Оптимизация реакторного оборудования и условий промышленной эксплуатации процесса изометризации пентан-гексановой фракции

• Автор: Чеканцев, Никита Витальевич
• Шифр специальности: 05.17.08, 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АППАРАТУРНОГО ОФОРМЛЕНИЯ ПРОЦЕССА ИЗОМЕРИЗАЦИИ ПЕНТАНГ ЕКСАНОВОЙ ФРАКЦИИ

1Л Конструкции реакторного блока процесса изомеризации пентан

ГЕКСАНОВОЙ ФРАКЦИИ

1.2 Технологические схемы реакторных узлов процесса изомеризации

ПЕНТАГЕКСА1ЮВОЙ ФРАКЦИИ.1

1.2.1 Процесс изомеризации на цеолитном катализаторе с рециклом по нпситапу I

1.2.2 Двухреакторная схема процесса изомеризации на хлорированном катализаторе с рециркуляцией низкооктановых компонентов.

1.2.3 Трехреакторная схема процесса изомеризации на оксидном катализаторе СИ2.

1.3 Промышленные катализаторы изомеризации парафиновых
УГЛЕВОДОРОДОВ.
1.3.1 Цеолитные катализаторы
1.3.2 Хлорированные катализаторы
1.3.3 Катализаторы на основе сулъфатированной двуокиси циркония
1.4 Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ФОРМАЛИЗАЦИЯ МЕХАНИЗМА ПРОЦЕССА ИЗОМЕРИЗАЦИИ ЛЕГКИХ АЛКАЫОВ. СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ РЕАКЦИЙ.
2.1 Химические реакции процесса изомеризации и закономерности их ПРОТЕКАНИЯ
2.2 Оценка термодинамических параметров реакций процесса изомеризации. Составление формализованной схемы механизма превращений
2.3 Разработка кинетической модели процесса изомеризации.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РЕАКТОРНОГО БЛОКА ПРОЦЕССА ИЗОМЕРИЗАЦИИ
3.1 Гидродинамический режим работы реакторного блока изомеризации. .
3.2 Составление уравнений материального и теплового баланса реактора.
3.3 Разработка компьютерной моделирующей системы для процесса
ИЗОМЕРИЗАЦИИ ПЕНТАНГЕКСАНОВОЙ ФРАКЦИИ.
3.4 РЕШЕНИЕ ОБРАТНОЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ.
3.5 Проверка модели на адекватность
3.6 Оптимизация реакторного оборудования процесса изомеризации
ПЕНТАНГЕКСАНОВОЙ ФРАКЦИИ
3.7 Формирование входной информации и расчет реакторного блока
3.8 Итоги третьей главы
ГЛАВА 4. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ РЕАКТОРНОГО БЛОКА
4.1 Оп тимизация внутренних устройств реактора процесса изомеризации
III1ГЕКСАНОВОЙ ФРАК ЩИ
4.2 Изучение влияния состава сырья на октановое число изомеризата
4.3 Расчет эффективности различных технологических схем процесса изомеризации.
4.4 Влияние технологических параметров на эффективность процесса .
4.4.1 Влияние температуры
4.4.2 Влияние давления.
4.5 Практика использования программы гомЕк для мониторинга ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ Л1 10 КИНЕФ ПРОЦЕССА ИЗОМЕРИЗАЦИИ ПЕНТАНГЕКСАНОВОЙ фракции.
4.6 Итоги ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Решение этой многофакторной производственной задачи может быть выполнено только с применением метода математического моделирования. Глава 1. I юрмативных докуме! В целом, процессы изомеризации бензиновых фракций, выкипающих до °С, исходя из перспективных требований к качеству компонентов бензинов, в том числе, тенденции отказа от применения МТБЭ и повышения октановых характеристик изокомпонентов, приобретают все большее значение. Мировая мощность установок изомеризации бензиновых фракций превышает млн. России и СНГ, несмотря на увеличение за последние годы числа установок изомеризации, их суммарная мощность не превышает 5,5 млн. Содержание изокомпонентов и алкилатов в отечественных бензинах в среднем составит не более 1 - 2%. Это существенно ниже доли таких компонентов даже в европейских бензинах (%). В США количество изокомпонентов (изомеризаты, алкилаты, полимербензины) приближается к % от объема выпускаемых автобензинов, несмотря на присутствие в составе бензинов до 3,6% об. При рассмотрении экологических характеристик наиболее типичных процессов производства бензина совершенно очевидно, что помимо алкилатов и кислородсодержащих добавок, наиболее привлекательным компонентом товарного бензина является изомеризат (таблица 1). По сравнению с другими процессами получения товарного бензина, процесс изомеризации пентан-гексановой фракции является наиболее привлекательным по экологическим характеристикам. Содержание: Бензола, % мае. Ароматики + (-%, мае. Олефинов + + (<0,5%,мае. Процесс изомеризации обладает гибкостью работы за счет возможности переработки различных видов сырья и позволяет получать качественные компоненты бензина, которые при сохранении эксплуатационных свойств улучшаю т экологические характеристики товарных бензинов. К числу важнейших преимуществ процесса изомеризации относится также наличие значительных сырьевых ресурсов, в отличие от процесса алкилирования и димеризации. Сырье процесса изомеризации - пентан-гексановая фракция и. Расширение ресурсов сырья изомеризации может быть реализовано за счет вовлечения легкого риформата (фр. С), содержащего до ЗОмас. В настоящее время на НПЗ России эксплуатируются 9 установок изомеризации на различных катализаторах, две установки находятся в стадии строительства. В странах СНГ эксплуатируются три установки: две - на Украине и одна - в Белоруссии (таблица 2). В последние годы изомеризация становится по существу стратегическим «бензиновым» процессом, обеспечивающим октановые характеристики суммарного бензинового фонда. Ограничение ароматических углеводородов. На первом этапе ограничение составляет %, далее - % и %. Минимизация содержания бензола до 1мас. Снижение содержания серы до мг/кг и далее до мг/кг. Снижение содержания олефинов па первом этапе до %, далее до 4% об. Увеличение доли легких углеводородов, выкипающих до 0 °С до -%. Дополнительным, важным аргументом для включения в схему переработки установки изомеризации является увеличение октанового фонда всего бензинового потока, позволяющего снизить «жесткость» процесса риформинга. Последнее приводит к увеличению выхода риформата и товарных автобензинов с одновременным снижением концентрации ароматических соединений [6]. Таким образом, модернизация реакторного оборудования, использование высокоэффективных катализаторов и оптимизация режимных параметров установок являются важными составляющими актуальной задачи повышения эффективности процесса изомеризации. Промышленные реакторы с неподвижным слоем катализатора широко используются в нефтеперерабатывающей промышленности. Эффективность использования неподвижного зернистого слоя зависит от степени доступа газосырьевого потока к каждой частице катализатора в реакторах с радиальным направлением движения. Это обеспечивает необходимую селективность процесса, равномерные гидродинамические условия, а также, что особенно важно для процесса изомеризации, равномерную дезактивацию 1Д-контакта. На рисунке 1 [7] представлен реактор, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого коаксиально установлена центральная перфорированная труба. Рис.