Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы технологий вторичных процессов переработки нефтяного сырья. Учебное пособие.pdf
инертным газом из генератора (типа топки под давлением). Содержа-
Реа кц. ма сса
Закокс.кат-р
1
2
3
Головка
стаб или зации
Углев од.
газы
Избыточ.
ВСГ
4
5
6
7
8
9
10
11
ние в нем кислорода не более 0,5 % об., СО
не более 0,5 % об., водяных паров – не более 0,2 г/м
МПа, температура 250-270
0
С, вторая стадия – температура 300 0С,
концентрация кислорода до 2 % об., затем до 400
– не более 1 % об., СО –
2
3
, давление 0,8-1,0
0
С, избегая перегре-
ва катализатора.
Пониженное давление при использовании полиметаллических
катализаторов увеличивает возможность закоксовывания катализаторов. Чтобы процесс был непрерывным, приходится обращаться к регенеративной форме, то есть сокращать продолжительность пробега
до двух-трех месяцев, или полурегенеративному варианту – регенерировать катализатор в резервном реакторе не прерывая работы. Наиболее радикальным выходом является непрерывный вывод из реактора
последнего по ходу сырья частично дезактивированного катализатора
в отдельно расположенный регенератор и непрерывное возвращение
регенерированного катализатора в реакторный блок.
Один из вариантов такой установки (UOP): катализатор биметаллический шариковый, выход стабильного катализата с октановым
числом более 100 (по исследовательскому методу) 86,1 % мас., давление 1,2 МПа, температура 490-520
0
С.
Регенерированный катализатор ссыпается из секции в секцию
через пучок переточных трубок (рис. 2.11).
Рис. 2.11. Схема окислительной регенерации катализатора
тикальный четырехсекционный аппарат переменного сечения, что да-
В отличие от традиционных реактор 2 представляет собой вер-
ет возможность неравномерно распределять катализатор по ходу сы-
101
рья в соответствии с последовательностью протекающих реакций. Как
обычно, имеется промежуточный подогрев реакционной смеси в секциях печи 3. Продукты с низа реактора 2 проходят систему регенерации тепла и холодильники.
Первое разделение жидкой и газовой фаз происходит в газосепараторе низкого давления 4 (Р = 1 МПа). Газ из этого сепаратора
компримируют компрессором 5 до 1,5 МПа, вновь смешивают с жидкой фазой, подаваемой из газосепаратора 4, и смесь разделяют в газосепараторе высокого давления 7.
Подобное решение узла сепарации, вызванное низким давлением в реакционной зоне, снижает унос бензина с водородсодержащим газом и повышает содержание в нем водорода.
Циркулирующий газ подают в блок гидроочистки сырья (на
схеме не показан) на AI-Ni-Мо катализаторе. Балансовое количество
ВСГ для повышения в нем концентрации водорода дополнительно
охлаждают фреоном, после чего происходит конденсация и отделение
легких углеводородов (до С
). В колонне 8 осуществляется стабилиза-
5
ция катализата при 1,8÷1,9 МПа. Температура низа колонны поддерживается «горячей струей» с помощью печи 10. Углеводородные газы
с верха колонны конденсируются в холодильнике 9 и направляются в
емкость 11. Закоксованный катализатор из реактора потоком азота
подается в регенератор 1, где происходит регенерация катализатора
путем последовательного выжигания кокса и оксихлорирования (для
разукрупнения кристаллов и добавления хлоридов).
Регенератор представляет собой аппарат с радиальным потоком реакционных газов, разделенный на три технологические зоны. В
верхней зоне при содержании кислорода в газе-окислителе 1 % об.
происходит выжиг кокса, в средней зоне при содержании кислорода
10-20 % об. и подаче хлорорганических соединений – окислительное
хлорирование катализатора. В третьей нижней зоне катализатор дополнительно прокаливают в токе сухого воздуха и транспортируют в
реактор водородом. Водород, используемый в качестве транспортирующего агента, восстанавливает катализатор после его пребывания в
окислительной среде регенератора. Благодаря непрерывному выводу
катализатора из реактора на регенерацию, активность его значительно
выше, чем на установках со стационарным слоем катализатора. Непрерывная регенерация позволила снизить давление в системе до 0,71,0 МПа. Октановое число катализата достигает 103-105 ИОЧ.
