2 Технологическая часть

2.1 Технологическая схема работы установки каталити- ческого риформинга со стационарным катализатором

Исходное сырье подается насосом 21 на смешение с циркулирующим газом гидроочистки и избыточным водородом риформинга. Полученная газосырьевая смесь после нагрева в теплообменнике 10 и печи 12 поступает в реактор гидроочистки 11. Далее смесь газа и гидроочищенного бензина отдает свою теплоту в кипятильнике 22, теплообменнике 10, холодильнике 8 и направляется в сепаратор высокого давления гидроочистки 9, где газ отделяется от гидрогенизата. В водородсодержащем газе присутствует сероводород, выделяющийся при гидроочистке. Из сепаратора газ поступает в колонну 2, где сероводород отмывается 15 %-ным раствором моноэтаноламина.

Очищенный газ разделяется на две неравные части: большая — циркуляционный газ гидроочистки — поступает на прием циркуляционного компрессора 6 и вновь смешивается с сырьем, меньшая — избыточный водород — выводится с установки. Жидкая фаза в сепараторе 9 содержит гидроочищенный бензин с растворенными в нем сероводородом, углеводородным газом и водой. Поэтому гидрогенизат поступает через теплообменник 23 в отпарную колонну 7, где происходит отпарка газа, воды и сероводорода от бензина за счет теплоты потока из реактора 11, подводимого в кипятильник 22. 

Стабильный гидрогенизат с низа колонны 7 проходит теплообменник 23 и насосом 24 направляется на смешение с циркулирующим водородом блока платформинга. Смесь бензина и газа нагревается в теплообменнике 25 и во второй секции печи 12, а затем последовательно проходит реактор 13, третью секцию печи 12, реактор 14, четвертую секцию печи 12 и реактор 15.

Продукт риформинга из реактора 15 направляется в теплообменник 25 и холодильник 26, охлаждается и поступает в сепаратор высокого давления платформинга 27, где происходит разделение газа и бензина.

Газ поступает на прием компрессора 28. Большая часть его возвращается на смешение с гидрогенизатом, а избыточный водород платформинга направляется в блок гидроочистки. Жидкий продукт из сепаратора 27 попадает в сепаратор низкого давления 29, где из платформата выделяется растворенный углеводородный газ. Окончательно платформат стабилизируется в колоннах 16 и 20. Углеводородный газ гидроочистки и риформинга из сепараторов 3 и 29 смешивается и подается во фракционирующий абсорбер 16.Нестабильный бензин из сепаратора 29 двумя потоками поступает в абсорбер 16: часть холодного бензина подается на верх абсорбера, другая часть нагревается в теплообменнике 30 и подается в низ абсорбера. С верха абсорбера 16 уходит сухой углеводородный газ, с низа — бензин в колонну стабилизации 20 после предварительного нагрева в теплообменнике 34 за счет стабильного бензина. С верха колонны 20 с установки выводится головка стабилизации, с низа колонны 20 через теплообменники 30 и 34 и холодильник 33 — стабильный бензин. Подвод теплоты в низ колонн 16 и 20 осуществляется методом горячей струи через двухкамерную печь 32. При полном выделении из бензина этана (режим деэтанизации) в верху колонны 20 поддерживается 70 °С, при полном удалении пропана (режим депропанизации) — 45 °С. В обоих случаях температура низа колонны 220 °С, давление 11,5МПа.

В качестве сырья для каталитического риформинга обычно используют бензиновые фракции первичной перегонки нефти. Пределы выкипания этих фракций колеблются в широком интервале— от 60 до 210°С. Для получения ароматических углеводородов в большей части используют фракции, выкипающие при 60— 105 или при 60—140°С, а для получения высокооктановых автомобильных бензинов — фракции 85—180 °С. Иногда широкую фракцию, выделяемую на установке первичной перегонки нефти, дополнительно разгоняют на более узкие фракции на установках вторичной перегонки. Однако раздельный каталитический риформинг бензиновых фракций имеет некоторые преимущества: -большая продолжительность работы катализатора без регенерации, -лучшая маневренность в работе и т. д. Поэтому выбор того или иного варианта получения высокооктанового бензина определяется с учетом конкретных условий работы нефтеперерабатывающего завода. Весьма важно учитывать возможность и целесообразность получения ароматических углеводородов.

