протекает в среде циркулирующего водорода на платиновом катализаторе при температуре 500 °С, давлении 3 МПа;

д) секция выделения п-ксилолов из смеси суммарных ксилолов (процесс «парекс») путем адсорбции на цеолитах. В качестве десорбента применяется п-диэтилбензол чистотой 99 %. Температура адсорбции 170 °С, давление 2МПа;

е) изомеризация смеси этилбензола и м-ксилола с получением о- и п-ксилолов на платиновом катализаторе в среде цирклирующего водородсодержащего газа с получением о- и п-ксилолов при температуре 400 - 445 °С и давлении 1,4 - 2,4 МПа;

ж) фракционирование аренов.

Обобщенный материальный баланс всех секций комплекса производства ароматических углеводородов, % (мае.) представлен ниже:

Продукцией установок каталитического риформинга являются катализат (риформат, его иногда называют риформинг-бензин), водородсодержащий и углеводородный газы. На установках, предназначенных для производства ароматических углеводородов, из катализата экстракцией выделяют бензол, толуол,

ксилолы. Неароматическая часть катализата риформинга, выделенная в процессе экстракции, называется рафинатом и представляет собой смесь парафиновых углеводородов нормального и изостроения с низким октановым числом.

Водородсодержащий газ - ценный продукт риформинга и важнейший источник водорода на НПЗ. Но целевым продуктом является риформат. В риформате содержится большое количество ароматических углеводородов (до 65%), которые обеспечивают высокое октановое число (97-103 по исследовательскому методу). Бензол имеет октановое число 108 по моторному методу и 113 по исследовательскому методу. Фракции риформата различаются октановым числом. Риформат используют как компонент высокооктанового бензина или для получения бензола, толкола, ксилолов экстракцией.

Таблица 2 22 -Характеристика процессов риформинга

Специфическими источниками загрязнения атмосферы являются неорганизованные выбросы, испарение углеводородов при хранении и транспортировке нефтепродуктов, а также организованные выбросы, выделяющиеся при сжигании различных видов топлив и газов в трубчатых печах, на факельных установках, и отходящие газы регенерации.
 

содержание      ..     13      14      15      16     ..