Кинетическое моделирование процесса каталитического риформинга

• Автор: Баба Ульд Моктар Ульд Ндиак
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 212 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1 Литературный обзор.

1.1 .Процесс риформинга и его назначение

1.2.Типы установок риформинга.

1.2.1 Установки платформинга с неподвижным слоем катализатора

1.2.2.Риформинг бензинов на установке с движущимся слоем катализатора.

1.3. Распределение температур по реакторами

1.4. Типы катализаторов риформинга.

1.5. Носители катализаторов риформинга.

1 .б.Цеолитсодержащие катализаторы риформинга

1.7. Природа активных центров в катализаторах риформинга
1.8.Сырье риформинга.
1.8.1 .Коксование катализатора.
1.9. Гидроочистка бензиновых фракций
ЫО.Мощности установок каталитического риформинга и основные
модификации процесса.
1. .Условия риформинга.
1 Влияние фракционного состава сырья.
1 Влияние продолжительности работы катализатора
1Кинетические схемы процесса риформинга
1Методы оптимизации процесса риформинга
1 Основные замечания по методам математического моделирования риформинга.
1 Цель диссертации.
Глава2. Экспериментальная часть .
2.1. Установка
2.2. Сырье.
2.3. Компонент высокооктанового бензина
2.4. Катализатор.
2.5. Активаторы
2.6. Методы определения детонационной стойкости бензинов.
2.7. Методы хроматографического анализа состава бензинов
2.8. Определение фракционного состава бензинов.
2.9.0пределение плотности пикнометром
Глава З.Установка риформннга.
3.1. Введение
3.2.Краткое описание установки платформинга Московского НПЗ.
3.3.Блок установки риформинга
3.3.1. Блок гидроочистки
3.3.2. Блок каталитического риформинга.
3.3.3. Блок стабилизации бензина.
Глава 4.Экспериментальные материалы, полученные на установке
риформинга Московского НПЗ.
4.1. Технологические параметры для работы реакторов риформинга . Глава 5.Хнмизм процесса платформинга
5.1. Основы химизма
5.2 Химизм дегидрирования нафтенов.
5.3. Химическое равновесие дегидрирования нафтенов.
5.4. Химизм реакции изомеризации
5.4.1. Превращение пятичленных нафтенов
5.4.2. Дегидроизомеризация алкилциклопентанов
5.4.3. Химическое равновесие изомеризации нафтенов.
5.4.4. Механизм дегидроизомеризации на 3.
5.4.5. Селективность дегидроизомеризации.
5.4.6. Реакции раскрытия кольца
5.4.7. Реакции изомеризации парафинов
5.4.8. Изомеризация алкилбензолов
5.5. Реакция дегидроциклизации
5.6. Реакция гидрокрекинга.
5.7. Гидрогенолиз гетеросоединений.
Выводы.
Глава б.Кинетнческая схема н математическая модель
риформннга под давлением Н2
6.1 .Особенности процесса риформинга бензинов с Н2 .
6.2.Кинетическая схема процесса риформинга под давлением
водорода.
6.3. Баланс реагентов в реакционной смеси
6.4. Уравнения кинетики в дифференциальной
форме для риформинга.
6.5. Изотермы адсорбции
6.6. Аналитические уравнения риформинга
6.6.1.Уравнение для расчета количества непревращенных
нпарафинов.
6.6.2. Уравнение для расчета превращения нафтенов
6.6.3. Вывод уравнение для расчета выхода ароматики
6.6.4. Вывод уравнение кинетики для расчета выхода
изо парафинов.
Краткие выводы
ГлаваЛ.Определение кинетических констант промышленного процесса риформннга бензиновых фракций .
7.1. Общие сведения.
7.2. Кинетика превращения нпарафиновых углеводородов
7.3. Закономерности выхода изопарафинов при риформинге бензиновой фракции
7.4. Кинетика превращения нафтеновых углеводородов
7.5. Кинетика синтеза ароматических углеводородов в условиях риформннга .
7.6.Сравнительные данные по кинетике риформннга бензиновой фракции
7.7 Расчет октановых чисел с применением уравнений кинетики .
Выводы.
Приложение 1.
Приложение 2
Приложение 3
Литература


