Катализдік риформинг: процесс катализаторлары, механизмі және негізгі факторлары
Кіріспе
1. Дистилляттардың катализдік риформингісі.
2. Катализдік риформинг: процесс катализаторлары, механизмі және негізгі факторлары.
3. Катализдік риформинг қондырғыларының аппараттары мен жабдықтары. Катализдік риформинг процесінің өндірістік қондырғылары
4. Риформинг 09рылымының реакторлары
5. Экологиялық мәселері
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиет
1. Дистилляттардың катализдік риформингісі.
2. Катализдік риформинг: процесс катализаторлары, механизмі және негізгі факторлары.
3. Катализдік риформинг қондырғыларының аппараттары мен жабдықтары. Катализдік риформинг процесінің өндірістік қондырғылары
4. Риформинг 09рылымының реакторлары
5. Экологиялық мәселері
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиет
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.
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.
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.
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.
1. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. 2 часть.-М.Химия,1980-328с
2. Ахметов С.А.Технология глубокой переработка нефти и газа. – Уфа: Гилем, 2002-672с.
3. Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти: технологические и экологические аспекты. Москва, Техника, 2001-384с
4. Банов П.Г. Процессы переработки нефти. М., 2000г.
5. Ахметов С.А. Производство моторных топлив.- Уфа, 1990-99с.
6. Левинтер М.Е. Производство моторных топлив. - Куйбышев.1982-92с.
7. Ахметов С.А., Левинтер М.Е. Глубокая переработка моторных топлив. – М.: Химия. 1992-223с.
8. Омаралиев Т.О. Мұнай мен газды өңдеудің арнайы технологиясы. 3 бөлім. Алматы: Білім, 2000ж-336б.
9. Кузнецов А.А., Кагерманов. С. М., Судаков Е. Н. Расчеты процессов и ап¬паратов нефтеперерабатывающей промышленности – Л.: Химия, 1974.
10. Фарамазов С. А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его экс¬плуатация. М: Химия, 1983.
2. Ахметов С.А.Технология глубокой переработка нефти и газа. – Уфа: Гилем, 2002-672с.
3. Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти: технологические и экологические аспекты. Москва, Техника, 2001-384с
4. Банов П.Г. Процессы переработки нефти. М., 2000г.
5. Ахметов С.А. Производство моторных топлив.- Уфа, 1990-99с.
6. Левинтер М.Е. Производство моторных топлив. - Куйбышев.1982-92с.
7. Ахметов С.А., Левинтер М.Е. Глубокая переработка моторных топлив. – М.: Химия. 1992-223с.
8. Омаралиев Т.О. Мұнай мен газды өңдеудің арнайы технологиясы. 3 бөлім. Алматы: Білім, 2000ж-336б.
9. Кузнецов А.А., Кагерманов. С. М., Судаков Е. Н. Расчеты процессов и ап¬паратов нефтеперерабатывающей промышленности – Л.: Химия, 1974.
10. Фарамазов С. А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его экс¬плуатация. М: Химия, 1983.
ЖОСПАРЫ
Кіріспе
1. Дистилляттардың катализдік риформингісі.
2. Катализдік риформинг: процесс катализаторлары, механизмі және негізгі факторлары.
3. Катализдік риформинг қондырғыларының аппараттары мен жабдықтары. Катализдік риформинг процесінің өндірістік қондырғылары
4. Риформинг 09рылымының реакторлары
5. Экологиялық мәселері
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиет
КІРІСПЕ
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.
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.
6. ДИСТИЛЛЯТТАРДЫҢ КАТАЛИЗДІК РИФОРМИНГІСІ
Мұнайларды алғашқы өңдеу кезінде, әсіресе күкіртті парафинді мұнайларды төмен ОС бензин фракциялары алынады. Каталитикалық риформинг көмегімен төмен октанды бензин фракцияларын автомобиль, кейде авиациялық бензиннің жоғары октанды компоненттеріне айналдырады. Сонымен қатар риформинг кезінде, әсіресе неғұрлым кеңейтілмеген бензин фракцияларының, органикалық синтездің маңызды шикізаты болып табылатын ароматты көмірсутектер (бензол, толуол, ксилол) алуға болады. Қазіргі уақытта ароматты көмірсутектерді каталитикалық риформингпен алу неғұрлым тиімді болып отыр. Сондықтан каталитикалық риформинг мұнай өңдеу өндірісінде ең кең тараған жетекші процесс болып отыр. Каталитикалық риформингпен салыстырғанда термиялық риформинг кезінде бензиндер шығысы 20-27% төмен және олардың ОС 5-7 пунктке төмен, сонымен қатар термиялық риформинг бензиндері сақтау кезінде тұрақсыз. Осы жағдай каталитикалық риформинг процесі жетекші роль атқаруына себеп болды.
Каталитикалық риформинг процесінің ерекшелігі, процесс сутектік ортада жоғары температуралар мен қысымда арнайы катализатор қолданумен өтеді.
Қондырғының типі мен жүйесіне байланысты технологиялық режим сутекті газ циркуляциясы жағдайында өткізіледі - 1400-1800 м[3]м[3] шикізатқа (сутегінің шикізатқа молярлық қатынасы 9:1) 470-530[0]С температурада, 9-35 кгссм[2] қысым мен шикізат берілуінің көлемдік жылдамдығы 1,5-2 сағ[-1] болған жағдайда өткізіледі. Катализатор және шикізат қасиеттеріне байланысты, сонымен қатар технологиялық режимге байланысты бензин шығысы 73-90% аралығында, ал ОС моторлық тәсілмен анықтағанда 78-90, ал зерттеу тәсілі бойынша 95-103 ТЭС-сіз риформинг бензиндерінің құрамында ароматты көмірсутектер мөлшері 67%, ал ароматты көмірсутектер алу мақсатында өңдегенде бензол, толуол, ксилол мөлшерінің шығысы 60%.
Каталитикалық риформинг процесінің маңызы ерекше, процесс барысында артық мөлшерде Н2 түзіледі. Бұл Н2 арнайы қондырғыларда алынған Н2 арзан болады. Сондықтан каталитикалық риформинг сутегісін мұнай дистилляттық гидротазалауында пайдалану капиталдық салымдарды қысқартып бұл қондырғылардың пайдалану шығындарын төмендетеді.
