Каталитикалық риформинг туралы

І. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
ІІ. Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.1.Каталитикалық риформинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
2.1.1.Процестің даму тарихы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.1.2. Процестің мақсаты мен алынатын өнімдер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4
2.1.3. Процестің шикізаты мен параметрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
2.1.4. Қолданылатын катализаторлар мен процестің механизмі ... ... ... ... ... ..8
2.1.5. Риформинг құрылымының реакторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...10
2.1.6. Каталитикалық риформинг құрылымының технологиялық
схемасыныңсипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..13
ІІІ.Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...15
ІV. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16

Қазіргі кезде каталитикалық риформинг мұнай өңдеу процестері мен мұнай химия өндірісінде жетекші салалардың бірі. Осы процесс барысында бензин фракцияларының сапасын жақсарту мен күкіртті және аса жоғары күкіртті мұнайлардан ароматты көмірсутектер алу мүмкін болып отыр. Соңғы уақытта жеңіл көмірсутектерден отынды газ алу мақсатындағы каталитикалық риформингтің жаңа түрі жасалуда. Әр түрлі өнімдерді өндіру мүмкіндігі шикізат ретінде тек тура айдаудың бензин фракцияларын емес сонымен қатар мұнай өнімдерінің басқа түрлерін қолдануға жол ашты.
Каталитикалық риформинг процесі - жоғары температура мен қысымда, арнайы катализаторлардың қолданылуымен сутектік ортада өтеді.
Процестің негізгі мақсаты төмен октандық бензиндік фракциялардан автомобильдік, авиациялық бензиннің жоғары октандық компоненттеріналу.Сонымен қатар аса тар бензиндік фракциялар риформингі нәтижесінде органикалық синтез үшін маңызды ароматты көмірсутектерді (бензол, толуол және ксилолдар) алу болып саналады.
Каталитикалық риформингтің бір ерекшелігі - бұл үрдіс кезінде сутегінің артық мөлшері алынады. Осы алынған құрамында сутегі бар газ - арнайы алынатын сутегіден арзан; оны мұнай өңдеудің гидротазалау және гидрокрекинг тәрізді басқа да процестерде пайдалану өндіріске экономикалық жағынан тиімді. Сондықтан риформинг процесінің негізгі мақсатты бағыттарының бірі ретінде сутекті газ өндіру болып табылады.

1. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа.. Часть1. – М.: Химия,
1972. – 359с.
2. Банов П.Г. Процессы переработки нефти. Часть 1. - М., 2000г.
3. Ахметов С.А.Технология глубокой переработка нефти и газа. – Уфа: Гилем,
2002-672с.
4. Ахметов С.А. , Левинтер М.Е. Мұнайды терең өңдеу. – М.: Химия, 1992. –
223б.
5. Омаралиев Т.О. Мұнай мен газды өңдеудің химиясы мен технологиясы.1-
бөлім. Құрылымды өзгертпей өңдеу процестері.Алматы: Білім, 1998.–432б.
6. Ахметов С.А., Сериков Т.П., Кузеев И.Р., Баязитов М.И. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа. CПб.Недра: Под ред. Ахметова С. А.,2006.
7. Омаралиев Т.О. Мұнай мен газды өңдеудің химиясы және технологиясы. II – бөлім. Астана: Фолиант, 2011.
8. Ткачев С.М. Технология переработки нефти и газа. Процессы глубокой переработки нефти и нефтяных фракций. ч.1. Новополоцк: ПГУ, 2006.
9. Кузнецов А.А., Кагерманов С.М., Судаков Е.Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. Ленинград, «Химия»,
1974.
10. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И. Дытнерского. – М.: Химия, 1983. – 272 с.,ил.
11. Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. М., «Химия», 1973.

