Переработка нефти-3

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

Рений или иридий образуют с платиной биметаллический сплав, точнее кластер, типа Pt-Re-Re-Pt, который препятствует рекристаллизации - укрупнению кристаллов платины при длительной эксплуатации процесса. Такие катализаторы характеризуются, кроме высокой термостойкости, еще одним важным достоинством - повышенной активностью по отношению к диссоциации молекулярного водорода и миграции атомарного водорода. В результате отложение кокса происходит на более удаленных от металла центрах, что способствует сохранению активности при высокой закоксованности (до 20 % мае. кокса на катализаторе). Из биметаллических катализаторов платино-иридиевый превосходит по стабильности и активности в реакциях дегидроциклизации парафинов не только монометаллический, но и платино-рениевый контакт. Применение биметаллических катализаторов позволило снизить давление риформинга (от 3,5 до 2... 1,5 МПа) и увеличить выход бензина с октановым числом (О.Ч.) по исследовательскому методу (И.М.) до 95 пунктов примерно на 6 %.

Полиметаллические кластерные контакты обладают стабильностью биметаллических, но характеризуются повышенной активностью, лучшей селективностью и обеспечивают более высокий выход риформата. Срок их службы составляет 6-7 лет.

Совершенствование катализаторов продолжается в основном в направлении увеличения выхода стабильного риформата и водорода, а также удлинения межрегенерационного цикла. Перспективным направлением, являющимся значимым для отечественных разработчиков катализаторных систем ввиду ужесточения экологических требований к товарным бензинам (снижение доли ароматических углеводородов в целом и бензола), является разработка высокоселективных катализаторов к реакциям изомеризации парафинов и/или их циклизации в циклопентан (ОЧИ 101 пункт), метилцикпопентан (ОЧИ 91 пункт).

2.9.1 Установка каталитического риформинга со стационарным слое катализатора

Установки этого типа в настоящее время получили наибольшее распространение среди процессов каталитического риформинга бензинов. Они рассчитаны на непрерывную работу без регенерации в течение 1 года и более. Окислительная регенерация катализатора производится одновременно во всех реакторах. Сырье установок подвергается предварительной глубокой гидроочистке от сернистых, а в случае переработки бензинов вторичных процессов - гидроочистке от азотистых и других соединений, гидрированию непредельных.

Установки каталитического риформинга всех типов включают следующие блоки: гидроочистки сырья, очистки водородсодержащего газа, реакторный блок, блоки сепарации газа и стабилизации катализата.

Схема установки каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора приведена на рисунке 2.29. Блок гидроочистки бензина является неотъемлемой частью современной установки риформинга, но относится к гидрокаталитическим процессам переработки и поэтому на схеме не представлен.

103

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

16

Рисунок 2.29 - Технологическая схема установки риформинга со стационарным катализатором:

1, 11, 17, 18-насосы; 2, 13, 19 - теплообменники;3 - многосекционная печь; 4, 5, 6 -реакторы; 7, 15, 20 - холодильники; 8, 9 - сепараторы; 10, 14-колонны,

12 - печь; 16 - емкость; 21 - компрессор;

I - гидроочищенный низкооктановый бензин; II - водородсодержащий газ;

III- сухой углеводородный газ; IV - стабильная головка; V - стабильный бензин

2.9.2.Установка каталитического риформинга с движущимся слоем катализатора

В процессе платформинга фирмы UOP (США) с движущимся слоем катализатора, циркулирующим между реактором и регенератором, три реактора рас­ положены друг над другом и выполнены в виде одного колонного аппарата разного диаметра по высоте. Катализатор из первого (верхнего) реактора перемещается во второй, а из второго в третий. Из нижнего реактора катализатор транспортируется в регенератор. На рисунке 2.30 приведена технологическая схема установки риформинга с движущимся слоем катализатора компании UOP, которая получила название CCRриформинг (continuous catalytic reforming). Она наиболее экономична в случае, когда рабочее давление снижается с одновременным повышением глубины превращения сырья.

104

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

1 М Г

- &

й~“ 6 5 р 20 Т2-* ы

Рисунок 2.30 - Технологическая схема установки риформинга с движущимся слоем катализатора (CCR-риформинг):

1 .2.3 -реакторы; 4-регенератор; 5, 6 - сепараторы высокого и низкого давления; 7 -стабилизационная колонна; 8 -многосекционная печь; 9, 10, 11, 12 -насосы;

13, 14 - теплообменники; 15, 16 - холодильники; 17 - сепаратор; 18—печь; 19, 20 - компрессоры; 21 - аппарат воздушного охлаждения;

I - сырье (бензин 8 5 -1 8 0 °С); II - катализатор на регенерацию;

III - регенерированный катализатор;IV - газосырьевая смесь; V - газопродуктовая смесь; VI - циркулирующий водородсодержащий газ; VII - избыточный водородсодержащий газ; VIII - сухой газ; IX - головная фракция стабилизации; X - стабильный риформат

Риформинг с движущимся слоем катализатора обеспечивает постоянно высокие выход бензина и значение октанового числа (до 105), а также максимальный выход водорода при малой жесткости процесса.

2.9.3 Установка каталитического риформинга с движущимся слоем

катализатора и регенерацией с одноуровневым расположением реакторов

В процессе риформинга с движущимся слоем катализатора Французского института нефти реакторы расположены обычным образом, один возле другого, и связаны между собой пневмотранспортными линиями и дооборудованы четвертым реактором и регенератором (дуалформинг) (Рисунок 2.31).

