Головна

Хімізм і механізм реакцій процесу каталітичного риф-га. Кат-ри процесу.

  1. Cинхронизация операцій технологічного процесу
  2. O можливість здійснення рекламного процесу з використанням усього комплексу засобів і методів реклами і їх органічного зв'язку в комерційному підприємстві;
  3. o створення механізмів виконання цільових програм на всіх рівнях (регіональному, національному та глобальному).
  4. Process Control Block і контекст процесу
  5. XX з'їзд КПРС і початок процесу десталінізації
  6. Абсолютна неперервність імовірнісних заходів, відповідних стрибкоподібним процесам.
  7. АВТОМАТИЗАЦІЯ Інкубаційний ПРОЦЕСУ

Цільовими в процесі каталітичного риформінгу є реакції утворення ароматичних вуглеводнів за рахунок:

1) дегідрування шестичленних цикланів

2) дегідроізомерізаціі циклопентаном

3) дегидроциклизации (С5 - Або Сб дегидроциклизации) парафінових вуглеводнів

В процесі паралельно протікають і небажані реакції гідрокрекінгу з утворенням як низько-, так і високомолекулярних вуглеводнів, а також продуктів ущільнення - коксу, що відкладається на поверхні каталізаторів.

Найбільш важливі реакції риформінгу, що ведуть до утворення ароматичних вуглеводнів з нафтенов і парафінів, йдуть з поглинанням тепла, реакції ізомеризації нафтенов і парафінів мають парниковий ефект, близький до нуля, а реакції гідрокрекінгу екзотермічни.

В умовах каталітичного риформінгу найбільш легко і швидко протікають реакції дегідрування гомологів циклогексана. Щодо цієї реакції швидкість ароматизації з п'ятичленних нафтенов приблизно на порядок нижче. Найбільш повільної з реакцій ароматизації є дегидроциклизация парафінів, швидкість якої (на два порядки нижче) лімітується найбільш повільної стадією циклізації.

Перетворення нафтенових і парафінових вуглеводнів в ароматичні - оборотні реакції, що протікають зі збільшенням обсягу і поглинанням тепла.

Кат-ри і механізм їх катав. дії. Процес КР здійснюють на біфункціональних кататалізаторах, що поєднують кислотну і гидрируются-дегидрирующей функції. Гомолитически реакції гідрування і дегідрування протікають на металевих центрах платини або платини, промотувати добавками ренію, іридію, олова, галію, германію та ін., Тонко диспергованих на носії.

Кислотну функцію в промислових каталізаторах КР виконує носій, в якості якого використовують оксид алюмінію. Для посилення і регулювання кислотної функції носія до складу каталізатора вводять галоген: F або Cl. В даний час застосовують тільки містять хлор каталізатори.

Схему реакцій дегидроциклизации н-гептану можна представити в наступному вигляді:

Платина на каталізаторі КР прискорює реакції гідрування-дегідрування і уповільнює утворення коксу на його поверхні. Обумовлюється це тим, що адсорбований на платині водень спочатку дисоціюють, потім активний (атомарний) водень дифундує на поверхні каталізатора до кислотних центрам, відповідальним за освіту коксових відкладень. Коксогени гидрируются і десорбируются з поверхні. У зв'язку з цим швидкість утворення коксу при інших рівних умовах симбатно залежить від тиску водню. Тому тiп концентрація платини в каталізаторах КР визначається необхідністю, перш за все, підтримувати їх поверхню в «чистому» вигляді, а не тільки з метою утворення достатньої кількості активних металевих центрів на поверхні носія.

У монометалевих алюмоплатінових каталізаторах зміст платини становить 0,3 ... 0,8% мас. Дуже важливо, щоб платина була досить добре дисперговані на поверхні носія. Зі збільшенням дисперсності платини підвищується атівность каталізатора.

Використовувані для промотування метали можна розділити на 2 групи. До першої з них належать метали 8-го ряду: Re і Ir, відомі як каталізатори гідро-дегидрогенизации і гідрогенолізу. До іншої групи модифікаторів відносять метали, практично неактивні в реакціях риформінгу, такі як Ge, Sn, РЬ, Ga, In, рідкоземельні елементи і Cd.