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 15 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ
І. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
ІІ. Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.1.Каталитикалық риформинг ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.1.1.Процестің даму тарихы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.1.2. Процестің мақсаты мен алынатын өнімдер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4
2.1.3. Процестің шикізаты мен параметрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
2.1.4. Қолданылатын катализаторлар мен процестің механизмі ... ... ... ... ... ..8
2.1.5. Риформинг құрылымының реакторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...10
2.1.6. Каталитикалық риформинг құрылымының технологиялық
схемасыныңсипаттамасы ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..13
ІІІ.Қорытынды ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...15
ІV. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16

Кіріспе

Қазіргі кезде каталитикалық риформинг мұнай өңдеу процестері мен мұнай химия өндірісінде жетекші салалардың бірі. Осы процесс барысында бензин фракцияларының сапасын жақсарту мен күкіртті және аса жоғары күкіртті мұнайлардан ароматты көмірсутектер алу мүмкін болып отыр. Соңғы уақытта жеңіл көмірсутектерден отынды газ алу мақсатындағы каталитикалық риформингтің жаңа түрі жасалуда. Әр түрлі өнімдерді өндіру мүмкіндігі шикізат ретінде тек тура айдаудың бензин фракцияларын емес сонымен қатар мұнай өнімдерінің басқа түрлерін қолдануға жол ашты.
Каталитикалық риформинг процесі - жоғары температура мен қысымда, арнайы катализаторлардың қолданылуымен сутектік ортада өтеді.
Процестің негізгі мақсаты төмен октандық бензиндік фракциялардан автомобильдік, авиациялық бензиннің жоғары октандық компоненттеріналу.Сонымен қатар аса тар бензиндік фракциялар риформингі нәтижесінде органикалық синтез үшін маңызды ароматты көмірсутектерді (бензол, толуол және ксилолдар) алу болып саналады.
Каталитикалық риформингтің бір ерекшелігі - бұл үрдіс кезінде сутегінің артық мөлшері алынады. Осы алынған құрамында сутегі бар газ - арнайы алынатын сутегіден арзан; оны мұнай өңдеудің гидротазалау және гидрокрекинг тәрізді басқа да процестерде пайдалану өндіріске экономикалық жағынан тиімді. Сондықтан риформинг процесінің негізгі мақсатты бағыттарының бірі ретінде сутекті газ өндіру болып табылады.

2.1. Каталитикалық риформинг
2.1.1 Процестің даму тарихы
Каталитикалық риформингті өндіріске ендіргенге дейін жылулық риформинг, сонымен қатар ауыр шикізаттың жеңіл крекингі мен тікелей өңдеу бензинінің жылулық риформингінің аралас үрдісі қолданылып келді.
Каталитикалық риформинг процесінің алюмохромомолибден катализаторы (540˚С температурада, 4-4,5 МПа сутек қысымында өткізілген гидроформинг) қатысындағы ең алғашқы өндірістік қондырғысы өндіріске қолданылуға 1940 жылы енгізілді және АҚШ пен Германияның мұнай өңдеу зауыттарында кең қолданыс тапты. Сол кездері гидрокрекинг процесінің негізгі қолданылу мақсаты- авто және авиабензиндерінің жоғары октанды (октан саны 80) компоненттерін алу болса, ал ІІ дүниежүзілік соғыс жылдарындатринитротолуол алу үшін қажетті шикізат ретінде толуол өндіру болды. Соғыс жылдарында АҚШ-та осы гидроформинг процесі барысында шамамен 120 мың тонна толуол өндірілсе, Германияда толуол мен авиабензиннің жоғары октанды компоненттерін алу үшін гидроформингтің алты өндірістік қондырғылары жұмыс істеді. Соғыстан кейінгі жылдарда толуолға сұраныс төмендеуіне байланысты гидроформинг қондырғылары жоғары октанды бензин алу режиміне көшті. 1949 жылы монометалды фторланған алюмоплатиналы катализатор қатысында каталитикалық риформингтің ЮОП фирмасы жасап шығарған бірінші қондырғысы өндірістік қолданысқа енгізілді [1 749].
Каталитикалық риформингтің тиісті салмағы мұнай өңдеу көлеміне шаққанда АҚШ пен Батыс Еуропа елдерінде 23 және 11-19%, ал бұрынғы КСРО-да 9% шамасын құраған. Бұл процестің кең өріс алуының себептерінің бірі - химия өндірісінде бағалы моноциклді ароматикалық көмірсутектер - бензол, толуол, ксилол сияқты жеке көмірсутектерге сұраныстың өсуі болды. Сондықтан 1977 жылы АҚШ пен Батыс Еуропа елдерінде каталитикалық риформингтің барлық қондырғылары шамамен 7-10% бензол, толуол және ксилолдарды алуға пайдаланылған [2 172].