2.2 Химизм процесса каталитического риформинга Каталитический риформинг — сложный процесс, включающий разнообразные превращения углеводородов. Прямогонные бензиновые фракции, служащие сырьем каталитического риформинга, содержат парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды. В результате рёакцийт протекающих на катализаторах риформинга, происходят глубокие изменения углеводородного состава. Ароматизация углеводородов является основным и важнейшим направлением процесса. Перед тем как рассмотреть основные реакции, протекающие при каталитическом риформинге, необходимо отметить, что катализаторы риформинга отличаются наличием двух видов каталитически активных центров: дегидрирующихгидрирующих центров на платине и изомеризующих и расщепляющих кислотных центов на носителе.Одна  из  основных  реакций   процессадегидрирование  (дегидрогени-зация)   нафтеновых  углеводородов. Дегидрирование пятичленных нафтеновых углеводородов идет через образование циклоолефиновых углеводородов с перестройкой кольца. Второй основной реакцией является дегидроциклизация парафиновых углеводородов; механизм этой реакции еще не совсем ясен. Ароматизация парафиновых углеводородов возможна как через образование нафтеновых, так и через образование олефиновых и циклоолефиновых углеводородов.  К основным реакциям процесса также относится изомеризация парафиновых углеводородов, которая протекает через промежуточную стадию образования ионов карбония; в условиях риформинга изомеризация приводит к образованию малоразветвленных изомеров. Параллельно с этими реакциями на катализаторах риформинга идут реакции гидрокрекинга. Гидрокрекингу подвергаются парафиновые углеводороды и, в меньшей степени, нафтеновые. Гидрокрекинг парафинов идет в несколько стадий через образование и распад карбониевых ионов. Среди продуктов : реакции превалирует, пропан и более высокомолекулярные углеводороды. Гидрокрекинг протекает на кислотных центрах катализатора, однако начальная и конечная стадия процесса— образование олефинов и гидрирование продуктов распада — протекают на металлических участках катализатора, которым свойственна функция «гидрированиядегидрирования». Гидрокрекинг парафиновых углеводородов приводит к образованию двух и более углеводородов с меньшей молекулярной массой. В некоторых случаях заметное развитие в процессе риформинга получает реакция гидрогенолиза, протекающая на металлических участках катализатора. В отличие от гидрокрекинга гидрогенолиз ведет к преимущественному образованию газообразных углеводородов, особенно метана. При гидрогенолизе разрыв углеродуглеродных связей метилциклопентана приводит к образованию парафиновых углеводородов. Кроме того, в условиях риформинга протекают реакции, оказывающие существенное воздействие на активность и стабильность .катализаторов; к, ним относятся реакции, приводящие к образованию кокса на катализаторе, а также реакции гидроразложения сернистых, азотистых и хлорсодержащих соединений. Процесс образования кокса связан с протеканием реакций уплотнения на поверхности катализатора. З^го обусловливает не только снижение активности катализатора, но и ухудшение селективности процесса. Коксообразованию способствует понижение "парциального давления водорода и мольного отношения водород/сырье, отравление катализатора контактными ядами, нарушение баланса гидрирующей и кислотной функцией катализатора, переработка сырья с повышенным содержанием легких (С5—С6), а также присутствие тяжелых (выше С10) углеводородов. Среди основных реакций риформинга с наибольшей скоростью протекает реакция дегидрирования алкилциклогексанов в соответствующие ароматические углеводороды, с наименьшей — дегидроциклизация парафиновых углеводородов. Скорости конверсии нафтеновых и парафиновых углеводородов С6—С10 возрастают в гомологических рядах с увеличением молекулярной массы. Реакции риформинга, ведущие к образованию ароматических углеводородов из нафтеновых и парафиновых, идут с поглощением теплоты; реакции гидрокрекинга и гидрогенолиза — с выделением теплоты; реакции изомеризации парафиновых и нафтеновых углеводородов имеют слабовыраженный тепловой эффект. Для углеводородов С6—С10 мольные тепловые эффекты почти не зависят от молекулярной массы и мало изменяются в температурном интервале 470—500 °С.