Расчет реакторного блока установки риформирования прямогонного бензина
Анализ истории развития процесса риформинга бензинов. Проведение исследования катализаторов и их регенерации. Установка риформинга с неподвижным слоем катализатора. Составление материальных балансов реакторов. Нормирование загрязнений окружающей среды.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 01.07.2021 |
Размер файла | 259,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
35
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова
Факультет среднего профессионального образования
ПЦК Нефтегазовое дело, машиностроение
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Тема Расчет реакторного блока установки риформирования прямогонного бензина
Студента (ки) Апашов Идрис Тажутдинович, IV курса, 18-ЗПНГ
Руководитель работы
доцент кафедры «ХТНГ» Садулаева А.С.
Нормоконтролер Садулаева А.С.
Грозный - 2021
ЗАДАНИЕ
ГРОЗНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА М.Д. МИЛЛИОНЩИКОВА
Факультет среднего профессионального образования
на выпускную квалификационную работу студента 3 курса Апашова И.Т.
Факультета среднего профессионального образования___ группы ___18-ЗПНГ
1. Тема ВКР Расчет реакторного блока установки риформирования
прямогонного бензина
Утверждена приказом по университету № ___140____от____10.03.2021 г.
2. Исходные данные по ВКР_ Производительность установки 750 тыс.т в год
3. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)
Введение
1 Литературный обзор
Характеристики сырья и получаемых продуктов; физико-
химические основы процесса; химизм процесса; механизм процесса; влияние основных факторов и выбор оптимальных условий процесса; выбор и описание технологической схемы установки, обоснование реакторного блока.
2 Технологическая часть
Расчет материального баланса установки ; расчет ректора; определение размеров реактора; тепловые балансы ректоров;
3 Экологическая характеристика процесса и безопасность жизнедеятельности
Экологическая характеристика процесса
Безопасность жизнедеятельности
Заключение
Список использованной литературы
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН
ГРОЗНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА М.Д. МИЛЛИОНЩИКОВА
1. Факультет среднего профессионального образования
2. Специальность 18.02.09 Переработка нефти и газа
3. ПЦК Нефтегазовое дело, машиностроение
4. Фамилия, Имя, Отчество (полностью) Апашов Идрис Тажутдинович
5. Тема выпускной квалификационной работы (ВКР) Расчет реакторного блока установки риформирования прямогонного бензина
6. Руководитель ВКР Садулаева Альбика Супьяновна
7. Консультанты:
Фамилия, Имя, Отчество |
По какому разделу |
Количество часов |
|
1.Садулаева А.С. |
Литературный обзор |
4 |
|
2. Садулаева А.С. |
Технологическая часть |
5 |
|
3. Садулаева А.С. |
Экологическая характеристика процесса и безопасность жизнедеятельности |
2,0 |
Сводка оценок для ГЭК
Отлично ………………………………….
Хорошо …………………………………
Удовлетворительно……………………
Председатель ПЦК ________________ / Р.М. Мутусханова /
Врио декана ФСПО ________________ / М.Р. Богатырев/
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 История развития процесса риформинга бензинов
1.2 Теоретические основы процесса
1.2.1 Назначение процесса
1.2.2 Сырье процесса
1.2.3 Катализаторы и их регенерация
1.2.4 Технологические параметры процесса
1.2.5 Продукты и их применение
2. РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика сырья и продуктов процесса
2.2 Разработка технологической схемы установки
2.3 Материальный баланс установки
2.4 Расчет реакторов
3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА И БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
3.1 Нормирование загрязнений окружающей среды
3.1.1 Нормирование атмосферных загрязнений
3.1.2 Нормирование содержания вредных веществ в водной среде
3.2 Природоохранные мероприятия
3.3 Мероприятия по снижению воздействия на окружающую среду
3.4 Задачи в области безопасности жизнедеятельности
3.5 Характеристика установки каталитического риформинга с точки зрения охраны труда
3.6 Инженерные мероприятия по обеспечению безопасности ведения технологического процесса
3.7 Общие правила безопасной эксплуатации установки каталитического риформинга
3.8 Пожарная безопасность
3.9 Анализ травматизма и заболеваемости на установке каталитического риформинга
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Процесс каталитического риформинга играет одну из ведущих ролей в отечественной нефтепереработке. Суммарная мощность установок риформинга составляет около 11% по отношению к первичной переработке нефти.
Поэтому актуальным является вопрос увеличения выхода целевого продукта процесса - высокооктанового бензина, путем дифференцированного подхода к компонентам реакционной смеси. В настоящее время производство бензинов является одним из главных в нефтеперерабатывающей промышленности и в значительной мере определяющим развитие этой отрасли.
В настоящее время каталитический риформинга стал одним из ведущих процессов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. С его помощью удается улучшать качество бензиновых фракций и получать ароматические углеводороды) особенно из сернистых и высокосернистых нефтей. В последнее время были разработаны процессы каталитического риформинга для получения топливного газа из легких углеводородов. Возможность выработки столь разнообразных продуктов привела к использованию в качестве сырья не только бензиновых фракций прямой перегонки нефти, но и других нефтепродуктов.
До массового внедрения каталитического риформинга применялся термический риформинг и комбинированный процесс легкого крекинга тяжелого сырья (мазута, полугудрона и гудрона) и термического риформинга бензина прямой перегонки. В дальнейшем термический риформинг прекратил свое существование ввиду низких технико-экономических показателей по сравнению с каталитическим. При термическом риформинге выход бензина на 20--27% меньше и октановое число его на 5-7 пунктов ниже, чем при каталитическом риформинге. Кроме того, бензин термического риформинга нестабилен.
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. риформинг бензин катализатор реактор
Бензиновые фракции риформинга являются основными компонентами товарных автомобильных бензинов. В них вследствие специфики процесса их получения неизбежно высоко (до 70%) содержание ароматических углеводородов, в том числе наиболее токсичного компонента - бензола (2 - 7%).
В РФ концентрация бензола в товарном бензине ограничивается ГОСТ 51105 - 97 на уровне 5% (масс). Столь мягкие требования позволяют производить автомобильные бензины с использованием катализата без дополнительной переработки. Однако региональные ТУ (Москвы и др.), а также зарубежные стандарты, например, Euro 2000, ограничивают содержание бензола до 1% (масс). В таких случаях для получения экологически чистых бензинов приходится прибегать к чрезмерному разбавлению риформата дорогостоящими высооктановыми компонентами либо использовать технологические способы снижения содержания бензола в риформате.