2.1.2. Процестің мақсаты мен алынатын өнімдер
Қазіргі кезде каталитикалық риформинг мұнай өңдеу процестері мен мұнай химия өндірісінде жетекші салалардың бірі. Осы процесс барысында бензин фракцияларының сапасын жақсарту мен күкіртті және аса жоғары күкіртті мұнайлардан ароматты көмірсутектер алу мүмкін болып отыр. Соңғы уақытта жеңіл көмірсутектерден отынды газ алу мақсатындағы каталитикалық риформингтің жаңа түрі жасалуда. Әр түрлі өнімдерді өндіру мүмкіндігі шикізат ретінде тек тура айдаудың бензин фракцияларын емес сонымен қатар мұнай өнімдерінің басқа түрлерін қолдануға жол ашты.
Каталитикалық риформинг процесі - жоғары температура мен қысымда, арнайы катализаторлардың қолданылуымен сутектік ортада өтеді.
Процестің негізгі мақсаты төмен октандық бензиндік фракциялардан автомобильдік, авиациялық бензиннің жоғары октандық компоненттеріналу.Сонымен қатар аса тар бензиндік фракциялар риформингі нәтижесінде органикалық синтез үшін маңызды ароматты көмірсутектерді (бензол, толуол және ксилолдар) алу болып саналады.
Каталитикалық риформингтің бір ерекшелігі - бұл үрдіс кезінде сутегінің артық мөлшері алынады. Осы алынған құрамында сутегі бар газ - арнайы алынатын сутегіден арзан; оны мұнай өңдеудің гидротазалау және гидрокрекинг тәрізді басқа да процестерде пайдалану өндіріске экономикалық жағынан тиімді. Сондықтан риформинг процесінің негізгі мақсатты бағыттарының бірі ретінде сутекті газ өндіру болып табылады.
Процестің барысында алынатын негізгі өнімдер: құрамында 30-дан 60%-ға дейін ароматты көмірсутектер қалғаны циклоалкандар мен қалыпты және изоқұрылымды алкандардан тұратын фракциялар. Осы алынған фракция құрамынан арендерді бөліп алу үшін арнайы қондырғыда экстракциялайды. Экстракция нәтижесінде алынатын өнімдер: бензол, толуол, ксилол, этилбензол және жоғары ароматты көмірсутектер мен 95%-ы парафинді көмірсутектерден (мотор әдісі бойынша октан саны 45) тұратын ароматсыздандырылған (деароматтау) бензин (рафинат). Алынған рафинат жартылай еріткіш алуда, көмірсутекті газдар мен октан саны 75 болатын автобензин компонентін алу үшін талғамды гидрокрекинг шикізаты ретінде пайдаланылады. Ал ароматты көмірсутектер дәрі ретінде, түрлі бояғыштар, жасанды каучуктер мен жуғыш заттар, талшықтар, инсектицидтер, присадкалар, пластмассалар сияқты өнімдер алуда қолданылады.
Сонымен қатар риформингтің жанама өнімі ретінде - сутекті газ түзіледі. Оның қолданылуы мұнай өнімдерін гидротазалаудың өндірістік процестерін кеңінен дамытты.

