- •1. Классификация нефтей по физическим свойствам.
- •2. Химическая классификация нефтей.
- •3. Техническая классификация нефтей.
- •4. Технологическая классификация нефтей.
- •5. Стабилизация нефти. Установки стабилизации нефти на промыслах.
- •6. Подготовка нефти к переработке. Вредные примеси в нефтях.
- •7. Теоретические основы разделения нефтяных эмульсий.
- •8. Технология обезвоживания и обессоливания нефти.
- •9. Типы и режимы работы электродегидраторов.
- •10. Классификация установок первичной перегонки нефти.
- •11. Особенности нефти как сырья процессов перегонки.
- •12. Особенности ректификации нефти: четкость погоноразделения, флегмовое число, паровое число.
- •13. Высококипящие и остаточные фракции нефти.
- •14. Первичная перегонка нефти, технологическая схема. [см. Вопрос 10]
- •1 5. Термодеструктивные процессы, их классификация.
- •16. Химические реакции, протекающие при термокрекинге и пиролизе.
- •17. Термический крекинг. Крекинг мягкого и твердого парафина (понятие мягкий и твердый парафин).
- •18. Висбрекинг.
- •1 9. Технологическая схема установки висбрекинга.
- •20. Коксование.
- •21. Пиролиз. [см. Вопрос 15]
- •22. Технологическая схема установки пиролиза.
- •23. Процессы получения битума.
- •24. Технический углерод (сажа).
- •25. Термокаталитические процессы. Процесс изомеризации. Химические реакции изомеризации.
- •2 6. Технологическая схема установки изомеризации.
- •27. Гидроочистка топлив.
- •28. Химические реакции типичные для процесса гидроочистки.
- •2 9. Технологическая схема установки гидроочистки топлива.
- •VIII – бензин; IX – дизельное топливо; X – вода.
- •30. Каталитический риформинг. Основные реакции. [см. Вопрос 15]
- •31. Схема установки риформинга со стационарным слоем катализатора.
- •32. Каталитический крекинг.
- •33. Особенности оформления технологического процесса риформинга.
- •3 4. Схема реакторно-регенераторного блока установки риформинга.
- •Принципиальные схемы установок первичной перегонки нефти по топливному варианту неглубокой переработки ат (а), топливному варианту глубокой переработки авт (б) и
- •VIII – широкая масляная фракция; IX – гудрон;
- •3 6. Варианты подачи орошения в сложную ректификационную колонну. [см. Вопрос 10]
- •3 7. Принципиальная установка ат, ее описание.
- •38. Знать, что такое процесс ректификации!!!!
- •39. Температурные пределы выкипания светлых дистиллятов первичной перегонки нефти.
- •40. Знать числовое значение атомов «с» в ув, составляющих светлые дистилляты первичной перегонки нефти.
30. Каталитический риформинг. Основные реакции. [см. Вопрос 15]
Основная масса прямогонных бензинов имеет низкое ОЧ. Поэтому основное назначение процесса – получение высокооктанового компонента товарных автомобильных топлив из низкооктановых тяжелых бензинов за счет их ароматизации.
Еще одним стимулом к развитию каталитического риформинга является потребность химической промышленности в моноциклических ароматических УВ – бензоле, толуоле, ксилолах, этилбензоле.
Основными продуктами, производство которых базируется на этих УВ, являются синтетический каучук, моющие средства, волокна, пластмассы и многие другие ценные материалы. Важным достоинством риформинга является возможность производства дешевого ВСГ для гидрогенизационных процессов.
Каталитический риформинг проводят при 480-540 °С и 0,7-1,5 или 2-4 МПа в зависимости от применяемого катализатора.
Катализаторы:
Поскольку термокаталитические процессы – это процессы, в результате которых образуется очень много различных веществ, и далеко не все из них являются целевыми, то селективность катализатора является первостепенной характеристикой. Стабильность катализатора, т.е. его способность сохранять (поддерживать) свою активность во времени, – один из важнейших показателей качества катализатора.
В каталитическом риформинге предпочтение отдается Pt, Re и Pd. Промотирование катализатора, т.е. повышение его активности, селективности, осуществляется введением, например, к платине металлов VIII группы (Ir, Re, Со, Ni и др.), IV группы (Ge, Sn, Pb), элементов III группы (Ga, In), редкоземельных элементов и Cd.
Зачастую в качестве носителя для катализатора риформинга используют Al2O3. Наибольшее значение среди катализаторов риформинга приобрели платиновый (платформинг) и платино-рениевый катализатор (рениформинг) на высокопористом Al2O3. Промышленные катализаторы платформинга содержат 0,5-0,6 % (по массе) Pt, а катализаторы рениформинга характеризуются пониженным содержанием Pt (менее 0,4 % (по массе)) и примерно таким же количеством Re. Разработаны и внедрены триметаллические катализаторы, представляющие собой сочетание Pt-Re-Ir или Pt-Re-Ge.