Технологии, обеспечивающие снижение содержания бензола и продуктах риформинга традиционно делят на две основные группы:
К первой группе относят технологии удаления из сырья риформинга предшественников бензола. Это достигается выделением из сырья головной фракции с температурой конца кипения 82 -105оС. Такой подход позволяет снизить содержание бензола в конечном продукте до 1%, особенно на установках, работающих при низком давлении. В этих условиях бензол образуется в результате реакций деалкилирования и трансалкилирования, доля которых невелика. Выделяемая головная фракция может быть подвергнута изомеризации для получения дополнительного количества высокооктанового неароматического компонента.
Для нефтеперерабатывающей промышленности России этот подход малоприемлем, поскольку большая часть установок риформинга работает при высоком давлении, а число установок с непрерывной регенерации катализатора, работающих при низком давлении, невелико.
Ко второй группе относят технологии физического и химического снижения содержания бензола в продуктах риформинга:
- гидрирование бензола с образованием циклогексана, приводящее к некоторому снижению октанового числа компонента
- экстракционное выделение чистого бензола, рентабельное только при его дальнейшем эффективном использовании.
- алкилирование бензола низкомолекулярными олефинами, позволяющее решить проблему не только удаления бензола, но и увеличения выхода целевого высокооктанового компонента.
- гидрирование бензола до циклогескана и последующую изомеризацию его в метилциклопентан с некоторым увеличением октанового числа и выхода целевого компонента трансалкилирования бензола и ароматических углеводородов С9+ , приводящее к снижению выхода целевой продукции.
- фракционирование риформата с получением набора фракций, смешиваемых затем в различных пропорциях для достижения необходимого результата, и последующей переработкой одного из продуктов, содержащего основную долю бензола.
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 История развития процесса риформинга бензинов
Процесс каталитического риформинга предназначен для повышения детонационной стойкости бензинов и получения индивидуальных ароматических углеводородов, главным образом бензола, толуола, ксилолов - сырья нефтехимии.Важное значение имеет получение в процессе дешевого водородосодержащего газа для использования в других гидрокаталитических процессах. Значение процессов каталитического риформинга в нефтепеработке существенно возросло в 1990-гг. в связи с необходимостью производства неэтилированного высокооктанового автобензина. Первая промышленная установка каталитического риформинга была введена в эксплуатацию в 1940г. В качестве каьализатора использовали окись хрома или окись молибдена, осажденные на окиси алюминия. Каталитический риформинг позволил получать из низкооктановых бигроиновых фракций бензин с октановым числом около 80. Огромное значение в развитии процесса сыграло то обстоятельство, что в годы второй мировой войны применение его позволило разрешить проблему снабжения химической промышленности толуолом для его последующего нитрования в тринитротолуол. В то время процесс назывался гидроформингом, и его основной особенностью является применение алютотолибденовонго катализатора. Этот катализатор хоть и менее активен, чем платиновый, но не тлебует очистки сырья от серы. В первые после военные годы установк гидроформинга перешли на получение высокооктанововых бензинов, так как потребность в толуоле резко снизилась, В связи со столь же значительным сокращением потребности в авиационных бензинах несколько кпал интерес самому процессу каталитического риформинга. В 1949 г. Была сооружена первая установка платформинга, использовавшая платиносодержащий катализатор. Возможность работы продолжительное время без рененерации катализатора способствовала быстрому развитию процесса. Уменьшение доли низкооктановых бензинов в общем балансе нефтеперерабатывающей промышленности и потребность в высококачественном автомобильном топливе выдвинули процесс платформинга на одно из первых по значению мест. Другой не менее важной причиной успехов платформинга и родственных ему процессов явилось развитие промышленности органического синтеза, требующее дополнительных ресурсов сырья. Часть установок платформинга (риформинга) предназначена для производства концентратов бензола, толуола, ксилолов и этилбензола.
Со времени пуска первой промышленной установки гидроформинга в 1940г. по настоящее время процесс претерпел значительное усовершенствование и модернизацию как в технологии, так и в используемых катализаторах: прошёл путь развития от стационарного до движущегося слоя катализатора, от монометаллического до би- и полиметаллического катализаторов, что способствовало улучшению экономических показателей. В настоящее время освоено в мире свыше 10 видов различных технологий, в которых используются свыше 100 типов, би- и полиметаллических катализаторов.
Мощности каталитического риформинга в России составляют 9,3% от суммарной мощности первичной переработки нефти, и она занимает второе место в мире, уступая по этому показателю только США. В компонентом составе бензинового фонда содержание риформата достигает 54,1%, то есть 5 процесс каталитического риформинга занимает ведущее место в производстве высокооктановых бензинов на российских предприятиях.
В настоящее время трудно найти завод, технология переработки нефти на котором не предусматривала бы каталитического риформирования. Развитие процесса каталитического риформинга было обусловлено длительной тенденцией роста октановых чисел товарных бензинов на фоне постепенного отказа от использования тетраэтилсвинца, как октаноповыщающей добавки, а также ростом спроса на ароматические углеводороды. Таким образом, каталитический риформинг прочно занял место базового процесса современной нефтепереработки.
Технологическое оформление процесса каталитического риформинга определяется по способу проведения регенерации катализатора. Подавляющее большинство установок риформинга описывают тремя разновидностями технологий: полурегенеративный, циклический и процесс с непрерывной регенерацией катализатора. Наибольшее количество установок работает по полурегенеративному варианту. Например, платформинг фирмы ЮОП лицензирован примерно на 600 установках, магнаформинг фирмы Энгельгард осуществляется более чем на 150 установках, процесс ренийформинг фирмы Шеврон используется более чем на 70 установках, наконец, технология Французского института нефти лицензирована более чем на 60 установках мира. В России практически все установки каталитического риформинга (за исключением трех - в Уфе, Нижнем Новгороде и Омске) работают в полурегенеративном варианте.
На протяжении последних тридцати лет процесс каталитического риформинга является одним из важнейших процессов большинства нефтеперерабатывающих заводов, являясь основным производителем базового компонента высокооктановых автомобильных бензинов и ароматических углеводородов. Каталитический риформинг, постоянно совершенствуясь, прошел несколько этапов развития, которые связаны как с изменением состава и свойств катализатора, так и с изменением технологии процесса.
1.2 Теоретические основы процесса
1.2.1 Назначение процесса
Каталитический риформинг -- современный, широко применяемый процесс для производства высокооктановых бензинов из низкооктановых. Процесс каталитического риформинга осуществляют при сравнительно высокой температуре и среднем давлении, в среде водородсодержащего газа.
Каталитический риформинг проходит в среде газа с большим содержанием водорода (70--80 объемн. %). Это позволяет повысить температуру процесса, не допуская глубокого распада углеводородов и значительного коксообразования. В результате увеличиваются скорость дегидрирования нафтеновых углеводородов и скорости дегидроциклизации и изомеризации парафиновых углеводородов. В зависимости от назначения процесса, режима и катализатора в значительных пределах изменяются выход и качество получаемых продуктов. Однако общим для большинства систем каталитического риформинга является образование ароматических углеводородов и водородсодержащего газа.