К бuметал. кат-рам відносять платино-ренієві і платіноірідіевого, утримуючі. 0,3 ... 0,4% мас. Pt і приблизно стільки ж Re і Ir. Re або Ir утворюють з Pt біметалічний сплав, точніше кластер, типу Pt-Re-Re-Pt-, який перешкоджає рекристалізації і укрупнення кристалів Pt при тривалій експлуатації процесу. Біметалічні кластерні каталізатори (одержувані звичайно нанесенням металів, що володіють каталітичної активністю, особливо благородних, на носій з високорозвиненою поверхнею) характеризуються, крім високої термостійкості, підвищеною активністю по відношенню до дисоціації молекулярного водню і міграції атомарного водню (СПІЛЛОВЕР). В результаті відкладення коксу відбувається на більш віддалених від металевих центрів каталізатора, що сприяє збереженню активності при високій його закоксованность (до 20% мас. Коксу на кат-ре). З біметалу. каталізаторів платино-іридієвий перевершує по стабільності і активності в реакціях дегидроциклизации парафінів не тільки монометалевий, але і платино-ренієвий каталізатор. Застосування біметал. кат-рів дозволило знизити тиск. риф-га (від 3,5 до 2. .1,5 МПа) і збільшити вихід бензину з ОЧІМ до 95 пунктів приблизно на 6%.

Полuметал. кластерні кат-ри мають стабільністю біметалу., але характ-ся підвищеною активністю, кращої селективність і забезпечують більш високий вихід риф-ту. Термін їх служби складає 6 ... 7 років. Ці гідності їх обумовлюються тим, що модифікатори утворюють з Pt (і промоторами) поверхневі тонкодіспергірованние кластери з кристалічними структурами, геометрично більш соотв. і енергетично більш вигідними для протікання р-ций ароматизації через Мультиплетність хемосорбцію. Серед ін. Переваг Поліметал. кат-рів слід зазначити можливість роботи при зниженому содерж-і платини і хорошу придатним для регенерації.


45. Принципова технологічна схема і технологічні параметри процесу каталітичного риформінгу

Принципова технологічна схема КР зі стаціонарним шаром кат-ра.

Гидроочищенних і осушене сировину змішують з циркулюючим ВСГ, підігрівають в ТО, потім в секції печі П-1 і подають в реактор P-1. На установці є 3-4 адиабатических реактора і відповідне число секцій багатокамерною печі П-l для межступенчатом підігріву реакційної суміші. На виході з останнього реактора суміш охолоджують в ТО і холодильнику до 20-40 ?С і направляють в сепаратор високого тиску. З-1 для відділення циркулюючого ВСГ від каталізата. Частина ВСГ після осушення цеолітами в адсорбере Р-4 подають на прийом циркуляційного компресора, а надлишок виводять на блок попередньої ГО бензину і передають ін. Споживачам водню. Нестабільний каталізата з C-1 подають в сепаратор низького тиску. З-2, де від нього відокремлюють легк. Углєв-ди. Виділилися в сепараторі С-2 газову і рідку фази направляють у фракционируют абсорбер K-1. Абсорбентом служить стабільний каталізата (бензин). Низ абсорбера підігрівають гарячим струменем через піч П-2. У абсорбере при тиску. 1,4 МПа і t внизу 165 і вгорі 40 ?С відокремлюють сухий газ. Нестабільний каталізата, виведений з низу K-1, після підігріву в ТО подають в колону стабілізації К-2. Тепло в низ К-2 підводять циркуляцією і підігрівом в печі П-1 частини стабільного конденсату. Головний фр-ю стабілізації після конденсації і охолодження направляють в приймач С-З, звідки частково повертають в К-2 на зрошення, а надлишок виводять з установки. Частина стабільного каталізата після охолодження в ТО подають у фракционируют абсорбер K-1, а балансовий його надлишок виводять з установки.

Основними реакційними апаратами установок (або секцій) КР з періодичної регенерацією кат-ра явл. адиабатические реактори шахтного типу зі стаціонарним шаром кат-ра. На установках раннього покоління застосовувалися реактори аксіального типу з низхідним або висхідним потоком реакційної суміші. На суч. високопродуктивних установках застосовуються реактори тільки з радіальним рухом потоків переважно від периферії до центру.

Радіальні реактори забезпечують значно менший гідравлічний опір, в порівнянні з аксіальним.

Технологічні параметри КР

Температурний режим процесу і розподіл обсягу каталізатора щодо реакторів. Оскільки процес ріформірованія сильно ендотермічен, його здійснюють в каскаді з трьох-чотирьох реакторів з проміжним підігрівом сировини. У першому по ходу сировини реакторі проходить в основному протікає з максимальною швидкістю сильно ендотермічна реакція дегідрування нафтенов. В останньому реакторі протікають переважно ендотермічні реакції дегидроциклизации і досить інтенсивно екзотермічні реакції гідрокрекінгу парафінів. Тому в першому реакторі має місце найбільший (30-50 ?С), а в останньому найменший перепад (градієнт) температур між входом в реактор і виходом з нього. Високий температурний градієнт в головних реакторах риформінгу можна знизити, якщо обмежити глибину протікають в них реакцій ароматизації. Це може бути досягнуто при заданому температурному режимі тільки зменшенням часу контакту сировини з каталізатором, тобто обсягу каталізатора в них. У зв'язку з цим на промислових установках риформінгу головний реактор має найменший обсяг каталізатора, а хвостовий - найбільший. Для трехреакторного блоку розподіл обсягу каталізатора сходами становить від 1: 2: 4 до 1: 3: 7 (в залежності від хімічного складу сировини і цільового призначення процесу).