Основные реакции каталитического риформинга – дегидрирование шестичленных нафтенов и дегидроциклизация парафинов – протекают со значительным поглощением теплоты. Теплота реакций изомеризации невелика, что же касается гидрокрекинга, то он протекает с выделением теплоты и таким образом частично компенсирует затрату теплоты на основные реакции ароматизации:
31. Схема установки риформинга со стационарным слоем катализатора.
Промышленные установки риформинга:
На заводах России работают установки риформинга со стационарным и движущимся слоем катализатора. Установки 1-го типа требуют периодической остановки для регенерации катализатора. Продолжительность работы установки зависит от состава сырья и режима работы и составляет от 2 месяцев до одного года. Это снижает производительность установок. Компромиссным решением является строительство установок с резервным реактором, который позволяет периодически регенерировать катализатор, не прерывая работы установки. Однако это увеличивает капитальные затраты и усложняет технологическую схему.
Рис. 4.6. Принципиальная схема установки риформинга со стационарным слоем катализатора:
1, 13 – сепараторы;
2, 11 – холодильники;
3 – насос;
4 – реактор гидроочистки;
5, 10, 17 – теплообменники;
6 – трубчатая печь;
7-9 – реакторы;
12 – циркуляционный компрессор;
14 – стабилизационная колонна;
15 – конденсатор;
16 – сборник;
18 – кипятильник.
Рассмотрим технологическую схему установки платформинга (рис. 4.6). Катализатор риформинга чувствителен к отравлению соединениями серы. Поэтому бензин или другую узкую прямогонную фракцию сернистой нефти предварительно очищают от сернистых соединений, обычно гидрированием на катализаторах, стойких к сере (оксиды или сульфиды кобальта, вольфрама и молибдена, их смеси).
Исходную нефтяную фракцию подогревают в теплообменнике 5, смешивают с водородом и нагревают в трубчатой печи 6 до температуры, необходимой для очистки от серы. Гидроочистка проводится в реакторе 4 на катализаторе, стойком к соединениям серы. Горячие газы из аппарата 4 отдают свою теплоту исходной нефтяной фракции в теплообменнике 5 и охлаждаются водой (и частично конденсируются) в холодильнике 2. В сепараторе 1 конденсат отделяют от H2 и H2S и насосом 3 подают на стадию риформинга.
Перед теплообменником 10 сырье смешивается с циркулирующим водородом, а затем подогревается в теплообменнике 10 и в трубчатой печи 6. Платформинг осуществляют в реакторах 7, 8 и 9 адиабатического типа. Ввиду высокой эндотермичности процесса, приходится подогревать реакционную массу из аппаратов 7 и 8 в печи 6. В последнем реакторе 9 платформинг завершается. Теплоту горячих газов используют в теплообменнике 10 для подогрева смеси, идущей на риформинг, а затем охлаждают газы в холодильнике 11. Полученный конденсат отделяется от водорода в сепараторе 13 и направляется на стабилизацию.
Водород (с примесью низших парафинов) из сепаратора 13 разделяют на три потока. Один циркуляционным компрессором 12 подают на смешение с очищенной нефтяной фракцией, направляемой на риформинг, другой смешивают с исходной фракцией и подают на гидроочистку, а остальное выводят.
Стабилизация жидкого продукта риформинга заключается в отгонке низших увлеводородов (С4Н10, С3Н8 и отчасти С2Н6), растворившихся в нем при повышенном давлении. Конденсат из сепаратора 13 подогревается в теплообменнике 17 и поступает в стабилизационную колонну 14. Там низшие углеводороды отгоняются, их пары конденсируются в конденсаторе 15, и конденсат стекает в емкость 16. Часть его подают на верхнюю тарелку колонны в качестве флегмы, а остальное количество отводят с установки в виде сжиженного газа. Стабилизованный продукт из куба колонны 14 отдает теплоту конденсату в теплообменнике 17 и направляется на дальнейшую переработку.
С целью обеспечения равной конверсии по реакторам и уменьшения количества наиболее дезактивированного катализатора три реактора загружаются катализатором в соотношении 1 : 2 : 4.
Перед каждым реактором сырье нагревается в одной из секций трехсекционной печи 6 из-за суммарного эндотермического эффекта протекающих реакций. Температура в реакторах составляет 490-510 °С (повышается от реактора к реактору). По мере закоксовывания катализатора приходится постепенно увеличивать температуру, чтобы поддерживать конверсию на прежнем уровне.