Назначение процесса каталитического риформинга, а также требования, предъявляемые к целевому продукту, требуют гибкой в эксплуатации установки. Необходимое качество продукта достигается путем подбора сырья, катализатора и технологического режима. Получаемый в процессе каталитического риформинга водородсодержащий газ значительно дешевле специально получаемого водорода; его используют в других процессах нефтепереработки, таких, как гидроочистка и гидрокрекинг.
При каталитическом риформинге сырья со значительным содержанием серы или бензинов вторичного происхождения, в которых есть непредельные углеводороды, катализатор быстро отравляется. Поэтому такое сырье перед каталитическим риформингом целесообразно подвергать гидроочистке. Это способствует большей продолжительности работы катализатора без регенерации и улучшает технико-экономические показатели работы установки.
1.2.2 Сырье процесса
Бензиновые фракции разных нефтей отличаются по содержанию нормальных и разветвленных парафинов, пяти- и шестичленных нафтенов, а также ароматических углеводородов. В качестве сырья для каталитического риформинга обычно используют бензиновые фракции первичной перегонки нефтей. Пределы выкипания этих фракций колеблются в широком интервале-- от 60 до 210°С. Для получения ароматических углеводородов в большей части используют фракции, выкипающие при 60-150 или при 60-140°С, а для получения высокооктановых автомобильных бензинов -- фракции 85-180 °С. Иногда широкую фракцию, выделяемую на установке первичной перегонки нефти, дополнительно разгоняют на более узкие фракции на установках вторичной перегонки.
Фракционный состав выбирают в зависимости от целевого назначения процесса. Если риформинг проводится с целью получения высокооктанового
сырьем процесса каталитического риформинга обычно служит фракция 85-180оС, соответствующая углеводородам С7-С10. Легкая фракция НК- 85оС для процесса нежелательна, так как в ней мало углеводородов С6 и она дает большой выход газа С1-С4, фракция же выше 180оС дает большой выход кокса. Если начало кипения фракции выше 85оС, то процесс идет селективнее. Помимо прямогонных бензинов, как сырье КР используют бензины вторичных процессов - коксования и термического крекинга после их глубокого гидрооблагораживания, а также гидрокрекинга.
Процесс КР предъявляет высокие требования к качеству исходного сырья, в частности по содержанию в нем серы, азота и влаги:
-содержание серы в сырье допускается не более 1·10-4 % (1мг/кг), поэтому в составе установок КР всегда есть блок гидроочистки сырья (бензина), с тем, чтобы довести содержание серы до нормы;
-содержание азота допускается не более 0,5·10-4 %, так как азот (особенно азотистые основания) является ядом для катализаторов, разрушающим их кислотные центры;
-содержание влаги в сырье ограничивается величиной не более 1,5·10-4 %, поскольку влага вымывает галоген, которым обрабатывается катализатор, и образует хлороводородную кислоту.
Решающее значение имеет углеводородный состав исходного бензина: чем больше сумма нафтеновых и ароматических углеводородов в бензине, тем селективнее процесс, т.е. тем больше выход катализата и соответственно меньше выход продукта побочных реакций гидрокрекинга - углеводородного газа.
Подготовка сырья риформинга включает ректификацию и гидроочистку. Ректификация используется для выделения определенных фракций бензинов в зависимости от назначения процесса. При гидроочистке из сырья удаляют примеси (сера, азот и др.), отравляющие катализаторы риформинга, а при переработке бензинов вторичного происхождения подвергают также гидрированию непредельные углеводороды.
Важное значение имеют способы хранения сырья, которые во многих случаях определяют работоспособность оборудования и катализаторов блоков гидроочистки.
1.2.3 Катализаторы и их регенерация
Процесс каталитического риформинга, нашедшим промышленное применение был алюмомолибденовый катализатор (МоО/АlО). Однако скорость закоксовывания этого катализатора была высокая, а селективность в реакциях ароматизации не достаточная. Дальнейшее совершенствование технологии каталитического риформинга, в частности удаления из сырья каталитических ядов, позволило перейти к использованию более эффективных алюмоплатиновых катализаторов. Это так называемые металлнанесенные кaтализаторы бифункционального типа. В качестве кислотного носителя в промышленных катализаторах используют оксид алюминия или цеолит. На кислотных центрах носителя идут карбонийионные реакции изомеризации циклогексана, гидрокрекинг и изомеризация н - алканов. Для усиления кислотных свойств носителя в состав катализатора вводят галоген (фтор или хлор). В настоящее время применяют только катализаторы, промотированные хлором, так как возможно регулирование его содержания, а, следовательно, и уровня кислотности катализатора, непосредственно в условиях эксплуатации. Содержание хлора в современных катализаторах достигает 2% масс.
Диспергированный на носителе металл катализирует реакции дегидрирования циклоалканов, дегидроциклизации н - алканов и гидрирования ненасыщенных углеводородов, а также замедляет образование кокса.
В монометаллических алюмоплатиновых катализаторах содержание платины составляет 0,3-0,8% масс. В 60-х - 70-х годах широко использовались две марки этих катализаторов АП-96 и АП - 64. Основные недостатки этих катализаторов: невысокая активность в реакциях дегидроциклизации алканов и небольшой срок службы.
Развитие каталитического риформинга в последующие годы связано с разработкой и применением биметаллических, а затем и полиметаллических катализаторов серии КР. Биметаллические катализаторы - это платино-рениевые и платино-иридиевые, содержащие 0,3-0,4 масс платины и примерно столько же рения и иридия. Отечественная промышленность вырабатывает биметаллические катализаторы марок КР-101 и КР-102, обладающие повышенной активностью, селективностью и стабильностью.
Катализатор СГ-3П-М предназначен для процесса каталитического риформинга с целью получения компонентов автобензинов и ароматических углеводородов С6-С8.
Полиметаллический катализатор СГ-3П-М представляет собой композицию платины и рения, а также промоторов, равномерно распределенных по поверхности носителя - активного оксида алюминия.
Результаты длительной промышленной эксплуатации свидетельствуют о том, что катализаторы РБ-33У и РБ-44У превосходят импортные аналоги, в первую очередь, по выходу стабильного риформата, который преимущественно составляет от 87 до 89 % мас.