Каталитикалық риформинг процестері
Процесс
Процесті жобалаған фирма
Платформинг (жартылай регенерациялы)
UOP
Синклер-Бейкер (жартылай регенерациялы)
Sinclair-Baker
Гудриформинг (жартылай регенерациялы)
Houdry
Ультраформинг (периодты регенерациялы)
Exxon
Пауэрформинг (периодты регенерациялы)
IFP (Француз мұнай институты)
Каталитикалық риформинг (периодты регенерациялы)
IFP
Магнаформинг (периодты регенерациялы)
Atlantic Richfield
Рениформинг (жартылай регенерациялы)
Chevron
Платформинг (үздіксіз регенерациялы)
UOP
Каталитикалық риформинг (үздіксіз регенерациялы)
IFP
Аротайзинг (үздіксіз регенерациялы)
IFP
7. КАТАЛИЗДІК РИФОРМИНГ: ПРОЦЕСС КАТАЛИЗАТОРЛАРЫ, МЕХАНИЗМІ ЖӘНЕ НЕГІЗГІ ФАКТОРЛАРЫ
2.1 Катализдік риформинг процестерінде мақсатты реакциялар болып ароматты көмірсутектердің түзілу реакциялары табылады.
1. Парафинді көмірсутектер риформинг кезінде изомерлеуге, дегидроциклденуге және гидрокрекингке ұшыратылады. Дегидроциклдену реакциясы:
C6H14--C6H6+4H2-Q
CпH2п+2--C6H5R+4Н2-Q
Процесс жылу сіңірумен (251+-4ккалмоль) өтеді.
2. Алты мүшелі циклоалкандардың дегидрленуі:
СН СН3 СН3 СН3
-3Н2 , 3Н2 -3Н2
бензол толуол СН3
СН3
3. Циклопентандардың дегидроизомерленуі:
4. Парафинді көмірсутектердің дегидроциклденуі (С5 - немесе С6 дегидроциклденуі)
5. Каталитикалық риформинг кезіндегі циклогексан реакциясының механизмі келесі схема бойынша сипатталуы мүмкін:
Параллель дегидрлеу, изомерлену және қанықпаған көмірсутектердің гидрленуімен өтетін крекинг өтуі мүмкін.
6. Бір уақытта гидрлеу-дегидрлеу активті орталықтарында келесідей реакциялар өтуі мүмкін
7. Ароматталу келесі жолдармен өтуі мүмкін:
1) Металл активті орталықта дегидрленумен сәйкес циклогексанға циклдену:
2) Дегидрлену, алкенилденген карбоний-ионның түзілуі, оның циклденуі және циклоолефиннің дегидрленуі:
Немесе
8. Карбоний-иондардың изомерленуі мен ыдырауы изопарафиндердің түзілуіне әкеледі. Металл активті орталықтардағы гидрогенолиз төмен парафиндерді береді:
-- С5Н12+СН4
│
С-С-С-С-С-С-С+Н2 ─-- С4Н20+С2Н6
│
-- 2С3Н8
Парафиндер риформингі кезінде ароматты көмірсутектер шығымы циклопарафиндер риформингімен салыстырғанда елеулі төмен болады, ал гидрокрекинг өнімдерінің шығымы жоғары болады. Ароматты көмірсутектер шығымы п-парафин молекуласында көміртегі атомдары санының өсуімен, температураның өсуімен және қысымның төмендеуімен өседі.
9. Каталитикалық риформинг шарттарында ароматты көмірсутектер изомерлену мен деалкилденуге ұшырайды. Қысымның өсуі изомерлену мен деалкилдену процестерін үдетеді.
Гидрлеу-дегидрлеу реакциялары катализатордың тотығу-тотықсыздану активті орталықтарында, ал карбоний-ионды реакциялар - қышқылдық орталықтарды өтеді.
Ароматты көмірсутектер, изомерлену және ыдырау өнімдерінің қатынастары катализатор қасиеттері мен реакцияның өту шарттарына байланысты болады.
Процесс барысында қажетсіз гидрокрекинг реакциялары да өтеді. Олардың барасында төмен - және жоғарымолекулалы көмірсутектер түзіледі, сонымен қатар тығыздалу өнімдері - кокс түзіліп, катализатор бетіне тұнады [9].
Нафтендер мен парафиндерден ароматты көмірсутектердің түзілуіне әкелетін неғұрлым маңызды риформинг реакциялары жылу сіңіруменен өтеді, нафтендер мен парафиндердің изомерлену реакциялары нольге жақын жылулық эффектті болады, ал гидрокрекинг реакциялары экзотермиялық болады.
2.2 Катализдік риформинг процесін қышқылдық және гидрлеуші - дегидрлеуші функциялары бар бифункционалды катализаторларда өткізеді. Гидрлеу мен дегидрлеудің гомолитикалық реакциялары платинаның немесе ренийдің, иридийдің, қалайының, галлийдің, германийдің және т.б. металдардың қоспаларымен промотрланған платинаның металл орталықтарында өтеді. Металл орталықтар тасушы бетінде жұқа диспергирленеді.
Өндірістік риформинг катализаторларында қышқылдық функцияны тасушы орындайды. Тасушы ретінде алюминий оксиді қолданылады. Тасушының қышқылдық функциясын күшейту және реттеу үшін катализатор құрамына галоген, фтор немесе хлор, енгізеді. Қазіргі уақытта тек қана хлорлы катализаторлар қолданылуда. Хлор мөлшері 0,4-0,5-тен 2,0% масс. құрайды [8].
