Прогнозирование работы промышленного реактора в процессе переработки газовых конденсатов в моторные топлива с учетом дезактивации цеолитных катализаторов

• Автор: Ровенская, Светлана Анатольевна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 121 с. : ил.

1.1 Основные тенденции и проблемы развития катализа на

цеолитах

1.1.1 Структура и специфические свойства синтетических цеолитов

1.1.2 Применение цеолитных систем в различных процессах.

1.2 Новые технологии получения моторных топлив.

1.3 Механизм превращения углеводородов на цеолитах.

Физикохимические основы

1.4 Дезактивация цеолитных катализаторов. Особенности

коксообразования на цеолитах

1.5 Моделирование дезактивации и регенерации цеолитных

катализаторов.

1.6 Обобщение, выводы и постановка задачи работы.
Глава 2 Кинетическая модель процесса ароматизации бензиновых
фракций на цеолитах
2.1 Анализ экспериментальных данных
2.2 Выбор схемы превращения основных компонентов.
2.3 Термодинамика основных химических реакций
2.4 Формулировка модели
2.5 Оценка чувствительности модели к сырью различного состава.
Глава 3 Кинетическая модель дезактивации цеолитных катализаторов.
3.1 Анализ экспериментальных данных
3.2 Модель дезактивации
3.3 Описание экспериментов.
3.4 Уравнения коксообразования на цеолитных катализаторах
Глава 4 Моделирование процесса в промышленном реакторе.
4.1 Выбор типа реактора и задач прогнозирования
4.2 Технологические особенности процесса.
4.3 Состав сырья и продуктов.
4.4 Математическая модель трубчатого реактора
4.5 Настройка параметров модели по данным промышленной
установки.
4.6 Влияние технологических параметров.
4.6.1 Изотермический реактор с неподвижным слоем катализатора
4.6.2 Влияние адиабатических условий.
4.6.2.1 Модель адиабатического реактора.
4.6.2.2 Профили по длине слоя.
Определение оптимальных условий процесса Цеоформинг
Выводы.
Библиографический список использованной литературы
Приложения.
Приложение 1. Акт о внедрении результатов моделирования в ОАО Омскнефтехимпроект.
Приложение 2. Письмо главного инженера ОАО
Нижневартовский газоперерабатывающий комплекс о
порядке отбора проб стабильного катализата, полученного на установке Цеоформинг
Введение


Из них промышленное применение в качестве адсорбентов и катализаторов нашли цеолит А, фожазиты X и У, морденит, эрионит, пентасилы. Основное различие в структуре цеолитов заключается в особенностях их алюмосиликатных каркасов и размерах окон больших полостей. В цеолитах типа X и У алюмосиликатный каркас построен из усеченных октаэдров, которые соединены тетраэдрически и образуют решетку алмазного типа, большие полости соединяются через двенадцатичленные кислородные окна соА0. Такие размеры окон доступны для молекул значительных размеров, таких как ароматические соединения и нафтены, что определяет селективность и направленность каталитического действия цеолитов в отношении этих веществ. Различия между типами фожазитов X и У заключаются в химическом составе решетки. У цеолита типа У соотношение вЮгАЬОз модуль цеолита больше чем у типа X 1. Наиболее интересными для практического использования оказались впервые синтезированные в начале х годов высококремнеземные ВК цеолиты семейства пентасил . От цеолитов других структурных типов пентасилы отличаются строением кристаллической решетки, основой которой является пятичленное кольцо. На рис. ЪМ5. В структуре 1ЪМ5 десятичленные кислородные кольца образуют две системы пересекающихся каналов, лежащих во взаимноперпендикулярных плоскостях. Рис. Цеолиты семейства пентасил отличаются высоким содержанием кремния 8Ю2АОз, что и определяет силу и локализацию активных кислотных центров. Благодаря высокому содержанию кремния эти цеолиты отличаются высокой термической и термопаровой стабильностью, гидрофобностью, а также высокой селективностью к превращению углеводородов нормального и слаборазветвленного строения. Кроме того, катализаторы на основе ВКцеолитов отличаются стабильностью каталитической активности во времени и устойчивостью к процессам коксообразования. Эти особенности каталитического действия цеолитов типа пентасил связывают, прежде всего, с уникальной микропористой структурой этих цеолитов, при которой в десятичленных каналах пентасилов возможен синтез и перенос моноароматических молекул, но стерические ограничения препятствуют образованию и диффузии более сложных молекул . Это свойство стало основой для получения высокоэффективных катализаторов с длительным сроком межрегенерационного пробега, а также повлекло за собой усовершенствование и разработку различных практически важных технологических процессов. Создание цеолитных катализаторов с середины х годов привело к интенсификации и совершенствованию технологии процессов, обеспечивающих потребности в качественных энергоносителях прежде всего в моторных и реактивных топливах, смазочных материалах, изоиарафиновых и ароматических углеводородах 3. Именно эти процессы базируются на применении эффективных энергосберегающих катализаторов, отвечающих требованиям современной технологии, промышленной экологии, качеству перерабатываемого сырья и товарных нефтепродуктов. Использование цеолитов как катализаторов в процессах нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности дает крупный экономический эффект. Так, применение цеолитов для процесса крекинга позволило значительно снизить ежегодные эксплуатационные расходы и сократить капиталовложения 1. Вместе с тем, для повышения эффективности цеолитных катализаторов необходимо решить ряд важных проблем, связанных с наиболее полным использованием уникальных свойств цеолитов. Высокая активность и тонкопористая структура цеолитов создают трудности, причиной которых является замедление процессов регенерации, массо и теплообмена по сравнению со скоростью самой каталитической реакции 4. Эта задача в известной мере была решена благодаря разработке цеолитсодержащих катализаторов ЦСК, в которых частицы каталитически активного компонента цеолита диспергированы в матрице с развитой системой пор. Матрицей могут служить аморфные алюмосиликаты, природные глины, а также двойные или тройные системы оксидов. Матрица придает катализатору высокую механическую прочность, что обеспечивает его износоустойчивость при промышленном применении.