СГ-3П-М предназначен для эксплуатации на установках риформинга со стационарным слоем катализатора, работающих при низком и среднем давлении (1,2-2,5 МПа) на гидроочищенном сырье. Катализатор относится к классу высокорениевых каталитических композиций, требует обеспечения глубокой очистки сырья от примесей серы и устойчивой работы блока гидроочистки, при этом характеризуется высокой активностью и более высокой стабильностью работы в "жестком режиме" эксплуатации по сравнению со сбалансированными платино-рениевыми композициями.
Полиметаллические катализаторы содержат модификаторы - металлы (германий, олово, свинец, галлий, индий, кадмий и рекоземельные элементы III группы). Это катализаторы марок КР-104, КР-106, КР-108, которые обеспечивают более высокий выход бензина и характеризуются лучшей селективностью. Введение в катализаторы серии КР металлов-модификаторов позволяет уменьшить их стоимость и увеличить межрегенерационный цикл.
Основное преимущество полиметаллических катализаторов риформинга - высокая стабильность, выражающаяся в том, снижение активности в условиях процесса происходит значительно медленнее, чем монометаллических платиновых катализаторов. Повышенная стабильность полиметаллических катализаторов объясняется тем что промоторы гидрируют соединения - предшественники кокса и тем самым защишают платину от закоксовывания.
В таблице 1.1 приведены характеристики пористой структуры зарубежных катализаторов R-56, RG-482 и их типичного носителя Е-601, полиметаллического катализатора REF-23 и его носителя А-98, а также для сравнения носителя А-64 катализаторов серии АП и КР.
Как видно из таблицы, катализатор R-56 и RG-482 и их носители отличаются от носителя А-64 более низким распределением пор со смещением преобладающего радиуса в области 3-5 н.м. и низким содержанием натрия и железа.
Таблица 1.1-Характеристика пористой структуры катализаторов
Показатели |
Катализатор |
Носитель |
|||||
R-56 |
RG-482 |
REF-23 |
Е-601 |
А-98 |
А-64 |
||
Удельная поверхность, м2/г |
180 |
216 |
245 |
256 |
265 |
190 |
|
Объем пор, см3/г |
0,38 |
0,61 |
0,85 |
0,57 |
0,63 |
0,56 |
|
Преобладающий радиус пор, мм |
3,04 |
5,61 |
5,92 |
4,44 |
4,73 |
7,11 |
|
Содержание примесей, % мас. |
|||||||
Натрия |
0,003 |
0,001 |
0,0001 |
0,001 |
0,0006 |
0,016 |
|
Железа |
0,005 |
0,006 |
0,0016 |
0,002 |
0,0012 |
0,020 |
Катализатор REF-23 также характеризуется узким распределением пор с обладающим радиусом 5 н.м. (а при необходимости - 3 н.м.) и пониженным содержанием натрия и железа.
Одним из параметров, влияющих на стабильность катализатора риформинга, является сила акцепторных кислотных центров, обуславливающих спекание платины и прочность удержания хлора на катализаторе. Носитель для катализатора REF-23 по сравнению с носителем А-64 имеет в результате модифицирования поверхности трудновосстанавливаемыми оксидом более высокую льюисовскую кислотность, измеренную по теплоте адсорбции монооксида углерода при со=2210 см ч 53 кДж/моль.
Таким образом, носитель для катализатора серии REF и технология его получения обеспечивает уменьшение спекания платины на поверхности носителя во время эксплуатации и регенерации, увеличение степени содержания хлора и, в конечном счете, повышение стабильности и активности катализаторов.
Все современные катализаторы риформинга бензиновых фракций при определенных режимах процесса, могут обеспечивать получение риформата с октановым числом 92-95 пунктов по исследовательскому методу. Несмотря на это, их совершенствование продолжается в основном направлении увеличения выхода стабильного риформата и водорода, а также удлинения межрегенерационного цикла. Ниже преведены сравнительные показатели показатели работы современных катализаторов риформинга.
Таблица 1. 2-Характеристика катализаторов риформинга
Показатели |
Марка катализатора, НПЗ |
|||||
ТНК-23, НК НПЗ |
РБ-33;44, СаратНПЗ |
R-56, КНПЗ |
R-86, ВолгНПЗ |
КР-108 СНПЗ |
||
Октановое число риформата, ИМ |
94,5 |
93,5 |
95,5 |
96 |
92,5 |
|
Выход рифор-мата, %мас. |
84 |
87 |
82 |
84 |
83 |
|
Межрегенера-ционный пробег, мес |
6-10 |
12 |
18-22 |
20 |
8-10 |
|
Концентрация ВСГ, % об. |
84 |
80 |
75 |
85 |
85 |
Сера вызывает отравление катализатора не только в виде сульфида, но и сульфата. Диоксид серы получается в результате окисления продуктов сероводородной коррозии печных труб и теплообменной аппаратуры установок риформинга. Взаимодействие диоксида серы с кислородом в присутствии платины приводит к образованию сульфата платины. Сульфаты значительно снижают активность катализаторов риформинга, которую можно повысить, обрабатывая катализатор водородом при повышенных температурах (до 5000 С) с целью удаления серы в виде сероводорода.
Аммиак, сорбируясь на кислотных центрах катализатора, снижает его активность в реакциях изомеризации, гидрокрекинга и дегидроциклизации. Отравление катализатора азотсодержащими соединениями обратимо.
Регенерация катализаторов
В ходе эксплуатации каталитические свойства катализаторов ухудшаются, снижается активность и селективность. Эти изменения вызваны отложением кокса на активной поверхности (обратимая дезактивация), а также изменением физико-химических свойств катализатора под действием высоких температур и примесей, содержащихся в сырье и циркулирующим водородсодержащем газе (необратимая дезактивация). Снижение активности катализаторов риформинга при длительной работе вызывается изменением состояния и платины и носителя.
Снижение дегидрирующей способности объясняется изменением состояния платины в катализаторе. Это связано со спеканием и укрупнением кристаллитов платины и уменьшением числа активных центров. Возможно и взаимодействие платины с железом и другими примесями металлов.
Уменьшение кислотности катализатора может быть связано со снижением содержания галогена. Резкое снижение содержания галогена в катализаторах объясняется действием на них содержащейся в сырье влаги, а также циркулирующего газа.
Регенерация катализатора производится по окислительно-восстановительному механизму. Окислительный этап - выжигание кокса при температуре 250-3000С с последующим поднятием температуры до 4000С. Содержание кислорода в воздухе, подаваемом на регенерацию, не должно превышать 2% кислорода, для предотвращения интенсивного горения кокса и перегрева катализатора. Восстановительный этап - обработка инертным газом при 5000С и восстановление водородом при этой температуре с хлорированием.
