ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.12.2023
Просмотров: 335
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Каталитический риформинг бензинов
Общие сведения
Повышение детонационной стойкости; Получение ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов) – сырья нефтехимии; Получение дешевого водородсодержащего газа для использования в других процессах.Назначение процесса Детонационная стойкость – способность топлива обеспечивать работу двигателей без характерных металлических стуков, вызванных образованием ударных волн при нерегулируемом самовоспламенении бензина в камере сгорания. Октановое число – показатель детонационной стойкостиОбщие сведения
| Углеводород | ОЧМ | ОЧИ |
| Н-бутан | 92 | 93,6 |
| Н-пентан | 61,7 | 61 |
| Изо-пентан | 90,3 | 92,3 |
| Н-гексан | 25 | 24,8 |
| 2-метилпентан | 73 | 73,4 |
| 3-метилпентан | 74,3 | 74,5 |
| 2,3-диметилбутан | 95 | 101,7 |
| Н-гептан | 0 | 0 |
| Н-октан | 22 | 10 |
| 2,2,4-триметилпентан | 100 | 100 |
| Циклогексан | 77,2 | 83 |
| Этилциклопентан | 62,0 | 67,2 |
| Бензол | 108 | 116 |
Общие сведения
Прямогонные бензины Бензины вторичных процессов Фракционный состав сырья выбирается в зависимости от целевого назначения процесса.Сырье| Назначение | Температура кипения сырья, оС | Углеводороды, преобладающие в сырье |
| Получение бензола | 62-85 | С6 |
| Получение толуола | 85-105 | С7 |
| Получение ксилолов | 105-140 | С8 |
| Получение высокооктанового бензина | 85-180 | С7-С10 |
Целевые реакции риформинга
Дегидрирование шестичленных нафтенов: Дегидроциклизация парафиновых углеводородов: Изомеризация:Управляющие параметры
Температура. Температуру на входе в реакторы риформинга устанавливают в начале реакционного цикла на уровне, обеспечивающем заданное качество риформата — октановое число или концентрацию ароматических углеводородов. Обычно начальная температура лежит в пределах 450…530 °С. Повышение температуры приводит к увеличению скоростей всех реакций, в том числе и скорости коксообразованияДавление. Основной, наряду с температурой, регулируемый параметр, оказывающий существенное влияние на выход и качество продуктов риформинга. При прочих идентичных параметрах с понижением парциального давления водорода возрастает как термодинамически, так и кинетически возможная глубина ароматизации сырья и, что особенно важно, повышается селективность превращений парафиновых углеводородов, поскольку снижение давления благоприятствует протеканию реакций ароматизации и тормозит реакции гидрокрекинга. 3,5-40 атм.Кратность циркуляции водородсодержащего газа. Этот параметр определяется как отношение объема циркулирующего водородсодержащего газа (ВСГ), к объему сырья, проходящего через реакторы в единицу времени (м3/м3). 1500 м3/м3 сырья.ОСПС - параметр определяется как отношение объема сырья к объему катализатора (ч-1). 1-3 ч-1. Процесс каталитического риформинга осуществляется на бифункциональных катализаторах, обладающих кислотными и металлическими центрами. Активный носитель (γ-оксид алюминия) обладает кислотными центрами, на которых проходят реакции изомеризации, гидрокрекинг. Платина, тонко диспергированная на поверхности носителя, обладает гидрирующими-дегидрирующими свойствами. Активность носителя усиливается при подаче к его поверхности галогена (хлор или фтор в виде кислот) КатализаторыХарактеристика отечественных промышленных катализаторов риформинга
Примечание. Удельная поверхность не менее 200 м2/г, общий объем пор не менее 0,65 см2/г, размеры таблеток: диаметр — 1,3…3 мм, длина — 3…9 мм.| Показатель | Катализатор | |||||||
| АП-56 | АП-64 | КР-101 | КР-102 | КР-104 | КР-106 | КР-108 | КР-110 | |
| Содержание, % мас.: | ||||||||
| платины | 0,55 | 0,62 | 0,6 | 0,36 | 0,36 | 0,36 | 0,36 | 0,36 |
| фтора | 0,32 | - | - | - | - | - | - | - |
| хлора | - | 0,7 | 0,75 | 1,35 | 1,2 | 1,35 | 1,35 | 1,35 |
| Число металлических промоторов | - | - | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Относительная селективность | - | 1 | 5 | 10 | 10 | 20 | ||
| Относительная стабильность | 1 | 2 | 3..4 | 5 | 6,5 | 3 |