Бифункционалды механизм тек қана қышқылдық орталықтары немесе тек қана аз активті металдық орталықтары бар катализатор пайдалану мысалында дәлелденген. Бифункционалдық катализге негіздеп бастапқы бензиннің көмірсутектік құрамын өзгеріске ұшыратуға болады және нәтижесінде оның октандық сипаттамасы 40-50 пунктен өседі. Риформинг катализаторындағы платина тек қана гидрлеу - дегирлеу реакцияларын ғана үдетіп қоймайды, сонымен қатар катализатор бетіндегі кокс түзілуін де тежейді. Бұл платина бетінде абсорбцияланған сутегі алдымен диссоциоцияланады, ал содан кейін активті (атомдық) сутегі катализатор бетінде қышқылдық орталықтарға қарай диффузияланады, мұндағы қышқылдық орталықтар кокстік тұнбалардың түзілуіне жауап береді. Коксогендер гидрленеді және беттен десорбцияланады. Осыған байланысты барлық тепе-теңдік жағдайларда кокс түзілу жылдамдығы сутегі қысымына байланысты. Сондықтан риформинг катализаторларындағы платинаның минималдық концентрациясы оның бетін таза күйде ұстап отыру қажеттілігімен реттеледі.
Монометалды алюмоплатиналық риформинг катализаторларындағы платинаның мөлшері 0,3-0,8% масс. құрайды. Платина тасушының бетінде жақсы диспергирленген болу керек. Платинаның дисперстігінің өсуімен катализатор активтілігі өседі.
Соңғы кезде катализдік риформинг процесінің прогресі биметалды және полиметалды катализаторлар пайдаланумен өсті. Бұл катализаторларға жоғары активтілік, селективтілік және тұрақтылық тән.
Промотрлауға қолданылатын металдарды екі топқа бөлуге болады. Бірінші топқа VIII қатар металдары жатады: рений және иридий. Олар гидрлеу-дегидрлеу және гидрогенолиз катализаторлары ретінде белгілі. Модификаторлардың басқа тобына іс жүзінде риформинг реакцияларында белсенді емес металдар жатады, оларға германий, қалайы және қорғасын (IV топ), галлий, индий және сирек жер элементтері (III топ) және кадмий (ІІ топтан) жатады. Биметалды каталиазторға платина-ренийлі және платина - иридийлі катализаторлар жатады, олардың құрамында 0,3-0,4% масс. платина және шамамен сонша Re мен Jr болады. Рений немесе иридий платинамен биметалдық балқыма түзеді, ол Pt - Re - Re - Pt - типті кластер. Бұл балқыма рекристаллизация өтуіне жол бермейді. Рекристаллизация - бұл процесті ұзақ уақыт бойы пайдалану кезіндегі платина кристалдарының өсуі. Биметалды кластерлік катализаторға жоғары термотұрақтылықпен қатар жоғары активтілік тән. Бұл активтілік молекулалық сутегі диссоцациясы мен атомдық сутегінің миграциясына қатысты болады. Кокс жиналуы нәтижесінде катализатордың биметалдық орталықтарынан неғұрлым алыс орналасқан жерлерде өтеді, бұл өз алдына катализатордың жоғары кокстелуі кезінде де (20%масс. кокс катализаторда) активтіліктің сақталуына ықпал етеді. Биметалды катализаторлардың ішінде платина-иридийлік парафиндердің дегидроциклденуі реакцияларында тұрақтылығы және активтілігі жағынан тек қана монометалды ғана емес, платина - ренийлі катализаторларды пайдалану риформинг қысымын төмендетуге (3,5-тен - 2-1,5МПа-ға дейін) және зерттеу тәсілі бойынша октан саны 95 болатын бензин шығымын 6% -ға өсіруге мүмкіндік береді [9].
Полиметалды кластерлік катализаторлардағы биметалдық катализаторлардың тұрақтылығы тән бірақ оларға жоғары активтілік, жақсы селективтілік тән және жоғары риформат шығысын қамтамасыз етеді. Бұл катализаторлардың жұмыс істеу мерзімі 6-7 жыл. Сонымен қатар полиметалды катализатордлардың артықшылықтарына платинаның аз мөлшерінде жұмыс істеу мүмкіндігі мен жақсы регенерациялануы жатады.
Қазіргі уақытта риформинг процесі үшін өнеркәсіппен катализатордың үш типі шығарылады: монометалды (АП-56 және АП-64), биметалды (КР-101 және
КР-102) және полиметалды (КР-104, КР-106, КР-108 және платина эрионитті СГ-3П).
Өндірістік риформинг катализаторының сипаттамасы
Өзіндік беті -200м2г-нан кем емес, кеуектерінің жалпы көлемң -0,65см2г - нан кем емес, таблеткалар өлшемі - диаметрі 1,3-3мм, ұзындығы - 3-9мм.
Көрсеткіштер
Катализаторлар
АП-56
АП-64
КР-101
КР-102
КР-104
КР-106
КР-108
КР-110
Құрамы, % масс:
платина
фтор
хлор
0,55
0,32
-
0,62
-
0,75
0,60
-
0,75
0,36
-
1,35
0,36
-
1,20
0,36
-
1,35
0,36
-
1,35
0,36
-
1,35
Металды промотрлар саны
-
-
1
1
2
2
2
2
Салыстырмалы селективтілік
-
1
5
10
10
20
Салыстырмалы тұрақтылық
1
2
3,4
5
6,5
3
Жұмысшы қысым, МПа
3,5
2,0
2,0
1,5
1,5
1,5
1,5
1,4
Катализаттың октан саны
96
97
98
98
99
99
99
99
Платиналық катализаторларда өтетін каталитикалық риформинг процесі 470-5300С температурада 14-35 кгссм2 қысымда және сутекті газдың 1400-1800 м3м3 шикізатқа мөлшердегі рециркуляциясымен өтеді. Бұл жағдайларда платиналық катализаторда көптеген реакциялар өтеді. Соның ішінде неғұрлым маңыздылары: нафтенді көмірсутектерді дегидрлеу, гидрокрекинг, дегидроциклизация күкіртті қосылыстардың изомерленуі мен гидрленуі.
Катализатор бағалаудың негізгі критерийлері болып:
o шикізат берілуінің көлемдік жылдамдығы,
o тұрақты риформат шығысы,
o өнімнің ОС немесе ароматты көмірсутектердің шығысы,
o риформаттағы жеңіл фракциялар мөлшері,
o газ құрамы мен шығысы,
o сонымен қатар катализатордың жұмыс істеу мерзімі есептеледі.