2.1.3. Процестің шикізаты мен параметрлері
Каталитикалық риформинг шикізаты ретінде қайнау температурасы 60°С және одан жоғары, ал соңғы қайнау температурасы 180°С-ден жоғары емес бензин фракциялары қолданылады. Қайнау температурасы 60°С-ден төмен жеңіл бензиндерді риформингтеу тиімсіз, себебі бұл фракция құрамында ароматты көмірсутектерге айналатын цикландар да, алкандар да жоқ, тек көміртек атомының саны алтыдан төмен газға айналатын көмірсутектер ғана бар. Бұл фракциялар газ шығымын арттырып, қондырғыға күш түсіреді, әрі газ түзілуге сутек шығындалады.
Қайнау температурасы 180°С-тан жоғары фракция процесс барысында қолданылатын катализаторда кокстің жиналуын арттырады, нәтижесінде оның жұмыс істеу уақыты қысқарады.
Қондырғының міндетіне байланысты әр түрлі аралықта қайнайтын бензин фракциялары қолданылады. Жоғары октанды бензин алу үшін 85-180°С және 105-180°С аралығындағы фракциялар алынатын болса, жеке көмірсутектер, мысалы бензол алу үшін - 60-85°С, толуол - 85-105°С, ксилол алу үшін - 105-140°С аралығында фракциялар қолданылады. Бірден ароматты көмірсутектер қоспасы мен жоғары октанды бензин алуға 62-180°С аралығында қайнайтын фракциялар пайдаланылады.
1-сурет. Әр түрлі фракцияларды (62 -- 140, 85 -- 140 и 105 -- 140°С) риформингтеудегі бензиннің октан санының оның шығымына тәуелділігі.
Октан саны 95-100 болатын жоғары октанды бензиндер өндірісінде каталитикалық риформингке шикізат ретінде бастапқы қайнау температурасы 105°С-тен жоғары болатын фракцияны қолданған дұрыс
(1-сурет), себебі риформинг бензинімен қатар сутектің шығымын артыруға мүмкіндік береді. Шикізаттың көмірсутектік құрамы риформинг бензинінің шығымына және ондағы ароматты көмірсутектердің мөлшеріне, сонымен қатар сутектің шығымы мен реакцияның жылу эффектісіне де әсер етеді.
Құрамында күкірт немесе шекаралық емес көмірсутектері бар екінші қатарлы бензиндері бар шикізатты қолдануда каталитикалық риформингі кезінде катализатор тез уланады. Сондықтан, каталитикалық риформингтің алдында мұндай шикізатты гидротазалаудан өткізу керек [2 180].
Процестің параметрлері.
Температура. Процестің температурасы 470-525ºС шамасында. Процестің негізгі реттеуші параметрі - реактордың ауыз жағындағы температура.
Каталитикалық риформингке қатысты температураның жоғарылауы ароматты көмірсутектердің қалыптасуына себеп болады және кері реакцияның өтуіне, сонымен қатар, нафтендік көмірсутектердің кейбір изомерлерінің гидрокрекингке оңай шалдығатын парафиндік көмірсутектерге айналуына қарсы тұрады. Каталитикалық риформинг үрдісіндегі температураның жоғарылауы әсерінен тұрақты бензиннің шығуы да азаяды және циркуляцияланатын газдағы сутегі концентрациясы төмендейді. Бұл жоғары температура кезінде гидрокрекинг рөлінің жоғарылауымен түсіндіріледі. Температура жоғарылыған сайын жеңіл көмірсутектер - пропан, н-бутан және изобутанның шығуы да артады. Сонымен қатар, бензиндегі ароматты көмірсутектер көбейіп, оның октандық саны артады. Нәтижесінде сутегінің қалыптасуы мен бензиннің қаныққан бу қысымы ұлғаяды, бензиндегі 100˚C-та қайнайтын фракциялар да көбейеді.
Алайда температураның өсуімен катализатордың кокстенуі де тездейді. Сөйтіп, каталиттік риформингке температураны таңдауды технологиялық режимнің басқа параметрлерімен үйлестіру қажет.
Қысым. Жоғары қысым катализатордың ұзақ мерзім бойы жұмыс істеуін қамтамасыз етеді, себебі қысымның көтерілуімен катализатордың кокстенуі және оның күкірттенген, басқа да улы заттармен улануына сезімталдығы азаяды. Қысымның жоғарылауы (2-4 МПа) гидрокрекинг пен деалкилдену реакцияларының жылдамдығын арттырады, мұндағы тепе - теңдік парафиндердің қалыптасуы бағытында жылжиды.
Cутегінің жұмысшы қысымының және сәйкесінше, парциалды қысымының төмендеуі - парафиндік және нафтендік көмірсутектердің ароматизациясы дәрежесінің жоғарылауына әкеледі. Қысымның төмендеуі нафтендік көмірсутектердің дегидратациясы мен парафиндердің дегидроциклизациясы дәрежесін көтереді, сонымен қатар, гидрокрекинг пен деалкилдану жылдамдығын төмендетеді. Бұл сутегінің және құрамында жоғарғы октандық санымен ароматты көмірсутегісі көп тұрақты бензиннің шығуын ұлғайтады. Дегенмен, қысымның төмендеуінің жағымсыз жағы да ол - катализатордың (платиналық) тез кокстенуі. Нәтижесінде катализатордың белсенділігі төмендеп, жиі регенерация жасау немесе катализаторды айырбастау қажеттілігі туады.
Шикізат берудің көлемдік жылдамдығы әдетте 1-2 сағ-1. Температура мен қысым өзгермеген жағдайда шикізат берудің көлемдік жылдамдығын төмендетсе риформаттың шығымы төмендейді, ондағы ароматты көмірсутектер мөлшері, газ шығымы мен кокстің жиналуы артады. Шикізат берудің көлемдік жылдамдығының төмен болуы экономикалық жағынан тиімсіз, себебі бұл жағдайда реактордың көлемін ұлғайту қажет болады.
Реакторға түсетін 0ºС температура мен 0,1 МПа қысымдағы сутекті газдың көлемі мен 20ºС температурадағы шикізат көлемі арасындағы қатынас сутекті газдың айналу еселігі деп аталады. Шикізат буын сутекпен сұйылту катализатордың жұмыс істеу ұзақтығына қолайлы әсер етеді. Айналу еселігі 1300-1800 м3м3 аралығында болады. Айналу еселігін көбейту шикізаттың айналу тереңдігін азайтумен қатар отынға, суға, электр қуатына деген пайдалану шығындарын өсіреді [2 186].