1.2.4 Технологические параметры процесса
Условия процесса оказывают влияние не только на выход и состав продуктов каталитического риформинга, но и на скорость дезактивации катализатора, которая зависит от скорости его закоксовывания. Поэтому целесообразно рассмотреть роль параметров процесса применительно к двум аспектам.
Температура. В связи с эндотермичностью процесса риформирования, его осуществляют в каскаде из трех - четырех реакторов с промежуточным подогревом сырья. В первом по ходу движения сырья реакторе протекает сильно эндотермическая реакция дегидрирования нафтенов, имеющая наибольшую скорость. В последнем реакторе протекают преимущественно эндотермические реакции дегидроциклизации и достаточно интенсивно экзотермические реакции гидрокрекинга парафинов. Поэтому, в первом реакторе имеет место наибольший (30-500С), а в последнем наименьший перепад температур между входом в реактор и выходом из него. Высокий температурный градиент в головных реакторах риформинга можно понизить, если ограничить глубину протекающих в них реакций ароматизации. Это может быть достигнуто при заданном температурном режиме только уменьшением времени контакта сырья с катализатором, то есть объема катализатора в них. Для этого на промышленных установках риформинга головной реактор имеет наименьший объем катализатора, а хвостовой - наибольший. Для трехреакторного блока распределение объема катализатора по ступеням составляет от 1:2:4 до 1:3:7 в зависимости от химического состава сырья и целевого назначения процесса. Повышение температуры процесса ведет к увеличению выхода ароматических углеводородов и повышению октанового числа бензина. Но при этом ускоряются также побочные реакции, способствующие закоксованию катализатора и его дезактивации. Повышение октанового числа от 87 до 90 (ММ) приводит к увеличению скорости дезактивации катализатора приблизительно в 4 раза. Она значительно усиливается при дальнейшем повышении октанового числа бензина, чему сопутствует все возрастающее закоксовывание катализатора.
Температура на входе в реакторы риформинга устанавливается в начале реакционного цикла на уровне, обеспечивающем заданное качество реформата. Обычно начальная температура лежит в пределах 480-500оС и лишь при работе в жестких условиях составляет 510оС. По мере закоксовывания и потери активности катализатора температуру на входе в реакторы постепенно повышают, поддерживая стабильное качество катализата, причем среднее значение скорости подъема температуры в межрегенерационный цикл составляет 0,5-2,0оС в месяц.
Давление - основной, наряду с температурой, регулируемый параметр, оказывающий существенное влияние на выход и качество продуктов риформинга. Стабильность катализатора риформинга зависит от применяемого в процессе давления. С понижением давления растет количество кокса, отлагающегося на катализаторе, за счет чего увеличивается скорость его дезактивации. Скорость закоксовывания катализатора приблизительно обратно пропорциональна давлению и существенно ускоряется при давлении ниже 1 МПа и зависит от октанового числа получаемого риформата, а, следовательно, от жесткости условий процесса.
При прочих идентичных параметрах с понижением парциального давления водорода возрастает как термодинамически, так и кинематически возможная глубина ароматизации сырья, поскольку снижение давления благоприятствует протеканию реакций ароматизации и тормозит реакции гидрокрекинга.
Кратность циркуляции водородсодержащего газа. Процесс риформинга осуществляется в среде циркулирующего по системе водородсодержащего газа. Кратность его циркуляции определяется как отношение объема циркулирующего водородсодержащего газа, приведенного к нормальным условиям, к объему сырья проходящего через реакторы в единицу времени (м3/м3).
Учитывая, что в циркулирующем ВСГ концентрация водорода изменяется в широких пределах - от 65 до 90% об, а молекулярная масса сырья зависит от фракционного и химического составов, предпочтительнее пользоваться мольным отношением водород:сырье. Связь между мольным отношением водород:сырье (Мот) и кратностью циркуляции ВСГ (КВСГ) выражается формулой:
Мот = 4,46 · 10-4 КВСГ · С ·Мср/с,
где КВСГ - кратность циркуляции ВСГ;
С - мольное содержание водорода в циркулирующем ВСГ,% моль;
Мср - средняя мольная масса сырья, кг/моль;
с - плотность сырья, кг/м3.
С увеличением мольного отношения водород:сырье снижается скорость дезактивации катализаторов риформинга, что удлиняет межрегенерационный цикл. Однако увеличение Мот (то есть КВСГ) связано со значительными энергозатратами ростом гидравлического сопротивления и объема аппаратов и трубопроводов. Выбор этого параметра производится с учетом стабильности катализатора, качеств сырья и продуктов, жесткости процесса и заданной продолжительности межрегенерационного цикла.
На установках со стационарным слоем полиметаллического катализатора мольное отношение водород:сырье, равное 5-6, обеспечивает длительность межрегенерационного цикла до 12 месяцев. На установках с непрерывной регенерацией катализатора Мот поддерживается на уровне 4-5. На промышленных установках кратность циркуляции ВСГ составляет 1000-1500м3 ВСГ на 1 м3 сырья.
Объемная скорость подачи сырья. Этот параметр определяет время контакта сырья с катализатором. Исходя из закономерностей химической кинетики с увеличением объемной скорости (то есть уменьшением времени контакта) сырья снижается глубина реакции ароматизации и более значительно реакций гидрокрекинга парафинов. Следовательно, при этом понизится выход продуктов гидрокрекинга - легких углеводородных газов и кокса на катализаторе. Ароматические углеводороды будут образовываться преимущественно за счет реакций дегидрирования нафтенов, протекающих значительно быстрее. Повышение объемной скорости подачи сырья приводит к увеличению выхода риформата, но с пониженным октановым числом за счет меньшего содержания ароматических углеводородов. Выход ВСГ при этом, также снижается, но повышается селективность процесса.
Снижение объемной скорости подачи сырья повышает октановое число риформата, но его выход снижается, так как интенсифицируется реакции гидрокрекинга. Оптимальное значение объемной скорости устанавливают с учетом качеств сырья, жесткости процесса и стабильности катализатора. Обычно объемная скорость в процессах риформирования бензина составляет 1,5-2,0 ч -1.
1.2.5 Продукты и их применение
В процессе каталитического риформинга образуются газы и жидкие продукты (риформат). Риформат можно использовать как высокооктановый компонент автомобильных и авиационных бензинов или направлять на выделение ароматических углеводородов, а газ, образующийся при риформинге, подвергают разделению.
Высвобождаемый при этом водород частично используют для пополнения потерь циркулирующего водородсодержащего газа и для гидроочистки исходного сырья (если она есть), но большую же часть водорода с установки выводят. Такой водород значительно дешевле специально получаемого. Именно этим объясняется его широкое применение в процессах, потребляющих водород, особенно при гидроочистке нефтяных дистиллятов.
