Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра «Технологические машины и оборудование»

Реферат

на тему: «Основное оборудование блока стабилизации установки

каталитического риформинга бензиновых фракций»

по дисциплине « Оборудование нефтегазопереработки за рубежом»

Студент гр. БМ3 10–01 ____________ Л.Р. Бирдегулов

(подпись, дата)

Канд. техн. наук, доц. ____________ С.С. Хайрудинова

(подпись, дата)

Уфа

2014

СОДЕРЖАНИЕ

Введение	3
1 Промышленные установки каталитического риформинга	4
1.1 Отечественные промышленные установки каталитического риформинга	4
1.2 Зарубежные промышленные установки каталитического риформинга	4
2 Назначение процесса каталитического риформинга	10
3 Сырье и продукты каталитического риформинга	12
3.1 Сырье каталитического риформинга	12
3.2 Продукты каталитического риформинга	12
4 Влияние основных условий на протекание процесса каталитического риформинга	14
4.1 Температура	14
4.2 Давление	14
4.3 Объемная скорость	15
4.4 Кратность циркуляции и концентрация водородсодержащего газа	15
5 Катализаторы каталитического риформинга	16
5.1 Характеристика и свойства катализаторов	16
5.2 Промышленные катализаторы риформинга	17
5.3 Требования к катализаторам	17
6 Описание технологического процесса стабилизации бензина	18
7 Аппаратурное оформление блока стабилизации бензина Список использованных источников Приложение (информационное). Принципиальная технологическая схема блока стабилизации бензина	20 24 25

Введение

Бензины являются одним из основных видов горючего для двигателей современной техники. Автомобильные и мотоциклетные, лодочные и авиационные поршневые двигатели потребляют бензины. В настоящее время производство бензинов является одним из главных в нефтеперерабатывающей промышленности и в значительной мере определяющим развитие этой отрасли.

Развитие производства бензинов связано со стремлением улучшить основное эксплуатационное свойство топлива – детонационную стойкость бензина, оцениваемую октановым числом.

Каталитический риформинг бензинов является важнейшим процессом современной нефтепереработки и нефтехимии. Он служит для одновременного получения высокооктанового базового компонента автомобильных бензинов, ароматических углеводородов – сырья для нефтехимического синтеза, и водородосодержащего газа – технического водорода, используемого в гидрогенизационных процессах нефтепереработки. Каталитический риформинг является в настоящее время наиболее распространенным методом каталитического облагораживания прямогонных бензинов. Установки каталитического риформинга имеются практически на всех отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах [1].

1 Промышленные установки каталитического риформинга

1.1 Отечественные промышленные установки каталитического риформинга

Развитие процесса каталитического риформинга в России можно разделить на три этапа, основой которых является применение алюмоплатинового катализатора разных ти­пов (АП-56, АП-64 и полиметаллических серии КР). На первых установках каталитического риформинга использовали алюмоплатиновый катализатор, промотированный фтором (АП-56).

Ленгипронефтехимом разработаны установки двух типов. Ус­тановки первого типа (работа при давлении 2 МПа) предназначе­ны для получения индивидуальных ароматических углеводородов (бензола, а также бензола и толуола) из прямогонных бензиновых фракций 62 – 85 и 62 – 105 °С соответственно; установки второго типа (работа при давлении 4 МПа) – для получения высокоокта­новых компонентов автомобильного бензина с октановым числом 78 – 80 из фракций 85 – 180 и 105 – 180 °С. На этих же установках из фракции 105 – 140 °С можно было получать и ксилолы. Кроме того, были созданы проекты индивидуальных устано­вок для получения ксилолов из фракции 120 – 140 °С. В дальнейшем была разработана модифика­ция алюмоплатинового катализатора АП-64, промотированного хлором. Применение этого катализатора позволило получать ком­понент автомобильного бензина с октановым числом 95. Последнее было достигнуто введением на установках типа Л-35-11/300 и Л-35-11/600 жесткого режима (снижением давле­ния и повышением температуры), а также постоянной подачей в систему промотора катализатора – хлорорганических соедине­ний.

1.2 Зарубежные промышленные установки каталитического риформинга

Из многих разновидностей зарубежных промышленных установок каталитического риформинга следует отметить такие установки, как магнаформинг, рениформинг, пауэрформинг, работающие с периодической регенерацией катализатора, и установки каталитического риформинга фирмы UOP и FIN, работающие с непрерыв­ной регенерацией би- и полиметаллических катализаторов.

Фирмы Engelgard и Marry Hill совместно разработали схему процесса магнаформинг и платинорениевые катализаторы серии Е-500 и Е-600. Новые катализаторы обеспечивают повышенный выход катализата и водорода и имеют больший срок службы. Катализатор Е-601 (Pt – Re) может эффективно работать в 8 раз дольше, чем проверенный промышленный катализатор RD-150c (с 0,35% Pt).

Процесс магнаформинг с катализатором Е-601 позволяет до­стигнуть более высокой избирательности выхода катализата и устойчивости работы установки. На рисунке 1.1 представлена схема установки магнаформинг.

