3. Выбор и обоснование технологической схемы блоков и установки изомеризации в целом

Современные требования к экологическим свойствам автомобильных бензинов обуславливают необходимость расширения производства неароматических высокооктановых компонентов.

Процесс изомеризации лёгкого прямогонного бензина предназначен для улучшения антидетонационных свойств автомобильных бензинов. В качестве сырья используют фракцию нк-70⁰С (которая содержит в основном пентановую и гексановую фракции, которые изомеризуются в среде водорода в присутствии катализатора и при этом получают углеводороды изостроения с высоким октановым числом.)

Например:

• н-пентан имеет о.ч – 61,7 по м.м, а изопентан – 92,3

• н-гексан имеет о.ч. – 24,8, а изогексан – 101,7.

В различных литературных источниках описаны следующие технологические схемы изомеризации:

1. Без рециркуляции, т.е. изомеризат получается за проход;

2. С рециркуляцией, т.е. непрореагировавшая часть рециркулирует.

Для расчёта в данном курсовом проекте принят первый вид изомеризации, т.е. изомеризация за проход (технологическая схема разработанная в НПП «Нефтехим»). Одной из причин выбора этой схемы является её явное преимущество в себестоимости. Так суммарные капиталовложения по данной схеме (по сравнению со схемой с рециркуляцией) на 25-30% ниже. Это из-за того, что в данном варианте отпадает необходимость в установки колонн чёткой ректификации для выделения н-пентана и н-гексана, а также от абсорбера заполненного цеолитами, где происходит разделение изо- и н-алканов (процесс ТИП фирмы «Юнион карбайд»). Также можно отметить высокий выход целевого продукта (96-99% масс.) и простоту технологии. Благодаря современным катализаторам процесса (в основном это цеолитные катализаторы, представляющие собой н-форму модернита с платиной, которые обладают высокой селективностью и позволяют за один проход увеличить о.ч. на 10-13 пунктов), данная схема является наиболее предпочтительной.

По температурному признаку процесс изомеризации делится на:

1. низкотемпературная изомеризация;

2. среднетемпературная изомеризация;

3. высокотемпературная изомеризация.

Технологическая схема выбрана для среднетемпературной изомеризации. Так как термодинамически процесс изомеризации низкотемпературный и низкие температуры способствуют образованию более разветвлённых и более высокооктановых изомеров. Но существенный недостаток таких процессов это то, что катализаторы предъявляют очень жёсткие требования к качеству сырья и ВСГ по содержанию в них влаги и серы. И при низких температурах процесс протекает с низкой скоростью. Поэтому предпочтительно проводить изомеризацию при средних температурах т.к. среднетемпературная изомеризация отличается относительной устойчивостью цеолитсодержащих катализаторов к микропримесям сырья и влаги и создании более благоприятных термодинамических условий (если сравнивать с высокотемпературной изомеризацией).

Принятая технологическая схема внедрена на Рязанском НПЗ. На установке перерабатывается 300тыс.т/год пентан-гексановой фракции нк-70⁰С. Процесс проводят на цеолитсодержащем катализаторе СИ-1 отечественного производства (что дополнительно снижает затраты на закупку за валюту и транспортировку катализатора). Для предотвращения дезактивации катализатора на схеме предусмотрен блок гидроочистки сырья и абсорбер для сушки циркулирующего ВСГ.

Как свидетельствуют литературные источники процесс на Рязанском НПЗ идёт с высокой селективностью и по основным показателям не уступает зарубежным аналогам.