Совершенствование промышленной технологии переработки углеводородного сырья с использованием платиновых катализаторов на основе нестационарной модели

• Автор: Иванчина, Эмилия Дмитриевна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 299 с. : ил

Введение. Актуальность проблемы повышения эффективности

промышленных производств на Рькатализаторах.

. Анализа современного состояния промышленных производств на Р1катализаторах

1.1 Проблемы производства бензинов и пути их решения.

1.2 Катачитический риформинг.

1.3 Гидрокрекинг бензиновых дистиллятов

1.4 Селективный гидрокрекинг бензиновых фракций.

1.5 Изомеризация нормальных парафиновых углеводородов на платиновых кататизаторах

1.6 Каталитический крекинг

1.7 Комбинированные технологические схемы процессов

переработки углеводородного сырья

1.8 Повышение эффективности процесса компаундирования
товарных бензинов
1.9 Новые достижения в разработке Р1катализаторов.
1. Решение проблем технологии производства высокооктановых
бензинов методом математического
моделирования.
1. Постановка задачи исследования и краткое содержание
работы
2. Разработка методологических основ моделирования нефтехимических процессов на Рбкатачизаторах
2.1 Механизм и кинетическое описание многокомпонентных
реакций углеводородов на Р1катализаторах.
2.2 Полифункциональные свойства Ргкататизаторов.
2.2.1 Кислотные центры на поверхности платинооксидных
катализаторов.
2.2.2 Введение модифицирующих добавок
2.2.3 Сульфидирование
2.3 Формализация механизма на Ркатализаторах.
2.3.1 Основные реакции карбонийионов на РГ катализаторах.
2.3.2 Механизм протекания реакций на РГкатализаторах
2.3.3 Превращение углеводородов на платиноцсолитных катализаторах.
2.4 Формирование схемы механизма на Ркатализаторах
2.5 Механизм дезактивации катализаторов риформинга.
2.5.1 Дезактивация катализаторов при их закоксовывании
2.5.2 Влияние серы на процесс дезактивации катализаторов
2.5.3 Старение катализаторов
2.5.4 Хлорирование катализаторов.
2.6 Обобщенная кинетическая модель нефтехимических процессов
термического и каталитического превращения
углеводородов на Ркатализаторах
3. Математическое моделирование контактных аппаратов
со стационарным и движущимся слоем катализатора.
3.1 Гидродинамический режим работы контактных аппаратов
3.2 Математическая модель реакторного блока процесса
каталитического риформинга бензинов.
3.2.1 Формирование уравнения теплового баланса.
3.2.2 Общая математическая модель процесса с движущимся слоем катализатора
4. Нестационарные модели с учетом дезактивации и старения катализатора
4.1 Моделирование дезактивации
металлических и кислотных центров
4.2 Построение моделей термического и каталитического
превращений сложных углеводородных смесей.
4.3 Моделирование процессов с учетом
необратимой дезактивации катализатора
4.4 Учет в модели хлорирования катализаторов.
4.5 Моделирование процесса риформинга с учетом необратимого отравления катализатора сульфатной серой.
4.6 Математическая модель процессов на Рькатализаторах
с учетом дезактивации коксом.
5. Решение технологических задач повышения эффективности
эксплуатации Рькатализаторов с применением математических
моделей
5.1 Сравнительная оценка и тестирование Рькатализаторов
риформинга и изомеризации, применительно к условиям НПЗ
5.1.1 Физикохимические аспекты тестирования
5.1.2 Классификация катализаторов.
5.1.3 Сбалансированные по Р1 и Яе катализаторы
риформинга
5.1.4 Несбалансированные по Р1 и Яе катализаторы
5.1.5 Системы разнотипной загрузки
5.1.6 Тестирование катализаторов изомеризации.
5.1.7 Рекомендации по выбору катализаторов риформинга и изомеризации на НПЗ.
5.2 Определение оптимальной стационарной активности
катализатора.
5.2.1 Физикохимические основы компьютерного
прогнозирования эффективных режимов эксплуатации катализаторов.
5.2.2 Разработка методики определения стационарной активности.
5.2.3 Оценка сбалансированности кислотной и металлической активности в процессе эксплуатации
5.3 Прогнозирование срока регенерации катализатора
5.4 Выбор и повышение эффективности комплексных технологий
производства высокооктановых бензинов с применением разработанных компьютерных моделей.
5.4.1 Возможные варианты комплексных технологий
5.4.2 Захолаживание сырья реактора селективного гидрокрекинга фракцией С5Сб.
5.4.3 Выделение реактора селективного гидрокрекинга в
отдельную установку.
6. Моделирование процесса компаундирования товарных бензинов
6.1 Разработка физикохимических основ процесса смешения
компонентов товарных бензинов
6.1.1 Компаундирование товарных бензинов
6.1.2 Применение антидетонаторов в производстве бензинов
6.2 Расчет оптимальных составов бензинов.
6.2.1 Методики расчета октановых чисел, основанные на покомпонентном и групповом углеводородном составе.
6.2.2 Методики расчета октановых чисел бензинов по физикохимическим показателям
6.2.3 Разработка методики расчета октановых чисел на основе реакционной способности компонентов смеси отдельных бензиновых фракций.
6.2.4 Расчет октановых чисел отдельных бензиновых фракций
6.2.5. Расчет влияния высокооктановых добавок и присадок
Выводы.
Список литературы