Зазвичай початкова температура лежить в межах 480-500 ° С і лише при роботі в жорстких умовах становить 510 ?С. У міру закоксовиванія і втрати активності каталізатора температуру на вході в реактори поступово підвищують, підтримуючи стабільну якість каталізата, причому середнє значення швидкості підйому температури за межрегенерационного цикл становить 0,5 - 2,0 ° С в місяць. Максимальна температура нагріву сировини на вході в останній реактор зі стаціонарним шаром каталізатора досягає до 535 ?С.

при тисках 3 - 4 МПа коксоутворення пригнічується в такій мірі, що установки риформінгу зі стаціонарним шаром каталізатора можуть працювати без його регенерації практично більше 1 року. Застосування бі- і поліметалічних каталізаторів дозволяє проведення процесу при 1,5-2,0 МПа без регенерації каталізатора протягом 1 року.

Кратність циркуляції водородсодержашего газу. Цей параметр визначається як відношення обсягу циркулюючого водородсодержащего газу (ВСГ), приведеного до нормальних умов, до обсягу сировини, що проходить через реактори в одиницю часу (м3/ м3).

З огляду на, що в циркулюючому ВСГ концентрація водню змінюється в широких межах - від 65 до 90% об., А молекулярна маса сировини залежить від фракційного і хімічного складів, краще користуватися Мольн ставленням водень: Сировина (іноді моль водню на моль вуглецю сировини).

Вибір цього параметра проводиться з урахуванням стабільності каталізатора, якостей сировини і продуктів, жорсткості процесу і заданої тривалості межрегенерационного циклу.

При використанні поліметалічних каталізаторів на установках зі стаціонарним каталізатором мольное відношення водень: сировина, рівне 5-6, забезпечує тривалість межрегенерационного циклу до 12 місяців.

Об'ємна швидкість подачі сировини впливає на процес риформінгу як параметр, зворотний часу контакту сировини з каталізатором. Оптимальне значення об'ємної швидкості встановлюють з урахуванням якостей сировини і риформінгу, жорсткості процесу і стабільності каталізатора. Зазвичай об'ємна швидкість в процесах ріформірованія бензинів становить 1,5-2,0 год-1.


46. призначення процесу ізомеризації. Сировина і продукти процесу

Цільовим призначенням процесів каталітичної ізомеризації в сучасній нафтопереробці є отримання високооктанових ізокомпонентов автобензинів або сировини нафтохімії, перш за все изопентана для синтезу изопренового каучуку.

Висока ефективність процесів ізомеризації полягає в тому, що в якості сировини використовуються низькооктанові компоненти нафти - фракції н. к.-62 ?С і рафінати каталітичного риформінгу, що містять в основному н-пентану і н-гексани. Ця сировина (а також фракції C5 і С6, Одержувані з ДФУ) изомеризуется в середовищі водню в присутності біфункціональних каталізаторів. Високі детонаційна стійкість і випаровуваність продуктів ізомеризації вуглеводнів C5 і С6 обумовлюють їх виняткову цінність як низкокипящих високооктанових компонентів неетилованих автобензинів.

Харатеристики одержуваного продукту.

1. Високі ОЧ.

2. Низька чутливість (1-2 пункту)

3. Низька собівартість.

4. Немає АР УВ.

Собівартість ізомеризат приблизно в 3 рази нижче, ніж алкілат. Причому процес ізомеризації має більш широку і надійну сировинну базу, ніж алкілування. У преспективу процес ізомеризації може бути інтефісірован застосуванням низькотемпературних каталізаторів, перекладом ректифікації на цеолітні або мембранне розділення.




різновиди крекінгу | Хімізм і механізм реакцій процесу ізомеризації. каталізатори процесу

Промисловий каталіз. Сутність і види каталізу | сировинна підсистема | Виробництво водню. | Виробництво сірчаної кислоти. Джерела сировини. | Хімізм і механізм реакцій процесу термічного крекінгу. Короткі відомості з історії процесу термічного крекінгу. | Схема і параметри процесу ТКДС | Осн. положення механізму термолітіческіх р-ций нафт. сировини. | Схема процесу пічного вісбрекінгу. реакційна апаратура | Хімізм і механізм реакцій процесу ЗК. Історія розвитку | Призначення. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати