Каталитикалық риформинг үрдісі

1. Процесстің пайда болу тарихы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
2. Каталитикалық риформинг үрдісінің мақсаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
3. Каталитикалық риформинг құрылымдарының реакторлары ... ... ... ... ... ...6
4. Үрдістің негізгі технологиялық параметрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
5. Процестің физика . химиялық негіздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...10
6. Шикізат және каталитикалық риформинг өнімдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13
7. Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16

Шамамен каталитикалық крегингпен бір кезеңде каталитикалық риформинг те өндіріске ене бастады. Бұл процестің негізінде алтымүшелі нафтендер мен нормалды парафиндердің ароматикалық көмірсутектеріне каталитикалық ауысуы жатады. Бірінші реакцияны 1911ж. Н.Д. Зелинский ашты. Екінші реакцияны бір мезгілде бірден үш ғылыми орталықта ғалымдар Б.А. Казанский, Б.Л. Молдавский, Г.Д. Камушер, В.И. Каржов, А.Ф. Платэ ашты.
Бірінші каталитикалық риформинг қондырғысы 1940ж. іске қосылды. II дүниежүзілік соғыс кезінде осындай қондырғыларда толуол алынды, оның шығымы пиролизбен алынғанға қарағанда жоғары болады. Каталитикалық риформинг, одан толуолды бөліп алғаннан кейін, ұшақ бензинінің компоненті болады.
Өндірістік мұнай-химия синтезінің өсуімен каталитикалық риформингтің маңызы соғыстан кейін төмендеп, кейін тез өсе бастады. Процесті өте маңызды ароматикалық көмірсутектерін - бензол, толуол және ксилолдар алуда пайдаланады. Сонымен каталитикалық риформинг жоғары октанды автомобиль бензиндерін өндіруде жетекші міндетін атқарады, оны жаңа, активті және талғамды катализаторларды өндіру негізінде жетілдіруде.

1. Сороко В.Е., Вечная С.В., Попова Н.Н. Основы химической технологии – Л.: Химия, 1986
2. Сарданашвили А.Т., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа – М.: Химия, 1973
3. Позин М.Е., Зиник Р.Ю. Физико-химические основы химической технологии. –Л.: 1985.
4. Расчеты химико-технологических процессов./Под ред. Мухленова И.П. –Л.: Химия, 1976
5. Общая химическая технология./Под ред.Мухленова И.Г. –М.: 2002.
Бесков С.Д. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. –М.: 2002

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны:
1. Процесстің пайда болу тарихы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
2. Каталитикалық риформинг үрдісінің мақсаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
3. Каталитикалық риформинг құрылымдарының реакторлары ... ... ... ... ... ...6
4. Үрдістің негізгі технологиялық параметрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .8
5. Процестің физика - химиялық негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .10
6. Шикізат және каталитикалық риформинг өнімдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..13
7. Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16

Процесстің пайда болу тарихы

Шамамен каталитикалық крегингпен бір кезеңде каталитикалық риформинг те өндіріске ене бастады. Бұл процестің негізінде алтымүшелі нафтендер мен нормалды парафиндердің ароматикалық көмірсутектеріне каталитикалық ауысуы жатады. Бірінші реакцияны 1911ж. Н.Д. Зелинский ашты. Екінші реакцияны бір мезгілде бірден үш ғылыми орталықта ғалымдар Б.А. Казанский, Б.Л. Молдавский, Г.Д. Камушер, В.И. Каржов, А.Ф. Платэ ашты.
Бірінші каталитикалық риформинг қондырғысы 1940ж. іске қосылды. II дүниежүзілік соғыс кезінде осындай қондырғыларда толуол алынды, оның шығымы пиролизбен алынғанға қарағанда жоғары болады. Каталитикалық риформинг, одан толуолды бөліп алғаннан кейін, ұшақ бензинінің компоненті болады.
Өндірістік мұнай-химия синтезінің өсуімен каталитикалық риформингтің маңызы соғыстан кейін төмендеп, кейін тез өсе бастады. Процесті өте маңызды ароматикалық көмірсутектерін - бензол, толуол және ксилолдар алуда пайдаланады. Сонымен каталитикалық риформинг жоғары октанды автомобиль бензиндерін өндіруде жетекші міндетін атқарады, оны жаңа, активті және талғамды катализаторларды өндіру негізінде жетілдіруде.

Каталитикалық риформинг үрдісінің мақсаты

Мұнайдың, әсіресе күкірттенген парафинденген мұнайлардың бастапқы өңдеу нәтижесінде төмен октандық санмен бензиндік фракциялар алынады. Каталитикалық риформинг арқылы төмен октандық бензиндік фракциялар автомобильдік, тіпті авиациялық бензиннің жоғары октандық компоненттеріне айналдырылады. Сонымен қатар, риформинг нәтижесінде, әсіресе, аса тар бензиндік фракциялар риформингі нәтижесінде органикалық синтез үшін маңызды ароматты көмірсутектерін (бензол, толуол және ксилолдар) алуға болады. Каталитикалық риформинг мұнай өңдеу өндірісінің жетекші үрдістерінің біріне айналды. Оның көмегімен халық шаруашылығының дамуында маңызы зор мәселелер шешіледі: ароматты көмірсутектерді алу, автомобильдік бензиндердің сапасын арттыру және тіпті авиациялық бензиндерді алу мүмкіндігі.
Каталитикалық риформинг үрдісінің ерекшелігі - бұл үрдіс жоғары температура мен қысымда, арнайы катализаторлардың қолданылуымен сутектік ортада өтеді.
Каталитикалық риформингтің белгілі көлемі қазіргі мұнай өңдеу зауыттарының әр қайсысында дерлік бар. Каталитикалық риформингтің тағы бір ерекшелігі - бұл үрдіс кезінде сутегінің артық мөлшері алынады. Мұнай дистилляттарын гидротазалауда каталитикалық риформингтің сутегісін пайдалану капитал енгізулерді біраз қысқартып, бұл құрылымдарда эксплуатациялық шығындарды азайтады.
Каталитикалық риформингті жаппай ендіргенге дейін жылулық риформинг, сонымен қатар ауыр шикізаттың жеңіл крекингі мен тікелей өңдеу бензинінің жылулық риформингінің аралас үрдісі қолданылып келді. Кейін жылулық риформинг каталиттік риформингпен салыстырғанда техникалық - экономикалық көрсеткіштері төмендігінен қолданыстан шықты.
Белгілі себептермен мұнайдан жарық өнімдер көп алынбайтын және сондықтан каталитикалық крекинг үрдісі аз дамыған елдер үшін каталитикалық риформинг өте үлкен рөл мен маңызға ие болуда. Бұл елдерде каталитикалық риформинг үлесі - мұнайдың бастапқы өңделуімен салыстырғанда 15-20%-ды құрайды.
Нәтижесінде шығарылатын риформат 73-90%-ға жететін каталитикалық риформинг үрдістері шикізат пен әдетте құрамында платина бар белсенді катализатордың әрекеттесуіне негізделген.
Соңғы кездері жеңіл көмірсутектерден жанармайлық газ алу мақсатымен каталитикалық риформинг үрдістері жасалған. Алуан түрлі өнімдерді алу мүмкіндігі пайда болғандықтан, шикірат ретінде мұнайдың тікелей өңделуінің бензиндік фракцияларын ғана емес, - басқа да мұнай өнімдерін пайдалану мүмкіндігі де туды.
Каталиттік риформинг - құрамында сутегі көп (көл. 70-80% ) газдық ортада өтеді. Бұл көмірсутектердің терең ыдырауы мен көп кокстың пайда болуын болдырмай, үрдіс температурасын жоғарылатуға жол ашады. Нәтижесінде нафтендік көмірсутектердің дегидрация жылдамдығы, парафиндік көмірсутектердің изомеризациясы мен дегидроциклизациясы жылдамдығы артады. Үрдістің мақсатына, режимі мен катализаторға қарай алынатын өнімдердің шығуы мен сапасы біршама өзгереді. Алайда, каталитикалық риформинг жүйелерінің көбісіне ортақ болып табылатын - ароматты көмірсутектер мен құрамында сутегі бар газдың қалыптасуы[3 268].
Каталитикалық риформинг үрдісінің мақсаты және алынатын өнімге қойылатын талаптар эксплуатацияда икемді құрылымды қажет етеді. Өнімнің қажетті сапасына шикізат, катализатор және технологиялық режим таңдау арқылы қол жеткізіледі. Бұл факторлар каталиттік риформинг құрылымының жобасын жасау мен қайта құру міндеттерінің негізі болуы тиіс.
Каталитикалық риформинг нәтижесінде алынатын құрамында сутегі бар газ - арнайы алынатын сутегіден арзан; оны мұнай өңдеудің гидротазалау және гидрокрекинг тәрізді басқа да үрдістерде пайдаланады.
Құрамында күкірт немесе шекаралық емес көмірсутектері бар екінші қатарлы бензиндері бар шикізаттың каталитикалық риформингі кезінде катализатор тез уланады. Сондықтан, каталитикалық риформингтің алдында бұндай шикізатты гидротазалаудан өткізу керек. Бұл катализатордың ұзақ мерзім бойы регенерациясыз жұмыс істеуін қамтамасыз етеді және құрылымның жұмысының техникалық - экономикалық көрсеткіштерін жақсартады.

Каталитикалық риформинг құрылымдарының реакторлары

Гидротазалау мен риформингтің реакторлық блоктары ең күрделі құрылым және аппаратурамен қамтылған. Аса маңызды аппараттар - реакторлар және көп камералы пештер. Басқа құрылымдар (жылуалмастырғыш, қайнатқыш, конденсатор - тоңазытқыштар және т.б.) мұнай өңдеудегімен бірдей болып келеді. Құрылым мен аппаратураның реакторлық блогының жұмысының ерекшелігі - жоғары температура мен қысым, сонымен қатар қатаң режимдегі сутегінің болуы.
Реактор - түбі шарды болып келетін цилиндр тәрізді вертикалды ыдыс. 525˚C температура мен 2-5 МПа қысымда сутегі металдарда жарықтардың пайда болуы мен көтерілуін тудыратын сутегілік коррозиясына әсер етеді. Сондықтан жылу изоляциясы үшін де реактордың ішкі жағын торкретбетондық футеровкамен қаптайды. Сонымен қатар, реактордың ішінде болат перфорирленген стақан қойылады, оның қабырғасы мен аппарат қабырғасы арасында газ қабаты болады. Футеровканың бұзылуы қызып кету мен реактор қабырғасының ыдрауына әкеліп соқтырады. Сондықтан, сыртқы термопаралар арқылы металдың сыртқы қабатының температурасын үнемі бақылап отыру қажет (150˚C аспауы тиіс). Реактордың корпусы мен түбін жасау үшін арнайы өңделген 09Г2ДТ маркалы болат немесе 12ХМ болаты қолданылады. Реактордың ішкі арматурасы және қосатын фасондық патрубкалар легирленген болаттан жасалады.
Каталитикалық риформингтің алғашқы құрылымдарында - газ шикізаттық ағынның аксиалды (аппараттың өзегі бойымен) қозғалысымен реакторлар қолданылды. Риформингтің соңғы реакторы (шикізат барысымен) шикізатты ендіру және өнімді шығаруға арналған жоғарғы штуцер аппараттың үстінде орналасқан. Катализаторды аппаратқа жоғарғы штуцер арқылы енгізіп, төменгі штуцер арқылы шығарады. Әр аппаратта катализатордың регенерациясы кезінде жүйені эжектілеуде бу шығу үшін штуцерлер жасалған. Ағынның аксиалды қозғалысы бар реакторлардағы соңғы кездердегі қысымның күрт жоғары - төмен ауысуына (1,3-1,5МПа) байланысты газ шикізаттық ағынның радиалды қозғалысы бар реакторлар қолданыла бастады (реакциялық қоспа реакторда катализатор қабаты арқылы радиалды бағытта, ао катализатор вертикалды бағытта қозғалады). Бұл типтес реакторлар кіші гидравликалық қарсылықпен (0,8 МПа-дан аспайды) сипатталады. Биіктіктің диаметрге қатынасы үлкен болған кезде де, ішкі құрылымдардың минимумы болып, катализатордың бірдей таралуын қамтамасыз етуге болады, сондықтан катализатор аз мүжіледі. Сондықтан, каталитикалық риформингтің ескі катализаторларын аксиалдыдан радиалдыға аударып, жаңаларын тек радиалды түрімен шығарады. Жаңадан жобаланатын және құрылатын құрылымдарда реакторлардың корпустары мен түптерін екі қабат болаттан (12ХМОХ18Н10Т) жасайды, сондықтан олар қосымша футеровканы қажет етпейді.
Каталитикалық риформинг құрылымдары горизонталды және вертикалды болып келетін, жылжымалы бастарымен, U түріндегі трубкаларымен қамтылған конденсатор - тоңазытқышы - ауалық жылуалмастырғыштар кең пайдаланады. Оған қоса, құрылымдар вертикалды көп камералы пештер және өзге қазіргі заманғы аппаратурамен қаматмасыз етілуде.