Активті Рt каталитикалық риформингті неғұрлым жұмсақ АℓМо катализатормен салыстырғанда, режимде өткізуге мүмкіндік береді. Рt катализатор орташа процесс температурасы 480-530[0]С, ω =1,5-4сағ[-1], Р=3-4Мпа. Бұл қысым тығыздалу реакцияларына тежеуші әсе етеді және катализатор регенерациясыз бірнеше ай жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Тек қана бензол мен толуол өндіруге қажетті жеңіл фракцияларды өңдеуге 1,5-2Мпа қысым қажет болады.
Рt катализатордағы каталитикалық риформинг процесі платформинг деп аталады.
Каталитикалық риформингтің одан әрі дамуы неғұрлым активті би және полиметалды каталаизатор жасау бағытында жүрді.
Биметалды катализаторға РtRе катализаторлар жатады. Оның құрамында Рt мөлшері аз болады (0,4% масс) және Rе мөлшері де сондай болады. Катализатор құрамында екінші металл болуы Рt кристаллизациясын болдырмайды (уақыт өтуімен Рt кристаллиттерінің өсуі мен активті центрлерінің азаюы). Мұндай катализатордағы өндірістік процесс рениформинг деп аталады. Рt-Rе катализатор пайдалану температура мен қысымды төмендеуге мүмкіндік берді: t = 470-500[0]С және Р = 1,4-2,0Мпа. Рt-Rе катализаторлары жоғары тұрақтылықты, бағасы төмен, пайдалану кезінде активтілігі аз төмендейді
2.3 Катализдік риформинг процесінде шикізат ретінде қайнау шектері 62-180[0]С болатын бензин фракциялары қолданылады. Сонымен қатар ароматты көмірсутектерді алуға қайнау шектері 62-140[0]С болатын фракциялар, жоғары октанды бензиндер үшін 85-180[0]С фракциясы қолданылады. Жақсы ректификациясы бар қондырғыларда мұндай фракцияларды мұнайды алғашқы айдау кезінде алады.
Кейбір жағдайларда мұнайды алғашқы айдау қондырғыларында неғұрлым кеңейтілген фракция 62-180[0]С алынады да, содан кейін екіншілік айдау қондырғыларында қажетті фракциялар алынады. Каталитикалық риформингке осы кеңейтілген фракцияны да ұшыратуға болады. Бұл жағдайда алынатын риформинг - бензинінен бензол және толуол алынады, ал қалдыққа бас фракцияны (қ.б.-62[0]С) және жоғары О қоспалары қосады. Дегенмен, бұл вариант шикізаттың барлық мөлшерінен өңдеу нәтижесінде ксилолдар алуға мүмкіндік бермейді.
Шикізат ретінде мұнайды тіке айдау кезінде алынған фракциялардан басқа екіншілік процестерден алынған бензин фракцияларын (термиялық крекинг, кокстеу) пайдалануға болады. Бірақ олардың құрамында олефинді және диолефинді көмірсутектердің болуынан бұл фракцияларды алдын ала гидротазалаудан өткізді, өйткені олар катализаторды тез уландырады. Гидротазалау кезінде қанықпаған көмірсутектер сутегімен қанығады да, қанықпағандар парафинді көмірсутектерге айналады. Сонымен қатар басқа да зиянды қоспалардан тазартылады.
Күкіртті әсіресе көпкүкіртті мұнайларды өңдеу кезінде алынған фракциялар құрамында азотты және күкіртті қосылыстар аз күкіртті мұнайлардан алынған фракцияларға қарағанда көп болады. Сондықтан Рt катализатордың улануының алдын алу үшін және каталитикалық риформинг қондырғыларының жұмысын жақсарту үшін күкіртті және жоғары күкіртті мұнайлардан алынатын шикізатты гидротазалауға ұшыратады.
Риформинг шикізатының құрамындағы күкірт мөлшерін 0,15-тен 0,01% дейін төмендету бензин шығысын 5% өсіріп сонымен қатар оның антидетонациялық қасиеттерін жақсартуға мүмкіндік береді. Құрамында 0,07% күкірті бар шикізаттың каталитикалық риформингі тиімді емес, мұндай шикізатты міндетті түрде гидротазалауға ұшырату керек. Құрамында 0,05-0,07% күкірті бар шикізатты қанағаттанарлық көрсеткіштермен өңдеуге болады, тек қана қондырғыдағы циркуляцияланушы сутекті газды көмірсутектен тазалау орындалған кезде.
Кейбір жағдайда гидротазалауға мұнайды алғашқы өңдеу кезінде алынған шиткізат қоспасы беріледі. Бұл қоспа құрамында екіншілік өңдеу процестерінің бензин фракциялары болады.
Бензин фракцияларының гидротазалануы бөлек реакторда алюмокобальтмолибденді немесе алюмоникельмолибденді катализаторда 360-400[0]С температурада, 30-36кгссм[2] қысымда, шикізат берілуінің көлемдік жылдамдығы 3,5-5сағ[-1] және сутекті газ циркуляциясы 450-700м[3]м[3] шикізатқа болған жағдайда өткізіледі.
Каталитикалық риформинг жұмыс істеу көрсеткіштеріне көптеген факторлар әсер етеді, соның ішінде шикізаттың фракциялық және химиялық құрамы. Неғұрлым ауыр фракциялық құрамды шикізат өңделсе соғұрлым жоғары ОС бензиндер алынады. Шикізаттың бастапқы қайнау температурасы 105-тен 85[0]С төмен бензин шығысын 3% төмендетеді, ал әрі қарай 85[0]С-ден 60[0]С-ге дейін төмен бензин шығысы 4% төмен.
Каталитикалық риформинг нәтижесінде шикізаттың көмірсутектік құрамы әсер етеді. Құрамында нафтенді көмірсутектері көп шикізатты өңдегенде ароматты көмірсутектер нафтенділердің дегидрациясы нәтижесінде түзіледі. Сондықтан шикізат құрамында нафтенді көмірсутектер көп болса, соғұрлым алынған бензиндер құрамында ароматты көмірсутектер көп болады және ОС жоғары болады. Шикізат құрамындағы парафинді көмірсутектер мөлшерінің өсуі гидрокрекинг реакциясын күшейтеді.
