Содержание

Введение

1. Назначение процесса каталитического риформинга и его место в современном НПЗ

2. Основные и побочные реакции, протекающие в процессе каталитического риформинга.

3. Термодинамика процесса каталитического риформинга.

4. Кинетика и механизм основных реакций каталитического риформинга.

5. Катализ и современные катализаторы процесса каталитического риформинга.

6. Влияние технологических параметров на протекание процесса каталитического риформинга.

7. Краткое описание и характеристика (основные достоинства и недостатки) технологических схем процесса.

8. Пути повышения эффективности работы установок каталитического риформинга.

Введение

Одним из наиболее распространенных процессов нефтепереработки является процесс каталитического риформинга, с помощью которого получают высокооктановые автомобильные топлива и ароматические углеводороды – бензол , толуол , ксилолы и этилбензол.

Необходимость улучшения качества и количества моторных топлив и ароматических углеводородов обусловлена постоянно возрастающим их потреблением народным хозяйством, а также требованиями по охране окружающей среды и экономии нефтересурсов.

Повышение качества автомобильных бензинов и ароматических углеводородов достигается в процессах каталитического риформинга и разделения ароматических углеводородов за счёт углубления степени гидроочистки сырья от таких нежелательны примесей, как сера, азот, смолистые вещества и непредельные углеводороды, применения высокоэффективных катализаторов, более совершенного оборудования и современной технологии производства.

В нашей стране действуют свыше 90 установок каталитического риформинга. Практически на каждом нефтеперерабатывающем заводе имеется установка каталитического риформинга.

Постоянно совершенствуясь, процесс каталитического риформинга прошел условно три этапа развития, которые были связаны как с изменением состава и свойств катализаторов, так и с изменением технологии процесса.

Уровень исследовательских работ первых периодов предполагал схему раздельной переработки низкокипящих (62-105˚С) и высококипящих

(85-180˚С, 105-140˚С, 105-180˚С) фракций в условиях, наиболее благоприятных для риформирования каждой из них. Выбор той или иной фракции для риформирования определяется ассортиментом вырабатываемой продукции.

На базе процесса каталитического риформинга создан ряд установок, различающихся по назначению (производство высокооктанового бензина или ароматических углеводородов), мощности и аппаратному оформлению. Принципиальные технологические схемы установок каталитического риформинга практически идентичны. На установках производства высокооктанового бензина проводятся следующие процессы: предварительная гидроочистка сырья с отпаркой из гидрогенизата сероводорода и воды, собственно риформинг и стабилизация катализата (простая или сложная). Установки производства ароматических углеводородов помимо этого включают процессы экстракции и вторичной ректификации для выделения товарных ароматических углеводородов: бензола, толуола, суммарных ксилолов и этилбензола.

Современный этап развития процесса каталитического реформирования базируется на использовании высокостабильных полиметаллических катализаторов, которые обеспечивают получение высокооктановых катализатов и ароматических углеводородов при пониженных давлениях с незначительной степенью дезактивации катализатора. Начиная с 1970 г. разработаны высокопроизводительные установки типа Л-35-11/1000, реконструирован ряд действующих установок, блоки риформинга комбинированных установок ЛК-6у. В результате появилась возможность получать высокооктановые компоненты для приготовления неэтилированного бензина АИ-93 и ароматические углеводороды высокого качества.

Намечено ввести ряд технологических изменений, что позволит увеличить выработку высокооктанового компонента автомобильного бензина, уменьшить вредные выбросы в атмосферу. В настоящее время происходит снижение доли бензинов с октановым числом 76-80 пунктов (ММ) и происходит увеличение доли бензинов с октановыми числами более 92 пунктов (ММ), которые получают на установках каталитического риформинга. В связи с этим значение этого процесса остается актуальным.

1. НАЗНАЧЕНИЕ ПРОЦЕССА КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА И ЕГО МЕСТО В СОВРЕМЕННОМ НПЗ.

Процесс каталитического риформинга предназначен для повышения октанового числа прямогонных бензинов и получения индивидуальных ароматических углеводородов (бензол, толуол, ксилолы) которые используются в нефтехимии. Необходимость улучшения качества и количества моторных топлив и ароматических углеводородов обусловлена постоянно возрастающим их потреблением народным хозяйством, а также требованиями по охране окружающей среды и экономии нефтересурсов. В связи с необходимостью увеличения глубины переработки нефти и ужесточения экологических требований возрастает доля вторичных процессов некоторые, из которых не возможны без водородсодержащегого газа. Именно поэтому большое значение имеет получение в процессе дешевого водородсодержащего газа для использования в других гидрогенизационных процессах. В связи с уменьшением использования ТЭС значение процессов каталитического риформинга в нефтепереработке существенно возросло в связи с необходимостью производства неэтилированного высокооктанового автомобильного бензина.

2. ОСНОВНЫЕ И ПОБОЧНЫЕ РЕАКЦИИ В ПРОЦЕССЕ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА.

Каталитический риформинг – сложный химический процесс, в котором протекает ряд химических реакций, позволяющие изменить углеводороный состав фракций и тем самым увеличить их октановое число. Основными реакциями процесса являются реакции дегидрирования, дегидроизомеризации, дегидроциклизации, гидродеалкилирования и изомеризации. К побочным реакциям относятся реакции гидрокрекинга, гидрогенолиза и реакции уплотнения.

Основные реакции:

– дегидрирование шестичленных нафтенов в ароматические углеводороды.

– дегидроизомеризация пятичленных нафтеновых углеводородов

– дегидроциклизация парафиновых углеводородов.

– реакции изомеризации.

Побочные реакции:

– реакции гидрокрекинга.

– реакции гидрогенолиза нафтеновых углеводородов

–реакции уплотнения

3. ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССА КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА.

Реакции риформинга, ведущие к образованию ароматических углеводородов из нафтеновых и парафиновых, идут с поглощением теплоты; реакции гидрокрекинга и гидрогенолиза – с выделением теплоты; реакции изомеризации парафиновых и нафтеновых углеводородов имеют слабовыраженный тепловой эффект. Для углеродов С6 – С10 мольные тепловые эффекты почти не зависят от молекулярной массы и мало изменяются в температурном интервале 470 – 500оС. Тепловые эффекты реакций (ΔН) указаны в табл. 3.1.

Таблица 3.1.

Тепловые эффекты реакций риформинга