При переработке широких бензиновых фракций с получением компонента автобензина получают катализаты с октановым числом 75-88 (ММ), 80-100 (ИМ) с содержанием ароматических углеводородов 40-75%. Катализаты имеют более широкий фракционный состав, чем сырье, из которого они получены. В легких фракциях катализатов преобладают парафиновые углеводороды, в тяжелых - ароматические. Бензины каталитического риформинга применимы только как компоненты товарных бензинов, так как имеют плохие пусковые свойства и повышенную нагарообразующую способность вследствие большого содержания ароматических углеводородов.
Из катализатов риформинга получают индивидуальные ароматические углеводороды (бензол, толуол, о- и n-ксилол, этилбензол, псевдокумол) и смешанные ароматические растворители - легкий сольвент (С8) и тяжелый сольвент (С9-С10). Деароматизированная часть катализатов - рафинаты - используются как компонент бензина, как сырье пиролиза, а также для получения легких парафиновых растворителей.
Водородсодержащий газ риформинга содержит (по объему) 60-90% водорода и углеводороды С1-С5. На установках со стационарным слоем катализатора концентрация водорода к концу реакционного цикла понижается. Переменный состав ВСГ в большинстве случаев не препятствует его использованию в процессах гидроочистки бензинов и дизельных топлив. При необходимости состав ВСГ может быть стабилизирован (88-90% Н2 и 10-12 % СН4) путем абсорбционной очистки, в качестве абсорбента используется катализат риформинга.
При стабилизации катализатов получают сухой газ (Н2, СН4, С2Н6) и фракцию С3-С4, которая либо передается на ГФУ, либо как сжиженный газ для коммунально-бытового потребления.
2. РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика сырья и продуктов процесса
В данном проекте производится расчет установки каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора серии КР.
Производительность установки по сырью 750000 т/год. Сырье фракция 85 - 180ОС Грозненской нефтесмеси.
Таблица 2.1 - Характеристика сырья
Температура отбора, ОС |
, г/см3 |
Содержание серы, % масс |
Содержание углеводородов,% мас |
|||
Ароматические |
Нафтеновые |
Парафиновые |
||||
85-180 |
0,753 |
0,08 |
12 |
23 |
65 |
Таблица 2.2 - Характеристика катализата
Плотность, кг/м3 |
ОЧ |
Фракционный состав |
Содержание аренов |
Молекулярная масса |
||||||
М.м |
И.м |
НК |
10% |
50% |
90% |
КК |
||||
795 |
84,6 |
95,2 |
42 |
90 |
130 |
168 |
197 |
65 |
116 |
Молекулярная масса найдена по формуле Воинова:
М = 60 + 0,3 · tср + 0,001 · tср2, где tср ? t50% = 130ОС
М = 60 + 0,3 · 130 + 0,001 · 1303 = 116
Аналогично вычислена молекулярная масса сырья. Помимо стабильного катализата в процессе риформинга образуются газы.
Таблица 2.3- Состав углеводородного газа
Компоненты |
СН4 |
С2Н4 |
С3Н6 |
С4 Н10 |
С5Н12 |
М. уг. |
|
Содержание % масс |
5 |
13 |
45 |
35 |
2 |
41,7 |
Молекулярная масса углеводородного газа (УГ)
МУГ =
Таблица 2.4 - Состав водородсодержащего газа
Компоненты |
Н2 |
СН4 |
С2Н4 |
С3Н6 |
С4 Н10 |
С5Н12 |
МВСГ |
|
Содержание, % об. |
85.0 |
9,0 |
4,0 |
1,5 |
0,30 |
0,2 |
5,32 |
|
Содержание, % масс |
31.96 |
27,08 |
22,57 |
12,41 |
3,27 |
2,71 |
МВСГ = (2 · 85 + 16 · 9 + 30 · 4 + 44 · 1,5 + 58 · 0,3 + 72 · 0,2) · 100 = 5,32
Массовые доли компонентов найдены по формуле:
yi = (yi'· Мi ) : МВСГ
Мольные доли yi' = yiОБ при атмосферном давлении.
2.2 Разработка технологической схемы установки
Установка каталитического риформинга проектируется как единый комплекс процессов, включающих гидроочистку сырья, отпарку гидрогенизата собственно каталитический риформинг стабилизацию катализата. Такое сочетание процессов позволяет перерабатывать на установке широкие бензиновые фракции высокосернистых нефтей, а также бензины вторичного происхождения и получать более высокооктановый бензин, чем при одном только процессе каталитического риформинга. Цель предварительной гидроочистки и удаления веществ, дезактивирующих катализаторы риформинга: сернистые, азотистые и кислородсодержащие соединения, а также соединения содержащие металлы и галогены и непредельные углеводороды.
Отпарка гидрогенизата является важной подготовительной операцией, обеспечивающей нормальную работу каталитического риформинга. При установившемся режиме отпарной колонны влага из гидрогенизата удаляется в виде азеотропа обеспечивая низкую влажность в системе риформинга - необходимое условие работы хлорированных катализаторов.
Рисунок 2.1 - Принципиальная схема установки каталитического риформинга
Описание технологической схемы
Стабильный гидрогенизат подается в систему риформинга на смешение с циркуляционным ВСГ поступающим от компрессора ТК-1.
После нагрева в теплообменнике Т-1 обратным потоком из реактора Р-3 смесь стабильного гидрогенизата и ВСГ поступает в печь риформинга П-1 где нагревается и поступает в реактор Р-1. Риформирование происходит с поглощением теплоты, поэтому для восстановления температуры в зоне реакции устанавливаются 3 реактора с межступенчатым подогревом газо-сырьевой смеси во 2-й и 3-й секции трехсекционной трубчатой печи.
Смесь сырья и ВСГ последовательно проходит 3 реактора Р-1, Р-2, Р-3 с промежуточным подогревом в соответствующих ступенях печи П-1.
Газопродуктовая смесь из Р-3 охлаждается в теплообменнике Т-1 и далее в воздушных холодильниках Х-1 и доохладителях Х-2. после охлаждения смесь поступает в сепаратор С-1 на разделение. ВСГ риформинга направляется на осушку цеолитами в адсорбере К-2, а затем компрессором ТК-1 возвращается в систему циркуляции риформинга. Избыток ВСГ из К-1 направляется на блок гидроочистки. Нестабильный катализат из С-1 подается в блок стабилизации в колонну К-1 предварительно подогреваясь в теплообменнике Т-2.
Из верхней части стабилизационной колонны К-1 выводится газ стабилизации, пары нестабильной головки и орошение. Эта смесь после конденсации в КХ-1, КХ-2 разделяется Е-1 на газ стабилизации и нестабильную головку.