Риформинг бензиндердің ОС олардың құрамындағы ароматты және изопарафинді көмірсутектердің мөлшерімен анықталады.
Каталитикалық риформинг процесі барысында Н2 артық мөлшері түзіледі. Сутекті газ құрамындағы сутегу концентрациясы өңделетін шикізаттың қасиеттері мен режиміне байланысты. Жұмсақ режим кезінде Н2 мөлшері 80-85% (кол) жетеді, ал қатаң режим кезінде 65% дейін төмендейді.
Каталитикалық риформинг кезінде құрғақ газ түзіледі (С3 және төмен), оның мөлшері режимнің қатаңдауымен өседі.
Каталитикалық риформинг процесінде риформинг-бензиннің тұрақтануы нәтижесінде дебутанданған тұрақты бензин және сұйытылған газ алынады. Сонымен қатар гидротазалау кезінде SН алынады, оны S және Н2SО4 алуға шикізат ретінде пайдаланады.
Каталитикалық риформинг кезінде алынатын риформаттар ароматты көмірсутектер концентратын бөліп алады.
2.4 Каталитикалық риформинг процесінде маңызды рольді температура, шикізаттың берілуінің көлемдік жылдамдығы мен қысым атқарады. Ерекше маңыздысы жұмысшы қысым, өйткені ол технология мен процесс нәтижелеріне әсер етеді.
Сонымен қатар каталитикалық риформинг процесі Н2 көп газ ортасында өткізіледі (85%). Бұл ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
1. Дистилляттардың катализдік риформингісі.
2. Катализдік риформинг: процесс катализаторлары, механизмі және негізгі факторлары.
3. Катализдік риформинг қондырғыларының аппараттары мен жабдықтары. Катализдік риформинг процесінің өндірістік қондырғылары
4. Риформинг 09рылымының реакторлары
5. Экологиялық мәселері
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиет
КІРІСПЕ
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.
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.
6. ДИСТИЛЛЯТТАРДЫҢ КАТАЛИЗДІК РИФОРМИНГІСІ
Мұнайларды алғашқы өңдеу кезінде, әсіресе күкіртті парафинді мұнайларды төмен ОС бензин фракциялары алынады. Каталитикалық риформинг көмегімен төмен октанды бензин фракцияларын автомобиль, кейде авиациялық бензиннің жоғары октанды компоненттеріне айналдырады. Сонымен қатар риформинг кезінде, әсіресе неғұрлым кеңейтілмеген бензин фракцияларының, органикалық синтездің маңызды шикізаты болып табылатын ароматты көмірсутектер (бензол, толуол, ксилол) алуға болады. Қазіргі уақытта ароматты көмірсутектерді каталитикалық риформингпен алу неғұрлым тиімді болып отыр. Сондықтан каталитикалық риформинг мұнай өңдеу өндірісінде ең кең тараған жетекші процесс болып отыр. Каталитикалық риформингпен салыстырғанда термиялық риформинг кезінде бензиндер шығысы 20-27% төмен және олардың ОС 5-7 пунктке төмен, сонымен қатар термиялық риформинг бензиндері сақтау кезінде тұрақсыз. Осы жағдай каталитикалық риформинг процесі жетекші роль атқаруына себеп болды.
Каталитикалық риформинг процесінің ерекшелігі, процесс сутектік ортада жоғары температуралар мен қысымда арнайы катализатор қолданумен өтеді.
Қондырғының типі мен жүйесіне байланысты технологиялық режим сутекті газ циркуляциясы жағдайында өткізіледі - 1400-1800 м[3]м[3] шикізатқа (сутегінің шикізатқа молярлық қатынасы 9:1) 470-530[0]С температурада, 9-35 кгссм[2] қысым мен шикізат берілуінің көлемдік жылдамдығы 1,5-2 сағ[-1] болған жағдайда өткізіледі. Катализатор және шикізат қасиеттеріне байланысты, сонымен қатар технологиялық режимге байланысты бензин шығысы 73-90% аралығында, ал ОС моторлық тәсілмен анықтағанда 78-90, ал зерттеу тәсілі бойынша 95-103 ТЭС-сіз риформинг бензиндерінің құрамында ароматты көмірсутектер мөлшері 67%, ал ароматты көмірсутектер алу мақсатында өңдегенде бензол, толуол, ксилол мөлшерінің шығысы 60%.
Каталитикалық риформинг процесінің маңызы ерекше, процесс барысында артық мөлшерде Н2 түзіледі. Бұл Н2 арнайы қондырғыларда алынған Н2 арзан болады. Сондықтан каталитикалық риформинг сутегісін мұнай дистилляттық гидротазалауында пайдалану капиталдық салымдарды қысқартып бұл қондырғылардың пайдалану шығындарын төмендетеді.
Каталитикалық риформинг процестері
Процесс
Процесті жобалаған фирма
Платформинг (жартылай регенерациялы)
UOP
Синклер-Бейкер (жартылай регенерациялы)
Sinclair-Baker
Гудриформинг (жартылай регенерациялы)
Houdry
Ультраформинг (периодты регенерациялы)
Exxon
Пауэрформинг (периодты регенерациялы)
IFP (Француз мұнай институты)
Каталитикалық риформинг (периодты регенерациялы)
IFP
Магнаформинг (периодты регенерациялы)
Atlantic Richfield
Рениформинг (жартылай регенерациялы)
Chevron
Платформинг (үздіксіз регенерациялы)
UOP
Каталитикалық риформинг (үздіксіз регенерациялы)
IFP
Аротайзинг (үздіксіз регенерациялы)
IFP
7. КАТАЛИЗДІК РИФОРМИНГ: ПРОЦЕСС КАТАЛИЗАТОРЛАРЫ, МЕХАНИЗМІ ЖӘНЕ НЕГІЗГІ ФАКТОРЛАРЫ
2.1 Катализдік риформинг процестерінде мақсатты реакциялар болып ароматты көмірсутектердің түзілу реакциялары табылады.