105

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

Рисунок 2.32 - Технологическая схема установки экстракции аренов из катализата фракции

6 2 -1 0 5 °С диэтиленгликолем (ДЭГ):

Возросшая потребность в полимерных материалах требует увеличения объема производства индивидуальных ароматических углеводородов. Для этого на нефтеперерабатывающих заводах создаются специальные производства аренов. В их состав входят следующие секции:

107

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

в) секция деалкилирования толуола с получением бензола 85 - 90 % чистоты; деалкилирование проходит при температуре 666 - 755°С, давлении 3 МПа, степень превращения сырья 93 %:

г) секция получения бензола и ксилолов путем реакции трансалкилирования; процесс протекает в среде циркулирующего водорода на платиновом катализаторе при температуре 500 °С, давлении 3 МПа;

д) секция выделения п-ксилолов из смеси суммарных ксилолов (процесс «парекс») путем адсорбции на цеолитах. В качестве десорбента применяется п- диэтилбензол чистотой 99 %. Температура адсорбции 170 °С, давление 2МПа;

е) изомеризация смеси этилбензола и м-ксилола с получением о- и п-ксилолов на платиновом катализаторе в среде цирклирующего водородсодержащего газа с получением о- и п-ксилолов при температуре 400 - 445 °С и давлении 1,4 - 2,4 МПа;

ж) фракционирование аренов.

Обобщенный материальный баланс всех секций комплекса производства

Продукцией установок каталитического риформинга являются катализат (риформат, его иногда называют риформинг-бензин), водородсодержащий и углеводородный газы. На установках, предназначенных для производства ароматических углеводородов, из катализата экстракцией выделяют бензол, толуол,

108

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

ксилолы. Неароматическая часть катализата риформинга, выделенная в процессе экстракции, называется рафинатом и представляет собой смесь парафиновых углеводородов нормального и изостроения с низким октановым числом.

Водородсодержащий газ - ценный продукт риформинга и важнейший источник водорода на НПЗ. Но целевым продуктом является риформат. В риформате содержится большое количество ароматических углеводородов (до 65%), которые обеспечивают высокое октановое число (97-103 по исследовательскому методу). Бензол имеет октановое число 108 по моторному методу и 113 по исследовательскому методу. Фракции риформата различаются октановым числом. Риформат используют как компонент высокооктанового бензина или для получения бензола, толкола, ксилолов экстракцией.

транспортировке нефтепродуктов, а также организованные выбросы, выделяющиеся при сжигании различных видов топлив и газов в трубчатых печах, на факельных установках, и отходящие газы регенерации.

2.10 Изомеризация легких углеводородных фракций (С4-С6)

Общие сведения о процессе

Процесс изомеризации является одним из самых рентабельных способов получения высокооктановых и экологически чистых компонентов бензина. Он широко

109

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ИТС 30-2017

применяется в нефтепереработке для повышения октанового числа путем перегруппировки молекулярной структуры нормальных парафинов Cs-Сб в их изомеры с более высоким октановым числом.

Изомеризат - ценнейший компонент товарного автобензина, так как не содержит бензола, ароматических углеводородов, сернистых соединений, олефиновых углеводородов, имеет высокое ОЧ по исследовательскому и моторному методу. Изомеризат характеризуется минимальной разницей (2-3 пункта) между октановыми числами по исследовательскому и моторному методам, поскольку изопарафины, в отличие от ароматических и непредельных углеводородов, имеют почти одинаковое октановое число по каждому из этих методов.

Современная установка изомеризации легких бензиновых фракций Cs-Сб состоит из нескольких основных блоков: блока гидроочистки сырья, блока реакторов изомеризации с высокоактивным цеолитным или аморфным катализатором, блока стабилизации изомеризата, блоков выделения и рециркуляции низкооктановых углеводородов нормального строения, как непрореагировавших, так и содержащихся в исходном сырье.

Сырьем установок изомеризации могут быть легкий прямогонный бензин (н.к.-62 °С), бензин-рафинат (после экстракции аренов) и непосредственно фракция Cs-Сб.

Товарными продуктами изомеризации Cs-Сб являются изопентановая и изогексановая фракции. Октановое число изопентановой фракции равно 89 (по моторному методу), а изогексановой, содержащей не более 1% н-гексана, - 78. Кроме того, на установке выделяют бутановую и гексановую фракции, а также углеводородный газ.

Различают низкотемпературную, среднетемпературную и высокотемпературную изомеризацию.

2.10.1 Низкотемпературная изомеризация на хлорированны (фторированных) апюмоплатиновых катализаторах

Процесс PENEXкомпании UOP

Процесс Репех специально предназначен для каталитической изомеризации пентанов, гексанов и их смесей. Реакции протекают в присутствии водорода в неподвижном слое катализатора при рабочих условиях, способствующих изомеризации и препятствующих гидрокрекингу. Рабочие условия далеки от жестких, о чем свидетельствуют умеренное рабочее давление, низкая температура и низкое парциальное давление водорода. Области применения процесса включают повышение ОЧ и гидрирование бензола. В процессе Репех применяется улучшенный вариант катализатора третьего поколения.

В России данная технология используется на АО «АНПЗ ВНК», ООО «Лукойл - Пермнефтеоргсинтез», ООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка», АО «ГазпромнефтьМНПЗ».

На рисунке 2.33 представлена технологическая схема процесса Репех.

110