Газ стабилизации выводится с установки в общезаводское хозяйство. Жидкая фаза из Е-1 возвращается в К-1 в виде орошения.
Балансовое количество нестабильной головки выводится с установки на ГФУ завода. Необходимое для стабилизации количество теплоты вводится в колонну с помощью циркуляционной струи через печь П-2. Стабильный дебутанизированнный катализат с низа колонны К-2 после теплообмена с нестабильным катализатом охлаждается в воздушных холодильниках КХ-3, в доохладителе КХ-4 и выдается с установки в общезаводское хозяйство.
Основное технологическое оборудование установки : реакторы, колонные аппараты, компрессоры для циркуляции и дожига водородсодержащих газов, адсорберы, теплообменники, конденсаторы-холодильники, холодильники, насосы, трубчатые печи, сепараторы и емкости.
Реактор - самый ответственный аппарат среди другой аппаратуры процесса каталитического риформирования. От его хорошей работы зависит и экономичность процесса, и качество получаемой продукции.
По способу направления потока реакторов они делятся на аппараты с аксиальным движением потока сверху вниз и с радиальным от периферии к центру.
Реакторы с радиальным вводом сырья оснащены перфорированными стаканами, в которых располагается катализатор, внутри стаканов расположен перфорированный патрубок.
Основным преимуществом реакторов с радиальным вводом сырья является их небольшое гидравлическое сопротивление потока, хорошее распределение газосырьевого потока и меньшая вероятность засорения катализатора продуктами коррозии благодаря увеличению живого сечения для прохода газов.
По материальному исполнению корпуса аппарата реакторы делятся на футерованные, корпус которых изготавливается из углеродистых сталей, монометаллические и биметаллические.
Биметаллические реакторы находят применение в основном на блоке предварительной гидроочистки.
Установка каталитического риформинга имеет реактор гидроочистки выполненный с аксиальным вводом сырья, реакторы риформинга - с радиальным ввода сырья. Корпус выполнен из легированных сталей, внутренние детали - из нержавеющей сталей. Реактор гидроочистки - биметаллический. Реакторы риформинга выполнены из монометалла.
По способу размещения и регенерации катализатора реакторы католического риформинга подразделяются на:
1. реакторы с неподвижным слоем катализатора, приспособленные для работы в условиях цикличности: период контактирования (реакции) - период регенерации;
2. реакторы с движущемся слоем катализатора, циркулирующим по контуру: зона контактирования - зона регенерации.
Реакторы с неподвижным слоем имеют некоторые недостатки. К ним можно отнести такие как:
1) трудность осуществления оптимального или близкого к нему температурного профиля по высоте слоя катализатора;
2) трудности осуществления равномерного распределения подачи газа на слой катализатора;
3) увеличение гидравлического сопротивления слоя с уменьшением размеров зерен катализатора, для того чтобы достичь увеличения поверхности контакта;
4) необходимость смены катализатора.
Несмотря на указанные недостатки и учитывая, что при каталитическом реформировании температурные перепады в зоне реакции в целом не велики, а также то, что разработаны и внедрены катализаторы с длительным сроком эксплуатации с большим межрегенерационным периодом, реакторы с неподвижным слоем прочно укрепились и хорошо зарекомендовали себя в практике нефтеперерабатывающих заводов.
Стабилизационная колонна установки - тарельчатого типа клапанными тарелками, представляют собой вертикальный аппарат с корпусом различного диаметра, выполненный из стали.
Различный диаметр корпуса обусловлен незначительным количеством верхнего продукта по отношению к составу [ 3 - 10 % (масс) в зависимости от характеристики сырья и требуемого качества стабильного продукта].
Состав сырья поступающего в колонну, колеблется поэтому по высоте колонны предусматривается два штуцера ввода сырья. Один от другого штуцеры расположены на 3-4 тарелки.
Ввод орошения в колонну осуществляется в глухой карман верхней тарелки. Для гашения струн рекомендуется штуцер направить в высоту кармана.
Ввод теплоты в колонну осуществляется с помощью термосифонного кипятильника. Насосное оборудование на установке - центробежного типа, при этом для перекачки сырья нижнего продукта отпарной колонны применяются насосы марок НПС 200-700, НК 560/120 А, ИК 22/210 А.
Для перекачки орошения К-1 и нестабильного катализата применяются герметичные насосы. Перекачка масла для обслуживания компрессоров осуществляется насосами шестеренчатого типа.
Все насосы оборудуются одинарными или двойными торцевыми уплотнителями и комплектуются электродвигателями во взрывозащищенном исполнении.
Циркуляционный компрессор риформинга ТК-1 принят центробежного типа с производительностью 220000 м3/г с электродвигателем мощностью 650 кВт. Давление на стороне всасывания - 3 мПа. Давление нагнетания 4,5 мПа.
Адсорберы для осушки водородсодержащего газа - насадочного типа, в качестве поглотителя используются цеолиты.
Печь стабилизации П-2 вертикального секционного типа на комбинированном отоплении с паровым распылом.
Реакторная печь каталитического риформинга наиболее сложна по конструкции и имеет следующие характерные особенности:
1.Нагрев в ней проводится в смеси с большим количеством водорода. Это предопределяет необходимость организации параллельного движения продукта по трубам змеевика в печи т.е. многопоточность. В противном случае получаются недопустимо большие гидравлические сопротивления, а следовательно растет мощность циркуляционного компрессора.
2. По условиям технологического процесса осуществляется промежуточный подвод теплоты по ступеням реакции. Перед каждым газопродуктовая смесь нагревается в секции трубчатой печи
Принимаем многокамерную трубчатую печь с вертикальными трубами конструкции «Ленгипрогаз». Печь состоит из футерованного корпуса коробчатой прямоугольной формы, разделенного на отдельные радиантные камеры. По оси фронтовой стены каждой камеры в нескольких ярусах расположены газомазутные форсунки. С противоположной стороны каждая камера имеет окна для выхода продуктов сгорания в общий дымовой канал. Конвекционная камера для всех ступеней нагрева общая и используется для предварительного нагрева сырья.
2.3 Материальный баланс установки
Выход продуктов риформинга зависит от ряда факторов, фракционного и группового углеводородного состава сырья, используемого катализатора при условии проведения процесса.
Точного расчетного метода определения выхода продуктов риформинга нет. Предлагаемые способы расчета по графикам /3/ дают искаженные результаты для риформинга на активных катализаторах.