1. Парафинді көмірсутектер риформинг кезінде изомерлеуге, дегидроциклденуге және гидрокрекингке ұшыратылады. Дегидроциклдену реакциясы:
C6H14--C6H6+4H2-Q
CпH2п+2--C6H5R+4Н2-Q
Процесс жылу сіңірумен (251+-4ккалмоль) өтеді.
2. Алты мүшелі циклоалкандардың дегидрленуі:
СН СН3 СН3 СН3
-3Н2 , 3Н2 -3Н2
бензол толуол СН3
СН3
3. Циклопентандардың дегидроизомерленуі:
4. Парафинді көмірсутектердің дегидроциклденуі (С5 - немесе С6 дегидроциклденуі)
5. Каталитикалық риформинг кезіндегі циклогексан реакциясының механизмі келесі схема бойынша сипатталуы мүмкін:
Параллель дегидрлеу, изомерлену және қанықпаған көмірсутектердің гидрленуімен өтетін крекинг өтуі мүмкін.
6. Бір уақытта гидрлеу-дегидрлеу активті орталықтарында келесідей реакциялар өтуі мүмкін
7. Ароматталу келесі жолдармен өтуі мүмкін:
1) Металл активті орталықта дегидрленумен сәйкес циклогексанға циклдену:
2) Дегидрлену, алкенилденген карбоний-ионның түзілуі, оның циклденуі және циклоолефиннің дегидрленуі:
Немесе
8. Карбоний-иондардың изомерленуі мен ыдырауы изопарафиндердің түзілуіне әкеледі. Металл активті орталықтардағы гидрогенолиз төмен парафиндерді береді:
-- С5Н12+СН4
│
С-С-С-С-С-С-С+Н2 ─-- С4Н20+С2Н6
│
-- 2С3Н8
Парафиндер риформингі кезінде ароматты көмірсутектер шығымы циклопарафиндер риформингімен салыстырғанда елеулі төмен болады, ал гидрокрекинг өнімдерінің шығымы жоғары болады. Ароматты көмірсутектер шығымы п-парафин молекуласында көміртегі атомдары санының өсуімен, температураның өсуімен және қысымның төмендеуімен өседі.
9. Каталитикалық риформинг шарттарында ароматты көмірсутектер изомерлену мен деалкилденуге ұшырайды. Қысымның өсуі изомерлену мен деалкилдену процестерін үдетеді.
Гидрлеу-дегидрлеу реакциялары катализатордың тотығу-тотықсыздану активті орталықтарында, ал карбоний-ионды реакциялар - қышқылдық орталықтарды өтеді.
Ароматты көмірсутектер, изомерлену және ыдырау өнімдерінің қатынастары катализатор қасиеттері мен реакцияның өту шарттарына байланысты болады.
Процесс барысында қажетсіз гидрокрекинг реакциялары да өтеді. Олардың барасында төмен - және жоғарымолекулалы көмірсутектер түзіледі, сонымен қатар тығыздалу өнімдері - кокс түзіліп, катализатор бетіне тұнады [9].
Нафтендер мен парафиндерден ароматты көмірсутектердің түзілуіне әкелетін неғұрлым маңызды риформинг реакциялары жылу сіңіруменен өтеді, нафтендер мен парафиндердің изомерлену реакциялары нольге жақын жылулық эффектті болады, ал гидрокрекинг реакциялары экзотермиялық болады.
2.2 Катализдік риформинг процесін қышқылдық және гидрлеуші - дегидрлеуші функциялары бар бифункционалды катализаторларда өткізеді. Гидрлеу мен дегидрлеудің гомолитикалық реакциялары платинаның немесе ренийдің, иридийдің, қалайының, галлийдің, германийдің және т.б. металдардың қоспаларымен промотрланған платинаның металл орталықтарында өтеді. Металл орталықтар тасушы бетінде жұқа диспергирленеді.
Өндірістік риформинг катализаторларында қышқылдық функцияны тасушы орындайды. Тасушы ретінде алюминий оксиді қолданылады. Тасушының қышқылдық функциясын күшейту және реттеу үшін катализатор құрамына галоген, фтор немесе хлор, енгізеді. Қазіргі уақытта тек қана хлорлы катализаторлар қолданылуда. Хлор мөлшері 0,4-0,5-тен 2,0% масс. құрайды [8].
Бифункционалды механизм тек қана қышқылдық орталықтары немесе тек қана аз активті металдық орталықтары бар катализатор пайдалану мысалында дәлелденген. Бифункционалдық катализге негіздеп бастапқы бензиннің көмірсутектік құрамын өзгеріске ұшыратуға болады және нәтижесінде оның октандық сипаттамасы 40-50 пунктен өседі. Риформинг катализаторындағы платина тек қана гидрлеу - дегирлеу реакцияларын ғана үдетіп қоймайды, сонымен қатар катализатор бетіндегі кокс түзілуін де тежейді. Бұл платина бетінде абсорбцияланған сутегі алдымен диссоциоцияланады, ал содан кейін активті (атомдық) сутегі катализатор бетінде қышқылдық орталықтарға қарай диффузияланады, мұндағы қышқылдық орталықтар кокстік тұнбалардың түзілуіне жауап береді. Коксогендер гидрленеді және беттен десорбцияланады. Осыған байланысты барлық тепе-теңдік жағдайларда кокс түзілу жылдамдығы сутегі қысымына байланысты. Сондықтан риформинг катализаторларындағы платинаның минималдық концентрациясы оның бетін таза күйде ұстап отыру қажеттілігімен реттеледі.
Монометалды алюмоплатиналық риформинг катализаторларындағы платинаның мөлшері 0,3-0,8% масс. құрайды. Платина тасушының бетінде жақсы диспергирленген болу керек. Платинаның дисперстігінің өсуімен катализатор активтілігі өседі.
Соңғы кезде катализдік риформинг процесінің прогресі биметалды және полиметалды катализаторлар пайдаланумен өсті. Бұл катализаторларға жоғары активтілік, селективтілік және тұрақтылық тән.
