Система управления промотированием катализатора процесса каталитического риформинга

• Автор: Лисицын, Николай Васильевич
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 230 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Список условных обозначений

1. Проблемы управления промотированием катализатора процесса каталитического риформинга. Цели исследования
Введение

1.1. Химикотехнологические особенности процесса каталитического риформинга

1.2. Анализ возможностей использования существующих математических моделей процесса каталитического риформинга для целей управления. Классификация моделей
1.3. Установка каталитического риформинга как объект управления. Выбор критерия качества

1.4. Оценки эффективности существующих систем управления

1.5. Формулировка задач исследования

2. Разработка математической модели процесса каталитического риформинга. Исследование процесса по модели.
Введение
2.1. Выбор структуры математической модели
2.2. Оценка параметров модели
2.3. Оценка адекватности модели объекту управления
2.4. Исследование процесса каталитического риформинга по модели
2.5. Выводы
3. Синтез системы управления влагосодержанием газожидкостных потоков риформинга
Введение
3.1. Постановка задачи управления кислотной активностью катализатора
3.2. Разработка алгоритма расчета влагосодерхания гидрогенизата по косвенным параметрам
3.3. Структурный синтез системы управления влагосодержания газожидкостных потоков реакторного блока
3.4. Выводы
4. Синтез адаптивной системы оптимального управления
процессом каталитического риформинга
Введение
4.1. Постановка задачи
4.2. Разработка алгоритма расчета оптимальных входных температур реакторов риформинга
4.3. Исследование оптимальных режимов работы реакторного блока в межрегенерационный период времени
4.4.Выводы
5. Разработка и внедрение АСУТП каталитического риформинга
Введение
5.1. Общая характеристика типовой АСУТП каталитического риформинга и состав задач управления
5.2. Система цифрового управления активностью катализатора
III
4
5.3. Промышленная реализация системы оптимального управления
5.4. Оценка эффективности разработанной системы
5.5. Выводы
Общие выводы
Заключение
Литература


Гидроочистку, где исходное сырье насыщается водородом и освобождается от вредных примесей - серы и азотсодержащих соединений, - являющихся ядами риформинга. Основные технологические аппараты здесь - реактор Р-1 и отпарная колонна К-1 (рис. Конечный продукт стадии - гидрогенизат. Собственно риформирование, где из гидрогенизата образуется высокооктановый компонент моторного топлива - ката-лизат. Проводится стадия в реакторном блоке - последовательно соединенных трех - четырех реакторах (Р-2 - Р-5 - рисЛ или Р-1 - Р-4 - рис. Л - печь П-2). Стабилизацию, предназначенную для отгона из катализатора низкокипящих продуктов (колонны К-2 и К-3). Специфика решаемых в настоящей работе задач обуславливает необходимость более подробно ознакомиться с химизмом протекания реакций каталитического риформинга. Как химическое явление, процесс представляет собой целый ряд последовательно-параллельных превращений углеводородов, играющих различную роль. Это реакции гидрирования-дегидрирования, ароматизации, изомеризации, дегидроциклизации, гидрокрекинга, гидрогенолиза и коксообразования (4, 6], которые протекают под давлением - атм, при температуре 0 - 0°С в присутствии бифункциональных катализаторов, характеризующихся наличием одновременно двух видов активных центров: металлических (гидрирующих) и кислотных. В состав сырья риформинга входят нафтеновые, парафиновые и ароматические углеводороды, которые вступают в реакции следующим образом: на металлических центрах идет дегидрирование парафинов в олефины и нафтеновых в ароматические углеводороды, гидрирование изоолефинов в изопарафины, де-гидроциклизация парафинов и частично изомеризация; на кислотных центрах - изомеризация, циклизация и гидрокрекинг. Установлено, что главным промежуточным продуктом всех реакций являются олефины [б]. Структурно современные катализаторы представляют собой мелкодисперсный металлический компонент, нанесенный на пористый носитель - оксид аллюминия, который и выполняет кислотную функцию катализатора. Количество и сила кислотных центров на его поверхности определяют кислотную активность катализатора [7]. При усилении кислотности катализатора скорости процессов, протекающих на кислотных центрах, повышаются, соответственно изменяется состав конечных продуктов. В отличие от металлической активности влиять на кислотную активность в ходе технологического процесса можно, вводя в него промотор-галоген. На промышленных установках для этих целей в последнее время применяют органические соединения хлора, поскольку по сравнению с фтором он обладает меньшей крекирующей способностью и большей селективностью [8]. При повышении содержания хлора на катализаторе увеличивается октановое число катализата и выход ароматических продуктов за счет дегидроциклизации парафиновых углеводородов в ароматические, а также за счет более глубокого превращения нафтенов (изомеризация пятичленных циклов)[9]. КР - около 1% масс [ю]. Его поддержание в ходе эксплуатации позволяет продлить срок службы катализатора и благоприятно сказывается на работе технологической установки в целом [9]. Присутствие хлора на катализаторе при определенном влагосодержании системы позволяет снижать входные температуры в реакторе, требуемые для получения риформинг-бензина заданного качества и отбора. Однако, даже незначительное увеличение концентрации хлора в реакторном блоке может привести к коррозии оборудования. Для поддержания оптимального количества хлора на катализаторе необходимо непрерывно добавлять к сырью хлороргани-ческие соединения. При этом только часть промотора остается на катализаторе, остальное уносится с катализатом. Содержание хлора на катализаторе определяется условиями хлорирования. Установлено [Ю, II], что равновесное содержание галогена однозначно связано с мольным отношением вода/хлор в зоне катализа и практически в условиях нормальной эксплуатации не зависит от температуры. Таким образом, задача управления активностью кислотных центров катализатора может быть решена путем поддержания требуемого мольного отношения вода/хлор. Анализ возможностей использования существующих математических моделей процесса каталитического риформинга для целей управления.