Более точно, хотя и приближенно можно составить материальный баланс на основе имеющейся литературы (1, 2, 3 и др.). Информация о выходах продуктов риформинга сырья, близкого по характеристике заданному, на принятом типе катализатора. Принимаем выходы продуктов риформинга в соответствии с рис.5 и таблицей 9. (1,с 19) внеся поправки с учетом работы промышленных установок на катализаторах серии КР (% масс от сырья) [2 с. 135]
Избыточный ВСГ 7,8
Выход стабильного катализата 90,6
Выход водорода 2,5
Выход углеводородных газов 1,7
Водород выводится с установки в виде избыточного водородсодержащего газа (ВСГ) идентичного по составу с циркулирующему ВСГ. Выход избыточного ВСГ при этом условии найдем из соотношения :
gвсг изб · , (2.1)
где gвсг изб - выход избыточного ВСГ, % масс от сырья
- массовая доля водорода в ВСГ, % масс
- выход водорода, % масс от сырья
, % масс от сырья
Установки риформинга с неподвижным слоем катализатора работают 325-345 суток. Общая длительность простоев установки в году 20-40 суток, включая регенерацию катализатора и ремонт оборудования.
Принимаем число рабочих дней в году 345, тогда суточная производительность установки составит 750000 : 340 = 2205,9 т/суток.
Представим материальный баланс установки в форме таблицы.
Таблица 2.5 - Материальный баланс установки
Статьи баланса и продукты |
% масс от сырья |
Производительность |
|||
т/год |
т/сутки |
кг/ч |
|||
Взято: сырье |
100 |
750000 |
2205,9 |
91912,5 |
|
Получено: Катализат стабильный |
90,5 |
678750 |
1996,3 |
83180,8 |
|
ВСГ избыточный |
7,8 |
58500 |
172,1 |
7169,2 |
|
в том числе водород |
2,5 |
18750 |
55,1 |
2297,8 |
|
Углеводородный газ |
1,7 |
12750 |
37,5 |
1562,5 |
|
Всего |
100 |
750000 |
2205,9 |
91912,5 |
2.4 Расчет реакторов
Целью расчета является составление материального и теплового балансов и определение размеров реакторов.
Технологическая схема рассчитываемой установки включает три последовательных реактора с неравномерными объемами стационарного катализатора.
Таблица 2.6 - Исходные данные необходимые для расчета реакторов
Показатели |
Обозначения |
Единицы измерения |
Значение |
Источник |
|
Количество сырья |
GС |
кг/ч |
91912,5 |
Табл. 2.10 |
|
Плотность сырья при 20 оС |
сс |
кг/м3 |
0,753 |
Табл. 2.6 |
|
Температура на входе в реактор |
tвх |
оС |
505 |
(1,с 23) |
|
Давление на входе в реактор |
Рвх |
мПа |
2,5 |
- II - |
|
Объемная скорость подачи сырья |
щс |
Ч-1 |
1,5 |
- II - |
|
Кратность циркулирующего ВСГ |
Квсг |
- |
1500 |
- II - |
|
Тепловой эффект реакции риформинга |
qреак |
кДж/кг |
400 |
Расчет |
|
Степень превращения сырья в реакторах в 1,2,3 соот-но |
Х |
%масс |
40:30:30 |
||
Потери давления в реакторах 1,2,3 |
?Рi |
мПа |
0,02;0,04;0,06 |
||
Молекулярная масса ВСГ |
Мвсг |
5,32 |
|||
Линейная скорость газа в реакторе |
W |
м/с |
0,5 |
(3, с 176) |
Стремятся иметь такое распределение катализатора по реакторам, чтобы была приблизительно одинаковая степень превращения сырья.
На блоке риформинга установки активные объемы катализатора в 1,2 и 3 реакторах находится в отношении 1 : 2 : 4.
На рассчитываемой установке принимаем отношение объемов катализатора в реакторах по ходу сырья 1:2:4 и при этом допускаем, что конверсия сырья в реакторах соответственно равна 40,30 и 30% масс.
Необходим для расчета данных представим в форме таблицы с ссылками на источники, из которых взяты сведения. Температура на входе в каждый реактор принята одинаковой.
Подобные документы
Понятие каталитического риформинга. Влияние замены катализатора на увеличение мощности блока каталитического риформинга секции 200 на установке ЛК-6У Павлодарского нефтехимического завода после модернизации производства. Технологическая схема установки.
презентация [2,3 M], добавлен 24.05.2012Значение процесса каталитического риформинга бензинов в современной нефтепереработке и нефтехимии. Методы производства ароматических углеводородов риформингом на платиновых катализаторах в составе комплексов по переработке нефти и газового конденсата.
курсовая работа [556,9 K], добавлен 16.06.2015Схема переработки нефти. Сущность атмосферно-вакуумной перегонки. Особенности каталитического крекинга. Установка каталитического риформинга с периодической регенерацией катализатора компании Shell. Определение качества бензина и дизельного топлива.
презентация [6,1 M], добавлен 22.06.2012Технико-экономическая характеристика нефтехимического производства: сырье, продукты. Технологический процесс промышленной установки каталитического риформинга предприятия ОАО "Уфанефтехим". Информационные системы и экологическая политика организации.
отчет по практике [284,6 K], добавлен 20.05.2014Недостатки и достоинства аппаратов с неподвижным слоем катализатора. Основы использования каталитического крекинга, применяемого для переработки керосиновых и соляровых дистиллятов прямой перегонки нефти. Изучение схем установок с псевдоожиженным слоем.
презентация [2,8 M], добавлен 17.03.2014Адиабатический реактор установки каталитического риформинга для превращения исходных бензиновых фракций. Принцип работы реактора риформинга. Приемка фундамента, оборудования и транспортировка. Расчет и выбор грузоподъемных средств и такелажной оснастки.
курсовая работа [851,1 K], добавлен 01.06.2010Характеристика нефти и ее основных фракций. Выбор поточной схемы глубокой переработки нефти. Расчет реакторного блока, сепараторов, блока стабилизации, теплообменников подогрева сырья. Материальный баланс установок. Охрана окружающей среды на установке.
курсовая работа [446,7 K], добавлен 07.11.2013Аппаратура технологического процесса каталитического риформинга. Особенности рынка средств автоматизации. Выбор управляющего вычислительного комплекса и средств полевой автоматики. Расчет и выбор настроек регуляторов. Технические средства автоматизации.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 23.05.2015Основные понятия кибернетики и системного анализа. Элементы химико-технологической системы, иерархическая структура, математическая модель. Химическая модель в виде схемы превращений. Технологическая схема блока каталитического риформинга бензинов.
лекция [108,3 K], добавлен 13.11.2012Общая схема и этапы переработки нефти. Процесс атмосферно-вакуумной перегонки. Реакторный блок каталитического крекинга. Установка каталитического риформинга, ее назначение. Очистка и переработка нефти, этапы данного процесса, его автоматизация.
презентация [6,1 M], добавлен 29.06.2015