Технологическая схема стенда для проведения каталитических испытаний Реакторный узел состоит из реактора проточного типа с печью, расположенный в термошкафу ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ГАЗОВОГО ХРОМАТОГРАФА В схему любого газового хроматографа входят: 1 - баллон с газом-носителем (азотом или гелием), 2 - блок подготовки газа-носителя, 3 – дозатор (испаритель), 4 - колонка, 5 – термостаты испарителя и колонки, 6 – детектор, 7 - регистрирующая аппаратура (самописец, интерфейс и т.п.). Точно измеренный объем жидкой (или, реже, газообразной) пробы быстро вводят в поток газа с помощью шприца, прокалывая им резиновую прокладку и отмечая момент ввода пробы в испаритель. Другой способ ввода - использование специальных кранов-дозаторов. Обычно объем жидкой пробы- от 0,5 до 10 мкл. Хроматогра́фия (от др.-греч. χρῶμα — «цвет») — метод разделения и анализа смесей веществ, а также изучения физико-химических свойств веществ. Основан на распределении веществ между двумя фазами — неподвижной (твёрдая фаза или жидкость, связанная на инертном носителе) и подвижной (газовая или жидкая фаза, элюент). Принцип работы детектора заключается в том, что при обычных условиях газы не проводят электрический ток, но если в результате какого-либо воздействия в газе образуются ионы, радикалы или свободные электроны, то даже при очень небольшой концентрации этих частиц газы становятся проводниками электрического тока. Если в водородное пламя из хроматографической колонки попадают органические соединения ОРГ, то сначала они подвергаются пиролизу. В результате процесса пиролиза образуются в основном радикалы СН* OPГ → CH*. Далее, в окислительной зоне пламени эти радикалы реагируют по следующей схеме: СН* + О → СНО+ + е- При горении чистого водорода в пламенно-ионизационном детекторе протекают следующие процессы, приводящие к образованию ряда элементарных частиц: Задача 1: Основные параметры превращения н-гептана На основании результатов онлайн-анализа газопродуктовой смеси рассчитать основные параметры процесса превращения модельного сырья (н-гептан) на катализаторе риформинга: 1. конверсию н-гептана 2. селективность ароматизации 3. селективность изомеризации 4. селективность гидрокрекинга н-гептана (выхода С1-С4) 5. оценить выход стабильного катализата
Активность - количество продукта, образующегося в единицу времени на единицу объема катализатора.Селективность - доля сырья, прореагировавшего с образованием целевых продуктов. С периодической регенерацией (стационарный слой катализатора). Регенерация осуществляется одновременно во всех реакторах, т.е. происходит остановка процесса риформинга.С короткими межрегенеративными циклами (стационарный слой катализатора) Регенерация осуществляется в одном из реакторов, а вместо него подключается дополнительный реактор.С непрерывной регенерацией (движущийся слой катализатора). Катализатор проходит 4, расположенных друг над другом реактора риформинга и поступает в регенератор. Технология процессаКлассификация установок риформинга I – гидроочищенное сырье; II – ВСГ; III – стабильный катализат; IV – сухой газ; V – головная фракция. П1 – печь, Р1-3 – реакторы риформинга; Р4 – адсорбер; С1 – сепаратор высокого давления; С2 – сепаратор низкого давления; К1 – ракционирующий адсорбер; П2 – печь; К2 – колонна стабилизации; С3 – приемник. Технология процессаТехнологическая схема установки каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора
| Наименование | %мас. | кг/ч |
| Взято | ||
| Сырье | 100 | |
| 2. Циркулирующий газ: | ||
| Водород | ||
| Углеводородный газ | ||
| Итог | ||
| Получено | ||
| 1. Непревращенное сырье | 50 | |
| 2. Катализат | 40 | |
| Газы реакции, в том числе | 10 | |
| Водород | 0,48 | |
| Углеводородный газ | 9,52 | |
| 4. Циркулирующий газ: | ||
| Водород | ||
| Углеводородный газ | ||
| Итог |
| Показатели | Значения |
| Температура сырья на входе в реактор, С | 510 |
| Температура газопродуктовой смеси на выходе из реактора, С | 480 |
| Давление на входе в реактор, МПа | 3,3 |
| Давление на выходе из реактора, МПа | 3,28 |
| Средняя теплота реакции, кДж/кг | 400 |
| Показатель | Сырье | Стабильный риформат |
| Фрак-ый состав, С | ||
| н.к | 75 | 42 |
| 5 %об. | 88 | 54 |
| 10 | 96 | 62 |
| 20 | 100 | 74 |
| 30 | 110 | 83 |
| 50 | 123 | 108 |
| 60 | 128 | 115 |
| 70 | 142 | 135 |
| 80 | 146 | 145 |
| 90 | 164 | 162 |
| к.к. | 180 | 199 |
| Р204 | 0,736 | 0,756 |
| Р1515 | 0,74 | 0,76 |
| Показатели | Компоненты реакционной смеси | ||
| Сырье на входе в реактор | Непревращенное сырье на выходе из реактора | Риформат на выходе из реактора | |
| P420 | 0,736 | 0,756 | |
| Р1515 | 0,740 | 0,760 | |
| СМТК, ◦С | |||
| К | |||
| М | |||
| Тпс.кр, ◦С | |||
| Рпс.кр, атм | |||
| τr | |||
| πr | |||
| ∆qp, кДж/кг | |||
| qt0.1, кДж/кг | q0.1510 = | q0.1480 = | q0.1480 = |
| q0t p, кДж/кг | q03.3510 = | q03.3480 = | q03.3480 = |
| ∆qk, кДж/кг | |||
| qtp, кДж/кг | q3.3510 = | q3.3480 = | q3.3480 = |