1 - многокамерная печь; 2 - реактор; 3 - теплообменник; 4 – воздушный холодильник; 5 - сепаратор; 6 – компрессор; I - сырье; II - продукты риформинга после отделения водородсодержащего газа; III - водородсодержащий газ с установки; IV - риформинг-бензин (нестабильный) в стабилизационную колонну; V - водородсодержащий газ на прием к компрессору; VI - водородсодержащий газ (дополнительный) в реакторы; VII - водородсодержащий газ на смешение с сырьем

Рисунок 1.1 – Принципиальная технологическая схема установки магнаформинг

Процесс каталитического риформинга с использованием платинорениевого катализатора, разработанного фирмой Shevron Recearch, получил название рениформинг. На рисунке 1.2 представлена схема установки рениформинг. Применение нового катализатора в этом процессе впервые позволило экономично эксплуатировать установки под давлением 1,4 МПа (и меньше) и увеличить продолжительность работы катализатора без регенерации. Для дополнительного повышения объемной скорости и жесткости процесса была установлена еще одна печь промежуточ­ного подогрева.

1 - теплообменник; 2 - печь; 3 - реактор; 4 - компрессор; 5 - сепаратор; 6 - холодильник; 7 - газоотделитель; 8 - стабилизационная колонна; 9 - воздушный холодильник; I - сырье; II - водородсодержащий газ на смешение с сырьем; III - водородсодержащий газ на прием к компрессору; IV - водородсодержащий газ с установки; V - водородсодержащий газ на гидроочистку сырья риформинга; VI - углеводородный газ; VII - газ на ГФУ; VIII - дебутанизированный риформинг-бензин

Рисунок 1.2 – Принципиальная технологическая схема установки рениформинг

Первая установка с использованием технологии фирмы UOP и непрерывной регенерацией катализатора введена в эксплуатацию в 1971 г. в Техасе (США). Этот процесс был усовершенствован (рисунок 1.3). На некоторых установках реакционная секция также состоит из четырех реакторов с радиальным потоком; три первых реакторa расположены друг над другом и выполнены в виде одной конструкции, а четвертый – отдельно, но все они работают последовательно от первого до четвертого включительно. В четвертом реакторе содержится половина катализатора, другая половина распределена в первых трех реакторах, причем наименьшее количество размещено в первом реакторе. Распределение катализатора можно изменять в зависимости от конкретного случая.

Катализатор вводят в головную часть первого и четвертого реакторов, затем он движется самотеком и с нижней части третьего и четвертого реакторов поступает в соответствующие емкости для закоксованного катализатора и оттуда пневмотранспортом подается вначале в бункер, а затем в регенератор катализатора. Регенерированный катализатор собирается в емкости для регенерированного катализатора, откуда пневмотранспортом подается в первый и четвертый реакторы. Таким образом осуществляется непрерывный процесс риформинга без остановки системы на регенерацию (или выключения одного из реакторов). Все операции по циркуляции катализатора регулируются электронной системой, снабженной защитным и контрольным оборудованием. При необходимости регенерацию катализатора можно выключить.

Благодаря непрерывной регенерации катализатора удается поддерживать более высокий уровень его активности, чем в системах со стационарным слоем катализатора. На установках UOP используют биметаллические (Pt – Re) катализаторы R-16, R-20 и R-22.

С увеличением жесткости процесса преимущества катализатора R-22 становятся более заметными.

1 - регенератор; 2— 5 - реакторы; 6 - многосекционная печь; 7 - теплообменник; 8 - холо­дильник; 9 - сепаратор низкого давления; 10 - компрессор; 11 - сепаратор высокого дав­ления; I - регенерированный катализатор; II - закоксованный катализатор; III - сырье; IV - водородсодержащий газ на смешение с сырьем; V - водородсодержащий газ на прием к компрессору; VI - водородсодержащий газ с установки; VII - водородсодержащий газ на гидроочистку сырья; VIII - продукты риформинга после отделения водородсодержащего га­за на разделение

Рисунок 1.3 – Принципиальная технологическая схема непрерывного процесса риформинга фир­мы UOP

Схема процесса каталитического риформинга с непрерывной регенерацией катализатора по системе, разработанной Французским институтом нефти (FIN) представлена на рисунке 1.4. Первая такая установка введена в эксплуатацию в 1973 г. Реакцион­ная секция на установке состоит из четырех реакторов, расположенных в один ряд. Внутри реакторов имеется система полированных решеток для равномерной циркуляции катализатора. Передвижение катализатора по реакторам осуществляется ав­томатической системой. Последовательность операций при регенерации катализато­ра программируется и полностью автоматизирована. На них получают риформинг-бензин с ок­тановым числом 100 – 105.

1 - реактор; 2 - баллон-сборник; 3 - регенератор; 4 - емкость для катализатора; 5 - печь; 6–9 – реакторы; I - cбpoc дымовых и продувных инертных газов в атмосферу; II - воздух; III - азот; IV - сырье; V -водородсодержащий газ на смешение с сырьем; VI - газ для транспортирования катализата; VII - продукты реакции на разделение

Рисунок 1.4 – Принципиальная технологическая схема установки непрерывного риформинга FIN

Установки каталитического риформинга с непрерывной цирку­ляцией катализатора, работающие по технологии UOP и FIN, по­ложительно зарекомендовали себя в промышленности. Преимуще­ства этих процессов заключаются еще и в том, что оборудование реакторного блока практически аналогично оборудованию, приме­няемому на установках с периодической регенерацией катализатора. Но надежная работа системы с непрерывной регенерацией катализатора требует оборудования и систем управления высокого качества, особенно при регулировании расхода катализатора и обеспечении герметичности всей арматуры [2].