2.1.4 Қолданылатын катализаторлар мен процестің механизмі
Каталитикалық риформинг процестерінің ішінде бірінші болып гидроформинг процесі игерілді. Бұл процесс 480-550ºС температурада, 1,5-2,5 МПа сутек қысымында, алюминий-молибден (МоО3АI2О3) катализаторы қатысында жүргізілді. Қазіргі кезде каталитикалық риформинг қондырғылары платина катализаторы қатысында жұмыс істейді және процесс платформинг немесе алюминий-платина катализаторындағы риформинг деп аталады.
Алюминий-платина катализаторы 0,6%-дан көп емес платинаға отырғызылған алюминий оксидінен тұрады. Бұл - қосфункциялы катализатор. Катализ теориясы тұрғысынан қарастырсақ, қосфункциялы катализаторда жұптасқан және жұптаспаған электрондары бар активті орталықтар орналасқан. Жұптаспаған электрондар тотығу-тотықсыздану реакцияларын жылдамдатады. Бұл жағдайда платина гидрлеу-дегидрлеу катализаторы болады. Сондықтан алюминий-платина катализаторында алты мүшелі нафтендердің дегидрленуі мен алкандардың дегидроциклдену реакциялары жүреді. Алюминий оксиді - жұптаспаған электроны бар қышқылдық қасиет көрсететін зат. Сондықтан алюминий-платина катализаторында карбоний-иондық механизммен жүретін изомерлеу рекциялары белсенді болады. Катализатордың бұл функциясын арттыру үшін оны хлормен немесе фтормен промоторлайды. Катализатордың активтілігін, талғамдылығын және термиялық тұрақтылығын арттыратын промоторлар ретінде иттрий мен церий сияқты сирек кездесетін элементтер де қолданылады.
... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.