Оптимизация режимов процесса риформинга бензинов и направления потоков в реакторном блоке с учетом сбалансированности кислотной и металлической активности катализатора

• Автор: Фалеев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. Анализ современного состояния процесса каталитического риформинга бензинов и пути его оптимизации
1.1 Физико-химические основы процесса риформинга бензинов
1.2 Промышленные установки каталитического риформинга
1.2.1 Установки каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора
1.2.2 Установки каталитического риформинга с непрерывной регенерацией катализатора
1.3 Новые разработки в области катализаторов риформинга
1.4 Модернизация промышленных реакторов риформинга бензинов со стационарным слоем катализатора
1.5 Повышение качества основного продукта процесса каталитического риформинга бензинов
1.6 Снижение содержания бензола в продукте
1.6.1 Способы снижения концентрации ароматических углеводородов в бензинах каталитического риформинга путем удаления из сырья предшественников ароматических углеводородов
1.6.2 Способы снижения концентрации ароматических углеводородов в бензинах каталитического риформинга путем фракционирования катализата
1.7 Способы снижения концентрации ароматических углеводородов в бензинах каталитического риформинга путем замены катализатора
1.8 Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. Разработка нестационарной кинетической модели процесса каталитического риформинга бензинов и оптимизация режима и конструкции реактора на основе учета сбалансированности кислотной и металлической активности катализатора
2.1 Теоретические предпосылки для создания математической модели
2.2 Механизм адсорбции хлора на катализаторе
2.3 Разработка методики оптимальной подачи хлора в реакторы риформинга в течение сырьевого цикла
2.4 Расчет оптимального направления подачи хлора в реактор риформинга

ГЛАВА 3. Повышения ресурсоэффективности процесса каталитического риформинга бензинов за счет изменения кратности циркуляции водородсодержащего газа
3.1 Определение оптимальной кратности циркуляции водородсодержашего газа при изменении концентрации водорода
3.2 Автоматизированная обработка данных при расчете оптимальной кратности циркуляции ВСГ
ГЛАВА 4. Повышение ресурсоэффективности промышленного процесса риформинга бензинов расширением сырьевого парка
4.1 Установка гидродепарафинизации газойлевой фракции
4.2 Исследование на модели влияния изменения состава сырья на эффективность работы установки Л-35-11/600
ГЛАВА 5. Снижение коксообразования на установках каталитического риформинга бензинов
5.1 Определение оптимальной активности катализатора
5.2 Влияние состава перерабатываемого сырья на коксообразование
5.3 Разработка и применение технологических условий процесса гидрохлорирования катализатора риформинга на установке Л-35-11/600 с использованием разработанной математической модели
Выводы
Приложение А
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Процесс каталитического риформинга углеводородов занимают важное место в нефтеперерабатывающей промышленности. Каталитическим реформированием получают базовый компонент производства товарных бензинов - высокооктановый катализат, который затем направляют на компаундирование с другими потоками. При промышленной реализации процессов каталитического риформинга углеводородов возникает ряд проблем, связанных с бифункциональностью и дезактивацией катализаторов. Аппаратурное оформление реакторных устройств, спроектированные еще в середине 20 века без учета эксплуатационных свойств каталитических систем, способствуют быстрой потере катализатором активности. Поэтому актуальным сегодня является решение проблемы повышения ресурсоэффективности действующего реакторного оборудования процессов каталитического рифоримнга углеводородов. Решение этой задачи возможно с использованием метода математического моделирования, который в настоящее время является актуальным научным направлением в совершенствовании конструкций и оптимизации режимов эксплуатации промышленных реакторов.
Ранее, при разработке математической модели процесса калитического риформинга, была учтена реакционная способность углеводородов и их вклад в суммарный показатель качества конечного продукта - его октановое число. Исследования, проведенные далее в этом направлении сотрудниками кафедры Химической технологии топлива и химической кибернетики Томского политехнического университета, показали, что важнейшим условием оптимальной эксплуатации бифункциональных катализаторов риформинга является сбалансированность их кислотной и металлической активности. Хлорорганические соединения, подаваемые в реакторный блок, превращаясь в хлористый водород способствуют повышению селективности

ректификации риформата и установки изомеризации с рециклом пентанов и гексанов, которая позволит перейти на выпуск автомобильных бензинов классов Евро-3,4,5 без снижения объема производства и получить максимальную прибыль.
В ноябре 2006 г. на установке выделения суммарных ксилолов (Киришский НПЗ) был введен в работу блок фракционирования риформата на базе ректификационной колонны [27].
Риформат в колонне разделяется на добензольную (дистиллятную), бензолсодержащую (боковой погон) и послебензольную (кубовую) фракции.
Объединенный поток дистиллятной и кубовой фракций, представляющий собой бензольный продукт, используется в качестве компонентов товарных бензинов. Боковой погон направляется на извлечение бензола.
Реализованная технология удаления бензола из риформата имеет тройной эффект:
- Обеспечена бензольная сырьевая база для производства автомобильных бензинов, соответствующих классу Евро-1;
- Увеличено производство бензола;
- Повышен октановый потенциал основного компонента автобензинов (бензольная фракция) почти на пункт.
На базе катализаторов риформинга серии ПР авторами [11] был разработан процесс «Биформинг», который делает возможной совместную переработку пропан-бутановых и бензиновых фракций в ароматические углеводороды или компонент автомобильного топлива с приростом выхода на 3-8% масс. По сравнению с традиционным риформингом.
Основная проблема российских НПЗ в освоении производства бензинов с улучшенными экологическими свойствами - снижение содержания в них ароматических углеводородов связано с отсутствием мощностей каталитического крекинга и алкилирования. Эффективным