К-3,К-6- колонны очистки водородсодержащего и углеводородсодержащего газа от сероводорода, К-4 -фракционирующий абсорбер, К-5-стабилизационная колонна для бензина-риформата, Е-рефлюксные ёмкости, Н-насосы, П-печи, ПК-компрессоры, Р-1-Р-4 - реактора, С-сепараторы, Т-теплообменники, X-холодильники . Кратко процесс риформинга проводится в такой последовательности . Смесь водородсодержащего газа и бензина (-0С°) подогревается в теплообменнике Т-1 и после подогрева в печи П-1 поступает в реактор Р-1,в котором очищается от сернистых соединений, охлаждается в теплообменниках Т-1 - Т-3 и холодильнике Х- и поступает в сепаратор С-1 для отделения газа от жидкого бензина. В колонне К-3 газ очищается от Нг$ 5%-ным раствором моноэтаноламина. Одна часть газа возвращается в установку, а другая выводится с установки. Очищенный бензин через теплообменник Т-6 вместе с водородосодержащим газом подается в печь П-2 и в реактор Р-2,гдс основной реакцией является дегидрирование нафтенов до ароматики. Реакция эндотсрмична, что снижает' температуру по высоте слоя катализатора сверху вниз. Затем смесь через печь П-2 подается в реакгор Р-3 и через печь П-3 в реакгор Р-4. Из последнего реактора смесь через Р-6 холодильник Х-6 поступает в сепаратор высокого давления С-3, в котором газ отделяется от риформата. Риформат перетекает в стабилизатор С-4, в котором также отделяется газ от жидкости. Жидкий бензин поступает в колонну К-4 и стабилизатор К-5. Предложены также такие разновидности процесса риформинга такие как : ультраформинг [], пауэрформинг[], магнаформинг[], рениформинг []. Более подробное описание установок риформинга и их принципы работы представлено в монографиях и патентах[ -]. Режимы работы реакторов установки риформинга зависят от назначения процесса (производство моторных топлив или ароматики), природы сырья и типа катализатора, его активности, селективности и стабильности. Рнформинг бензинов на установке с движущимся слоем катализатора. Повышение жёсткости режимов работы установок риформинга вследствие снижения давления реакционной смеси, повышения температуры из-за усиления коксообразования катализатора вызвало развитие нового направления для этих процессов-риформинг бензиновых фракций с движущимся слоем шарикового катализатора и непрерывной его регенерацией в потоке воздуха в отдельном регенераторе. Разработаны две технологические схемы риформинга бензиновых фракций с движущимся слоем катализатора. Первая схема, о которой упоминается в работе [], включает в установке 4-ре реактора, расположенные вертикально друг над другом ,Такая установка работает в Азербайджане , в г. Баку. Между реакторами катализатор самотеком переходит из верхнего реактора в нижний через систему катализаторопроводов. Закоксованный катализатор переносится в регенератор, в котором в потоке воздуха происходит окисление коксовых отложений при температуре 3К и выше. Такие установки разработаны также фирмой иОР. Частицы шарикового платино-рениевого катализатора нау-АОз имеют размер! Реакторы работает при температурах до3К,давлениии Р=0,Мпа, объёмной скорости подачи сырья 1,5-2,Оч*1,кратности циркуляции ВСГ (водородсодержащего газа) 0 м3/м3 . Полное обновление катализатора в реакторах завершается в течение или немного более суток. Вторая технологическая схема была разработана Французским нефтяным институтом [] и включает 4 реактора, соединенных друг с другом последовательно, и три регенератора, как показано на рис. Рис. Поточная регенеративная схема установки рифориинга с движущимся слоем катализатора []: 1-ёмкость -сборник закоксованного катализатора, 2-регенератор катализатора, З- (Р-І-Р-4) реактора, 4-промежуточные ёмкости для закоксованных катализаторов, 5- печи для нагрева сырья. Потоки: I -сырьё, П - воздух ДІІ-азот, ІУ -продукт, V -газ-лифт. Распределение шарикового катализатора между реакторами составляет отношение ::: %. Катализатор между реакторами и в регенератор переносится водородсодержащим газом(ВСГ). В реакторах с движущимся слоем закоксованного шарикового катализатора , после его регенерации в регенераторе, остается стационарное количество кокса.