Үрдістің негізгі технологиялық параметрлері

Қысым. Жоғары қысым катализатордың ұзақ мерзім бойы жұмыс істеуін қамтамасыз етеді; себебі, қысымның көтерілуімен катализатордың кокстануы және оның күкірттенген, басқа да улы заттармен улануына сезімталдығы азаяды. Қысымның жоғарылауы гидрокрекинг пен деалкилдану реакцияларының жылдамдығын арттырады, бұндағы тепе - теңдік парафиндердің қалыптасуы жағына жылжиды.
Cутегінің жұмысшы қысымының және сәйкесінше, парциалды қысымының төмендеуі - парафиндік және нафтендік көмірсутектердің ароматизациясы дәрежесінің жоғарылауына әкеледі. Қысымның төмендеуі нафтендік көмірсутектердің дегидрациясы 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 бар - катализатордың (платиналық) тез кокстануы. Нәтижесінде катализатордың белсенділігі төмендеп, жиі регенерация жасау немесе тіпті катализаторды айырбастау қажеттігі туады.
Температура. Үрдістің негізгі реттеуші параметрі - реактордың ауыз жағындағы температура.
Каталитикалық риформингке қатысты температураның жоғарылауы ароматты көмірсутектердің қалыптасуына себеп болады және кері реакциясның 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 кокстануы да тездейді. Сөйтіп, каталиттік риформингке температураны таңдауды технологиялық режимнің басқа параметрлерімен ұйлестіру қажет; шикізат пен катализатордың сапасы үшін де.
Көлемдік жылдамдықты жоғарылату үшін, шикізат шығынын арттыру немесе катализаторды реакторға ендіруін азайту керек. Көлемдік жылдамдықтың өсуімен тұрақты өнімнің шығуы және циркуляцияланатын газдағы сутегі концентрациясы да өседі, сутегінің және жеңіл көмірсутектердің шығуы төмендейді, ал ең маңыздысы, ароматты көмірсутектердің шығуы азаяды. Көлемдік жылдамдықтың өсуімен каталитикалық риформингтегі ароматты көмірсутектердің ресурстары азаяды, ал бензиннің шығуы ұлғаяды, бірақ оның октандық саны азаяды; бензиннің қаныққан буының қысымы мен бензиндегі ароматты көмірсутектер мен 100˚C-та қайнайтын фракциялар азаяды.
Парафиндік көмірсутектердің минималды деструкциясын сақтай отырып, көп мөлшерде ароматты көмірсутектер мен сутегі алу үшін, шикізаттың реакция зонасында аз уақыт ұстай отырып, яғни, жоғары көлемдік жылдамдықпен үрдісті өткізу қажет.
Риформинг үрдісін шикізатты беру көлемдік жылдамдығы 0,6сағ‾¹, температура 480˚C және жүру уақыты 3 сағат жағдайында өткізді.
Шикізатты кең шеңберде реттеуге болады. Төменгі шек сутегінің берілген парциалды қысымын сақтау үшін берілетін газдың минималды мүмкін мөлшерімен, ал жоғарғы шек - газокомпрессорлық құрылымның қуатымен анықталады.
Циркуляциялайтын құрамында сутегі бар газ қатынасы. Сутегі құрамдас газ қатынасын көбейту: шикізат екі қарама - қарсы бағытта көрініс табады. Сутегінің парциалды қысымының өсуі дегидрация реакциясын басады, бірақ реактор арқылы циркуляциялайтын газ мөлшерінің өсуі температураның түсуіне себеп болады, нәтижесінде катализатордың орта температурасы жоғарылайды және өтетін реакциялар жылдамдығы өседі. Риформинг - бензиннің тұрақты октандық санын сақтап отыру үшін реактордың ауыз жағындағы температураны төмендету керек.
Жұмыс барысында берілген режимнің барлық шарттары орындалып, тұрақты құрам шикізаты өңделгенімен, катализатордың белсенділігі төмендейді. Сондықтан, ойлаған мөлшерде қажетті сапда өнімдер алу үшін катализатордың белсенділігі азайған сайын реактордағы температураны көтеруге тура келеді.
Қатаң режим дегеніміз белгілі бір сападағы бензин алуды қамтамасыз ететін режим. Риформингтің қатаңдығына байланысты бензиннің ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.