102
На установках с подвижным слоем катализатора выше выход
жидких продуктов и водорода с одновременным снижением продуктов деструкции (бутана).
Методика проведения эксперимента
Целью данной работы является получение концентратов ароматических углеводородов из узких нефтяных фракций бензинов или индивидуальных парафиновых или нафтеновых углеводородов.
До начала опыта необходимо:
1. Получить из имеющегося сырья с помощью разгонки необ-
ходимую для работы фракции, выкипающую в заданных пределах
(определить ее выход на исходный бензин).
2. Взвесить приемник и абсорбер с абсорбентом.
3. Собрать установку, тщательно проверив герметичность уз-
лов и соединений.
Запись в рабочем журнале проводится по следующей форме:
Каталитический риформинг бензина (фракции) _____________
с характеристиками:
– относительная плотность,
– фракционный состав,
– йодное число,
– содержание ароматических углеводородов.
Условия опыта:
– температура,
– объемная скорость, ч
– количество сырья, г;
– количество катализатора, см
0
С;
-1
;
3
;
– время начала подачи сырья;
– время окончания подачи сырья;
– масса пустого приемника, г;
– масса приемника с дистиллятом, г;
– масса дистиллята, г;
– масса абсорбера до опыта, г;
– масса абсорбера после опыта, г;
– привес абсорбера, г;
– плотность газа, г/м
– показания газовых часов до опыта, дм
– показания газовых часов после опыта, дм
3
;
3
;
3
;
103
– масса отобранного газа, г.
Количество,
% мас.
на фракцию
% мас.
на исходное сырье
Взято:
Сырье
Итого:
Получено:
Газ Катализат
Кокс и потери
Итого:
Определив плотность отобранного в процессе газа, находят его
массовое количество и определяют массу катализата, суммируя массу
дистиллята в приемнике и привес абсорбента. Затем находят выход катализата и газа в расчете на исходный бензин и использованную фракцию и составляют материальный баланс опыта (табл. 2.5).
Сырье для процесса задается преподавателем, условия проведе-
ния процесса выбирают самостоятельно и согласуют их с преподавателем.
После проведения процесса из катализата отгоняют узкие фрак-
ции, соответствующие индивидуальным ароматическим углеводородам:
– для бензола фракция 70-90
– для толуола фракция 100-120
– для ксилолов фракция 110-160
0
С;
0
С;
0
С.
Проводят анализ исходного сырья и полученных узких фракций.
Для исходного сырья определяют:
– плотность по ГОСТ 3900-85;
– содержание ароматических углеводородов по ГОСТ 6994-74;
– показатель преломления по ГОСТ 18995 2-73;
а при использовании индивидуальных углеводородов:
– показатель преломления по ГОСТ 18995 2-73;
Для узкой фракции определяют:
– плотность по ГОСТ 3900-85;
– содержание ароматических углеводородов по ГОСТ 6994-74;
– показатель преломления по ГОСТ 18995 2-73.
Таблица 2.5 – Материальный баланс процесса риформинга
Статьи
г
104
Составляют материальный баланс процесса, делают выводы о
соответствии полученных узких фракций понятию бензольной (толуольной и т.д.) и степени их ароматизации.
Вопросы коллоквиума:
1. Общая характеристика и назначение процесса. Место катали-
тического риформинга в современной нефтепереработке. Значение процесса.
2. Основы химизма каталитического риформинга.
3. Основные факторы процесса: качество сырья, температура,
объемная скорость подачи сырья, давление, краткость циркуляции водородсодержащего газа.
4. Катализаторы процесса, их состав, роль каждой из составных
частей.
5. Тепловой эффект процесса и общие принципы аппаратурного
оформления реакторного блока.
6. Типы и устройство реакторов каталитического риформинга.
7. Водородная коррозия, ее суть и методы предотвращения.
8. Блочная схема получения ароматических углеводородов на
установках риформинга.
9. Методы выделения ароматических углеводородов. Жидкост-
ная экстракция. Физико-химические основы. Растворители.
10. Основные направления использования моноциклической
ароматики.
11. Методика выполнения работы и анализа сырья и продуктов.
12. Техника безопасности при проведении работы.
105
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ахметов С.А. Технология переработки нефти, газа и твердых
горючих ископаемых: учебник для вузов / С.А. Ахметов. - М.: Химия,
2014. – 832 с.
2. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа:
учеб. пособие для вузов / С.А. Ахметов. – Уфа: Гилем, 2002. – 672 с.
3. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа. Часть 1.
Общие свойства и первичные методы переработки нефти и газa / И.Л.
Гуревич. – Москва: Химия, 1972. – 360 с.
4. Каминский Э.Ф. Глубокая переработка нефти: технологиче-
ский и экологический аспекты / Э.Ф. Каминский, В.А. Хавкин.
дательство Техника, 2001.
– 384 с.
– М.: Из-
5. Капустин В.Н. Технология переработки нефти. Физико-
химические процессы / В.Н. Капустин.
– М.: Химия, 2015. – 400 с.
6. Мейерс Р.А. Основные процессы нефтепереработки: справоч-
ник: пер. с англ./ Р.А. Мейерс; под ред. О.Ф. Глаголевой, О.П. Лыкова.
СПб.: ЦОП «Профессия», 2011.
– 944 с.
7. Современные технологии производства компонентов мотор-
ных топлив: учебное пособие для вузов / В.Г. Козин [и др.]
Изд-во КГТУ, 2009.
– 328 с.
– Казань.:
8. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Крекинг
нефтяного сырья и переработка углеводородных газов: учебник для вузов / Е. В. Смидович. – 4-е изд., стер.
– М.: Альянс, 2011. – 328 с.
9. Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке
/ В.П. Суханов. 3-изд., перераб. и доп. – М.:Химия, 1979. – 344 с.
10. Солодова Н.Л. Пиролиз углеводородного сырья: учебное по-
собие / Н.Л. Солодова, А.И. Абдуллин.
– 237 с.
– Казань.: Изд-во КГТУ, 2008.
11. Солодова Н.Л. Химическая технология переработки нефти и
газа: учебное пособие / Н.Л. Солодова, Д.А. Халикова.
КГТУ, 2012.
– 120 с.
– Казань.: Изд-во
12. Солодова Н.Л. Висбрекинг нефтяных остатков: учебное посо-
бие / Н.Л. Солодова, Е.А. Емельянычева.
– 136 с.
– Казань.: Изд-во КГТУ, 2014.
13. Солодова Н.Л. Каталитический крекинг нефтяного сырья:
учеб. пособие / Н.Л. Солодова, Н.А. Терентьева.
2015.
– 144 с.
– Казань.: Изд-во КГТУ,
106
–
14. Химия нефти: руководство к практическим и лабораторным
ВВЕДЕНИЕ
3
Глава 1. ТЕРМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
5
1.1. Термический крекинг (висбрекинг)
5
1.2. Коксование
17
1.3. Оценка пригодности нефтяного сырья для производ-
ства сажи
38
1.4. Пиролиз
44
1.4.1. Пиролиз газообразного сырья (этана)
54
1.4.2. Пиролиз жидкого сырья
55
Глава 2. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
60
2.1. Каталитический крекинг остаточного сырья
60
2.1.1. Подготовка остаточного сырья деасфальтизацией
81
2.1.2. Каталитический крекинг
83
2.2. Каталитический риформинг (получение моноцикличе-
ских ароматических углеводородов)
87
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
106
занятиям / И.Н. Дияров [и др.] – Казань.: Изд-во КГТУ, 2013.
– 540 с.
15. Элверс Б. Топлива. Производство, применение, свойства:
справочник; пер. с англ. / Б. Элверс; под ред. Т.Н. Митусовой.
ЦОП «Профессия», 2012.
– 416 с.
СОДЕРЖАНИЕ
– СПб.:
107
УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ
Подписано в печать 30.12.2016
Формат 60×84 1/16
Бумага офсетная
Печать ризографическая
6,28 усл. печ. л.
6,75 уч.-изд. л.
Тираж 100 экз.
Заказ «С» 327
Отпечатано в офсетной лаборатории Казанского национального
420015, Казань, К. Маркса, 68
Наталия Львовна Солодова
Елена Игоревна Черкасова
Альфия Ивановна Лахова
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЙ
ВТОРИЧНЫХ ПРОЦЕССОВ
ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ
Редактор Л. И. Жадан
Издательство Казанского национального исследовательского
технологического университета
исследовательского технологического университета
108