
- •Оптимизация кратности циркуляции катализатора для установки каталитического риформинга Выпускная квалификационная работа на соискание квалификации бакалавр
- •Содержание
- •Теоретическая часть
- •1.1 Сырье процесса каталитического риформинга
- •1.2 Катализаторы
- •1.3 Основные реакции процесса риформинга
- •1.3.1 Превращение непредельных углеводородов
- •1.3.2 Превращение предельных углеводородов
- •1.3.3 Превращения ароматических углеводородов
- •1.3.4 Коксообразование на катализаторах
- •1.4 Продукты каталитического риформинга
- •1.5 Промышленные установки каталитического риформинга
- •1.5.1 Процесс с периодической регенерацией катализатора
- •1.5.2 Процесс с короткими межрегенеративными циклами
- •1.5.3 Процесс с непрерывной регенерацией катализатора
- •Литературный обзор по проблеме оптимизации процесса каталитического риформинга
- •Технико – экономическое обоснование
- •Экспериментальная часть
- •4.1 Математическая модель процесса каталитического риформинга бензинов
- •4.2 Решение обратной кинетической задачи и проверка модели на адекватность
- •4.3 Расчеты на модели
- •Экологическая безопасность
- •Заключение
- •Список литературы
4.3 Расчеты на модели
Д
ля
оценки эффективности используемых
катализаторов были проведены прогнозные
расчеты для каждого из трех рассматриваемых
катализаторов для сырья следующего
состава:
Таблица 8 – Данные по составу сырья, полученные на основе хроматографического анализа
№ Опыта |
Дата отбора пробы |
П/(Н+А) |
Содержание ароматических УВ, % мас. |
Содерж. н – Параф., % мас. |
Содерж. и- Параф., % мас. |
ИОЧ |
1 |
28.06.2010 |
0,82 |
10,5 |
20,04 |
25,49 |
68,91 |
2 |
19.03.2012 |
0,92 |
9,9 |
21,32 |
26,65 |
68,2 |
Результаты расчетов представлены на рисунках 8-12.
Рисунок 8 – Зависимость октанового числа от температуры протекания процесса (состав сырья: П/(Н+Ар)=0,92)
На промышленной установке риформинга ОНПЗ получают риформат с октановым числом ≈ 103 пункта по исследовательскому методу. По данным результатам видно, что при использовании катализатора №3 можно получить катализат с требуемым октановым числом при более низкой температуре протекания процесса, при этом снижение температуры приведет к увеличению межрегениционного цикла работы установки [54].
Рисунок 9 – Зависимость содержания ароматических углеводородов в риформатах от температуры протекания процесса (состав сырья: П/(Н+Ар)=0,92)
Рисунок 10 – Зависимость содержания н-Парафинов в риформатах от температуры протекания процесса (состав сырья: П/(Н+Ар)=0,92)
Рисунок 11 – Зависимость содержание и-Парафинов в риформатах от температуры протекания процесса (состав сырья: П/(Н+Ар)=0,92)
Из представленных зависимостей можно увидеть, что катализатор №3 является более эффективным для процесса каталитического риформинга, так как позволяет получать катализат более высокого качества, снижая при этом температуру в среднем на 7ºС (рисунок 8). Также стоит отметить, что снижение температуры протекания процесса приводит к снижению содержания ароматических углеводородов в рифомате, что, в свою очередь влияет на степень закокосованности катализатора [55].
Рисунок 12 – Зависимость содержание кокса на катализаторе от температуры протекания процесса (состав сырья: П/(Н+Ар)=0,92)
Из рисунков 8, 12 можно увидеть, что полученные нами с помощью математической модели результаты согласуются с литературными данными [54-55].
На модели было исследовано влияние различных значений кратности циркуляции катализатора на основные основные показатели качества риформата (рисунки 12-16).
Рисунок 13 – Зависимость содержания ароматических углеводородов от кратности циркуляции катализатора (состав сырья: П/(Н+Ар)=0,82)
Рисунок 14 – Зависимость содержания и-Парафинов от кратности циркуляции катализатора (состав сырья: П/(Н+Ар)=0,82)
Рисунок 15 – Зависимость содержания н-Парафинов от кратности циркуляции катализатора (состав сырья: П/(Н+Ар)=0,82)
По рисункам 12-14 можно проследить, что снижение кратности циркуляции для третьего катализатора позволит получать риформат более высокого качества, увеличивая при этом срок его службы [54].
Как отмечалось ранее, снижение содержание ароматических углеводородов в продукте приводит к снижению степени коксообразования [54-55]. Данную зависимость также можно проследить на рисунках 12, 15.
Рисунок 16 – Зависимость накопления кокса на катализаторе от кратности циркуляции катализатора (состав сырья: П/(Н+Ар)=0,82)
Согласно литературным данным [54], повышение кратности циркуляции подавляет реакции коксообразования. Данное явление также можно проследить по рисунку 15.
Рисунок 17 – Зависимость октанового числа (ИМ) от кратности циркуляции катализатора.
Из данного рисунка видно, что октановое число катализата увеличивается с увеличением кратности циркуляции катализатора вследствие уменьшения явлений дезактивации катализатора коксом.
Полученные нами результаты (зависимости 12-16) соответствуют литературным данным [54-55] и опытам промышленной эксплуатации установок риформинга и свидетельствуют о том, что варьируя значения кратности циркуляции для третьего катализатора можно получить риформат более высокого качества, сохраняя при этом необходимые свойства катализатора.