Промотрлауға қолданылатын металдарды екі топқа бөлуге болады. Бірінші топқа VIII қатар металдары жатады: рений және иридий. Олар гидрлеу-дегидрлеу және гидрогенолиз катализаторлары ретінде белгілі. Модификаторлардың басқа тобына іс жүзінде риформинг реакцияларында белсенді емес металдар жатады, оларға германий, қалайы және қорғасын (IV топ), галлий, индий және сирек жер элементтері (III топ) және кадмий (ІІ топтан) жатады. Биметалды каталиазторға платина-ренийлі және платина - иридийлі катализаторлар жатады, олардың құрамында 0,3-0,4% масс. платина және шамамен сонша Re мен Jr болады. Рений немесе иридий платинамен биметалдық балқыма түзеді, ол Pt - Re - Re - Pt - типті кластер. Бұл балқыма рекристаллизация өтуіне жол бермейді. Рекристаллизация - бұл процесті ұзақ уақыт бойы пайдалану кезіндегі платина кристалдарының өсуі. Биметалды кластерлік катализаторға жоғары термотұрақтылықпен қатар жоғары активтілік тән. Бұл активтілік молекулалық сутегі диссоцациясы мен атомдық сутегінің миграциясына қатысты болады. Кокс жиналуы нәтижесінде катализатордың биметалдық орталықтарынан неғұрлым алыс орналасқан жерлерде өтеді, бұл өз алдына катализатордың жоғары кокстелуі кезінде де (20%масс. кокс катализаторда) активтіліктің сақталуына ықпал етеді. Биметалды катализаторлардың ішінде платина-иридийлік парафиндердің дегидроциклденуі реакцияларында тұрақтылығы және активтілігі жағынан тек қана монометалды ғана емес, платина - ренийлі катализаторларды пайдалану риформинг қысымын төмендетуге (3,5-тен - 2-1,5МПа-ға дейін) және зерттеу тәсілі бойынша октан саны 95 болатын бензин шығымын 6% -ға өсіруге мүмкіндік береді [9].
Полиметалды кластерлік катализаторлардағы биметалдық катализаторлардың тұрақтылығы тән бірақ оларға жоғары активтілік, жақсы селективтілік тән және жоғары риформат шығысын қамтамасыз етеді. Бұл катализаторлардың жұмыс істеу мерзімі 6-7 жыл. Сонымен қатар полиметалды катализатордлардың артықшылықтарына платинаның аз мөлшерінде жұмыс істеу мүмкіндігі мен жақсы регенерациялануы жатады.
Қазіргі уақытта риформинг процесі үшін өнеркәсіппен катализатордың үш типі шығарылады: монометалды (АП-56 және АП-64), биметалды (КР-101 және
КР-102) және полиметалды (КР-104, КР-106, КР-108 және платина эрионитті СГ-3П).
Өндірістік риформинг катализаторының сипаттамасы
Өзіндік беті -200м2г-нан кем емес, кеуектерінің жалпы көлемң -0,65см2г - нан кем емес, таблеткалар өлшемі - диаметрі 1,3-3мм, ұзындығы - 3-9мм.
Көрсеткіштер
Катализаторлар
АП-56
АП-64
КР-101
КР-102
КР-104
КР-106
КР-108
КР-110
Құрамы, % масс:
платина
фтор
хлор
0,55
0,32
-
0,62
-
0,75
0,60
-
0,75
0,36
-
1,35
0,36
-
1,20
0,36
-
1,35
0,36
-
1,35
0,36
-
1,35
Металды промотрлар саны
-
-
1
1
2
2
2
2
Салыстырмалы селективтілік
-
1
5
10
10
20
Салыстырмалы тұрақтылық
1
2
3,4
5
6,5
3
Жұмысшы қысым, МПа
3,5
2,0
2,0
1,5
1,5
1,5
1,5
1,4
Катализаттың октан саны
96
97
98
98
99
99
99
99
Платиналық катализаторларда өтетін каталитикалық риформинг процесі 470-5300С температурада 14-35 кгссм2 қысымда және сутекті газдың 1400-1800 м3м3 шикізатқа мөлшердегі рециркуляциясымен өтеді. Бұл жағдайларда платиналық катализаторда көптеген реакциялар өтеді. Соның ішінде неғұрлым маңыздылары: нафтенді көмірсутектерді дегидрлеу, гидрокрекинг, дегидроциклизация күкіртті қосылыстардың изомерленуі мен гидрленуі.
Катализатор бағалаудың негізгі критерийлері болып:
o шикізат берілуінің көлемдік жылдамдығы,
o тұрақты риформат шығысы,
o өнімнің ОС немесе ароматты көмірсутектердің шығысы,
o риформаттағы жеңіл фракциялар мөлшері,
o газ құрамы мен шығысы,
o сонымен қатар катализатордың жұмыс істеу мерзімі есептеледі.
Активті Рt каталитикалық риформингті неғұрлым жұмсақ АℓМо катализатормен салыстырғанда, режимде өткізуге мүмкіндік береді. Рt катализатор орташа процесс температурасы 480-530[0]С, ω =1,5-4сағ[-1], Р=3-4Мпа. Бұл қысым тығыздалу реакцияларына тежеуші әсе етеді және катализатор регенерациясыз бірнеше ай жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Тек қана бензол мен толуол өндіруге қажетті жеңіл фракцияларды өңдеуге 1,5-2Мпа қысым қажет болады.
Рt катализатордағы каталитикалық риформинг процесі платформинг деп аталады.
Каталитикалық риформингтің одан әрі дамуы неғұрлым активті би және полиметалды каталаизатор жасау бағытында жүрді.
Биметалды катализаторға РtRе катализаторлар жатады. Оның құрамында Рt мөлшері аз болады (0,4% масс) және Rе мөлшері де сондай болады. Катализатор құрамында екінші металл болуы Рt кристаллизациясын болдырмайды (уақыт өтуімен Рt кристаллиттерінің өсуі мен активті центрлерінің азаюы). Мұндай катализатордағы өндірістік процесс рениформинг деп аталады. Рt-Rе катализатор пайдалану температура мен қысымды төмендеуге мүмкіндік берді: t = 470-500[0]С және Р = 1,4-2,0Мпа. Рt-Rе катализаторлары жоғары тұрақтылықты, бағасы төмен, пайдалану кезінде активтілігі аз төмендейді
2.3 Катализдік риформинг процесінде шикізат ретінде қайнау шектері 62-180[0]С болатын бензин фракциялары қолданылады. Сонымен қатар ароматты көмірсутектерді алуға қайнау шектері 62-140[0]С болатын фракциялар, жоғары октанды бензиндер үшін 85-180[0]С фракциясы қолданылады. Жақсы ректификациясы бар қондырғыларда мұндай фракцияларды мұнайды алғашқы айдау кезінде алады.