Изопарафнновые и циклические углеводороды, имеющие критический диаметр более 0, нм, не проникают в поры цеолита. Для этих цеолитов характерен эффект, выражающийся в зависимости скорости гидрогенолиза и коэффициента диффузии от длины углеводородной цепочки нормального ал капа. Эти характеристики достигают минимума при С и максимума при СщСи и Сб. Для приготовления катализатора цеолит подвергают дскатионированию или катионному обмену на ионы Сс, 2 а затем вводят ионным обменом, пропиткой или сочетанием этих процессов в момент синтеза гидрирующие компоненты. В качестве связующего используют АЬО. Гидрирующими компонентами служат металлы VIII группы обычно Р1, РД 8, . Активность и селективность катализаторов при гидрокрекинге нормальных алканов зависят не только от их состава, но и от способа приготовления порядка введения компонентов, условий термообработки и других факторов. Возможности селективного гидрокрекинга по повышению октановою числа легких бензиновых фракций усиливаются при комбинировании с процессом изомеризации. К отечественным катализаторам селективного гидрокрекинга на основе эрионита относятся бифункциональные катализаторы СГЗП на платине и СГЗМ на молибдене. Последнее поколение катализаторов селективного гидрокрекинга КД3, КДЗП и КДЗН это бицсолитные катализаторы 8. В обзорных работах приводится описание технологий и катализаторов фирмы
1. Сочетая химическое и структурное модифицирование цеолитов, можно целенаправленно изменять физикохимические и каталитические свойства катализаторов. Благодаря этому цеолиты находят вес большее применение в составе новых каталитических систем . Целесообразность использования процесса изомеризации зависит от производства базового компонента, так как нзомеризаты являются лишь незначительной частью суммарного бензина. Определяющим фактором выбора процесса переработки легкой углеводородной фракции являются октанотонны базового компонента риформагы, бензины каталитического крекинга и т. При переработке широкой бензиновой фракции в процессе риформинга под высоким давлением могут протекать реакции деалкопирования с образованием бензола, поэтому бензолобразующую фракцию целесообразно удалять из сырья. Фракция 5 С содержит до имеющеюся в сырье циклогексана. Переработка остаточной фракции в процессе риформиша обеспечивает катализат с октановым числом , содержащий низкое количество бензола. Углеводороды ССт в процессе изомеризации или селективного гидрокрекинга превращаются в высокооктановую добавку с низким содержанием ароматических углеводородов. По мере повышения точки н. Однако это компенсируется уменьшением расхода ВСГ в реакциях гидрокрекинга, если головная фракция перерабатывается в процессах изомеризации и селективного гидрокрекинга. Реакции изомеризации парафинов эффективно катализируются на бифункциональных контактах и протекают по карбонийионному механизму. Ароматизирующая функция катализатора является мерой его активности. Чем меньше в сырье олефинов, тем большей кислотностью должен обладать катализатор, так как при низких температурах устанавливается равновесие реакций дегидрированиягидрирования парафинов на металлических центрах. Цеолитные катализаторы, обладающие более низкой кислотностью бренстедовская кислотность, должны эксплуатироваться при более высоких температурах. По этой причине в процессе высокотемпературной изомеризации нбутан не подвергается превращениям. Первые цеолитсодержащие катализаторы для изомеризации нормальных парафинов были получены на основе дскатионированных и кальциевых форм цеолитов типа фожазита введением в них платины или палладия. СНи о яСНм юоС,Н,в о зоС,Н1г. В случае изомеризации парафинов с длинной цепыо на платиносодержащих цеолитах большая часть моноразветвленных изомеров образуется через алкнлкарбонисвые ионы, тогда как метилразветвленные в основном через замещенные протонированные циклопропановые промежуточные соединения. Протонированные нафтены с большими кольцами являются промежуточными соединениями доя получения изомеров с более длинными боковыми цепями и обусловливают селсюивность ПО СНэ, С2, С3Н7 и С4Н9 разветвленным изомерам .