Кейбір жағдайларда мұнайды алғашқы айдау қондырғыларында неғұрлым кеңейтілген фракция 62-180[0]С алынады да, содан кейін екіншілік айдау қондырғыларында қажетті фракциялар алынады. Каталитикалық риформингке осы кеңейтілген фракцияны да ұшыратуға болады. Бұл жағдайда алынатын риформинг - бензинінен бензол және толуол алынады, ал қалдыққа бас фракцияны (қ.б.-62[0]С) және жоғары О қоспалары қосады. Дегенмен, бұл вариант шикізаттың барлық мөлшерінен өңдеу нәтижесінде ксилолдар алуға мүмкіндік бермейді.
Шикізат ретінде мұнайды тіке айдау кезінде алынған фракциялардан басқа екіншілік процестерден алынған бензин фракцияларын (термиялық крекинг, кокстеу) пайдалануға болады. Бірақ олардың құрамында олефинді және диолефинді көмірсутектердің болуынан бұл фракцияларды алдын ала гидротазалаудан өткізді, өйткені олар катализаторды тез уландырады. Гидротазалау кезінде қанықпаған көмірсутектер сутегімен қанығады да, қанықпағандар парафинді көмірсутектерге айналады. Сонымен қатар басқа да зиянды қоспалардан тазартылады.
Күкіртті әсіресе көпкүкіртті мұнайларды өңдеу кезінде алынған фракциялар құрамында азотты және күкіртті қосылыстар аз күкіртті мұнайлардан алынған фракцияларға қарағанда көп болады. Сондықтан Рt катализатордың улануының алдын алу үшін және каталитикалық риформинг қондырғыларының жұмысын жақсарту үшін күкіртті және жоғары күкіртті мұнайлардан алынатын шикізатты гидротазалауға ұшыратады.
Риформинг шикізатының құрамындағы күкірт мөлшерін 0,15-тен 0,01% дейін төмендету бензин шығысын 5% өсіріп сонымен қатар оның антидетонациялық қасиеттерін жақсартуға мүмкіндік береді. Құрамында 0,07% күкірті бар шикізаттың каталитикалық риформингі тиімді емес, мұндай шикізатты міндетті түрде гидротазалауға ұшырату керек. Құрамында 0,05-0,07% күкірті бар шикізатты қанағаттанарлық көрсеткіштермен өңдеуге болады, тек қана қондырғыдағы циркуляцияланушы сутекті газды көмірсутектен тазалау орындалған кезде.
Кейбір жағдайда гидротазалауға мұнайды алғашқы өңдеу кезінде алынған шиткізат қоспасы беріледі. Бұл қоспа құрамында екіншілік өңдеу процестерінің бензин фракциялары болады.
Бензин фракцияларының гидротазалануы бөлек реакторда алюмокобальтмолибденді немесе алюмоникельмолибденді катализаторда 360-400[0]С температурада, 30-36кгссм[2] қысымда, шикізат берілуінің көлемдік жылдамдығы 3,5-5сағ[-1] және сутекті газ циркуляциясы 450-700м[3]м[3] шикізатқа болған жағдайда өткізіледі.
Каталитикалық риформинг жұмыс істеу көрсеткіштеріне көптеген факторлар әсер етеді, соның ішінде шикізаттың фракциялық және химиялық құрамы. Неғұрлым ауыр фракциялық құрамды шикізат өңделсе соғұрлым жоғары ОС бензиндер алынады. Шикізаттың бастапқы қайнау температурасы 105-тен 85[0]С төмен бензин шығысын 3% төмендетеді, ал әрі қарай 85[0]С-ден 60[0]С-ге дейін төмен бензин шығысы 4% төмен.
Каталитикалық риформинг нәтижесінде шикізаттың көмірсутектік құрамы әсер етеді. Құрамында нафтенді көмірсутектері көп шикізатты өңдегенде ароматты көмірсутектер нафтенділердің дегидрациясы нәтижесінде түзіледі. Сондықтан шикізат құрамында нафтенді көмірсутектер көп болса, соғұрлым алынған бензиндер құрамында ароматты көмірсутектер көп болады және ОС жоғары болады. Шикізат құрамындағы парафинді көмірсутектер мөлшерінің өсуі гидрокрекинг реакциясын күшейтеді.
Риформинг бензиндердің ОС олардың құрамындағы ароматты және изопарафинді көмірсутектердің мөлшерімен анықталады.
Каталитикалық риформинг процесі барысында Н2 артық мөлшері түзіледі. Сутекті газ құрамындағы сутегу концентрациясы өңделетін шикізаттың қасиеттері мен режиміне байланысты. Жұмсақ режим кезінде Н2 мөлшері 80-85% (кол) жетеді, ал қатаң режим кезінде 65% дейін төмендейді.
Каталитикалық риформинг кезінде құрғақ газ түзіледі (С3 және төмен), оның мөлшері режимнің қатаңдауымен өседі.
Каталитикалық риформинг процесінде риформинг-бензиннің тұрақтануы нәтижесінде дебутанданған тұрақты бензин және сұйытылған газ алынады. Сонымен қатар гидротазалау кезінде SН алынады, оны S және Н2SО4 алуға шикізат ретінде пайдаланады.
Каталитикалық риформинг кезінде алынатын риформаттар ароматты көмірсутектер концентратын бөліп алады.
2.4 Каталитикалық риформинг процесінде маңызды рольді температура, шикізаттың берілуінің көлемдік жылдамдығы мен қысым атқарады. Ерекше маңыздысы жұмысшы қысым, өйткені ол технология мен процесс нәтижелеріне әсер етеді.
Сонымен қатар каталитикалық риформинг процесі Н2 көп газ ортасында өткізіледі (85%). Бұл ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz